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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Technisches
Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein das Telekommunikationsgebiet,
und insbesondere eine Paketrohrarchitektur für Zugriffsnetze.
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Beschreibung
des Verwandten Sachstandes
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Heutige
drahtlose Kommunikationssysteme sind vertikal integriert. Dieser
Aufbau impliziert, dass die Funkluftschnittstellen-Spezifikationen,
die die physikalische Schicht (wie auch die Netzschichten) definieren,
und die Zugriffssteuerfunktionen des Mediums oft proprietär und maßgeschneidert
sind, um zu bestimmten Anwendungen wie etwa Sprach- oder „Best-Effort"-Datenkommunikationen
zu passen. Jedoch besteht ein signifikantes Problem mit den vorhandenen
Funkluftschnittstellen-Spezifikationen darin, dass sie sich aus
einer Schaltungs-vermittelten Hinterlassenschaft entwickelt haben.
Folglich haben Versuche, Internet-Protokoll-(IP) oder asynchrone Übertragungsmodus-(ATM)Daten über die
vorhandenen (auf einer Schaltungsvermittlung basierenden) Luftschnittstellen
zu übermitteln,
zu beschwerlichen, komplexen und proprietären Flickwerklösungen geführt, die
ineffizient und nicht in der Lage sind, die komplexe Fülle von
Diensten zu handhaben, die von diesen Netzmodellen bereitgestellt
werden können.
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Beispielsweise
ist 1 ein Blockdiagramm eines vorhandenen Protokollstapels,
der durch einen generischen Zugriffskonzentrator (z.B. ein Zugriffsnetz
mit Asymmetrischer Digitaler Teilnehmerleitung (ADSL) oder ein Funkzugriffsnetz)
verwendet werden kann, um auf ein IP-Netz wie etwa das Internet
zuzugreifen und Paketdatenverkehr dazwischen zu übermitteln. Die grundlegende
Idee, die hinter der in 1 gezeigten Protokollstapelarchitektur
steht, besteht darin, dass eine logische Punkt-zu-Punkt-Verbindung
zwischen den Endgerät
(TE) und den Zugriffsrouter- (d.h. Edge-Router (Netzübergangs-Router,
Kanten-Router) in diesem Fall)-Vorrichtungen unter Verwendung von
herkömmlichen
Schicht 2 "Tunnel"-Protokollen (z.B.
auf der Grundlage eines herkömmlichen
IP-Modells) aufgebaut werden kann. Netzendgeräte auf den Schicht 1- und/oder
Schicht 2-Niveaus des Stapels ermöglichen das Weiterleiten von
IP-Paketen lokal zwischen Vorrichtungen in Übereinstimmung mit verwendeten „Best-Effort"-Prinzipien. Jedoch
besteht, wie zuvor erwähnt, ein
Problem mit einem derartigen Zugang dahingehend, dass er auf Anwendungen
vom „Best-Effort"-Typ beschränkt ist,
und deswegen nicht in der Lage ist, sämtliche der zahlreichen Dienste
zu handhaben, die mit einer IP- oder ATM-geschichteten Architektur verfügbar sind.
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In
Mikkonen J et al "A
system Scenario for wireless Broadband Access with Multimedia Support" IEEE 6th international
conf. On universal personal comm. Record, ist ein Szenario für einen
drahtlosen Breitbandzugriff mit Multimediaunterstützung beschrieben.
In dem Kontext der erforderlichen Einheiten ist eine Verteilung
von Funktionalitäten
und eine Schnittstelle im Detail unter Verwendung eines ATM-Kernnetzes
und eines drahtlosen ATM-Funkzugriffsnetzes vorgeschlagen.
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Weiter
ist in Mikkonen J et al "Emerging Wireless
Broadband Networks" IEEE
communications magazine, ein Auftreten von drahtlosen Breitbandnetzen
insbesondere in Anbetracht einer ATM-Infrastruktur und drahtloser
ATM-Systeme diskutiert. Es wird eine Übersicht über verschiedene Breitbandsysteme
gegeben, die bei 5, 19,37, 40 und 60 Gigahertz studiert werden.
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Weiter
ist in Raychaudhuri D. "Current
Topics in Wireless & Mobile
AtM Networks: QoS Control, IP Support and Legacy Service Integration" der Aspekt einer
QoS-Steuerung, einer IP-Unterstützung
und einer Hinterlassenschafts-Dienst-Integration in drahtlosen und mobilen
ATM-Netzen diskutiert.
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Ferner
noch ist in Mikkonen J. et al "An
integrated QoS Architecture for GSM networks" eine integrierte QoS-Architektur für GSM-Netze
zur Unterstützung
von mobilen Multimedia-Diensten diskutiert.
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In
Anbetracht des Obigen besteht ein signifikanter Bedarf in dem drahtlosen
Telekommunikationsgebiet nach einer neuen Netzzugriffsarchitektur, die
die Effizienz vorhandener Funkluftschnittstellen verbessern kann,
während
die Komplexität
des verwendeten Zugangs minimiert wird.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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In Übereinstimmung
mit einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung besteht insbesondere eine Architektur
gemäß Anspruch
1, wobei selbiges Zugriffsnetz z.B. einen Zugriff auf ein IP-, ATM-
oder ähnliches
Paket-basiertes Netz bereitstellt, um Paketdatenverkehr dazwischen
zu übermitteln.
Die Netzschnittstellen der Netzzugriffsarchitektur sind standardisiert,
so dass jedwedes Paketrohr, das der Schnittstellen-Ausrüstung genügt, in dem gleichen
Zugriffsnetz benutzt werden kann. Auch verwendet das Paketrohr einen
Paket-basierten Protokollstapel mit QoS-Vorkehrungen für eine Dienstebereitstellung
anstelle der herkömmlichen
verwendeten „Best-Effort"-Dienstebereitstellungsfunktionen. Folglich
sind das Paketrohr und das Zugriffsnetz in der Lage, sämtliche
der zahlreichen Dienste bereitzustellen, die mit einer IP-, ATM-
oder ähnlichen
Paket-basierten Netzschichtarchitektur verfügbar sind.
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Ein
wichtiger technischer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht
darin, dass eine Paketrohrarchitektur für ein Zugriffsnetz bereitgestellt
ist, die für
einen IP-, ATM- oder ähnlichem
Paket-basierten Netzpaket-Datenverkehr optimiert werden kann.
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Ein
weiterer wichtiger technischer Vorteil der vorliegenden Erfindung
besteht darin, dass eine Paketrohrarchitektur für ein Zugriffsnetz bereitgestellt ist,
die die Effizienz einer verwendeten Funkluftschnittstelle erhöhen kann.
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Noch
ein weiterer wichtiger technischer Vorteil der vorliegenden Erfindung
besteht darin, dass eine Paketrohrarchitektur für ein Zugriffsnetz bereitgestellt
ist, die die Komplexität
des verwendeten Zugangs minimieren kann.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Ein
vollständigeres
Verständnis
des Verfahrens und der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung kann
unter Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung erhalten
werden, wenn sie in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen genommen wird.
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In
den Zeichnungen zeigen:
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1 ein
Blockdiagramm eines existierenden Protokollstapels, der von einem
generischen Zugriffskonzentrator oder einem Zugriffsnetz verwendet werden
kann, um auf ein IP-Netz zuzugreifen und einen Paketdatenverkehr
dazwischen zu übermitteln;
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2A und 2B aufeinander
bezogene Blockdiagramme einer Paketrohrarchitektur für ein Zugriffsnetz,
die in Übereinstimmung
mit einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung implementiert werden kann; und
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3 ein
Protokollstapel, der für
das in den 2A und 2B gezeigte
Paketrohr verwendet werden kann, um eine QoS-Differenzierungsunterstützung beim
Zugreifen auf ein IP-Netz und beim Übermitteln eines Paketdatenverkehrs
dazwischen bereitzustellen, in Übereinstimmung
mit der bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die
bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung und ihre Vorteile werden am besten unter
Bezugnahme auf die 1-3 der Zeichnungen
verstanden, wobei gleiche Bezugszeichen für gleiche und entsprechende
Teile der verschiedenen Zeichnungen verwendet werden.
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Im
Wesentlichen ist in Übereinstimmung
mit einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung eine Paketrohrarchitektur für ein Zugriffsnetz
(z.B. was einen Zugriff auf ein IP-, ATM- oder ähnliches Paket-basiertes Netz
bereitstellen kann, um Paketdatenverkehr dazwischen zu übermitteln)
bereitgestellt, wodurch die Netzschnittstellen mit dem Paketrohr
so standardisiert sind, dass jedwedes Paketrohr, das den Schnittstellenanforderungen
genügt,
in dem gleichen Zugriffsnetz verwendet werden kann. Auch verwendet
das Paketrohr einen Paket-basierten Protokollstapel mit QoS-Vorkehrungen für eine Dienstebereitstellung
anstelle der herkömmlichen
verwendeten „Best-Effort"-Dienstebereitstellungen. Folglich sind
das Paketrohr und das Zugriffsnetz in der Lage, sämtliche
der zahlreichen Dienste bereitzustellen, die mit einer IP-, ATM-
oder ähnlichen
Paket-basierten Netzschichtarchitektur verfügbar sind.
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Spezifisch
sind 2A und 2B aufeinander
bezogene Blockdiagramme einer Paketrohrarchitektur für ein Zugriffsnetz 100,
die in Übereinstimmung
mit der bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung implementiert werden kann. In dem Kontext
der vorliegenden Erfindung kann ein "Paketrohr" ein Netz oder eine Netzkomponente sein, die
primär
verwendet wird, um Pakete von Daten zu übermitteln. Das beispielhafte
Netz 100 schließt
eine Endgerät
(TE)-Einheit 102 ein.
Für diese
Ausführungsform
kann angenommen werden, dass ein oder mehrere Endgeräte, die
in den Endbenutzergebäuden
angeordnet sind, ein IP als einen Dienstträgermechanismus verwenden können, der über eine
geeignete physikalische Schnittstelle arbeitet. Jedoch ist die vorliegende
Erfindung nicht auf die Verwendung eines derartigen Protokolls beschränkt und kann
andere Modi verwenden, um Daten zu übertragen, wie etwa beispielsweise
eine ATM- oder andere Paket-basierte Implementierung (z.B. für eine Basissendeempfänger-Station
(BTS)- zu Basisstations-Controller
(BSC)-Verbindung).
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Das
Zugriffsnetz 100 schließt auch eine Zusammenarbeitsfunktionseinheit
an der Benutzerseite (IWF_US) 104 ein, die funktioniert,
jedwede Anwendungsflüsse,
die zwischen einer W.3-Schnittstelle und einer W.1-Schnittstelle
(im Detail untenstehend zu beschreiben) vorhanden sind, abzubilden.
Beispielsweise funktioniert eine B.1-zu-W.3-Schnittstellenabbildung, den Typ eines
Flusses wie etwa Sprachdaten, Streamen von Medien, etc. zu identifizieren.
Folglich sind die QoS-Anforderungen für einen derartigen Flusstyp
bekannt und können
somit zur Verwendung hierin identifiziert werden. Dieses Abbilden
funktioniert auch, um den Fluss für gegenwärtige Trägerdienste zu identifizieren
und zu kategorisieren, so dass das Paketrohr den Fluss zur Übermittlung
auf der Grundlage der relevanten QoS-Anforderungen für diesen Typ eines Flusses planen
kann. Als solches kann eine IWF_US-Einheit 104 funktionieren,
mehrfache Benutzer, mehrfache Endgeräte und/oder mehrfache Sitzungen
zu bedienen. In dieser Hinsicht sind die folgenden Zusammenarbeitsfunktionen
zwischen dem Funkzugriffsnetz 100 und dem Benutzer (zwischen
den Schnittstellenreferenzpunkten W.3 und B.1) bereitgestellt: Eine
IWF zwischen dem Paketrohr und einem Large Area Network (LAN) oder
Ethernet; eine IWF zwischen dem Paketrohr und einem oder mehreren
herkömmlichen
Telefonsystemen (POTS) oder ISDN (Integrated Services Digital Network)-Telefonen;
und eine IWF zwischen dem Paketrohr und einer E1 oder T1-(gemieteten)
Leitung. Es ist nicht vorgesehen, dass die oben beschriebene Liste
von IWFs allumfassend ist.
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Für diese
Ausführungsform
sind die Schnittstellen, die von der IWF_US 104 unterstützt werden, zu
dem Benutzer an dem W.3-Schnittstellen-Referenzpunkt vorzugsweise
offene (nichtproprietäre) Schnittstellen
auf der Grundlage von in der Industrie akzeptierten Standards. Eine
verallgemeinerte oder generische Schnittstelle kann an dem B.1-Schnittstellenreferenzpunkt
bereitgestellt werden. Beispielsweise kann eine W.3-Schnittstelle
in dem Ausmaß generisch
sein, dass sie in der Lage ist, eine Paket-basierte oder eine Schaltungs-basierte
Schnittstelle, welche eine TE auch immer bereitstellt, als einen
Eingang in eine IWF_US handzuhaben und QoS-Anforderungen für bestimmte
Typen von Flüssen
klassifizieren kann. Folglich kann die IWF_US-Einheit 104 in
Verbindung mit einer Mehrzahl unterschiedlicher Paketrohre verwendet
werden, und umgekehrt kann ein Paketrohr verwendet werden, um unterschiedliche
IWFs zu bedienen.
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An
der B.1-Schnittstelle kann ein vorbestimmter Satz von Stammfunktionen
mit der W-Datenverbindungssteuerungs-(W-DLC)-Protokollschicht verwendet werden, damit
die IWFs in der Lage sind, verschiedene Dienste von den Paketrohr- und/oder
Reserve-Ressourcen anzufordern. Diese Stammfunktionen können beispielsweise
sein: Eine QoS-Information; eine Fairness-Information; eine Minimalverkehrs-Durchsatzinformation;
eine Ressourcen-Zuordnungsinformation, etc. Eine detaillierte Beschreibung
dieser beispielhaften Stammfunktionen ist untenstehend bereitgestellt.
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Als
solches kann für
jeden der verschiedenen Dienste, die von dem Paketrohr zu unterstützen sind,
ein bestimmter Protokollstapel definiert werden. Beispielsweise
können
für Ethernet-
oder LAN-Typen von Diensten Schicht 2-Tunnelprotokolle (L2TP) verwendet werden,
oder es kann zweckmäßiger sein, die
Protokolle, die gerade verwendet werden, zu beenden. In diesem Zusammenhang
bedeutet das Wort "beenden", dass ein bestimmtes
Protokollsegment nicht entlang der Kette weitergeleitet wird. Beispielsweise
kann eine IP-Bestimmung
in einem Router beendet werden (und möglicherweise durch eine andere
IP-Bestimmung ersetzt werden). Überdies
kann das Zugriffssystem in Abhängigkeit
von der Wahl von physikalischen Schnittstellen und Protokollstapeln, die
in den W.3- und W.2.2-Schnittstellen verwendet werden, symmetrisch
ausgelegt werden, so dass die IWFs, die an den beiden Enden des
Netzes verwendet werden, identisch sein können In Übereinstimmung mit der vorliegenden
Erfindung stellt das Paketrohr 106 Schicht 1- und Schicht
2-Funktionen bereit, um einen Paketdatenverkehr über eine Funkluftschnittstelle
zu übermitteln.
Für diese
beispielhafte Ausführungsform
schließt
das Paketrohr 106 eine Punkt-zu-Multipunkt-Fähigkeit
ein, und kann folglich eine Mehrzahl unterschiedlicher Sitzungen
von einer Mehrzahl unterschiedlicher Benutzerendgeräte unterstützen.
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Das
Paketrohr 106 schließt
auch eine Mehrzahl von B.x (z.B. B.1 und B.2)-Schnittstellen ein,
die so unabhängig
wie möglich
von der Funktechnologie, die gerade verwendet wird, arbeiten. Überdies
ist das Paketrohr 106 ausgelegt, eine Mehrzahl von Funkträgerdiensten
für die
höheren
Protokollschichten (Schicht 3 und darüber) bereitzustellen, wobei
die Dienste durch unterschiedliche QoS-Parameter charakterisiert
sind, die einen Satz von QoS-Niveaus definieren. Diese QoS-Niveaus
können
den betreffenden Anwendungen zugeordnet werden, wie etwa beispielsweise
Sprache über
IP (VOIP), „Best-Effort"-Daten, mit Sprache
synchronisierte Daten, etc. Als solche funktionieren die RT- Einheit 108 und
die RN-Einheit 112, die Protokolle von dem Zugriffsrouter 116 bzw.
Endgeräten 102 zu
beenden. Die RR-Einheit 110 kann
ein drahtloser Sender und/oder Empfänger oder ein Verstärker sein.
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Das
Netz 100 schließt
auch eine Zusammenarbeitsfunktionseinheit an der Netzseite (IWF_NS) 114 ein,
die mit der RN-Einheit 112 des Paketrohrs gekoppelt ist.
Die IWF_NS-Einheit 114 funktioniert, die Anwendungsflüsse, die
zwischen der B.2-Schnittstelle und der W.2.1-Schnittstelle (untenstehend im Detail
beschrieben) vorhanden sind, abzubilden. Für diese Ausführungsform
kann eine IWF-NS-Einheit 114 eine
Mehrzahl von Kommunikationssitzungen über ein einzelnes Paketrohr 106 bedienen.
Vorzugsweise bildet die IWF-NS-Einheit sämtliche laufenden Anwendungen
wie etwa beispielsweise Sprache, Daten, etc. von einer Mehrzahl
von Endgeräten
ab. Beispielsweise kann das Mediumszugriffssteuerungs-(MAC)-Teil
der Schicht 2 (Datenverbindungsschicht) am Planen von Paketen von
Endgeräten,
die in einer geteilten Ressource (z.B. innerhalb der Abdeckung des
Paketrohrs) arbeiten, teilnehmen. Die Pakete können auf relevante Träger abgebildet
werden, die die Pakete in Übereinstimmung
mit vorbestimmten Kriterien wie etwa beispielsweise einer QoS-Anforderung
nach einer Latenzzeit, etc. übermitteln.
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Für diese
Ausführungsform
stellt ein Zugriffsrouter 116 eine Konnektivität mit einer
Mehrzahl von Wide Area Networks (WAN) wie etwa beispielsweise einem
IP-Netz 118 bereit. Als solches arbeitet der Zugriffsrouter
auf eine herkömmliche
Weise, um die Daten, die zu/von den WANs fließen, zu richten. Spezifisch
besteht der Hauptzweck einer Verwendung des Zugriffsrouters als
eine "Kantenvorrichtung" darin, dass er in
der Lage ist (mit einer einzigen Zugriffsvorrichtung) einen gleichförmigen Zugriff
für eine
Vielfalt von Diensten zusammen mit einer relativ flexiblen Bandbreitenzuweisungsfähigkeit
für jeden
Typ eines Pakets, einer Zelle und/oder einer Sprachanwendung, die
gehandhabt werden, bereitzustellen. Als solches funktioniert der
Zugriffsrouter 116 als ein Dienste-Zugriffsknoten und kann
differenzierte Zugriffsfunktionen in Übereinstimmung mit dem bestimmten
Dienst bereitstellen, den ein Benutzer angefordert hat. Beispielsweise
kann ein herkömmlicher
Zugriffsrouter verwendet werden, um eine Authentifizierungsfähigkeit
bereitzustellen, die eine Informationsbasis eines autorisierten
Benutzers beschützt
(um einen geeigneten Zugriffsdienst bereitzustellen), und die auch
einen Eingriff von einem böswilligen
Benutzer vermeidet.
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Eine
Gatekeeper-Einheit 120 arbeitet, Anrufsignalisierungs- und Dienstefunktionen
(z.B. eine Adressauflösung,
eine Bandbreitensteuerung, eine Gebührenabrechnung etc.) für die Endpunkte
(z.B. Endgerät-zu-Endgerät, Gateway-zu-Endgerät oder Gateway-zu-Gateway)
in beispielsweise einem H.323-basierten
(Audio-, Video-, Daten)-Netz handzuhaben. Als solches können Gatekeeper-Funktionen
innerhalb einer Gateway-Vorrichtung
oder durch einen getrennten Gateway-Modus (z.B. in dem bis zu mehrere
Gateway-Vorrichtungen gleichzeitig gehandhabt werden) bereitgestellt
werden. Im Wege eines Beispiels kann eine Gatekeeper-Einheit an
den Anrufhandhabungsprozessen, einer Anrufsignalisierung, einer
Konversion oder einer Abbildung von IP-Adressen auf zugeordnete
Telefonnummern oder Benutzeranschluss-ID-Nummern, einer Bandbreitenzuordnung,
einer Gebührenerhebung,
etc. teilnehmen.
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Ein
Gateway 122 für
ein öffentlich
vermitteltes Telefonnetz/ISN (PSTN/ISDN) arbeitet, um eine Konnektivität zwischen
bestimmten IP-basierten Diensten wie etwa beispielsweise VOIP und PSTN/ISDN-artigen
Diensten bereitzustellen. Der PSTN/ISDN-Gateway kann die folgenden
Schnittstellen aufweisen: eine W.2.2-Schnittstelle zu dem Zugriffsrouter
und eine W.2.3-Schnittstelle zu einem PSTN/ISDN-Netz unter Verwendung
derart bekannter Schnittstellen und Protokolle wie beispielsweise einem
ITU-Standard G.703
oder eine synchronen digitalen Hierarchie (SDH, Synchronous Digital
Hierarchy) und V5. Der PSTN/ISDN-Gateway
kann derartige Funktionen wie eine Protokollkonversion wie etwa beispielsweise
ein Konvertieren von einem IP-basierten Protokollstapel zu einem
passenden Telekommunikations-Protokollstapel (z.B. einem PSTN/ISDN-Protokollstapel oder
einem OSI/MTP-basierten Protokollstapel) bereitstellen.
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Ein
ATM-Gateway 124 stellt eine Dienstekonnektivität zwischen
IP-basieren Diensten und ATM-artigen Diensten bereit. Der ATM-Gateway kann
auch Gatekeeper-Funktionen bereitstellen. Der ATM-Gateway kann verwendet
werden, wenn ATM-artige Dienste (z.B. Sprache über ATM, klassische IP über ATM,
etc.) von einem ATM-Dienstenetz unterstützt werden. Ein Elementverwaltungssystem (EMS,
Element Management System) 126 stellt Überwachungs- und Betriebssteuerungs-Funktionen für die Elemente
bereit, die das feste Funkzugriffsnetz 100 umfassen.
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Wie
oben erwähnt
und in 2B gezeigt, schließt das Zugriffsnetz 100 eine
Mehrzahl von Schnittstellen an unterschiedlichen Referenzpunkten in
dem Netz ein. Beispielsweise ist die W.3-Schnittstelle zwischen
der TE-Einheit 102 und
der IWF_US-Einheit 104 angeordnet. Vorzugsweise ist die
W.3-Schnittstelle eine offene Schnittstelle (z.B. IP über ein
Internet oder USB). Eine B.1-Schnittstelle
ist zwischen der IWF_US-Einheit 104 und dem Paketrohr 106 angeordnet.
Die B.1-Schnittstelle ist vorzugsweise eine proprietäre Schnittstelle,
sie kann aber auch eine nicht-proprietäre für andere Zwecke sein. Beispielsweise
kann eine B.1-Schnittstelle in Übereinstimmung
mit einer Abmachung zwischen unterschiedlichen Zugriffstechnologie-Anbietern und/oder
-Betreibern standardisiert werden.
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Eine
W.1-Schnittstelle (z.B. eine Luftschnittstelle) ist zwischen der
RT-Einheit 108 und einer RR-Einheit 110 oder einer
RR-Einheit 112 (nicht gezeigt) angeordnet. In einer unterschiedlichen
Ausführungsform
kann die W.1- oder Funkluftschnittstelle auch zwischen der RR-Einheit 110 und
der RN-Einheit 112 angeordnet sein. Die W.1-Schnittstelle
kann proprietär
oder nicht-proprietär
sein.
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Eine
B.2-Schnittstelle ist zwischen dem Paketrohr 106 und der
IWF_NS-Einheit 114 angeordnet. Eine B.2-Schnittstelle ist
vorzugsweise eine proprietäre
Schnittstelle, kann aber auch eine nicht-proprietäre für andere
Zwecke sein. Ähnlich
zu einer B.1-Schnittstelle kann beispielsweise eine B.2-Schnittstelle in Übereinstimmung
mit einer Abmachung zwischen unterschiedlichen Zugriffstechnologie-Anbietern
und/oder – Betreibern
standardisiert werden.
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Eine
W.2.1-Schnittstelle ist zwischen der IWF-NS-Einheit 114 und
dem Kanten- oder Zugriffsrouter 116 angeordnet. Die W.2.1-Schnittstelle
ist vorzugsweise nicht-proprietär.
Eine W.2.2-Schnittstelle ist zwischen dem Kanten- oder Zugriffsrouter 116 und
dem IP-Netz 118, dem Gatekeeper 120, dem PSTN/ISDN-Gateway 122 und
dem ATM-Gateway 124 angeordnet. Die W.2.2-Schnittstelle
ist vorzugsweise eine nicht-proprietäre Schnittstelle
wie etwa beispielsweise IP über
Rahmen-Relais, ATM oder SONET/SDH. Eine W.2.3-Schnittstelle ist
zwischen dem PSTN/ISDN-Gateway 122 und einem PSTN/ISDN-Netz 128 und
dem ATM-Gateway 124 und einem ATM-Netz 130 angeordnet.
Die W.2.3-Schnittstelle ist vorzugsweise eine nicht-proprietäre Schnittstelle
wie etwa beispielsweise eine V5.2- oder ATM-Forum-Benutzernetz-Schnittstelle (UNI).
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Eine
B.3-Schnittstelle ist zwischen der EMS-Einheit 126 und
verschiedenen Komponenten des Funkzugriffsnetzes 100 angeordnet.
Die B.3-Schnittstelle kann eine proprietäre oder eine nicht-proprietäre Schnittstelle
sein. Eine B.4-Schnittstelle
ist zwischen der EMS-Einheit und dem Netzverwaltungssystem der oberen
Schicht bereitgestellt. Die B.4-Schnittstelle kann auch eine proprietäre oder eine
nicht-proprietäre Schnittstelle
sein.
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Wie
oben erwähnt
stellt das Schicht 1- und Schicht 2-Paketrohr 106 eine Mehrzahl
von Funkträgerdiensten
für höhere Protokollschichten
bereit, deren Dienste durch unterschiedliche Dienstqualitäts- (QoS,
Quality of Service)-Parameter
charakterisiert werden können.
Für diese
Ausführungsform
verwaltet das Zugriffsnetz 100 QoS mit den folgenden Zugängen: integrierte
Dienste (IntServ) oder ReSerVation-Protokoll (RSVP)-Unterstützung; differenzierte Dienste
(DiffServ)-Unterstützung
oder unter Verwendung einer "drill
down"-Protokolltechnologie,
die QoS-Parameter von den höheren
zu den niedrigeren Protokollstapeln des Paketrohrs 106 übertragen kann.
In Übereinstimmung
mit der bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist ein Protokollstapel für das Paketrohr 106,
der eine QoS-Differenzierungs-(DiffServ)-Unterstützung bereitstellen kann,
in 3 gezeigt.
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Wie
durch den in 3 gezeigten Protokollstapel
veranschaulicht, werden die IP-Globalflüsse an den Kanten des Paketrohrs 106 beendet,
um eine Paketklassifikation bereitzustellen. Die RSVP-Dienste werden
beendet, um auf Ressourcen-Reservierungsparameter zuzugreifen, um
Sitzungen in dem Paketrohr zu verwalten. Auch wird eine Router-ähnliche
Technologie an den Kanten des Paketrohrs angewandt. Beispielsweise
differenziert der Edge-Router 116 Pakete in Übereinstimmung
mit den unterschiedlich auferlegten QoS-Anforderungen. Diese Differenzierung
zwischen Paketen kann unter Verwendung von beispielsweise RSVP (entwickelt
zur Unterstützung
unterschiedlicher QoS-Klassen in IP-Anwendungen wie etwa Videokonferenzen,
Multimedia, etc.) oder einer DiffServ-Klassifikationsfunktion durchgeführt werden.
Es sei darauf hingewiesen, dass verschiedene Netztransportmechanismen
mit jeder DiffServ-Klasse verwendet werden können.
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Wie
zuvor erwähnt,
dient eine Primärfunktion des
Paketrohrs 106 dazu, eine Schicht 1- und eine Schicht 2-Funktionalität zum Übermitteln
eines Paketverkehrs über
eine Funkluftschnittstelle (z.B. eine W.1-Schnittstelle in diesem
Beispiel) bereitzustellen. Die Schnittstelle zwischen dem Paketrohr 106 und den
oberen Schichten in der gesamten Protokollarchitektur bestimmt auch
den Typ von Paketen (z.B. Paketdateneinheiten oder PDUs), die für eine Übertragung
eingereicht werden. Als solches können die primären Szenarien
für das
Paketrohr 106 wie folgt beschrieben werden: ein IP-optimiertes Paketrohr; ein
ATM-optimiertes Paketrohr; und ein Paketrohr, das sowohl IP- als
auch ATM-Modelle unterstützt. Das
Paketrohr stellt eine Schnittstelle zu den IWFs bereit, um eine
Funkressource in Übereinstimmung mit
dem ausgehandelten QoS-Dienst zu reservieren, zu entfernen oder
aufrecht zu erhalten.
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In Übereinstimmung
mit der bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann das Paketrohr 106 ausgelegt
werden, bestimmte allgemeine Anforderungen zu erfüllen. Eine
erste Anforderung besteht darin, dass das Paketrohr eine Bereitstellung
unterschiedlicher QoS-Klassen für
die höheren
Schichten unterstützt.
In dieser Hinsicht wird ein Satz von QoS-Klassen in dem Paketrohr
definiert. Das Paketrohr ist dann zum Bereitstellen zufriedenstellender
Dienste innerhalb jener QoS-Klassen verantwortlich. Eine zweite
Anforderung besteht darin, dass geeignete Mechanismen existieren,
um rare Funkressourcen effizient zu benutzen, wenn sie für verschiedene
Informationsflüsse
zugeordnet sind, und auch um einen effizienten Zugriff auf das Basisnetz
(backbone network) zu erhalten. Eine dritte Anforderung besteht
darin, dass für
eine geeignete Funkressourcenkapazität die Auslegung des Paketrohrs
Verbindungs-Budget-Berechnungen berücksichtigen sollte, um sicherzustellen,
dass eine zufriedenstellende Bitfehlerrate (BER) für die Kanäle der physikalischen
Schicht sichergestellt ist.
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Eine
vierte Anforderung an das Paketrohr 106 besteht darin,
dass Mechanismen bereitgestellt werden, um sicherzustellen, dass
Fairness-Prinzipien vorherrschen, wenn Funkressourcen zu verschiedenen
Sitzungen oder Benutzern zugeordnet werden, die zu der gleichen
QoS-Klasse gehören.
In dieser Hinsicht kann das Paketrohr einen Paketverkehr, der zu
der gleichen oder einer unterschiedlichen QoS-Klasse gehört, während Stauperioden
priorisieren, was eine Steuerung gegenüber einer Benutzung dieser
raren Funkressourcen für
einen Operator belassen kann.
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Eine
fünfte
Anforderung an das Paketrohr 106 besteht darin, dass es
in der Lage ist, Datenübertragungen
zu segmentieren und wieder zusammenzusetzen. Es ist erforderlich,
dass das Paketrohr eine effiziente Mediumzugriffssteuerung bereitstellt,
die auch eine erneute Übertragung
von fehlerhaften Daten einschließt. Dies erfordert eine Segmentierungsfunktion,
die eingehende Pakete (N-PDUs) in kleinere Einheiten vor einer Übertragung über die
Funkluftschnittstelle aufteilt, um die Funkübertragung durch ein Kombinieren
der Vorwärtsfehlerkorrektur
(FEC, Forward Error Correction) oder einer Redundanz durch ein Codieren
und der Rückwärtsfehlerkorrektur (BEC,
Backward Error Correction) oder einer Redundanz durch eine erneute Übertragung
zu optimieren. Auch durch ein Senden kleinerer Dateneinheiten über die
Funkluftschnittstelle wird die Bevorrechtigungsgranularität kleiner,
was ein feineres Abstimmen des Funkzugriffes für unterschiedliche QoS-Klassen
zulässt.
Schließlich
ist eine Paketwiederzusammensetzungs-Fähigkeit
auf der Empfängerseite
erforderlich.
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Obwohl
eine bevorzugte Ausführungsform des
Verfahrens und der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung in den
zugehörigen
Zeichnungen veranschaulicht und in der voranstehenden detaillierten Beschreibung
beschrieben worden ist, ist zu verstehen, dass die Erfindung nicht
auf die offenbarte Ausführungsform
beschränkt
ist, sondern zu zahlreichen Neuanordnungen, Modifikationen und Substitutionen in
der Lage ist, ohne von dem Umfang der Erfindung abzuweichen, wie
sie durch die folgenden Ansprüche offenbart
und definiert ist.