DE69931132T2

DE69931132T2 - Funkstrecke mit dynamischer Anpassung

Info

Publication number: DE69931132T2
Application number: DE69931132T
Authority: DE
Inventors: William Anthony Stittsville Gage; Goran Nepean Janevski; Jagdish Ottawa Sonti
Original assignee: Nortel Networks Ltd
Current assignee: Nortel Networks Ltd
Priority date: 1998-12-30
Filing date: 1999-12-21
Publication date: 2006-10-19
Anticipated expiration: 2019-12-22
Also published as: DE69931132D1; EP1017207A1; EP1017207B1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Funkstrecken-Protokolle und insbesondere auf eine dynamische Datenstrecken-Anpassung für ein drahtloses Kommunikationssystem.
Hintergrundinformation
Die Schichtung oder eine geschichtete Architektur ist eine Form einer hierarchischen Modularität, die für die Datennetzwerk-Konstruktion zentral ist. Eine Schicht führt eine Kategorie von Funktionen oder Diensten aus. Alle wesentlichen sich entwickelnden Kommunikationstechnologien beruhen auf den Schichten des OSI-Modells, das in 1a dargestellt ist. Das OSI-Modell definiert eine physikalische Schicht (Schicht 1), die die Normen für das Übertragungsmedium spezifiziert, eine Datensicherungs- oder Verbindungs-Schicht (Schicht 2), eine Netzwerkschicht 3 und Anwendungsschichten (Schichten 4–7).
Physikalische Schicht
Die Funktion der physikalischen Schicht besteht darin, einen physikalischen Kanal zu schaffen, das heißt eine Kommunikationsstrecke zur Übertragung einer Folge von Bits zwischen irgendeinem Paar von Netzwerk-Elementen, die durch einen physikalischen Kommunikationskanal miteinander verbunden sind. Beispielsweise im Fall von drahtlosen Netzwerken ist dies der Kanal, der physikalisch die Information zwischen der Mobilstation (MS) und der Basis-Übertragungsstation (BTS) oder zwischen der BTS und der Funkvermittlungsstelle (MSC) transportiert.
Verbindungsstrecken- oder Sicherungs-Schicht
Jede Punkt-zu-Punkt-Kommunikationsverbindungsstrecke hat Datenstrecken-Steuermodule an jedem Ende der Verbindungsstrecke. Der Zweck dieser Module besteht in dem Austausch von Informationselementen (IE) unter Verwendung der physikalischen Schicht.
Verbindungsstrecken- oder Sicherungsschicht-Protokolle sind anerkannte Mechanismen, die in der drahtgebundenen und drahtlosen Kommunikationsindustrie verwendet werden, um die Wirkungen von Beeinträchtigungen zu mildern, die durch das physikalische Übertragungsmedium eingeführt werden. Ein Funkstrecken-Protokoll (RLP) ist ein Protokoll, das für die drahtlose Umgebung ausgelegt ist, um speziell die Arten von Beeinträchtigungen zu behandeln, die auf einer Funkstrecke zwischen einer Mobilstation (MS) und dem Funk-Zugangsnetzwerk (RAN) auftreten. Die ausführlichen Mechanismen, die von einem RLP verwendet werden, sind üblicherweise für das spezielle Funk-Schnittstellen-Protokoll (AIP) spezifisch und sind auf die Dienste zugeschnitten, die von diesem AIP unterstützt werden. Im Allgemeinen kann ein Verbindungsstrecken-Protokoll Mechanismen zur Behandlung von Fehlern auf der Kommunikationsstrecke, von Verzögerungen, die bei der Übertragung von Information über die Kommunikationsstrecke auftreten, von Information, die bei der Übertragung über die Kommunikationsstrecke verlorengeht, von Bandbreiteneinsparungen und zur Wettbewerbsauflösung bereitstellen.
Alle diese AIP's definieren eine begrenzte Anzahl von RLP's und wählen das RLP für die Verbindung während der Verbindungs-Aufbauphase auf der Grundlage der Diensteanforderungen aus. Der Dienst ist durch den Typ der Information (Tol), die übertragen wird (das heißt Sprache, Paketdaten, Steuerpaket, usw.) und durch die erforderliche Dienstgüte (QoS) definiert. Allgemein gesprochen hängt die Dienstgüte (QoS) eines bestimmten Typs von Dienst (ToS) von den Fehlern, die über die Kommunikationsverbindungsstrecke auftreten, von den Verzögerungen, die bei der Übertragung der Information auftreten, und/oder von der bei der Übertragung über die Kommunikationsstrecke verlorengehenden Information ab.
Wie dies weiter oben erläutert wurde, kann ein Funkstrecken-Protokoll Mechanismen bereitstellen, um alle Arten von Beeinträchtigungen zu behandeln, die durch das physikalische Übertragungsmedium in die Funkstrecke eingeführt werden. Somit werden Fehlerkontrollschemas derzeit ausschließlich für die Fehlerdetektion, für die Fehlerdetektion und Vorwärts-Fehlerkorrektur oder die Fehlerdetektion und die erneute Aussendung ausgelegt. Derzeitige Verzögerungs-Kontrollschemas schließen eine beschleunigte Zustellung, eine begrenzte Verzögerung oder eine unbegrenzte Verzögerung ein, während Verlust-Kontrollschemas eine zugesicherte Zustellung, eine Zustellung besten Bemühens oder einen Relais-Dienst (keine Wiederherstellung) einschließen können. Derzeitige Bandbreiten-Einsparungsschemas können eine Paket-Kopffeld-Kompression, eine generische Nutzdaten-Kompression oder eine anwendungsspezifische Kompression einschließen, und Konkurrenz-Auflösungsschemas können ein zufälliges Warteintervall gefolgt von einer erneuten Aussendung, eine Kanalreservierung, eine zyklische oder prioritätsbasierte Abfrage oder adaptive Leistungsstufen gefolgt von einer erneuten Aussendung einschließen. Diese Liste von Protokoll-Funktionen ist in keiner Weise erschöpfend.
Netzwerk-Schicht
Die dritte Schicht ist die Netzwerk-Schicht, die für die Routenführung von Paketen von einem Netzwerk-Knoten zu einem anderen verantwortlich ist. Die Netzwerk-Schicht nimmt Dateneinheiten (Pakete) von oberen Schichten an, fügt eine Routenführungs-Information zu dem Paket-Kopffeld hinzu und leitet das Paket an die Verbindungsstrecken- oder Sicherungs-Schicht.
Transport-Schicht
Die vierte Schicht ist die Transport-Schicht, die virtuelle Ende-zu-Ende-Verbindungen unter Verwendung von Netzwerk-Schicht-Adressierungs- und Routenführungs-Fähigkeiten schafft. Diese Schicht hat eine Anzahl von Funktionen, von denen nicht alle notwendigerweise in irgendeinem vorgegebenen Netzwerk benötigt werden. Im Allgemeinen betrifft dies Schicht die Zusammenfügung/Zerlegung von Dateneinheiten, das Multiplexieren/Demultiplexieren, die Ende-zu-Ende-Fehlerkorrektur, die Flusssteuerung usw.
Das in 1 b als die Transport-Schicht gezeigte Übertragungs-Kontrollprotokoll (TCP) hat sich über viele Jahre seiner Verwendung auf den drahtgebundenen Ortsbereichs-Netzwerk-(LAN) und Weitbereichs-Netzwerk-(WAN-) Gebieten entwickelt. Viele der Algorithmen, die zum Optimieren der Betriebsleistung von TCP in der drahtgebundenen Umgebung verwendet werden, beruhen jedoch auf einigen grundlegenden Annahmen über das drahtgebundene Netzwerk, in dem TCP typischerweise verwendet wird.
Drahtgebundene und drahtlose Umgebung
In einem drahtgebundenen Netzwerk liegen die Bitfehlerraten typischerweise in der Größenordnung von 10^–9 oder besser, und Bitfehler haben die Tendenz, zufällig zu sein. Im Allgemeinen wird das Übertragungsmedium im Wesentlichen als fehlerfrei betrachtet, und TCP-Pakete gehen hauptsächlich aufgrund einer Überlastung in den zwischenliegenden Routern verloren. Weiterhin hat in einem drahtgebundenen System der Übertragungskanal eine konstante Bandbreite, und er ist symmetrisch; daher können die Charakteristiken des Kanals in einer Richtung durch Betrachtung der Charakteristiken des Kanals in der anderen Richtung abgeleitet werden.
Aufgrund der praktisch fehlerfreien Umgebung der drahtgebundenen Netzwerke ist es in vielen Fällen am einfachsten, ein gemeinsames Verbindungsstrecken-Steuerprotokoll zu verwenden und Überlastungsprobleme dadurch zu lösen, dass „Bandbreite für das Problem eingesetzt wird", um Warteschlangen-Flaschenhälse durch die Verwendung von Übertragungskanälen mit höherer Geschwindigkeit zu beseitigen.
Andererseits sind in einer drahtlosen Umgebung die meisten der vorstehenden Annahmen nicht mehr gültig. Der drahtlose Kanal ist durch eine hohe Bitfehlerrate mit Fehlern charakterisiert, die in Bursts auftreten, die eine Anzahl von Paketen beeinflussen können. Aufgrund von Schwund, aufgrund der niedrigen Sendeleistung, die für die Mobilstation zur Verfügung steht, und aufgrund der Wirkungen von Störungen scheint die Bandbreite des Kanals sehr schnell über die Zeit zu schwanken, was zu einer Funkstrecke führt, die nicht symmetrisch ist.
In einer drahtlosen Umgebung ist die Größe der Bandbreite, die für das System zur Verfügung steht, festgelegt und knapp. Die Hinzufügung von Bandbreite zu der Funkverbindungsstrecke kann aufwändig oder sogar aufgrund von Einschränkungen durch Vorschriften und Regelungen unmöglich sein.
Beispielsweise ist die Optimierung einer Massendaten-Übertragung in einer drahtgebundenen Umgebung einfach eine Frage der Zuteilung von soviel Bandbreite wie möglich zu der Verbindung. In einer drahtlosen Umgebung wird ein Teil der Bandbreite für die Fehlerkorrektur verwendet. Es ist bekannt, dass mehr Fehlerkorrektur weniger Nutzinformation bedeutet, doch vergrößert eine stärkere Fehlerkorrektur die Wahrscheinlichkeit einer korrekten Zustellung ohne erneute Aussendungen. Somit kann der Ende-zu-Ende-Durchsatz tatsächlich durch Verringern der Bandbreite, die der Nutzinformation zugeteilt wird, und durch die Verwendung der frei werdenden Bandbreite für die Fehlerkorrektur vergrößert werden.
Drahtlose Netzwerk-Lösungen, die speziell auf Paketdaten unter Verwendung des Übertragungs-Kontrollprotokolls (TCP) gerichtet sind, wurden vorgeschlagen, doch leiden sie an einer Anzahl von Problemen, weil sie für TCP generisch sind und keine Unterscheidung zwischen den Anforderungen der unterschiedlichen Anwendungen gemacht werden, die TCP verwenden, und ohne Kenntnis der Fähigkeiten, die von den unterschiedlichen Verbindungs- oder Sicherungs- und Anwendungsschicht-Protokollen bereitgestellt werden.
Ein weiteres Problem, das sich aus der Verwendung des TCP in einem drahtlosen Netzwerk ergibt, bezieht sich auf eine Sicherungs-Schicht, die unabhängig von der TCP-Schicht ohne intrinsische Kenntnis der Kontroll- und Informations-Paket-Anforderungen von TCP arbeitet. Das Sicherungs-Schichtprotokoll kann Mechanismen, beispielsweise automatische erneute Aussendungen von verlorenen oder beeinträchtigten Paketen verwenden, die Mechanismen, die von dem TCP verwendet werden, entweder duplizieren oder diese stören.
Prioritätsbasierte Warteschlangen-Algorithmen sowie ein Parameter-gesteuertes Verhalten zur Verwendung durch RLP's wurden ebenfalls vorgeschlagen. Prioritätsbasierte Warteschlangen-Algorithmen zur Verwendung durch RLP's sind hinsichtlich ihrer Anwendbarkeit auf Probleme beschränkt, die mit unterschiedlichen Warteschlangen-Algorithmen gelöst werden können. Ein Parameter-gesteuertes Verhalten als Maßnahme zur Modifikation des Verhaltens eines RLP entsprechend den Werten, die Eingangsparametern zugeordnet werden, ist durch anfängliche Entscheidungen darüber beschränkt, welche Parameter dynamisch sind, und welche dies nicht sind. Das grundlegende Verhalten des RLP kann nicht geändert werden, und daher sind irgendwelche neuen Funktionen, die einen neuen Satz von Parameter-Werten erfordern, nur schwierig einzuführen. Weiterhin können anwendungsspezifische Funktionen nicht ohne weiteres eingeführt werden.
Drahtlose Multimedien-Kommunikationen
In der Multimedien-Kommunikations-Welt haben unterschiedliche Anwendungen unterschiedliche QoS-Anforderungen hinsichtlich der Bandbreite, der Verzögerung, der zugesicherten Zustellung usw. Daher kann die Betriebsleistung eines Multimedien-Protokolls durch Verwendung von Mechanismen verbessert werden, die speziell ausgelegt sind, um die beim Stand der Technik auftretenden Beeinträchtigungen zu überwinden.
Derzeitige drahtlose Systeme der zweiten Generation (2G) sind hauptsächlich so ausgelegt, dass sie Sprachverkehr abwickeln, mit einigen Zugeständnissen für leitungsvermittelte Daten. Später wurden Paketdatendienste auf die 2G-Systeme aufgepfropft, doch wurden diese gleichförmig entsprechend dem Schema der Zustellung „besten Bemühens" behandelt. Der Typ des RLP (Funkstrecken-Protokolls), das bei 2G-Systemen verwendet wird, beruht typischerweise auf dem generischen Dienst oder den generischen Diensten, die für die MS (Mobilstation) verfügbar sind, wie z.B. Sprachdienste, Paket-Datendienste und/oder leitungsvermittelte Datendienste. Der Sprachdienst kann ein RLP verwenden, das eine Fehlerkorrektur und Vorwärts-Fehlerkorrektur vorsieht, der Paketdatendienst kann ein RLP verwenden, das eine Fehlerdetektion und erneute Aussendungen vorsieht, während der leitungsvermittelte Datendienst ein RLP verwenden kann, das einen transparenten Bit-Dienst vorsieht.
Die Einführung von Multimedien-Kommunikationen in drahtlose Systeme der dritten Generation (3G) bedeutet, dass der Verkehr nicht mehr länger einen Satz von homogenen Charakteristiken hat, und als Ergebnis leiden viele der Protokolle für drahtlose Systeme der zweiten Generation an einer Anzahl von Auslegungs-Problemen.
Vorhandene drahtlose Implementierungen definieren eine begrenzte Anzahl von RLP's (Funkstrecken-Protokollen). Das RLP für eine Verbindung wird derzeit während der Verbindungsaufbauphase gewählt und bleibt an die Dienste-Kategorie für die Dauer der Verbindung gebunden. Um den Typ des RLP zu ändern, muss die Verbindung beendet werden, und eine neue Verbindung mit einer anderen Art von RLP muss aufgebaut werden.
Weiterhin beruht die RLP-Auswahl derzeit auf dem Diensttyp (ToS), der angefordert wird (beispielsweise Sprache, Paketdaten besten Bemühens), und nimmt an, dass alle Dienste innerhalb einer Kategorie die gleichen grundlegenden Dienstgüte-(QoS-) Anforderungen haben, und dass sich dies nicht mit der Zeit ändert. Ein RLP arbeitet unabhängig ohne Kenntnis der Transportprotokoll- oder Anwendungs-Anforderungen, und das gleiche RLP bleibt während der gesamten Lebensdauer der Verbindung wirksam, selbst wenn sich die Anforderungen des Informationsflusses ändern können.
Weiterhin behandeln die derzeitigen RLP's alle Information in der gleichen Weise, wobei angenommen wird, dass die gleichen Diensttyp-(ToS-) Anforderungen für alle Informationselemente (IE) gelten.
Beispielsweise sollte in einer Paketbetriebsart-Verbindung den Steuerpaketen, die den Fluss der Information regeln, eine höhere Priorität und eine größere Zusicherung einer korrekten Zustellung zugeteilt werden, als den Paketen selbst, doch werden sie derzeit alle gleich behandelt. Weiterhin werden RLP's typischerweise während des Normungsprozesses definiert, und es sind keine Vorkehrungen getroffen, um eine neue Art von Informationsfluss oder eine neue Art von Dienst-(ToS-) Kategorie und deren entsprechendes RLP hinzuzufügen. Bei der schnellen Einführung von neuen Anwendungen in die drahtlosen und Paketdaten-Gebiete können diese Anwendungen gezwungen sein, ein RLP zu verwenden, das angenähert jedoch nicht weitgehend zu den Diensteanforderungen der Anwendungen passt.
Entsprechend besteht ein Bedarf an einer Bereitstellung einer dynamischen Sicherungsschicht für ein drahtloses Multimedien-Kommunikationssystem, das zu einer Vielzahl von Arten von Dienst-(ToS-) Kategorien einer Anwendung passt und in der Lage ist, unterschiedliche Dienstgüte-(QoS-) Anforderungen innerhalb einer Kategorie zu erkennen.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung ergibt eine verbesserte Ende-zu-Ende-Dienstgüte (QoS) für drahtlose Multimedien-Kommunikationen.
Gemäß einem Gesichtspunkt der Erfindung wird ein Funkstreckensystem geschaffen, wie es im Anspruch 1 beansprucht ist. Entsprechend einem zweiten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Funkstreckensystem geschaffen, wie es im Anspruch 9 beansprucht ist. Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung wird ein Verfahren zur Multimedien-Kommunikation geschaffen, wie es im Anspruch 10 beansprucht ist.
Das Funkstreckensystem für Multimedien-Kommunikation zwischen einem Funk-Zugangsnetzwerk (RAN) und einer Mobilstation (MS) wird zum Aufbau einer Verbindung unter einer RAN-Überwachung bereitgestellt. Eine RAN-Verbindung einer Kommunikationsstrecke wird zur Übertragung eines Informationselementes (IE) mit einem bestimmten IE-Typ von Diensteanforderungen an eine Vielzahl von RAN-Funkstrecken-Adapter-(RLA-) Komponenten verwendet. Jeder AAN RLA ist einem Typ von Dienst zugeordnet und in der Lage, die IE an ein RAN-Rahmenformat anzupassen, das Verbindungsinformation und RLA-Information umfasst, die der übertragenen IE zugeordnet ist. Ein Datenfluss-Analysator ist ebenfalls vorgesehen, um die Kommunikationsstrecke zu überwachen, und den IE-Typ des Dienstes von der RAN-Verbindung zu beschaffen, um eine RAN RLA-Komponente mit einem RLA-Typ von Dienst auszuwählen, der im Wesentlichen gleich dem IE-Typ des Dienstes ist, und um dynamisch die ausgewählte RAN RLA-Komponente der RAN-Verbindung zuzuteilen.
Entsprechend einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung wird ein Funkstreckensystem für eine Multimedien-Kommunikation zwischen einer mobilen Station (MS) und einem Funk-Zugangsnetzwerk (RAN) zum Aufbau einer Kommunikationsstrecke zwischen der MS und dem RAN unter der MS-Überwachung der Verbindung geschaffen. Eine MS-Verbindung einer Kommunikationsstrecke wird zur Aussendung eines Informationselementes (IE) entsprechend dem Typ der Diensteanforderungen an eine Vielzahl von MS-Funkstrecken-Adaptern verwendet. Jeder MS RLA ist in der Lage, das IE an ein MS-Rahmenformat zur Aussendung über die Kommunikationsstrecke zu einem hiermit gepaarten RAN-RLA anzupassen. Sowohl der MS RLA als auch der RAN RLA werden entsprechend der Dienstgüte-(QoS-) Anforderungen ausgewählt, die dem IE zugeordnet sind.
Entsprechend einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung wird ein Verfahren zur Multimedien-Kommunikation zwischen einem Funk-Zugangsnetzwerk (RAN) und einer mobilen Station (MS) geschaffen. Eine Kommunikationsstrecke zur Aussendung eines Informationselementes (IE) entsprechend einem IE-Typ von Diensteanforderungen von einer Verbindung in dem RAN zu einer passenden Verbindung in der MS wird anfänglich aufgebaut. Die Verbindung wird dauernd an dem Ursprungsende überwacht, um den IE-Typ der Dienstanforderungen für eine derzeitige Übertragungsoperation auf der Kommunikationsstrecke festzustellen. Eine Vielzahl von Funkstrecken-Adaptern (RLA) sind ebenfalls vorgesehen, wobei jeder RLA einem RLA-Diensttyp zum Laden der IE in ein RLA-Rahmenformat zugeordnet ist, das Ziel-Verbindungsinformation umfasst, die dem Typ des IE zugeordnet ist. Entsprechend jedem IE-Typ der Diensteanforderungen, der identifiziert wurde, wird eine RLA-Komponente, die dem identifizierten IE-Diensttyp zugeordnet ist, dynamisch dem Ursprungs-Verbindungsende zugeteilt. Die Ziel-Verbindungsinformation, die in dem RLA-Rahmen enthalten ist, schließt eine Verbindungs-Identifikation und eine RLA-Identifikation ein, um an dem anderen Ende der Verbindung eine zweite RLA-Komponente auszuwählen und zuzuteilen, die den gleichen RLA-Diensttyp hat. Entweder das RAN oder die MS können die Kommunikationsstrecke überwachen.
In vorteilhafter Weise wird gemäß der Erfindung die dynamische Auswahl des Typs des RLA zum Transport der Information ausgeführt, ohne dass es erforderlich ist, eine Verbindung abzubauen und neu zu erzeugen. Der Transport des Informationsflusses eines bestimmten Diensttyps über die Funkstrecke wird optimiert, und eine Ende-zu-Ende-Dienstgüte wird aufrechterhalten.
Die Erfindung verwendet Verbindungsstrecken-Anpassungstechniken, die speziell auf die Notwendigkeiten eines bestimmten Typs des Informationsflusses oder eines bestimmten Ende-zu-Ende-Transportprotokolls zugeschnitten sind. Die Betriebsweise jedes RLA kann so zugeschnitten werden, dass er Dienste bereitstellt, die eng an die Anforderungen eines bestimmten Endbenutzers oder eines bestimmten Informationsflusses oder eines Diensttyps angepasst sind. Die RLA-Auswahl kann auf dem Profil des Endbenutzers, den ausgewählten Diensttyp, auf den sich ändernden Charakteristiken des Informationsflusses, auf dem Typ des innerhalb des Datenflusses detektierten Informationselementes und/oder auf den derzeitigen Bedingungen auf der Funkstrecke beruhen.
Weitere Gesichtspunkte und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden für den Fachmann bei einer Betrachtung der folgenden Beschreibung spezieller Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich.
Beschreibung der Zeichnungen
1a–1c zeigen das OSI-Modell und dessen Anwendung auf diese Erfindung. 1a zeigt die OSI-Schichten allgemein; 1b zeigt die Sicherungsschicht, die durch das Sicherungsprotokoll beeinflusst ist; und 1c zeigt das Arbeitsgebiet für einen Verbindungsstrecken-Adapter in dem Zwischenverbindungs-Modell des offenen Systems.
2 zeigt ein Beispiel einer Funkstrecken-Protokollarchitektur für ein heutiges drahtloses Multimedien-Kommunikationssystem.
3 ist ein funktionelles Blockschaltbild, das die Zuteilung eines Funkstrecken-Adapters zu einer Verbindung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
4 ist ein funktionelles Blockschaltbild für ein drahtloses Multimedien-Kommunikationssystem, das die dynamische Funkstrecken-Anpassung gemäß der Erfindung verwendet.
5 zeigt ein Beispiel eines Funkstrecken-Adapter-Rahmens, der gemäß der Erfindung gebildet wird.
6 ist ein Ablaufdiagramm, das zur Erläuterung der Schritte der Funkstrecken-Anpassung gemäß der Erfindung verwendet wird.
Ausführliche Beschreibung der Ausführungsformen
Die 1-a bis 1-c zeigen das OSI-Modell und dessen Anwendung auf diese Erfindung. 1-a zeigt die OSI-Schichten allgemein, und 1-b zeigt die OSI-Schicht, die durch das Verbindungs- oder Sicherungsprotokoll betroffen ist. Wie dies in 1-b gezeigt ist, arbeitet ein Sicherungsprotokoll typischerweise lediglich an der Schicht 2 der Sicherungsschicht des Protokollstapels. Das Sicherungsprotokoll ergibt einen festen Satz von Diensten für die Schicht 3, die Netzwerk-Schicht, und es hat keine Kenntnis der Protokolle, die außerhalb der Schicht 2 verwendet werden.
Die vorliegende Erfindung ergibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verbesserung der Dienstgüte (QoS) für Multimedien-Kommunikationen über eine Funkstrecke, während sie eine Priorität für die korrekte Zustellung von Bestätigungen für Information ergibt, die bereits empfangen wurde. Gemäß der Erfindung ist ein Funkstrecken-Adapter (RLA) so ausgelegt, dass er Dienste ergibt, die sehr eng an die Diensttyp-(ToS-) Anforderungen angepasst sind und die dynamisch ausgewählt werden können, um Information zu transportieren, ohne dass es erforderlich ist, eine Verbindung neu aufzubauen.
Ein Verbindungsstrecken-Adapter kann auf irgendeiner und allen Schichten des Protokollstapels arbeiten, die zwischen dem Sender und dem Empfänger verwendet werden. In der Praxis bedeutet dies, dass der Verbindungsstrecken-Adapter der Erfindung Informationen von irgendwo in der Kommunikationsumgebung ableitet und irgendeines der Protokolle manipuliert, die zwischen dem Sender und dem Empfänger verwendet werden, wie dies in 1-c gezeigt ist.
Das Funkstrecken-Adapterkonzept fällt in eine allgemeine Klasse von Protokoll-Verbesserungstechniken, die als „Protokoll-Booster" bekannt sind, die so ausgelegt sind, dass sie ein verbessertes Ende-zu-Ende-Protokoll-Betriebsverhalten ohne Änderung der Semantik des Ende-zu-Ende-Protokolls ergeben. Somit sind, obwohl die Wirkungen des RLA-Protokoll-Boosters für die miteinander kommunizierenden Endpunkte, beispielsweise ein verbesserter Durchsatz, offensichtlich sind, die Mechanismen und Protokolle, die intern von diesem RLA-Protokoll-Booster verwendet werden, für die Endpunkte transparent.
Die bisher in der Technik bekannten „Booster" sind statische Booster. Die dynamische Auswahl eines RLA ermöglicht es dem drahtlosen System, die Diensteanforderungen eines Informationsflusses festzustellen und sehr schnell die Art und Weise zu ändern, wie dieser Dienst bereitgestellt wird, wenn sich die Notwendigkeiten des Flusses ändern und wenn sich die Bedingungen auf der Funkstrecke ändern. Das Letztere ist insbesondere in einer drahtlosen Umgebung von Bedeutung. Protokolle, die heute in weitem Umfang verwendet werden, wie z.B. das Übertragungs-Kontrollprotokoll (TCP) wurden zur Verwendung in einer drahtgebundenen Umgebung entwickelt, in der die Verbindungsstrecke sehr stabil ist. Die Bedingungen auf der Funkstrecke schwanken jedoch sehr schnell aufgrund von Schwund und Störungen, so dass das drahtlose System in der Lage sein muss, sehr schnell zu reagieren, um Protokolle wie TCP von diesen Änderungen abzuschirmen und die Ende-zu-Ende-Dienstgüte (QoS) aufrechtzuerhalten.
2 zeigt eine Funkstrecken-Protokoll-Architektur, die ein einfaches Beispiel eines heutigen Netzwerkes zeigt, das ein Funk-Zugangsnetzwerk (RAN) 101 und eine Mobilstation (MS) 102 aufweist. Für jeden Diensttyp (ToS) wird eine Kommunikations-Verbindungsstrecke zwischen dem RAN 101 und der mobilen Station 102 über eine Funkschnittstelle 103 aufgebaut.
Das Ende jeder Verbindungsstrecke ist intuitiv in dem RAN 101 durch die Verbindungseinheiten 1–3 dargestellt, die mit 11, 12 und 13 bezeichnet sind und mit entsprechenden Verbindungen 21, 22 und 23 in der MS 102 verbunden sind. Der Ausdruck „Verbindung" wird zur Bezeichnung einer einseitig gerichteten Einrichtung oder eines Mechanismus verwendet, der es ermöglicht, dass Information zwischen zwei oder mehr Punkten in einem Kommunikations-Netzwerk ausgetauscht wird. Dies schließt sowohl Leitungs- als auch Paket-Betriebsarten der Kommunikationen ein.
Drei unterschiedliche Arten von Funkstrecken-Protokollen (RLP's) sind in 2 gezeigt, die jeweils eine RAN-Komponente und eine MS-Komponente haben. Diese sind ein Signalisierungs-RLP 14, 24, ein Sprach-RLP 15, 25 und ein Paketdaten-RLP 16, 26. Das Signalisierungs-RLP 14, 24 ist so ausgelegt, dass es einen eine hohe Priorität aufweisenden paketbasierten Signalisierungsverkehr zwischen dem RAN und der MS abwickelt. Das Sprach-RLP 15, 25 ist so ausgelegt, dass es Sprachverkehr zwischen dem RAN und der MS transportiert. Das Paketdaten-RLP 16, 26 ist so ausgelegt, dass es Paketdaten-Verkehr zwischen dem RAN 101 und der MS 102 auf einer Grundlage „besten Bemühens" transportiert.
Die folgenden Schritte werden derzeit zum Senden von Information von dem RAN 101 zur MS 102 ausgeführt.

a. eine (nicht gezeigte) Einheit höherer Schicht fordert an, dass eine Signalisierungs-Verbindung 11 aufgebaut wird, um Informationen zwischen dem RAN 101 und der MS 102 zu transportieren. Es ist keine weitere Information erforderlich, weil die von der Verbindung 11 gebotene Dienstgüte (QoS) durch den Verkehrstyp diktiert wird, der in diesem Fall Signalisierung ist, und weil das RLP 14 von Haus aus zur Übertragung dieses Verkehrs definiert ist.
b. Das RAN 101 zeigt der MS 102 an, dass eine Signalisierungs-Verbindung erforderlich ist, und sie führen einen Quittungsaustausch unter Verwendung des Funkschnittstellen-Protokolls (AIP) aus, um die entsprechende Verbindung 21 in der MS 102 zusammen mit dem entsprechenden RLP 24 aufzubauen.

Eine Sprachverbindung 12, 22 wird in einer ähnlichen Weise über die Sprach-RLP's 15, 25 aufgebaut, und eine Paketdaten-Verbindung 13, 23 wird über die Paketdaten-RLP's 16, 26 geschaffen.

c. Sobald die Verbindungen aufgebaut wurden und Information von dem RAN an die MS 102 gesandt werden soll, stellt eine (nicht gezeigte) Einheit höherer Schicht den Typ der Information (Tol) fest, die zu senden ist (Signalisierung, Sprache oder Paketdaten) und ordnet die über die entsprechende Verbindung 11, 12 bzw. 13 auszusendende Infor mation in Warteschlangen an.
d. Die gesamte auf der Verbindung 11 ausgesandte Signalisierungsinformation wird unter Verwendung der RLP's 14 und 24 unabhängig davon zugestellt, ob die Information eine eine hohe Priorität aufweisende Verbindungssteuermitteilung oder eine eine niedrige Priorität aufweisende Lokalisierungs-Verwaltungsmitteilung darstellt.

In ähnlicher Weise wird alle Sprachinformation, die auf der Verbindung 12 ausgesandt wird, unter Verwendung der RLP's 15 und 25 zugestellt, unabhängig davon, ob die Information einen aktiven Sprachabschnitt oder Hintergrundrauschen darstellt. Es sei bemerkt, dass die Kanalcodierung, die für einen aktiven Sprachabschnitt verwendet wird, von der verschieden ist, die für Hintergrundrauschen verwendet wird. Dies kann als eine primitive Form einer dynamischen Funkstrecken-Anpassung betrachtet werden.
Alle Information, die über die RAN-Verbindung 13 ausgesandt wird, wird der MS-Verbindung 23 unter Verwendung der Daten-RLP's 16 und 26 zugestellt, unabhängig von den Charakteristiken des Informationsflusses. Beispielsweise verwendet die Massendaten-Übertragung, die in vielen Fällen als Aktivität „niedriger Priorität" betrachtet wird, die gleichen RLP's 16 und 26 wie eine interaktive Abfrage, die als eine Aktivität „hoher Priorität" betrachtet wird.
Im Gegensatz hierzu ist 3 ein funktionelles Blockschaltbild, das die dynamische Zuteilung eines Funkstrecken-Adapters (RLA) zu einer Verbindung in einem drahtlosen Multimedien-Kommunikationssystem zeigt. Das System nach 3 schließt eine Anzahl von Funkstrecken-Adaptern (RLA's), nämlich die RLA's 34–36 in dem Funk-Zugangsnetzwerk (RAN) 111 gepaart mit RLA's 44–46 in der mobilen Station (MS) 112 ein. Jeder RLA kommuniziert mit seiner paarweisen Instanz. Beispielsweise kommuniziert der RLA 34 in dem RAN 111 lediglich mit dem RLA 44 in der MS 112, der RLA 35 mit dem RLA 45, und der RLA 36 mit dem RLA 36.
Jeder Adapter ist einem bestimmten Diensttyp (ToS) zugeordnet. 3 zeigt RAN-Adapter 34–36 sowie MS-Adapter 44–46, doch kann irgendeine Anzahl von anderen RLA's ebenfalls vorhanden sein, wenn diese benötigt werden.
Für Verbindungen von dem RAN 111 zu der MS 112 erfolgt die RLA-Auswahl über das folgende Verfahren.
Eine Verbindung 31 wird anfänglich in dem RAN 111 geschaffen, um Information von dem RAN 111 an eine Verbindung 41 in der MS 112 zu transportieren.
Auf der Grundlage von Information, die entweder in der Verbindungsaufbau-Anforderung enthalten ist oder die von dem Profil der MS 112 abgeleitet wird oder die zwischen der MS 112 und dem RAN 111 ausgehandelt wird, wird eine anfängliche Diensteanforderung bestimmt, und ein entsprechendes RLA-Paar, beispielsweise RLA 35 und RLA 45, wird identifiziert. Andere Verbindungen zwischen dem RAN 111 und der MS 112 können ebenfalls existieren, wie z.B. die Verbindung 32–42, und sie können den gleichen Adaptertyp oder einen unterschiedlichen Typ von RLA verwenden.
Wenn das RAN 111 Informationen mit der MS 112 austauscht, überwacht das RAN die Verbindung 31 (und alle anderen aktiven Verbindungen), um festzustellen, ob die Diensteanforderungen der Verbindung 31 immer noch von dem RLA 34 erfüllt werden.
Wenn das RAN 111 feststellt, dass die Diensteanforderungen eines einzelnen Informationselementes, beispielsweise eines Steuerpaketes, durch die Adapter 35 und 45, die derzeit verwendet werden, nicht erfüllt werden können, so wird das Informationselement (IE) an einen anderen RLA gelenkt, der den passenden Diensttyp (ToS) bereitstellen kann, beispielsweise an das RLA-Paar 34, 44. Andere Informationselemente (IE's) laufen weiter über den RLA 35. An der MS 112 werden alle Informationselemente (IE's) zu der Verbindung 41 gelenkt, unabhängig von den Adaptern, die zur Lieferung des Informationselementes (IE) zwischen den Verbindungen des RAN 111 und der MS 112 verwendet werden.
Wenn das RAN 112 feststellt, dass die Diensteanforderungen der gesamten Verbindung nicht durch die derzeit verwendeten Adapter erfüllt werden können, werden alle zukünftigen Informationselemente, die den neuen Diensttyp (ToS) erfüllen, und die über die Verbindung 31–41 laufen, zu einem Adapter umgelenkt, der die Anforderungen erfüllen kann.
Die Auswahl eines neuen Adapters kann durch irgendeinen eine Anzahl von Mechanismen ausgelöst oder getriggert werden. Diese Mechanismen können eine explizite Anforderung von der MS 112 einschließen, die entweder über eine getrennte Signalisierungs-Verbindung oder im Band über die gleiche Verbindung empfangen werden, die zur Übertragung von Informationselementen verwendet wird. Der neue Adapter könnte auf der Grundlage einer Analyse der dynamischen Verkehrscharakteristiken ausgewählt werden, die die Information zeigt, die über die Verbindung fließt, oder auf der Grundlage der Interpretation der Information oder Teile der Informationselemente, wie Steuerinformation, die in einem Kopffeld eines Informationselementes enthalten ist. Die Auswahl kann weiterhin auf der Grundlage der Erkennung/Identifikation eines bestimmten Informationselementes erfolgen, das über die Verbindung übertragen wird, beispielsweise eine Anforderung zum „Öffnen einer Datei", oder auf der Grundlage derzeitiger Bedingungen auf der Funkverbindungsstrecke, beispielsweise Änderungen der Überlastung oder der Bitfehlerrate.
Zum Aufbau einer Verbindung von der MS 112 an das RAN 111 erfolgt ein ähnlicher Prozess, jedoch mit vertauschten Rollen. Die MS 112 überwacht die Verbindung und leitet Änderungen hinsichtlich der verwendeten Adapter ein.
4 ist ein funktionelles Blockschaltbild, das ein drahtloses Multimedien-Kommunikationssystem unter Verwendung einer dynamischen Funkstrecken-Anpassung zeigt. Das spezielle in dieser Figur gezeigte Beispiel bezieht sich auf eine Massen-Datenübertragungs-Anwendung, und es wird zusätzlich unter Verwendung der 5 und 6 beschrieben. 5 zeigt ein Beispiel eines Funkstrecken-Adapterrahmens gemäß der Erfindung, während 6 ein Ablaufdiagramm ist, das zur Erläuterung der Verfahrensstrecke der Funkstrecken-Anpassung verwendet wird.
Sowohl das Funk-Zugangsnetzwerk 111 als auch die mobile Station 112 schließen Instanzen der Funkstrecken-Adapter (RLA's) 34–36 bzw. 44–46 ein, wobei jedes RLA-Paar einem bestimmten Diensttyp (ToS) zugeordnet ist. Somit kommuniziert der RLA 34 in dem RAN 111 lediglich mit dem RLA 44 in der MS 112, der RLA 35 kommuniziert mit dem RLA 45, und der RLA 36 kommuniziert mit dem RLA 46. Die Fähigkeiten jedes RLA sind so zugeschnitten, dass der Transport einer bestimmten Information oder Klasse von Informationsfluss über die Funkverbindungsstrecke 101 optimiert wird. Es ist verständlich, dass die Anzahl von RLA-Paaren größer als drei sein könnte, in Abhängigkeit von den Diensten, die für das jeweilige Netzwerk und die mobile Station (MS) verfügbar sind.
4 zeigt wiederum lediglich zwei Verbindungen, nämlich die Verbindung 31–41 und die Verbindung 32–42. Jede RAN-Verbindung wird kontinuierlich von einem Paketfluss-Analysator 10 überwacht, um den Diensttyp über die jeweilige Verbindung zu bestimmen; ob der derzeitige der Verbindung zugeordnete RLA die geforderte Dienstgüte (QoS) erfüllen kann; und wenn nicht, ob es einen anderen RLA gibt, der dies kann.
Der Paketfluss-Analysator 10 hat Kenntnis von Informationsfluss-Anforderungen (IFR) für jede Verbindung, die in einer Datenbank 30 gespeichert sind. Der Analysator 10 verwendet weiterhin eine Datenbank mit Bandbreiten-Verwaltungsrichtlinien (BMP), wobei die Richtlinien dem Endbenutzer und/oder dem Betreiber des drahtlosen Systems zugeordnet sind. Zusätzlich sind die RLA-Fähigkeiten in einer Datenbank 40 gespeichert.
Der Paketfluss-Analysator 10 überwacht den Informationsfluss über jede RAN-Verbindung, wie dies durch den Pfeil 17 gezeigt ist. Der Analysator 10 steuert weiterhin, wie die durch die Verbindung 32 fließende Information über die Funkstrecke 103 an die MS 112 transportiert werden sollte, wie dies durch den Pfeil 18 gezeigt ist.
6 zeigt die Schritte einer Funkstrecken-Anpassung, die durch den Adapter nach 4 ausgeführt werden, wobei Funkstrecken-Adapterrahmen verwendet werden, wie sie in 5 gezeigt sind, dies alles gemäß der Erfindung.
Verbindungsaufbau
In diesem Beispiel unter Verwendung einer Massendaten-Übertragung beginnt die Operation damit, dass eine Einheit höherer Schicht (nicht gezeigt) eine Verbindung anfordert, Schritt a, um das RAN 111 und die MS 112 miteinander zu verbinden. Es sei angenommen, dass eine Verbindung 32 in dem RAN 111 aufgebaut wird. Auf der Grundlage von Information, die entweder in der Verbindungsaufbau-Anforderung enthalten ist oder die von dem Profil der MS 112 abgeleitet wird oder die zwischen der MS 112 und dem RAN 110 ausgehandelt wird, wird eine anfängliche Diensteanforderung bestimmt, und es wird der RLA 34 zur Verwendung durch die Verbindung 32 identifiziert, wie dies im Schritt b gezeigt ist.
Das RAN 111 zeigt der MS 112 an, dass eine Verbindung angefordert wurde, und sie führen einen Quittungsaustausch unter Verwendung des Funkschnittstellen-Protokolls (AIP) aus, um die entsprechende Verbindung 42 in der MS 112 zusammen mit dem entsprechenden RLA aufzubauen, Schritt b.
RLA-Auswahl
Der Paketfluss-Analysator 10 empfängt Überwachungsdaten 17, die sich auf die Verbindung 32–42 beziehen, wie dies im Schritt c gezeigt ist. Der Paketfluss-Analysator 10 bestimmt, dass die Information, die auf dieser Verbindung übertragen wird, in diesem Beispiel einen Teil einer Massendaten-Übertragung bildet. Die Fluss-Klassifizierung kann auf den Inhalt von Informationselementen (IE's), wie z.B. gut bekannten Protokoll-Identifikationen, die sich in einem Paket-Kopffeld finden, oder auf dem dynamischen Verhalten des Flusses beruhen, wie der Größe und Häufigkeit der Pakete, oder auf den Netzwerk-Konfigurationsparametern, wie z.B. der physikalischen Verbindungsstrecken-Identifikation, oder auf der Knoten-Adresse.
Der Analysator 10 verwendet die RLA-Fähigkeiten-Datenbank 40, um die Fähigkeiten des RLA 34 mit den Informationsfluss-Anforderungen 30 und mit den Bandbreiten-Verwaltungsrichtlinien 20 des Systems zu vergleichen, Schritt d. Es sei angenommen, dass der Analysator 10 aus diesem Vergleich feststellt, dass die Diensttyp-(ToS-) Anforderungen für den Massendaten-Übertragungs-Informationsfluss auf der Verbindung 32–42 nicht durch den RLA 34 erfüllt werden können, jedoch durch den RLA 35 erfüllt werden können, was durch die Verzweigung „Nein" des Entscheidungsblockes d gezeigt ist.
Der Paketfluss-Analysator 10 sendet ein Steuersignal 18, das die Verbindung 32–42 anweist, einen neuen Typ von RLA-Paar, beispielsweise 35–45, auszuwählen, wenn dieses besser für den angeforderten Diensttyp (ToS) geeignet ist, Schritt f, und lenkt alle seine Informationselemente an dieses RLA-Paar, wie dies im Schritt g gezeigt ist.
Wenn der Diensttyp in befriedigender Weise durch das RLA-Paar 34–44 abgewickelt werden kann, wie dies durch den Zweig „Ja" des Entscheidungsblockes d gezeigt ist, wird kein neues RLA-Paar ausgewählt, und die Übertragung von Information setzt sich über das erste RLA-Paar 34–44 fort.
Informationsübertragung
Das RLA-Paar 35–45(oder dergleichen), das einem erforderlichen ToS (Diensttyp) zugeordnet wird, führt dann irgendwelche Operationen aus, die durch ihr Verhalten definiert sind, unter Einschluss von Modifikationen und Hinzufügungen zu dem ursprünglichen Informationselement, und leitet dann die Übertragung von RLA-Rahmen über die Funkverbindungsstrecke 103 an die MS 112 im Schritt e ein.
Ein RLA-Rahmen 100 ist in 5 als ein Beispiel gezeigt. Der Rahmen 100 schließt ein Rahmen-Kopffeld 105, ein RLA-Kopffeld 110 und ein Informationselement (IE) 120 ein. Ein Feld 106 in dem Rahmen-Kopffeld 105 wird von der MS 112 verwendet, um zu bestimmen, welcher Funkstrecken-RLA das Informationselement (IE) empfangen sollte. In dem Beispiel nach 4 bezieht sich das Feld 106 auf den RLA 45.
Der RLA 45 verwendet eine Verbindungs-Identifikation 107, die ebenfalls in dem RLA-Rahmen-Kopffeld 105 enthalten ist, um festzustellen, welche Verbindung das Informationselement empfangen sollte. In diesem Fall bezieht sich die Identifikation 107 auf die Verbindung 4.2.
Überwachung der QoS
Die von dem RLA 45 empfangene Informationselemente werden regelmäßig überprüft, um sicherzustellen, dass sie der Dienstgüte (QoS) entsprechen, die diesem RLA zugeordnet ist, Schritte a und i.
Informationen zur Verwendung durch das RLA-Paar 35, 45 können in einem RLA-Kopffeld 110 enthalten sein, das dem RLA-Rahmen 100 zugeordnet ist. Das Format und der Inhalt des RLA-Kopffeldes ist RLA-spezifisch und bildet einen Teil eines Protokolls, das von dem RAN-RLA 32 ausgeht und auf dem RLA 42 der MS endet.
Beispielsweise sei angenommen, dass der von den RLA's 35, 45 bereitgestellte Dienst die Zustellung aller Rahmen an die Verbindung 42 in der gleichen Reihenfolge erfordert, in der sie ausgesandt wurden. In diesem Fall könnte eine Sequenznummer zu dem Rahmen von dem RAN RLA 35 in dem Feld 115 hinzugefügt werden, und diese wird von dem RLA 45 der MS dazu verwendet, die korrekte Position des Informationselementes (IE) innerhalb der Verbindung zu bestimmen.
In dem Fall eines Massendaten-Übertragungs-Informationsflusses kann die QoS die zugesicherte Zustellung der Informationselemente einschließen. Die Rahmen 100 werden in den Schritten h und i überprüft, um zu prüfen, ob sie ohne Fehler empfangen wurden. Informationselemente (IE's) die die QoS (Dienstgüte), die durch den RLA 45 definiert ist, erfüllen, werden an die passende Verbindung 42 geliefert, Schritt j. Wenn Informationselemente (IE's) der angeforderten QoS nicht entsprechen, treten die RLA-Instanzen 35, 45 miteinander in Wechselwirkung, wobei ein Protokoll oder andere Mechanismen, die für diese RLA's eindeutig sind, verwendet werden, um die Funkstrecken-Beeinträchtigung zu überwinden, wie dies im Schritt 1 gezeigt ist.
Wenn die RLA-Instanzen 35, 45 die Funkstrecken-Beeinträchtigungen nicht überwinden können, um ein Informationselement (IE) mit der erforderlichen QoS bereitzustellen, so hängt die Behandlung, die die Anforderungen nicht erfüllenden Informationselementen zuteil wird, von dem Ausnahmebehandlungs-Verhalten ab, das für den RLA 34 definiert ist. Dies kann das stillschweigende Verwerfen des Informationselementes (IE), das Verwerfen des Informationselementes (IE) und die Signalisierung eines Fehlers an die Verbindung 42, die Weiterleitung des Informationselementes (IE) wie es ist, an die Verbindung 42 zusammen mit einer Warnung, dass das Element (IE) die ToS-Kriterien des jeweiligen RLA nicht erfüllt; die Weiterleitung des Informationselementes (IE) wie es ist, an die Verbindung 42 ohne Warnung; oder die Beendigung der Verbindung 42 einschließen. Im Fall einer Massendaten-Übertragung kann das Ausnahmebehandlungs-Verhalten für den RLA 45 „stillschweigendes Verwerfen" sein, in der Kenntnis, dass das TCP der höheren Schicht seine eigenen Neuaussende-Mechanismen beinhaltet, Schritt p.
Die Schritte k und m zeigen das Ende der Informationsübertragung (EOT) und der Verbindung.
Ändern des Typs des RLA
Die RLA's werden dynamisch einer Verbindung zugeteilt. Das derzeitige RLA-Paar kann aus einem von vielen Gründen gewechselt werden.
An irgendeinem Punkt während der Informationsübertragung sendet die (nicht gezeigte) Einheit höherer Schicht ein TCP-Bestätigungspaket über die Verbindung 32–42. Der Paketfluss-Analysator 10 empfängt Überwachungsdaten 17, die sich auf die Verbindung 32 beziehen, und bestimmt, dass die Bestätigung ein Steuerelement ist, das in einer Weise behandelt werden muss, die von der der anderen Informationselemente (IE's) verschieden ist, die die Massendaten-Übertragung bilden.
In diesem Fall wählt der Paketfluss-Analysator 10 einen neuen Typ von RLA aus, der die Anforderungen der Verbindung erfüllen kann, Schritt f, und sendet das Steuersignal 18, das die RAN-Verbindung 32 anweist, das Steuerelement an den RLA 34 zu senden, Schritt g. Andere Informationselemente (IE's) fließen weiterhin durch den RLA 35. Der RLA wird geändert, wenn der Informationstyp (Tol) oder die Dienstgüte-(QoS-) Anforderungen sich ändern.
Wie dies weiter oben angegeben wurde, überwacht der Analysator 10 kontinuierlich den Informationsfluss, Schritte c und d, und die RLA's versuchen, einige oder alle Dienstausfälle der Übertragung zu überwinden. Der Paketfluss-Analysator 10 vergleicht die Fähigkeiten des RLA 35 mit den Informationsfluss-Anforderungen (IFR) 30 und mit den Bandbreiten-Verwaltungsrichtlinien (BMP) 20 des Systems, Schritt d. Es sei angenommen, dass der Analysator 10 anhand dieser Daten feststellt, dass die QoS-Anforderungen der Informationselemente nicht durch den RLA 35 erfüllt werden können, jedoch durch den RLA 36, Verzweigung „Nein" des Entscheidungsblockes d.
An der MS 112 wird die RLA-Identifikation 106 zur Feststellung verwendet, ob dieser Funkstrecken-Adapterrahmen von dem RLA 46 der MS verarbeitet werden sollte. Das empfangene Informationselement wird von dem MS-RLA 46 überprüft, um sicherzustellen, dass er die QoS-Anforderungen erfüllt, die ihm zugeordnet sind, Schritte i. Wenn dies nicht der Fall ist, beispielsweise aufgrund von Fehlern auf der Funkstrecke oder einer Überlastung in dem RAN 111, so treten die RAN-RLA 36- und die MS RLA-46-Komponenten in Wechselwirkung miteinander, um die Funkstrecken-Beeinträchtigung zu überwinden, Schritt 1. Wie dies weiter oben angegeben wurde, können sie ein Protokoll oder andere Mechanismen verwenden, die für diese RLA's eindeutig sind.
Der RLA 36 verwendet die in dem empfangenen RLA-Rahmen enthaltene Verbindungs-Identifikation 107, um die dem Element zugeordnete Verbindung zu identifizieren, und er verwendet die Sequenznummer 115, um die zeitliche Reihenfolge der Elemente innerhalb der Verbindung zu bestimmen. Informationselemente, die die QoS-Anforderungen erfüllen, die dem RAN-RLA 36 zugeordnet sind, werden der MS-Verbindung 42 zugestellt. Die Behandlung, die Informationselementen zuteil wird, die die QoS-Anforderungen nicht erfüllen, die dem RLA 36 zugeordnet sind, hängt von dem Ausnahmebehandlungs-Verhalten ab, das für diesen RLA definiert ist (Schritt p).
Vielfältige Abänderungen, Modifikationen und Anpassungen können an den speziellen vorstehend beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung vorgenommen werden, ohne von dem Schutzumfang der Erfindung abzuweichen, wie er in ihren Ansprüchen definiert ist.

Claims

Funkstreckensystem zur Multimedien-Kommunikation mit einer mobilen Station (112), nachfolgend als MS bezeichnet, wobei das Funkstreckensystem ein Funk-Zugangsnetzwerk (110), nachfolgend als RAN bezeichnet, umfasst, wobei das RAN Folgendes umfasst: ein RAN-Verbindungs-(31) Ende einer Kommunikations-Verbindungsstrecke zur Aussendung eines Informationselementes, nachfolgend als IE bezeichnet, entsprechend einer IE-Klasse von Dienstanforderungen; dadurch gekennzeichnet, dass das RAN weiterhin Folgendes umfasst: eine Vielzahl von RAN-Funkstrecken-Adapter-(34, 35, 36), nachfolgend als RLA bezeichnet, Komponenten, wobei jede RAN RLA einer RLA-Dienstklasse zugeordnet ist, um das IE an ein RAN-Rahmenformat anzupassen, das Zieladressen-Information und RAL-Information in Zuordnung zu dem IE umfasst; und einen Datenfluss-Analysator (10) zur Überwachung der Kommunikations-Verbindungsstrecke, zur Beschaffung der IE-Dienstklasse-Anforderungen von dem RAN, zur Auswahl einer RAN-RLA-Komponente mit einer RLA-Dienstklasse, die im Wesentlichen identisch zu den IE-Dienstklassen-Anforderungen ist und zur dynamischen Zuteilung der RAN-RLA-Komponente zu dem Verbindungs-Ende.
Funkstreckensystem nach Anspruch 1, bei dem die IE-Dienstklassen-Anforderungen Informationstyp-, Tol-, und Dienstgüte-, QoS-, Daten einschließen.
Funkstreckensystem nach Anspruch 1, bei dem das IE zumindest eines von Daten-, Sprache- und Video-Informationseinheiten umfasst.
Funkstreckensystem nach Anspruch 1, bei dem das RAN-Rahmenformat ein Rahmen-Kopffeld (105), ein RLA-Kopffeld (110) und das IE (120) umfasst.
Funkstreckensystem nach Anspruch 4, bei dem das Rahmen-Kopffeld eine RLA-Identifikation zur Auswahl einer entsprechenden MS-RLA-Komponente an der MS und eine Verbindungs-Identifikation für die Kommunikations-Verbindungs strecke zur Zuordnung der MS RLA zu einer entsprechenden Verbindung an der MS umfasst.
Funkstreckensystem nach Anspruch 4, bei dem das RLA-Kopffeld zur Kommunikation zwischen der RAN-RLA-Komponente und der MS-RLA-Komponente verwendet wird.
Funkstreckensystem nach Anspruch 1, das weiterhin eine Datenbank zum Speichern einer Vielzahl der IE-Dienstklassen-Anforderungen umfasst.
Funkstreckensystem nach Anspruch 7, das weiterhin eine Datenbank mit einer Liste jeder RLA-Komponente des Funkstreckensystems und der zugehörigen RLA-Dienstklasse umfasst.
Funkstreckensystem für die Multimedien-Kommunikation mit einem Funkzugangs-Netzwerk (111), nachfolgend als RAN bezeichnet, wobei das Funkstreckensystem eine Mobilstation (112), nachfolgend als MS bezeichnet, umfasst, wobei die MS Folgendes umfasst: ein MS-Verbindungs-Ende einer Kommunikations-Verbindungsstrecke zur Aussendung eines Informationselementes, nachfolgend als IE bezeichnet, entsprechend einer IE-Dienstklassen-Anforderung; dadurch gekennzeichnet, dass die MS weiterhin Folgendes umfasst: eine Vielzahl von MS-Funkstrecken-Adapter-(44, 45, 46), nachfolgend als RLA bezeichnet, Komponenten, wobei jede MS-RLA einer RLA-Dienstklasse zugeordnet ist, zur Anpassung der IE an ein MS-Rahmenformat zur Aussendung über die Kommunikations-Verbindungsstrecke entsprechend der Dienstklassen-Anforderungen, die dem IE zugeordnet sind.
Verfahren zur Multimedien-Kommunikation zwischen einem Funkzugangs-Netzwerk, nachfolgend als RAN bezeichnet, und einer Mobilstation, nachfolgend als MS bezeichnet, mit: Ausbilden einer Kommunikations-Verbindungsstrecke zur Aussendung eines Informationselementes, nachfolgend als IE bezeichnet, entsprechend einer IE-Dienstklassen-Anforderung, von einem Verbindungs-Ende in dem RAN zu einer angepassten Verbindung in der MS; dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren weiterhin die folgenden Schritte umfasst: Überwachen der RAN-Verbindung zur Detektion der IE-Dienstklassen-Anforderungen für eine laufende Übertragungsoperation auf der Kommunikations-Verbindungsstrecke; Bereitstellen einer Vielzahl von RAN-Funkstrecken-Adapter-, nachfolgend als RLA bezeichnet, Komponenten, wobei jede RAN-RLA einer RLA-Dienstklasse zugeordnet ist, zum Laden des IE in ein RAN-Rahmenformat, das Zieladressen-Information und RLA-Information umfasst, die dem IE zugeordnet sind; Auswahl einer RAN-RLA-Komponente aus der Vielzahl von RAN-RLA's entsprechend der IE-Dienstklassen-Anforderungen; und dynamisches Zuteilen der RAN-RLA-Komponente zu dem RAN-Verbindungs-Ende.
Verfahren nach Anspruch 10, das weiterhin die Neuzuteilung einer neuen RAN-RLA-Komponente zu dem Verbindungs-Ende jedesmal dann umfasst, wenn sich die IE-Dienstklassen-Anforderungen ändern.
Verfahren nach Anspruch 10, bei dem der Schritt des Ausbildens einer Kommunikations-Verbindungsstrecke Folgendes umfasst: Ausbilden eines Kommunikationskanals zwischen dem RAN-Verbindungsende und dem zugehörigen MS-Verbindungsende; und Zuordnen einer Vorgabe-RAN-RLA-Komponente zu dem RAN-Verbindungs-Ende.
Verfahren nach Anspruch 10, das weiterhin die Lieferung von RNA-RLA-Identifikationsdaten in dem RAN-Rahmen zur Zuordnung einer gepaarten MS RLA-Komponente zu dem zugehörigen MS-Verbindungs-Ende umfasst.
Verfahren nach Anspruch 10, bei dem der Schritt der Auswahl Folgendes umfasst: Führen einer Datenbank mit einer Vielzahl von Dienstklassen-Anforderungen und einer Liste mit allen den RAN-RLA-Komponenten und ihrer zugehörigen RLA-Dienstklasse; Vergleichen der RLA-Dienstklasse mit den IE-Dienstklassen- Anforderungen; Feststellen einer RLA-Dienstklasse, die im Wesentlichen ähnlich zu den IE-Dienstklassen-Anforderungen ist; und Auswahl der RAN-RLA-Komponente entsprechend der festgestellten RLA-Dienstklasse.
Verfahren nach Anspruch 14, bei dem die Datenbank Bandbreiten-Verwaltungs-Richtlinien umfasst.
Verfahren nach Anspruch 14, bei dem die Datenbank Informationsfluss-Anforderungen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 10, bei dem der Schritt des dynamischen Zuteilens die Auswahl einer neuen RAN-RLA-Komponente jedesmal dann umfasst, wenn sich die IE-Dienstklassen-Anforderungen ändern.
Verfahren nach Anspruch 10, bei dem der Schritt der Überwachung die Feststellung irgendeiner Änderung der Dienstklasse umfasst.
Verfahren nach Anspruch 10, bei dem die Dienstklasse Informationstyp-, Tol-, Daten für die Übertragung und Dienstgüte-, QoS-, Daten umfasst.
Verfahren nach Anspruch 10, bei dem der Schritt der Überwachung Folgendes umfasst: Feststellen einer Änderung der IE-Dienstklassen-Anforderungen; und wenn sich die Änderung auf den von dem IE übertragenen Informationstyp, Tol, bezieht, Auswahl einer neuen RAN-RLA-Komponente und deren Zuteilung zu dem RAN-Verbindungs-Ende.
Verfahren nach Anspruch 20, bei dem der Schritt der Überwachung Folgendes umfasst: Feststellen einer Änderung der IE-Dienstklassen-Anforderungen; wenn sich die Änderung auf eine Verringerung der Dienstgüte, QoS, bezieht, die für das IE bereitgestellt wird, Anwenden eines Korrekturprotokolls, das dem RAN-RLA zur Verfügung steht; und Zuteilen einer neuen RAN-RLA-Komponente zu dem RAN-Verbindungs-Ende auf der Grundlage der IE-Dienstklassen-Anforderungen, wenn die Verringerung der Dienstgüte, QoS, nicht mit dem Korrekturprotokoll korrigierbar ist.