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Technisches Gebiet
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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zuweisen von Funkressourcen
eines Funkübertragungsnetzwerks
zu einer Vielzahl von Nutzern, bei dem einem Nutzer eine bestimmte Übertragungskapazität zugewiesen
wird. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Funknetzwerk sowie
eine Vorrichtung mit Mitteln zum Zuweisen von Funkressourcen zu
einer Vielzahl von Nutzern, wobei einem Nutzer eine bestimmte Übertragungskapazität zugewiesen
wird.
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Stand der Technik
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In
modernen Telekommunikationsnetzwerken sind die Übertragungsfrequenzen und Übertragungszeiten
typischerweise begrenzt. Deshalb ist die Verfügbarkeit von Funkressourcen
eine der wertvollsten Faktoren in Kommunikationssystemen, insbesondere
in Funkübertragungsnetzwerken.
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Viele
verschiedene Modelle, beispielsweise Systeme für den Vielfachzugriff mit Zeit-,
Frequenz- oder Code-Spreizung (TDMA, FDMA bzw. CDMA), wurden entwickelt,
um die verfügbaren
Ressourcen für
ein gegebenes Übertragungssystem
zu erhöhen. Während diese Übertragungsmodelle
sehr gut funktionieren, ist das effiziente Zuweisen von verfügbaren Ressourcen
zu unterschiedlichen Nutzern eine Herausforderung. Es ist das Ziel,
die zugewiesenen Ressourcen schnell einem Nutzer, der Informationen
zu übertragen
hat, zuzuweisen und unmittelbar freizugeben, wenn er nichts zu übertragen
hat, um sie dann einem anderen Nutzer, der etwas zu übertragen hat,
zuzuweisen.
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Bei
der Zuweisung von Ressourcen ist es nicht nur wichtig, wie viel
der verfügbaren
Ressource, also der Datenrate, einem Nutzer zugewiesen wird, sondern
auch, wie schnell sie ihm zugewiesen wird. Eine Funkressourcenzuweisung
ist insbesondere dann schwierig, wenn ein Nutzer intermittierend
Informationen übermittelt.
Im Idealfall sollten die benötigten
Ressourcen dem Nutzer zugewiesen werden, sobald er sie anfordert,
und die Ressourcen sollten ihm dann, erneut ohne Verzögerung,
wieder entzogen werden, wenn er nichts mehr zu versenden hat.
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In
bestehenden Funknetzwerken wird versucht, das Problem auf unterschiedliche
Arten zu lösen.
Einige Systeme beginnen damit, verschiedene kurze Blöcke einer
bestehenden Ressource einen nach dem anderen zuzuweisen und dann
die Dauer der Blöcke
zu erhöhen,
bis dem Nutzer die Ressource kontinuierlich zur Verfügung steht.
Andere weisen eine bestimmte Ressource einem einzelnen Nutzer für einen
langen Zeitraum direkt von Beginn an zu.
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Im
ersten Fall kann der Nutzer Daten nicht kontinuierlich von Beginn
an senden, sondern nur während
der Dauer, zu der ihm die Ressource zur Verfügung steht. Daher muss er manchmal
auf eine Zuweisung warten, selbst wenn er Daten zu versenden hat.
Dies hat einen geringeren Durchsatz für diesen Nutzer zur Folge,
aber es wird weniger Ressource vergeudet, da die Ressource mit anderen
Nutzern geteilt wird. Im zweiten Fall wird der Nutzer eine hohe Datenrate
haben, wenn er Daten zu versenden hat. Aber wenn er lediglich in
der Lage ist, Daten intermittierend zu versenden, wird ein Teil
der ihm zugewiesenen Ressourcen vergeudet, da er sie nicht die ganze
Zeit nutzte.
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Jedes
Zuweisungsverfahren hat seine Vor- und Nachteile. Während das
eine Verfahren sich am besten für
eine erste Anwendung eignet, eignet sich ein anderes Verfahren am
besten für
eine andere Anwendung. Das Problem besteht darin, dass der Netzwerkanbieter
nicht weiß,
wie das gegenwärtige
Zuweisungsverfahren arbeitet. Er bekommt keine korrespondierende
Rückmeldung.
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Dokument
EP 0 933 955 A1 zeigt
ein zellulares Funksystem, das CDMA verwendet. Die einzelnen Basisstationen
(BS1...BSn) werden in Basisstationsgruppen (BSa, BSb...) zusammengefasst,
und diesen werden eine Vielzahl von Funkfrequenzen (f1...f6) zugewiesen.
Um eine effektive Verwendung der jeweiligen Funkfrequenzen zu ermöglichen,
wird die Kanalbelegung überwacht.
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Dokument
US 2001/0019954 A1 beschreibt ein
Verfahren zum Steuern einer Überlastung
eines CDMA – Mobilkommunikationssystems.
Dafür wird überwacht,
ob die Nutzungsrate der Steuerungsprozessorressource und der Abrufressource
einen bestimmten, in einer Datenbank der Basistransceiverstation
(BTS) und der Basisstationsteuerung (BSC) gespeicherten Schwellenwert überschreitet.
Wenn eine Überlastung
vorliegt, wird ein Basisstationsmanager (BSM) informiert, dass im
BTS oder in der BSC eine Überlastung
vorliegt.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Somit
besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, ein Verfahren zum Zuweisen
von Funkressourcen eines Funkübertragungsnetzwerks
zu einer Vielzahl von Nutzern zur Verfügung zu stellen, das eine effiziente
Funkressourcenzuweisung ermöglicht.
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Die
Aufgabe der Erfindung wird mit dem Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. In einem
Funkübertragungsnetzwerk,
bei dem die Funkressourcen des Netzwerks einer Vielzahl von Nutzern
zugewiesen werden und bei dem einem Nutzer eine bestimmte Übertragungskapazität zugewiesen
wird, werden dem Nutzer die Funkressourcen erfindungsgemäß in Abhängigkeit
von einem Nutzungsfaktor zugewiesen, der in Bezug zu der einem Nutzer
zugewiesenen Übertragungskapazität bestimmt
wird. Mit anderen Worten wird bestimmt, wie viel der Übertragungskapazität, die einem
einzelnen Nutzer zugewiesen wurde, tatsächlich von diesem Nutzer verwendet
wird. Wenn die tatsächlich
verwendete Übertragungskapazität im Verhältnis zur
zugewiesenen Kapazität
zu gering ist, kann der Algorithmus zur Zuweisung von Funkressourcen
modifiziert oder angepasst werden, um einen höheren Nutzungsfaktor zu erzielen.
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Der
Nutzungsfaktor ist eine Art Maß für den Umfang
der Funkressourcen, die dem Nutzer zugewiesen sind, von diesem aber
nicht verwendet werden, mit anderen Worten ein Maß für die Vergeudung von
Funkressourcen. Der Nutzungsfaktor kann beispielsweise durch ein
Verhältnis
zwischen der verwendeten und der nicht verwendeten Ressourcen ausgedrückt werden,
durch einen absoluten Wert der nicht verwendeten Ressourcen oder
durch irgendeinen anderen geeigneten Wert.
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Indem
der Nutzungsfaktor, der sich auf die einem Nutzer zugewiesene Übertragungskapazität bezieht,
bestimmt und dieser Nutzungsfaktor im Funkressourcenzuweisungsalgorithmus
berücksichtig
wird, ermöglicht
die Erfindung eine effizientere Nutzung der verfügbaren Funkressourcen. Dies
wiederum ermöglicht
es, dass ein Netzwerk mehr Teilnehmer simultan bedienen kann.
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Es
gibt verschiedene Möglichkeiten,
den Nutzungsfaktor zu bestimmen. Er könnte beispielsweise bestimmt
werden, indem die absolute Menge der übermittelten Daten überwacht
oder die Existenz einer aktiven Verbindung zu einem anderen Endgerät bestimmt
wird. Beide Möglichkeiten
könnten
aber zu verfälschten
Werten führen,
weil der Nutzer eine große
Menge von Daten übertragen
hat, aber er noch eine größere Menge
hätte übertragen
können,
oder weil es eine aktive Verbindung gibt, die aktuell keine Daten überträgt.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung wird der Nutzungsfaktor bestimmt durch das Erfassen
von Zeitintervallen, in denen der Nutzer die ihm zugewiesene Übertragungskapazität nicht oder
nicht vollständig
ausnutzt. Entweder überträgt er keine
oder nicht so viele Daten, wie die zugewiesene Übertragungskapazität es erlauben
würde.
Dies ermöglicht
eine genaue Messung, wie viel der dem Nutzer zugewiesenen Übertragungskapazität tatsächlich vom
Nutzer genutzt wird, um Daten zu übertragen.
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Ein
vorteilhafter Weg zum Bestimmen des Nutzungsfaktors besteht darin,
nur die Zeitintervalle zu erfassen, in denen der Nutzer keinen Gebrauch von
der zugewiesenen Übertragungskapazität macht,
d. h. in denen der Nutzer überhaupt
keine Daten überträgt oder
empfängt.
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Das
Erfassen dieser Zeitintervalle kann auf verschiedene bevorzugte
Weisen erfolgen. Die erste besteht darin, unmittelbar die Funkschnittstelle
des Funkübertragungsnetzwerks
zu überwachen
und die Zeitabschnitte ohne jeglichen Datendurchsatz zu erfassen.
In Kommunikationssystemen mit einer Vielzahl von Kommunikationskanälen müssen lediglich die
Kanäle,
die dem bestimmten Nutzer zugewiesen sind, überwacht werden.
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Dieses
Verfahren hat den Vorteil, dass die Ausrüstung zum Erfassen der Zeitintervalle,
i. e. ein Funkempfänger,
irgendwo zwischen dem Sender und dem Empfänger vorgesehen sein kann,
wo das Signal vom Sender empfangen werden kann. Darüber hinaus
wird dadurch ermöglicht,
Eigenschaften der Luftschnittstelle beim Bestimmen des Nutzungsfaktors
zu berücksichtigen.
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In
einem Funknetzwerk erfolgt die Datenübertragung zwischen einem Sender
und einem Transceiver typischerweise mit einem mehrschichtigen Protokollstapel,
bei dem jeder Schicht die Durchführung
einer spezifischen Aufgabe zugewiesen ist. Viele der gängigen Protokollstapel
entsprechen dem generell bekannten OSI (Open Systems Interconnection) – Modell,
das sieben verschiedene Schichten spezifiziert. Wenn unmittelbar
die Luftschnittstelle überwacht
wird, kann beispielsweise das Bestimmen der Datenrate, der Anzahl
der übertragenen
Bytes und der aktuellen Übertragungsdauer
erfolgen, indem die für
die Übertragung
im Funknetzwerk verwendeten Protokolle ausgewertet werden.
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Im
zweiten Verfahren wird nicht die Luftschnittstelle, sondern die
erste Schicht des Protokollstapels überwacht, die unmittelbar im
Sender und/oder Empfänger überwacht
wird. Die erste Schicht ist grundsätzlich als physikalische Schicht bekannt
und führt
Aufgaben im Zusammenhang mit der aktuellen Bitübertragung aus.
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Ein
Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, dass keine zusätzliche
Hardware notwendig ist, da die Überwachung
beispielsweise als Software, die auf der Hardware des Senders und/oder
des Receivers läuft,
implementiert werden kann.
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Es
ist schwieriger und aufwändiger,
den Nutzungsfaktor zu bestimmen, wenn der Nutzer Daten überträgt, aber
die ihm zugewiesene Übertragungskapazität nicht
vollständig
ausnutzt. So kann ein drittes Verfahren in Systemen angewandt werden,
in denen dem Nutzer Funkressourcen zugewiesen werden, indem die
Datenübertragungsrate
zugewiesen wird, oder in denen die zugewiesene Funkressource als
eine Datenübertragungsrate
bezeichnet werden kann. Hier wird eine aktuelle Übertragungsdauer bestimmt durch
das Messen, wie viel Zeit vom Nutzer benötigt wird, um eine bestimmte
Datenmenge zu übertragen.
Zusätzlich
wird eine Sollübertragungsdauer
berechnet, die sich auf die kürzest
mögliche Zeitdauer,
innerhalb der die gegebene Datenmenge mit der gegebenen Datenrate übertragen
werden kann, indem die gegebene Datenmenge durch die Datenübertragungsrate
dividiert wird. Als nächstes werden
die Zeitintervalle ohne Datenübertragung
berechnet, indem die Sollübertragungsdauer
von der aktuellen Übertragungsdauer
abgezogen wird. Schließlich
kann der Nutzungsfaktor bestimmt werden.
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Dieses
Verfahren kann auch einfach in bestehenden Systemen implementiert
werden, beispielsweise als reine Software, die in einen Knoten eines
Telefonnetzwerkes integriert wird. Allerdings müssen die Datenübertragungsrate
(beispielsweise eine gegebene Anzahl von Bytes pro Sekunde) sowie die
Menge der übertragenen
Daten (beispielsweise die Anzahl von übertragenen Bytes) bekannt
oder zumindest messbar sein, um dieses Verfahren verwenden zu können.
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Das
Messen der Datenrate, der Anzahl von übertragenen Bytes und der aktuellen Übertragungsdauer
kann beispielsweise auch durch Überwachen des
für die Übertragung
im Funknetzwerk verwendeten Protokolls erfolgen.
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In
einigen Kommunikationssystemen können einem
Nutzer mehr als ein Übertragungskanal
simultan zugewiesen werden, i. e. zwei oder mehr Zeitslots in einem
TDMA-System oder zwei verschiedenen Trägerfrequenzen in einem FDMA-System.
Es wäre möglich, den
Nutzungsfaktor bezüglich
der gemeinsamen Übertragungskapazität für alle oder
mindestens zwei Übertragungskanäle zu bestimmen.
Allerdings könnte
es in solchen Systemen möglich
sein, dass der Nutzer Daten in einem Kanal kontinuierlich, in einem
anderen Kanal intermittierend überträgt. Dadurch
gibt es Zeitintervalle mit einem höheren Durchsatz als bei anderen
Zeitintervallen, aber es gibt keine Zeitintervalle ohne jeglichen
Durchsatz. Daher könnte
die Bestimmung des Nutzungsfaktors durch Bestimmung von Zeitintervallen
ohne einen Datendurchsatz fehlerbehaftete Ergebnisse liefern.
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Um
genaue Resultate mit jedem der oben genannten Verfahren zu erhalten,
wird der Nutzungsfaktor vorzugsweise für jeden Übertragungskanal einzeln durch
getrenntes Überwachen
jedes Kanals bestimmt.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Funknetzwerk und
eine Vorrichtung für
eine effiziente Zuweisung von Funkressourcen zu einer Vielzahl von
Nutzern zur Verfügung
zu stellen. Diese Aufgabe wird mit dem Funknetzwerk gemäß Anspruch
8 und der Vorrichtung gemäß Anspruch
12 jeweils gelöst.
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Ein
Funkkommunikationsnetzwerk mit Mitteln zum Zuweisen von Funkressourcen
zu einer Vielzahl von Nutzern, bei dem einem Nutzer eine bestimmte Übertragungskapazität zugewiesen
wird, weist im weiteren Mittel zur Bestimmung des Nutzungsfaktors,
der sich auf die einem bestimmten Nutzer zugewiesene Übertragungskapazität bezieht, auf.
Die Mittel zum Zuweisen von Funkressourcen sind erfindungsgemäß so ausgebildet,
dass die Funkressourcen den Nutzern in Abhängigkeit vom bestimmten Nutzungsfaktor
zugewiesen werden.
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Die
Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung für eine effiziente Zuweisung
von Funkressourcen eines Funkübertragungsnetzwerkes
zur Verfügung
zu stellen, wird diese gelöst
durch das Einschließen
der Mittel zur Bestimmung des Nutzungsfaktors in die Vorrichtung.
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Aus
der nachfolgenden detaillierten Beschreibung und aus der Gesamtheit
der Ansprüche wird
es für
den Fachmannklar sein, dass es weitere vorteilhafte Ausführungsformen
und Merkmalskombinationen der Erfindung gibt.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die
Zeichnungen, die zur Verdeutlichung der Beispiele verwendet werden,
zeigen:
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1 ein
Diagramm, das die Wartezeit für einen
Nutzer und die Vergeudung von Funkressourcen bei einem bestimmten
Nutzerübertragungsverhalten
und einer bestimmten Funkressourcenzuweisungsmethode in einem Funkübertragungsnetzwerk zeigt;
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2 ein
weiteres Diagramm, das die Wartezeit und die Vergeudung von Funkressourcen
für ein
anderes Übertragungsverhalten
und eine andere Zuweisungsmethode zeigt;
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3 eine
schematische Übersicht über einen
Teil eines erfindungsgemäßen Funkübertragungsnetzwerkes
und
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4 eine
detailliertere Übersicht über einige
Elemente des in 3 dargestellten Funknetzwerks.
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Grundsätzlich werden
gleiche Objekte in verschiedenen Zeichnungen mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet.
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Wege zum Ausführen der
Erfindung
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Es
gibt verschiedene Verfahren zum Zuweisen von Funkressourcen zu den
Nutzern innerhalb eines Funkübertragungsnetzwerks.
Um die Wartezeit für
einen Nutzer zu minimieren, wird einem Nutzer in einem ersten Verfahren
eine bestimmte Datenmenge für
eine lange Zeit zugeordnet, sobald ein Nutzer Daten übertragen
möchte.
Dieses Verfahren hat einen Nachteil in Bezug auf die Ausnutzung
der gesamten verfügbaren
Funkressourcen. Das trifft insbesondere dann zu, wenn der Nutzer
nicht in der Lage ist, genügend
Daten kontinuierlich zu versenden, weil beispielsweise die Erzeugungsrate
geringer als die Datenübertragungsrate
ist, oder weil er nichts senden möchte. Die Wartedauer für einen
Nutzer und die Vergeudung von Funkressourcen bei einem solchen Szenario
sind im Diagramm der 1 dargestellt.
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Die
Zeit ist auf der horizontalen Achse des Diagramms abgebildet. Die
erste Reihe 1.1 zeigt die Absicht des Nutzers, Daten zu übermitteln.
Reihe 1.1 alterniert zwischen hoch und niedrig, weil, wie
oben erläutert
wurde, der Nutzer nicht in der Lage ist, Daten kontinuierlich zu
senden. Reihe 1.2 zeigt die Funkressourcen, die dem Nutzer
zugewiesen sind. Nach der ersten Sendeanforderung des Nutzers wird ihm
eine bestimmte Ressource für
eine lange Zeit ohne Unterbrechungen zugeordnet. Reihe 1.3 zeigt die
Zeitabschnitte, in denen der Nutzer tatsächlich Daten überträgt. Er muss
nicht warten, bis ihm einige Ressourcen zur Übermittlung seiner Daten zugeordnet
werden. Die Wartezeit für
den Nutzer ist in Reihe 1.4 dargestellt. Mit Ausnahme einer
kurzen Zeitdauer nach der Sendeanforderung, während der der Nutzer warten
muss, bis ihm einige Ressourcen zugewiesen werden, ist Reihe 1.4 immer
niedrig. Schließlich
zeigt Reihe 1.5 die Vergeudung von den dem Nutzer zugeordneten
Funkressourcen. Während
der Zeitabschnitte, in denen die Linie in Reihe 1.5 hoch
ist, sind Funkressourcen dem Nutzer zugeordnet, werden aber von
ihm nicht verwendet, da er nicht in der Lage ist, Daten zu übermitteln,
oder dies nicht möchte.
Wie zu sehen ist, ist der hohe Anteil der Linie vergleichsweise
groß,
und deshalb wird eine Menge der Funkressourcen vergeudet. Andererseits
muss der Nutzer kaum warten, um Daten zu übermitteln, so dass der Datendurchsatz
für diesen
Nutzer groß ist.
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Im
Diagramm der 2 werden die Wartezeit und die
Ressourcenvergeudung für
ein zweites Szenario dargestellt. Um die Verwendung von verfügbaren Funkressourcen
zu optimieren, wird einem Nutzer eine bestimmte Funkressource nur
für kurze Zeitabschnitte
zur Verfügung
gestellt, unabhängig davon,
ob der Nutzer eine kleine oder eine große Datenmenge zu versenden
hat.
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In
unserem Beispiel in 2 hat der Nutzer eine Menge
von Daten zu versenden, was in Reihe 2.1 dargestellt ist,
die für
fast die gesamte Zeit hoch ist. Wie in der alternierenden Reihe 2.2 dargestellt
ist, wird dem Nutzer eine bestimmte Funkressource nur für kurze
Zeitabschnitte zur Verfügung
gestellt. Später,
wenn der Ressourcenzuweisungsalgorithmus des Funknetzwerks feststellt,
dass der Nutzer eine große
Datenmenge zu senden hat, wird dem Nutzer die Ressource für einen
langen Zeitabschnitt zur Verfügung
gestellt. In diesem Fall hat die Reihe 2.3, die die tatsächliche Übertragungsdauer
zeigt, im Wesentlichen die gleiche Form wie Reihe 2.2,
was zeigt, dass die tatsächliche
Sendedauer nicht durch die Fähigkeit
des Nutzers, die Daten zu erzeugen, sondern durch die kurzen Ressourcenzuweisungszeitabschnitte
beschränkt
wird. Dementsprechend wird der Datendurchsatz verringert, da der
Nutzer fast während
der gesamten Zeit auf eine Datenübertragung zu
warten hat, wenn ihm keine Ressourcen zugewiesen sind. Das ist in
Reihe 2.4 dargestellt. Die letzte Reihe 2.5 zeigt
wiederum die Vergeudung von Funkressourcen. Hier ist der Vorteil
dieses Zuweisungsverfahrens zu erkennen. Nur eine kleine Menge der
zugewiesenen Funkressourcen werden vergeudet, da die Zeitabschnitte,
in denen dem Nutzer Funkressourcen zugewiesen sind, in denen er
aber tatsächlich
keine Daten übermittelt,
sehr klein sind. Somit können
die verfügbaren
Funkressourcen mit anderen Nutzern geteilt werden.
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Um
einen besseren Funkressourcenzuweisungsalgorithmus zu finden, beispielsweise
einen Algorithmus, der einen Kompromiss zwischen Datendurchsatz
und Ressourcenvergeudung bietet, ist es wichtig zu wissen, wie viel
der einem bestimmten Nutzer zugeordneten Funkressourcen von dem
Nutzer tatsächlich
verwendet werden, um Daten zu übermitteln.
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Erfindungsgemäß wird ein
Nutzungsfaktor, der ein Maß für die von
einem Nutzer vergeudeten Funkressourcen ist, bestimmt. Als Beispiel
für ein Funkübertragungsnetzwerk
zeigt 3 einen Teil eines Mobiltelefonnetzwerks mit einer
Mobilschaltzentrale (Mobile Switching Centre MSC) (3),
zwei Basisstationen (4) und (5), die mit der MSC
(3) über
Kommunikationsverbindungen (6) und (7) verbunden sind,
und zwei mobilen Nutzerendgeräten
(8) und (9), die mit den Basisstationen (4)
und (5) jeweils über Funkverbindungen
(10) und (11) verbunden sind.
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Des
weiteren sind MSC (3) mit einem Telefonnetzwerk (14) über eine
Kommunikationsverbindung (15) und eine zweite MSC (12)
mit der MSC (3) über
eine Kommunikationsverbindung (13) verbunden. MSC (12)
kann andere Basisstationen und Nutzer (nicht dargestellt) in einem
anderen geographischen Gebiet bedienen.
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Während die
Verbindung in einem Mobiltelefonnetzwerk zwischen den mobilen Endgeräten (8) und
(9) und den Basisstationen (4) und (5)
immer Funkverbindungen sind, können
die Kommunikationsverbindungen (6, 7) zwischen
den Basisstationen (4, 5) und der MSC (3)
sowie die Kommunikationsverbindungen (13, 15)
von oder zu der MSC (3) von jedem Typ sein, einschließlich Kabel-,
Funk- oder Glasfaserverbindungen.
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Üblicherweise
weist ein Mobiltelefonnetzwerk weitere Komponenten auf, die für die Erfindung nicht
wesentlich und daher in den Zeichnungen nicht dargestellt sind.
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Als
Beispiel nehmen wir an, dass der Nutzungsfaktor für den Nutzer
von Endgerät
(8), Nutzer A genannt, bestimmt werden muss, wenn er beispielsweise
mit dem Nutzer von Endgerät
(9), Nutzer B genannt, in Verbindung steht. Die Überwachung der
Verbindungsaktivitäten
des Nutzers A kann an verschiedenen Orten erfolgen. In 3 sind Überwachungsvorrichtungen 16.1 bis 16.5 an
einigen dieser Orte gezeigt.
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Überwachungsvorrichtung 16.1 ist
innerhalb der Mobilschaltzentrale MSC (3) vorgesehen und zum Überwachen
der von Nutzer A verwendeten Kommunikationskanäle eingerichtet. Die Überwachungsvorrichtung 16.1 könnte unmittelbar
die Datenpakete, die von dem oder zu dem Nutzer A auf den eingehenden
oder ausgehenden Verbindungen der MSC (3) gesandt werden, überwachen.
In diesem Fall würde
sie die Datenpakete selbst auszuwerten haben. Eine andere Möglichkeit
bestünde
darin, von der Tatsache zu profitieren, dass die MSC (3)
die Datenpakete ohnehin auswertet, und daher diese Ergebnisse zur Überwachung
des Übertragungsprotokolls
und zum Bestimmen des Nutzungsfaktors zu verwenden.
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Die Überwachungsvorrichtung 16.2 überwacht
unmittelbar die Kommunikationsverbindung (6) zwischen der
MSC (3) und der Basisstation (4), indem die Verbindung
angezapft wird. Wie diese Verbindung angezapft wird, hängt von
der physikalischen Art der Verbindung ab (Funkverbindung, Kabel etc.).
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Die Überwachungsvorrichtung 16.3 ist
innerhalb der Basisstation (4) vorgesehen. Die Überwachung
kann auf dieselben Weisen wie bei der Überwachungsvorrichtung 16.1 erfolgen.
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Die Überwachungsvorrichtung 16.4,
die unmittelbar die Luftschnittstelle überwacht, indem sie die vom
Endgerät
(8) oder der Basisstation (4) gesandten Signale
empfängt
und auswertet, ist irgendwo innerhalb der von der Basisstation (4)
versorgten Funkzelle angeordnet, wo sie die Signale der Basisstation
(4) sowie die des Endgeräts (8) empfangen kann.
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Die Überwachungsvorrichtung 16.5 ist
unmittelbar mit dem Endgerät
(8) verbunden. Es kann die Datenpakete selbst auswerten
oder, ähnlich
wie die Überwachungsvorrichtung 16.1,
von der Datenpaketauswertung des Endgerätes (8) profitieren.
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Wenn
der Nutzer A mit einem mit der MSC (12) verbundenen Nutzer
oder mit einem Nutzer innerhalb des Telefonnetzwerks (14)
kommuniziert, könnte
die Überwachung
seiner Kommunikation auch mit einer Überwachungsvorrichtung erfolgen, die
mit den Kommunikationsverbindungen (13) oder (15)
verbunden ist, oder sogar mit einer Überwachungsvorrichtung irgendwo
innerhalb des Telefonnetzwerks (14).
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Jede
der Überwachungsvorrichtungen 16.1 bis 16.5 kann,
wie in 3 dargestellt ist, als ein unabhängiges Gerät in einem
getrennten Gehäuse
ausgebildet sein, das dann mit den anderen Komponenten des Netzwerks
so, wie es erforderlich ist, verbunden werden muss. Allerdings können die Überwachungsvorrichtungen 16.1 bis 16.5 auch
in andere Komponenten des Netzwerks durch Hardware- und/oder Softwaremittel
integriert sein.
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Um
den Nutzungsfaktor zum Steuern des Funkressourcenzuweisungsverfahrens
zu bestimmen, ist eine der dargestellten Überwachungsvorrichtung 16.1 bis 16.5 ausreichend.
Nichts desto trotz könnten
zwei oder mehrere Überwachungsvorrichtungen 16.1 bis 16.5 simultan
zum Bestimmen zweier oder mehrerer Nutzungsfaktoren verwendet werden. Hierbei
könnte
die Ressourcenzuweisung dann von einigen oder allen dieser Nutzungsfaktoren
abhängen.
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4 zeigt
eine detailliertere Darstellung der Überwachungsvorrichtung 16.4 und
der MSC (3), die gemäß unserem
Beispiel den Endgeräten
(8) und (9) die benötigten Funkressourcen mit einer
Zuweisungseinheit (21) zuweist. Die Ressourcenzuweisung
erfolgt in Abhängigkeit
vom Nutzungsfaktor, weshalb dieser der MSC (3) mitgeteilt
werden muss. Um den Nutzungsfaktor an die MSC (3) zu übertragen,
könnte
jede bestehende oder jede andere geeignete Kommunikationsverbindung
verwendet werden.
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Die Überwachung
der Kommunikation zwischen der Basisstation (4) und dem
Endgerät
(8) durch die Überwachungsvorrichtung 16.4 erfolgt,
indem die Übertragungssignale
vom Endgerät
(8) und/oder der Basisstation (4), die über die
Funkverbindung (10) übertragen
werden, empfangen werden. Danach stellt die Überwachungsvorrichtung 16.4 mit
einem Detektor (18) die Zeitabschnitte in den empfangenen
Signalen fest, in denen das Endgerät (8) weder Daten
sendet, noch Daten empfängt.
Eine Prozessoreinheit (19) bestimmt dann einen Nutzungsfaktor
und überträgt diesen
Faktor an die MSC (3). Hierfür verwendet sie die Kommunikationsverbindung
(20), die als gepunktete Linie dargestellt ist, weil die
Art der Kommunikationsverbindung davon abhängig ist, wo die Überwachungsvorrichtung 16.4 sich
befindet. In unserem Beispiel würde
der Nutzungsfaktor zur MSC (3) wahrscheinlich über eine Funkverbindung
von der Überwachungsvorrichtung 16.4 zur
Basisstation (4) und weiter von der Basisstation (4)
zur MSC (3) über
eine Kommunikationsverbindung 6 übertragen werden.
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Der
Nutzungsfaktor wird, wenn er von der MSC (3) empfangen
wurde, an die Zuweisungseinheit weitergeleitet, die den gegenwärtig verwendeten Ressourcenzuweisungsalgorithmus
in Abhängigkeit vom
Wert des Nutzungsfaktors anpasst, um eine bessere Ressourcenausnutzung
durch die Endgeräte
zu erzielen.
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Zusammenfassend
kann festgestellt werden, dass die Erfindung eine Verbesserung der
Algorithmen, die zur Zuweisung von verfügbaren Funkressourcen zu Nutzern
in einem Funkübertragungsnetzwerk
verwendet werden, ermöglicht,
indem gemessen wird, wie viel der einem Nutzer zugewiesenen Funkressourcen
tatsächlich
verwendet werden, mit anderen Worten, wie viel dieser Ressourcen
vergeudet werden. Indem die Messungen wiederholt werden, sollte
als Endresultat ein Funknetzwerk zur Verfügung stehen, bei dem die Übertragungskapazität effizient
verwendet wird, um eine maximale Anzahl von Teilnehmern simultan
zu bedienen.