DE69925260T2

DE69925260T2 - Mobiles Datenkommunikationssystem mit subscriptionbasierte Dienstqualität

Info

Publication number: DE69925260T2
Application number: DE1999625260
Authority: DE
Inventors: Leo Havmoller; Bent Rysgaard
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1999-07-08
Filing date: 1999-07-08
Publication date: 2005-10-06
Anticipated expiration: 2019-07-09
Also published as: EP1067739B1; DE69925260D1; EP1067739A1

Description

Stand der Technik
Diese Erfindung bezieht sich auf ein Kommunikationssystem entsprechend der allgemeinen Klasse, wie sie in den unabhängigen Patentansprüchen dargestellt ist. Das GSM-System ist in der Lage, Datenpakete zwischen der Mobilstation und der Basisstation (GPRS: General Packet Data Radio System; allgemeiner paketorientierter Funkdienst) auszutauschen. Für die Verarbeitung der Datenpakete unterstützt das System ein Dienstgüteprofil (QoS-(Quality of Service) Profil), in dem festgelegt ist, wie die Datenpakete sowohl einzeln als auch im Vergleich zu anderen Datenpaketen zu behandeln sind.
Entsprechend einer in WO 98/45966 dargestellten Lösung kann die Gesamtleistung des Netzes durch Optimierung der Auslastung im Uplink verbessert werden. Wie in GSM-Netzen üblich, koordiniert der Basisstations-Controller die Kommunikation zwischen den Gegenstellen. Der Channel Scheduler im Basisstations-Controller fragt diverse Parameter ab und stellt unter anderem fest, wie viele Daten zu übertragen sind und welche Kapazitäten im Uplink für die Netzübertragung zur Verfügung stehen. Ausgehend von den erfassten Informationen und entsprechend einer Liste dieser Kontrollen sowie einer Liste der für das System festgelegten Sollwerte ordnet der Channel Scheduler dann eine maximal disponierte Übertragungsrate zu.
Diese maximal disponierte Übertragungsrate wird an die Endstelle gesendet. Die Mobilstation empfängt diese Dispositionsdaten und konfiguriert den Sender so, dass dieser die Datenübertragung mit einer Datenrate beginnt, die kleiner oder gleich der maximal disponierten Übertragungsrate ist. Daraus folgert, dass die Gegenstelle, wenn der Uplink nur geringfügig belastet ist, mit einer beliebigen Geschwindigkeit bis zu der maximal disponierten Übertragungsrate senden kann. Hierdurch wiederum verringert sich die durch die Disposition verursachte Verzögerung (Scheduling Delay). Die in '966 dargestellte Lösung beseitigt allerdings nicht das Problem der Vergeudung von Übertragungsbandbreite, wenn die Mobilstation laufend eine Dienstgüte anfordert, die über der generell (per Subskription) vereinbarten bzw. der maximal vom Netz unterstützten Dienstgüte liegt.
Vorteil der Erfindung
Das Kommunikationssystem entsprechend den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs hat den Vorteil, dass das Dienstgüteprofil (QoS-Profil) der Subskription der Benutzer angepasst wird.
Zweckdienliche Verbesserungen der Erfindung lassen sich von den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs ableiten.
Zeichnung
Die Erfindung ist in der einzigen beigefügten Zeichnung dargestellt und in der Beschreibung ausführlich erläutert.
Beschreibung
Die Abbildung zeigt ein Kommunikationssystem, das aus einer Mobilstation 1 und einem Festnetz 3, 6 besteht. Das Festnetz 3, 6 enthält eine Basisstation 3 und ein drahtgebundenes oder drahtloses Netz 6. Das drahtgebundene Netz 6 unterstützt den Informationsaustausch zwischen verschiedenen Basisstationen 3 bzw. den Zugriff auf Datenverarbeitungseinrichtungen, in denen Informationen über die Subskription des Benutzers der Mobilstation enthalten sind. Darüber hinaus hat das Netz 6 Zugang zu einem herkömmlichen Fernsprechsystem und anderen Arten von Datenstationen, die Daten für den Benutzer einer Mobilstation liefern können (Internet, Fax etc.).
Die Mobilstation 1 und die Basisstation 3 sind in der Lage, Daten über eine drahtlose "Luftschnittstelle" 100 auszutauschen. Die Mobilstation besteht aus einer Verarbeitungseinheit 2, die in der Lage ist, Daten von den oder für die verschiedenen Datenstationen 11, 12, 13 zu verarbeiten und diese Daten über die Luftschnittstelle 100 an die Basisstation 3 zu übergeben. Außerdem kann die Verarbeitungseinheit 2 Daten von der Basisstation 3 empfangen und diese Daten an die Datenstationen 11, 12, 13 weitergeben. Die Basisstation 3 verfügt ebenfalls über eine Verarbeitungseinheit 4, die die Daten verarbeitet, die über die Luftschnittstelle 100 ausgetauscht werden, d. h. sie sendet diese Daten an das angeschlossene bzw. empfängt diese Daten von dem angeschlossenen Netz 6, das eine bestimmte Form der paketvermittelten Datenübertragung unterstützt. In der Basisstation befindet sich weiterhin ein Speicher 5, der Informationen mit der Verarbeitungseinheit 4 austauschen kann. In diesem Speicher 5 werden Steuerungsinformationen abgelegt, die für die Verarbeitung der Daten in Verarbeitungseinheit 4 benötigt werden.
Die Erfindung bezieht sich auf den Datenaustausch zwischen der Mobilstation 1 und der Basisstation 3, der in Form von Datenpaketen in dem als GPRS, General Packet Radio Service (allgemeiner paketorientierter Funkdienst) bezeichneten GSM/UMTS-System stattfindet. In dieser Betriebsart werden größere Informationsblöcke in kleinere Pakete unterteilt und Informationen in kleinen Datenpaketen über die Luftschnittstelle 100 übertragen. Ein Beispiel für diese Art von Datenaustausch ist unter anderem das GSM-System, wo er als General Packet Radio Service, GPRS (allgemeiner paketorientierter Funkdienst) bezeichnet wird. Das Transportnetz ist in der Lage, bei hohem Verkehrsaufkommen ausgleichend einzugreifen und einige der Datenpakete zu verzögern. Diese verzögerten Datenpakete werden zu einem späteren Zeitpunkt gesendet, wenn die Netzbelastung nachgelassen hat.
Einige der Datenpakete sind wichtiger als andere. Deshalb benötigt das Gesamtsystem, bestehend aus Mobilstation 1, Basisstation 3 und Netz 6, über genaue Instruktionen, wie von einer bestimmten Datenstation 11, 12 und 13 empfangene bzw. an diese Stationen gesendete Datenpakete zu behandeln sind. Deshalb sind im GPRS-Netz Informationen gespeichert, die so genannte Dienstgüte (QoS; Quality of Service), die vorgeben, wie Datenpakete zu behandeln sind, die an eine bestimmte Adresse gesendet bzw. von einer bestimmten Adresse empfangen werden. Festgehalten werden diese Informationen in einem QoS-Profil, das Rangfolge, Zuverlässigkeit, Verzögerung und Durchsatz der Daten des Benutzers spezifiziert.
Für den Parameter "Rangfolge" werden drei verschiedene Prioritätsklassen (hoch, normal, niedrig) unterstützt. Datenpakete mit hoher Priorität werden vor allen anderer Rangfolge und Datenpakete normaler Priorität vor Datenpaketen mit niedriger Priorität übertragen. Datenpakete mit niedrigerer Priorität werden erst dann übertragen, wenn ansonsten keine Datenpakete mit hoher oder normaler Priorität mehr anstehen.
Bezüglich der Zuverlässigkeit werden ebenfalls drei verschiedene Zuverlässigkeitsklassen unterstützt, wobei innerhalb jeder Klasse bestimmte Wahrscheinlichkeiten zugeordnet werden, dass ein Datenpaket verloren geht oder dupliziert wird bzw. dass die Reihenfolge der Datenpakete durcheinander gerät oder die Inhalte der Datenpakete mit einem nicht erkannten Fehler übergeben werden.
Der Parameter "Verzögerung" bezieht sich auf den Transport von einem Sender an einen Empfänger.
Für den Parameter "Durchsatz" werden zwei Teilparameter spezifiziert, die maximal mögliche Datenrate und eine mittlere Datenrate.
Entsprechend der Erfindung besteht die Mobilstation 1 aus einer Datenverarbeitungseinheit 2, die in der Lage ist, basierend auf bestimmten bzw. unter Beachtung bestimmter Einschränkungen, die sich aus der Subskription eines Mobilstationbenutzers ergeben, ein bestimmtes QoS-Profil von der Basisstation 3 und dem Netz 6 anzufordern.
Im weiteren Verlauf der Beschreibung wird davon ausgegangen, dass es sich bei der Datenstation 11 um einen Rechner handelt, der für den Internet-Zugang genutzt wird, dass Datenstation 12 ein E-Mail-System und Datenstation 13 ein Videosystem ist, das Bilddaten senden und/oder empfangen kann. In diesem Beispiel befindet sich Datenstation 11 außerhalb der Mobilstation 1, während die Datenstationen 12 und 13 integrierter Bestandteil von Mobilstation 1 sind. Möglich wäre auch, dass alle diese Komponenten in Mobilstation 1 integriert oder außerhalb der Mobilstation angeordnet sind und die Mobilstation einfach als Schnittstelle genutzt wird.
Entsprechend dieser Erfindung orientiert sich die Kommunikation zwischen dem Festnetz 3, 6 und der Mobilstation 1 an dem maximal zulässigen QoS-Profil. Das Festnetz 3, 6 sendet eine Einschränkungsmeldung an die Mobilstation 1 und teilt dieser darin die maximal zulässigen QoS-Parameter mit. Die Mobilstation 1 bzw. der Benutzer der Mobilstation hat die Möglichkeit, vom Festnetz 3, 6 ein bestimmtes QoS-Profil anzufordern. Aufgrund der Einschränkungsmeldung wird die Mobilstation 1 nicht versuchen, ein QoS-Profil anzufordern, das nicht zulässig ist.
Entsprechend dieser Erfindung resultiert die Einschränkung eines QoS-Profils aus einer eingeschränkten Subskription des Benutzers. Der Benutzer hat demzufolge die Möglichkeit, mit seiner Subskription bestimmte Dienstmerkmale zu bestellen, die vom Netz bereitzustellen sind. So ist es möglich, dass ein Benutzer mit einer preisgünstigeren Subskription nicht das bestmögliche Dienstgüteprofil vereinbart. Wenn der Benutzer bereit ist, eine höhere Gebühr zu bezahlen, erhält er möglicherweise einen hochwertigeren Dienst, der ihm jederzeit den einwandfreien Zugriff auf alle Netzressourcen garantiert. Die Mobilstation 1 ist deshalb in der Lage, ein QoS-Profil vom Netz anzufordern. Wenn eine Mobilstation wiederholt ein QoS-Profil anfordert, das aufgrund der Subskription oder aus einem anderen Grund nicht zulässig ist, wird die Luftschnittstelle 100 mit unnötigem und völlig zwecklosem Verkehr belastet. Dieser unnötige Verkehr auf der Luftschnittstelle 100 wird durch diese Erfindung verhindert.
Außer einer durch Subskription bedingten Einschränkung besteht auch die Möglichkeit, dass das Netzwerk nicht in der Lage ist, das angeforderte QoS-Profil bereitzustellen. Auch in diesem Fall ist die hier dargestellte Methode zweckmäßig, da hierdurch unnötiger Verkehr über die Luftschnittstelle 100 vermieden wird.
Wiederholte Anforderungen eines bestimmten QoS-Profils durch die Mobilstation können aus unterschiedlichen Gründen erfolgen. So versucht ein Benutzer möglicherweise, ein QoS-Profil anzufordern, obwohl er weiß bzw. weil er nicht weiß, dass seine Subskription diese Forderung nicht abdeckt. Weiterhin besteht die Möglichkeit, dass die Mobilstation einen automatischen QoS-Auswahlalgorithmus unterstützt, der entsprechend der aktuellen Situation der Mobilstation versucht, ein bestimmtes QoS-Profil einzurichten. Eine derartige Situation kann sich ergeben, wenn eine Mobilstation 1 mit einer Anwendung 11, 12, 13 verbunden wird, die ein bestimmtes QoS-Profil verlangt. Wenn beispielsweise Mobilstation 1 benötigt wird, um Bilddaten von der Anwendung 13 auszutauschen, fordert Mobilstation 1 möglicherweise eine sehr hohe Datenrate an, die über die Subskription bzw. die Möglichkeiten des Festnetzes 3, 6 hinaus geht. Ein E-Mail-System 12 könnte eine zu hohe Verfügbarkeit anfordern, die durch die Subskription nicht abgedeckt ist. Die vorliegende Erfindung kann vermeiden, dass eine Mobilstation mit einer externen oder internen Datenstation 11, 12, 13 wiederholt versucht, ein QoS-Profil einzurichten, das für die betreffende Datenstation angemessen ist, denn sie erlaubt der Mobilstation 1 nicht, ein QoS-Profil anzufordern, das außerhalb der vom Festnetz 3, 6 signalisierten Grenzen liegt.

Claims

Ein Kommunikationssystem, das zumindest aus einer Mobilstation (MS) und einer Basisstation (BS) besteht, die mit einem Netz verbunden sind, wobei besagte Mobilstation (MS) und besagte Basisstation (BS) für den Austausch von Datenpaketen über eine Luftschnittstelle entsprechend einem ersten QoS-Profil ausgelegt sind und besagtes erstes QoS-Profil durch zumindest einen QoS-Parameter definiert wird, der in einer Einschränkungsmeldung enthalten ist, die an die Mobilstation (MS) gesendet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Mobilstation (MS) in der Lage ist, über die Basisstation (BS) an das Netz eine Meldung zu senden, in der ein zweites QoS-Profil für die Übertragung von Datenpaketen auf Basis bzw. unter Beachtung der durch die Subskription eines MS-Benutzers sowie des ersten QoS-Profils vorgegebenen Einschränkungen angefordert wird.
Ein Kommunikationssystem entsprechend Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass besagte Einschränkungsmeldung Informationen hinsichtlich eines maximal zulässigen Wertes für besagten zumindest einen QoS-Parameter enthält.
Ein Kommunikationssystem entsprechend Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass besagte Mobilstation (MS) eine Verarbeitungseinheit enthält, die in der Lage ist, das zweite QoS-Profil auszuwählen, das unter Berücksichtigung der aktuellen Situation der Mobilstation (MS) durch einen automatischen Algorithmus anzufordern ist.