NO311060B1 - Fremgangsmate for overforing av data i pakkesvitsjede nett - Google Patents

Description

Oppfinnelsens område

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en metode for å forbedre trafikkavviklingskapasiteten i et pakkesvitsjet mobiltelefonkommunikasjonssystem. GPRS er en ny standard for pakkesvitsjet mobiltelefoni. Denne oppfinnelse foreslår en forbedring i SGSN-et i NS ETSI spesifikasjonen, se referanse [1], som vedrører GPRS grensesnittet, det vil si grensesnittet fra SGSN-et til BSS (nedlinks retning).

Oppfinnelsens bakgrunn

På grensesnittet, se figur 1, er det et antall linker (NS-VC-er) mellom SGSN-et og BSS-en. Antall linker kan variere fra en til mange hundre. I NS ETSI spesifikasjonen, se referanse [1], seksjon 4.4.1, punkt 2, slås det fast at trafikk relatert til en bestemt MS (LSP) bør transmitteres på samme link (NS-VC). Dette vil sikre riktig rekkefølge av pakkeleveringen fra SGSN-et til BSS-en eller omvendt for en MS. Transmisjonskapabiliteten til de forskjellige linkene kan godt være forskjellig. Den riktig rekkefølgeleveransen kan bli satt på spill hvis man bruker flere linker for samme MS. Derfor, hvis pakke 1 sendes fra SGSN-et til BSS-en på link 1 og den neste pakken, pakke 2, sendes på link 2, er vi ikke garantert at pakke 1 vil ankomme før pakke 2 på BSS-en. I henhold til referanse [1] seksjon 4.4.1, punkt 2, vil en annen link bli selektert når den benyttede link mis-lykkes. I dette linkfeiltilfellet er det akseptert å motta trafikk som ikke er i rekkefølge.

Den bestemte lastdelefunksjonen i ETSI spesifikasjonen, referanse [1], seksjon 4.4.1, dekker de følgende brukstilfel-ler: 1. Ny LSP (MS) skal få allokert en NS-VC, og leveranse av NS-SDU i riktig rekkefølge bevares. 2. Ved linkfeil vil annen link bli selektert, og trafikk kan bli mottatt i feil rekkefølge. 3. Ved blokkering/frigjøring av linker (NS-VC), skal trafikk mottas i riktig rekkefølge.

Brukstilfellet: "One link is congested" er ikke spesifisert for lastdelefunksjonen i referanse [1].

Problemet med ikke å være i stand til å flytte trafikk for en MS fra en link til en annen, er at hvis den tildelte linken blir full er det ingen måte å redusere trafikklasten på den overfylte link. Dette vil si at hvis linken blir full, kan MS-en ikke sende på en annen link som ikke er full i stedet, siden dette kan føre til pakkeleveranse med feil rekkefølge. Problemet er: "er det mulig å flytte trafikk (på grunn av full link) uten å ødelegge riktig rekke-følgeleveranse?"

Fra US patent 5.649.110 gjøres det kjent en fremgangsmåte for å utjevne (ved hjelp av bufring) og å gi prioritet til trafikk i et kommunikasjonsnett.

US patent 5.488.607 vedrører en fremgangsmåte for å evalue-re gjennomstrømningen i et pakkesvitsjet system (ATM). En lignende fremgangsmåte gjøres også kjent i US patent 5.132.961.

ETSI Spee. GSM 08.16 vedrører lastdeling i følgende tilfel-ler :

- nye abonnenter (LSP/MS),

- et brudd i kanalen,

- blokkering/frigjøring av kanaler.

Imidlertid nevner ingen av publikasjonene hva som bør gjø-res når en kanal er full.

Kort: sammendrag av oppfinnelsen

Problemet beskrevet ovenfor løses i henhold til oppfinnelsen ved å introdusere en lastdelingsfunksjon mellom BSS-en og SGSN-et. Lastdelefunksjonen plasseres i nettjenestekont-rollaget, som er et del-lag av nettjenestelaget. Hensikten med lastdelefunksjonen er å distribuere trafikklasten fra SGSN til en BSS (nedlinks trafikk) mellom de tilgjengelige NS-VC-er.

Mellom SGSN-et og en BSS vil det være en eller flere NS-VC-er for hver NSE. En NSEI identifiserer en gruppe med NS-VC-er. Lastdelefunksjonens ansvar er å distribuere NS SDU-trafikken mellom tilgjengelig NS-VC-er av samme gruppe.

Et krav for lastdelingsfunksjonen er at den må sikre at en NS SDU-er med samme LSP må sendes på samme NS-VC, dette for å sikre at riktig rekkefølgeleveranse av alle NS SDU-er med samme LSP verdi opprettholdes.

Lastdelefunksjonen påkalles i SGSN kun for nedlinks trafikk.

Ideen til den foreliggende oppfinnelse defineres i de ved-lagte krav.

Kort beskrivelse av tegningene

Figur 1 er et skjematisk bilde som viser transmisjonsplanet i GPRS. Figur 2 er en grafisk representasjon av prosessen for å velge kanal mellom BSS og SGSN i henhold til oppfinnelsen. Figur 3 er et flytskjema som beskriver den nye logikken i dette patentet.

Detaljert beskrivelse av oppfinnelsen

Lastdelingsfunksjonen har to hovedoppgaver:

1. å velge en tilgjengelig NS-VC fra NS-VC gruppen, og

2) å sikre å leveranse av NS SDU-er i riktig rekkefølge.

Når NS brukeren (for eksempel BSSGP) sender en pakke ned til NS-laget, vil lastdelingsfunksjonen være den første funksjonalitet som vil bli forespurt i NS-laget. BSSGP vil bringe to tjenesteprimitive parametere, NSEI-en og LSP-en, til NS-laget, som lastdelingsfunksjonen vil bruke for å selektere en NS-VC. NSEI brukes til å velge NS-VC gruppen og LSP-en brukes for å selektere en bestemt NS-VC fra denne gruppen.

I sin enkleste form vil lastdelingsfunksjonen velge en NS-VC, basert på NSEI og LSP-en og så sikre at alle NS SDU-er med samme NSEI-sett og LSP vil bli transmittert på samme

NS-VC.

Referanse [1] slår fast at:"For hver BVC og NSEI, skal NS SDU-er med samme LSP sendes på samme NS-VC".

Dette tar ikke høyde for sperr på en NS-VC (det vil si at en NS-VC blir full). "Frame Relay" laget vil i tilfellet med sperr på en PVC, og dermed på en NS-VC, indikere dette til NS-laget. I henhold til redegjørelsen i referanse [1] ovenfor, vil lastdelingsfunksjonen fortsatt måtte transmit-tere NS SDU-er på den sperrede NS-VC. Det eneste som kan sikres med denne filosofien er at ingen nye MS-er vil få tillatelse til å starte å sende trafikk på den sperrede NS-VC. Det vil si at det ikke er mulighet for å flytte trafikk for en MS fra en sperret til en ikke-sperret NS-VC etter at MS-en har blitt tildelt den bestemte NS-VC.

Grunnen til redegjørelsen ovenfor er at hvis trafikk skal flyttes fra en sperret NS-VC vil riktig rekkefølgeleveran-sen til NS SDU-ene ikke garanteres. Det vil si det ikke er garantert at den siste NS SDU som sendes på den sperrede NS-VC, vil ankomme BSS før det NS SDU-et som er sendt på en alternativ NS-VC.

Det vil imidlertid kunne argumenteres med at flytting av trafikk fra NS-VC til en annen NS-VC er mulig uten krav om riktig rekkefølgeleveranse. Dette er mulig siden de fleste trafikkildene i GPRS nettet vil støtte asynkrone kilder, for eksempel web-browsing. Dette impliserer at for en bestemt MS vil det være tidsperioder der ingen trafikk mottas av MS-en. Ideen er å dra nytte av dette faktum, hvor for hver pakke sendt på en NS-VC, vil transmisjonstidspunktet bli lagret. Neste gang en NS SDU med samme LSP<1> transmitteres, subtraheres tidspunktet den siste NS SDU ble transmittert på fra nåværende tidspunkt. Hvis den resulterende tid er over en bestemt terskel, vil lastdelingsfunksjonen til-late valg av en annen NS-VC for denne LSP som vil bli ut-ført hvis den opprinnelige NS-VC var sperret.

Når lastdelingsfunksjonen mottar NS SDU fra NS-brukeren, vil den slå opp i en tabell hivor den bruker LSP som en nøk-kel, for å finne tidspunktet for når den siste NS SDU ble sendt for PTMSI-en (LSP-en) det gjelder. Hvis tidspunktet overskrider en bestemt terskel, kan lastdelingsfunksjonen fritt reselektere en NS-VC. Hvis den opprinnelige NS-VC var fylt opp (sperret) ville en NS-VC som ikke var fylt opp, bli valgt. Dermed vil trafikken for en MS, som i en tidspe-riode ikke har generert noen nedlinks trafikk ha muligheten til å forflyttes til en annen NS-VC. Tidsterskelen som spe-sifiseres må være større enn maksimumstiden gjennom "frame relay"-nettet for en NS SDU. I dette tilfellet vil riktig rekkefølgeleveranse av NS SDU-er til BSS-en sikres. <1> Dette impliserer at LSP-en må være unik, dette oppnås ved å la LSP-en være lik PTMSI-en.

Det vises nå til figur 2, som er en grafisk presentasjon av prosessen med å overføre pakker mellom BSS og SGSN i henhold til oppfinnelsen:

1. NS-brukeren i SGSN sender en pakke til NS-laget.

2. Lastdelingsfunksjonen i NS-laget sjekker LSP-en vedlagt den innkomne pakke. LSP-en indikerer at denne pakken bør sendes på NS-VC 1, lastdelingsfunksjonen sjekker om NS-VC 1 er sperret. I dette tilfellet forutsettes det at denne ikke er sperret, slik at pakken sendes til BSS på NS-VC 1.

3. Pakken mottas på NS-VC 1 i BSS-en.

4. NS-brukeren sender en ny pakke til NS-laget i en tid t senere. 5. Lastdelingsfunksjonen i NS-laget sjekker LSP-en vedlagt den innkomne pakke. LSP-en indikerer at denne pakken bør sendes på en NS-VC 1, lastdelingsfunksjonen sjekker om NS-VC 1 er sperret. I dette tilfellet forutsettes det at den er sperret. Lastdelingsfunksjonen sjekker tiden t. Hvis tiden t er større enn maksimumstiden gjennom "frame relay"-forbindelsen, tillates lastdelingsfunksjonen å velge en ny NS-VC. I dette tilfellet forutsettes t å være større, lastdelingsfunksjonen velger å sende pakken på NS-VC 2. Alle etterfølgende pakker med samme NSEI og LSP vil nå sendes NS-VC 2 så lenge denne ikke er sperret.

6. Pakken mottas på NS-VC 2 i BSS-en.

Figur 3 viser logikken som brukes på sendersiden.

Foreliggende oppfinnelse vil sikre at det er mulig å forflytte nedlinks trafikk fra et sperret NS-VC til et ikke-sperret NS-VC og samtidig opprettholde riktig rekkefølgele-veranse. En riktig NS-VC bruker en "frame relay"-PVC og dermed impliserer sperr på en NS-VC at det er sperr på det underliggende "frame relay"-PVC. Uten det oppfinneriske ar-rangementet må alle disse "frame relay"-PVC-ene overdimen-sjoneres for å gi akseptabel utførelse i "worst case"-situasjoner. Med det oppfinneriske arrangement trenger ikke hver av PVC-ene å innbefatte seg med "worst case"-situasjoner siden det nå er mulig å forflytte trafikk mellom dem.

Oppfinnelsen er en forbedring av ETSI spesifikasjonen i referanse [1]. Oppfinnelsen forårsaker imidlertid ingen avvik fra denne spesifikasjonen. Dermed kan den implementeres og fortsatt være kompatibel i forhold til spesifikasjonen.

Løsningen som foreslås kan også implementeres i BSS-en for opplink trafikk mot SGSN.

Referanser

[1] GSM 08.16: " Digital cellular telecommunications system (Phase 2+), General Packet Radio Service (GPRS), Serving GPRS Support Node (SGSN) Interface, Network Service" v. 6.2.0, april 1999.

Claims (6)

1. Fremgangsmåte for optimal seleksjon av kanal for effek-tiv transmisjon av pakker i et pakkesvitsjet mobiltelefon-nett der nettet omfatter et antall mobilstasjoner (MS), et antall basestasjonssystemer (BSS), et antall GPRS-tjenestesvitsjenoder (SGSN) og et antall virtuelle nettje-nestekanaler (NS-VC) mellom SGSN(er) og BSS(er), karakterisert ved de følgende trinn: - for hver pakke relatert til en linkselektorparameter (LSP) å lagre tidspunktet for transmisjon av siste pakke, - neste gang en pakke med samme LSP skal sendes, å sub-trahere tidspunktet siste pakke ble transmittert fra nåværende tidspunkt, - hvis den resulterende tid overskrider en bestemt terskel, og kanalen rapporteres som sperret (full), blir en annen kanal valgt for denne LSP.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at transmisjonstidspunktet lagres i en tabell med LSP som nøkkel og når en ny pakke mottas fra NS brukeren, slås transmisjonstidspunktet opp for å finne tidspunktet den siste pakke ble sendt for gjel-dende LSP.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 2, karakterisert ved at den temporære mobile stasjonspakkeidentiteten (PTMSI) brukes som LSP.

4. Arrangement for forbedring av trafikkavviklingskapasi-tet i et pakkesvitsjet mobiltelefonkommunikasjonssystem, der systemet omfatter et antall mobilstasjoner (MS), et antall basestasjonssystemer (BSS), et antall GPRS-tjenestesvitsjenoder (SGSN) og et antall virtuelle nettje-nestekanaler (NS-VC) mellom SGSN(er) og BSS(er), karakterisert ved introduksjonen av en lastdelingfunksjonen mellom BSS og SGSN, der lastdelingsfunksjonen er tilpasset til å lagre transmisjonstidspunktet for hver pakke som sendes mot en MS, og neste gang en pakke med samme LSP transmitteres subtraheres tidspunktet den siste pakken ble transmittert fra nåværende tidspunkt, hvis den resulterende tid overskrider en bestemt terskel, og kanalen rapporteres som sperret (full), velges en annen kanal for denne LSP.

5. Arrangement som angitt i krav 4, karakterisert ved at nevnte lastdelingsfunksjon omfatter en tabell hvori transmisjonstidspunktet til hver pakke er lagret med LSP-en som nøkkel.

6. Arrangement som angitt i krav 5, karakterisert ved at lastdelingsfunksjonen også er tilpasset til å fungere i den andre transmi-sjonsretningen, det vil si når pakker sendes mot SGSN-et.