DE60131529T2

DE60131529T2 - Bestimmung der Übertragungseffizienz

Info

Publication number: DE60131529T2
Application number: DE60131529T
Authority: DE
Inventors: Raymond Wu
Original assignee: Ascom Schweiz AG
Current assignee: Ascom Schweiz AG
Priority date: 2001-07-12
Filing date: 2001-07-12
Publication date: 2008-10-23
Anticipated expiration: 2021-07-13
Also published as: DE60131529D1; US7286472B2; EP1276276B1; ES2296724T3; EP1276276A1; US20030016739A1

Description

Technischer Bereich
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung für eine Bestimmung einer Übertragungseffizienz eines Kommunikationsnetzwerks für die Datenübertragung.
Stand der Technik
In leitungsvermittelten Datenübertragungsnetzwerken hat der Teilnehmer allein Zugang zu der ihm zugeordneten Übertragungskapazität, und er bezahlt hierfür entsprechend. In modernen Mobilfunknetzwerken beginnt man, anstelle von Leitungsvermittlungstechnik Pakettechniken zu verwenden, bei denen die Übertragungskapazität auf eine Vielzahl von Teilnehmern verteilt wird und ein Teilnehmer üblicherweise lediglich für den Teil der Kapazität, den er tatsächlich nutzt, bezahlt, beispielsweise für die Anzahl der tatsächlich von ihm übertragenen Bytes.
Der Vorteil der Pakettechnik besteht in ihrer Übertragungseffizienz. Wenn ein Teilnehmer nichts zu übertragen hat, kann die Kapazität für die Übertragung von Daten anderer Teilnehmer verwendet werden.
Während es Systeme gibt, die den Benutzerdatendurchsatz bestimmen, der als ein Wert von x Kilobit pro Sekunde Durchsatz angegeben wird, gibt es weder Systeme oder Verfahren zur Bestimmung der Übertragungseffizienz noch solche, die anzeigen, ob der Durchsatz tatsächlich weiter verbessert werden kann.
Das Dokument „A framework for the Availability Assessment of SDH Transport Networks" (Antonopoulos et al.) offenbart die Bestimmung der Verfügbarkeit bzw. Nichtverfügbarkeit eines Kommunikationsnetzwerks. Die Bestimmung der Verfügbarkeit ist dabei beschränkt auf die durch Fehler im SDH Übertragungsnetzwerk beeinflusste Verfügbarkeit. Die Nichtverfügbarkeit wird auf Basis von theoretischen Modellen, die auf der Fehlerwahrscheinlichkeit der verschiedenen Netzwerkkomponenten basiert, berechnet. Um die Netzwerkverfügbarkeit zu bestimmen, werden zuerst die Nichtverfügbarkeiten der verschiedenen Netzwerkpfade bestimmt und diese dann auf eine bestimmte Weise miteinander kombiniert.
Zusammenfassung der Erfindung
Somit besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Verfahren der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, das die Bestimmung der Übertragungseffizienz in einem Kommunikationsnetzwerk ermöglicht.
Diese Aufgabe wird mit dem durch Anspruch 1 definierten Verfahren gelöst. Erfindungsgemäß umfasst das Verfahren zur Bestimmung der Übertragungseffizienz eines Kommunikationsnetzwerks für die Datenübertragung die Bestimmung der aktuellen Übertragungszeit, also die Zeitdauer, die ein Benutzer tatsächlich zur Übertragung von Benutzerdaten nutzen kann.
Die Kenntnis der Zeiten, zu denen eine Datenübertragung möglich oder nicht möglich ist, zeigt dem Netzwerkbetreiber unmittelbar an, wie effizient das Netzwerk ist und wie er den Benutzerdatendurchsatz steigern kann. Wenn die Übertragungseffizienz nahezu 100% beträgt, kann der Benutzerdatendurchsatz durch das Hinzufügen von Übertragungskapazität verbessert werden, nicht aber durch den Versuch, die Übertragungseffizienz zu steigern. Auf der anderen Seite, wenn die Übertragungseffizienz gering ist, kann der Datendurchsatz gesteigert werden, indem man versucht, die Übertragungseffizienz zu verbessern.
Die Vorrichtung zur Bestimmung einer Übertragungseffizienz eines Kommunikationsnetzwerks für die Datenübertragung ist erfindungsgemäß mit einer Kommunikationsvorrichtung wie beispielsweise einem Mobiltelefon oder einem Mobiltelefon mit Testgerätefunktionen verbunden. Sie umfasst Mittel zur Bestimmung einer Übertragungszeit als die Zeit, die tatsächlich zum Übertragen von Benutzerdaten genutzt wird.
Aus der Gesamtheit der folgenden detaillierten Beschreibung und aller Ansprüchen wird einem Fachmann deutlich werden, dass es mehr vorteilhafte Ausgestaltungen und Kombinationen von Eigenschaften der Erfindung gibt.
Wege zur Ausführung der Erfindung
Die zur Erläuterung der Beispiele verwendete Zeichnung zeigt:
1 ein schematisches Diagramm eines GPRS Netzwerks.
In modernen Mobilfunknetzwerken beginnt man, anstelle von Leitungsvermittlungstechnik Pakettechniken zu verwenden. Diese Netzwerke umfassen GPRS, cdma200 1x, cdma200 1xEV etc.
Daher ist es für den Mobilfunknetzwerkbetreiber (und auch für die Teilnehmer) wichtig, dass die Netzwerkkapazität auf eine flexible und effiziente Art organisiert ist, so dass die Vorteile der Paketübermittlung in der Praxis umgesetzt werden können.
Die Effizienz der Übertragung hängt von vielen Faktoren ab. Man nehme beispielsweise das in 1 dargestellte GPRS-Netzwerk. Die in 1 verwendeten Abkürzungen bedeuten:

GPRS: General Packet Radio Service
BTS: Basisstation
BSC: Steuereinheit für eine Basisstation
MSC: Mobilfunkvermittlungsstelle (Mobile Service Switching Center)
HLR: Standortverzeichnis (Home Location Register)
VLR: Besucherverzeichnis (Visitor Location Register)
GMSC: Gateway-Vermittlungsstelle (Gateway Mobile Services Switching Center)
SGSN: Serving-Funktionen zur Verfügung stellender, GPRS unterstützender Knoten (Serving GPRS Support Node)
GGSN: Gateway-Funktionen zur Verfügung stellender, GPRS unterstützender Knoten (Gateway GPRS Support Node)
WCDMA: Breitband CDMA (Wideband Code Division Multiple Access)
IP network: Internetprotokoll-Netzwerk (z. B. öffentliches Netzwerk)
PSTN/ISDN: Telefonnetzwerk
Server: ein Computer, in dem Informationen gespeichert sind. Die Informationen sind für autorisierte Personen/Computer zugänglich.

Die Daten werden von der Kommunikationsvorrichtung wie beispielsweise einem Mobiltelefon oder einem Mobiltelefon mit Testgerätefunktionen zum Server übertragen. Interferenzen in der Luftschnittstelle (zwischen dem Mobiltelefon und der Basisstation BTS) erfordern die erneute Übertragung von korrumpierten Daten und verringern somit den Datendurchsatz. Eine schlechte Datenverarbeitung in den Unterstützungsknoten SGSN (Serving GPRS Support Node) und GGSN (Gateway GPRS Support Node) verursachen geringeren Durchsatz und Überlastung.
Trotz der technischen Komplexitäten besteht das Hauptziel darin, die Übertragungseffizienz so zu steigern, dass soviel Zeit wie möglich zur Übertragung von Benutzerdaten und so wenig Zeit wie möglich für andere (netzwerkinterne) Zwecke genutzt wird, wie beispielsweise die Zeit für die Signalisierung zur Organisierung der Übertragung, die Zeit, die benötigt wird, einen Benutzer von einer Zelle zur nächsten zu übergeben, usw.
Mit der Erfindung wird ein System zum Messen der Zeitdauer, die tatsächlich genutzt wird, um Benutzerdaten in einem Zellennetzwerk während einer Benutzerdatenübertragungssitzung zu übertragen, und der Zeitdauer, während der keine Benutzerdaten übermittelt werden können, zur Verfügung gestellt.
Das System kann die Messungen durchführen, in dem beispielsweise eine zentrale Steuerungseinheit mit einem Teilnehmer-Mobiltelefon (oder einem Mobiltelefon mit Testgerätefunktionen) verbunden wird. Die Steuerungseinheit kann aus diesem Mobiltelefon die Zeiten, zu denen tatsächlich Übertragungskapazität aus dem Netzwerk zur Verfügung steht, herauslesen. Im Fall der GSM-Technologie sind das beispielsweise die Zeiten, zu denen eine oder mehrere Zeitschlitze dem Mobilfunkgerät zugeordnet sind.
Das System überwacht die tatsächliche Zuordnung von Übertragungskapazität während der gesamten Dauer einer Datenübertragungssitzung, so dass die Zeiten, zu denen keine Kapazität zugeordnet ist, ebenso aufgezeichnet werden.
Immer dann, wenn Benutzerdaten zur Übertragung anstehen, überwacht das System die Verfügbarkeit/Nichtverfügbarkeit von Übertragungskapazität und berechnet ein Verfügbarkeitsverhältnis.
Das Ziel der mobilen Datenübertragung ist es, den Benutzerdatendurchsatz bis zu einem möglichen Maximum zu erhöhen. Die Kenntnis der Zeiten, zu denen eine Datenübertragung möglich oder nicht möglich ist, zeigt dem Netzwerkbetreiber unmittelbar, wo er nach Verbesserungen suchen sollte. Wenn nahezu 100% der Zeit tatsächlich zur Datenübertragung verwendet wird, kann der Benutzerdatendurchsatz durch das Erhöhen der Übertragungskapazität verbessert werden, nicht aber durch den Versuch, die Übertragungseffizienz zu verbessern.
Wenn das Netzwerk aber nur eine geringe Zeitdauer zur Übertragung von Benutzerdaten zur Verfügung stellt und den Benutzer regelmäßig bittet, die Daten zu halten, während es damit beschäftigt ist, interne Aufgaben zu erledigen, dann sollten sich die Verbesserungsanstrengungen darauf konzentrieren, die für diese internen Aufgaben benötigte Zeit zu reduzieren.

Claims

Verfahren zur Bestimmung einer Übertragungseffizienz eines Kommunikationsnetzwerks zur Datenübertragung, gekennzeichnet durch a) Bestimmen einer Übertragungszeit, in dem die Zeitdauer bestimmt wird, die tatsächlich zur Übertragung von Benutzerdaten genutzt wird, b) wobei die Übertragungsdauer bestimmt wird, indem eine jeweilige Zuordnung von Übertragungskapazität während einer Datenübertragungssitzung überwacht wird, wobei eine Datenübertragungssitzung jede Zeit ist, zu der Benutzerdaten zur Übertragung anstehen, und c) Bestimmen eines Verfügbarkeitsverhältnisses von der Datenübertragungszeit zu einer Dauer der Benutzerdatenübertragungssitzung.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zeit der Nichtübertragung als eine Zeitdauer, die nicht zur Datenübertragung genutzt werden kann, bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungszeit und die Zeit der Nichtübertragung während der Benutzerdatenübertragungssitzung, während der Benutzerdaten zur Übertragung anstehen, bestimmt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten basierend auf einer Paketübertragungstechnik übermittelt werden, bei der die Daten in einer Vielzahl von Datenpaketen übertragen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungseffizienz eines zellularen Mobilfunknetzwerks, insbesondere eines GPRS (general packet radio service) Netzwerks, bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungszeit und die Zeit der Nichtübertragung bestimmt werden, indem eine Übertragungskapazität be stimmt wird, die einem Benutzer tatsächlich zur Verfügung steht, beispielsweise indem eine Zuordnung von Zeitschlitzen zu dem Benutzer überwacht wird.
Vorrichtung zur Bestimmung einer Übertragungseffizienz eines Kommunikationsnetzwerks zur Datenübertragung, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mit einer Kommunikationsvorrichtung wie beispielsweise einem Mobiltelefon oder einem Mobiltelefon mit Testgerätefunktionen verbunden ist, wobei die Vorrichtung umfasst: a) Mittel zum Bestimmen einer Übertragungszeit durch Bestimmen einer Zeitdauer, die jeweils zur Übermittlung von Benutzerdaten mit der Kommunikationsvorrichtung benötigt wird, b) wobei die Mittel zum Bestimmen einer Übertragungszeit Mittel zum Überwachen einer jeweiligen Zuordnung von Übertragungskapazitäten während einer Datenübertragungssitzung umfassen, wobei eine Datenübertragungssitzung alle Zeiten umfasst, zu denen Benutzerdaten zur Datenübertragung anstehen, und c) Mittel zum Bestimmen eines Verfügbarkeitsverhältnisses von der Übertragungszeit zur Dauer der Benutzerdatenübertragungssitzung.
Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch Mittel zur Bestimmung einer Zeit der Nichtübertragung als eine Zeitdauer, die nicht zur Übertragung von Benutzerdaten durch die Kommunikationsvorrichtung genutzt werden kann.
Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, gekennzeichnet durch Mittel zur Bestimmung der Übertragungszeit und der Zeit der Nichtübertragung während einer Benutzerdatenübertragungssitzung, während der Benutzerdaten zur Übertragung anstehen.