SE518720C2 - Anordning och förfarande relaterande till trafikstyrning - Google Patents

Description

20 25 30 | u o . u 518 720 2 kommersiell skala. Genom införandet av 3G näten (3GPPm nät), som kan vara fasta såväl som mobila, kommer emellertid telekommunikations-, och datakommunikationstjänster och applikationer att blandas, högre och lägre bitrater kommer att blandas likväl som realtids-, och icke realtidstrafik kommer att blandas.

Standardiseringsarbete pågår inom 3GPP vad det gäller GPRS/UMTS IETF 3GPP står för tredje generationens Partnership Project. nät och i (Internet Engineering Task Force) och dessutom genom ytterligare koncept och mekanismer som tas fram, för att ta fram det mobila Internet.

Routrar i Internet är lågkostnadsutrustning jämfört med den utrustning som traditionellt har använts för de internationella telefonikommunikationsnäten. Genom införandet av det mobila Internet kommer en ny generation av utrustning att krävas. Sådan utrustning kommer att ha mycket gemensamt med konventionell Internetutrustning, såsonl routrar, men ytterligare krav påläggs funktionaliteten. Ett sådant krav att att hantera den mobila till för relaterar förmågan hantera specifika mobil- Internetprotokoll. för GPRS Ett speciellt exempel på ett sådant krav, (General Packet Radio Service) och UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) är GPRS Tunneling Protocol (GTP). Med Release 99 och Release 00 av 3GPP (GPRS/UMTS) standarden införs mekanismer till 3GPP standarden 3G TS 23.107, också avancerade som relaterar hantering av realtidstrafik. “QOS Concept and Architecture", hanterar några grundläggande mekanismer i detta avseende.

Också inom Internetsamhället, t ex IETF, pågår ett intensivt arbete som strävar efter att standardisera, mekanismer för att hantera realtidstrafik och multimediatrafik. En mycket viktig uppgift i detta avseende berör hur en begränsad bandbredd ska kunna delas mellan mängden applikationer som är anslutna till ~ canon; 10 15 20 25 30 u u n n ø »n o n | | ~ n u 518 720 som dessa använder Sätt, Internet. Applikationerna och de protokoll alltid bandbredden på försöker de inte ens att dela bandbredden på ett rättvist sätt. delar inte ett bra eller också Ett exempel på detta ges av UDP protokollet (User Datagram Protocol) och TCP (Transmission Control Protocol). TCP protokollet implementerar inbyggda flödesstyrningsmekanismer, men UDP innehåller inte några flödesstyrningsmekanismer alls. Den rättvis delningen av bandbredden kompliceras dessutom ytteligare beroende på det faktum att många applikationer är mycket skurartade till sin natur, såsom exempelvis web-applikationer. Även om antalet användare är mycket stort blir således den totala trafiken inte utjämnad (statistisk multiplexering) såsom den gör inom de normala telekommunikationsnäten. Detta bidrar till att göra nätdimensionering svår. Dessutom kommer tillgängligheten till tjänster för slutanvändare att bli otillförlitlig. En av de huvudsakliga uppgifterna inom realtids och nmltimedianät gäller styrningen av IP-paketflödet. Åtskilliga olika kötekniker är kända som gäller flödesstyrning. Exempel på kända kötekniker är Priority Queueing, Class-Based Queueing, och Weighted Fair Queueing.

Arkitekturen Differential Services (DiffServ) (IN) och Admission Control tekniker är också viktiga tekniker inom flödesstyrningsområdet.

Emellertid arbetat alla dessa kända tekniker normalt på aggregat av flöden av IP-paket. Det huvudsakliga skälet till detta är att, skulle de helt enkelt tillhandahålla för att om de skulle arbeta på per flödesbasis, inte vara skalbara för att kunna önskad prestanda i miljöer för stor volym och hög hastighet. Såsom ett Weighted (WFQ) DiffServmiljö ofta begränsad till de sex klasser som definieras i RFC 2597 och RFC 2598 Internet Society 1999), exempel är Fair Queueing som används i en (Request For Comment, Network Working Group, vilka dokument härmed inkorporeras häri genom hänvisning därtill. 10 15 20 25 30 518 720 WFQ schedulering för inte mer än sex aggregerade flöden kan realiseras utan någon speciell beräkningsoverhead.

Det är emellertid ett problem, t ex i nwbil Internetmiljö, att styrning av flöden på aggregerad nivå inte räcker till. Ett skäl till detta är att vissa länkresurser kan vara mycket knapphändiga, begränsade och därför dyra. Det är också komplicerat om på vägen ifrån exempelvis ett paketdatanät till en slutanvändare trafikresurserna skiljer sig mycket åt, dvs att den tillgängliga bandbredden kan skilja sig mycket ifrån en länk till en annan. Det är också en nackdel att exempelvis en operatör för ett nmbilt kommmunikationssystenl inte kan erbjuda olika servicenivåer till Därför inkluderas Traffic Conditioning på max bitrat I UMTS abonnenter. per individuellt flöde i exempelvis UMTS' QOS arkitektur. definieras ett flöde som en GTP-tunnel eller en PDP- 3GTS 23.060 terminologi, context V3.4.0 (secondary eller ej), jämför exempelvis 3GPP, (2000-07) som beskriver protokoll och terminologi och vilket härmed inkorporeras häri genom hänvisning därtill. Detta stöds emellertid inte av de kända köteknikerna.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN Vad som behövs är därför en anordning för datapaketsflödesstyrning i ett kommunikationssystem som stödjer kommunikation av paketdata, inonl nätet eller' mellan externa paketdatanät och slutanvändare över ett stam-, eller ett kärnnät, genom vilken trafikflödesstyrningsmöjligheterna förbättras. Speciellt behövs en anordning som tillhandahåller för flexibel trafikflödesstyrning.

En anordning behövs också genom vilken nätdimensionering underlättas genom förbättrade paketdataflödesstyrmöjligheter.

Dessutom behövs en anordning genom vilken det blir möjligt att bidra till slutanvändare bättre än i hitintills kända system. att göra servicetillförligtligheten för accessande En anordning 10 15 20 25 30 518 720 för flödesstyrning behövs också som är lätt att implementera, i synnerhet till en låg kostnad. Ännu mera speciellt behövs en flödesstyrningsanordning genom vilken datapaketstrafikflödesstyrning kan göras under beaktande av den tillgängliga bandbredden på olika länkar, speciellt på sådana länkar som utgör de mest begränsade eller dyraste resurserna på vägen ifrån paketdatagenererande medel till slutanvändare.

Dessutom. behövs en anordning för paketdataflödesstyrning genom vilken det blir möjligt att reducera eller till och med förhindra överbelastning, åtminstone i vissa känsliga delar av nätet där man eftersom dessa önskar förhindra överbelastning osv, exempelvis delar består av knapphändiga eller dyra resurser.

Speciellt behövs en anordning för paketdataflödesstyrning genom vilken utsatta eller utvalda noder kan skyddas mot överbelastningssituationer, eller mot att behöva använda stora lagringsfaciliteter.

En trafikstyrningsanordning behövs också genom vilken bandbreddsbetraktelser kan tas med i beräkningen på ett effektivt sätt, och ännu mera speciellt behövs en anordning genom vilken det blir möjligt att ta med i beräkningen att några av resurserna är begränsade exempelvis radiolänken, i resurser, jämförelse med andra länkar inom nätet. bandbredd/bitrat En En anordning behövs också vilken möjliggör (max) såsom parameter i abonnemangs-, eller serviceerbjudanden. anordning behövs också genom vilken det blir möjligt för en operatör att hantera specifika abonnemang för slutanvändare relaterande till olika tjänstenivåer och att hantera trafikflödet under adekvat beaktande av olika QoS-klasser eller tjänsteklasser. nnooon lO 15 20 25 30 518 720 Speciellt behövs en anordning genonx vilken beräkningsoverheaden inte, eller åtminstone bara i begränsad omfattning, ökar beroende på antalet flöden som styrs, dvs det ska bli möjligt att implementera trafikflödesstyrning på ett mera flexibelt sätt än i hitintills kända systeni i vilka flödesstyrning görs på en per flödesaggregatnivå och för vilka antalet aggregerade flöden som kan styras strikt begränsas för att säkerställa en acceptabel beräkningsoverhead.

En trafiknod i ett kommunikationssystem som stödjer kommunikation av paketdata behövs också genom vilken ett eller flera av ovan nämnda mål kan uppfyllas. Dessutom behövs ett förfarande för att styra paketdataflödet i ett kommunikationssystem som stödjer kommunikation av paketdata genom vilket ett eller flera av ovan nämnda mål kan uppfyllas.

Därför tillhandahålles en anordning för paketdataflödesstyrning vilken innefattar, eller är i kommunikation med, klassificeringsmedel för att genom, eller baserat på ett antal parametrar, definiera ett antal paketdelflöden, där varje mottaget paket tillhör ett av delflödena.

För varje datapaket som tas emot i anordningen, anges en individuell pakethålltid av storleken på datapaketet och av den önskade bandbredden för delflödet till vilket paketet tillhör, eller av den maximala bitrat som delflödet skall ha. Anordningen innefattar också första kömedel som innehåller en delflödeskö för varje delflöde, så att delflödeskö. mottagna datapaket placeras i rätt Därutöver innefattar den ett eller flera andra cirkulärt tidluckekö kömedel som vardera innefattar ett tidluckearrayregister, där för tidlucka en tillhandahålles. varje Datapaket ifrån delflödesköer placeras i de lämpliga tidluckeköerna i förhållande till en aktuell tidlucka, 10 15 20 25 30 518 720 vars paket för tillfället matas ut, om det finns några paket i den aktuella tidluckekön, så att de begärda datapaketshålltiderna observeras före utmatning av datapaketen ifrån de respektive tidluckeköerna.

I en synnerligen fördelaktig implementering finns det maximalt ett datapaket ifrån varje delflödeskö i de andra kömedlen samtidigt. I en sådan implementering kommer, när ett datapaket matas ut ifrån den tidluckekö i vilken det är placerat, dvs när tidluckan utgör den aktuella tidluckan, det påföljande datapaketet i den delflödeskö varifrån det ursprungligen kom (on1 det fortfarande finns åtminstone ett datapaket i den delflödeskön), att placeras i den adekvata tidluckekön för det datapaketet, så att hålltiden för sagda föregående paket kommer att innehållas. Företrädesvis hämtas, för varje datapaket i en tidluckekö som, matas ut när tidluckan utgör den aktuella tidluckan, påföljande datapaket i respektive delflödeskö varifrån respektive datapaket urprungligen till att de kom, att hämtas de andra kömedlen och placeras i en tidluckekö så respektive, begärda hålltiderna för de respektive paketen kommer att innehållas.

I en fördelaktig implementering består de andra kömedlen av en grupp på N tidluckor som vardera svarar mot ett tidsintervall th så att N tidluckeköer tillhandahålles. De N tidluckorna svarar mot ett tidsintervall. T som är summan av tidsintervallen ti. I en föredragen implementering används en pekare som pekar på den aktuella tidluckekön och således aktiverar utmatning av paketen i motsvarande aktuella tidluckekö. Den aktuella tidluckepekaren flyttas ett steg framåt var T/Nze sekund, eller alternativt så snart som alla paket har matats ut, om inte detta inträffar innan T/N sekunder har förflutit. Detta betyder att den aktiverar en tidlucka efter en annan stegvis, och eftersom gruppregistret är cirkulärt, kommer på tidlucka TN4 att följa på tidlucka TO. l0 15 20 25 30 518 720 Speciellt ges den relevanta tidluckekön TSQi för ett (påföljande) datapaket Pi delflöde Pi); Speciellt är av Tsaktuell + N (Modulon (paketstorlek på Pi x 8/bitraten för [TSahmfi¿ +> N (paketstorlek x8/bitrat)]). sorteringstiden för att sortera datapaket i en tidluckekö konstant och oberoende av antalet delflöden.

Enligt föreliggande uppfinning kommer det således att bli möjligt flödes-, delflödes-, tillhandahålla För detta ändamål är det viktigt hur scheduleringen eller att erhålla en per eller snarare per styrning, tex trafikkonditionering på maximal bitrat. sorteringen utförs eller vilken schemaläggningsalgoritm som används. Exempelvis skulle, för ett stort antal flöden WFQ, såsom hänvisats till ovan, ge en beräkningsoverhead som ökar som ordo(log n). En annan känd schemaläggningsalgoritm är Leap Forward Virtual Clock (LFVC) som har en beräkningsoverhead som ökar som ordo(log(log n)). För dessa schemaläggningsförfaranden verkar det finnas en huvudsaklig bidragande faktor till den ökande beräkningsoverheaden med antalet köer och det är den erforderliga sorteringen av paket baserat på tidsstämplar. Enligt föreliggande uppfinning kommer emellertid beräkningsoverheaden att vara konstant, och den beror inte på antalet köer, och detta betyder att det faktiskt är en ordo(l)algoritm, som speciellt är specialiserad för IP-pakethantering. och den maximala bandbredden kan delflöde av Speciellt är paketen IP-paket, tillhandahållas per IP-paket, t ex trafikkonditionering på maximal bitrat för varje delflöde.

I en fördelaktig implementering, även om det uppfinningsmässiga konceptet inte är begränsat därtill, kommer de datapaket som länkas in i en och samma tidluckekö (ifrån olika delflödesköer) att anordnas i godtycklig ordning i tidluckekön. 10 15 20 25 30 518 720 u - . o n. ~ - - ~ u I u o v ø n n Anordningen kan vara anordnad i en trafiknod i ett IP-nät.

Speciellt är den anordnad i en kärnnätsnod om flödesstyrning implementeras för paketdatatrafik mellan externa paketdatanät och slutanvändare över ett stam-,/kärnnät. Anordningen kan implementeras för datapaketstrafik på nedlänken, t ex ifrån servrar i paketdatanät mot slutanvändare. Speciellt är anordningen anordnad i en trafiknod, eller en paketdatanod, skyddas eller vilka helst inte skulle behöva uppströms utrustning, länkar, nätnoder osv som behöver ifrån överbelastningssituationer, ha för stora lagringsmedel. till Speciellt kan den vara anordnad i ingángspunkten kärnnätet eller före ingressnoden till radionätet, eftersonl radiolänken ofta är~ den svagaste länken i systemet och därför behöver skyddas eftersom det är en knapphändig resurs med begränsad bandbredd. Också andra urvalskriterier kan användas för att bestämma var anordningen bäst tjänar sitt ändamål. Flödesstyrningsanordningar kan vara anordnade i ett flertal nätnoder av samma typ eller av olika slag. Om exempelvis olika operatörer ansvarar för olika noder eller olika nätflöden kan flödesstyrningsanordningar vara installerade i. nätnoder som tillhör eller styrs Emellertid kan också beaktas. av olika operatörer. andra aspekter Flödesstyrning kan alternativt, eller därutöver, vara anordnad för på upplänken.

Speciellt finns det ett flertal flödesstyrningsanordningar i en trafiknod.

I en speciell implementering definieras eller anges ett delflöde av adressen på den mottagande slutanvändaren och paketinnehållet.

Speciellt definieras det av slutanvändaradressen (IP-adress), paketets QOS-klass, exempelvis strömmande konversation, bakgrund eller interaktiv. Den kan också anges av IP-adressen för destinationsanvändarutrustningen eller slutanvändare, den originerande adressen, t ex en server eller speciellt en web- 10 15 20 25 30 518 720 10 server eller en strömmande server, och tjänstklassen eller den QoS som slutanvändaren abonnerar på.

I en speciell implementering består kommunikationssystemet av ett UMTS-system och anordningen är företrädesvis anordnad i en trafiknod i sagda system. Speciellt kan ett delflöde definieras av en GTP-tunnel eller en PDP-context (sekundär eller ej). I en fördelaktig implementering definieras ett delflöde för varje tjänsteklass som en slutanvändare, t ex användarutrustning (UE), abonnerar på. Anordningen kan med fördel vara anordnad i en trafiknod, t ex GGSN (Gateway GPRS Support Node) och/eller i en SGSN (Serving GPRS Support Node) uppströms i flödesriktningen för delflödet i förhållande till en nätdel som behöver skyddas eller en länk, t ex en radiolänk, som bandbreddskrav. underligger stränga I speciella implementeringar kan anordningen hantera ett stort entei delflöde, t ex upp till 103, 104, 105, 106 eller ännu flere delflöden, t ex GTP-tunnlar. Det ska vara klart att detta endast utgör ett exempel. Dessutom kan det finnas vilket antal såsom hänvisats till tidigare, Också anordningar som helst, i en nätnod, t ex implementerat på kretskort. antalet tidluckor i gruppregistret kan väljas ut enligt olika kriterier, och speciellt ges det av de tekniska betraktelserna eller begränsningarna.

Generellt kommer alla datapaket i en tidluckekö att matas ut på utmatningsanordningen inom en T/N:e dels sekund, som resulterar i en liten fördröjningsvariation. Om det ställs krav pà en specifik fördröjningsvariation (det (jitter), kan detta uppnås genom att välja N totala antalet tidluckor) tillräckligt stort. Detta är generellt en förhandling mellan fördröjningsvariation och minnesanvändning. 10 15 20 25 30 518 720 11 Föreliggande uppfinning tillhandahåller också för en trafiknod i ett kommunikationssysten\ som stödjer kommunikation av' paketdata inom IP-nät eller* mellan externa paketdatanät, eller generellt datapaketsleverantörer, t ex IP-nät, eller mera specifikt servrar, och slutanvändare över ett stam(kärn)nät. Trafiknoden innefattar ett antal (J) anordningar, för att styra flödet av datapaket.

Varje flödesstyrningsanordning innehåller eller kommunicerar med klassificeringsmedel för att, paketdelflöden baserat på ett antal parametrar, definiera ett antal bland det totala inmatningsflödet av datapaket som hanteras/styrs till respektive anordning.

Varje anordning innehåller första och andra kömedel för att, med användning av individuella datapaketshålltider som ges av storleken på de respektive datapaketen och av den önskade bandbredden på flödet till vilka de respektive datapaketen tillhör, styra datapaketstrafikflödet. på en. per delflödesbasis.

Den eller ett antal av flödesstyrningsanordningarna används för trafikflödet på (och/eller Speciellt innehåller eller genererar de första kömedlen i varje att styra nedlänken upplänken). flödesstyrningsanordning en delflödeskö för varje delflöde, så att datapaketen som tas emot i respektive anordning placeras i den adekvata delflödeskön, medan de andra kömedlen för varje flödesstyrningsanordning innehåller åtminstone ett cirkulärt tidluckegruppsregister, där för varje tidlucka en tidluckekö är anordnad. Datapaket från delflödesköerna placeras i. de adekvata tidluckeköerna för de respektive andra kömedlen i förhållande till en aktuell tidluckekö, vars paket, om det finns några, för tillfället matas ut, så att hålltiderna för de respektive datapaketen åtminston väsentligen kommer att innehållas.

Hålltidskraven anges speciellt av den önskade bandbreddsanvändningen för respektive delflöde till vilket paketet 10 15 20 25 30 518 720 12 tillhör och paketstorleken. delflödeskö samtidigt, Maximalt ett datapaket ifrån varje innehålls i de andra kömedlen i en anordning och när ett datapaket matas ut ifrån tidluckekön i dvs när tidluckan bildar den aktuella delflödeskö adekvat vilket det är placerat, tidluckan, kommer det följande datapaketet i den varifrån det originerade, om något, att placeras i tidluckekö så att hàlltiden för det föregående datapaketet kommer att innehållas. Speciellt innefattar varje andra kömedel en grupp på Nj tidluckor på vardera ett givet tidsintervall ty tidluckeköer tillhandahålles, så att Nj där Tj är tidsintervallet för de Nj tidluckorna. När en aktuell tidspekare pekar på den aktuella tidluckan, kommer alla datapaket i motsvarande tidluckekö att matas ut. Den aktuella tidluckepekaren flyttas ett steg framåt var Tj/Njze sekund, eller alternativt något senare, om inte alla paket kan matas ut inom Tj/Nj. Såsom diskuterats tidigare kan den adekvata tidluckekön för ett påföljande datapaket, i en implementering, anges av den aktuella tidluckan + N (paketstorleken på paketet*8/bitraten för respektive delflöde).

Den adekvata tidluckekön kan emellertid beräknas på andra sätt också. Det ska också vara klart att index j kan vara olika för olika andra kömedel, oavsett om de är i samma flödesstyrningsanordning eller ej. Detta innebär att antalet av och längden på tidluckorna kan variera.

I en speciell implementering består trafiknoden av en GGSN eller SGSN i GPRS/UMTS, och ännu mera speciellt definieras ett delflöde som en GTP-tunnel eller en PDP-context. Speciellt kan den önskade bandbredden, den maximala bandbreddsanvändningen, för ett delflöde anges av den länk som underligger de mest stränga bandbreddskraven på vägen mellan exempelvis en server i det externa paketdatanätet, speciellt en strömmande server eller en web-server, och en slutanvändarstation, UE). I t ex en användarutrustning (User Equipment; andra termer svarar den önskade bandbredden för ett 10 15 20 25 30 518 720 13 delflöde mot den maximala bitraten som det speciella delflödet bör ha i förhållande till den maximalt tillåtna bandbreddsanvändningen i exempelvis en given del av nätet, eller på en given länk.

Föreliggande uppfinning tillhandahåller också för ett förfarande för paketdataflödsstyrning i ett kommunikationssystem som stödjer kommunikation av paketdata. Förfarandet innefattar speciellt stegen att; definiera, baserat på ett antal parametrar, ett antal delflöden bland det totala flödet av paket som inkommer till en flödesstyrningsanordning; placera datapaketen som inkommer till flödesstyrningsanordningen i. delflödesköer, så att det finns en delflödeskö per delflöde; individuell hålltid för datapaket i ett bestämma en delflöde storleken på delflödet varje beroende på datapaketet och på den önskade bandbredden hos som paketet tillhör, eller alternativt den maximala bitraten, eller mera generellt den bitrat som flödet bör ha; överföra datapaket ifrån varje delflödeskö till andra kömedel som innehåller en eller flera cirkulära tidluckegruppregister med en tidluckekö per tidlucka genom att, för varje delflöde, på ett konsekutivt sätt placera det första datapaketet i delflödeskön i den adekvata tidluckekön såsom exempelvis given av hålltiden för det föregående paketet i förhållande till den aktuella tidluckan, tillfället matas ut, vars paket för så att alltid maximalt ett datapaket ifrån ett och samma delflöde köas i de andra kömedlen.

Speciellt innehåller det andra kömedlen en grupp på N tidluckor, där varje tidlucka definierar ett tidsintervall ti, så att N tidluckeköer tillhandahålles, där T är det totala tidsintervallet för de N tidluckorna. Alternativt innehåller de andra kömedlen två eller flera tidluckegrupp(array)register.

Speciellt utförs steget med att mata ut paket lagrade i den aktuella tidluckekön genom att; använda en pekare för att peka på 10 15 20 25 30 518 720 14 en tidlucka för att aktivera en utmatning av paket lagrade i sagda bildar den aktuella flytta T/Nze tidlucka, som således tidluckan; tidluckepekaren ett steg framåt var sekund (eller alternativt när alla paket har matats ut, efter T/N men inte tidigare än sekunder). Förfarandet innefattar speciellt dessutom stegen att; för varje datapaket som matas ut ifrån en tidluckekö; placera det påföljande datapaketet ifrån samma delflödeskö som det i den adekvata tidluckekön för det utmatade paketet (om något) påföljande paketet. Att hitta den adekvata tidluckan består i en implementering av steget att; beräkna den adekvata tidluckekön (TSQi) för ett (påföljande) datapaket Pi som summan av den aktuella tidluckan och N (paketstorleken på det föregående datapaketet Py¿ x 8/bitraten för delflödet). Företrädesvis innefattar steget med att definiera delflödesköer definierandet av ett delflöde per GTP-tunnel i ett GPRS/UMTS system.

Det ska emellertid. vara klart att delflöden kan definieras på finns det ett delflöde (UE), t ex ett delflöde per QoS-klass som en slutanvändare olika sätt, men generellt per slutanvändare, t ex User Equipment och speciellt också per tjänsteklass, abonnerar på, så att, om exempelvis en slutanvändare abonnerar på tre olika tjänsteklasser, kan det finnas ett delflöde för varje tjänsteklass eller QOS-klass. Det kan också finnas ett delflöde som svarar emot exempelvis två olika tjänsteklasser (QoS-klasser).

Det är också möjligt att implementera flödesstyrning såsom beskrivits ovan på ett kaskaderat sätt, så att exempelvis det i en första flödesstyrningsanordning finns en definition på delflöden, den kan exempelvis relatera till fler än en tjänsteklass eller slutanvändare, medan i en fler än en påföljande flödesstyrningsanordning en finare eller annorlunda delflödesuppdelning implementeras osv. Vilket alternativ som helst är i princip möjligt. 10 15 20 25 30 518 720 15 KORTFATTAD FIGURBESKRIVNING Uppfinningen kommer i det följande att ytterligare beskrivas på ett icke begränsande sätt, och under hänvisning till bifogade figurer, i vilka: Fig. 1 illustrerar anordnandet av några flödesstyrningsanordningar i ett kommunikationssystem enligt ett utförande av uppfinningen, Fig. 2 är en figur liknande Fig. 1 med flödesstyrningsanordningar anordnade i ett UMTS system, Fig. 3 illustrerar, på ett förenklat sätt, en anordning enligt uppfinningen som innehåller första och andra kömedel, Fig. 4 illustrerar in-, och utmatning* av datapaket till de andra kömedlen, Fig. 5A illustrerar något mera j. detalj datapaket j. de andra kömedlen som originerar ifrån speciella delflödesköer alldeles innan utmatning av datapaket ifrån en aktuell tidluckekö, Fig. 5B illustrerar ett sätt för att mata in påföljande datapaket ifrån de respektive delflödesköerna vid utmatning av datapaketen ifrån den aktuella tidluckekön i Fig. 5A, Fig. 6 illustrerar ett exempel på ett kretskort som innehåller första och andra kömedel, Fig. 7 illustrerar en flödesstyrningsanordning enligt ett alternativt utförande av uppfinningen, lO 15 20 25 30 518 7-20 3 = -= ~ o u o o u. n - o Q nu 16 Fig. 8 illustrerar ett exempel på datapaket i. en delflödeskö som består av GTP-tunnel, Fig. 9 är ett flödesdiagram som beskriver en implementering av den uppfinningsmässiga proceduren när paket tas emot i de första kömedlen, Fig. 10 är ett flödesdiagram som beskriver proceduren i den aktuella tidluckan i ett förenklat, exemplifierande utförande, Fig. 11 är ett flödesdiagram som beskriver en implementering av ingångsförfarandet, och Fig. 12 är ett flödesdiagram som beskriver utgångsproceduren exempelvis svarande emot utförandet i Fig. 11.

DETALJERAD BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Fig. 1 visar ett kommunikationssystem i vilket det uppfinningsmässiga konceptet kan implementeras.

Kommunikationssystemet stödjer kommunikation av paketdata, och det innefattar ett kärnnät 5 och ett antal radionät, av vilka endast ett, RAN 6, explicit visas i figuren. Varje radionät RAN 6 innehåller ett antal basstationer BS som styrs av radionätsstyrmedel RNC 7. I figuren illustreras en slutanvändarstation eller en användarutrustning UE 8 som t ex består av en dator kopplad till en mobil station, som här ansluter till RNC 7. tillhandahàlles av serverpaketdatanoder S-PDN1 21, S-PDN2 22, S- PDN3 23 och gatewaypaketdatanoder G-PDN1 15, G-PDN2 16 och G-PDN3 17, G~PDN4 18. tillhandahålles intranät 13 med Paketdatastödnodsfunktionalitet i kärnnätet 5 Över gatewaypaketdatanoder kommunikation över externa datanät, Internet 11, web-servrar 12, streaming servers 12A eller servrar i allmänhet 10 15 20 25 30 518 720 * ' 17 14. Det ska vara klart att det visade systemet bara är ett förenklat exempel på ett system. Kärnnätet innehåller också ett antal routrar R. Routrarna på länkarna i stamnäten likväl som routrarna på siter kan vara anordnade på vilket lämpligt sätt som helst. Anslutningen till ett externt nät kan tillhandahållas genom en eller flera gatewaypaketdatanoder.

I denna figur antas att gatewaypaketdatanoden G-PDN1 15 är försedd med två flödesstyrningsanordningar (FC1, FC2) 10, 10A. Givetvis kan det finnas fler än två flödesstyrningsanordningar i G-PDN1 15, eller också kan den innehålla endast en flödesstyrningsanordning.

Också de andra paketdatanoderna, gatewaypaketdatanoder såväl som serverpaketdatanoder, kan vara försedda med flödesstyrningsanordningar enligt föreliggande uppfinning. I allmänhet är det också möjligt att anordna flödesstyrninganordningar enligt föreliggande uppfinning i. andra noder, men flödesstyrningsanordningar är företrädesvis lokaliserade i utkantsnoder.

Tunnlar illustreras schematiskt mellan G-PDN1 15 och S-PDN1 21 likväl som lnellan S-PDN1 21 och RNC 7, och mellan RNC 7 och användarutrustning 8. Tunnlar är inte en förutsättning för fungerandet av uppfinningen. Emellertid är ofta bandbreddsinformation tillgänglig per flöde (delflöde) i tunnelkonfigurationer, såsom GTP.

Det antas här att flödesstyrningsanordningar 10, 10A är anordnade för att styra paketdatatrafiken på nedlänken. Ofta är det speciellt viktigt att skydda radiolänken ifrån att bli överlastad eftersom det är en dyr resurs som har en bandbreddskapacitet. begränsad Generellt är en radiokanal reserverad för varje användare och det är inte möjligt att transportera paket kanalen. Genom att snabbare än som är tillåtet på den l0 15 20 25 30 518 720 18 tillhandahålla för flödesstyrning enligt föreliggande uppfinning i exempelvis en kärnnätsgatewaynod är det inte nödvändigt att hålla kontroll över paketflöden inom kärnnätet eller i stamnätet, vilket också är klart fördelaktigt. Problematiska situationer uppstår ofta exempelvis när strömmande servrar eller webservrar håller på att sända datapaket eller skurar av sådana på nedlänken med en hög kapacitet eller med hög hastighet, vilken speciellt kan vara alldeles för hög jämfört med vad som kan hanteras inom kärnnätet, och specifikt av RNC:n och på radiolänken.

Enligt uppfinningen blir det möjligt att utföra datatrafikstyrning per delflöde, eller t ex per användare eller per användare och QOS-klass tjänsteklass. Emellertid är det möjligt, enligt det uppfinningsmässiga konceptet, att definiera delflöden också enligt andra, annorlunda eller ytterligare kriterier. Ett delflöde kan tex anges av källan och destinationsIP-adresserna och UDP eller TCP-port, möjligen QOS-klass eller satt DiffServ byte.

Generellt är det ofördelaktigt att lagra datapaket i radionätstyrmedlen 7 eftersom de inte har tillräcklig lagringskapacitet och därför görs, enligt föreliggande uppfinning, (och/eller lättare buffertering exempelvis i Det gatewaypaketdatanoder serverpaketdatanoder). kommer också att bli att tillhandahålla för tillfredsställande nätdimensionering med en sådan flödesstyrningsförmåga på ett tidigt stadium på nedlänken.

Styrningen per (del)flöde för bandbredd enligt uppfinningen kommer (ISP: att tillhandahålla tjänsteerbjudanden och att göra det möjligt för Internal Service UMTS osv) operatörer Providers, debitering baserat på den bandbredd som abonneras på. Uppfinningen löser också potentiellt andra problem i IP-nät som kan orsakas av den ofta skurartade egenskapen hos IP-trafik. 10 15 20 25 30 518 720 19 Fig. 2 visar en implementering av det uppfinningsmässiga konceptet på UMTS. Paketdatastödnoder består här av SGSN:er (Serving GPRS Support Node) som kan vara uppdelade eller uppsplittrade i en SGSN servernod och media gateway (MGW), jämför SGSN1 och MGW1, 21A. I andra avseenden liknar figuren den i Fig. 1. UMTS kärnnätet 5A innehåller gateway GPRS supportnod GGSN1 15A med två flödesstyrningsanordningar l01h l0n, FC1 och FC2, som speciellt vardera kan vara anordnade på ett kretskort. Också GGSN2 158 innehåller en flödesstyrningsanordning FC 10m, och GGSN3 15C innehåller tre flödesstyrningsanordningar 103, 109, 10”. Tre SGSN-noder SGSN1 21A, SGSN2 22A och SGSN3 23A illustreras; emellertid är endast för SGSN 21A mediagateway explicit illustrerad. Radionätet består av ett UTRAN 6A (UMTS Terrestrial Radio Access Network) med ett radionätstyrmedel RNC 7A.

Användarutrustningen antas här bestå av en WAP-telefon 8A. Det ska emellertid vara klart att också i detta fall skulle en användarstation som består av en PC och en mobil station kunna användas, likväl som Fig. 1 givetvis också är tillämpbar på exempelvis WAP-telefoner. Även om det inte är explicit illustrerat i Fig. 2, är det också möjligt att inkludera en flödesstyrningsanordning (eller flera) också i en eller flera av SGSN:erna. Även om implementeringen av flödesstyrning enligt uppfinningen huvudsakligen beskrivs under hänvisning till nedlänkstrafik, ska det vara klart att konceptet likaledes är tillämpligt på upplänken. Enkleriktad flödesstyrning kan således implementeras i endera riktningen, men även dubbelriktad flödesstyrning kan implementeras.

I Fig. 2 antas konceptet emellertid vara implementerad på nedlänken. Datapaket matas in av servrar över exempelvis Internet ll, intranät 13, 131. Också i detta fall indikeras tunnlar, punkt- 10 15 20 25 30 5118 720 20 till-punkt eller direkt. Exempelvis för UMTS består tunneln på kbps föreliggande uppfinning kommer trafikflödet här att styras på ett radiolänken av en 64 RAB, Radio Access Bearer. Enligt mycket tidigare och redan vid GGSN1 l5A stadium, uppströms radiolänken, exempelvis kommer åtgärder att vidtas för att säkerställa att bandbreddskraven på RAB kommer att uppfyllas genom flödesstyrning på delflödesbasis.

I en implementering definieras ett delflöde som en IP-adress för användarutrustningen och den relevanta QoS-klassen. Om således abonnenten eller slutanvändaren abonnerar på fler än en QOS-klass, kan det finnas fler än ett delflöde, t ex ett för varje QoS-klass, för en och samma slutanvändare. Företrädesvis utförs flödesstyrning på per delflödesbasis, där ett delflöde t ex svarar emot eæi GTP-tunnel. GTP är" GPRS tunnelprotokoll sonl exempelvis Draft TS 100 960, V5.0.0 (1998-Ol). I en fördelaktig implementering kan varje kretskort i en GGSN hantera beskrivs i ETSI ett stort nummer av 10 000-tals GTP-tunnlar, t ex upp till 10% 103, 104, 105, 106 eller fler tunnlar beroende på kapacitet, där varje t ex styrs som ett delflöde. Enligt uppfinningen, speciellt om den implementeras för att styra radiolänken, utförs företrädesvis delflödesstyrningsprocedurer redan i GGSN, och skyddar således speciellt RNC 7A och kärnnätet i allmänhet. I mera generella termer kan en flödesstyrningsanordning eller ett flödesstyrningsförfarande såsom beskrivet i tillhandahållas för föreliggande uppfinning exempelvis uppströms, och i flödesriktningen (upplänk eller nedlänk) för den svagaste länken/nätentiteten, t ex den länk som har den minsta bandbredden mest syftet att eller den entitet på länken som är känslig för trafiköverbelastning. Om den används i styra tjänsteerbjudande, abonnemangsbaserad styrning, kan den placeras i en godtycklig nod (noder) i nätet. 10 15 20 25 30 51 s 720 21 hänvisas till 3GTS (Third För koncept, terminologi osv som används häri, 23.060 V3.4.0 (2000-07), Generation Partnership Project), 3GPP TS 23.107 V.3.4.0 Technical Specification av 3GPP som härmed inkorporers häri genom (2000-10) Technical (3GPPTM) , QOS hänvisning därtill.

Specification by Third Generation Partnership Project Technical Specification Group Services and Systenx Aspects; Concept and Architecture som också inkorporeras häri genom hänvisning därtill.

Det ska vara klart att det uppfinningsmässiga konceptet är tillämpligt också på IP-baserade nät, t ex inom ett nät. I det följande kommer ett exempel på en flödesstyrningsanordning enligt föreliggande uppfinning att beskrivas ytterligare. Enligt uppfinningen blir det möjligt att styra bandbreddsanvändningen på en per subflödesbasis.

I Fig.

Det antas att ett 3 illustreras schematiskt en flödesstyrningsanordning 10. antal IP-paket matas in till flödesstyrningsanordningen 10, som innehåller klassificeringsmedel 1 för att bestämma eller definiera ett antal delflöden. Detta kan, såsom hänvisats till ovan, göras på många olika sätt, t ex per slutanvändare, per slutanvändare och tjänsteklass osv. När klassificeringen av delflöden är bestämd, anordnas de inmatade IP- paketen i första kömedel som innefattar ett antal (m) delflödesköer SFQL"SFQm. I detta utföringsexempel är datapaket P11 och E32 i SFQ1, medan SFQ2 endast innehåller ett paket Pzb SFQ3 innehåller tre paket i en kö, Pn, Py, P3, medan SFQ4 är tom, SFQ5 innehållet ett paket PH och SFQm innehåller två paket, RM, PM vid en given tidpunkt.

IP-paket som anländer till inmatningsköerna (de första kömedlen) skall fördröjas eller hållas en given tid, som här betecknas en hàlltid, innan de matas ut på utkön, eller matas ut ifrån de andra 10 15 20 25 30 518 720 ---- -- o u v n u 22 kömedlen. Hàlltiderna beror, enligt ett utförande av uppfinningen, på den maximala bitraten som IP-delflödet ska ha och på storleken på det individuella IP-paketet. Speciellt används hålltiden för ett paket (given av bitraten som motsvarande paketdelflöde ska ha för att indikera tiden som påföljande hållas, dvs den och av storleken på paketet) paket ifrån samma delflödeskö ska indikerar tidsintervallet mellan utmatningen av de två paketen.

De andra lagringsmedlen innehåller ett cirkulärt tidsintervall T är TS O, TS tidluckegrupp(array)register i vilket ett indelat i N ndndre tidsintervall betecknade tidluckor, och N = 1000, 1, ,TS N-1. Om exempelvis T = l sekund, kommer varje tidlucka i arrayregistret att representera 1 ms. För varje tidlucka kan paket vara anordnade i en tidluckekö TSQM TSQ@",TSQN4. Således finns det N tidluckepaketsköer. En aktuell tidluckepekare tum pekar på den aktuella tidluckan och således på den aktuella tidluckekön, och den indikerar att paketen i den aktuella tidluckekön ska matas ut. Var T/Nze sekund, t ex i detta utföringsexempel varje ins, flyttas den aktuella tidluckepekaren tax ett steg framåt och indikerar den påföljande tidluckekön som ska tömmas. Företrådesvis är registret cirkulärt, att tidluckan efter tidlucka TS N-1 är TS 0. vilket betyder Alternativt flyttas tidluckepekaren endast när alla paket i den aktuella tidluckekön har matats ut, om detta sker efter T/N sekunder. Överföringen av datapaket ifrån de första kömedlen till de andra kömedlen utförs på ett sådant sätt att, det vid varje tidpunkt delflödeskö i företrädesvis, finns maximalt ett datapaket ifrån varje tidluckegruppregistret. Företrädesvis innehålles, åtminstone väsentligen, de individuella hålltiderna för datapaketen innan ett påföljande paket matas ut ifrån de andra kömedlen. Det ska vara klart att flyttandet eller överförandet av paket, t ex mellan ett inkommande gränssnitt och det första 10 15 20 25 30 518 720 23 kömedlet, mellan de första kömedlen och de andra kömedlen, ifrån de andra kömedlen till ett utmatningsgränssnitt eller till en utmatningsanordning, kan åstadkommas på olika alternativa sätt, tex genom att flytta pekare till paket, genom att kopiera paket OSV .

Om det inte finns något datapaket från en given delflödeskö i de andra kömedlen vid en given tidpunkt, kan det första datapaketet som anländer i den speciella delflödeskön genast införas till den relevanta tidluckekön. Under förutsättning att hålltiden för det föregående paketet ifrån samma delflödeskö faktiskt har löpt ut, kan paketet anordnas i den aktuella tidluckekön, annars måste det placeras i en senare TS-kö så att också återstoden av hålltiden för det föregående paketet kommer att löpa ut innan det matas ut.

Emellertid anges speciellt hålltiden såsom indikerande den tid som innan det (i byte) x 8 delat med bitraten som delflödet ska ska förflyta följande paketet matas ut, av paketstorleken ha. Det påföljande datapaketet i samma specifika delflödeskö kan inte införas i förrän det tidluckearrayregistret föregående datapaketet har matats ut eller håller på att matas ut ifrån Detta kommer att (det tidluckearrayregistret, dvs de andra kömedlen. ske när pekaren pekar på den tidluckekö i vilken det föregående paketet) är placerat. När paketet i tidluckekön i vilket det är placerat matas ut, undersöks den delflödeskön delflödeskö originerande (dvs den från vilken det föregående paketet kom) för att se om det finns ytterligare påföljande paket.

Om det finns ytterligare paket i den specifika delflödeskön, flyttas det första datapaketet i delflödeskön ifrån delflödeskön till den korrekta tidluckekön i de andra kömedlen såsom diskuterats ovan. 10 15 20 25 30 - n o « .- 518 720 24 Detta görs för varje datapaket i en tidluckekö som pekas på av den aktuella tidluckepekaren tan, och de respektive påföljande paketen i de respektive delflödesköerna kommer att placeras i de respektive adekvata tidluckeköerna. Genom att använda detta sätt att sortera datapaketen beroende på tiden, (ordo(l)), kommer sorteringstiden alltid att vara konstant vilket svarar emot tiden det tar att beräkna den adekvata tidluckan och att länka en pekare till paketet till tidluckekön vid det beräknade indexet.

Beräkningen av en adekvat tidlucka för varje datapaket och att placera det i den relevanta tidluckekön blir en fördröjning för varje paket. Eftersom fördröjningen är en funktion av bitraten som det speciella delflödet ska ha och paketstorleken på det föregående paketet ifrån samma delflöde, kommer resultatet bli ett branbreddsformat eller bandbreddsstyrt flöde av IP-paket. Eftersom (ordo(l)) sorteringstiden är konstant, såsom hänvisats till ovan, kan det dessutom appliceras i storskaliga miljöer utan någon prestandareducering, vilket är extremt fördelaktigt. Företrädesvis anges en övre gräns för paketstorlek likväl som en undre gräns för delflödesbitrat. Detta kommer att resultera i en begränsad längd på tidluckearrayregistret. Emellertid ger i praktiken sådana begränsningar inte upphov till några problem.

Fig. 4 illustrerar utmatningen av datapaketen Pw, P4m lho, RW i tidluckekö TSQ2 som pekas på av den aktuella tidluckepekaren tan.

Vid avlägsnande av paket TSQ2, undersöks de respektive originerande delflödesköerna SFQw, SFQN, SFQN, SFQm för att se om det finns några ytterligare paket. Det antas här att i vardera av delflödesköerna SFQN, SFQW, SFQW, SFQm finns åtminstone ett påföljande paket, och dessa paket, PH från SFQ2, PM från SFQ3, PH från SFQ4 och Pm ifrån SFQm matas in till tidluckearrayregistret, dvs de andra kömedlen efter beräkning av de respektive relevanta tidluckeköerna. I denna figur illustreras inte vilka de relevanta lO 15 20 25 30 518 720 25 tidluckeköerna är för dessa paket. Detta kommer att förklaras ytterligare bland annat under hänvisning till figurerna 5A, 5B nedan, som illustrerar ett exempel på hur konceptet med hålltider kan implementeras.

Fig. 5A visar ett första kömedel 2 som innehåller ett antal delflödesköer och ett andra kömedel 3 som innehåller ett tidluckearrayregister, som är cirkulärt, med, i detta fall, 1000 tidluckeköer TSQ0, TSQ1, TSQ2,m,TSQ9%. I de första kömedlen 2 innehåller SFQ1 ett antal paket Plh Pm, Plh PM, P15. På liknande sätt innehåller den andra delflödeskön SFQ2 SFQ3 P32 OCh SFQL; paket P21, P22, P23, innehåller paketen PM, innehåller paketen PM, PM, E53, PM. I SFQ5 finns det inte några paket och i SFQ6 finns det ett paket som väntar i kön, P6. Inte heller i SFQ7 finns det några paket.

I tidluckeköarrayregistret pekar TSQ2 som innehåller tcur på paketen PN, Pæ, Eflo, Pm. Dessa paket ska således matas ut. Det antas här att PH i SFQ1ska fördröjas fem tidluckor i förhållande till den aktuella tidluckan, dvs ATS = 5, medan för PH ATS = 8, för P31 ATS = 3 och för P61 ATS = 3. De respektive ATS-värdena hittas hålltiderna för de delflödeskö genom användning av respektive föregående paketen ifrån varje och indikerar i själva verket hur mycket Pm, Pm, PM, Pa ska fördröjas i förhållande till utmatningstiden för Pm, Pm, Pm respektive Pm.

Den korrekta tidluckan till vilken ett påföljande paket ska överföras anges i själva verket av eller kalkyleras såsom: Tidluckafi = Modulon [tidluckaumr + N (paketstorlek på föregående paket x 8/bitrat)] 10 15 20 25 30 518 720 ~ o o ø ou 26 men eftersom denna inte heller delflödena och Dvs i detta fall skulle tidluckaüm, vara TSQL figur varken illustrerar paketstorlekarna och illustrerar den bitraterna för de respektive därför, av förklarande skäl, indikeras den relevanta tidluckan endast genom ett ATS-värde som är skillnaden mellan den aktuella tidluckan till den tidlucka där paketet ska placeras.

Således antas i Fig. 5B att TSQ2 har tömts men att tidluckepekaren fortfarande pekar på TSQ2 och paketen Puh Pw, P1m Pm ifrån TSQ2 som matats ut, ersätts av P3h Pm, E31, Pzb Eftersom för P11 ATS var 5, placeras Pm i TSQW medan eftersom, för Pa, ATS = 8, placeras P21 i TSQ10, och för P31 och P61 med ATS = 3, placeras dessa paket i TSQ5. När tan pekar på TSQ5, kommer PM och PQ och möjligen andra datapaket från andra delflödesköer att matas in till sina respektive relevanta tidluckeköer osv.

Förfarandet som diskuterats ovan kommer att resultera i en liten oexakthet i fördröjning. Detta paket som länkas in i samma tidluckekö kan placeras i en godtycklig ordning. Alla paketen i en och samma tidluckekö kommer att matas ut inom en T/Nze sekund, men i allmänhet är det inte möjligt att erhålla en mera exakt kunskap om när ett speciellt paket faktiskt matas ut. Den minsta storleken på T såsom bestämt av storleken på N bestäms av den erforderliga noggranheten på fördröjningsvariansen (eller jittret). Om en specifik fördröjningsvariation (eller jitter) krävs, kan detta uppnås genom att välja ett tillräckligt stort N. Valet av N är huvudsakligen ett köpslående mellan fördröjningsvariation och minnesanvändning.

Fig. 6 visar ett specifikt exempel på en uppfinningsmässig anordning implementerad i en CPU eller på ett kretskort, implementerad i hårdvara eller mjukvara, som innehåller en 10 15 20 25 30 518 720 27 flödesstyrningsanordning i UMTS enligt uppfinningen. I De hämtar information GTP TEID, TFT klassificeringsmedlen definieras delflöden.

DL-tabell, (Traffic Flow Template), bandbredd, QoS-klass, osv. I de första kömedlen tillhandahålles ett antal delflödesköer. ifrån nedlänkstabellen, såsom IP-adress, prestandaberäknare I de respektive delflödesköerna anges de respektive bandbredderna och bokstäverna C, I, B, S indikerar UMTS (C), (S), (B). Speciellt kan delflödesköstorleken bero pà QoS-klass och för för QOS-klass S kan den vara 100 QoS-klasser Conversational Streaming Interactive (I) och Background QOS-klass C kan den vara 10 ms, ms, för QoS-klass Interactive I kan den vara l s, och för Background kan den vara 10 s. Det ska vara klart att dessa värden endast är angivna av exemplifierande skäl, och andra värden kan också, eller ännu bättre, användas. Paket i de respektive delflödesköerna matas därpå ut såsom diskuterats ovan till de andra kömedlen, som endast illustreras schematiskt i denna figur eftersonl detta redan diskuterats i figurerna 3, 4, 5A, 5B som beskriver hur paket kan överföras ifrån de första kömedlen till de andra kömedlen.

Speciellt kan “tail drop" TD användas som en algoritm för att kasta paket om ett delflöde tenderar att bli för långt. Då släpps det eller de sista paketet(paketen). Emellertid kan också andra kastningsmekanismer implementeras. Exempelvis kan “head drop” med “back off” Dessutom kan en total bandbreddsgräns fördel användas för att få en snabbare om flödet exempelvis är ett TCP flöde. implementeras för några QOS-klasser att medge tillträdesstyrning.

Dessa skäl. siffror är emellertid endast angivna av exemplifierande (eller flera) Exempelvis kan ett andra kömedel hantera UMTS Det är också möjligt att ha två andra kömedel för ett första kömedel. och ett andra kömedel QoS-klasser C och S (som använder UDP) 10 15 20 25 30 518 720 u c c v u 28 hantera UMTS-klasser I och B (användande TCP). Detta illustreras schematiskt nedan i Fig. 7.

Mera generellt kan det finnas ett andra kömedel för varje QOS- klass eller ett för en grupp av QOS-klasser, Vilket som exempelvis har några egenskaper gemensamt. kriterium som helst som relaterar till definitionen av delflöden kan användas för att bestämma användningen av olika andra kömedel.

I 3GPP TS 23.107 V3.4.0 (2000-10) “QOS Concept and Architecture” som inkorporerats häri genom hänvisning därtill, definieras UMTS QOS-klasser. Dessa klasser hänvisas också till som trafikklasser.

Den huvudsakliga faktorn som skiljer' mellan dessa QOS klasser relaterar till fördröjningskänsligheten hos trafiken. Klassen Conversational är avsedd för trafik som är mycket fördröjningskänslig medan klassen Background är den mest fördröjningsokänsliga trafikklassen. Conversational och Streaming klasserna är huvudsakligen avsedda att användas för att bära realtidstrafikflöden. Till vilken klass trafik hör, ges väsentligen av fördröjningskänsligheten hos trafiken.

Conversational realtidstjänster, som video, telefoni är de mest fördröjningskänsliga applikationerna och sådana dataströmmar bör transporteras i klassen Conversational.

Klasserna Interactive och Background är huvudsakligen avsedda att användas av traditionella Internet-applikationer som www, telnet, FTP e-mail, och News. Eftersom fördröjningskraven är mindre stränga, ger dessa klasser bättre felrat genom kanalkodning och om-transmission. Den huvudsakliga skillnaden mellan Interactive och Background klasserna är att klassen Interactive huvudsakligen används av interaktiva applikationer, interaktiv e-mail eller interaktiv web-browsing, medan klassen Background är avsedd för bakgrundstrafik, t ex bakgrundsnerladdning av e-mail eller 10 15 20 25 30 518 720 29 bakgrundsfilnerladdning. Generellt använder bakgrundsapplikationer transmissionsresurser bara när interaktiva applikationer inte behöver dem. Detta är en viktig faktor i trådlösa ndljöer där bandbredden är smal jämfört med i fasta nät.

Den mest välkända användningen av klassen Conversational är telefonital, men med Internet och multimedia, kommer ett antal nya applikationer att kräva klassen Conversational, såsom exempelvis voice-över-IP och videokonferensverktyg. Realtidskonversations- schemat kännetecknas av att överföringstiden ska vara kort beroende på naturen av konversation hos schemat och på samma gång av att tidsförhållandet (variationen) mellan informationsentiter i strömmen ska bevaras samma sätt som för realtidsströmmar. på Tidsgränsen för acceptabel överföringsfördröjning är mycket strikt eftersom annars kommer kvaliten att bli alldeles för dålig.

Klassen Streaming använder ett jämförelsevis nytt schema inom datakommunikation. Det kännetecknas av att tidsförhållandena (variationen) mellan informationsentiteter, dvs samples, paket, inom ett flöde ska bevaras även om det inte ställs några krav pà en liten överföringsfördröjning. Men fördröjningsvariationen för end-to-endflöde ska vara begränsad för att bevara tidsförhållandet eller variationen mellan informationsentitet i strömmen. Eftersom strömmen normalt sett är tidsupplinjerad på den mottagande sidan, kommer emellertid den i slutanvändarutrustningen, högsta acceptabla fördröjningsvariationen över transmissionsmedia att ges av kapaciteten på tidsupplinjeringsfunktionaliteten för applikationen. Detta betyder att de acceptabla fördröjningsvariationerna är mycket högre än fördröjningsvariationerna i klassen Conversational.

Klassen Interactive relaterar t ex till det fall när en slutanvändare, antingen en maskin eller en nänsklig varelse, är .;->.. n 10 15 20 25 30 518 720 30 on-line och begär data ifrån avlägsen utrustning, t ex en server.

Exempel därpå är WEB-browsing, databashämtning, serveraccess.

Detta är ett klassiskt datakommunikationsschema som generellt kännetecknas av slutanvändarens begäran-svarsmönster. Vid meddelandedestinationen finns det en entitet som förväntar sig meddelandet (svaret) inom en viss tid. Innehållet i paketet ska överföras transparent med en lågt bitfelsrat.

Bakgrundsklasschemat gäller när en slutanvändare, typiskt en sänder och tar emot datafiler SMS, dator, i bakgrunden. Exempel är bakgrundsleverans av e-mail, nerladdning av databaser osv. I allmänhet förväntar sig destinationen inte att ta emot datan inom en viss tid. Således är denna trafikklass generellt jämförelsevis okänslig för leveranstid. Emellertid ska innehållet i paketen överföras transparent, dvs med låg bitfelsrat. Trafik av klassen Interactive kan vara skurartad. För alla fyra trafikklasserna definieras ett max bitratsbärarattribut medan garanterad bitrat endast definieras för klasserna Conversational och Streaming.

För Internet-applikationer görs valet av klass och relevanta trafikattributsvärden enligt Internets QOS-attribut.

Internetapplikationer använder inte direkt UMTS tjänster, utan de använder Internets QoS definitioner och attribut sonl mappas på UMTS QOS-attribut vid API det (Application Programming Interface). För närvarande finns två huvudsakliga Internet QOS-koncept, nämligen Integrated Services och Differentiated Services. Mappning mellan Internet QoS och UMTS QoS IP-baserade QoS-modeller PDP-context både och Differentiated Services DiffServ). ska Services (6- avseende (RFC 2205) stödjas för Integrated signalerad genom RSVP bits QoS-attribut för varje IP-paket, Fig. 7 illustrerar schematiskt en alternativ implementering av en flödesstyrningsanordning. Flödesstyrningsanordningen innehåller .-... 10 15 20 25 30 51 s 720 %f.'%I§§š-="f=ï1-="2 ' 31 här klassificeringsmedel 1A, första kömedel 2A med ett antal delflödesköer SFQ1,m,SFQS. Det antas här att klassificeringen UMTS QOS-klassen som en och SFQ3 också använder, här, parameter för för QOS- SFQ4 och definitionen zmf delflöden. Här används SFQ1 SFQ2, Interactive och klassen Conversational, SFQS för SFQ6 för klassen Streaming, klass SFQ5 och SFQ8 för klassen Background. Anordningen innehåller två andra kömedel BA, 3B, av vilka det ena, 3A, hanterar klasserna Conversational och Streaming, och det andra, 3B, hanterar klasserna Interactive och Background. Detta betyder här att alla paket ifrån SFQ1, SFQ2, SFQ3 och SFQ6 hanteras i de dedikerade andra kömedeln 3A, medan alla sFQq, SFQ5, SFQQ OCh SFQS dedikerade andra kömedlen 3B, paket ifrån hanteras i de andra I andra avseenden är de två separata, dedikerade andra kömedlen liknande de andra kömedlen såsom visade i t ex Fig. 3.

Fördelaktigt arbetar de asynkront och oberoende. De kan också ha olika längder, olika antal tidluckor, olika längder på tidluckor osv. Givetvis kan de också vara likadana.

I återigen andra implementeringar kan det finnas ett andra kömedel per tjänsteklass, eller för någon grupp av tjänsteklasser (eller abonnentgrupper eller grupper bestämda på grundval av andra kriterier). Samma koncept är givetvis också tillämpligt för andra tjänsteklasser eller QoS~klasser än UMTS QOS-klasserna. Principen förblir också densamma oberoende av vilket nätet är eller vilket kommunikationssystem som användes, nämligen att det finns ett första kömedel, men att det kan finnas fler än ett andra kömedel.

Fig. 8 visar ett exempel på en GTP-tunnel med IP-paket av olika storlekar i kö (ett IP-delflöde med terminologin enligt föreliggande uppfinningl. Det antas här att bitraten är 16 kbps.

Det första paketet har en storlek på 40 byte, det andra paketet 10 15 20 25 30 518 720 Tf* 32 har en storlek på 80 byte, det tredje paketet har en storlek på 480 byte, medan det fjärde paketet har en storlek på 9 byte. Såsom ett exempel har det första 40 bytes-paketet en hålltid, dvs den tid som ska väntas innan påföljande paket sändes ut, på hl = (40 x 8)/16.000 s = 20 ms. andra paketet 40 ms, hålltiden h3 för det tredje paketet 240 ms På liknande sätt är hålltiden hg för det medan hålltiden h4 för det fjärde paketet är 4,5 ms.

Speciellt kan köstorleken begränsas såsom diskuterats ovan, exempelvis l sekund för klassen Interactive osv, och “tail drop” kan också implementeras som en kastningsalgoritm. Detta betyder att alla anländande paket kommer att släppas om antalet bytes i kön överskrider 16.000 / 1 / 8 = 2.000 byte. Släppande av paket eller liknande för att styra storleken på delflödeskön kan emellertid göras på vilket lämpligt sätt som helst, “head drop”. t ex genom I flödesdiagrammet i Fig. 9 beskrivs förfarandet när datapaket Px anländer på ett inkommande gränssnitt (det kan exempelvis vara utsänt av en streaming server eller en web-server). När datapaketet PX således anländer till en flödesstyrningsanordning enligt uppfinningen, 100, måste den relevanta delflödeskön SFQX såsom bestämts av klassificeringsmedlen hittas, 101. Därpå beräknas hålltiden för PX baserat på storleken på PX och på den bitrat som delflödet (SFQX) skall ha, 102.

Beräkningen av en hålltid kan emellertid också göras i ett senare skede i förfarandet, t ex när Px redan har placerats i SFQX, eller när Px ska matas ut ifrån de första kömedlen (innehållande SFQX).

Dessutom kan hålltiden beräknas i ett ännu senare skede, t ex vid stegen 203, 204 eller 207 i Fig. 10. 10 15 20 25 30 s 1 s 720 " ' ~ n 1 | u 33 Beräkningen av hålltiden för Px kan således, enligt en annan implementering, göras när PX har placerats i en tidluckekö (TSQ) i de andra kömedlen, eftersom, enligt fördelaktiga implementeringar hålltiden för Px används för att bestämma när det påföljande paketet (Pml) i samma delflödeskö (SFQX) kan matas ut i förhållande till när PX matas ut. Dvs i fördelaktiga implementeringar indikerar hålltiden för PX den tid som ska förflyta mellan utmatning (ifrån de andra lagringsmedlen) av PX och Pwq, så att bandbreddsanvändningen av delflödet kan styras.

Hålltidskonceptet kan också tas som en indikation på den verkliga tiden när PW¿ kan matas ut i förhållande till utmatningstiden för PX, eller alternativt i förhållande till den aktuella tiden såsom indikeras av den aktuella tidluckepekaren som indikerar den aktuella tidluckan i de andra kömedlen. Generellt används hålltiden som ett medel för att indikera i vilken tidlucka det påföljande paketet ifrån samma delflödeskö kan placeras.

Efter kan det (eller beräkningen av hålltiden för Px, full, 103. Om ja, kan innan) fastställas om SFQX är någon kastningsalgoritm användas, t ex en släppningsalgoritm som bestämmer att PX ska släppas eller att något annat paket ska släppas, 104. 105. Det ska vara klart att steg 105 likaväl kan utföras före steg 103, som Därpå undersöks om något eller några paket köas i SFQW då bara skulle behöva utföras om resultatet av steg 105 var bekräftande, dvs att det finns ett eller flera paket i SFQX.

Om det emellertid antas att det inte finns några paket i SFQX när (px-l) av tidluckorna i PX anländer, ifrån SFQX i de då måste fastställas om det finns något paket andra kömedlen, dvs i en tidlucke(TS)arrayregistret, 107. 10 15 20 25 30 s 1 s 720 " ' 34 Om det fastställs att det inte finns något paket (PW4) i de andra kömedlen, ifrån SFQX, måste den relevanta tidluckekön (TSQ) för Px hittas. Om hålltiden för PW4 har löpt ut i förhållande till den aktuella tiden, TSQQH, ska Px placeras i TSQNI, dvs det behöver inte hållas kvar innan det matas ut. Om hålltiden h&¿ inte har löpt ut, måste det avgöras hur många tidluckor som återstoden av hxfl svarar emot, och detta antal tidluckor adderas till TSQH, som kommer att resultera i den relevanta TSQ:n (betecknad TSQX) för PX, 108. Px kommer då att placeras i TSQX, 109.

När den aktuella tidluckepekaren tm” TSQCUII andra SFQ:er som är placerade i TSQ” pekar på TSQ” dvs TSQX = kommer PX att matas ut liksom nßjligen andra paket från 110. När PK matas ut, kommer det att indikeras på något lämpligt sätt för SFQX att det inte finns något paket ifrån SFQX i de andra kömedlen. att faktiskt indikera för SFQX Detta kan göras genom att det inte finns något paket i de andra kömedlen eller också kan det passivt indikeras genom avlägsnandet eller frånvaron av någon indikation, t ex en flagga, att det finns ett paket i de andra kömedlen från SFQW Alernativt kan informationen om frånvaron eller närvaron av ett paket i någon av TSQ:erna behöva hämtas av SFQX. I en implementering' hämtas, när PX Inatas ut, Pwu (om något finns) T5Qx+1 användning av information om hålltiden för Ršoch TSQQK, autmatiskt ifrån SFQX till relevant tidlucka, för Pw¿ med 111. Det ska emellertid noteras att beteckningen TSQfi4 inte har någon annan mening än att det är den TSQ som har fastställts såsom varande den relevanta TSQ:n för PX som den förmodligen också kommer att vara för andra paket från andra delflödesköer. Beteckningen används således endast av förklarande skäl. innehöll ett eller flera 106. PX skulle då Om det i steg 105 fastställts att SFQX paket i kön, placeras PX i slutet av SFQX, 10 15 20 25 30 s 1 s 720 šïï: @jj.f;;;¿.: 35 behållas i SFQS tills Pk¿ matas ut ifrån de andra kömedlen, TSQ TSQQH, lO8B. Detta skulle också fastställts att Pw¿ fortfarande dvs när TSQk1 vid steg 107, arrayregisteret, vara fallet om det, köar i de andra kömedlen. Emellertid fortsätts med steg 108, såsom diskuterats ovan, i båda fallen när TSQW4 = TSQQK.

I flödesdiagrammet i Fig. 10 antas att den aktuella tidluckepekaren just har flyttats ett steg för att peka på TSQW som således utgör den aktuella tidluckan TSQÜK, 200. Det fastställs om det finns några paket i TSQY, 201.

Om ja, antas här att paketen Pa, Pb, Pc (i vilken Paketen Pa, Pb, Pc SFQb och SFQC. köas i TSQY som helst). originerar ifrån olika här betecknade SFQW ordning delflödesköer, Det ska givetvis vara klart att det kan finnas vilket antal som helst av paket delflödesköer. Om det antas att tidluckearrayn ifrån olika innehåller N tidluckor som täcker ett tidsintervall T, kommer paketen Pa, Pb, PC (här) att matas ut väsentligen inom T/N sekunder.

En situation där det inte är möjligt att mata ut alla paket inom T/N kan hanteras på olika sätt. I en implementering accepteras en eftersläpning av tidluckepekaren, i en annan implementering ej, vilket leder till att ett eller flera paket måste kastas. undersöks om det finns (SFQar SFQbr Om det finns påföljande paket i För varje paket i TSQY, här Pa, Pb, Pm några efterföljande paket i delflödesköerna 204. används information om hàlltiderna för Pa och/eller SFQb som de ursprungligen kom ifrån, SFQb, SFQb, SFQC, 205, och/eller Pb och/eller PC och bitraten för SFQb och/eller SFQC exempelvis i den ordning som paketen matas ut för att fastställa vilken eller vilka som är den eller de lämpliga 207. Paketen Pæq, TSQ:erna för Pæq och/eller Pmj och/eller P@¿, 10 15 20 25 30 518 720 o | ø . u 36 Pbfl och/eller PCH placeras därpå i de respektive relevanta tidluckekön(köerna), 209. Det ska vara klart att det kan förhålla sig så att i en eller flera av delflödesköerna det inte finns något påföljande paket.

Om det i steg 201 ovan fastställs att det inte fanns något paket alls i TSQY, är det möjligt att ett eller flera paket kommer att anlända till TSQY ifrån en SFQ mellan tum och twr + At, dvs så länge som den aktuella tidluckepekaren inte har flyttats till (Tsøwn, 202. anländer under tiden, 203 osv, nästa tidlucka Om ett eller flera paket faktiskt kommer förfarandet att fortsättas med steg såom beskrivits ovan.

Situationen kommer att vara liknande om det i steg 205 fastställes att det inte finns några paket i t ex SFQa/SFQb/SFQC. Detta betyder att det kommer att detekteras om några paket anländer till de (här SFQa/SFQb/SFQC) r 206. respektive delflödesköerna från vilka ett paket matats till TSQY under t tan + At, Om ja, kommer de relevanta TSQ:erna för sådana paket att hittas osv, 207 osv. jämför steg Annars kan det t ex indikeras i SFQa/SFQD/SFQC att det inte finns 208, ett paket ifrån respektive delflödeskö i TSQW något paket i tidluckearrayregistret, eftersom, om det fanns kan det inte finnas några paket ifrån respektive delflödesköer i någon av tidluckeköerna.

Fig. ll är en något mera implementationsspecifik illustration av ett ingàngsförfarande, dvs när paket inkommer till en flödesstyrningsanordning. Det antas således att ett paket anländer 301.

(SFQ) 302. När väl den relevanta SFQ:n har hittats, på ett inkommande gränssnitt, Paketet klassificeras då för att hitta den rätta delflödeskön som paketet ska läggas i, fastställs om den är 10 15 20 25 30 518 720 j_I§j.'"==11 37 full, 303. Om den är full, ska ett paket i allmänhet kastas, 304.

Vilken adekvat kastningsmetod som helst kan användas. Om SFQ:n inte är full, undersöks om den är tom, 305. Om ej, läggs paketet i delflödeskön (SFQ), 306. Annars, dvs om den är tom, undersöks om “paket i tidlucke(TS)-kö” flaggan är satt, 307. Om ja, betyder detta att paketet måste läggas i delflödeskön, 308. Annars “tillåten inmatningstid” är senare än den aktuella hàlltiden, undersöks om tidpunkten, dvs om den “effektiva” eller “vänta tills tiden” är senare än den aktuella tiden, vilket betyder den tid som åtminstone måste förflyta sedan det föregående paketet matats ut, 309. Om ej, sättes en “paket-i~TSQ”-flagga för den berörda SFQ:n och paketet placeras i den aktuella tidluckekön (TSQÜH), 310.

Annars sättes “paket-i-TSQ”-flaggan (för den berörda SFQ:n) och paketet placeras i TSQ:n svarande mot den tillåtna inmatningstiden (vänta-tills-tiden), 311.

Fig. 12 visar utgångsförfarandet för en implementering såsom i (tour) Därpå Fig. ll. till nästa TS Det fastställs om det är tid för att flytta pekaren (tidlucka), 401. flyttas den, 402. aktuella TSQ:n är tom, 403. Om ja, tills det är tid för att hantera nästa TS eller tills ett nytt 404, eller också kan det fastställas att TSQ:n inte är Om ja, fastställs om den (nu) väntas paket förs in i den aktuella TSQ:n, 402, i vilket fall pekaren kan flyttas, 403, avlägsnas ett paket ifrån den aktuella TSQ:n, 405. tom, såsom ovan. Om således den aktuella TSQ:n inte är tom, En ny “tillåten inmatningstid” (“vänta-tills-tid”) beräknas med användning av storleken på det just sända paketet och bitraten för SFQ:n, 406. relevanta SFQ:n, Därpå fastställs om det finns några fler paket i den 407. “paket-i-TSQ” 408. 409, Därpå repeteras förfarandet Om ej, tas flaggan bort och den “tillåtna inmatningstiden” sätts i SFQ:n, Annars sättes flaggan “paket-i-TSQ” i den relevanta SFQ:n, och det första paketet matas in i relevant TSQ, 410. 10 15 20 25 30 518 720 38 från steg 403 osv under hänsynstagande till pekarrörelser, steg 401, 402. jämför Det ska vara klart att beräkningen av den relevanta tidluckekön för ett paket i en delflödeskö kan göras på olika sätt. I en implementering kan SFQ:n, eller de första kömedlen, hålla information om hålltiden för det senast utmatade paketet ifrån respektive delflödesköer. När hålltiden för ett utmatat paket har förflutit, kan detta indikeras som noll hàlltid, eller alternativt finns det inte någon indikation alls.

I en alternativ implementering noteras, när ett paket matas ut ifrån en TSQ i de andra kömedlen, utmatningstiden, hålltiden adderas, och information kan exempelvis tillhandahållas till motsvarande SFQ, eller de första kömedlen, om den tidigaste tillåtna utmatningstiden för ett påföljande paket ifrån samma SFQ.

Med användning av sådan information kommer den relevanta TSQ:n att hittas.

Också andra implementeringar är givetvis också möjliga, där det huvudsakliga är att hålltiderna för föregående paket används för att bestämma när ett påföljande paket får matas ut, i kombination med bitraten som respektive delflöde ska ha.

Uppfinningen kännetecknas av bevarad ordningsföljd för varje delflöde. Dessutom kan det finnas fler än ett andra kömedel för ett första kömedel. Uppfinningen är givetvis också i andra avseenden inte begränsad till de specifikt illustrerade utföringsexemplen.

Claims (39)

10 15 20 25 30 518 720 n ø - Q .. 39 PATENTKRAV

1. En anordning för flödesstyrning av datapaket i ett kommunikationssystem som stödjer kommunikation av paketdata t ex i IP-nät, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v att den innehåller, eller är i kommunikation med, klassificeringsmedel (l;lA) för att, med användning av (baserat på) ett antal parametrar definiera ett antal datapaketsdelflöden, där varje mottaget paket tillhör ett av delflödena, att för varje mottaget datapaket en individuell pakethålltid anges av storleken bandbredden för delflödet till på datapaketet och av den (önskade) vilket paketet tillhör, och att den dessutom innefattar första kömedel (2;2A) som innehåller en delflödeskö (SFQ) för varje delflöde, så att mottagna datapaket placeras i den relevanta delflödeskön, ett eller flera andra kömedel (3;3A,3B), som vardera cirkulärt där för varje (TSQ) innehåller ett tidluckearrayregister, tidlucka en tidluckekö är anordnad och att datapaket ifrån delflödesköerna placeras i de relevanta tidluckeköerna i förhållande till en aktuell tidluckekö, i vilken paketen, om det finns några, för tillfället matas ut, eller skall matas ut, så att datapaketshålltiderna kan innehållas.

2. En anordning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v att kommunikationssystemet stödjer kommunikation av paketdata mellan externa paketdatanät och slutanvändare över ett stam/karnnät.

3. En anordning enligt patentkrav l eller 2, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v att maximalt ett datapaket ifrån varje delflödeskö innehålls i de (3;3A,3B) andra kömedlen samtidigt. 10 15 20 25 30 u u n o n u; u u 518 720 40

4. En anordning enligt patentkrav 1, 2 eller 3, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v att när ett datapaket matas ut ifrån tidluckekön i vilken det är när tidluckan bildar den aktuella dvs tidluckan, placerat, placeras det påföljande datapaketet i delflödeskön från vilken det originerade i den relevanta tidluckekön.

5. En anordning enligt patentkrav l, 2, 3 eller 4, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v att för varje datapaket i en tidluckekö som skall matas ut när tidluckan är den aktuella tidluckan, överförs det påföljande datapaketet i respektive delflödeskö från vilken det originerade till det/ett andra kömedel (3;3A,3B) och placeras i en tidluckekö så att de begärda hålltiderna för de respektive paketen kommer att innehållas.

6. En anordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v att den innehåller ett andra kömedel (3).

7. En anordning enligt något av patentkraven l-5, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v att den innehåller två eller flera andra kömedel (3A,3B).

8. En anordning enligt något av patentkraven 1-7, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v att det/varje andra kömedel (3;3A,3B) innehåller en grupp av ett antal av, t ex N, tidluckor på vardera ett tidsintervall ti, så att t ex N tidluckeköer tillhandahålles, där T det totala tidsintervallet för tidluckorna, och att för två eller flera andra kömedel N och t inte behöver vara desamma.

9. En anordning enligt patentkrav 8, 10 15 20 25 30 518 720 n n n | ø n | | o n a o o u c v v nu 41 k ä n n e t e c k n a d d ä r a v att en pekare (tan) pekar på den aktuella tidluckan, och aktiverar utmatningen av paket i motsvarande tidluckekö, och att den aktuella tidluckepekaren flyttas ett steg framåt var T/Nze sekund.

10. l0. En anordning enligt patentkrav 8, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v att en pekare (tum) pekar på den aktuella tidluckan, och aktiverar utmatningen av paket i motsvarande tidluckekö, och att den aktuella tidluckepekaren flyttas ett steg framåt var T/Nze sekund eller när alla paket i den aktuella tidluckan har natats ut om utmatning av alla paket kräver mer tid än T/N sekunder.

11. ll. En anordning åtminstone enligt patentkraven 4 eller 5, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v att den relevanta tidluckekön TSQi för ett (påföljande) datapaket Pi ges av TSammen_ + N (paketstorlek på P14 x 8/bitraten för delflöde Pfl.

12. En anordning enligt något av patentkraven 1-ll, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v sortera ett till en att sorteringstiden för att datapaket tidluckekö är konstant och oberoende av antalet delflöden.

13. En anordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v att paketen är IP-paket och att bandbreddsstyrda delflöden av IP- paket tillhandahålles.

14. En anordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v att datapaket som länkas in i en och samma tidluckekö placeras i godtycklig ordning i sagda tidluckekö. 10 15 20 25 30 518 720 :f ¿:::_ 42

15. En anordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v att den är anordnad i en trafiknod (l0,l0A;1011,1Û12,1021/1Û31,1Û321Û33)-

16. En anordning åtminstone enligt patentkrav 2, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v att den är anordnad i en paketdatanod (lÛ, lOÅí 1011, 1012, 1021, 1031, 10321033) kärflnätet.

17. En anordning enligt patentkrav 15 eller 16, k ä n n e t e c k n a d d ä r a V flödesstyrning på nedlänken och/eller på att den används för upplänken t ex ifrån paketdatanät till slutanvändare.

18. En anordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v delflöde definieras av adressen för att ett mottagande slutanvändare och paketinnehåll.

19. En anordning enligt patentkrav 18, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v att ett delflöde definieras av slutanvändaradressen och QoS eller streaming, conversational, tjänsteklassen för paketet, t ex background, interactive.

20. En anordning enligt något av föregående patentkrav, k a n n e t e c k n a d d ä r a v att den är anordnad i ett GPRS/UMTS system, och att ett delflöde definieras av en GTP-tunnel eller en PDP-context (sekundär eller ej).

21. En anordning enligt patentkrav 19 eller 20, 10 15 20 25 30 43 k ä n n e t e c k n a d d ä r a v eller QoS-klass, definieras ett delflöde. att för varje tjänsteklass, som en slutanvändare abonnerar på,

22. En anordning enligt patentkrav 20 eller 21, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v t ex en GGSN (l5A,15B,l5C) delflödet i att den är anordnad i paketdatanod, en SGSN, förhållande till en nätverksdel eller länk, eller uppströms i flödesriktningen för t ex en radionlänk, som har den minsta bandbredden.

23. En anordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v stort antal att den kan hantera ett delflöden, t ex lO3,lO4,lO5,lO6, där sagda delflöden t ex kan bestå av GTP-tunnlar.

24. En trafiknod (lO,lOA;l0n,lOn,lOn,10n,lOQlOn) i ett kommunikationssystem som stödjer kommunikation av paketdata, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v att den innehåller ett antal anordningar för att styra flödet av till eller anordning innehåller (1;1A) datapaket noden, där varje kommunicerar med klassificeringsmedel för att, baserat på ett antal parametrar, definiera ett antal paketdelflöden i. det totala flödet av datapaket som hanteras av/styrs till respektive (2;2A) användning av anordning, att varje anordning innehåller första och andra (3;3A,3B) kömedel för att, med individuella datapaketshàlltider som anges av storleken på varje respektive bandbredden för delflödet till vilket paket och av den (önskade) respektive datapaketet tillhör, styra datapaketstrafikflödet på en per delflödesbasis.

25. En trafiknod enligt patentkrav 24, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v 10 15 20 25 30 518 720 44 att den stödjer kommunikation av paketdata mellan externa paketdatanät, t ex IP~nät, och slutanvändare, över ett stam(kärn)nät.

26. En trafiknod enligt patentkrav 24 eller 25, k a n n e t e c k n a d d ä r a v används för att att en(ett antal) flödesstyrningsanordning(ar) styra trafikflödet på nedlänken eller på upplänken.

27. En trafiknod enligt patentkrav 24, 25 eller 26, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v att de första kömedlen (2;2A) i varje flödesstyrningsanordning innehåller en delflödeskö för varje delflöde, så att datapaket som tas emot i respektive anordning placeras i rätt delflödeskö, att ett eller flera andra kömedel (3;3A,3B) r är anordnade för varje första kömedel och att de andra kömedlen (3;3A,3B) i varje flödesstyrningsanordning består av ett cirkulärt tidluckearrayregister, där för varje tidlucka en tidluckekö anordnas, och att datapaket ifrån delflödesköerna placeras i rätt tidluckeköer i de respektive andra kömedlen i förhållande till en aktuell tidluckekö, vars paket, om det finns några, för tillfället matas ut, så att hålltidskraven för de individuella datapaketen väsentligen innehålles.

28. En trafiknod enligt patentkrav 25, 26 eller 27, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v att hålltidskraven är önskade bandbredden för delflöde till givna av den respektive vilket ett paket tillhör och av paketstorleken.

29. En trafiknod enligt patentkrav 26 eller 28, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v 10 15 20 25 30 518 720 45 att maximalt ett datapaket ifrån varje delflödeskö innehålles i de andra kömedlen samtidigt, att när ett datapaket matas ut ifrån tidluckekön i vilken det är placerat, dvs tidluckan utgör den aktuella tidluckan, placeras det påföljande datapaketet i delflödeskön från vilken det originerade i rätt tidluckekö så att hålltiden för det utmatade, kommer att föregående, paketet innehållas.

30. En trafiknod enligt patentkrav 29, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v att det/varje andra kömedel i varje anordning innehåller en grupp av Nj tidluckor på vardera ett givet tidsintervall i respektive tidluckeköer tillhandahålles, grupp, så att Nj där Tj är tidsintervallet för de Nj tidluckorna, en pekare för att peka ut den aktuella tidluckan för att aktivera utmatning av datapaketen i motsvarande tidluckekö, och att den aktuella tidluckepekaren flyttas ett steg framåt var Tj/Njze sekund eller var Tj/Njze sekund om inte paket fortfarande finns kvar för utmatning efter att Tj/Nj har löpt ut.

31. En trafiknod enligt pätentkrav 27 eller 28, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v att den rätta tidluckekön TSQi för ett (påföljande) datapaket Pi ges av TSÜUÉH + N (paketstorlek för Pr4 x 8/bitraten för subflöde Pfl.

32. En trafiknod åtminstone enligt patentkrav 27, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v att det är en GGSN eller en SGSN i GPRS/UMTS, och att ett delflöde definieras som en GTP-tunnel.

33. En trafiknod enligt patentkrav 32, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v 10 15 20 25 30 o c non o u nu v: o» oo o a n nu o n e u ao u o no co n nu u u I u n n u o I c o n nu o n I o n v u: nu u. u o n nu u: n» o uno u s v u I: o o o u 0 u u o r I I n I nu :uno u rv oc: o 46 att den önskade bandbredden för ett delflöde bestäms av den länk som har de strängaste bandviddskraven på vägen mellan externa paketdatanät och en slutanvändarstation (UE), t ex radiolänken som ansluter till slutanvändarstationen (UE).

34. Ett förfarande för paketdatatrafikstyrning i ett kommunikationssystem som stödjer kommunikation av paketdata, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v att det innefattar stegen att: - definiera, med användning av ett antal parametrar, ett antal delflöden bland flödet av paket som inkommer till en flödesstyrningsanordning; - placera datapaketen som inkommer till flödesstyrningsanordningen i delflödesköer, en delflödeskö per delflöde; - bestämma en individuell hàlltid för varje datapaket i ett delflöde beroende på storleken på datapaketet och på den (önskade) bandbredden som delflödet till vilken datapaketet tillhör ska ha, före eller efter steget att: delflödeskö kömedel innehållande ett cirkulärt tidluckearrayregister med - överföra datapaket ifrån varje till andra en tidluckekö per tidlucka; delflöde, konsekutivt första delflödeskön i den - för varje placera det datapaketet i rätta tidluckekön såsom om något till den givet av hàlltiden för det föregående datapaketet, finns ifrån samma delflödeskö i förhållande aktuella tidluckan, vars paket för tillfället matas ut, så att alltid maximalt ett datapaket ifrån ett och samma delflöde köas i de andra kömedlen på samma gång.

35. Förfarandet enligt patentkrav 34, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v (Il 10 15 20 25 30 518 720 :un 47 att ett eller flera andra kömedel är anordnade, som vardera består av en tidluckor, som vardera definierar ett grupp av tidsintervall, så att ett antal tidluckeköer tillhandahålles i det/varje andra kömedel, vilket antal kan vara olika i olika andra kömedel.

36. Förfarandet enligt patentkrav 35, k ä n n e t e c k n a t d ä r a V att utmatningen av datapaket lagrade i tidluckeköerna utförs genom att: - använda en tidluckepekare för att peka på en tidlucka som ska aktivera utmatning av paketen lagrade i kön svarande mot sagda tidlucka, som således bildar en aktuell tidlucka, - flytta tidluckepekaren ett steg framåt var T/Nze sekund inte ett eller fall eller ett steg framåt var T/Nxe sekund om flera paket finns kvar för utmatning, i vilket tidluckepekaren flyttas när alla paket har matats ut.

37. Förfarandet enligt patentkrav 34, 35 eller 36, k ä n n e t e c k n a t d a r a v att det dessutom innefattar stegen att: - för varje datapaket som matas ut ifrån en tidluckekö; - placera påföljande datapaket, om det finns något från samma delflödeskö som det utmatade paketet kommer från, i en relevant tidluckekö, genom att: - beräkna den rätta tidluckekön TSQi för ett (påföljande) av den aktuella tidluckan och N x 8/bitraten för det delflöde till datapaket Pi som summan (paketstorleken på E¶_fl vilket de originerande (och påföljande) datapaketen tillhör.

38. Förfarandet enligt något av patentkraven 34-37, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v att steget med att definiera delflöden innefattar; 10 15 20 25 30 - använda slutanvändaradressen och tjänsteklassen sonl parametrar, mottagande slutanvändare per tjänsteklass

39. k a n n e t e c k n a t att systemet är UMTS, definieras. så att ett delflöde definieras 518 720 48 (QOS-klass) för varje (QOS-klass). Förfarandet enligt patentkrav 38, d ä r a v och att för varje GTP-tunnel ett delflöde