DE60107827T2

DE60107827T2 - Zuteilung von betriebsmitteln beim paketvermittelten datentransfer

Info

Publication number: DE60107827T2
Application number: DE60107827T
Authority: DE
Inventors: Minna HAUTAMÄKI; Arto Leppisaari; Mika Forssell
Original assignee: Nokia Oyj
Current assignee: Nokia Oyj
Priority date: 2000-04-03
Filing date: 2001-03-28
Publication date: 2005-12-15
Anticipated expiration: 2021-03-29
Also published as: DE60107827D1; BR0109741A; KR100585435B1; US20010038614A1; CA2404016C; US7706322B2; EP1269698B1; US7123595B2; ATE285149T1; EP1269698A1; ES2233623T3; FI20000779A0; ZA200207441B; KR20020087120A; CN1190929C; BR0109741B1; US20070201396A1; CN1430842A; FI109437B; WO2001076156A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren gemäss Oberbegriff von Anspruch 1, ein Datenübertragungssystem gemäss Oberbegriff von Anspruch 13 und ein Datendrahtlosübertragungsgerät gemäss Oberbegriff von Anspruch 18.
Der Begriff „Datendrahtlosübertragungssystem" (Wireless Data Transmission System) wird im Allgemeinen verwendet um jegliches Datenübertragungssystem zu bezeichnen, welches eine Datendrahtlosübertragungsverbindung zwischen einem Datendrahtlosübertragungsgerät (MS) und festen Teilen des Systems ermöglicht, während sich der Benutzer des Datendrahtlosübertragungsgerätes im Betriebsbereich des Systems bewegt. Ein typisches Datendrahtlosübertragungssystem ist das Public Land Mobile Network (öffentliches landgestütztes Mobilfunknetzwerk) PLMN. Die meisten Datendrahtlosübertragungssysteme die zum Zeitpunkt der Hinterlegung dieser Anmeldung existieren gehören zu den sogenannten Datendrahtlosübertragungsgerätsystemen der zweiten Generation, wofür das weit bekannte GSM System (Global System for Mobile telecommunications (Globales System für Mobilkommunikation)) ein Beispiel ist. Die vorliegende Erfindung ist besonders geeignet für die paketvermittelten Datendrahtlosübertragungssysteme, welche derzeit entwickelt werden. Ein Beispiel für solche Datendrahtlosübertragungssysteme, wie sie in dieser Spezifikation verwendet werden, ist das GPRS System (General Paket Radio Service (allgemeiner paketvermittelter Funkdienst)), dessen Standardisierung derzeit im Gange ist. Es ist klar, dass die Erfindung auch in anderen Datendrahtlosübertragungssystemen, in welchen paketvermittelte Datenübertragung angewendet wird, angewendet werden kann.
Der General Packet Radio Service (GPRS (allgemeiner paketvermittelter Funkdienst)) ist ein neuer Dienst, welcher für die GSM Datendrahtlosübertragungssysteme entwickelt wird. Die operative Umgebung des GPRS Systems umfasst ein oder mehr Subnetwork Service Areas (Unternetzwerkdienstgebiete), welche als ein GPRS Backbone Network (Basisnetzwerk) kombiniert sind. Das Unternetzwerk umfasst verschiedene Support Nodes (SN ( Stützknoten)), wofür die in dieser Spezifikation verwendeten Serving GPRS Support Nodes (SGSN (dienstanbietende GPRS Stützknoten)) ein Beispiel sind, welche mit dem Mobilnetz verbunden sind (typischerweise über eine Verbindungseinheit mit der Basisstation), derart, dass sie den Datendrahtlosübertragungsgeräten über die Basisstationen (Zellen) paketvermittelte Dienste anbieten können. Das mobile Netzwerk bietet paketvermittelte Informationsübertragung zwischen dem Support Node (Stützknoten) und dem Datendrahtlosübertragungsgerät. Verschiedene Unternetzwerke, wiederum, sind über die GPRS Gateway Support Nodes (GGSN (GPRS Schnittstellenstützknoten)) mit einem externen Datennetz, wie z.B. einem Public Switched Data Network (PSDN (öffentliches Datenvermittlungsnetzwerk)), verbunden. Der GPRS Dienst ermöglicht also paketvermittelte Informationsübertragung zwischen einem Datendrahtlosübertragungsgerät und einem externen Datennetzwerk, wobei bestimmte Teile des Mobilnetzwerkes ein Zugangsnetzwerk bilden.
Um die GPRS-Dienste zu benutzen führt das Datendrahtlosübertragungsgerät erst ein GPRS Anbinden (Attach) durch, durch welches es mitteilt, dass es zur Übertragung von Datenpaketen bereit ist. Das Anbinden bildet eine logische Verbindung (Logical Link) zwischen dem Datendrahtlosübertragungsgerät und dem Support Node (Stützknoten) SGSN und ermöglicht auf diese Weise die Übertragung von Kurznachrichten (SMS, Short Message Services (Kurznachrichtsdienste)) über das GPRS Netzwerk, wobei es über einen Support Node (Stützknoten) und Paketbenachrichtigung Daten zum Datendrahtlosübertragungsgerät ruft.
Während das Datendrahtlosübertragungsgerät ans Netzwerk anbindet, führt der Support Node (Stützknoten) den Mobilitätsverwaltungsvorgang (MM (Mobility Management)) und die Benutzeridentifikation durch. Um Information zu senden und zu empfangen wird ein Packet Data Protocol (PDP (Paketdatenprotokoll)) aktiviert, wobei für das Datendrahtlosübertragungsgerät eine Paketdatenadresse (Packet Data Address) zur Benutzung in einer Paketdatenverbindung (Packet Data Connection) spezifiziert wird und auf diese Weise die Adresse des Datendrahtlosübertragungsgerätes im Gateway GPRS Support Node (Schnittstellen GPRS Stützknoten) bekannt ist. Wenn die Anbindung durchgeführt ist, wird eine Datenübertragungsverbindung mit dem Datendrahtlosübertragungsgerät, dem Support Node (Stützknoten) und dem Gateway GPRS Support Node (Schnittstellen GPRS Stützknoten) aufgebaut, und ein Protokoll (wie z.B. X.25 oder IP), eine Verbindungsadresse (z.B. X.121 Adresse), Dienstgüte (Quality of Service) und Network Service Access Point Identifier (NSAPI (Netzwerkdienstzugangspunktkennung)) werden für die Verbindung spezifiziert. Das Datendrahtlosübertragungsgerät aktiviert eine Paketdatenverbindung mit einem Activate PDP Context Request (PDP Aktivierungskontextanforderung), in welchem das Datendrahtlosübertragungsgerät die Temporary Logical Link Identity (TLLI (temporäre logische Verbindungsidentität)), die Art der Paketdatenverbindung, die Adresse, die erforderliche Dienstgüte, den Network Service Access Point Identifier (Netzwerkdienstzugangspunktkennung) und falls möglich ferner den Access Point Name (APN (Zugangspunktname)) übergibt.
Die Dienstgüte spezifiziert, zum Beispiel, wie Packet Data Units (PDU (Paket Daten Einheiten)) während der Übertragung im GPRS Netzwerk behandelt werden. Die Dienstgüten, z.B. definiert für Verbindungsadressen, werden verwendet um die Übertragungsfolge, die Pufferung (Paketwarteschlangen) und die Rückweisung von Paketen im Support Node (Stützknoten) und dem Gateway GPRS Support Node (Schnittstellen GPRS Stützknoten) zu steuern, besonders in Situationen, bei denen Pakete in zwei oder mehr Verbindungen gleichzeitig zu senden sind. Verschiedene Dienstgüten spezifizieren unterschiedliche Verzögerungen für die Übertragung von Paketen zwischen verschiedenen Enden der Verbindung, unterschiedliche Bit Raten, und die Anzahl zurückgewiesener Pakete kann in Verbindungen unterschiedlicher Dienstgüte unterschiedlich sein. Vier verschiedene Dienstgüteklassen wurden im GPRS System gebildet, und diese Klassen spezifizieren die Dienstgüte, welche von der LLC Layer (LLC Schicht) für die Verbindung angeboten werden.
Das Dokument ETSI EN 301 349 V7.0.1 (1999-12) Digital cellular telecommunications system (Phase 2+); General Packet Radio Service (GPRS); Mobile Station (MS) – Base Station System (BSS) interface; Radio Link Control/Medium Access Control (RLC/MAC) protocol (GSM 04.60 version 7.0.1 Release 1998) beschreibt eine GPRS Schnittstelle zwischen einer Mobilstation und einer Basisstation. Paragraph 8.1.2.2 „Polling for Packet Downlink Ack/Nack" beschreibt Empfangsbestätigungsnachrichten welche im Uplink („rauf"-Verbindung) gesendet werden.
Die Zuverlässigkeit bestimmt, ob bei Datenübertragung in der Logical Link Control (LLC (Logische Verbindungssteuerung)) und Radio Link Control (RLC (Funkverbindungssteuerung)) Schicht eine Empfangsbestätigung verwendet wird (ARQ) oder nicht (kein ARQ). Zudem bestimmt die Zuverlässigkeit, ob bei nicht-empfangsbestätigter Datenübertragung eine geschützte Betriebsart (Protected Mode) verwendet wird, und ob das GPRS Backbone-Network (Basisnetzwerk) das TCP oder UDP Protokoll bei der Übertragung von zur Verbindung gehörigen Paketen benutzt.
Die beigefügte 1 zeigt die Funktion einer bekannten LLC Protokollschicht 101 in einem Datendrahtlosübertragungsgerät und in dem GPRS Support Node (Stützknoten). Block 102 stellt die Funktionen der bekannten RLC/MAC (Radio Link Control (Funkverbindungssteuerung)/Media Access Control (Medienzugangssteuerung)) Schicht dar, welche zwischen der LLC Schicht 101 und dem Datendrahtlosübertragungsgerät (nicht gezeigt) erforderlich sind. Entsprechend stellt Block 103 die Funktionen der bekannten BSSGP (Base Station Subsystem GPRS Part (Basisstationsuntersystem GPRS Teil)) Schicht, welche zwischen der LLC Schicht 101 und dem nächsten GPRS Support Note (Stützknoten) (nicht gezeigt) erforderlich ist. Die Schnittstelle zwischen der LLC Schicht 101 und den RLC/MAC Schichten wird die RR Schnittstelle genannt, und die Schnittstelle zwischen der LLC Schicht 101 und den BSSGP Schichten wird die BSSGP Schnittstelle genannt.
Über der LLC Schicht 101 gibt es die bekannten GPRS Mobilitätverwaltungsoperationen (Mobility Management Operations) 104, die SNDCP Operationen 105 und die Kurznachrichtsdienstoperationen (Short Message Service Operations) 106, welche zur Schicht 3 der hier beschriebenen Schichtstruktur gehören. Jeder dieser Blöcke hat ein oder mehr Verbindungspunkte zur LLC Schicht 101 zur Verbindung mit ihren-unterschiedlichen Teilen. Der Logical Link Control (Logische Verbindungssteuerung) Block 107 hat ein Logical Link – GPRS Mobility Management (LLGMM (logische Verbindung GPRS Mobilitätsverwaltung)) Steuerungsverbindung zu Block 104. Die Mobilitätsverwaltungsinformation wird über die LLGMM Verbindung zwischen den Blöcken 104 und dem ersten LLE (Logical Link Entity (Logische Verbindungs Entität)) Block der LLC Schicht übermittelt. Der zweite 109, dritte 110, vierte 111 und fünfte 112 LLE Block sind mit dem Block 105 über entsprechende Verbindungen verbunden. Diese Blöcke werden auch QoS 1, QoS 2, QoS 3 und QoS 4 genannt, entsprechend der Dienstgüte der von diesen Blöcken behandelten Pakete. Der sechste LLE Block 113 der LLC Schicht ist mit dem Block 106 über die LLSMS (Logical Link – Short Message Service (logische Verbindung – Kurznachrichtsdienst)) Verbindung verbunden. Die Service Access Point Identifiers (Dienstzugangspunktbezeichner) des ersten 108, zweiten 109, dritten 110, vierten 111, fünften 112 und sechsten LLE Blocks sind 1, 3, 5, 9, 11 bzw. 7. Jeder dieser LLE Blöcke ist in der LLC Schicht mit dem Multiplexerblock 114 verbunden, welcher Verbindungen über das RR-Interface an den Block 102 und ferner an das Datendrahtlosübertragungsgerät verarbeitet, sowie Verbindungen über die BSSGP Verbindung zu Block 103 und ferner zum Support Node (Stützknoten) SGSN.
Die Verbindung zwischen dem Multiplexerblock 114 und Block 102 der unteren Schicht in Richtung Datendrahtlosübertragungsgerät wird die Transmission Pipe (Übertragungsrohrleitung) genannt. Alle Paketdatenflüsse (Packet Data Flows) zwischen den oberen Teilen der LLC Schicht und den unteren Schichten 102 gehen durch denselben Multiplexerblock 114 und Transmission Pipe (Übertragungsrohrleitung). Für Paketdatenübertragung der LLC Schicht 101 im GPRS System, ist es möglich temporäre Blockflüsse (TBF (Temporary Block Flows)) zwischen dem Datendrahtlosübertragungsgerät und dem Mobilnetz zu erzeugen. Solch ein temporärer Blockfluss kann entweder vom Datendrahtlosübertragungsgerät oder vom Mobilnetz gestartet werden. Diese temporären Blockflüsse sind temporäre Blockflüsse der RLC/MAC Schicht, in welcher Information der LLC Schicht übertragen wird. Ein temporärer Blockfluss kann entweder für Datenübertragung vom Mobilnetz zum Datendrahtlosübertragungsgerät, was in den Signalisierdiagrammen von 2, 3a, 3b kurz mit DL TBF (Downlink („runter"-Verbindung) TBF) bezeichnet wird, oder vom Datendrahtlosübertragungsgerät zum Mobilnetz, in welchem Falle es mit UL TBF (Uplink („rauf"-Verbindung) TBF) bezeichnet wird, vorgesehen sein.
2 ist ein Signalisierdiagramm einer Paketdatenübertragung gemäss dem Stand der Technik, in welchem temporäre Blockflüsse (Temporary Block Flows) verwendet werden. Der Blockfluss wird bevorzugt mittels eines Steuerkanals (Control Channel) gebildet, wie z.B. PCCCH oder CCCH, durch Bildung eines Paketkanals (Packet Channel) PDTCH. Dies ist durch Block 201 in 2 dargestellt. Wenn der temporäre Blockfluss gebildet ist, wird mit der Übertragung von Paketen begonnen (Pfeil 202). Jedes RLC Paket, das vom Mobilnetz ans Datendrahtlosübertragungsgerät gesendet wird, enthält einen Final Block Indicator (FBI (Letzer Block Anzeiger)). Der Zweck dieses Final Block Indicator (Letzer Block Anzeiger) ist es, das Datendrahtlosübertragungsgerät darüber zu informieren, wenn das Mobilnetz keine Information mehr hat, welche im Blockfluss an das Datendrahtlosübertragungsgerät zu senden ist, worauf dieser temporäre Blockfluss gestoppt werden kann. Um Pakete zu empfangen schaltet das Datendrahtlosübertragungsgerät in den Packet Transfer Mode (Paketübertragungsbetriebszustand) und beginnt dem Paketdatenkanal (Packet Data Channel) zuzuhören und Pakete zu empfangen.
Das Mobilnetz setzt diesbezügliche Information im letzten zu übermittelnden Paket (Pfeil 203), zum Beispiel indem das letzte Bit der Pakete im Paket Kopffeld auf den Wert „wahr" gesetzt wird (z.B. der logische Modus 1). Dann weiss das Datendrahtlosübertragungsgerät, dass es das letzte Paket war, welches in diesem Blockfluss empfangen wurde. Dieses Paket enthält auch das Relative Reserved Block Period (RRBP (relative reservierte Blockperiode)) Feld, in welchem das Mobilnetz das Datendrahtlosübertragungsgerät informieren kann, in welchem Zeitschlitz das Datendrahtlosübertragungsgerät die Emp fangsbestätigungsnachricht senden kann. Wenn dieses letzte Paket empfangen wurde, überträgt das Datendrahtlosübertragungsgerät eine Empfangsbestätigungsnachricht (204) im vorgegebenen Zeitschlitz ans Mobilnetz und startet einen Zeitgeber (Block 205), wie z.B. den T3192 im GPRS System, zur Berücksichtigung des Zeitablaufes. Falls der RLC Acknowledged Mode (empfangsbestätigte Betriebsart) beim Blockfluss benutzt wurde, sendet das Datendrahtlosübertragungsgerät als Empfangsbestätigung die Packet Downlink (Paket „runter"-Verbindung) Ack/Nack Nachricht, in welcher der Final Ack Indicator (FAI (abschliessender Empfangsbest. Anzeiger)) auf den Wert „wahr" gesetzt wird, vorzugsweise den logischen Modus 1. Der Wert dieses abschliessenden Bits benachrichtigt das Mobilnetz, dass keine Übertragungswiederholung von Paketen (mehr) erforderlich ist, weil alle Pakete empfangen wurden. Wenn der RLC Unacknowledged Mode (nicht-empfangsbestätigte Betriebsart) im Blockfluss verwendet wurde, sendet das Datendrahtlosübertragungsgerät die Packet Control Ack (Paketsteuerung Empfangsbest.) Nachricht als Empfangsbestätigungsnachricht. Das Datendrahtlosübertragungsgerät hört weiterhin auf dem Packet Data Transmission Channel (Paketdatenübertragungskanal) PDTCH, falls das Datendrahtlosübertragungsgerät die Empfangsbestätigungsnachricht nochmals senden müsste, bis die Zeit, die im Zeitgeber T3192 gesetzt wurde, abgelaufen ist. Danach schaltet das Datendrahtlosübertragungsgerät in den ruhenden Betriebszustand.
Ein Zeitgeber wird ferner im Mobilnetz gestartet, wie z.B. der T3193 im GPRS System, wenn das Mobilnetz die Empfangsbestätigungsnachricht vom Datendrahtlosübertragungsgerät empfangen hat. Nachdem die im Zeitgeber spezifizierte Zeit abgelaufen ist, hebt das Mobilnetz den temporären Blockfluss auf.
Wenn das Datendrahtlosübertragungsgerät im ruhenden Betriebszustand zu sendende Pakete hat, kann das Datendrahtlosübertragungsgerät nicht direkt damit beginnen diese Pakete zu senden, sondern es muss erst vom ruhenden Betriebszustand in den aktiven Betriebszustand schalten (Paketübertragungsbetriebszustand). Danach beginnt das Datendrahtlosübertragungsgerät mit dem Verfahren zur Bildung eines temporären Blockflusses im Steuerkanal (Control Channel), so wie z.B. dem oben erwähnten PCCCH oder CCCH Steuerkanal (Block 206). Die Übertragung von Paketen vom Datendrahtlosübertragungsgerät zum Mobilnetz kann gestartet werden nachdem der temporäre Blockfluss gebildet wurde. Die Signalisierung, welche während der Bildung durchgeführt wird, ist durch Pfeile 207 und 208 dargestellt und die Bildung des Paketkanals durch Block 209. Die Zeit, welche für die Anforderung der Betriebsmittel und die Bildung des temporären Blockflusses erforderlich ist kann so viel wie mehrere Sekunden sein. In der Praxis verzögert eine Gestaltung wie die oben beschriebene die Übertragung von Paketen, weil das Datendrahtlosübertragungsgerät erst bis zum Ende der Zeitablauf Berücksichtigung (time-out consideration) warten und in den ruhenden Betriebszustand schalten muss, ehe ein neuer temporärer Blockfluss gebildet werden kann. Zudem bewirkt der Aufbau der Verbindung eine zusätzliche Belastung des Kontrollkanals. Situationen, wie die oben beschriebene, kommen besonders in Verbindung mit den Signalisierverfahren vor, in welchen das Datendrahtlosübertragungsgerät im Wesentlichen sofort eine Antwort auf eine vom Mobilnetz gesendete Nachricht senden muss.
Wenn das Mobilnetz in Verbindung mit der Übertragung von Paketen das Datendrahtlosübertragungsgerät angefragt hat eine Empfangsbestätigungsnachricht zu senden, kann das Datendrahtlosübertragungsgerät das Mobilnetz in diesen Empfangsbestätigungsnachrichten über das Erfordernis Pakete zu senden informieren. Das Mobilnetz fragt jedoch nicht immer nach Antwortbestätigungen, und so hat das Datendrahtlosübertragungsgerät in einer Situa tion wie dieser, vor der Empfangsbestätigung nach dem Empfang des letzten Paketes, keine Gelegenheit nach Betriebsmitteln für die Übertragung von Paketen zu fragen. Da in dieser Phase der temporäre Blockfluss geendet hat und kein Übertragungszeitschlitz für das Datendrahtlosübertragungsgerät reserviert wurde, kann das Datendrahtlosübertragungsgerät keine Anfrage für Betriebsmittel senden. Dies bedeutet, dass das Datendrahtlosübertragungsgerät in den ruhenden Betriebszustand schalten muss und wieder zurück ehe es nach Betriebsmitteln für die Übertragung von Paketen fragen kann.
Selbst, wenn die empfangsbestätigte Betriebsart verwendet wird, kann es Probleme geben die Blockflussanforderung rechtzeitig zu senden. Das Datendrahtlosübertragungsgerät kann eine Channel Request Description (Kanalanfragebeschreibung) IE in der Empfangsbestätigungsnachricht setzten, wobei das Mobilnetz versuchen könnte Betriebsmittel zuzuteilen um einen temporären Blockfluss vom Datendrahtlosübertragungsgerät zum Mobilnetz herzustellen. In dieser Situation sendet das Mobilnetz eine Betriebsmittelzuteilungsnachricht (wie z.B. Packet Uplink Assignment (Paket „rauf"-Verbindungszuteilung)) ans Datendrahtlosübertragungsgerät, nach welcher das Datendrahtlosübertragungsgerät mit der Übertragung von Paketen beginnen kann. Das Datendrahtlosübertragungsgerät hat jedoch nicht in allen Situationen Zeit um nach einer Betriebsmittelzuteilung zu fragen ehe es die Empfangsbestätigungsnachricht senden muss. Der Grund hierfür kann z.B. sein, dass Pakete einer Anwendungsschicht (z.B. Information bezüglich eines Internetnavigationsprogramms (Internet Browser), wie z.B. Information einer Homepage) in einem RLC Paket übermittelt werden, welches vom Datendrahtlosübertragungsgerät in einem Blockfluss empfangen wird, in welchem Falle das Paket von der RLC Schicht zur LLC Schicht verschoben werden muss. In der LLC Schicht wird die LLC Rahmenstruktur entfernt und über die SNDCP Schicht an die TCP/IP Schicht übertragen. Von der TCP/IP Schicht wird die im Paket enthaltene Information an die Anwendung übertragen. Danach kann die Anwendung eine Antwortnachricht bilden, um z.B. weiter über das Mobilnetz übertragen zu werden. Es werden dann umgekehrte Massnahmen durchgeführt, d.h. die Information der Anwendungsschicht wird über die Zwischenschichten zu Information der LLC Schicht und ferner in RLC Pakete umgewandelt. Die Zeit, welche dieser ganze Prozess einnimmt, kann so lange sein, dass in der RLC Schicht keine Information betreffend das Erfordernis Pakete zu senden eingeht ehe die Empfangsbestätigungsnachricht der RLC Schicht ans Mobilnetz gesendet wurde.
Im GPRS System braucht das Datendrahtlosübertragungsgerät eine Zeit von 13 bis 26 TDMA Rahmen (Ein Rahmen ist ca. 4.615 ms) um eine Empfangsbestätigungsnachricht zu senden. Diese Zeit ist vom Wert des RRBP Feldes im vom Mobilnetz übertragenen Paket beeinflusst. Dies bedeutet, dass die oberen Schichten des Protokollstapels etwa 60 bis 120 ms Zeit haben um ein zu übertragendes Paket zu bilden und es zur RLC Schicht zu verschieben. In praktischen Situationen gelingt dies nicht häufig, und demzufolge muss das Datendrahtlosübertragungsgerät erst in den ruhenden Betriebszustand schalten ehe ein temporärer Paketfluss vom Datendrahtlosübertragungsgerät zum Mobilnetz gebildet werden kann.
Der Zweck der vorliegenden Erfindung ist es die oben genannten Nachteile zu reduzieren und ein effizienteres Verfahren und System bei paketvermittelter Datenübertragung zwischen einem Datendrahtlosübertragungsgerät und einem Mobilnetz zu schaffen. Die Erfindung basiert auf der Idee, dass, wenn das letzte Paket jeder Paketübertragung vom Mobilnetz zum Drahtlosendgerät übertragen wurde, wie z.B. ein Datendrahtlosübertragungsgerät, und eine Empfangsbestätigungsnachricht des Daten drahtlosübertragungsgerätes empfangen wurde, eine Anfragenachricht vom Mobilnetz ans Drahtlosendgerät übermittelt wird, zu welcher Anfragenachricht das Endgerät eine Antwort schicken und, wenn erforderlich, nach Betriebsmitteln für Datenübertragung vom Drahtlosendgerät ans Mobilnetz fragen kann. Falls im es im Datendrahtlosübertragungsgerät zu sendende Packet Data Units (Paketdateneinheiten) gibt, kann die Bildung eines temporären Blockflusses gestartet werden, ohne dass das Datendrahtlosübertragungsgerät in den ruhenden Betriebszustand und wieder zurück schaltet. Das Verfahren gemäss der Erfindung ist durch das gekennzeichnet, was im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 angegeben ist. Das Datenübertragungssystem gemäss der Erfindung ist durch das gekennzeichnet, was im kennzeichnenden Teil von Anspruch 13 angegeben ist. Das Datendrahtlosübertragungsgerät gemäss der Erfindung ist durch das gekennzeichnet, was im kennzeichnenden Teil von Anspruch 18 angegeben ist.
Die vorliegende Erfindung schafft im Vergleich zu Verfahren und Systemen aus dem Stand der Technik beträchtliche Vorteile. Mit dem Verfahren gemäss der Erfindung kann die Übertragung von Paketen des Datendrahtlosübertragungsgerätes schneller gestartet werden als bei Lösungen aus dem Stand der Technik. Zudem kann die Erfindung den Verkehr auf dem Steuerkanal beim Bilden eines temporären Blockflusses reduzieren und so können die Betriebsmittel des Mobilnetzes effizienter genutzt werden.
Im Folgenden wird die Erfindung mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen detaillierter beschrieben, bei welchen:
1 zeigt einen Protokollstapel aus dem Stand der Technik,
2 ist ein schematisches Signalisierungsdiagramm des Aufbaus einer Paketvermittlungsverbindung gemäss dem Stand der Technik,
3a ist ein schematisches Signalisierungsdiagramm des Aufbaus einer Paketvermittlungsverbindung von einem Datendrahtlosübertragungsgerät zu einem Mobilnetz gemäss einer bevorzugten Ausführung der Erfindung,
3b ist ein schematisches Signalisierungsdiagramm einer Situation, in welcher im Datendrahtlosübertragungsgerät keine ans Mobilnetz zu sendende Pakete sind,
3c ist ein schematisches Signalisierungsdiagramm des Aufbaus einer Paketvermittlungsverbindung vom Datendrahtlosübertragungsgerät zum Mobilnetz gemäss einer anderen bevorzugten Ausführung der Erfindung,
3d ist ein schematisches Signalisierungsdiagramm des Aufbaus einer Paketvermittlungsverbindung vom Datendrahtlosübertragungsgerät zum Mobilnetz gemäss noch einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung, und
4 zeigt ein vorteilhaftes System, in welchem die Erfindung angewandt werden kann.
Ein Datendrahtlosübertragungssystem des GPRS Typus, als vereinfachtes Diagramm in 4 gezeigt, wird in der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführung der Erfindung als Beispiel benutzt, aber es ist klar, dass die Erfindung nicht einzig auf dieses System beschränkt ist, sondern, dass sie auch in anderen Nachrichtenübertragungssystemen eingesetzt werden kann, in welchen paketvermittelte Datenübertragung verwendet wird. In einem Mobilnetz, welches das GPRS System benutzt, wird Datenübertragung zwischen dem Datendrahtlosübertragungsgerät MS und dem Support Node (Stützknoten) SGSN des Mobilnetzes bevorzugt über die Basisstation BS ausgeführt.
Die Übertragung von Paketen vom Mobilnetz NW in Richtung Datendrahtlosübertragungsgerät MS wird im Folgenden als erstes behandelt. Es wird angenommen, dass das Datendrahtlosübertragungsgerät MS im ruhenden Betriebszustand ist und dass es dem Verkehr eines Steuerkanals zuhört um Nachrichten zu erkennen, welche möglicherweise ans Datendrahtlosübertragungsgerät gesendet werden.
Um die Übertragung von Paketen zu starten wird zunächst die Prozedur zum Aufbau eines temporären Blockflusses gestartet. Im folgenden Beispiel wird der Aufbau eines temporären Blockflusses bei Benutzung des PCCCH Kanals als Kontrollkanal beschrieben, aber die entsprechenden Prinzipien können auch auf den CCCH Kanal angewendet werden. 3a zeigt den Aufbau der Verbindung und die Übertragung von Paketen zwischen dem Datendrahtlosübertragungsgerät MS und dem Mobilnetz NW in Form eines schematisches Signalisierungsdiagrammes. Entsprechend zeigt 3b eine Situation, in welcher die Übertragung von Paketen des Datendrahtlosübertragungsgerätes MS nicht gestartet wird, wenn die Übertragung von Paketen, welche vom Mobilnetz NW her empfangen wurden, geendet hat. In einer Situation, in welcher Pakete der LLC Schicht vom Mobilnetz NW her ans Datendrahtlosübertragungsgerät MS zu übertragen sind, startet der Support Node (Stützknoten) SGSN den Aufbau einer temporären Verbindung. Das Datendrahtlosübertragungsgerät ist dann bevorzugt im ruhenden Betriebszustand und hört dem Verkehr im Steuerkanal zu. Um die Datenübertragung zu starten, wird ein Paketdatenverkehrskanal (Packet Data Traffic Channel) PDTCH, gebildet, womit Betriebsmittel für die Paketvermittlungsverbindung zugeteilt werden (Block 301). Das Mobilnetz NW teilt ein oder mehr Paketdatenverkehrskanäle (Packet Data Traffic Channels PCTCH) für die Verbindung zu. Die Zahl Kanäle (z.B. Zeitschlitze), welche zuzuteilen sind hängt ab z.B. von den Einstellungen, die der Betreiber des Mobilnetzes NW gemacht hat, der Dienstgüte, welche für die Verbindung reserviert wurde, den Paketverbindungseigenschaften des empfangenden Datendrahtlosübertragungsgerätes etc. Das Mobilnetz NW sendet eine Packet Downlink Assignement Message (Paketrunterverbindungszuteilungsnachricht) ans Datendrahtlosübertragungsgerät MS. Die Zuteilungsnachricht kann z.B. die temporären Flussidentität (Temporary Flow Identity TFI), Zeitinformation, basierend auf welcher das Datendrahtlosübertragungsgerät die Anfangszeit der Datenpaketübertragung schätzen kann, und Information betreffend den Zeitschlitz oder die Perioden, in welchen die Pakete der Paketverbindung übertragen werden, enthalten. Um Pakete zu empfangen schaltet das Datendrahtlosübertragungsgerät in den Packet Transfer Mode (Paketübertragungsmodus) und startet vorzugsweise den Zeitgeber. Die Kennzeichnung T3190 wird im GPRS System für diesen Zeitgeber benutzt. Hiernach, beginnt das Datendrahtlosübertragungsgerät dem Paketdatenverkehrskanal (Packet Data Traffic Channel) zuzuhören und Pakete zu empfangen. Der Zweck des Zeitgebers ist es zu verhindern, dass das Datendrahtlosübertragungsgerät in Fehlersituationen und wenn die Paketübertragung geendet hat in der Paketempfangsbetriebsart bleibt. Fehlersituationen können z.B. auftreten, wenn das Datendrahtlosübertragungsgerät aus irgendeinem Grund keine Pakete empfangen kann oder wenn das Mobilnetz keine Pakete sendet. Fehlersituationen werden in dieser Beschreibung nicht detaillierter beschrieben, da die Verfahren als solche bekannt sind.
Das Mobilnetz sendet Pakete im Paketdatenverkehrskanal (Packet Data Traffic Channel) PDTCH (Pfeil 302). Das Datendrahtlosübertragungsgerät MS empfängt jedes Paket und sendet eine Empfangsbestätigungsnachricht, falls das Mobilnetz NW danach gefragt hat. Durch die Empfangsbestätigungsnachricht kann das Datendrahtlosübertragungsgerät MS das Mobilnetz NW darüber informieren, dass das Paket entweder erfolgreich empfangen wurde (ACK) oder dass es beim Empfang Fehler gab (NACK). Wenn das Mobil netz NW nach der Übermittlung von Empfangsbestätigungsnachrichten gefragt hat, kann das Datendrahtlosübertragungsgerät MS die Empfangsbestätigungsnachrichten auch benutzen um das Mobilnetz NW über das Erfordernis Pakete zu übertragen zu benachrichtigen, insoweit der temporäre Blockfluss DL TBF aktiviert ist.
Das Mobilnetz NW setzt Information betreffend das Ende der Pakete im letzten zu übermittelnden Paket (Pfeil 303), z.B. indem der Letzterblockanzeiger (Final Block Indicator FBI) im Paketkopffeld auf den Wert „wahr" (z.B. den logischen Modus 1) gesetzt wird. Dann weiss das Datendrahtlosübertragungsgerät MS, dass es das letzte Paket war, dass in diesem Blockfluss empfangen wurde. Das Datendrahtlosübertragungsgerät sendet eine Empfangsbestätigungsnachricht an das Mobilnetz (Pfeil 304) und startet einen anderen Zeitgeber, wie z.B. den T3192 im GPRS System (Block 305).
Nachdem das Mobilnetz NW Information empfangen hat, dass das letzte Paket empfangen wurde, sendet in einem System gemäss einer bevorzugten Ausführung der Erfindung das Mobilnetz eine Anfragenachricht 306 (wie z.B. Packet Power Control (Paketleistungssteuerung)/Timing Advance (Zeitvorverlegung) (RRBP)), in welcher die Anfrageinformation (im GPRS System das RRBP Feld) gesetzt wurde, und das Datendrahtlosübertragungssystem kann die Anfrage beantworten, indem es das für das Datendrahtlosübertragungsgerät MS reservierte Funkbetriebsmittel (Radio Resource) benutzt, welches in der Anfragenachricht mitgeteilt wurde. Zudem wird in dieser Anfragenachricht bevorzugt dieselbe für das Datendrahtlosübertragungsgerät reservierte Kennung TFI, benutzt, welche im beendeten Blockfluss benutzt wurde. Das Setzen der Anfrageinformation in der Nachricht bedeutet in der Praxis, dass vom Datendrahtlosübertragungsgerät MS erwartet wird, dass es eine Antwortnachricht im zugeteilten Funkbetriebsmittel (Radio Resource) sendet.
Falls jedoch das Datendrahtlosübertragungsgerät MS Pakete zu senden hat, so sendet es nicht die normale Paketsteuerungsempfangsbestätiungsnachricht (Packet Control Acknowledgement Message) sondern, das Datendrahtlosübertragungsgerät sendet nach Empfang dieser Anfragenachricht eine Paketbetriebsmittelanforderung 307 (PACKET_RESOUCE_REQUEST) an das mobile Netzwerk NW um, falls es im Datendrahtlosübertragungsgerät MS auf Übertragung wartende Pakete gibt, einen temporären Blockfluss für die Übertragung von Paketen aufzubauen. Zudem startet das Datendrahtlosübertragungsgerät vorzugsweise den Timer T3168 und hört weiter den Packet Data Traffic Channels PDTCH (Paketdatenverkehrskanälen) zu. Anderenfalls antwortet das Datendrahtlosübertragungsgerät MS normal mit der Paketsteuerungsempfangsbestätigungsnachricht (PACKET_CONTROL_ACKNOWLEDGEMENT) 310 (3b). Falls das Datendrahtlosübertragungsgerät MS eine Anfrage für die Paketbetriebsmittelzuteilung gesendet hat, so erkennt das Mobilnetz NW, dass das Datendrahtlosübertragungsgerät MS Pakete zu senden hat und kann mit der Betriebsmittelzuteilung für einen neuen temporären Blockfluss beginnen.
Falls das Datendrahtlosübertragungsgerät MS eine Betriebsmittelzuteilungsanforderung 307 ans Mobilnetz NW gesendet hat, so wird untersucht, ob es momentan ausreichend verfügbare Betriebsmittel gibt um einen Blockfluss herzustellen. Falls Betriebsmittel verfügbar sind, so sendet das Mobilnetz NW eine Paketraufverbindungszuteilungsnachricht (PACKET_UPLINK_ASSIGNMENT) 308 ans Datendrahtlosübertragungsgerät MS. Wenn die für den Aufbau eines temporären Blockflusses erforderlichen Konfigurationsmassnahmen ausgeführt sind, kann das Datendrahtlosübertragungsgerät MS im Wesentlichen sofort mit der Übertragung von Paketen beginnen (Block 309). Danach wird der Betrieb auf eine Weise fortgesetzt, wie sie als solche bekannt ist.
In einem System gemäss einer anderen bevorzugten Ausführung der Erfindung, welche als schematisches Signalisierungsdiagramm in 3c gezeigt ist, ist das Vorgehen folgendes. Nachdem das Mobilnetz NW Information empfangen hat, dass das letzte Paket empfangen wurde, sendet das Mobilnetz in einem Datenkanal eine Zuteilungsnachricht 312 (wie z.B. Packet Uplink Assignment (Paketraufverbindungszuteilung)), in welcher das Datendrahtlosübertragungsgerät informiert wird, in welchem Zeitschlitz es erforderlichenfalls eine temporäre Paketbetriebsmittelzuteilungsanforderung 307 senden kann. Danach setzt sich der Betrieb wie in 3a gezeigt fort.
In einem System gemäss noch einer anderen bevorzugten Ausführung der Erfindung, kann das Vorgehen auch das Folgende sein (3d). Das Mobilnetz sendet vorteilhaft das letze Datenpaket nochmals 311, nachdem das Mobilnetz NW die Information empfangen hat, dass das letzte Paket empfangen wurde. In diesem wiederholt übertragenen Paket ist der Wert des letzten Bits auf „wahr" gesetzt und für das Datendrahtlosübertragungsgerät wurde ein Betriebsmittel zur Empfangsbestätigungssendung reserviert. Zudem ist es auch möglich in diesem wiederholten Paket zu versuchen, den Wert des RRBP Feldes so zu setzen, dass das Datendrahtlosübertragungsgerät MS so lange Zeit wie möglich hat um die Empfangsbestätigungsnachricht zu senden. Es wird vom Datendrahtlosübertragungsgerät erwartet, dass eine Empfangsbestätigung auf diese Nachricht gesendet wird. Wenn die RLC Schicht im Datendrahtlosübertragungsgerät nun Information empfangen hat, dass Pakete ans Mobilnetz zu senden sind, so kann das Datendrahtlosübertragungsgerät eine temporäre Betriebsmittelzuteilungsanforderung 307 senden, wie es weiter oben in dieser Spezifikation beschrieben wurde, indem in der Empfangs bestätigungsnachricht eine Betriebsmittelzuteilungsanforderung gesetzt wird.
Wenn das Mobilnetz die Empfangsbestätigungsnachricht empfangen hat, prüft es, ob die Betriebsmittelzuteilungsanforderung in ihr gesetzt wurde. Wenn sie nicht gesetzt wurde, kann das Mobilnetz die Übertragung dieses letzten Paketes N mal wiederholen, wobei N ein zuvor gewählter Wert ist. Dann kann die Länge der dem Datendrahtlosübertragungsgerät für die Anforderung der Betriebsmittel gegeben der Zeit so gesetzt werden, wie geeignet in den bestehenden Systemen, indem N so gewählt wird, dass einerseits unnütz lange Wartezeiten vermieden werden und andererseits in praktischen Situationen das Datendrahtlosübertragungsgerät generell genügend Zeit hat die Betriebsmittelzuteilungsanforderung zu senden. Wenn das Mobilnetz NW erkannt hat, dass eine Betriebsmittelzuteilungsanforderung gesetzt wurde, beginnt das Mobilnetz die Prozedur zum Aufbau eines temporären Blockflusses und stoppt die wiederholten Übertragungen des letzten Paketes. In dieser Ausführung startet das Datendrahtlosübertragungsgerät vorzugsweise den Zeitgeber T3192 nochmals in Verbindung mit der Übertragung der Empfangsbestätigungsnachricht. Entsprechend startet das Mobilnetz NW den Zeitgeber T3193 nochmals, wenn es die Empfangsbestätigungsnachricht vom Datendrahtlosübertragungsgerät MS empfangen hat.
Der Zweck des Startens der oben genannten Zeitgeber T3168, T3192 ist, unter anderem, zu verhindern, dass das Datendrahtlosübertragungsgerät MS, zum Beispiel, in Fehlersituationen unnötig lange auf vom Mobilnetz NW gesendete Nachrichten wartend verharrt. Dann, wenn das Datendrahtlosübertragungsgerät MS keine Paketverbindungszuweisungsnachricht (Packet Connection Assignment Message) 308 erhält, zum Beispiel vom Mobilnetz NW bevor die Zeit im Zeitgeber T3192 abgelaufen ist, schaltet das Da tendrahtlosübertragungsgerät MS vorzugsweise auf die bekannte Weise in den ruhenden Betriebszustand.
In einem System gemäss noch einer weiteren Ausführung der Erfindung sendet das Mobilnetz NW nicht automatisch nach dem letzten übertragenen Datenpaket eine Anfragenachricht 306, sondern das Mobilnetz NW schliesst zum Beispiel aufgrund der Art der zu übertragenden Information, ob ein Erfordernis erwartet ist, Pakete vom Datendrahtlosübertragungsgerät MS ans Mobilnetz NW zu übertragen. Die derartige Situation besteht zum Beispiel dann, wenn die zu übertragende Information aus Signalisierungsnachrichten des Mobilnetzes NW und des Datendrahtlosübertragungsgerätes MS besteht, auf welche eine Antwortnachricht des Datendrahtlosübertragungsgerätes MS erwartet wird.
In einem System gemäss noch einer anderen bevorzugten Ausführung der Erfindung kann das Datendrahtlosübertragungsgerät MS ableiten, ob es ein Bedürfnis hat Pakete ans Mobilnetz NW zu senden, nachdem das Datendrahtlosübertragungsgerät MS die vom Mobilnetz NW übertragenen Pakete empfangen hat. Dann kann das Vorgehen vorzugsweise folgendes sein. Das Datendrahtlosübertragungsgerät MS setzt in der Empfangsbestätigungsnachricht, welche es auf das letzte empfangene Paket hin sendet, die Information, dass das Datendrahtlosübertragungsgerät MS relativ bald das Bedürfnis haben könnte Pakete zu senden. Diese Information kann die Nennung einer Zeitdauer einschliessen, nach welcher das Datendrahtlosübertragungsgerät MS nach Betriebsmitteln für die Übertragung von Paketen fragt, so dies gefordert ist. Das Mobilnetz kann dann Zeitablaufsberücksichtigung (Time-Out Consideration) setzen und die Information, welche zum Aufbau eines neuen temporären Blockflusses erforderlich ist, aufrechterhalten. In dieser Ausführung sendet das Mobilnetz NW die Anfragenachricht 306, welche in Verbindung mit der Be schreibung der ersten bevorzugten Ausführung der Erfindung erwähnt wurde, vorzugsweise nach der vom Datendrahtlosübertragungsgerät MS vorgegebenen Zeitdauer. Als Antwort auf diese Anfragenachricht sendet das Datendrahtlosübertragungsgerät MS, in einer Situation in welcher das Datendrahtlosübertragungsgerät MS Pakete zu übertragen hat, die Betriebsmittelzuteilungsanforderung 307. Falls es jedoch in der durch die Zeitablaufsinformation (Time-Out Information) spezifizierten Zeit keine zu sendenden Pakete gibt, wird der Betrieb bevorzugt gemäss dem Stand der Technik fortgesetzt. Durch diese Gestaltung kann die Nutzung von Funkbetriebsmitteln (Radio Resources) beim Bilden der temporären Blockflüsse weiter reduziert werden.
Durch die Gestaltung gemäss der Erfindung kann die Belastung der gemeinsamen Steuerkanäle reduziert werden, weil in Situationen wie der oben beschriebenen die Betriebsmittelzuteilungsanforderung durch Benutzung eines Datenkanals implementiert werden kann, welcher zumindest dem fraglichen Datendrahtlosübertragungsgerät zugeteilt ist. Betriebsmittel werden dann von den Steuerkanälen für andere Nachrichtenübertragung freigegeben.
Das oben in der Beschreibung der Erfindung erwähnte Relative Reserved Block Period (relatives reserviertes Blockperioden-) Feld RRBP kann vorteilhaft in einem GPRS System angewandt werden, zum Beispiel auf die folgende Weise. Es gibt nun für das Feld zwei reservierte Bits, und wenn die vorliegende Erfindung angewandt wird, so kann deren Bedeutung in einem als Beispiel benutzten System gemäss der folgenden Tabelle 1 definiert werden.
TABELLE 1
Wenn das Datendrahtlosübertragungsgerät MS eine Nachricht empfängt, welche ein Transmission Block Periode (Übertragungsblockperioden-) Feld RRBP enthält, so sollte das Datendrahtlosübertragungsgerät MS innert 60 – 120 ms (die ersten drei Alternativen von Tabelle 3) nach Empfang dieser Nachricht eine Antwortnachricht ans Mobilnetz NW senden, in Abhängigkeit des Wertes des Reply Block Period (Antwortblocksperioden-) Feldes. In dieser bevorzugten Ausführung ist eine Reihe des Transmission Block Period (Übertragungsblockperioden-) Feldes (B0 = 1, B1 = 1) reserviert für eine Situation, in welcher eine längere Zeit für das Datendrahtlosübertragungsgerät zum Bilden einer Antwortnachricht reserviert ist. Im Beispiel von Tabelle 1 bedeutet dies, dass das Datendrahtlosübertragungsgerät MS etwa 240 ms ((N+52) mod 2715648) oder sogar etwa 360 ms ((N+78) mod 2715648) Zeit braucht um die Antwortnachricht zu bilden. Dann kann der Aufbau eines temporären Blockflusses (Temporary Blockflow) vom Datendrahtlosübertragungsgerät MS zum Mobilnetz NW wie folgt implementiert werden, zum Beispiel:
Das Mobilnetz NW setzt das letzte Bit im Kopffeld des letzten Datenrahmens auf den Wert „wahr" und den Wert 3 (B0 = 1, B1 = 1) für die Transmission Block Period (Übertragungsblockperiode), falls das Datendrahtlosübertragungsgerät momentan keinen temporären Blockfluss in Richtung des Mobilnetzes hat. Wenn erforderlich, setzt das Datendrahtlosübertragungsgerät in der Antwortnach richt die Information betreffend das Erfordernis einen temporären Blockfluss aufzubauen. Falls jedoch solch ein temporärer Blockfluss bereits besteht, setzt das Mobilnetz vorzugsweise den Wert 0 (B0 = 0, B1 = 0) im Transmission Block Period (Übertragungsblockperioden-) Feld, wodurch der temporäre Blockfluss vom Mobilnetz in Richtung Datendrahtlosübertragungsgerät so bald wie möglich gestoppt werden kann.
Einer der durch die oben beschriebene Ausführung dargebrachte Vorteile ist die Tatsache, dass eine neue Anfragenachricht nicht vom Mobilnetz NW ans Datendrahtlosübertragungsgerät MS übertragen werden muss, und das Datendrahtlosübertragungsgerät trotzdem mehr Zeit hat die Empfangsbestätigungsnachricht zu bilden als in Lösungen aus dem Stand der Technik.
Die in den temporären Blockflüssen zu übertragenden Pakete können Pakete sein, welche zur Übertragung von Information einer Anwendung verwendet werden, in welchem Falle die Informationspakete in der bekannten Weise von der Anwendungsschicht zu den tieferen Schichten des Protokollstapels übertragen werden, um als Pakete der RLC/MAC Schicht übertragen zu werden. Im Subnetwork Dependent Convergence Protocol ((subnetzabhängiges Konvergenzprotokoll) SNDCP) Block werden die Pakete, falls erforderlich, in unterschiedliche Warteschlangen gemäss den für jedes Paket spezifizierten Dienstgüteanforderungen unterteilt. 1 zeigt exemplarisch vier Dienstgüten: Erste Klasse, zweite Klasse, dritte Klasse und vierte Klasse. Hinsichtlich der Anwendung dieser Erfindung ist es jedoch nicht als solches Wesentlich, was für eine Art Anforderungen an die Dienstqualität für die unterschiedlichen Pakete gesetzt wurde.
Der SNDCP Block überträgt die Pakete über den Service Access Point ((Dienstzugangspunkt) SAP) entspre chend der Dienstgüte an die LLC Schicht. Für jede Paketwarteschlange, entsprechend je einer Dienstgüte, ist vorzugsweise eine Logical Link Entity ((Logische Verbindungsentität) LLE) in dieser Logical Link Control Schicht (LLC (Logische Verbindungssteuerung)) gebildet.
Die Logical Link Entity (Logische Verbindungsentität) führt die Operationen des LLC Protokolls aus, wie z.B. die mögliche Übertragungswiederholung der Pakete. Im in 1 gezeigten Protokollstapel, ist unter der LLC Schicht, im Verbindungspunkt zwischen dem Datendrahtlosübertragungsgerät und dem Mobilnetz eine RLC/MAC (Radio Link Control (Funkverbindungssteuerung) / Medium Access Control (Medienzugangssteuerung)) Schicht. In einem Protokollstapel gemäss dem hier benutzten Beispiel ist dies durch einen RLC Block implementiert, dessen Aufgaben zum Beispiel das Anfordern der Zuteilung von Betriebsmitteln des Mobilnetzes für alle an den Funkpfad gesendeten Pakete umfasst.
In 1 wurde über die RR Schnittstelle eine Datenübertragungsverbindung zwischen dem LLE und dem RLC Block gebildet, jedoch ist es klar, dass eine Gestaltung bestehend aus mehreren RLC Blöcken auch in Verbindung mit der Erfindung benutzt werden kann.
4 zeigt die Verbindungen eines Telekommunikationsnetzwerkes bei einem paketvermittelten GPRS Dienst. In der Infrastruktur des Netzwerkes ist das Hauptelement für den GPRS Dienst der GPRS Support Node (Stützknoten), GSN. Es ist ein Mobility Router (Mobilitätsvermittlungsknoten), welcher die Verbindung und Zusammenarbeit zwischen den verschiedenen Datennetzen implementiert, zum Beispiel mit dem PSPDN (Public Switched Packet Data Network (Öffentliches Datenpaketvermittlungsnetzwerk)) über die Verbindung Gi oder mit dem GPRS Netzwerk eines anderen Betreibers über die Verbindung Gp, Mo bilitätsverwaltung (Mobility Management) mit GPRS Registern über die Verbindung Gr und die Übertragung von Datenpaketen an Datendrahtlosübertragungsgeräte MS unabhängig von ihrem Standort. Physikalisch kann der GPRS Support Node (Stützknoten) GSN mit dem Mobile Switching Center (MSC (Mobilfunkvermittlungsstelle)) integriert werden, oder es kann ein separates Netzwerkelement sein, welches auf der Architektur der Datennetzwerkvermittlungsknoten (Data Network Routers) basiert. Benutzerdaten werden direkt zwischen dem Support Node (Stützknoten) GSN und dem Base Station System (Basisstationssystem) BSS, welches aus den Base Stations (Basisstationen) BTS und den Base Station Controllers (Basisstationssteuerungen) BSC besteht, über die Verbindung Gb übertragen, wohingegen zwischen dem Support Node (Stützknoten) GSN und dem Mobile Switching Center (Mobilfunkvermittlungsstelle) MSC eine Signalisierverbindung Gs ist. In 4 stellen die durchgezogenen Linien zwischen den Blöcken den Datenverkehr dar (oder die Übertragung von Sprache oder Daten in digitaler Form) und die unterbrochenen Linien stellen die Signalisierung dar. Physikalisch können Daten transparent via das Mobile Switching Center (Mobilfunkvermittlungsstelle) MSC passieren. Die Funkschnittstelle zwischen dem Datendrahtlosübertragungsgerät MS und dem festen Netzwerk geht über die Base Station (Basisstation) BTS und ist mit dem Bezugszeichen Um bezeichnet. Die Bezugszeichen Abis und A bezeichnen die Schnittstelle zwischen der Base Station (Basisstation) BTS und dem Base Station Controller (Basisstationssteuerung) BSC, und entsprechend zwischen dem Base Station Controller (Basisstationssteuerung) BSC und dem Mobile Switching Center (Mobilfunkvermittlungsstelle) MSC, welches eine Signalisierverbindung ist. Das Bezugszeichen Gn bezeichnet die Verbindung zwischen verschiedenen Support Nodes (Stützknoten) desselben Betreibers. Die Support Nodes (Stützknoten) sind im Allgemeinen unterteilt in Gateway GPRS Support Nodes ((Schnittstellen GPRS Stützknoten) Gateway GSN oder GGSN) und Serving GPRS Support Nodes ((diensterbringende GPRS Stützknoten) Serving GSN oder SGSN), wie in 4 gezeigt. Das GSM System ist vom Typus Time Division Multiple Access (TDMA (Zeitunterteilungsmehrfachzugriff)), in welchem der Verkehr auf dem Funkpfad durch Zeitunterteilung in aufeinanderfolgenden TDMA Rahmen erfolgt, von denen jeder aus mehreren (acht) Zeitschlitzen besteht. In jedem Zeitschlitz wird das Informationspaket als Radio Frequency Burst (Hochfrequenzdatenbüschel) mit einer endlichen Dauer gesendet, welches aus einer Anzahl modulierter Bits besteht. Die Zeitschlitze werden hauptsächlich als Steuerkanäle und Verkehrskanäle genutzt. Die Verkehrskanäle werden für die Übertragung von Sprache und Daten verwendet, und die Steuerkanäle werden für Signalisierung zwischen der Basisstation BTS und dem Datendrahtlosübertragungsgerät MS verwendet.
Der RLC Block gemäss der Erfindung und seine Funktionalität kann bei der Ausrüstung, welche beim vorliegenden Mobilkommunikationssystem benutzt wird, implementiert werden, indem in den Teilen der Programme, welche die Implementierung der Protokollstapel behandeln, Änderungen gemacht werden. In einem Drahtlosendgerät MS können die Funktionen weitestgehend in Verbindung mit dem Processing Equipment (Verarbeitungsausrüstung) CPU, zumindest teilweise durch Programmierung, implementiert werden. Dieses Processing Equipment (Verarbeitungsausrüstung) CPU weist vorzugsweise zumindest einen Prozessor auf und kann zum Beispiel mittels eines Application Specific Integrated Circuit ((anwendungsspezifischer integrierter Schaltkreis) nicht gezeigt) realisiert werden. Für Datenfunkübertragung ist das Datendrahtlosübertragungsgerät MS auf die bekannte Weise mit einem Radioteil RF ausgerüstet.
Die vorliegende Erfindung ist nicht nur auf die oben beschriebenen Ausführungen begrenzt, sondern ih re Details können geändert werden ohne vom durch die beigefügten Ansprüche definierten Umfang der beigefügten Ansprüche abzuweichen. Die Erfindung kann zum Beispiel auch im Universal Mobile Telecommunication System (UMTS (universelles Mobiltelekommunikationssystem)) angewandt werden.

Claims

Ein Verfahren zum Ordnen der Übertragung von Paketen zwischen einem Datendrahtlosübertragungsgerät (MS) und einem Mobilkommunikationsnetzwerk (NW), bei welchem Verfahren zum Übertragen von Paketen zwischen einem Datendrahtlosübertragungsgerät (MS) und einem Mobilkommunikationsnetzwerk (NW) temporäre Paketflüsse (UL TBF, DL TBF) gebildet werden, in welchen Daten in einem oder mehr Paketdatenverkehrskanälen (PDTCH) übertragen werden entweder in die erste Richtung vom Mobilkommunikationsnetzwerk (NW) zum Datendrahtlosübertragungsgerät (MS), oder in die zweite Richtung, vom Datendrahtlosübertragungsgerät (MS) zum Mobilkommunikationsnetzwerk, und in welchem Verfahren, beim Ende einer Datenübertragung in einem Paketfluss, eine Benachrichtigung über das Ende der Datenübertragung dem zu übertragenden Paket (302) beigefügt wird, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn die Übertragung von Paketen in besagter erster Richtung geendet hat und eine Empfangsbestätigungsnachricht des Datendrahtlosübertragungsgerätes empfangen wurde, mindestens eine Anfragenachricht (306) für Betriebsmittelanforderungen für Datenübertragung vom Datendrahtlosübertragungsgerät zum Mobilnetz ebenfalls vom Mobilkommunikationsnetzwerk (NW) zum Datendrahtlosübertragungsgerät (MS) gesendet wird, und dass, wenn es im Datendrahtlosübertragungsgerät (MS) Pakete gibt, welche zum mobilen Kommunikationsnetz (NW) zu senden sind, eine Antwortnachricht (307) auf besagte Nachricht (306) vom Datendrahtlosübertragungsgerät gesendet wird, zu welcher Antwortnachricht (307) das Datendrahtlosübertragungsgerät (MS) Information betreffend das Erfordernis Pakete zu senden setzt.
Ein Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bilden von temporären Blockflüssen durchgeführt wird, indem Information signalisiert wird, welche in einem oder mehr Kontrollkanälen übertragen wird (PCCCH, CCCH, PACCH).
Ein Verfahren gemäss Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verarbeiten der zu übertragenden Information gemäss eines Protokollstapels erfolgt, welcher zumindest eine Schicht RLC/MAC umfasst.
Ein Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass besagte Antwortnachricht (307) eine Anforderungsnachricht für die Zuteilung von Paket-Betriebsmitteln ist.
Ein Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass vorteilhaft das letzte übertragene Paket (302) als die Anfragenachricht (306) benutzt wird.
Ein Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Paketleistungssteuerungs-/Zeitvorverlegungsnachricht (Packet Power Control/Timing Advance) als die Anfragenachricht (306) benutzt wird.
Ein Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Paketraufverbindungszuweisungsnachricht (Packet Uplink Assignment) als die Anfragenachricht (306) benutzt wird.
Ein Verfahren gemäss einem der Ansprüche 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragung der Anfragenachricht (306) wiederholt wird, wodurch die folgenden Schritte ebenfalls im Verfahren durchgeführt werden: – das Datendrahtlosübertragungsgerät überträgt eine Antwortnachricht (307), zu welcher das Datendrahtlosübertragungsgerät (MS) Information betreffend das Erfordernis Pakete zu senden setzt, – besagte Antwortnachricht (307) wird im Mobilkommunikationsnetzwerk empfangen und sie wird daraufhin untersucht, ob besagte Information betreffend das Erfordernis Pakete zu senden in der Antwortnachricht gesetzt wurde und, falls die Information betreffend das Erfordernis Pakete zu senden gesetzt wurde, wird die Bildung eines temporären Blockflusses vom Datendrahtlosüber tragungsgerät zum Mobilkommunikationsnetzwerk gestartet, anderenfalls wird besagte Anfragenachricht (306) erneut übermittelt.
Ein Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Mobilkommunikationsnetzwerk ein GPRS Paketvermittlungsnetzwerk ist.
Ein Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 5, in welchem das Datendrahtlosübertragungsgerät (MS) mindestens eine aktive Betriebsart und eine ruhende Betriebsart hat, dadurch gekennzeichnet, dass, falls das Datendrahtlosübertragungsgerät (MS) keine Pakete zu übertragen hat wenn die Übertragung von Paketen in der ersten Richtung beendet wird, das Datendrahtlosübertragungsgerät (MS) in die ruhende Betriebsart versetzt wird.
Ein Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn die Übertragung von Paketen geendet hat, das Datendrahtlosübertragungsgerät (MS) eine Empfangsbestätigungsnachricht (304) an das Mobilkommunikationsnetzwerk (NW) sendet, und dass das Datendrahtlosübertragungsgerät (MS) in besagter Empfangsbestätigungsnachricht (304) zumindest Information betreffend das Erfordernis Pakete zu senden setzt.
Ein Verfahren gemäss Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Datendrahtlosübertragungsgerät (MS) in besagter Empfangsbestätigungsnachricht (304) auch Information betreffend die Übertragungszeit der Anfragenachricht (306) setzt.
Ein Datenübertragungssystem, in welchem Information geordnet wird um in Form von Paketen zwischen einem Datendrahtlosübertragungsgerät (MS) und einem Mobilkommunikationsnetzwerk (NW) übertragen zu werden, und welches Datenübertragungssystem Mittel (RF, BTS) umfasst um Pakete zwischen dem Datendrahtlosübertragungsgerät (MS) und dem Mobilkommunikationsnetzwerk (NW) in temporären Blockflüssen (UL TBF, DL TBF) zu übertragen, in welchen Information geordnet ist, um in einem oder mehreren Paketdatenverkehrskanälen (PDTCH) übertragen zu werden, entweder in der ersten Richtung, vom Mobilkommunikationsnetzwerk (NW) zum Datendrahtlosübertragungsgerät (MS), oder in der zweiten Richtung, vom Datendrahtlosübertragungsgerät (MS) zum Mobilkommunikationsnetzwerk (NW), und Mittel um im zu übermittelnden Paket (302) Information betreffend das Ende des Blockflusses zu setzten, sobald die Datenübertragung in einem Blockfluss endet, dadurch gekennzeichnet, dass das Datenübertragungssystem ferner zumindest Mittel (SGSN, BTS) umfasst um mindestens eine Anfragenachricht (306) für Betriebsmittelanforderungen für Datenübertragung vom Datendrahtlosübertragungsgerät zum Mobilnetzwerk vom Mobilkommunikationsnetzwerk (NW) zum Datendrahtlosübertragungsgerät (MS) zu senden, wenn die Übertragung von Paketen in besagter erster Richtung geendet hat und eine Empfangsbestätigungsnachricht des Datendrahtlosübertragungsgerätes empfangen wurde, Mittel (CPU) zum Prüfen, ob das Datendrahtlosübertragungsgerät (MS) ans Mobilkommunikationsnetzwerk zu sendende Pakete enthält, wonach das Datendrahtlosübertragungsgerät (MS) zumindest Mittel (CPU) zum Bilden einer Antwortnachricht (307) auf besagte Anfragenachricht (306) umfasst, und Mittel (CPU) zum Setzen von Information in besagter Antwortnachricht (307) betreffend das Erfordernis Pakete zu senden.
Ein Datenübertragungssystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildung von temporären Blockflüssen für eine Durchführung mittels in einem oder mehr Steuerkanälen übertragener Signalisierungsinformation gestaltet wird (PCCCH, CCCH, PACCH).
Ein Datenübertragungssystem gemäss Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass im Datendrahtlosübertragungsgerät (MS) und im Mobilkommunikationsnetzwerk (NW) ein Protokollstapel zur Verarbeitung der zu übermittelnden Information gebildet ist, und dass der Protokollstapel zumindest eine RLC/MAC Schicht umfasst.
Ein Datenübertragungssystem gemäss einem der Ansprüche 13, 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass besagte Antwortnachricht (307) eine Anforderungsnachricht für die Zuteilung von Paket-Betriebsmitteln ist.
Ein Verfahren gemäss einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Mobilkommunikationsnetzwerk ein GPRS Paketvermittlungsnetzwerk ist.
Ein Datendrahtlosübertragungsgerät zur Benutzung in einem Datenübertragungssystem, in welchem Information zur Übertragung in Paketform zwischen einem Datendrahtlosübertragungsgerät (MS) und einem Mobilkommunikationsnetzwerk (NW) geordnet wird, und welches Datenübertragungssystem Mittel (RF, BTS) umfasst um Pakete zwischen dem Datendrahtlosübertragungsgerät und dem Mobilkommunikationsnetzwerk (NW) in temporären Blockflüssen (UL TBF, DL TBF) zu übertragen, in welchen Information zur Übertragung in einem oder mehr Paketdatenverkehrskanälen (PDTCH) angeordnet wird, entweder in der ersten Richtung vom Mobilkommunikationsnetzwerk (NW) zum Datendrahtlosübertragungsgerät (MS), oder in der zweiten Richtung vom Datendrahtlosübertragungsgerät (MS) zum Mobilkommunikationsnetzwerk (NW), dadurch gekennzeichnet, dass das Datendrahtlosübertragungsgerät (MS) ferner zumindest umfasst: – Mittel (RF) zum Empfangen einer vom Mobilkommunikationsnetzwerk (NW) gesendeten Anfragenachricht (306) für Betriebsmittelanforderungen für Datenübertragung vom Datendrahtlosübertragungsgerät zum Mobilnetzwerk, welche Anfragenachricht (306) gesendet wird nachdem die Übertragung von Paketen in besagter erster Richtung geendet hat und eine Empfangsbestätigungsnachricht des Datendrahtlosübertragungsgerätes empfangen wurde, – Mittel (CPU) zum Untersuchen, ob das Datendrahtlosübertragungsgerät (MS) an das Mobilkommunikationsnetzwerk (NW) zu sendende Pakete hat, – Mittel (CPU) zur Bildung einer Antwortnachricht (307) auf besagte Anfragenachricht, und – Mittel (CPU) um zu besagter Antwortnachricht (307) Information betreffend das Erfordernis Pakete zu senden zu setzen.
Ein Datendrahtlosübertragungsgerät (MS) gemäss Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Datendrahtlosübertragungsgerät (MS) Mittel (RF) umfasst um eine Empfangsbestätigungsnachricht (304) an das Mobilkommunikationsnetzwerk (NW) zu senden, wenn die Übertragung von Paketen geendet hat, und Mittel (CPU) um in besagter Empfangsbestätigungsnachricht (304) zumindest Information zu setzen betreffend das Erfordernis Pakete zu senden.
Ein Datendrahtlosübertragungsgerät (MS) gemäss Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Datendrahtlosübertragungsgerät (MS) Mittel (CPU) umfasst, um in besagter Empfangsbestätigungsnachricht (304) Information zu setzen betreffend die Übertragungszeit der Anfragenachricht (306).