DE69926799T2

DE69926799T2 - Verfahren und system zur begrenzung der dienstqualität einer datensübertragung

Info

Publication number: DE69926799T2
Application number: DE69926799T
Authority: DE
Inventors: Kari Virtanen
Original assignee: Nokia Oyj
Current assignee: Conversant Wireless Licensing SARL
Priority date: 1998-12-16
Filing date: 1999-12-15
Publication date: 2006-01-19
Anticipated expiration: 2019-12-16
Also published as: CA2354519C; FI982721A; US7394786B2; ATE302534T1; JP2002533030A; WO2000036846A3; EP1142366B1; WO2000036846A2; US6879834B2; ES2245832T3; FI982721A0; EP1142366A2; DE69926799D1; BR9916334A; US20050047337A1; FI107772B; CA2354519A1; CN1333979A; CN1124063C; JP3431901B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Begrenzen der Dienstgüte einer Datenübertragung in einem drahtlosen Telekommunikationssystem, das zumindest ein Endgerät und ein Festnetz aufweist, welches eine Datenbank zum Speichern von Teilnehmerdaten aufweist, wobei das Verfahren ein Definieren der Dienstgüte einer Datenübertragung mit Hilfe von Dienstgüteparametern aufweist.
Die Erfindung bezieht sich auch auf ein drahtloses Telekommunikationssystem, das zumindest ein Endgerät und ein Festnetz aufweist, welches eine Datenbank zum Speichern von Teilnehmerdaten an Hand von Dienstgüteparametern aufweist, wobei die Dienstgüte in dem System mit Hilfe von Dienstgüteparametern definiert ist.
Zusätzlich zu Sprachdiensten bieten digitale Mobilkommunikationssysteme unterschiedliche Datendienste an, wie etwa Datenübertragungsdienste und E-Mail und Internetverbindungen. Es werden fortschreitend verschiedene Multimediadienste eingeführt, die über das Mobilkommunikationsnetzwerk verwendet werden. Unterschiedliche Datendienste stellen unterschiedliche Anforderungen bezüglich der benötigten Datenübertragungsverbindung. Ein erfolgreicher Dateitransfer stellt zum Beispiel keine speziellen Anforderungen bezüglich der Bitrate oder der Verzögerung der verwendeten Übertragungsverbindung, wohingegen eine Echtzeit-Videoübertragung eine hohe Bitrate ebenso wie eine minimale Verzögerung und eine minimale Anzahl von Fehlern erfordert, um richtig zu funktionieren. Um die begrenzten Ressourcen bzw. Betriebsmittel des Mobilfunknetzwerks verschiedene Dienste einsetzenden Mobilfunkteilnehmern optimal zuzuweisen, wurden spezielle Datenübertragungsverfahren für Mobilkommunikationsnetzwerke entwickelt, die eine Steuerung bzw. Kontrolle der Eigenschaften einer Datenübertragungsverbindung ermöglichen.
Für das europäische digitale GSM-Mobilkommunikationsnetzwerk wurden zum Beispiel sowohl schaltungsvermittelte als auch paketvermittelte Datenübertragungsverfahren („Global System for Mobile Communication") entwickelt. Während der vergangenen paar Jahre hat das Europäische Telekommunikationsstandardisierungsinstitut ETSI Standards für die GSM-Phase 2+ ausgearbeitet, die auch einen neuen, paketvermittelten Datenübertragungsdienst definieren, der als GPRS („General Packet Radio Service": Allgemeiner Paketfunkdienst) bekannt ist. GPRS ist ein Paketnetzwerk, das das GSM-Netzwerk einsetzt und in dem eine Übertragung von Datenpaketen auf der Luftschnittstelle zwischen der Mobilstation und dem GPRS-Netzwerk mit Hilfe von GPRS-Protokollschichten optimiert ist. Der Netzwerkbetreiber und der Mobilfunkteilnehmer können sich innerhalb eines Bereichs von 9,6 bis 171,2 kbps auf die zu verwendende Datenrate einigen. Die GPRS-Standards definieren auch Dienstgüteparameter, d.h. QoS-Parameter, die zusätzlich zu der vorstehend erwähnten Datenrate Priorität zwischen den Diensten, Zuverlässigkeit einer Datenübertragung (d.h. Fehlerquote) und zulässige Verzögerung umfassen. Durch Steuerung dieser QoS-Parameter kann für jede Datenverbindung und jeden zu verwendenden Dienst ein geeignetes QoS-Profil ausgewählt werden. Will der Mobilfunknutzer einen bestimmten Datendienst verwenden, kann er in Verbindung mit einem Rufaufbau von dem Netzwerkbetreiber ein für diesen Datendienst geeignetes QoS-Profil anfordern. Kann das Mobilkommunikationsnetzwerk die durchgeführte Anforderung ausführen, weist das Netzwerk der Mobilstation eine Verbindung mit dem gewünschten QoS-Profil zu. Ist das Netzwerk nicht in der Lage, eine Verbindung zuzuweisen, die für das angeforderte QoS-Profil gut genug ist, weil z.B. nicht genügend Ressourcen verfügbar sind, hat die Mobilstation eine Verbindung mit einem niedrigeren QoS-Profil zu verlangen oder zu warten, bis eine ausreichende Menge der Netzwerkressourcen zum Durchführen der ursprünglichen Anforderung verfügbar wird. In diesem Fall kann der Netzwerkbetreiber dem Mobilfunkteilnehmer einen Preis auf der Grundlage des verwendeten QoS-Profils verrechnen, und natürlich kostet die Nutzung einer Übertragungsverbindung mit einer besseren Qualität mehr als die Nutzung einer Verbindung mit QoS-Parametern schlechterer Qualität.
Bei der vorstehend beschriebenen Anordnung ergibt sich ein Problem, wenn der Mobilfunknutzer und der Eigentümer des Mobilfunkvertrags bzw. -abonnements (d.h. derjenige, der die Rechnung bezahlt) unterschiedliche Personen sind. Zum Beispiel kann ein Angestellter ein Firmenmobiltelefon haben oder können Eltern die Mobiltelefonrechnungen ihrer Kinder bezahlen. Werden verschiedene Datendienste unterschieden, wird eine effiziente Nutzung der verfügbaren Dienste Übertragungsverbindungen sehr unterschiedliche Qualitäten erfordern. Auch die Einheitspreise dieser Verbindungen variieren erheblich. In diesem Fall kann es im Interesse des Eigentümers des Mobilfunkvertrags bzw. -abonnements sein, die Kosten der zu verwendenden Übertragungsverbindungen auf einen bestimmten Einheitspreis zu begrenzen. Dies ist jedoch beim bestehenden GPRS-System nicht möglich, bei dem der Mobilfunknutzer eine Anforderung nach der gewünschten Qualität der Übertragungsverbindung zum Netzwerk durchführt und der Eigentümer des Mobilfunkvertrags bzw. -abonnements dies in keiner Weise beeinflussen kann. Bei anderen Mobilfunknetzwerk-basierten Netzwerklösungen, bei denen die Qualitätsparameter einer Übertragungsverbindung wie gewünscht geändert werden können, steht man ebenfalls vor ähnlichen Problemen. Diese Netzwerke umfassen den GSM-basierten schaltungsvermittelten Hochgeschwindigkeitsdatendienst HSCSD und Lösungen mit intelligenten Netzwerken, IN die für Mobilkommunikationsnetzwerke ausgelegt sind.
Die EP-0 848 560 offenbart ein Verfahren zum Berechnen eines akzeptablen Sitzungstarifs gemäß der verfügbaren Dienstgüte der angeforderten Kommunikationsbetriebsart. Dem Nutzer wird das höchstmögliche Dienstgüteniveau innerhalb einer vorgeschriebenen Sitzungstarifbegrenzung zugewiesen. Dienstgüteparameter werden jedes Mal für jede Sitzung separat definiert, wobei der Sitzungstarif den begrenzenden Faktor bzw. die Randbedingung darstellt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine das Verfahren implementierende Vorrichtung bereitzustellen, um die vorstehend erwähnten Probleme zu beseitigen. Die Aufgaben der Erfindung werden mit einem Verfahren erreicht, das gekennzeichnet ist durch die Schritte:
Definieren eines Teilnehmer-spezifischen Höchstwerts für zumindest einen Dienstgüteparameter,
Speichern des Teilnehmer-spezifischen Höchstwerts des zumindest einen Dienstgüteparameters in der die Teilnehmerdaten aufweisenden Datenbank,
derartiges Überprüfen des Teilnehmer-spezifischen Höchstwerts des Dienstgüteparameters in Erwiderung auf die von dem Endgerät durchgeführten Anforderung nach einem Verbindungsaufbau, die mit zumindest einem Dienstgüteparameter definiert ist, dass der von dem Endgerät angeforderte zumindest eine Dienstgüteparameter mit dem Teilnehmer-spezifischen Höchstwert des Dienstgüteparameters verglichen wird, und
dem Endgerät anbieten, einen Verbindungsaufbau mit niedrigeren Werten der Dienstgüteparameter zu akzeptieren, falls zumindest einer der von dem Endgerät angeforderten Dienstgüteparameter den für den Dienstgüteparameter definierten Höchstwert oder die Ressourcen des Systems überschreitet, oder wahlweise
Aufbauen einer Verbindung, falls jeder von dem Endgerät angeforderte Dienstgüteparameter innerhalb der durch den Höchstwert des Dienstgüteparameters definierten Grenzen liegt und ausreichend Systemressourcen verfügbar sind.
Das System der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das System aufweist:
eine Einrichtung zum Definieren eines Teilnehmer-spezifischen Höchstwerts für zumindest einen Dienstgüteparameter,
eine Einrichtung zum Speichern des Teilnehmer-spezifischen Höchstwerts des zumindest einen Dienstgüteparameters, und
eine Einrichtung zum derartigen Überprüfen des Teilnehmer-spezifischen Höchstwerts des Dienstgüteparameters, dass der von dem Endgerät angeforderte zumindest eine Dienstgüteparameter mit dem Teilnehmer-spezifischen Höchstwert des Dienstgüteparameters verglichen wird,
wobei das System eingerechnet ist, in Erwiderung auf eine mit zumindest einem Dienstgüteparameter definierte Verbindungsaufbauanforderung, die von dem Endgerät durchgeführt wird,
dem Endgerät anzubieten, einen Verbindungsaufbau mit niedrigeren Werten des Dienstgüteparameters zu akzeptieren, falls zumindest einer der von dem Endgerät angeforderten Dienstgüteparameter den für den Dienstgüteparameter definierten Höchstwert oder die Ressourcen des Systems überschreitet, oder wahlweise
eine Verbindung aufzubauen, falls jeder von dem Endgerät angeforderte Dienstgüteparameter innerhalb der durch den Höchstwert des Dienstgüteparameters definierten Grenzen liegt und ausreichend Systemressourcen verfügbar sind.
Die Erfindung beruht auf der Idee, dass zulässige Höchstwerte von Dienstgüteparametern für das Endgerät, vorzugsweise für die Mobilstation, eingestellt werden, das/die eine Übertragungsverbindung gemäß diesen Parametern vom Festnetz anfordern kann. Auf der Seite des Festnetzes werden diese Höchstwerte von Dienstgüteparametern überprüft, wenn das Endgerät nach einem Aufbau einer Verbindung verlangt, und falls die angeforderten Dienstgüteparameter die Höchstwerte überschreiten, verweigert das Festnetz, eine Verbindung aufzubauen. Das Netzwerk kann dem Endgerät auch einen Verbindungsaufbau mit niedrigeren Werten als den angeforderten Dienstgüteparametern anbieten.
Ein Vorteil des Verfahren und des Systems gemäß der Erfindung besteht darin, dass der Eigentümer des Mobilfunkvertrags die Höchstwerte der Dienstgüteparameter definieren und damit die Kosten der zu verwendenden Übertragungsverbindungen auf einen bestimmten Einheitspreis begrenzen kann. Die ist insbesondere nützlich, wenn der Eigentümer des Mobilfunkvertrags und der Mobilfunknutzer unterschiedliche Personen sind.
Die Erfindung wird mit Hilfe bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen ausführlicher beschrieben, bei denen zeigen:
1 ein drahtloses paketvermitteltes Telekommunikationssystem gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
2 ein Blockschaltbild, das einen Verbindungsaufbau gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung in Bezug auf das Netzwerk veranschaulicht;
3 ein drahtloses schaltungsvermitteltes Telekommunikationssystem gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
4 ein auf einem intelligenten Netzwerk basierendes drahtloses Telekommunikationssystem gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Im Folgenden wird die Erfindung auf der Grundlage des GPRS-Systems unter Bezugnahme auf 1 näher beschrieben. Es sollte beachtet werden, dass eine Implementierung der Erfindung im GPRS-System nur ein Beispiel der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung darstellt und die Erfindung daher in jedem anderen entsprechenden System implementiert werden kann.
1 stellt dar, wie das GPRS-System auf der Grundlage des GSM-Systems aufgebaut ist. Das GSM-System weist Mobilstationen (MS) auf, die über Funkpfade mit Funkbasisstationen BTS kommunizieren. Es sind mehrere Basisstationen BTS mit einer Basisstationssteuerung BSC verbunden, die die Funkfrequenzen und Kanäle steuert, die den Basisstationen zur Verfügung stehen. Die Basisstationssteuerung BSC kommuniziert mit einer Mobildienstevermittlungsstelle MSC, die für einen Aufbau von Verbindungen und eine Leitweglenkung von Rufen zu richtigen Zielen verantwortlich ist. Um diese Funktionen durchzuführen, setzt die Mobildienstevermittlungsstelle zwei Datenbanken ein, die Informationen über Mobilfunkteilnehmer aufweisen: ein Heimatstandortverzeichnis HLR, das Informationen über alle Teilnehmer des Mobilfunknetzwerks und die von diesen abonnierten Dienste enthält, und ein Besucherstandortverzeichnis VLR, das Informationen über die Mobilstationen enthält, die den Bereich einer bestimmten Mobildienstevermittlungsstelle MSC besuchen. Die Mobildienstevermittlungsstelle MSC kommuniziert mit anderen Mobildienstevermittlungsstellen über eine Gateway-Mobildienstevermittlungsstelle GMSC, sowie mit dem öffentlichen Telefonnetz PSTN. Hinsichtlich einer ausführlicheren Beschreibung des GSM-Systems wird Bezug genommen auf ETSI/GSM-Spezifikationen und „The GSM System for Mobile Communications", M. Mouly und M. Pautet, Palaiseau, Frankreich, 1992, ISBN: 2-957190-07-7.
Das mit dem GSM-Netzwerk verbundene GPRS-System weist zwei nahezu unabhängige Funktionen auf, d.h. einen Gateway-GPRS-Unterstützungsknoten GGSN und einen Dienst-GPRS-Unterstützungsknoten SGSN. Das GPRS-Netzwerk kann mehrere Gateway-Knoten und Dienst-Knoten aufweisen und typischerweise sind mehrere Gateway-Knoten GGSN mit einem Dienst-Knoten SGSN verbunden. Beide Knoten SGSN und GGSN arbeiten als Router bzw. Leitweglenkungsknoten, die die Mobilität der Mobilstation unterstützen, das Mobilkommunikationssystem steuern und Datenpakete ungeachtet ihres Aufenthaltsorts und des verwendeten Protokolls an Mobilstationen lenken. Der Dienst-Knoten SGSN kommuniziert über das Mobilkommunikationsnetzwerk mit der Mobilstation MS. Die Verbindung zum Mobilkommunikationsnetzwerk (Schnittstelle Gb) wird typischerweise entweder über die Basisstation BTS oder die Basisstationssteuerung BSC hergestellt. Es ist die Aufgabe bzw. Verpflichtung des Dienst-Knotens SGSN, die Mobilstationen in seinem Dienstbereich zu erfassen, die für GPRS-Verbindungen geeignet sind, Datenpakete an diese Mobilstationen zu senden und Datenpakete von diesen zu empfangen, sowie den Aufenthaltsort der Mobilstationen in seinem Dienstbereich zu überwachen. Zusätzlich kommuniziert der Dienst-Knoten SGSN über eine Signalisierungsschnittstelle Gs mit der Mobildienstevermittlungsstelle MSC und dem Besucherstandortverzeichnis VLR und über eine Schnittstelle Gr mit dem Heimatstandortverzeichnis HLR. Es sind auch im Heimatstandortverzeichnis HLR gespeicherte GPRS-Datensätze vorhanden, die die Inhalte von Teilnehmer-spezifischen Paketdatenprotokollen enthalten.
Der Gateway-Knoten GGSN arbeitet als ein Gateway bzw. Netzübergang zwischen dem GPRS-Netzwerk und einem externen Datennetzwerk (PDN: Paketdatennetzwerk). Das externe Datennetzwerk kann z.B. das GPRS-Netzwerk eines anderen Netzwerkbetreibers, das Internet, ein X.25-Netzwerk oder ein privates lokales Netz sein. Der Gateway-Knoten GGSN kommuniziert mit diesen Datennetzwerken über eine Schnittstellen Gi. Die zwischen dem Gateway-Knoten GGSN und dem Dienst-Knoten SGSN zu übermittelnden Datenpakete werden stets gemäß dem GPRS-Standard eingekapselt. Der Gateway-Knoten GGSN enthält auch die PDP- (Paketdatenprotokoll) Adressen und Leitweglenkungsdaten, d.h. SGSN-Adressen der GPRS-Mobilstationen. Die Leitweglenkungsdaten werden verwendet, um Datenpakete zwischen dem externen Netzwerk und dem Dienst-Knoten SGSN in Verbindung zu bringen. Das GPRS-Backbone- bzw. Basisnetzwerk zwischen dem Gateway-Knoten GGSN und dem Dienst-Knoten SGSN ist ein Netzwerk, das ein IP-Protokoll einsetzt, vorzugsweise IPv6 (Internetprotokoll, Version 6).
Will der Mobilfunknutzer einen bestimmten Datendienst verwenden, sendet die Mobilstation eine GPRS-Anschlussnachricht an das GPRS-Netzwerk und versucht gleichzeitig, den PDP-Kontext des fraglichen Datendienstes zu aktivieren, d.h. versucht, eine logische Verknüpfung mit dem Gateway-Knoten GGSN aufzubauen, der den fraglichen Datendienst bereitstellt. Damit die Mobilstation MS in der Lage ist, sich an das GPRS-Netzwerk anzuschließen, muss die Mobilstation erkannt und müssen die Teilnehmerrechte überprüft werden, was im Dienst-Knoten SGSN durchgeführt wird. Der Dienst-Knoten SGSN überprüft die Identifikationsdaten der Mobilstation im Teilnehmerprofil, das im Heimatstandortverzeichnis HLR enthalten ist, und ob die Mobilstation für den abonnierten Datendienst oder das abonnierte Protokoll berechtigt ist. Es kann zum Beispiel IP als ein zulässiges Protokoll im Teilnehmerprofil definiert sein, aber nicht X.25, oder es können nur bestimmte Internetadressen zulässig sein. Das Teilnehmerprofil kann auch Definitionen bestimmter Dienste aufweisen, wie etwa ein Herausfiltern bestimmter Daten aus dem abonnierten Datendienst. Der Mobilfunkteilnehmer kann mehrere Teilnehmerprofile haben, in denen die zulässigen Quell- und Zieladressen einer Datenübertragung und die Typen sowie Protokolle von zu übertragenden Nachrichten definiert sein können. Der Teilnehmer kann eine Sperrung für einen oder mehrere Teilnehmerprofile einstellen, wenn er zum Beispiel die Mobilstation an eine andere Person verleiht. In diesem Fall sendet der Teilnehmer eine Anforderung nach einer Sperrung, die auch mit einem Passwort geschützt sein kann, an das Mobilkommunikationsnetzwerk. Der Dienst-Knoten SGSN überprüft das mögliche Passwort im Heimatstandortverzeichnis HLR, fordert das Heimatstandortverzeichnis auf, den Sperrungszustand zu aktualisieren und sendet eine Bestätigung an die Mobilstation MS. Die Dienstbeschreibung und die Teilnehmerprofile von GPRS sind in GSM-Spezifikation 02.60 des ETSI näher erläutert. Ruf- und Verbindungssperrung sowie die zugehörigen Parameter sind ausführlicher in GSM-Spezifikation 02.88 beschrieben.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird zu den vorstehend erwähnten Parametern einer Verbindungssperrung ein neuer Parameter, QoS-Profil, hinzugefügt. Das QoS-Profil wird zum Einstellen der zulässigen Höchstwerte für die die Verbindungsqualität beschreibenden Parameter verwendet. Im Fall der GPRS-Verbindungen können diese Parameter z.B. die Bitrate, die Verzögerung und die Fehlerquote sein, die im Teilnehmerprofil definiert sind. Mit Hilfe der Mobilstation MS stellt der Mobilfunkteilnehmer die gewünschten Höchstwerte für die Parameter in jedem Teilnehmerprofil ein, die vorzugsweise mit einem Passwort geschützt werden. Natürlich können die Teilnehmerprofile definiert werden, wenn der Mobilfunkvertrag eingerichtet wird, aber sie können vorzugsweise später auf die vorstehend beschriebene Art und Weise aktualisiert werden. Die Teilnehmerprofile und die QoS-Parameter werden im Heimatstandortverzeichnis HLR gespeichert.
Im Folgenden wird die Erfindung auf Grundlage von 2 erläutert. Versucht der Mobilfunknutzer, einen GPRS-Datendienst zu verwenden, d.h. den Datendienst-Leitweglenkungskontext zu aktivieren, kann er gleichzeitig versuchen, bestimmte Qualitätsparameterwerte für die Verbindung selbst zu definieren, d.h. eine QoS-Dienstanforderung zum Netzwerk durchzuführen. Der Dienst-Knoten SGSN überprüft die Identifikations- und Authentisierungsdaten des verwendeten Teilnehmerprofils im Heimatstandortverzeichnis HLR und alle für die QoS-Parameter definierten Höchstwerte. Wurde ein QoS-Profil für dieses Teilnehmerprofil eingerichtet, vergleicht der Dienst-Knoten SGSN die von der Mobilstation MS durchgeführte QoS-Anforderung mit den im QoS-Profil angegebenen Parameterhöchstwerten. Überschreitet der Wert keines Parameters in der durchgeführten QoS-Anforderung die im QoS-Profil definierten Höchstwerte, kann der Mobilstation MS eine Verbindung mit den gewünschten QoS-Parametern zugewiesen werden, sofern die Identifikations- und Authentisierungsdaten in Ordnung sind und die im GPRS-System verfügbaren Ressourcen die gewünschte Verbindungsqualität ermöglichen. Falls einer oder mehrere der angeforderten QoS-Parameter den zulässigen Höchstwert überschreitet/überschreiten, weist der Dienst-Knoten SGSN der Mobilstation MS keine Verbindung zu, sondern die Mobilstation MS hat erneut eine Verbindung mit niedrigeren Werten der QoS-Parameter anzufordern. Ist für das Teilnehmerprofil kein QoS-Profil definiert, werden die Höchstwerte der auf der Verbindung verwendeten QoS-Parameter durch die verfügbaren Ressourcen des GPRS-Systems bestimmt.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung sendet der Dienst-Knoten SGSN, falls die Mobilstation MS höhere Werte der QoS-Parameter für die Verbindung anfordert als gemäß dem eingestellten QoS-Profil oder den verfügbaren Ressourcen des Systems bereitgestellt werden können, eine Bestätigungsnachricht an die Mobilstation MS, womit der Mobilstation MS eine Chance bzw. Gelegenheit angeboten wird, einen Verbindungsaufbau mit den höchstmöglichen Werten der QoS-Parameter zu akzeptieren. Diese höchstmöglichen Werte der QoS-Parameter sind entweder im QoS-Profil oder, falls es kein QoS-Profil gibt, gemäß den verfügbaren Ressourcen des Systems definiert. In diesem Fall kann der Mobilfunknutzer wählen, eine Verbindung mit den angebotenen Werten der QoS-Parameter aufzubauen, oder wählen, überhaupt keine Verbindung aufzubauen. Möchte der Nutzer eine Verbindung mit einem Dienst aufbauen, der eine Verbindung hoher Qualität erfordert, wie etwa eine Echtzeit-Videoübertragung, ist es oft klüger, überhaupt keine Verbindung aufzubauen, als zu versuchen, den Dienst unter Verwendung einer Verbindung schlechter Qualität zu übertragen.
Die Implementierung der Erfindung ist nicht nur auf das vorstehend beschriebene GPRS-System beschränkt. Vorzugsweise kann die Erfindung auch auf einen GSM-basierten schaltungsvermittelten Hochgeschwindigkeitsdatendienst HSCSD angewandt werden. Beim HSCSD-System besteht das Ziel darin, die Luftschnittstelle auszubauen, die beim GSM-System ein Engpass bezüglich der Datenübertragung gebildet hat, so dass einer Mobilstation ein Funkkanal zugewiesen werden kann, der anstatt des beim GSM-System herkömmlichen einen Zeitschlitzes mehrere Zeitschlitze aufweist. Wie gemäß 3 dargestellt werden die einer Mobilstation MS zugewiesenen Zeitschlitze separat über eine Basisstation BTS an die Basisstationssteuerung BSC übertragen, und in der Basisstationssteuerung werden die Zeitschlitze in einen Kanal kombiniert, bevor die Daten an die Mobildienstevermittlungsstelle MSC übertragen werden, die die Daten mit Hilfe einer Zusammenarbeitsfunktion IWF weiterleitet. Mobilstationen, die HSCSD unterstützen, sind abhängig davon, ob sie für eine gleichzeitige Übertragung von Daten an die Basisstation (Uplink bzw. Aufwärtsstrecke) und einen Empfang von Daten von der Basisstation (Downlink bzw. Abwärtsstrecke) geeignet sind, in zwei Klassen (1 und 2) unterteilt. Gemäß den derzeitigen GSM-Empfehlungen sind drei von acht Zeitschlitzen für einen Übergang von Übertragung zu Empfang und umgekehrt reserviert. Zu Klasse 1 gehörende Mobilstationen sind nicht für eine gleichzeitige Aufwärtsstrecken- und Abwärtsstreckendatenübertragung geeignet, und ihnen können demzufolge höchstens fünf Zeitschlitze zugewiesen werden (Aufwärtsstrecke + Abwärtsstrecke), und üblicherweise werden der Abwärtsstrecke auf asymmetrische Weise mehr Zeitschlitze zugewiesen als der Aufwärtsstrecke. Mobilstationen der Klasse 2 sind für gleichzeitige Übertragung und Empfang geeignet und daher können ihnen gleichzeitig sogar 16 Zeitschlitze (8 für Aufwärtsstrecke + 8 für Abwärtsstrecke) zugewiesen werden. In diesem Fall kann die maximale Datenrate in einer Richtung 78,8 kbps betragen, von denen die maximale Nutzlastmenge 64 kbps beträgt. Bei HSCSD gibt es auch 18 Mehrfachschlitzklassen, die zum Definieren der gewünschten Anzahl von Zeitschlitzen für die Verbindung und zum Aufteilen der Zeitschlitze in Aufwärtsstrecken- und Abwärtsstreckenzeitschlitze verwendet werden. Mehrfachschlitzklassen 1 bis 12 sind für Mobilstationen der Klasse 1 reserviert, und Mehrfachschlitzklassen 13 bis 18 für Mobilstationen der Klasse 2. Beim HSCSD-System beruht Gebührenerfassung bzw. -abrechnung auf den auf der Verbindung verwendeten Zeitschlitzen, d.h. sie ist direkt mit der gewünschten Bitrate vergleichbar. Das HSCSD-System ist in GSM-Spezifikationen 02.34 und 03.34 ausführlicher beschrieben.
Die Erfindung kann beim HSCSD-System implementiert werden, indem die Teilnehmerdaten im Heimatstandortverzeichnis HLR mit einem Feld versehen werden, das einen Teilnehmer-spezifischen Höchstwert für eine Mehrfachschlitzklasse definiert, d.h. die Tatsache, wie viele Zeitschlitze der Mobilfunknutzer anfordern kann und wie sie zwischen der Aufwärtsstrecken- und der Abwärtsstreckenrichtung aufgeteilt werden können. Beim HSCSD-System arbeitet die Mobildienstevermittlungsstelle MSC als ein Element, das die Identifikations- und Authentisierungsdaten des Teilnehmers und alle Höchstwerte überprüft, die für eine Mehrfachschlitzklasse im Heimatstandortverzeichnis HLR oder im Besucherstandortverzeichnis VLR definiert sind. Ansonsten kann der Verbindungsaufbau und das Sperren eines Verbindungsaufbaus gemäß der Erfindung auf die gleiche Art und Weise wie beim GPRS-System implementiert werden. Hat der Teilnehmer keine Begrenzung für die zu verwendende Mehrfachschlitzklasse eingestellt, wird die maximale Anzahl von der Verbindung zuzuweisenden Zeitschlitzen bei HSCSD nicht nur auf Grundlage der verfügbaren Ressourcen bestimmt, sondern auch auf Grundlage der Mobilstationsklasse. Einer Mobilstation der Klasse 1 können zum Beispiel in jedem Fall nicht mehr als 5 Zeitschlitze zugewiesen werden.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung kann auch bei Lösungen mit intelligenten Netzwerken implementiert werden, die für Mobilkommunikationsnetzwerke ausgelegt sind. ETSI hat zum Beispiel eine auf einem intelligenten Netzwerk basierende Lösung standardisiert, genannt CAMEL („Customized Applications for Mobile Network Enhanced Logic": Kundenspezifische Anwendungen für erweiterte Logik mobiler Netzwerke), die für die GSM-Umgebung geeignet ist. Die Lösungen mit intelligenten Netzwerken ermöglichen eine Implementierung Betreiber-spezifischer Mehrwertdienste wie etwa einer intelligenten Rufumleitung und Rufsperrung, Teilnehmer-spezifische Dienstnummern, Rufe zu einer vorbestimmten Nummer mit niedrigeren Gebühren, usw. Lösungen mit intelligenten Netzwerken ermöglichen, die vorstehend erwähnten Mehrwertdienste zu implementieren, ohne dass die Implementierung der Dienste einem bestimmten Standard genügen muss. Dies wird erreicht, indem der logische Teil des Systems, der eine Rufverbindung implementiert, von dem logischen Teil getrennt wird, der den Mehrwertdienst implementiert. Mit Hilfe von CAMEL können die vom Heimatbetreiber angebotenen Mehrwertdienste auch verwendet werden, wenn sich der Mobilfunkteilnehmer im Bereich eines Besuchsmobilfunknetzwerks befindet, wenn das Mobilkommunikationsnetzwerk eine Roaming- bzw. Erreichbarkeitsvereinbarung mit dem Heimatbetreiber des Mobilfunkteilnehmers hat.
Die Implementierung von CAMEL wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 4 beschrieben. Bei intelligenten Netzwerken wird das den Mehrwertdienst implementierende Systemelement Dienststeuerpunkt SCP genannt. Beim CAMEL-Konzept wird diese Aufgabe von der CAMEL-Dienstumgebung CSE durchgeführt. Die Dienstumgebung CSE steuert alle abgehenden und ankommenden Rufe des CAMEL-Teilnehmers ungeachtet des Aufenthaltsorts des Teilnehmers. Befindet sich der CAMEL-Teilnehmer im Bereich eines Besuchsmobilfunknetzwerks (VPLMN: „Visiting Public Landline Mobile Network": öffentliches landgebundenes Besuchsmobilfunknetzwerk), liefert das Heimatnetzwerk (HPLMN: „Home Public Landline Mobile Network": Öffentliches landgebundenes Heimatmobilfunknetzwerk) dem Besuchsmobilfunknetzwerk alle notwendigen Informationen über den Teilnehmer. Die CAMEL-Teilnehmerinformationen CSI, die die Mehrwertdienste jedes Teilnehmers definieren, sind im Heimatstandortverzeichnis HLR gespeichert. Die CSI weisen auch Bezugsdaten separat für abgehende (O-CSI) und ankommende (T-CSI) Rufe auf, die festlegen, in welchem Dienststeuerpunkt SCP Anweisungen zu finden sind. Die wichtigste Unterstützungsfunktion der Dienstumgebung CSE ist die GSM-Dienststeuerfunktion (gsmSCF), die CSI-Dateien im Heimatstandortverzeichnis HLR aktualisiert und Standortdaten bezüglich CAMEL-Teilnehmern beibehält. Das Heimatnetzwerk und das Besuchsmobilfunknetzwerk kommunizieren miteinander über eine Gateway-Mobildienstevermittlungsstelle GMSC. Wandert ein CAMEL-Teilnehmer in den Bereich des Besuchsnetzwerks, werden die CSI-Informationen auch im Besucherstandortverzeichnis VLR des Besuchsnetzwerks aktualisiert. Die Mobildienstevermittlungsstelle des Besuchsnetzwerks weist eine GSM-Dienstvermittlungsfunktion (gsmSFF) auf, die insbesondere die Dienstdefinitionen des besuchenden CAMEL-Teilnehmers für abgehende Rufe überprüft. Das CAMEL-Konzept ist in GSM-Empfehlungen 02.78 und 03.78 näher beschrieben.
Die Erfindung kann in Verbindung mit dem CAMEL-Konzept implementiert werden, indem die Dienstinformationen des Teilnehmers mit einem Feld versehen werden, das Teilnehmer-spezifische Höchstwerte für unterschiedliche QoS-Parameter definiert. Bei Systemen mit intelligenten Netzwerken arbeitet der Dienststeuerpunkt SCP als ein Element, der die zulässigen QoS-Parameter überprüft, bevor eine Verbindung aufgebaut wird. Wie vorstehend dargelegt entspricht die Dienstumgebung CSE beim CAMEL-System diesem Element, d.h. sie überprüft die Dienstdefinitionsdaten des Teilnehmers im Heimatstandortverzeichnis HLR, Besucherstandortverzeichnis VLR oder direkt im SCP-Element des fraglichen Netzwerks. Da die Lösungen mit intelligenten Netzwerken auch in Verbindung mit den von Mobilfunknetzwerken bereitgestellten Datendiensten implementiert werden können, können die für die Dienstinformationen zu definierenden QoS-Parameter vorzugsweise alle Parameter umfassen, die zum Bestimmen der Qualität entweder einer paketvermittelten Verbindung oder einer schaltungsvermittelten Verbindung erforderlich sind. Die Tatsache, dass das QoS-Profil der Datendienste mit Hilfe der Lösung mit intelligenten Netzwerken überprüft wird, hat auch den Vorteil, dass jeder Betreiber die Überprüfung auf die gewünschte Art und Weise implementieren kann. Bei einem GPRS-System kann eine Verbindung, mit Hilfe derer die Überprüfung am einfachsten durchzuführen ist, vorzugsweise vom Dienst-Knoten SGSN zum SCP-Element des intelligenten Netzwerks aufgebaut werden.
Die Erfindung wird üblicherweise in einem intelligenten Netzwerk implementiert, indem eine Verbindung zum SCP-Element des intelligenten Netzwerks aufgebaut wird, an das die angeforderten QoS-Parameter während einer PDP-Kontextaktivierung oder während eines Aufbaus oder einer Anpassung einer von einem Mobilgerät abgehenden bzw. MO- oder einer an einem Mobilgerät endende bzw. MT-Verbindung geliefert werden. Das SCP-Element überprüft die Teilnehmer-spezifischen Höchstwerte, die für die QoS-Parameter definiert sind, und vergleicht diese mit den angeforderten QoS-Parametern. Auf der Grundlage dieses Vergleichs entscheidet der Dienststeuerpunkt SCP, ob ein Verbindungsaufbau fortzusetzen oder zu beenden ist, oder bietet wahlweise einen Verbindungsaufbau mit Werten an, die niedriger sind als die angeforderten QoS-Parameter. Es sollte beachtet werden, dass die Teilnehmer-spezifischen QoS-Begrenzungen auch von anderen Parametern abhängen können, wie etwa von der Zeit, dem Datum oder dem Aufenthaltsort der Mobilstation.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung kann der Dienstanbieter in gewissen Situationen Begrenzungen bezüglich der Teilnehmer-spezifischen Dienstgüteparameter einstellen. Ein Beispiel dafür ist eine Lieferung von teueren Diensten an neue Kunden, wenn der Dienstanbieter zunächst sicherstellen will, dass der Kunde zuverlässig ist, und Dienste mit niedrigeren QoS-Parametern anbietet. So bleiben auch die Kosten für den Kunden niedrig. Nachdem sich das Verhältnis zwischen dem Kunden und dem Dienstanbieter etabliert hat, können die QoS-Parameter des angebotenen Dienstes höher gestuft werden. Die Implementierung dieses Ausführungsbeispiels gemäß der Erfindung entspricht der Implementierung der von dem Teilnehmer eingestellten Begrenzungen. Der Dienstanbieter sendet Informationen zum Begrenzen der QoS-Parameter einer Verbindung bezüglich eines bestimmten Dienstes eines bestimmten Teilnehmers an die Netzwerkdatenbank, die die Teilnehmer-spezifischen Dienstdaten enthält. Dieses Ausführungsbeispiel ist insbesondere in Verbindung mit Lösungen mit intelligenten Netzwerken einfach zu implementieren.
Für einen Fachmann ist es offensichtlich, dass das erfinderische Konzept mit fortschreitender Technologie auf verschiedene Arten implementiert werden kann. Die Erfindung ist zum Beispiel auf in Entwicklung befindliche Mobilkommunikationssystemen der dritten Generation anwendbar, wie etwa UMTS („Universal Mobile Telecommunication System") und IMT-2000 („International Mobile Telecommunications"). Die Erfindung und ihre Ausführungsbeispiele sind nicht auf die vorstehend beschriebenen Beispiele beschränkt, sondern können innerhalb des Umfangs der Ansprüche variieren.

Claims

Verfahren zum Begrenzen der Dienstgüte (QoS) einer Datenübertragung in einem drahtlosen Telekommunikationssystem, das zumindest ein Endgerät (MS) und ein Festnetz aufweist, welches eine Datenbank (HLR, VLR, SCP) zum Speichern von Teilnehmerdaten aufweist, wobei das Verfahren ein Definieren der Dienstgüte einer Datenübertragung mit Hilfe von Dienstgüteparametern aufweist, gekennzeichnet durch die Schritte: Definieren eines Teilnehmer-spezifischen Höchstwerts für zumindest einen Dienstgüteparameter, Speichern des Teilnehmer-spezifischen Höchstwerts des zumindest einen Dienstgüteparameters in der die Teilnehmerdaten aufweisenden Datenbank, derartiges Überprüfen des Teilnehmer-spezifischen Höchstwerts des Dienstgüteparameters in Erwiderung auf die von dem Endgerät durchgeführte Anforderung nach einem Verbindungsaufbau, die mit zumindest einem Dienstgüteparameter definiert ist, dass der von dem Endgerät angeforderte zumindest eine Dienstgüteparameter mit dem Teilnehmer-spezifischen Höchstwert des Dienstgüteparameters verglichen wird, und dem Endgerät Anbieten, einen Verbindungsaufbau mit niedrigeren Werten der Dienstgüteparameter zu akzeptieren, falls zumindest einer der von dem Endgerät angeforderten Dienstgüteparameter den für den Dienstgüteparameter definierten Höchstwert oder die Ressourcen des Systems überschreitet, oder wahlweise Aufbauen einer Verbindung, falls jeder von dem Endgerät angeforderte Dienstgüteparameter innerhalb der durch den Höchstwert des Dienstgüteparameters definierten Grenzen liegt und ausreichend Systemressourcen verfügbar sind.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren in einem paketvermittelten Datenübertragungssystem in Verbindung mit dem drahtlosen Telekommunikationssystem, wie etwa dem GPRS-System, implementiert ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren in einem schaltungsvermittelten Datenübertragungssystem in Verbindung mit dem drahtlosen Telekommunikationssystem, wie etwa dem HSCSD-System, implementiert ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren in einem auf einem intelligenten Netzwerk basierenden Datenübertragungssystem in Verbindung mit dem drahtlosen Telekommunikationssystem, wie etwa dem CAMEL-System, implementiert ist.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dienstgüteparameter zumindest einen der folgenden Parameter aufweisen: Datenrate, Verzögerung, Fehlerquote, Multischlitzklasse.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch den Schritt: Definieren zumindest eines Teilnehmer-spezifischen Höchstwerts des Dienstgüteparameters basierend auf einem anderen Parameter wie etwa der Zeit oder dem Aufenthaltsort des Endgeräts.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Dienstanbieter den Höchstwert zumindest eines Teilnehmer-spezifischen Dienstgüteparameters definiert.
Drahtloses Telekommunikationssystem, das zumindest ein Endgerät (MS) und ein Festnetz aufweist, welches eine Datenbank (HLR, VLR, SCP) zum Speichern von Teilnehmerdaten aufweist, wobei die Dienstgüte einer Datenübertragung mit Hilfe von Dienstgüteparametern in dem System definiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass das System aufweist: eine Einrichtung (MS) zum Definieren eines Teilnehmer-spezifischen Höchstwerts für zumindest einen Dienstgüteparameter, eine Einrichtung (HLR, VLR, SCP) zum Speichern des Teilnehmer-spezifischen Höchstwerts des zumindest einen Dienstgüteparameters, und eine Einrichtung (MSC, SGSN, CSE) zum derartigen Überprüfen des Teilnehmer-spezifischen Höchstwerts des Dienstgüteparameters, dass der von dem Endgerät angeforderte zumindest eine Dienstgüteparameter mit dem Teilnehmer-spezifischen Höchstwert des Dienstgüteparameters verglichen wird, wobei das System eingerichtet ist, in Erwiderung auf eine mit zumindest einem Dienstgüteparameter definierte Verbindungsaufbauanforderung, die von dem Endgerät durchgeführt wird, dem Endgerät anzubieten, einen Verbindungsaufbau mit niedrigeren Werten des Dienstgüteparameters zu akzeptieren, falls zumindest einer der von dem Endgerät angeforderte Dienstgüteparameter den für den Dienstgüteparameter definierten Höchstwert oder die Ressourcen des Systems überschreitet, oder wahlweise eine Verbindung aufzubauen, falls jeder von dem Endgerät angeforderte Dienstgüterparameter innerhalb der durch den Höchstwert des Dienstgüteparameters definierten Grenzen liegt und ausreichend Systemressourcen verfügbar sind.
Telekommunikationssystem gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das System ein drahtloses paketvermitteltes Datenübertragungssystem wie etwa das GPRS-System aufweist.
Telekommunikationssystem gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das System ein drahtloses schaltungsvermitteltes Datenübertragungssystem wie etwa das HSCSD-System aufweist.
Telekommunikationssystem gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das System ein auf einem intelligenten Netzwerk basierendes Datenübertragungssystem wie etwa das CAMEL-System aufweist.
Telekommunikationssystem gemäß einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Dienstgüteparameter zumindest einen der folgenden Parameter aufweisen: Datenrate, Verzögerung, Fehlerquote, Multischlitzklasse.
Telekommunikationssystem gemäß einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das System eingerichtet ist zum Definieren zumindest eines Teilnehmer-spezifischen Höchstwerts des Dienstgüteparameters mit Hilfe eines anderen Parameters wie etwa der Zeit oder des Aufenthaltsorts des Endgeräts.
Telekommunikationssystem gemäß einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Dienstanbieter eingerichtet ist, zumindest einen Teilnehmer-spezifischen Höchstwert des Dienstgüteparameters zu definieren.