EP1495594A1 - Method for commonly controlling the bandwidths of a group of individual information flows - Google Patents

Method for commonly controlling the bandwidths of a group of individual information flows

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EP1495594A1
EP1495594A1 EP02807207A EP02807207A EP1495594A1 EP 1495594 A1 EP1495594 A1 EP 1495594A1 EP 02807207 A EP02807207 A EP 02807207A EP 02807207 A EP02807207 A EP 02807207A EP 1495594 A1 EP1495594 A1 EP 1495594A1
Authority
EP
European Patent Office
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traffic
transmission channel
packets
transmission
bandwidth
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP02807207A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Peter Schneider
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nokia Solutions and Networks GmbH and Co KG
Original Assignee
Siemens AG
Nokia Siemens Networks GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG, Nokia Siemens Networks GmbH and Co KG filed Critical Siemens AG
Publication of EP1495594A1 publication Critical patent/EP1495594A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H04L47/70—Admission control; Resource allocation
    • H04L47/82—Miscellaneous aspects
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    • H04L47/70—Admission control; Resource allocation
    • H04L47/82—Miscellaneous aspects
    • H04L47/822—Collecting or measuring resource availability data

Definitions

  • the invention relates to methods and devices for transmitting traffic flows over a common transmission channel.
  • traffic flows with user data packets, for example voice or multimedia data
  • a common transmission channel for example through a core network of a mobile radio network
  • access control is to be carried out in the form of a distribution of the bandwidth of the common transmission channel to those to be transmitted in this transmission channel Traffic flows required.
  • Each of the traffic flows can be guaranteed a "guaranteed bandwidth", which is guaranteed as a share of the bandwidth of the transmission channel to the traffic flow regardless of the traffic load in the others
  • Traffic flows are available. Furthermore, a so-called maximum bandwidth can be defined for each stream, which is greater than the guaranteed bandwidth and which indicates how much bandwidth (amount of data to be transmitted per unit of time etc.) this traffic stream on the common
  • Transmission channel is available.
  • the maximum bandwidth for a traffic flow is generally considerably larger than the bandwidth guaranteed for this traffic flow in the transmission channel.
  • Access methods known to the person skilled in the art for assigning transmission channel bandwidth capacities to traffic flows are based, for example, on B. on statistical mean values which are assumed for each traffic flow (supplemented by a safety margin for cases in which a large number of traffic flows happen to exceed the estimated mean at the same time) or a measurement of the current load in the traffic flows to be transmitted via the transmission channel.
  • a weighted fair queuing scheduler for example a queue per traffic stream, ensures that each traffic stream has at least a guaranteed bandwidth and at most the maximum bandwidth allocated to him
  • Traffic flows has efficiency problems, so that it realistically only for about 1000 traffic flows per
  • Transmission channel can be used.
  • the object of the present invention is to enable simple and efficient transmission via a common transmission channel which is also suitable for a large number of traffic flows and which still maintains the “guaranteed bandwidth” for each of the traffic flows even with a large number of traffic flows
  • An efficient utilization of the transmission capacity of the transmission channel enables the task is solved in each case by the subject matter of the independent claims, in that according to the invention (at least) three different priorities for retransmission via the transmission channel for incoming packets one
  • Traffic flow can be determined and the transmission of the packets of a traffic flow received in the buffer over the transmission channel can be prioritized relative to each other depending on the bandwidth with which the packets have arrived in the buffer
  • Guaranteed bandwidths guaranteed to traffic streams and a good utilization of the bandwidth of the transmission channel and a suitable prioritization of the packets of a traffic stream are made possible.
  • the method according to the invention which can be implemented very easily and efficiently in comparison to weighted fair queuing scheduler method, is also particularly suitable for Transmission of more than 1000 traffic channels over one
  • a method according to the invention can be used in particular for traffic channels in the form of mobile radio channels for user data (languages, alphanumeric data).
  • 1 shows an example of the transmission of data according to the invention in a plurality of traffic flows via a common transmission channel
  • Figure 2 schematically shows the use of bandwidths in a transmission channel.
  • packets AE of a first traffic stream 1 arrive in a first buffer 4
  • data packets FJ of a second traffic stream 2 arrive in a second buffer 5
  • data packets K-0 of a third traffic stream 3 arrive in a buffer 6
  • data packets A-0 all are to be transmitted via a transmission channel 7 (common for the traffic streams 1-3) (for example through the core network of a mobile radio network, etc.), and here, after the transmission over the common transmission channel 7, they are transferred back into a first traffic stream 8, a second one Traffic flow 9 and a third traffic flow 10 can be divided for separate retransmission.
  • the data of traffic flows transmitted in the packages AE, FJ and KU can, for example, voice data of a mobile radio network or voice-related data (emails, Internet network pages), whereby, for example, a traffic flow can transmit one or more calls in one direction.
  • Traffic flow can also be used for all in one
  • Transmission channel 7 incoming traffic streams 1-3 a common buffer can be used.
  • Traffic flows should already be marked in the buffer in such a way that they go back to the individual behind the buffer
  • Traffic flows 8-10 can be split.
  • FIG. 2 shows schematically the total bandwidth available in a transmission channel B PDU / which is divided into several traffic flows 1-3.
  • the traffic stream 1 is guaranteed a guaranteed bandwidth B G ⁇
  • the traffic stream 2 a guaranteed bandwidth B G2
  • the third traffic stream 3 a guaranteed bandwidth B G3 .
  • the guaranteed bandwidth of a traffic flow is available to it irrespective of the bandwidth actually used for the other traffic flows (is therefore guaranteed).
  • the bandwidth actually used by a transmission channel can be greater than the guaranteed bandwidth if the sum of the guaranteed bandwidths is smaller than the total bandwidth of the transmission channel or if the sum of the guaranteed bandwidths plus the additional bandwidth in bandwidth used in a traffic stream is greater than the total bandwidth of the transmission channel and is lower with many traffic streams in one transmission channel
  • a further traffic flow will only be permitted for transmission channel 7 booked in traffic streams 1 - 3 if the sum of the guaranteed bandwidths for traffic streams plus the guaranteed bandwidth requested for the new traffic stream is smaller than the product of a quality factor constant with the entire bandwidth of the transmission channel.
  • a quality factor constant 1
  • the transmission channel is fully utilized with guaranteed bandwidths (so that the maximum bandwidth of a traffic flow is not or only slightly larger than the guaranteed bandwidth of the traffic flow)
  • a quality factor constant ⁇ 1 bursts in the buffer are relatively quick is reduced
  • a quality factor constant> 1 the transmission channel is overbooked with traffic flows, so that
  • Bandwidth guarantees may not be adhered to, but the transmission channel is largely booked out statistically.
  • each traffic flow is assigned a guaranteed bandwidth in the transmission channel, which is available to it safely, and a maximum bandwidth in the transmission channel, which is generally greater than the guaranteed bandwidth.
  • 1 arriving packets are transmitted over the transmission channel depends on the transmission rate at which packets a traffic flow (in a buffer before
  • the packets arriving in the buffer are provided with a mark that takes this transmission rate (input bandwidth in the buffer) of these packets into account (for example in a header in the packets), on the basis of which mark the packets are selected for transmission via transmission channel 7, which defines the sequence of their transmission , For example, packets arriving at a transmission rate below the bandwidth guaranteed by the transmission channel for the traffic stream in the buffer 4 can be marked with a "green" mark (or generally a number in the header of the packet), packets arriving at between the guaranteed bandwidth and with the maximum bandwidth of the traffic flow
  • Marking "yellow” (or usually a number in the header of the packet) and packets of the traffic stream arriving at a higher transmission rate than the maximum bandwidth of the traffic stream are marked with a marking "red” (or usually a number in the header of the packet) become.
  • a marking in packets of a traffic stream (1) defines the order in which the packets of this traffic stream (1) are transmitted, but not in which order packets of another traffic stream are transmitted.
  • packets A, B (and possibly a large number of previously arriving packets) arrive in buffer 4 for traffic stream 1 at a transmission rate which exceeds However, the guaranteed bandwidth of the traffic stream is below the maximum bandwidth of the traffic stream 1 are marked as "yellow".
  • the packet C arrives shortly after the packet B with a transmission rate above the maximum bandwidth), so that it is marked
  • traffic streams 2 and 3 When the packets of traffic streams 1 to 3 are transmitted via the common transmission channel 7, the guaranteed bandwidths for each traffic channel are observed in the present case and, as far as possible, the maximum bandwidths per traffic channel are also observed. If, as in the present case, the bandwidths and maximum bandwidths guaranteed for the three traffic streams 1 to 3 are each of the same size, in the simplest case one packet of traffic streams 1, 2, 3 can be transmitted alternately.
  • Each packet D, E (green) of a traffic stream 1 that arrives in a buffer 4 with a bandwidth guaranteed below this traffic stream 1 for the transmission channel 7 is transmitted before all packets A, B, C in the buffer 4, which are marked as having arrived in the buffer 4 with a transmission rate lying above the guaranteed bandwidth of this traffic flow (yellow, red).
  • a packet of a traffic stream which is located in (at least one) buffer 4 and is marked as having arrived in buffer 4 with a transmission rate in buffer (4) marked between the guaranteed bandwidth and the maximum bandwidth of this traffic stream (for transmission in transmission channel 7) , ahead of everyone in the buffer located, with a transmission rate above that for the
  • Traffic stream 1 (for the transmission in transmission channel 7) maximum bandwidth lying transmission rate in the buffer 4 packets C (red) transmitted from the buffer into the transmission channel 7 (thus B, D before C).
  • Packets arriving in the buffer with a comparable transfer rate are received in time. transmitted relative to each other in the order of your entrance width.
  • a comparable transfer rate all red or all yellow or all green
  • Buffers received and stored in buffer 4 according to FIG. 1 are transferred in the following order: DEABC. The same applies to the packets of traffic flows 2,3.
  • every third packet (given the bandwidth distribution here) is filled with packets of the traffic stream 1 in the order (D, E, A, B, C) given for these packets.
  • the packets in between are filled up accordingly by packets of the traffic stream 2 and the traffic stream 3.
  • packets of a traffic stream 1 are each marked with an indication defining this traffic stream 1 (for example “1” in the header of the packet) and, if necessary, sorted back into a traffic stream behind the transmission channel, so that behind the Transmission channel 7, the traffic flows can be forwarded individually again.
  • data packets of different priority can be specified according to what time they expire in the buffer. Expediently expire

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
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  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)

Abstract

The aim of the invention is to achieve a good utilization of the capacity of a transmission channel while ensuring guaranteed bandwidths for traffic flows transmitted over the transmission channel. To this end, the invention provides a method for transmitting traffic flows (1, 2, 3) over a common transmission channel (7) whose (1, 2, 3) data (A E) arrives in at least one buffer (4, 5, 6) connected upstream from the transmission channel (7). According to this method: a guaranteed bandwidth (BG 1) is determined for the transmission of packets (A E) of each traffic flow (1) over the transmission channel (7); a maximum bandwidth (B1 Max) is determined for the transmission of packets (A E) of each traffic flow (1) over the transmission channel (7), whereby packets (D E) of a traffic flow (1), which arrive in a buffer (4) with a transmission rate less than the guaranteed bandwidth (BG 1), are chronologically transmitted over the channel (7) before the packets (ABC) of this traffic flow that arrive in buffer (4) with a transmission rate exceeding the guaranteed bandwidth (yellow, red), and; packets (ABC) of a traffic flow, which arrive in a buffer (4) with a transmission rate lower than the maximum bandwidth (B1 Max), are chronologically transmitted over the transmission channel (7) before packets (C) of the traffic flow (1) that have arrived in the buffer (4) with a transmission rate exceeding the maximum bandwidth (B1 Max) of the traffic channel in the transmission channel (7) (red).

Description

BesehreibungBesehreibung
„Verfahren zu gemeinsamen Kontrolle der Bandbreiten einer Gruppe von einzelnen Informationsflüssen""Procedure for joint control of the bandwidths of a group of individual information flows"
Die Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zum Übertragen von Verkehrsströmen über einen gemeinsamen Übertragungskanal .The invention relates to methods and devices for transmitting traffic flows over a common transmission channel.
Wenn mehrere Verkehrsströme (mit Nutzdaten - Paketen beispielsweise Sprache oder Multimediadaten) über einen gemeinsamen Übertragungskanal (beispielsweise durch ein Core- net eines Mobilfunknetzes) übertragen werden sollen, ist eine Zugangskontrolle in Form einer Verteilung der Bandbreite des gemeinsamen Übertragungskanals auf die in diesem Übertragungskanal zu übertragenden Verkehrsströme erforderlich. Dabei kann jedem der Verkehrsströme eine „garantierte Bandbreite" garantiert werden, die als ein Anteil der Bandbreite des Übertragungskanals dem Verkehrsstrom zugesichert unabhängig von der Verkehrslast in den anderenIf several traffic flows (with user data packets, for example voice or multimedia data) are to be transmitted via a common transmission channel (for example through a core network of a mobile radio network), access control is to be carried out in the form of a distribution of the bandwidth of the common transmission channel to those to be transmitted in this transmission channel Traffic flows required. Each of the traffic flows can be guaranteed a "guaranteed bandwidth", which is guaranteed as a share of the bandwidth of the transmission channel to the traffic flow regardless of the traffic load in the others
Verkehrsströmen zur Verfügung steht. Ferner kann für jeden Strom eine sogenannte maximale Bandbreite definiert werden, die größer ist als die garantierte Bandbreite und die angibt, wieviel Bandbreite (zu übertragende Datenmenge pro Zeiteinheit etc.) diesem Verkehrsstrom auf dem gemeinsamenTraffic flows are available. Furthermore, a so-called maximum bandwidth can be defined for each stream, which is greater than the guaranteed bandwidth and which indicates how much bandwidth (amount of data to be transmitted per unit of time etc.) this traffic stream on the common
Übertragungskanal zu Verfügung steht . Die maximale Bandbreite für einen Verkehrsstrom ist in der Regel erheblich größer als die für diesen Verkehrsstrom im Übertragungskanal garantierte Bandbreite.Transmission channel is available. The maximum bandwidth for a traffic flow is generally considerably larger than the bandwidth guaranteed for this traffic flow in the transmission channel.
Um einen gemeinsamen Übertragungskanal zur Kostenoptimierung möglichst weitgehend auszulasten sollen in der Regel meist möglichst viele Verkehrsströme (jeweils mit garantierter Bandbreite) für den gemeinsamen Übertragungskanal zugelassen werden, jedoch sollen gleichzeitig die Bandbreitengarantien der einzelnen Verkehrsströme nicht verletzt werden, auch wenn der Übertragungskanal überbucht ist und manche Verkehrsströme Ihrer maximal erlaubte Bandbreite oft auszunutzen versuchen.In order to utilize a common transmission channel to the greatest possible extent to optimize costs, as many traffic flows as possible should generally be used (each with guaranteed Bandwidth) for the common transmission channel, but at the same time the bandwidth guarantees of the individual traffic streams should not be violated, even if the transmission channel is overbooked and some traffic streams often try to exploit your maximum allowed bandwidth.
Gemäß 3 GPP Technical Spezifikation 23.107 (www.http: \\ www.3GPP.org) existieren für Verkehrsströme der dort definierten Verkehrsklassen „conversational" usw. als sogenannte QoS (Quality of Service) Parameter unter anderem genau die eingangs beschriebenen Größen „maximale Bandbreite" und „garantierte Bandbreite". An sogenannten CORE Network GATEWAYS (CNGW) kann die Situation auftreten, dass für downlinks die Own Lenkströme, also Ströme von einem aus Sicht des UMTS-Corenetzes in externe Netzes hinein in das UMTS- Corenetz (weiter in Richtung zu mobilen Endgerät) die maximale Bandbreite überwacht werden muss und diesen Strömen in Richtung Corenetz auf einem oder mehreren Übertragungskanälen, die jeweils von mehreren downlinks - Strömen gemeinsam genutzt werden, die garantierte Bandbreite zugesichert werden muss .According to 3 GPP Technical Specification 23.107 (www.http: \\ www.3GPP.org) for traffic flows of the traffic classes defined there, "conversational" etc. exist as so-called QoS (Quality of Service) parameters, among other things exactly the sizes described above "maximum bandwidth "and" guaranteed bandwidth ". At so-called CORE Network GATEWAYS (CNGW), the situation can occur that the own steering currents for downlinks, i.e. currents from a UMTS core network from the point of view of the external network into the UMTS core network (further towards to mobile terminal) the maximum bandwidth must be monitored and these flows towards the core network on one or more transmission channels, which are shared by several downlinks streams, the guaranteed bandwidth must be guaranteed.
Dem Fachmann bekannte Zugangsverfahren zur Vergabe von Übertragungskanal- Bandbreite- Kapazitäten an Verkehrsströme basieren z. B. auf statistischen Mittelwerten, die man für jeden Verkehrsstrom annimmt (ergänzt durch eine Sicherheitsmarge für Fälle, in denen zufällig viele Verkehrsströme gleichzeitig den geschätzten Mittelwert überschreiten) oder einer Messung der aktuellen Last in den über den Übertragungskanal zu übertragenden Verkehrsströmen. Ein weighted fair queuing scheduler zu den beispielsweise pro Verkehrsstrom eine Warteschlange (queue) stellt sicher, dass jeder Verkehrsstrom mindestens eine garantierte Bandbreite und maximal die für ihn zugewiesene maximale Bandbreite zurAccess methods known to the person skilled in the art for assigning transmission channel bandwidth capacities to traffic flows are based, for example, on B. on statistical mean values which are assumed for each traffic flow (supplemented by a safety margin for cases in which a large number of traffic flows happen to exceed the estimated mean at the same time) or a measurement of the current load in the traffic flows to be transmitted via the transmission channel. A weighted fair queuing scheduler, for example a queue per traffic stream, ensures that each traffic stream has at least a guaranteed bandwidth and at most the maximum bandwidth allocated to him
Übertragung von Paketen über den gemeinsamenTransmission of packets over the common
Übertragungskanal benutzen kann. Der Nachteil dieserCan use transmission channel. The disadvantage of this
Vorgehensweise ist, dass dieser scheduler aufwendig zu implementieren ist und bei einer großen Anzahl vonThe procedure is that this scheduler is complex to implement and with a large number of
Verkehrsströmen Effizienzprobleme aufweist, so dass er realistisch derart nur für etwa 1000 Verkehrsstrδ e proTraffic flows has efficiency problems, so that it realistically only for about 1000 traffic flows per
Übertragungskanal verwendet werden kann.Transmission channel can be used.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einfach und effizient eine auch für eine große Anzahl von Verkehrsströmen geeignete Übertragung über einen gemeinsamen Übertragungs- kanal zu ermöglichen, die für jeden der Verkehrsströme auch bei einer großen Anzahl -von Verkehrsströmen die „garantierte Bandbreite" einhält und dennoch eine effiziente Auslastung der Übertragungskapazität des Übertragungskanals ermöglicht. Die Aufgabe wird jeweils durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst . Indem erfindungsgemäß (mindestens) drei verschiedene Prioritäten zur Weiterübertragung über den Ubertragüngskanal für eingehende Pakete einesThe object of the present invention is to enable simple and efficient transmission via a common transmission channel which is also suitable for a large number of traffic flows and which still maintains the “guaranteed bandwidth” for each of the traffic flows even with a large number of traffic flows An efficient utilization of the transmission capacity of the transmission channel enables the task is solved in each case by the subject matter of the independent claims, in that according to the invention (at least) three different priorities for retransmission via the transmission channel for incoming packets one
Verkehrsstromes festgelegt werden und die Übertragung der im Puffer eingegangenen Pakete eines Verkehrsstromes über den Übertragungskanal davon abhängig relativ zu einander priorisiert werden, mit welcher Bandbreite die Pakete im Puffer eingegangen sind, kann die Einhaltung der inTraffic flow can be determined and the transmission of the packets of a traffic flow received in the buffer over the transmission channel can be prioritized relative to each other depending on the bandwidth with which the packets have arrived in the buffer
Verkehrsströmen zugesicherten „garantierten Bandbreiten" gewährleistet und eine gute Ausnutzung der Bandbreite des Übertragungskanals und eine geeignete Priorisierung der Pakete eines Verkehrsstromes ermöglicht werden.Guaranteed bandwidths guaranteed to traffic streams and a good utilization of the bandwidth of the transmission channel and a suitable prioritization of the packets of a traffic stream are made possible.
Das im Vergleich zu weighted fair queuing scheduler - Verfahren sehr einfach und effizient implementierbare erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere auch für die Übertragung von mehr als 1000 Verkehrskanälen über einenThe method according to the invention, which can be implemented very easily and efficiently in comparison to weighted fair queuing scheduler method, is also particularly suitable for Transmission of more than 1000 traffic channels over one
Übertragungskanal geeignet. Ein erfindungsgemäßes Verfahren kann insbesondere für Verkehrskanäle in Form von Mobil- funkkanälen für Nutzdaten (Sprachen, alphanumerische Daten) verwendet werden.Suitable transmission channel. A method according to the invention can be used in particular for traffic channels in the form of mobile radio channels for user data (languages, alphanumeric data).
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindungen gehen sich aus den nachfolgenden Beschreibungen eines Ausführungsbeispiels an Hand der Zeichnung. Dabei zeigtFurther features and advantages of the inventions result from the following descriptions of an exemplary embodiment with reference to the drawing. It shows
Figur 1 beispielhaft die erfindungsgemäße Übertragung von Daten in mehrerer Verkehrsströmen über einen gemeinsamen Übertragungskanal und1 shows an example of the transmission of data according to the invention in a plurality of traffic flows via a common transmission channel and
Figur 2 schematisch die Verwendung von Bandbreiten in einem Übertragungskanal .Figure 2 schematically shows the use of bandwidths in a transmission channel.
Gemäß Figur 1 kommen Pakete A-E eines ersten Verkehrsstromes 1 in einem ersten Puffer 4, Daten - Pakete F-J eines 2. Verkehrsstromes 2 in einem zweiten Puffer 5, Datenpakete K-0 eines dritten Verkehrsstromes 3 in einem Puffer 6 an, wobei Datenpakete A-0 alle über einen (für die Verkehrsströme 1-3 gemeinsamen) Übertragungskanal 7 (beispielsweise durch das Core- Net eines Mobilfunknetzes etc.) übertragen werden sollen, wobei sie hier nach der Übertragung über den gemeinsamen Übertragungskanal 7 wieder in einen ersten Verkehrsstrom 8, einen zweiten Verkehrsstrom 9 und einen dritten Verkehrsstrom 10 zur getrennten Weiterübermittlung aufgeteilt werden. Die in den Paketen A-E, F-J und K-U übertragenen Daten von Verkehrsströmen können beispielsweise Sprachdaten eines Mobilfunknetzes oder sprachbezogene Daten (emails, Inter- netseiten) sein, wobei beispielsweise ein Verkehrsstrom ein oder mehrere Gespräche in einer Richtung übertragen kann.According to FIG. 1, packets AE of a first traffic stream 1 arrive in a first buffer 4, data packets FJ of a second traffic stream 2 arrive in a second buffer 5, data packets K-0 of a third traffic stream 3 arrive in a buffer 6, data packets A-0 all are to be transmitted via a transmission channel 7 (common for the traffic streams 1-3) (for example through the core network of a mobile radio network, etc.), and here, after the transmission over the common transmission channel 7, they are transferred back into a first traffic stream 8, a second one Traffic flow 9 and a third traffic flow 10 can be divided for separate retransmission. The data of traffic flows transmitted in the packages AE, FJ and KU can, for example, voice data of a mobile radio network or voice-related data (emails, Internet network pages), whereby, for example, a traffic flow can transmit one or more calls in one direction.
Anstatt wie hier dargestellt einen Puffer für jedenInstead of a buffer for everyone as shown here
Verkehrsstrom zu verwenden kann auch für alle in einenTraffic flow can also be used for all in one
Übertragungskanal 7 eingehenden Verkehrsströme 1 - 3 ein gemeinsamer Puffer verwendet werden. Die Pakete derTransmission channel 7 incoming traffic streams 1-3 a common buffer can be used. The packages of the
Verkehrsstrδme sollten bereits im Puffer so gekennzeichnet werden, dass sie, hinter dem Puffer wieder auf die einzelnenTraffic flows should already be marked in the buffer in such a way that they go back to the individual behind the buffer
Verkehrsströme 8 - 10 aufgeteilt werden können.Traffic flows 8-10 can be split.
Vor einer Erläuterung der erfindungsgemäßen Reihenfolge der Übertragung der Pakete 4 - 6 im gemeinsamen Übertragungskanal 7 wird anhand von Figur 2 die Aufteilung der zur Verfügung stehenden Bandbreite des Übertragungskanals BgU auf garantierte Bandbreiten BGι, BG2/ BG3 für die einzelnen Verkehrsströme 1 - 3 im gemeinsamen Übertragungskanal 7 erläutert .Before explaining the sequence according to the invention of the transmission of the packets 4-6 in the common transmission channel 7, the division of the available bandwidth of the transmission channel B gU into guaranteed bandwidths B G ι, B G2 / B G3 for the individual traffic flows 1 is shown in FIG - 3 explained in the common transmission channel 7.
Figur 2 zeigt schematisch die gesamte in einem Übertragungskanal zu Verfügung stehende Bandbreite BgU/ welche auf mehrere Verkehrsströme 1 - 3 aufgeteilt wird. Hierbei wird im vorliegenden Fall dem Verkehrsstrom 1 eine garantierte Bandbreite BGι, dem Verkehrsstrom 2 eine garantierte Bandbreite BG2 und dem dritten Verkehrsstrom 3 eine garantierte Bandbreite BG3 garantiert. Die garantierte Bandbreite eines VerkehrsStromes steht diesem unabhängig von der tatsächlich verwendeten Bandbreite der anderen Verkehrsströme zur Verfügung (ist also garantiert) . Die tatsächlich von einem Übertragungskanal verwendete Bandbreite kann größer als für diesen garantierte Bandbreite sein, wenn die Summe der garantierten Bandbreiten kleiner als die gesamte Bandbreite des Übertragungskanals ist oder wenn die Summe der garantierten Bandbreiten plus der darüber hinaus in einem Verkehrsstrom verwendeten Bandbreite größer als die gesamte Bandbreite des Übertragungskanals ist und mit bei vielen Verkehrsströmen in einem Übertragungskanal geringerFigure 2 shows schematically the total bandwidth available in a transmission channel B PDU / which is divided into several traffic flows 1-3. In the present case, the traffic stream 1 is guaranteed a guaranteed bandwidth B G ι, the traffic stream 2 a guaranteed bandwidth B G2 and the third traffic stream 3 a guaranteed bandwidth B G3 . The guaranteed bandwidth of a traffic flow is available to it irrespective of the bandwidth actually used for the other traffic flows (is therefore guaranteed). The bandwidth actually used by a transmission channel can be greater than the guaranteed bandwidth if the sum of the guaranteed bandwidths is smaller than the total bandwidth of the transmission channel or if the sum of the guaranteed bandwidths plus the additional bandwidth in bandwidth used in a traffic stream is greater than the total bandwidth of the transmission channel and is lower with many traffic streams in one transmission channel
Wahrscheinlichkeit eine Verletzung der Bandbreite - Garantien erfolgen wird. Zusätzlich zu den bereits in einenProbability of bandwidth violation - guarantees will be made. In addition to those already in one
Übertragungskanal 7 eingebuchten Verkehrsströmen 1 - 3 wird ein weiterer Verkehrsstrom nur zugelassen, falls die Summe der garantierten Bandbreiten für Verkehrsströme plus die für den neuen Verkehrsstrom beantragte garantierte Bandbreite kleiner ist als Produkt einer Qualitätsfaktorkonstante mit der gesamten Bandbreite des Übertragungskanals. Während bei einer Qualitätsfaktorkonstante = 1 eine Vollauslastung des Übertragungskanals mit garantierten Bandbreiten erfolgt (so dass die maximale Bandbreite eines Verkehrsstromes nicht oder nur unwesentlich größer ist als die garantierte Bandbreite des Verkehrsstromes) , ist bei einer Qualitätsfaktorkonstante <1 bei Bursts ein Stau im Puffer relativ schnell abgebaut wird, während bei einer Qualitätsfaktorkonstante >1 eine Überbuchung des Übertragungskanals mit Verkehrsströmen erfolgt, so dassA further traffic flow will only be permitted for transmission channel 7 booked in traffic streams 1 - 3 if the sum of the guaranteed bandwidths for traffic streams plus the guaranteed bandwidth requested for the new traffic stream is smaller than the product of a quality factor constant with the entire bandwidth of the transmission channel. While with a quality factor constant = 1, the transmission channel is fully utilized with guaranteed bandwidths (so that the maximum bandwidth of a traffic flow is not or only slightly larger than the guaranteed bandwidth of the traffic flow), with a quality factor constant <1, bursts in the buffer are relatively quick is reduced, while with a quality factor constant> 1, the transmission channel is overbooked with traffic flows, so that
Bandbreitegarantien eventuell nicht eingehalten werden, aber der Übertragungskanal statistisch weitgehender ausgebucht ist.Bandwidth guarantees may not be adhered to, but the transmission channel is largely booked out statistically.
Nach dem anhand Figur 2 erläuterten Model wird jedem Verkehrsstrom eine garantierte Bandbreite im Übertragungskanal zugewiesen, die ihm sicher zu Verfügung steht, sowie eine maximale Bandbreite im Übertragungskanal, welche in der Regel größer ist als die garantierte Bandbreite. Die Reihenfolge, in welche im einem VerkehrsstromAccording to the model explained with reference to FIG. 2, each traffic flow is assigned a guaranteed bandwidth in the transmission channel, which is available to it safely, and a maximum bandwidth in the transmission channel, which is generally greater than the guaranteed bandwidth. The order in which in a traffic flow
1 ankommende Pakete über den Übertragungskanal übertragen werden, hängt davon ab, mit welcher Ubertragungsrate Pakete eines Verkehrsstromes (in einem Puffer vor dem1 arriving packets are transmitted over the transmission channel depends on the transmission rate at which packets a traffic flow (in a buffer before
Übertragungskanal) ankommen.Transmission channel) arrive.
Dabei kann berücksichtigt werden, welchen zeitlichen Abstand die Pakete haben (insbesondere bei gleichlangen Paketen) und/oder wie umfangreich die Pakete sind (insbesondere bei unterschiedlich langen Paketen) . Die im Puffer ankommenden Pakete werden mit einer diese Ubertragungsrate (Eingangsbandbreite im Puffer) dieser Pakete berücksichtigenden Markierung (beispielsweise in einem Header in den Paketen) versehen, aufgrund welcher Markierung die Pakete zur Übertragung über den Übertragungskanal 7 ausgewählt werden, was die Reihenfolge Ihrer Übertragung definiert. Beispielsweise können Pakete, die mit einem unterhalb der vom Übertragungskanal für den Verkehrsstrom garantierten Bandbreite liegenden Ubertragungsrate im Puffer 4 ankommen mit einem Markierung „grün" (oder in der Regel eine Zahl im Header des Paketes) , Pakete die mit einer zwischen der garantierten Bandbreite und der maximalen Bandbreite des Verkehrsstromes liegenden Ubertragungsrate ankommen mitIt is possible to take into account the time interval between the packets (in particular for packets of the same length) and / or how extensive the packets are (in particular for packets of different lengths). The packets arriving in the buffer are provided with a mark that takes this transmission rate (input bandwidth in the buffer) of these packets into account (for example in a header in the packets), on the basis of which mark the packets are selected for transmission via transmission channel 7, which defines the sequence of their transmission , For example, packets arriving at a transmission rate below the bandwidth guaranteed by the transmission channel for the traffic stream in the buffer 4 can be marked with a "green" mark (or generally a number in the header of the packet), packets arriving at between the guaranteed bandwidth and with the maximum bandwidth of the traffic flow
Markierung „gelb" (oder in der Regel eine Zahl im Header des Paketes) und mit einer größeren Ubertragungsrate als die maximale Bandbreite des VerkehrsStromes ankommende Pakete des VerkehrsStromes mit einer Markierung „rot" (oder in der Regel eine Zahl im Header des Paketes) markiert werden.Marking "yellow" (or usually a number in the header of the packet) and packets of the traffic stream arriving at a higher transmission rate than the maximum bandwidth of the traffic stream are marked with a marking "red" (or usually a number in the header of the packet) become.
Eine Markierung in Paketen eines Verkehrsstromes (1) definiert dabei die Reihenfolge in welcher die Pakete dieses Verkehrsstromes (1) übertragen werden, jedoch nicht in welcher Reihenfolge Pakete eines anderen VerkehrsStromes übertragen werden.A marking in packets of a traffic stream (1) defines the order in which the packets of this traffic stream (1) are transmitted, but not in which order packets of another traffic stream are transmitted.
Beispielsweise kommen die Pakete A, B (und eventuelle zahlreiche vorher ankommende Pakete) im Puffer 4 für den Verkehrsstrom 1 mit einer Ubertragungsrate an, welche über den garantierten Bandbreite des VerkehrsStromes jedoch unterhalb der maximalen Bandbreite des Verkehrsstromes 1 liegen, werden als „gelb" markiert. Das Paket C kommt kurz hinter dem Paket B mit einem über der maximalen Bandbreite liegenden Ubertragungsrate) an, so dass es mit der MarkierungFor example, packets A, B (and possibly a large number of previously arriving packets) arrive in buffer 4 for traffic stream 1 at a transmission rate which exceeds However, the guaranteed bandwidth of the traffic stream is below the maximum bandwidth of the traffic stream 1 are marked as "yellow". The packet C arrives shortly after the packet B with a transmission rate above the maximum bandwidth), so that it is marked
„rot" markiert wird. Die Pakete D und E kommen mit einer unterhalb der garantierten Bandbreite des Verkehrsstromes 1 liegende Ubertragungsrate im Puffer an und werden mit den"Red" is marked. The packets D and E arrive at the transmission rate below the guaranteed bandwidth of the traffic flow 1 in the buffer and are sent with the
Markierungen „grün" in ihrem Header etc. markiert.Markings marked "green" in their header etc.
Entsprechendes gilt für die Verkehrsströme 2 und 3. Bei der Übertragung der Pakete der Verkehrsströme 1 bis 3 über den gemeinsamen Übertragungskanal 7 werden im vorliegenden Falle die garantierten Bandbreiten für jeden Verkehrskanal eingehalten und dabei soweit möglich auch noch die maximalen Bandbreiten je Verkehrskanal eingehalten. Wenn wie im vorliegenden Falle die für die drei Verkehrsströme 1 bis 3 garantierten Bandbreiten und maximalen Bandbreiten jeweils gleich groß sind, kann im einfachsten Fallen abwechselnd je ein Paket der Verkehrsströme 1,2,3 übertragen werden. Dabei wird jedes Paket D, E (grün) , eines Verkehrsstromes 1, dass in einem Puffer 4 mit einer unterhalb der für diesen Verkehrsstromes 1 für den Übertragungskanal 7 garantierten Bandbreite ankommt, zeitlich vor allen Paketen A, B, C im Puffer 4 übertragen, die als im Puffer 4 mit einem über der garantierten Bandbreite dieses Verkehrsstromes liegenden Ubertragungsrate angekommen markiert sind (gelb, rot) . Überdies wird Paket eines Verkehrsstromes das sich im (mindestens einen) Puffer 4 befindet und als im Puffer 4 mit einer zwischen der garantierten Bandbreite und der maximalen Bandbreite dieses Verkehrsstromes (für die Übertragung im Übertragungskanal 7) markierten Ubertragungsrate im Puffer (4) angekommen markiert ist, zeitlich vor allen im Puffer befindlichen, mit einer Ubertragungsrate über der für denThe same applies to traffic streams 2 and 3. When the packets of traffic streams 1 to 3 are transmitted via the common transmission channel 7, the guaranteed bandwidths for each traffic channel are observed in the present case and, as far as possible, the maximum bandwidths per traffic channel are also observed. If, as in the present case, the bandwidths and maximum bandwidths guaranteed for the three traffic streams 1 to 3 are each of the same size, in the simplest case one packet of traffic streams 1, 2, 3 can be transmitted alternately. Each packet D, E (green) of a traffic stream 1 that arrives in a buffer 4 with a bandwidth guaranteed below this traffic stream 1 for the transmission channel 7 is transmitted before all packets A, B, C in the buffer 4, which are marked as having arrived in the buffer 4 with a transmission rate lying above the guaranteed bandwidth of this traffic flow (yellow, red). In addition, a packet of a traffic stream which is located in (at least one) buffer 4 and is marked as having arrived in buffer 4 with a transmission rate in buffer (4) marked between the guaranteed bandwidth and the maximum bandwidth of this traffic stream (for transmission in transmission channel 7) , ahead of everyone in the buffer located, with a transmission rate above that for the
Verkehrsstrom 1 (für die Übertragung im Übertragungskanal 7) maximalen Bandbreite liegenden Ubertragungsrate im Puffer 4 angekommenen Paketen C (rot) aus dem Puffer in den Übertragungskanal 7 übertragen (also B, D vor C) .Traffic stream 1 (for the transmission in transmission channel 7) maximum bandwidth lying transmission rate in the buffer 4 packets C (red) transmitted from the buffer into the transmission channel 7 (thus B, D before C).
Es werden dabei mit vergleichbarer Ubertragungsrate im Puffer angekommene (alle roten oder alle gelben oder alle grünen) Pakete zeitlich. relativ zueinander in der Reihenfolge Ihres Eingangsweite übertragen. Somit werden die Pakete des Verkehrsstromes 1 bisher imPackets arriving in the buffer with a comparable transfer rate (all red or all yellow or all green) are received in time. transmitted relative to each other in the order of your entrance width. Thus, the packets of the traffic stream 1 are currently in the
Puffer eingegangen und gemäß Figur 1 im Puffer 4 gespeichert sind in der folgender Reihenfolge übertragen: DEABC. Entsprechendes gilt für die Pakete der Verkehrsströme 2,3.Buffers received and stored in buffer 4 according to FIG. 1 are transferred in the following order: DEABC. The same applies to the packets of traffic flows 2,3.
Somit wird innerhalb des Übertragungskanals 7 beispielsweise jedes (bei der ich hier vorliegenden Bandbreite Verteilung) dritte Paket mit Paketen des Verkehrsstromes 1 in der für diese Pakete vorgegebenen Reihenfolge (D, E, A, B, C) aufgefüllt. Die dazwischen liegende Pakete werden entsprechend von Paketen des VerkehrsStromes 2 und des Verkehrsstromes 3 aufgefüllt .Thus, within the transmission channel 7, for example, every third packet (given the bandwidth distribution here) is filled with packets of the traffic stream 1 in the order (D, E, A, B, C) given for these packets. The packets in between are filled up accordingly by packets of the traffic stream 2 and the traffic stream 3.
Vor dem Übertragung über dem Übertragungskanal 7 werden Pakete eines Verkehrsstromes 1 jeweils mit einer diesen Verkehrsstrom 1 definierenden Angabe (z. B. „1" in Header des Paketes) markiert und hinter dem Übertragungskanal falls erforderlich wieder in einen Verkehrsstrom einsortiert, so dass hinter dem Übertragungskanal 7 die Verkehrsstrδme wieder einzeln weitergeleitet werden können.Before the transmission via the transmission channel 7, packets of a traffic stream 1 are each marked with an indication defining this traffic stream 1 (for example “1” in the header of the packet) and, if necessary, sorted back into a traffic stream behind the transmission channel, so that behind the Transmission channel 7, the traffic flows can be forwarded individually again.
Ferner kann im vorliegendem Beispiel für Datenpakete unterschiedlicher Priorität (Priorität rote Pakete, Priorität gelbe Pakete, Priorität grüne Pakete) vorgegeben sein, nach welcher Zeit sie im Puffer verfallen. Zweckmäßig verfallenFurthermore, in the present example, data packets of different priority (priority red packets, priority yellow packets, priority green packets) can be specified according to what time they expire in the buffer. Expediently expire
Pakete der Dringlichkeit „rot" von Paketen der DringlichkeitPackages of urgency "red" of packages of urgency
„gelb" und Pakete der Dringlichkeit „gelb" von Paketen der"Yellow" and packages of urgency "yellow" from packages of
Dringlichkeit „grün".Urgency "green".
Mit diesem Verfahren wird einfach und effizient auch bei einer großen Anzahl von Verkehrsstrδmen in einemThis procedure makes it simple and efficient even with a large number of traffic flows in one
Übertragungskanal sowohl eine Einhaltung vonTransmission channel both compliance with
Bandbreitegarantien wie auch eine hohe maximale Ubertragungsrate ermöglicht . Bandwidth guarantees as well as a high maximum transmission rate enables.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Verfahren zum Übertragen von Verkehrsströmen (1,2,3) über einen gemeinsamen Übertragungskanal (7), deren (1,2,3) Daten (A - E) in mindestens einem dem Übertragungskanal (7) vorgeschalteten Puffer (4,5,6) ankommen, wobei für die Übertragung von Paketen (A -E) jeweils eines Verkehrsstromes (1) über den Übertragungskanal (7) eine garantierte Bandbreite (BGX) festgelegt wird, mit der die Pakete dieses VerkehrsStromes mindestens über den Übertragungskanal übertragen werden, wobei für die Übertragung von Paketen (A - E) jeweils eines Verkehrsstromes (1) über den Übertragungskanal (7) eine maximale Bandbreite (Bιmaχ) festgelegt wird, mit der die Pakete (A - E) dieses Verkehrsstromes (1) maximal über den Übertragungskanal (7) übertragen werden, wobei Pakete (D E) eines Verkehrsstromes (1) die in einem Puffer (4) mit einer Ubertragungsrate ankommen, die unterhalb der für diesen Verkehrsstrom (1) im gemeinsamen Übertragungskanal (7) garantierten Bandbreite (BGi) liegt, zeitlich vor denjenigen Paketen (ABC) dieses VerkehrsStromes über den Kanal (7) übertragen werden, die im Puffer (4) mit über der garantierten Bandbreite liegenden Ubertragungsrate ankommen (gelb, rot) , wobei Pakete (ABC) eines Verkehrsstromes (1) , die in einem Puffer (4) mit einer Ubertragungsrate ankommen, die unter der maximalen Bandbreite (Bιmax) für diesen Verkehrsstrom (1) im Übertragungskanal (7) liegt, zeitlich vor den Paketen (C) des Verkehrsstromes (1) über den1. Method for transmitting traffic streams (1, 2, 3) via a common transmission channel (7), the (1, 2, 3) data (A - E) in at least one buffer (4, 5) upstream of the transmission channel (7) , 6) arrive, whereby for the transmission of packets (A-E) each traffic flow (1) over the transmission channel (7) a guaranteed bandwidth (B GX ) is set with which the packets of this traffic flow are transmitted at least over the transmission channel , wherein for the transmission of packets (A - E) a traffic stream (1) via the transmission channel (7) a maximum bandwidth (Bι ma χ) is set with which the packets (A - E) of this traffic stream (1) maximum are transmitted via the transmission channel (7), with packets (DE) of a traffic stream (1) arriving in a buffer (4) at a transmission rate that is below the bandwidth (B.) guaranteed for this traffic stream (1) in the common transmission channel (7) Gi ) left egt, before the packets (ABC) of this traffic stream are transmitted via the channel (7) that arrive in the buffer (4) with a transfer rate above the guaranteed bandwidth (yellow, red), whereby packets (ABC) of a traffic stream (1) , which arrive in a buffer (4) with a transmission rate that is below the maximum bandwidth (Bι max ) for this traffic stream (1) in the transmission channel (7), before the packets (C) of the traffic stream (1) over the
Übertragungskanal (7) übertragen werden, die im Puffer (4) mit einer über der maximalen Bandbreite (Bimax) des Verkehrskanals im Übertragungskanal (7) liegendenTransmission channel (7) are transmitted in the buffer (4) with an over the maximum bandwidth (Bimax) of Traffic channel lying in the transmission channel (7)
Ubertragungsrate angekommen sind (rot) .Transfer rate have arrived (red).
2. Verfahren nach Anspruch 1, durch die gekennzeichnet, dass dann, wenn der Übertragungskanal (7) bereits mit mehreren Verkehrsstrδmen mit jeweils garantierten Bandbreite belegt ist, ein weiterer Verkehrsstrom zur Übertragung über den gemeinsamen Übertragungskanal nur zugelassen wird, falls die Summe der bereits garantierten Bandbreiten und der beantragten Bandbreite des neuen Verkehrsstromes maximal gleich dem Produkt einer vorgegebenen Qualitätskonstanten mit der dem Übertragungskanal insgesamt zu Verfügung stehenden Verkehrskanal- Bandbreite ist.2. The method according to claim 1, characterized in that when the transmission channel (7) is already occupied by a plurality of traffic streams each with a guaranteed bandwidth, a further traffic stream for transmission via the common transmission channel is only permitted if the sum of those already guaranteed Bandwidths and the requested bandwidth of the new traffic flow is at most equal to the product of a predetermined quality constant with the overall traffic channel bandwidth available to the transmission channel.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Konstante gleich eins ist,3. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the constant is one,
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Konstante größer als eins ist.4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the constant is greater than one.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Konstante kleiner als eins ist.5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the constant is less than one.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verkehrskanal (1) ein6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the traffic channel (1)
Mobilfunkkanal für Nutzdaten ist.Cellular channel for user data is.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verkehrskanal über ein GATEWAY, insbesondere UMTS - GATWAY verläuft.7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the traffic channel runs over a GATEWAY, in particular UMTS - GATWAY.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zeitliche Vorrang eines Paketes (D) zur Übertragung über den gemeinsamen Übertragungskanal vor anderen Paketen (ABC) im Paket (D) , insbesondere in einem Header) des Paketes gespeichert wird.8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the temporal priority of a packet (D) for transmission over the common transmission channel before other packets (ABC) in the packet (D), in particular in a header) of the packet is stored.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehr als 1000 Verkehrskanäle über den Übertragungskanal verlaufen.9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that more than 1000 traffic channels run over the transmission channel.
10. Vorrichtung zu Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche. 10. Device for performing the method according to one of the preceding claims.
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