DE69925142T2

DE69925142T2 - Optimierung von datenübertragungsressourcen

Info

Publication number: DE69925142T2
Application number: DE69925142T
Authority: DE
Inventors: Arto Kangas; Anssi Juppi; Juha Räsänen
Original assignee: Nokia Oyj
Current assignee: Conversant Wireless Licensing SARL
Priority date: 1998-10-13
Filing date: 1999-10-11
Publication date: 2006-01-26
Anticipated expiration: 2019-10-12
Also published as: ES2239460T3; FI982222A; ATE295053T1; CA2346115C; EP1121820B1; FI105304B; PT1121820E; CN1118208C; EP1121820A1; US7009936B1; AU6205599A; DE69925142D1; CN1326648A; DK1121820T3; WO2000022854A1; FI982222A0; CA2346115A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft die Optimierung der Verwendung von Datenübertragungsressourcen in einem Datenruf und insbesondere die Optimierung der Verwendung von Verkehrskanälen von Datenübertragungsdiensten hoher Geschwindigkeit auf der Funkschnittstelle, welche auf Technologie vielfacher Kanäle basieren.
Moderne Mobilkommunikationssysteme stellen Teilnehmer sowohl gewöhnliche Sprachübertragungsfunktionen als auch unterschiedliche Datenübertragungsfunktionen bereit. Die vorhandene Kapazität der Datenübertragungen auf der Funkschnittstele in Mobilkommunikationssysteme wird von zahlreichen Benutzern mit Hilfe eines Vielfachzugriffsprinzips geteilt. Die häufigsten Vielfachzugriffsprinzipien enthalten Zeitvielfachzugriff (TDMA), Kodevielfachzugriff (CDMA) und Frequenzvielfachzugriff (FDMA). Kommunikation über einen Funkpfad in TDMA-Systemen findet auf einer Zeitmultiplexbasis in aufeinander folgenden periodischen TDMA Rahmen statt, wobei jeder von denen mehrere Zeitfenster (time slots) umfassen. Zeitfenster werden hauptsächlich zum Übertragen von Steuerkanälen und Verkehrskanälen verwendet. Verkehrskanäle werden zum Übertragen bzw. Senden von Sprache und Daten. In dieser Anmeldung betreffen Daten jede Information, die in einem Telekommunikationssystem übermittelt wird. Solch Information kann digitalisierte Sprache, Inter-Computer Datenübertragung, Telefaxdaten, kurze Programmkodesequenzen usw. sein. Steuerkanäle werden zum Signalisieren zwischen einer Basis-Sendeempfängerstation und Mobilstationen verwendet. Ein Beispiel eines TDMA Funksystems ist das Pan-Europäische Mobilsystem GSM (Globales System für Mobilkommunikationen).
In Abhängigkeit von der benötigten Übertragungsrate kann ein Verkehrskanal einen Subkanal (z.B. ein TDMA Zeitfenster) oder mehrere Subkanäle (z.B. mehrere TDMA Zeitfenster für eine Datenübertragung höherer Geschwindigkeit) in modernen Kommunikationssystemen umfassen. Beispielsweise ist in dem GSM System ein Datendienst höherer Geschwindigkeit HSCSD (High Speed Circuit Switch Data) definiert, in dessen Datendienst ein Verkehrskanal mehrere Subkanäle umfassen kann. Kanäle und Subkanäle können symmetrisch oder asymmetrisch zugewiesen werden. Dementsprechend wurde ein Datendienst höherer Geschwindigkeit für z.B. Mobilkommunikationssysteme der dritten Generation geplant, wie beispielsweise das UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) und das IMT-200 (International Mobile 2000). Ebenfalls in professionellen Mobilfunksysteme, z.B. dem TETRA (Tenestrial Trunked Radio), ist es möglich einer Verbindung mehrere Subkanäle zuzuweisen. Die Übertragungsrate der Benutzerdaten auf der Funkschnittstelle wird durch die Anzahl der Subkanäle und das verwendete Kanalkodierungsverfahren vorgegeben.
1 zeigt eine mögliche Lage bzw. Situation einer Datenübertragung in dem GSM System. In dem Beispiel aus 1 ist ein Datenübertragungsruf ein Ruf zwischen zwei Mobilstationen. Wenn eine Mobilstation MS A einen Datenübertragungsruf zu einer Mobilstation MS B aufbaut, wird ein Abschnitt 1 für den Ruf gebildet, d.h. die Verbindung zwischen der Mobilstation MS A und einem bedienenden Mobildienstvermittlungscenter MSC 1. Dementsprechend wird ein Abschnitt 2 für die gleiche Verbindung zwischen der Mobilstation MS B und einem bedienenden Mobildienstvermittlungscenter MSC 2 gebildet. Für beide Abschnitte 1 und 2 wird die Anzahl von Subkanälen zugewiesen, die für die Datenübernagungsrate benötigt wird. Der eine Abschnitt kennt nicht die Situation bzw. Lage des anderen Abschnittes, obwohl beide Abschnitte von demselben Mobildienstvermittlungscenter bedient werden. Wenn beispielsweise sich die Datenübertragungsrate des Rufabschnittes 1 über die Funkschnittstelle Air z.B. wegen des Aufstockens, d.h. der Erhöhung der Anzahl der Subkanäle, oder des Zurückstufens, d.h. des Verringerns der Anzahl der Subkanäle, verändert, wird der Abschnitt 2 nicht folgen. Als Ergebnis des Aufstockens des Abschnittes 1 kann die Mobilstation MS A daher in nutzloser Weise Subkanäle der Funkschnittstelle zuweisen, deren Subkanäle nicht zu nutzen sind, wegen der schlechteren Datenübertragungsrate der Abschnittes 2. Dementsprechend kann die Mobilstation MS B zur Folge des Zurückstufens des Abschnittes 1 in nutzloser Weise Subkanäle der Funkschnittstelle zuweisen, deren Subkanäle nicht zu nutzen sind, wegen der verringerten Datenübertragungsrate des Abschnittes 1. Die Situation bleibt die gleiche ob die Mobilstationen MS A und MS B durch denselben oder einen unterschiedlichen Mobildienstvermittlungscenter bedient werden.
Ein Problem in der oben beschriebenen Anordnung ist, dass die Funkschnittstelle nicht in der effizientesten Weise verwendet werden kann, da die Information über den Wechsel der Datenübertragungsrate von einem Abschnitt an den anderen Abschnitt derselben Verbindung nicht übertragen wird. Die effiziente Verwendung des Funkspektrums ist der Hauptfaktor bei der Planung und Implementierung von Mobilkommunikationsnetzwerke.
Die ineffiziente Verwendung von Verkehrskanälen kann ebenfalls ein Problem in einem Ruf zwischen einer Mobilstation und einem Festnetz darstellen. Ein Festnetzteil kann (z.B. wegen einer automatischen Baudanpassung des Handshakings (autobauding handshaking) von Modems des verwendeten Festnetzprotokolls) eine Datenrate anbieten, die viel höher oder viel niedriger als die ist, welche während des Rufaufbaus verlangt worden ist. Ein Problem kann ebenfalls vorübergehend bestehen, welches durch die Qualität der Verbindung oder des Netzwerks verursacht wird.
Während Festnetzrufe kann die ineffiziente Verwendung von Verkehrskanälen ebenfalls ein Problem darstellen. Wenn beispielsweise Daten in einem breitbandigen Netzwerk zwischen zwei schmalbandigen ISDN-Netzwerken übertragen wird, können zahlreiche Zeitfenster der Verbindung auf der Netzwerkseite zugewiesen werden, wenn die Datenübertragungsrate auf unterschiedlichen ISDN-Netzwerkseite nicht notwendigerweise dieselbe ist und die Ressourcen auf der anderen Seite nicht genutzt werden können.
WO 97/23110 betrifft die Implementierung eines Verfahrens für eine Übergabe (handover) zwischen dem Mobilvermittlungscenter eines zellularen Mobilnetzwerks bei Datenübertragungen hoher Geschwindigkeit, wobei zahlreiche Kanäle einer Mobilstation zugewiesen werden. In dem Verfahren zeigt das erste Mobilvermittlungscenter dem zweiten Mobilvermittlungscenter mindestens die minimale Anzahl von Kanälen an, die über die Verbindung benötigt werden. Das zweite Mobilvermittlungscenter versucht zumindest die angezeigte minimale Anzahl von Kanälen zu vergeben. Das zweite Mobilvermittlungscenter sendet Daten über die Kanäle, welche es vergeben hat, und mindestens eine Übergabenummer an das erste Mobilvermittlungscenter. Das erste Mobilvermittlungscenter kann die gleiche Übergabenummer verwenden, um eine Übergabe an jedem Subkanal auszuführen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung, die das Verfahren implementiert, bereitzustellen, um die obigen Probleme zu beheben. Die Aufgabe der Erfindung ist insbesondere die so effizient wie mögliche Verwendung der verfügbaren Kanalkapazität. Die Aufgaben der Erfindung werden von einem Verfahren, einem System und einer Übergangseinheit (interworking unit) gelöst, welche, durch das was in den unabhängigen Ansprüchen genannt wird, gekennzeichnet sind. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen offenbart. Eine Übergangseinheit betrifft hierin irgendein Netzwerkelement mit einer Übergangsfunktion in einem Datenübertragungsnetzwerk.
Die Erfindung basiert auf das Netzwerk, das die Verkehrskanalressourcen zwischen der Mobilstation und dem Netzwerk an die abgehende Verbindung des Netwerkelements anpasst, z.B. die Verbindung mit der anderen Mobilstation oder mit dem Festnetz, durch Überwachung und Vergleichen der Datenübertragungskapazität von Verbindungsteilen oder durch Empfangen von Information von der abgehenden Verbindung über deren Datenübertragungskapazität.
Das Verfahren, das System und die Übergangseinheit der Erfindung stellen den Vorteil der Verwendung von Verkehrskanälen, z.B. Funkkanälen, in einer effizienten Weise während Mehrfachkanalrufe bereit. Mit Bezug auf die Kapazität der gesamten durchgehenden Verbindung gibt es jederzeit eine passende Menge an zugewiesenen Kanälen. Das Verfahren stellt einem Benutzer die höchstmögliche Datenrate mit den niedrigsten Kosten, die möglich sind, bereit. Das Verfahren bietet dem Netzwerkbetreiber Messen und Optimieren und einen Dienst für ein besseres Ausmaß an Preisqualität für die Benutzer an.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Kapazität, die den Datenübertragungsressourcen zugewiesen wird, durch die Menge der über die Verbindung übertragenen Füllzeichen und durch Flusssteuerung gesteuert. Dies stellt den Vorteil bereit, dass die Information über die Kapazität eines Endes nicht notwendigerweise getrennt übertragen werden muss, da es auf der Basis der Menge der Füllzeichen und der Flusssteuerung abgeleitet werden kann. Weiterhin wird der tatsächliche Bedarf der Kapazität bestimmt werden und an diesem angepasst werden.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Kapazität, die von den Datenübertragungsressourcen zugewiesen bzw. zugeteilt ist, durch die Menge der Füllzeichen, die über die Verbindung übertragen werden, und den Bedarf an Pufferung gesteuert. Somit stellt dies den Vorteil bereit, dass die Information über die Kapazität eines Endes nicht notwendigerweise getrennt übertragen werden muss, da es auf der Basis der Menge der Füllzeichen und den Bedarf an Pufferung abgeleitet werden kann. Weiterhin wird der tatsächliche Bedarf an Kapazität bestimmt werden und die Kapazität an diesem angepasst werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, wobei die Verbindung eine Verbindung zwischen Mobilstationen ist, werden Funkschnittstellenkapazitäten angeordnet, um zueinander zu entsprechen, durch Übermitteln von Information über die belegte Kapazität von der Funkschnittstelle an die andere Mobilstation. Dies stellt den Vorteil bereit, dass die Kapazität für dieselbe Datenübertragungsrate beiden Mobilstationen zugewiesen wird, die an demselben Ruf der Funkschnittstelle teilnehmen.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
Im Folgenden wird die Erfindung detaillierter in Verbindung mit den bevorzugten Ausführungsformen mit Bezug auf die angehängte Zeichnung beschrieben, wobei
1 unterschiedliche Abschnitte derselben Verbindung darstellt,
2 ein Signalisierungsdiagram in der ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zeigt, und
3 und 4 den Betrieb gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung als ein Flussdiagram zeigen.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung kann sowohl auf Telekommunikationssysteme basierend auf ein Festnetz als auch auf alle digitalen drahtlosen Telekommunikationssysteme, wie beispielsweise zellulare Systeme, Netzwerke des WLL(Wireless Local Loop)-Typs und RLL(Radio Local Loop)-Typs und Satelliten basierende Mobilkommunikationssysteme angewendet werden. Die Erfindung ist insbesondere anwendbar, um die Verwendung von Ressourcen auf der Funkschnittstelle in einem Mobilkommunikationssystem zu optimieren, da die Ressourcen auf der Funkschnittstelle begrenzt sind. In Verbindung hiermit betrifft der Begriff „Mobilkommunikationssystem" (oder Netzwerk) im Allgemeinen alle drahtlosen Telekommunikationssysteme. Es gibt zahlreiche Mehrfachzugriffsmodulationsverfahren, um die Kommunikation mit einer Vielzahl von mobilen Benutzern aufrechtzuerhalten. Diese Verfahren enthalten Zeitvielfachzugriff (TDMA), Kodevielfachzugriff (CDMA) und Frequenzvielfachzugriff (FDMA). Das physikalische Konzept eines Verkehrskanals variiert bei unterschiedlichen Mehrfachzugriffverfahren und ist im Wesentlichen mit Hilfe eines Zeitfensters in TDMA Systemen, eines Spreizkodes in CDMA Systemen, eines Funkkanals in FDMA Systemen, einer Kombination dieser usw. definiert. In modernen Mobilkommunikationssystemen ist es möglich einen Satz von zwei oder mehr Basisratenverkehrskanälen (Subkanäle) oder einen so genannten Verkehrskanal höherer Geschwindigkeit einer Mobilstation für eine Datenübertragung höherer Geschwindigkeit zuzuweisen. In Verbindung hiermit betrifft der Begriff „Verkehrskanal" sowohl ein einzelner Basisratenverkehrskanal als auch ein Verkehrskanal höherer Geschwindigkeit, der zwei oder mehrere Basisratenverkehrskanäle (Subkanäle) einschließt. Die Basisidee der vorliegenden Erfindung ist vom Typ des Verkehrskanals und des verwendeten Mehrfachzugriffverfahren unabhängig.
Im Folgenden wird die Erfindung durch Verwendung des GSM Systems beispielsweise beschrieben, wobei die Erfindung nicht auf dieses System in irgendeiner Weise beschränkt werden soll. Die Struktur und der Betrieb des GSM Systems umfassen ein Basisstationen-Subsystem BSS und ein Netzwerk-Subsystem NSS. Das BSS und die Mobilstationen MS kommunizieren über Funkverbindungen auf der Funkschnittstelle Air. In dem Basisstationensystem BSS wird jede Zelle durch eine Basissendeempfängerstation BTS bedient. Eine Anzahl von Basissendeempfängerstationen wird mit einem Steuergerät von Basissendeempfängerstationen BSC verbunden, welches die Funkfrequenzen und Kanäle steuert, die die BTS verwendet. Die BSC werden mit einem Mobildienstvermittlungscenter MSC verbunden. Bestimmte Mobildienstvermittlungszentren werden mit anderen Telekommunikationsnetzwerken ON verbunden, wie beispielsweise dem öffentlich vermitteltes Telefonnetzwerk PSTN oder einem Datennetzwerk, und diese umfassen Gateway-Funktionen für Rufe, die von diesen Netzwerken stammen oder bei diesen Netwerken enden. Diese Zentren MSC sind bekannt als Gateway-MSC (GMSC). Weiter gibt es mindestens zwei Datenbanken eine Heimatdatei (home location register) HLR und eine Besucherdatei (visitor location register) VLR.
Das Mobilkommunikationssystem umfasst Anpassungsfunktionen um die interne Datenverbindung des Mobilkommunikationsnetzwerks an die Protokolle anzupassen, die von Endgeräten und anderen Telekommunikationsnetzwerken verwendet werden. Typische Anpassungsfunktionen schließen eine Endgeräteanpassungsfunktion TAF (nicht in 1 gezeigt) auf der Schnittstelle zwischen einer Mobilstation und einem Datenendgerät ein, das mit der Mobilstation verbunden ist, und eine Übergangsfunktion IWF auf der Schnittstelle zwischen einem Mobilkommunikationsnetzwerk einem anderen Telekommunikationsnetzwerk, üblicherweise in Verbindung mit einem Mobildienstvermittlungscenter. In dem Beispiel der 1 ist eine Übergangseinheit IWU, welche die Übergangsfunktion IWF einschließt, in den Mobildienstvermittlungszentren MSC 1 und MSC 2 angeordnet. Alternativ kann eine IWU in irgendeinem anderen Netzwerkelement oder als ein unabhängiges Element angeordnet werden. In dieser Anmeldung betrifft der Begriff „Übergangseinheit" somit ein Netzwerkelement umfassend eine Übergangsfunktion.
Üblicherweise umfasst ein Mobilvermittlungscenter unterschiedliche Arten von Adapterausrüstungspools zum Unterstützen von unterschiedlichen Datendienste und Datenprotokolle, z.B. ein Modempool mit Modem- und Telefaxadaptern für Modem- und Telefaxdienste, ein UDI/RDI-Ratenadapterpool etc.
In dem GSM System wird eine Datenverbindung zwischen der Endgeräteanpassungsfunktion TAF der Mobilstation MS und der Übergangsfunktion IWF in dem Mobilkommunikationsnetzwerk aufgebaut. Die GSM Datenverbindung wird über eine physikalische Verbindung durch Verwendung eines oder mehrerer Verkehrskanäle auf der Funkschnittstelle aufgebaut. Die IWF schaltet die GSM Datenverbindung zu einem anderen Netzwerk wie beispielsweise das IDDN oder einem anderen GSM Netzwerk oder zu dem öffentlich vermittelten Telefonnetzwerk PSTN um. Falls eine Parteibzw. Teilnehmer der Datenverbindung ein Endgerät in einem Festnetz ist, z.B. dem PSTN, wird der Abschnitt 2 zwischen der Übergangsfunktion des Gateways des Mobildienstvermittlungscenters und dem Endgerät gebildet. Die Übergangsfunktionen, z.B. die IWF, achtet auf die Trägerdienste durch welche z.B. technische Voraussetzungen für Umschaltfunktionen für Teledienste erzeugt werden. Ein Trägerdienst kann eine spezifische Benutzerrate über die Funkschnittstelle garantieren, sogar größer als 64 KBit/s. Die Übergangsfunktion IWS puffert Datenpakete und führt die Flusssteuerung aus. Wie die Flusssteuerung und die Pufferung ausgeführt werden, hat keine Relevanz auf die vorliegende Erfindung und somit wird es nicht hierin in Detail beschrieben werden.
Ein Datenverkehr zwischen der MSC/IWU und der Basissendeempfängerstation ist transparent, und die vorliegende Erfindung betrifft nicht den Betrieb anderer Netzwerkelemente wie beispielsweise Basisstationsteuergeräte BSC oder Basissendeempfängerstationen BTS.
Zusätzlich zu den Mitteln des Standes der Technik, die für Datenübertragungsdienste benötigt werden, umfasst das Mobilkommunikationssystem, das die Funktionalität der vorliegenden Erfindung implementiert, Mittel zum Anpassen der Verkehrskanalkapazität über die Funkschnittstelle, um der Verkehrskanalkapazität auf der Funkschnittstelle einer anderen Mobilstation in derselben Datenübertragungsverbindung zu entsprechen oder der Kanalkapazität des Festnetzes, das von der Verbindung verwendet wird. Das Mittel ist bevorzugt in Verbindung mit der Rufsteuerung bzw. Anrufsteuerung des Mobildienstvermittlungscenter oder in Verbindung mit der Übergangseinheit gelegen. Das Mittel oder ein Teil des Mittels können ebenfalls woanders gelegen sein.
Die Netzwerkstruktur benötigt keine Änderungen der Ausstattung. Es umfasst Prozessoren und Speicher, welche in den Funktionen gemäß der Erfindung verwendet werden können. Alle Änderungen, die zum Implementieren der Erfindung benötigt werden, können als hinzuaddierte oder aktualisierte Softwareroutinen durchgeführt werden, um die Funktionalität der Erfindung zu realisieren. Abhängig von der Ausführungsform der Erfindung kann eine Speicherweiterung notwendig sein. Es ist dennoch auf eine kleine Menge beschränkt, welche ausreichend ist, um mehr als die Information der Ressourcen-Zuweisung zu speichern, d.h. die Information über die Kapazität jedes Abschnittes.
Der Begriff „Kapazität" betrifft hierin einen Verkehrskanal auf der Funkschnittstelle, der einem Abschnitt zugewiesen wird, und eine darin verwendete Kanalkodierung, welche die Benutzerdatenübertragungsrate auf der Funkschnittstelle bestimmt.
Im Folgenden wird die Erfindung gemäß bevorzugten Ausführungsformen beschrieben. Wie Verkehrskanäle und deren Subkanäle und die verwendeten Kanalkodierungen zugewiesen werden und wie die Zuweisungen während der Verbindung geändert werden, hat keine Relevanz auf die Erfindung, und diese werden somit nicht in Detail beschrieben. Es ist ebenfalls für die Erfindung irrelevant, wie der Ablauf von Daten in einer Mehrfachkanalübertragung verwaltet wird, und somit wird sie auch nicht in Detail beschrieben werden.
2 stellt Signalisierung gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In der ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird abschnittsspezifische Kanalzuweisungsinformation der Verbindung in dem Mobildienstvermittlungscenter aufrechterhalten. In dem Beispiel aus 2 nehmen zwei Mobilstationen in unterschiedlichen Vermittlungszentren an dem Ruf bzw. Gespräch teil. Falls die Mobilstationen in demselben Vermittlungscenter sind, stellt die Signalisierung der 2 die interne Signalisierung des Vermittlungscenters dar. Mit anderen Worten, der Mobildienstvermittlungscenter MSC 1 zeigt einen Rufprozess an, der sich auf den Abschnitt 2 bezieht, und MSC 2 zeigt einen Rufprozess an, der sich auf den Abschnitt 2 bezieht. Deren physikalische Lage kann sich während der Verbindung wegen der Übergabe, die durch die Mobilstation durchgeführt wird, zwischen Vermittlungszentren ändern. Es wird weiter angenommen, dass in dem verwendeten Kanalzuweisungsverfahren eine langsamere Verbindung aufgebaut wird, falls die Menge an Ressourcen, die durch die gewünschte Datenübertragung benötigt werden, nicht vorhanden ist.
Im Schritt 2-1 hat der Mobildienstvermittlungscenter MSC 1 eine Rufaufbauanfrage bzw. Ruf-Set-Up-Anfrage mit der Mobilstation B von der Mobilstation A empfangen. Die Rufaufbauanfrage schließt die Datenübertragungsrate ein, die für die Verbindung notwendig ist, auf der Basis von welcher Datenübertragungsrate der Mobildienstvermittlungscenter MSC 1 dem Verkehrskanal der Verbindung zuweist und einen Abschnitt 1 bildet. Zur selben Zeit speichert der Mobildienstvermittlungscenter die Information über die Verbindung und die Ressourcen, die auf der Funkschnittstelle dem Abschnitt 1 der Verbindung zugewiesen werden. Die Information über die der Verbindung zugewiesenen Ressourcen wird beispielsweise in der Form der Menge der zugewiesenen bzw. belegten Subkanäle und der verwendeten Kanalkodierung und/oder den Übertragungsrate der Benutzerdaten angezeigt.
Dann leitet der Mobildienstvermittlungscenter MSC 1 die Rufaufbauanfrage an den Mobildienstvermittlungscenter MSC 2, der die Mobilstation B bedient, weiter und überträgt innerhalb der Nachricht 2-2 die Rufaufbauanfrage (setUp). In der ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden sowohl die normalen Parameter als auch die Information über die Ressourcen, die dem Abschnitt 1 auf der Funkschnittstelle zugewiesen sind, der Rufaufbauanfrage hinzuaddiert.
Danach entnimmt der Mobildienstvermittlungscenter MSC 2 aus der Rufaufbauanfrage ebenfalls die Information über die dem Abschnitt 1 zugewiesenen Ressourcen. Der Mobildienstvermittlungscenter MSC 2 weist dem Verkehrskanal den Abschnitt 2 der Verbindung bevorzugt zu, um den Ressourcen zu entsprechen, die dem Abschnitt 1 im Schritt 2-3 zugewiesen wurden. Falls der Mobildienstvermittlungscenter MSC 2 nicht genug Subkanäle verfügbar hat, werden weniger Ressourcen dem Abschnitt 2, als dem Abschnitt 1 zugewiesen worden sind, zugewiesen. Da der Verkehrskanal zugewiesen worden ist, speichert der Mobildienstvermittlungscenter MSC 2 die Information über die Ressourcen, die dem Abschnitt 2 im Schritt 2-3 zugewiesen worden sind. Dann überträgt der Mobildienstvermittlungscenter MSC 2 eine Antwortnachricht (2-4) auf die Rufaufbauanfrage. In der ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung schließt diese Information über die Ressourcen ein, die dem Abschnitt 2 zugewiesen worden sind. In irgendwelchen sonstigen Ausführungsformen schließt die Nachricht 2-4 die Information über die Ressourcen ein, die dem Abschnitt 2 zugewiesen worden sind, nur wenn nicht so viel Ressourcen dem Abschnitt 2 wie dem Abschnitt 1 zugewiesen worden sind.
Nach dem Empfangen der Nachricht 2-4 entnimmt der Mobildienstvermittlungscenter MSC 1 die Information über die Ressourcen, die dem Abschnitt 2 zugewiesen worden sind, aus der Nachricht im Schritt 2-5 und vergleicht diese mit den Ressourcen, die dem Abschnitt 1 zugewiesen worden sind. Falls die Ressourcen, die dem Abschnitt 2 zugewiesen worden sind, kleiner als die Ressourcen sind, die dem Abschnitt 1 zugewiesen worden sind, gibt der Mobilvermittlungscenter MSC 1 bevorzugt einen Teil der Ressourcen frei, die dem Abschnitt 1 zugewiesen worden sind, in solch einer Weise, dass die Ressourcen beider Abschnitte einander entsprechen, und aktualisiert die Information über die Ressourcen, die dem Abschnitt 1 zugewiesen worden sind, um der geänderten Lage bzw. Situation zu entsprechen. Dies stellt den Vorteil bereit, dass die Ressourcen auf der Funkschnittstelle beider Seiten fähig sind, um Daten mit derselben Übertragungsrate zu übermitteln, in solch einer Weise, dass die Notwendigkeit der Flusssteuerung und der Pufferung minimalisiert wird, und dass die Ressourcen nicht unnützlich auf einer der beiden Funkschnittstelle zugewiesen werden.
Wenn die Ressourcen auf der Funkschnittstelle, welche beiden Abschnitten 1 und 2 zugewiesen worden sind, einander entsprechen und die Verbindung aufgebaut worden ist, startet der Mobildienstvermittlungscenter ein Überwachen des Verkehrs der Abschnitte, die der Verbindung zugewiesen worden sind. Im Folgenden wird beispielhaft angenommen, dass sowohl das Aufstocken als auch das Zurückstufen für den Abschnitt 1 ausgeführt werden.
Im Schritt 2-6 wird ein Aufstocken des Abschnittes 1 beabsichtigt. Die Entscheidung der Notwendigkeit des Aufstockens wird gemäß dem Stand der Technik ausgeführt. Im Unterschied zum Stand der Technik in der ersten Ausführungsform werden die überschüssigen Ressourcen dem Abschnitt 1 im Schritt 2-6 vorangehend zugewiesen und die Nachricht 2-7, die über die Notwendigkeit des Aufstockens informiert, wird an den Mobildienstvermittlungscenter MSC 2 übertragen. Die Nachricht 2-7 schließt die Information ein, über welche Menge an Ressourcen, die dem Abschnitt 1 zugewiesen worden sind, aufgestockt werden würde. Es wird entweder direkt durch Ansagen der gewünschten Menge an zusätzlichen Ressourcen oder der gewünschten Gesamtmenge der Ressourcen des Abschnittes 1 ausgedrückt. Nachdem es empfangen worden ist, definiert der Mobildienstvermittlungscenter MSC 2 die Information über die zusätzlichen Ressourcen, die für Abschnitt 2 notwendig sind, und überprüft im Schritt 2-8 ob die Menge an zusätzlichen Ressourcen verfügbar ist. Falls dort Ressourcen verfügbar sind, weist der Mobildienstvermittlungscenter MSC 2 diese dem Abschnitt 2 zu, aktualisiert die Information über die Ressourcen, die dem Abschnitt 2 zugewiesen worden sind, um der neuen Lage zu entsprechen und überträgt die Bestätigung des Aufstockens in der Nachricht 2-9A. Die Nachricht schließt entweder die Information, über wie groß das Aufstocken war, ein oder die Information über die Ressourcen, die dem Abschnitt 2 zugewiesen worden sind, nach dem Aufstocken. Dies stellt den Vorteil bereit, dass falls alle gewünschten zusätzlichen Ressourcen nicht dem Abschnitt 2 zugewiesen werden können, kann die Aufstockprozedur dennoch ausgeführt werden und die Menge an Ressourcen in beiden Abschnitten ist gleich. Nach dem Empfangen der Nachricht 2-9A weist der Mobildienstvermittlungscenter MSC 1 die Menge an zusätzlichen Ressourcen dem Abschnitt 1 zu, wie in der Nachricht 2-9A ausgedrückt worden ist und aktualisiert die Information über die dem Abschnitt 1 zugewiesenen Ressourcen im Schritt 2-10.
In irgendeiner anderen Ausführungsform, in welcher dem Abschnitt 2 nicht so viele Ressourcen wie gewünscht zugewiesen werden konnten, werden keine zusätzlichen Ressourcen zugewiesen, aber es wird so gehandelt, als ob dort keine Ressourcen verfügbar sind.
Falls das Mobildienstvermittlungscenter MSC 2 im Schritt 2-8 feststellt, dass keine Ressourcen verfügbar sind, sendet er die Information, die das Aufstocken untersagt, an das Mobildienstvermittlungscenter MSC 1 in der Nachricht 2-9B. In diesem Fall gibt das Mobildienstvermittlungscenter MSC 1 die zusätzlichen Ressourcen, die dem Abschnitt 1 zugewiesen worden sind, vorher im Schritt 2-10B frei und führt die Aktualisierungsprozedur nicht aus. Dies stellt den Vorteil bereit, dass solche Ressourcen, die wegen der geringeren Ressourcen auf der Funkschnittstelle des zweiten Abschnittes nicht verwendet werden können, nicht nutzlos auf der Funkschnittstelle des ersten Abschnittes zugewiesen werden.
In einigen Ausführungsformen kann das Mobildienstvermittlungscenter MSC 2 warten und seine Ressourcenlage nach Übertragen der Nachricht 2-9B beobachten und wenn er feststellt, dass Ressourcen freigegeben wurden, kann er für seine Seite eine Nachricht 2-8 übertragen, welche den Mobildienstvermittlungscenter MSC 1 nach der Aufstockprozedur anfragt.
Im Schritt 2-11 wird der Abschnitt 1 zurückgestuft. Die Entscheidung über die Notwendigkeit eines Zurückstufens wird gemäß dem Stand der Technik gemacht. Im Unterschied zum Stand der Technik wird in der ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Ressourceninformation des Abschnittes 1 im Schritt 2-11 aktualisiert und die Nachricht 2-12, die das Zurückstufen berichtet, wird an das Mobildienstvermittlungscenter MSC 2 übertragen. Die Nachricht 2-12 schließt Information ein, über welche Menge an Ressourcen, die dem Abschnitt 1 zugewiesen worden sind, zurückgestuft worden ist. Es wird entweder direkt über die verminderte Menge an Ressourcen oder durch die Gesamtmenge an Ressourcen des Abschnittes 1 nach der Zurückstufungsprozedur ausgedruckt. Nach dem Empfangen der Nachricht 2-12 definiert der Mobildienstvermittlungscenter MSC 2 im Schritt 2-12 die Information über die benötigte Reduzierung an Ressourcen für den Abschnitt 2, gibt die unnötigen Ressourcen frei und aktualisiert die Information über die Ressourcen, die dem Abschnitt 2 zugewiesen worden sind, um der neuen Lage zu entsprechen. Dann sendet es eine Bestätigung über die Zurückstufung in der Nachricht 2-14. Die Nachricht kann eine einfache Bestätigungsnachricht sein oder sie kann die Information einschließen, entweder über wie groß die Zurückstufung war oder über die Ressourcen, die dem Abschnitt 2 zugewiesen worden sind, nach der Zurückstufungsprozedur.
In einigen anderen Ausführungsformen wird die Information über die Ressourcen auf der Funkschnittstelle noch nicht in die Nachricht 2-2 hinzuaddiert aber sie wird als eine getrennte Nachricht nach der Rufaufbauanfrage übertragen. Die Information über die Ressourcen auf der Funkschnittstelle, die der Verbindung zugewiesen wird, kann zuerst von dem Abschnitt 1, d.h. dem Mobildienstvermittlungscenter MSC 2, an den Abschnitt 2 übertragen werden, d.h. dem Mobildienstvermittlungscenter MSC 2, welches die Ressourcen miteinander vergleicht. Falls die Ressourcen des Abschnittes 2 größer als diese des Abschnittes 1 sind, gibt das Mobildienstvermittlungscenter MSC 2 Ressourcen frei, die dem Abschnitt 2 zugewiesen worden sind, um den Ressourcen des Abschnittes 1 zu entsprechen. Falls die Ressourcen des Abschnittes 1 größer als diese des Abschnittes 2 sind, überträgt das Mobildienstvermittlungscenter MSC 2 bevorzugt die Information über die Ressourcen, die dem Abschnitt 2 zugewiesen worden sind, an das Mobildienstvermittlungscenter MSC 1, vergleicht die Ressourcen und gibt ein Teil der Ressourcen frei, die dem Abschnitt 1 zugewiesen worden sind. Die Information über die Ressourcen, die dem Abschnitt zugewiesen worden ist, wird aktualisiert. Es ist ebenfalls möglich, dass die Mobildienstvermittlungszentren die Information über die Ressourcen, die deren eigenem Abschnitt zugewiesen worden sind, auf Funkschnittstelle aneinander übertragen. Dann gibt das Mobildienstvermittlungscenter, in welchem mehr Ressourcen zugewiesen sein könnten, die überschüssigen Ressourcen frei.
In irgendeiner anderen Ausführungsform der Erfindung können die Mobildienstvermittlungszentren die Information an die anderen Mobildienstvermittlungszentren übertragen, immer wenn sich die Verwendungsrate der zugewiesenen Ressourcen ändert. Dann kann das andere Mobildienstvermittlungscenter bestimmen, ob es lohnenswert ist, seinen eigenen Abschnitt aufzustocken oder zurückzustufen, und falls es so ist, um welche Menge dies zu machen ist.
Die Schritte und Signalisierungsnachrichten, die oben in 2 beschrieben sind, sind nicht in absoluter chronologischer Reihenfolge und Teile der Schritte können simultan oder unterschiedlich zu der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden. Die Signalisierungsnachrichten sind nur zur Darstellung und können ebenfalls unterschiedliche getrennte Nachrichten einschließen, um dieselbe Information zu übermitteln. Weiter können Nachrichten ebenfalls irgendeine andere Information einschließen. Nachrichten können ebenfalls frei kombiniert werden oder in mehreren Teilen geteilt werden. Beispielsweise kann die Aufstockprozedur ausgeführt werden: durch Fragen nach einer Berechtigung, Zuweisen von zusätzlichen Ressourcen, Übertragen der Information über das Zuweisen der zusätzlichen Ressourcen, Zuweisen der zusätzlichen Ressourcen dem anderen Abschnitt und Übertragen der Information darüber. Es ist wesentlich in der ersten Ausführungsform, dass die Information über die Zuweisungslage von unterschiedlichen Abschnitten immer ausgetauscht wird, wenn sich die Zuweisungslage ändert. Ohne diese Information kann die Zuweisungslage eines Abschnittes nicht angepasst werden, um den Ressourcen zu entsprechen, die dem anderen Abschnitt zugewiesen worden sind. Jedes Mobildienstvermittlungscenter bestimmt unabhängig, wie seine Lage auf der Basis der Ressourcenlage des anderen anzupassen ist. In Abhängigkeit von der Netzwerkstruktur können andere Netzwerkelemente, an welche unterschiedliche Funktionalitäten verteilt wurden, ebenfalls beim Signalisieren und Übermitteln der Information teilnehmen.
Es ist für einen Fachmann klar wie das oben beschrieben Verfahren auf einen Datenruf mit zahlreich teilnehmenden Mobilstationen angewendet wird.
Obwohl es oben zum Zwecke der Klarheit angenommen wird, dass die Kanäle auf der Funkschnittstelle symmetrisch zugewiesen werden, kann die Erfindung ebenfalls angewendet werden, wenn eine unsymmetrische Kanalzuweisung verwendet wird. Beispielsweise können die Schritte, die oben in 2 beschrieben werden, getrennt für einen Abwärtsübertragungspfad und einen Aufwärtsübertragungspfad ausgeführt werden. Alternativ kann die Information über die Ressourcenlage beider Richtungen des Abschnittes oder die Notwendigkeit zum Ändern der Lage immer in Nachrichten eingeschlossen werden.
Dann muss darauf hingewiesen werden, dass der Aufwärtsübertragungspfad des Abschnittes 1 an dem Abwärtsübertragungspfad des Abschnittes 2 angepasst werden muss. Dementsprechend muss der Abwärtsübertragungspfad des Abschnittes 1 an dem Aufwärtsübertragungspfad des Abschnittes 2 angepasst werden.
3 und 4 zeigen den Betrieb gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. In der zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine getrennte Signalisierung nicht notwendig, aber die Übergangseinheit beobachtet den Datenverkehr der Aufwärts- und Abwärtsrichtungen in jeder Verbindung. Die Verbindung wird in zwei Verbindungsteilen geteilt. Das erste Verbindungsteil befindet sich zwischen der Mobilstation und der Übergangseinheit. Das zweite Verbindungsteil befindet sich zwischen der Übergangseinheit und der anderen Partei der Datenverbindung. Die andere Partei kann eine Mobilstation oder ein Endgerät in einem Festnetz sein. Der Unterschied der Übertragungsrate zwischen diesen Verbindungsteilen kann durch Beobachten erfasst werden. In der zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die Erfindung ebenfalls auf einen Ruf zwischen Vorrichtungen bzw. Apparaten in zwei unterschiedlichen Systemen angewendet werden, z.B. zwischen einer Mobilstation und einem Festnetz. 3 stellt die Beobachtung und Anpassung der Ressourcen auf dem Abwärtsverkehrskanal dar. Dementsprechend stellt 4 die Beobachtung und Anpassung der Ressourcen auf dem Aufwärtsverkehrskanal dar. In den Beispielen der 3 und 4 basiert die Anpassung der Kapazität auf der Funkschnittstelle auf die Erfassung bzw. Detektierung von Füllzeichen und/oder Flusssteuerung während eines Überwachens. Alternativ kann beispielsweise die Menge an Füllzeichen (padding) und die Füllrate des Puffers überwacht werden. Überwachen ist hilfreich, um den Unterschied der Datenübertragungsraten der Verbindungsteile, und somit der Gesamtverbindung, zu erfassen. Das Auftreten von Füllzeichen oder Flusssteuerung in dem Nutzdatenfluss oder das Puffern des Nutzdatenflusses entsprechen Ereignissen, die Unterschiede der Kapazität der Verbindung anzeigen. Ein Unterschied bzw. eine Differenz der Kapazität betrifft sowohl einen Unterschied in der Verwendung der Kapazität, d.h. unterschiedliche Übertragungsraten der Nutzdaten, als auch einen Unterschied zwischen den Mengen von unterschiedlichen Kapazitäten. Durch Definieren des „Ausmaßes" des Ereignisses kann der Unterschied zwischen den Verbindungsteilen bestimmt werden. Der Ausmaß an Füllzeichen wird durch Messen seiner Menge definiert, der Ausmaß der Flusssteuerung wird durch ihre Dauer definiert und der Ausmaß der Pufferung wird durch den Füllgrad des Puffers oder die Füllrate des Puffers definiert.
3 fängt mit der Lage nach dem Rufaufbau (call set-up) an. Im Schritt 301 wird die Abwärtsrichtung der Verbindung überwacht. Mit anderen Worten, es werden die Ausgabe- und Eingabe-Kanäle der Abwärtsrichtung in der Übergangseinheit überwacht. Im Schritt 302 wird überprüft, ob Füllzeichen (Füllrahmen, Empfänger-Bereit-Rahmen usw.) in der ausgehende Richtung übertragen wird, d.h. in der Richtung der Mobilstation. Die Übertragung von Füllzeichen kann anzeigen, dass zu viel Kapazität auf der Funkschnittstelle zugewiesen worden ist. Im Schritt 302 wird erfasst, dass Füllzeichen an den Ausgabekanal ausgehen werden, wobei die Menge an Füllzeichen, die in der Richtung der Mobilstation übertragen werden, wird im Schritt 303 gemessen. Im Schritt 304 wird die Menge an Füllzeichen, die übertragen werden soll, mit der Subkanalkapazität verglichen. Es wird somit erfasst, wie viel Füllzeichen in der Übertragung im Vergleich mit der kleinsten Ebene von Änderungen in der Kapazität sind. Die kleinste Ebene von Änderung kann ebenfalls definiert werden, als sei sie von einer unterschiedlichen Größe. Auf der Basis des Vergleichs im Schritt 304 wird erfasst, ob zusätzlich zu Nutzdaten die Füllzeichen so weit übertragen werden sollen, dass die Kanalkapazität vermindert werden kann, ohne Verlangsamen oder maßgebliches Verlangsamen der Nutzdatenübertragung.
Falls zu viel Kapazität, d.h. mindestens die Kapazität eines Subkanals, der Abwärtsrichtung zugewiesen wird, (und somit die Bedingung des Schrittes 304 erfüllt ist), wird die Kapazität, die der Verbindung zugewiesen wurde, durch die Zurückstufungsprozedur verringert, welche im Schritt 305 ausgeführt wird. In der zweiten bevorzugten Ausführungsform wird ein Subkanal jeweils zurückgestuft. Es könnte möglich sein jeweils mehr Subkanäle zurückzustufen, falls die Menge an Füllzeichen mindestens der zusammengesetzten Kanalkapazität der Subkanäle gleicht, die „freigegeben" werden sollen. Nach der Zurückstufungsprozedur wird zu dem Schritt 301 zurückgekehrt, um die Abwärtsrichtung der Verbindung zu überwachen. Es wird zu dem Schritt 301 direkt vom Schritt 304 zurückgekehrt, falls die Menge an Füllzeichen nicht gleich mit mindestens der Menge der Subkanalkapazität ist.
Im Schritt 302 wird erfasst, dass die Füllzeichen nicht übertragen werden sollen, d.h. die Menge an Daten benötigt die gesamte zugewiesene Kapazität, wobei im Schritt 306 erfasst wird, ob der Eingabekanal, d.h. die Anschluss bzw. Trunk-Schaltung, die Flusssteuerung im Beispiel aus 3 benötigt. Die Notwendigkeit der Flusssteuerung kann anzeigen, dass zu wenig Kapazität auf der Funkschnittstelle zugewiesen wird. Falls die Flusssteuerung nicht notwendig ist, wird zu dem Schritt 301 zurückgekehrt, um die Abwärtsrichtung zu überwachen.
Falls die Flusssteuerung notwendig ist, wird die Dauer der Flusssteuerung im Schritt 307 erfasst. Dann wird die Dauer der Flusssteuerung mit der Subkanalkapazität im Schritt 308 verglichen. Auf diese Weise wird erfasst, ob die Dauer der Flusssteuerung während der Messperiode so lang ist, dass die zusätzliche Kapazität zum Übertragen der Nutzdaten verwendet werden könnte. Beispielsweise falls die Flusssteuerung zur Hälfte der Zeit aktiv ist, könnte die Kanalkapazität verdoppelt werden.
Falls im Schritt 308 erfasst wird, dass der Ausmaß der Flusssteuerungsdauer nicht der Subkanalkapazität (d.h. die Größe der kleinsten Ebene der Änderung) gleicht, wird es im Schritt 309 überprüft, ob dort Ressourcen, d.h. ein Subkanal (oder Subkanäle), auf der Funkschnittstelle vorhanden sind. Falls dort keine Ressourcen auf der Funkschnittstelle vorhanden sind, wird zum Schritt 301 zurückgekehrt, um die Abwärtsrichtung der Verbindung zu übertragen.
Falls im Schritt 309 erfasst wird, dass Ressourcen auf der Funkschnittstelle vorhanden sind, wird die Aufstockprozedur im Schritt 310 ausgeführt und die benötigte Menge an Subkanäle wird zugewiesen. Dann wird zum Schritt 301 übergegangen, um die Abwärtsrichtung der Verbindung zu überwachen.
In den Ausführungsformen, in welchen die Ereignisse, die den Unterschied der Kapazität anzeigen, die Übertragung von Füllzeichen und die Pufferung des Datenflusses sind, ändern sich in 3 die Schritte 306, 307 und 308. Im Schritt 306 wird die Notwendigkeit der Pufferung überprüft. Falls es nicht notwendig ist, wird es zum Schritt 301 übergegangen. Falls Pufferung notwendig ist, wird der Füllgrad oder die Füllrate des Datenpuffers im Schritt 307 erfasst. Im Schritt 308 wird überprüft, ob der Füllgrad oder die Füllrate des Buffers einen vorherbestimmten Schwellwert überschreitet. Einem Schwellwert kann beispielsweise eine Subkanalkapazität entsprechen. Falls der Schwellwert überschritten wird, wird zu dem Schritt 309 übergegangen, welcher gleich dem detailliert oben beschriebenen Beispiel ist.
Die Entscheidung über die Aufstockung der Abwärtsrichtung kann somit beispielsweise auf der Basis der Flusssteuerung oder des Füllgrades oder der Füllrate des Puffers, und die Entscheidung über die Zurückstufung der Abwärtsrichtung auf der Basis der Menge an Füllzeichen, die übertragen werden sollen, gemacht werden. Der Unterschied der Kapazität zwischen den Verbindungsteilen wird auf der Basis von Füllzeichen, Flusssteuerung oder Pufferung erfasst. Wie es gemäß dem oben genannten zu entnehmen ist, wird die Abwärtsrichtung aufgestockt, falls dort Ressourcen auf der Funkschnittstelle verfügbar sind und die vorherbestimmten Bedingungen, welche die Aufstockung betreffen, für die Flusssteuerungsdauer oder Füllgrad oder Füllrate des Puffers erfüllt sind. Die Bedingungen können von dem oben Beschriebenen variieren, und beispielsweise kann die Dauer oder die Füllrate im Schritt 308 mit der Hälfte der Subkanalkapazität beispielsweise verglichen werden. Dementsprechend wird die Zurückstufung ausgeführt, falls die Bedingung erfüllt ist, die für die Menge an Füllzeichen, die übertragen werden sollen, erfüllt ist. In den Schritten 304 und 308 können die Änderungswerte sich voneinander unterscheiden. Die Bedingung, welche im Wesentlichen den Schritt 304 betrifft, ist bevorzugt ein kleinstmöglicher Änderungswert der Kapazität. Auf diese Weise wird gesichert, dass die Zurückstufung keine Notwendigkeit zur Flusssteuerung und/oder Pufferung hervorruft.
4 fängt mit der Situation nach dem Rufaufbau an. Im Schritt 401 wird die Aufwärtsrichtung der Verbindung überwacht. Mit anderen Worten der Eingabe- bzw. Eingangs- oder Ausgabe- bzw. Ausgangskanal der Aufwärtsrichtung werden überwacht. Im Schritt 402 wird überprüft, ob der Eingabekanal, d.h. die Mobilstation, Flusssteuerung im Beispiel aus 3 benötigt. Die Notwendigkeit zur Flusssteuerung kann anzeigen, dass zu viel Kapazität auf der Funkschnittstelle zugewiesen wurde. Falls im Schritt 402 erfasst wird, dass Flusssteuerung notwendig ist, wird die Dauer der Flusssteuerung im Schritt 403 erfasst. Danach wird die Flusssteuerungsdauer mit der Kapazität des Subkanals im Schritt 404 verglichen. Auf dieser Weise wird bestimmt, ob die Flusssteuerungsdauer während der Messperiode so lang ist, dass die Kanalkapazität um mindestens die Menge der kleinsten Änderungsebene ohne eine Verlangsamung oder wesentliche Verlangsamung der Nutzdatenübertragung verringert werden könnte.
Im Schritt 404 wird erfasst, dass die Flusssteuerungsdauer nicht gleich mit der Subkanalkapazität (d.h. die Größe der kleinsten Änderungsebene) ist, und wird zum Schritt 401 zurückkehren, um die Aufwärtsrichtung der Verbindung zu überwachen.
Falls im Schritt 404 erfasst wird, dass die Dauer der Flusssteuerung mit mindestens der Subkanalkapazität ist, wird die Kapazität, die der Verbindung zugewiesen worden ist, durch Ausführen der Zurückstufungsprozedur im Schritt 405 verringert. In der zweiten bevorzugten Ausführungsform wird jeweils ein Subkanal zurückgestuft. Es ist ebenfalls möglich, mehr Subkanäle zur gleichen Zeit zurückzustufen, falls die Dauer der Flusssteuerung mit mindestens der zusammengesetzten Kapazität der Kanäle gleich wäre, die „freigegeben" werden sollen. Beispielsweise falls die Flusssteuerung zu Hälfte der Zeit aktiv ist, könnte die Kanalkapazität verdoppelt werden. Nach der Zurückstufungsprozedur wird zum Schritt 401 zurückgekehrt, um die Abwärtsrichtung der Verbindung zu überwachen.
Falls es im Schritt 402 erfasst wird, dass Flusssteuerung nicht notwendig ist, d.h. dass die Menge an Daten die gesamte Kapazität benötigt, wird im Schritt 406 überprüft, ob Füllzeichen (Füllrahmen, Empfänger-Bereit-Rahmen usw.) in der ausgehenden Richtung, d.h. der Richtung der Trunk-Schaltung, übertragen werden. Die Übertragung von Füllzeichen kann anzeigen, dass zu wenig Kapazität auf der Funkschnittstelle zugewiesen worden ist. Falls die Füllzeichen nicht übertragen werden, wird vom Schritt 406 zum Schritt 401 zurückgekehrt, um die Aufwärtsrichtung der Verbindung zu überwachen.
Falls im Schritt 406 erfasst wird, dass Füllzeichen an den Ausgabekanal ausgehen, wird die Menge an Füllzeichen, die an die Trunk-Schaltung übertragen wird, im Schritt 407 gemessen. Im Schritt 408 wird die Menge an Füllzeichen, die übernagen werden soll, mit der Subkanalkapazität verglichen. Mit anderen Worten, es wird überprüft, wie viel Füllzeichen im Vergleich mit der Subkanalkapazität übernagen werden sollen. Auf diese Weise wird erfasst, wie viel Füllzeichen im Vergleich mit der kleinsten Änderungsebene der Kapazität der Übernagung eingeschlossen sind. Auf der Basis des Vergleich im Schritt 408 wird erfasst, ob zusätzlich zu den Nutzdaten so viel Füllzeichen übertragen werden, dass zusätzliche Kanalkapazität für Datenübertragung verwendet werden könnte, in solch einer Weise, dass die Ressourcen auf der Funkschnittstelle nicht verschwendet werden.
Falls die Bedingung im Schritt 408 nicht erfüllt ist, wird zu dem Schritt 401 zurückgekehrt, um die Aufwärtsrichtung der Verbindung zu überwachen.
Falls im Schritt 408 erfasst wird, dass die Dauer der Flusssteuerung mindestens einer Subkanalkapazität gleicht, wird im Schritt 409 überprüft, ob Ressourcen d.h. einen Subkanal oder Subkanäle, auf der Funkschnittstelle verfügbar sind. Falls dort keine Ressourcen auf der Funkschnittstelle verfügbar sind, wird zum Schritt 401 zurückgekehrt, um die Aufwärtsrichtung der Verbindung zu überwachen.
Im Schritt 409 wird erfasst, dass Ressourcen auf der Funkschnittstelle verfügbar sind, die Aufstockung im Schritt 410 ausgeführt wird und eine notwendige Menge an Subkanäle zugewiesen wird. Dann wird zum Schritt 401 übergegangen, um die Aufwärtsrichtung der Verbindung zu überwachen.
In den Ausführungsformen, in welchen die Ereignisse, die den Unterschied der Kapazität anzeigen, die Übernagung von Füllzeichen und die Pufferung des Datenflusses sind, ändern sich die Schritte 402, 403 und 404 aus 4. Im Schritt 402 wird die Notwendigkeit zur Pufferung überprüft. Falls die Pufferung nicht notwendig ist, wird zum Schritt 406 übergegangen, von welchem, wie oben beschrieben ist, weiterverarbeitet wird. Falls die Pufferung notwendig ist, wird der Füllgrad oder die Füllrate des Datenpuffers im Schritt 403 erfasst. Im Schritt 404 wird geprüft ob der Füllgrad oder die Füllrate des Puffers einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet. Ein Schwellwert kann z.B. der Kapazität eines Subkanals entsprechen. Wenn der Schwellwert überschritten wird, wird zu Schritt 405 übergegangen, welcher der gleiche ist, wie in dem vorstehenden Beispiel detaillierter beschrieben worden ist.
Die Entscheidung über die Aufstockung der Aufwärtsrichtung kann somit beispielsweise auf der Basis der Menge an Füllzeichen, die übertragen werden sollen, und die Entscheidung über die Zurückstufung der Aufwärtsrichtung entweder auf der Basis der Flusssteuerungsdauer oder des Füllgrades oder der Füllrate des Puffers gemacht werden. Der Unterschied der Kapazität zwischen den Verbindungsteilen wird auf der Basis der Füllzeichen, der Flusssteuerung oder der Pufferung erfasst. Wie es anhand des oben beschriebenen ersichtlich wird, wird die Abwärtsrichtung zurückgestuft, falls eine vorherbestimmte Bedingung, die die Zurückstufung betrifft, für die Flusssteuerungsdauer oder den Füllgrad oder die Füllrate des Buffers erfüllt wird. Dementsprechend wird die Aufstockung, falls Kapazität auf der Funkschnittstelle verfügbar ist und die Bedingung, die für die Menge an Füllzeichen, die im Voraus übertragen werden sollen, erfüllt ist, durchgeführt. Die Bedingungen können sich von dem oben beschriebenen unterscheiden, und beispielsweise kann im Schritt 408 die Menge an Füllzeichen mit der Hälfte der Subkanalkapazität verglichen werden. In den Schritten 404 und 408 können sich die Änderungswerte voneinander unterscheiden. Die Bedingung, die insbesondere den Schritt 404 betrifft, ist bevorzugt der kleinstmögliche Änderungswert der Kapazität. Auf diese Weise ist es gesichert, dass die Zurückstufung keine Notwendigkeit zur Flusssteuerung und/oder Pufferung verursachen/verursacht.
Falls in der zweiten bevorzugten Ausführungsform eine syrmmetrische Zuweisung verwendet wird, ist es bevorzugt, dass die Funktionen, die in den 3 und 4 beschrieben sind, kombiniert werden. In solch einer zusammengesetzten bzw. kombinierten Ausführungsform wird die Zurückstufung durchgeführt, nur falls die Beobachtung die Zurückstufung sowohl für die Aufwärts- als auch die Abwärts-Seiten unterstützt. Falls die Zurückstufung, die durch die Aufwärtsseite erlaubt ist, nicht dieselbe wie die Zurückstufung ist, die durch die Abwärsseite erlaubt ist, wird eine kleinere Zurückstufungsprozedur mit der kleineren erlaubten Zurückstufung ausgeführt.
In solch einer zusammengesetzten Ausführungsform wird die Aufstockung ausgeführt, falls die Beobachtung beider Seiten die Aufstockung ermöglicht und dort Kapazität verfügbar ist. Das Aufstockungsniveau ist mit der Menge, die durch die Beobachtung angezeigt wird, gleich.
Die oben beschriebenen Schritte in den 3 und 4 sind nicht in absoluter chronologischen Reihenfolge und Teile der Schritte können simultan oder unterschiedlich zu der beschriebenen Reihenfolge durchgeführt werden. Zwischen den Schritten können ebenfalls andere Funktionen durchgeführt werden. Die Bedingungen für die Aufstock- und Zurückstufprozedur können sich ebenfalls von dem oben beschriebenen unterscheiden. Die Bedingungen können ebenfalls gemäß der Zuweisungslage der Datenübertragungsressource (d.h. die Funkschnittstellenressource) variieren. Beispielsweise falls alle Ressourcen zugewiesen bzw. belegt sind, kann eine Bedingung für die Zurückstufprozedur gesetzt bzw. eingerichtet werden, wobei die Bedingung z.B. der Hälfte des kleinstmöglichen Änderungswerts der Kapazität gleicht. Falls dort Ressourcen vorhanden sind, kann eine striktere Bedingung verwendet werden, welche die Zurückstufprozedur erlaubt. Es ist wesentlich, dass die tatsächlichen Übertragungsraten beider Verbindungsteile oder die Effizienz der zugewiesenen Übertragungskapazität miteinander verglichen werden. Wenn der Vergleich sowohl in Aufwärts- als auch Abwärtsrichtungen durchgeführt wird, also wenn die unsymmetrische Zuweisung verwendet wird, ist die optimale Verwendung von Ressourcen auf der Funkschnittstelle beider Richtungen gesichert.
Falls die Mobilstation mehr Kanalkapazität verlangt (z.B. die UIMI/Änderfunktion des GSM, Änderungsanzeige durch den Benutzer (User Initiated Modification Indication)), kann das Netzwerk die aktuelle Kapazität der Trunk-Schaltung verwenden, welche auf der Basis der Funktionen der Erfindung bestimmt werden kann und die Kanal Kapazität der Mobilstation begrenzen, um der Situation der Trunk-Schaltung zu entsprechen.
Es ist eindeutig für einen Fachmann, dass wenn die Technologie sich weiterentwickelt, die Basisidee der Erfindung auf unterschiedlichen bzw. mehreren Art und Weisen implementiert werden kann. Die Erfindung und deren Ausführungsformen sind somit nicht auf die oben beschriebenen Beispiele begrenzt, sie können aber innerhalb des Schutzumfangs der Ansprüchen bei Systemen variieren, die sowohl auf Festnetz- als auch auf Drahtlosdatenübertragung basieren.

Claims

Verfahren zum Optimieren der Nutzung von Datenübertragungsressourcen zwischen Endgeräten in einem Telekommunikationssystem und einem Netzwerkelement in einem Telekommunikationssystem, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: – Bilden einer durchgehenden Verbindung zwischen dem Endgerät in dem Telekommunikationssystem und der anderen Partei der Verbindung, wobei die Verbindung den ersten Verbindungsteil zwischen dem Endgerät und dem Netzwerkelement und den zweiten Verbindungsteil zwischen dem Netzwerkelement und der anderen Partei umfasst, gekennzeichnet durch – Erfassen (302, 306, 402, 406) eines Kapazitätsunterschieds zwischen den Verbindungsteilen, und – Ändern (305, 310, 405, 410, 2-5, 2-10A) der Kapazität, die dem ersten Verbindungsteil von den Datenübertragungsressourcen zugewiesen wird, in solch einer Weise, dass der Kapazitätsunterschied zwischen den Verbindungsteilen abnimmt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren weiterhin umfasst: (a) Überwachen der Verbindung (301, 401), (b) Erfassen eines Ereignisses, das den Kapazitätsunterschied zwischen den Verbindungsteilen während des Überwachens (302, 306, 402, 406) anzeigt, (c) Definieren eines Maßes des Ereignisses (303, 307, 403, 407), woraus der Unterschied zwischen den Verbindungsteilen gefolgert werden kann, (d) Überprüfen ob das Maß des Ereignisses eine vorherbestimmte Bedingung (304, 308, 404, 408) erfüllt, und (e) nur wenn die Bedingung erfüllt wird, Ändern der Kapazität, die dem ersten Verbindungsteil von den Datenübertragungsressourcen zugewiesen wird, in solch einer Weise, dass der Kapazitätsunterschied zwischen den Verbindungsteile abnimmt (305, 310, 405, 410).
Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein Ausführen der Schritte (a) bis (e) in getrennter Weise für die Aufwärts- und Abwärtsrichtung der Verbindung.
Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein Ausführen der Schritte (a) bis (d) in getrennter Weise für die Aufwärts- und Abwärtsrichtung der Verbindung, und ein Aufstocken der zugewiesenen Kapazität, falls das Maß des Ereignisses von einer der Richtungen die vorherbestimmte Bedingung erfüllt.
Verfahren nach den Ansprüchen 2 oder 4, gekennzeichnet durch ein Ausführen der Schritte (a) bis (d) in getrennter Weise für die Aufwärts- und Abwärtsrichtung der Verbindung, und Zurückstufen der zugewiesenen Kapazität, falls die Bedingung, die die Zurückstufung betrifft, in beiden Richtungen erfüllt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch ein Zurückstufen um den Betrag einer kleineren erlaubten Zurückstufung, falls die Zurückstufung, die durch die Aufwärtsseite erlaubt ist, nicht dieselbe ist, wie die Zurückstufung, die von der Abwärtsseite erlaubt ist.
Verfahren gemäß irgendeinem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ereignis, das den Kapazitätsunterschied anzeigt, die Übertragung von Füllzeichen ist, dessen Maß durch Messen der Menge an Füllzeichen definiert wird, die übertragen werden soll.
Verfahren gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ereignis, das den Kapazitätsunterschied anzeigt, der Bedarf an Flusssteuerung ist, und dessen Maß durch ein Erfassen der Dauer des Flusssteuerung definiert wird.
Verfahren gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Ereignis, das den Kapazitätsunterschied anzeigt, Puffern ist, und dessen Maß durch ein Erfassen des Füllgrades oder der Füllrate des Puffers definiert wird.
Verfahren gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ereignis, das den Kapazitätsunterschied anzeigt, die Information ist, die von dem anderen Verbindungsteil über seine Kapazität empfangen wird, und dessen Maß auf der Basis des Kapazitätsunterschiedes definiert wird, der durch die Information ausgedrückt wird.
Verfahren gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Telekommunikationssystem ein Mobilkommunikationssystem ist, und die Datenübertragungsressourcen Ressourcen auf der Funkschnittstelle sind.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei – das Endgerät eine Mobilstation ist, – das Telekommunikationssystem ein Mobilnetzwerk umfasst, – der erste Verbindungsteil einen ersten Abschnitt zwischen der Mobilstation und dem Mobilkommunikationsnetzwerk umfasst, und – der zweite Verbindungsteil einen zweiten Abschnitt zwischen dem Mobilkommunikationsnetzwerk und der anderen Partei umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren weiter umfasst: – Aufrechterhalten von Information über die Kapazität, die dem ersten Abschnitt auf der Funkschnittstelle (2-1, 2-10A, 2-11) zugewiesen ist, – Empfangen der Information über die Kapazität des zweiten Abschnitts (2-4, 2-9A, 2-9B, 2-14), – Vergleichen der Kapazitäten miteinander, und – falls die Kapazitäten sich voneinander unterscheiden, Ändern der Kapazität des ersten Abschnitts auf der Funkschnittstelle, um der Kapazität des zweiten Abschnitts (2-5, 2-10A) zu entsprechen.
Verfahren nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch ein Übertragen der Information über die Änderung der Kapazität des ersten Abschnitts an den zweiten Abschnitt (2-12).
Verfahren nach den Ansprüchen 12 oder 13, gekennzeichnet durch: – Übertragen der Information über die Absicht, die Kapazität des ersten Abschnitts zu ändern, an den zweiten Abschnitt (2-7), – Empfangen der Information von dem zweiten Abschnitt, ob er im Stande ist, seine Kapazität zu ändern (2-9A, 2-9B), und – Ändern der Kapazität des ersten Abschnitts (2-10A), falls der zweite Abschnitt fähig ist, seine Kapazität zu ändern (2-10A).
Verfahren nach den Ansprüchen 12, 13 oder 14, gekennzeichnet durch: – Empfangen der Information von dem zweiten Abschnitt über die Absicht, die Kapazität des zweiten Abschnitts aufzustocken (2-7), – Überprüfen der verfügbaren Kapazität (2-8), und – falls mindestens ein vorherbestimmter minimaler Betrag an Kapazität verfügbar ist, Übertragen der Information an den zweiten Abschnitt, dass die Kapazität aufgestockt werden kann (2-9A), oder – falls kein vorherbestimmter minimaler Betrag an Kapazität verfügbar ist, Übertragen der Information an den zweiten Abschnitt, dass nicht erlaubt wird, die Kapazität aufgestockt zu werden (2-9B).
Mobilkommunikationssystem, umfassend: – die erste Mobilstation (MS A) und die zweite Mobilstation (MS B), – ein Mobilkommunikationsnetzwerk (GSM), um eine Verbindung zwischen den Mobilstationen aufzubauen und aufrechtzuerhalten, – eine Funkschnittstelle (Air) zwischen den Mobilstationen (MS A, MS B) und dem Mobilkommunikationsnetzwerk (GSM), und – das Mobilkommunikationsnetzwerk, umfassend das erste Netzwerkelement (MSC 1, IWU), um den ersten Abschnitt der Verbindung zwischen der ersten Mobilstation (MS A) und dem ersten Netzwerkelement zu bilden, und um dem ersten Abschnitt Kapazität von der Funkschnittstelle zuzuweisen, und das zweite Netzwerkelement (MSC 2, IWU), um den zweiten Abschnitt zwischen der zweiten Mobilstation (MS A) und dem zweiten Netzwerkelement zu bilden, und um dem zweiten Abschnitt Kapazität von der Funkschnittstelle zuzuweisen, dadurch gekennzeichnet, dass – das erste Netzwerkelement (MSC 1, IWU) angeordnet ist, um Information über die Kapazität aufrechtzuerhalten, die dem ersten Abschnitt von der Funkschnittstelle zugewiesen wird, um Information über die Kapazität des zweiten Abschnitts zu empfangen, um die Kapazitäten miteinander zu vergleichen, und um die Kapazität des ersten Abschnitts zu ändern, um der des zweiten Abschnitts zu entsprechen, in Reaktion auf den Unterschied zwischen den Kapazitäten, und – das zweite Netzwerkelement (MSC 2, IWU) angeordnet ist, um Information über die Kapazität des zweiten Abschnitts zu dem ersten Netzwerkelement zu übertragen.
Mobilkommunikationssystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Netzwerkelement (MSC 2, IWU) angeordnet ist, um Information über die Kapazität des zweiten Abschnitts zu dem ersten Netzwerkelement zu übertragen, in Reaktion auf die Änderung der Kapazität des zweiten Abschnitts.
Mobilkommunikationssystem nach den Ansprüchen 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass – das erste Netzwerkelement (MSC 1, IWU) angeordnet ist, um das zweite Netzwerkelement (MSC 2, IWU) abzufragen, ob die Kapazität des zweiten Abschnitts geändert werden kann, um die Antwort auf die Abfrage zu empfangen, und um die Kapazität des ersten Abschnitts nur zu ändern, falls die Kapazität des zweiten Netzwerkelements geändert werden kann, und – das zweite Netzwerkelement angeordnet ist, um die Abfrage über die Möglichkeit, die Kapazität des zweiten Abschnitts zu ändern, zu empfangen, und um in Reaktion auf die Abfrage über die Möglichkeit des Änderns Information über die Möglichkeiten, die Kapazität des zweiten Abschnitts zu ändern, an das erste Netzwerkelement zu übertragen.
Mobilkommunikationssystem nach den Ansprüchen 16, 17 oder 18 dadurch gekennzeichnet, dass das erste Netzwerkelement und das zweite Netzwerkelement dasselbe Netzwerkelement (MSC, IWU) sind, welches angeordnet ist, um Information über die Kapazität des ersten und des zweiten Abschnitts als eine interne Information des Netzwerkelements zu übermitteln.
Übergangseinheit (IWU) des Telekommunikationsnetzwerks, dadurch gekennzeichnet, dass sie angeordnet ist, um die Verbindung zwischen dem Endgerät in Verbindung mit dem Telekommunikationsnetzwerk und der zweiten Partei zu überwachen, um ein Ereignis zu erfassen, das den Kapazitätsunterschied zwischen dem ersten Verbindungsteil zwischen dem Endgerät und der Übergangseinheit und dem zweiten Verbindungsteil zwischen der zweiten Partei und der Übergangseinheit anzeigt, um ein Maß des Ereignisses zu definieren, durch welches der Unterschied zwischen den Verbindungsteilen gefolgert werden kann, und um die Kapazität zu ändern, die der Verbindung von den Datenübertragungsressourcen zwischen dem Telekommunikationsnetzwerk und den Endgeräten zugewiesen ist, falls das Maß des Ereignisses die vorherbestimmte Bedingung erfüllt.
Übergangseinheit (IWU) nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass sie angeordnet ist, um die zugewiesene Kapazität in getrennter Weise für die Aufwärts- und Abwärtsrichtung der Verbindung zu überwachen, zu erfassen, zu definieren und zu ändern.
Übergangseinheit (IWU) nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass sie angeordnet ist, um die Aufwärts- und Abwärtsrichtung der Verbindung in getrennter Weise zu überwachen, zu erfassen und zu definieren und die zugewiesene Kapazität zu erhöhen, falls die Bedingung, die das Aufstocken der Kapazität betrifft, in jeder Richtung erfüllt ist, und um die Kapazität auf der Funkschnittstelle nur zu verringern, falls die Bedingung, die das Herabstufen der Kapazität betrifft, in beiden Richtungen erfüllt ist.
Übergangseinheit (IWU) nach den Ansprüche 20, 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Übergangseinheit des Mobilkommunikationsnetzwerks ist, und die Datenübertragungsressourcen Ressourcen auf der Funkschnittstelle sind.