WO2005004432A1 - Verfahren zur steuerung von datenverbindungen - Google Patents

Verfahren zur steuerung von datenverbindungen Download PDF

Info

Publication number
WO2005004432A1
WO2005004432A1 PCT/EP2004/050939 EP2004050939W WO2005004432A1 WO 2005004432 A1 WO2005004432 A1 WO 2005004432A1 EP 2004050939 W EP2004050939 W EP 2004050939W WO 2005004432 A1 WO2005004432 A1 WO 2005004432A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
transmission
data
protocol
assigned
transmission protocol
Prior art date
Application number
PCT/EP2004/050939
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ludger Marwitz
Johannes Funk
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE10354472A external-priority patent/DE10354472A1/de
Application filed by Siemens Aktiengesellschaft filed Critical Siemens Aktiengesellschaft
Priority to US10/563,197 priority Critical patent/US20060140146A1/en
Priority to EP04766024A priority patent/EP1645101A1/de
Publication of WO2005004432A1 publication Critical patent/WO2005004432A1/de

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/2854—Wide area networks, e.g. public data networks
    • H04L12/2856—Access arrangements, e.g. Internet access
    • H04L12/2869—Operational details of access network equipments
    • H04L12/2898—Subscriber equipments
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L47/00—Traffic control in data switching networks
    • H04L47/10—Flow control; Congestion control
    • H04L47/24—Traffic characterised by specific attributes, e.g. priority or QoS
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L47/00—Traffic control in data switching networks
    • H04L47/50—Queue scheduling
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L47/00—Traffic control in data switching networks
    • H04L47/50—Queue scheduling
    • H04L47/62—Queue scheduling characterised by scheduling criteria
    • H04L47/6215—Individual queue per QOS, rate or priority
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L65/00—Network arrangements, protocols or services for supporting real-time applications in data packet communication
    • H04L65/1066—Session management
    • H04L65/1101—Session protocols
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L67/00—Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
    • H04L67/50—Network services
    • H04L67/60—Scheduling or organising the servicing of application requests, e.g. requests for application data transmissions using the analysis and optimisation of the required network resources
    • H04L67/62—Establishing a time schedule for servicing the requests
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L69/00—Network arrangements, protocols or services independent of the application payload and not provided for in the other groups of this subclass
    • H04L69/16—Implementation or adaptation of Internet protocol [IP], of transmission control protocol [TCP] or of user datagram protocol [UDP]
    • H04L69/161—Implementation details of TCP/IP or UDP/IP stack architecture; Specification of modified or new header fields
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L69/00—Network arrangements, protocols or services independent of the application payload and not provided for in the other groups of this subclass
    • H04L69/16—Implementation or adaptation of Internet protocol [IP], of transmission control protocol [TCP] or of user datagram protocol [UDP]
    • H04L69/165—Combined use of TCP and UDP protocols; selection criteria therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/50—Allocation or scheduling criteria for wireless resources
    • H04W72/56—Allocation or scheduling criteria for wireless resources based on priority criteria
    • H04W72/566—Allocation or scheduling criteria for wireless resources based on priority criteria of the information or information source or recipient
    • H04W72/569—Allocation or scheduling criteria for wireless resources based on priority criteria of the information or information source or recipient of the traffic information
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L69/00—Network arrangements, protocols or services independent of the application payload and not provided for in the other groups of this subclass
    • H04L69/16—Implementation or adaptation of Internet protocol [IP], of transmission control protocol [TCP] or of user datagram protocol [UDP]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00—Network topologies
    • H04W84/02—Hierarchically pre-organised networks, e.g. paging networks, cellular networks, WLAN [Wireless Local Area Network] or WLL [Wireless Local Loop]
    • H04W84/10—Small scale networks; Flat hierarchical networks
    • H04W84/12—WLAN [Wireless Local Area Networks]

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling data connections according to the preamble of claim 1.
  • Networks such as a "Local Area Network” LAN, with a multiplicity of stations designed for data transmission are known from the constantly converging communication or information technology, the transmission of the data being wired, i.e. Cables connecting the stations, while the transmission takes place wirelessly, i.e. in the case of a local network ("Wireiess Local Area Network", WLAN) designed according to the IEEE 820.11 standard. over a
  • Radio link is realized, with a WLAN also a hybrid network of stations connected via line or radio link is permitted.
  • both time-critical and non-time-critical data are generally transmitted.
  • a first station SERV1 configured as a PC, work station or server and second station SERV2, a third one designed as a mobile terminal for voice communication Station PP and a fourth station VS1, which is designed to display video data, and a fifth station VS2, which is provided by a station providing a radio coverage area
  • Wireds Access Point WAP via radio to form a network, for example, when simulating the application of the currently valid IEEE 802.11 standard, the data volumes TCP1, TCP2, UDP_VIDE01, UDP_VIDE02, UDP_V0ICE1 and UDP_V0ICE2 shown in FIGURES 4a and 4b observe.
  • the simulation result according to the valid IEEE 802.11 standard in FIGURE 4 shows that a bandwidth available for data transmission decreases with the number of active services - and thus further transmissions - so that the result is a video that is (time) critical for (real) time
  • the constant data rate required for the stream is not guaranteed, and data packets are also lost.
  • up to 14 Mb / s are possible for individual time-uncritical file transfers FTP1 .. FTP2.
  • Quality of service means all processes that influence the data flow in LANs and WANs in such a way that the service arrives at the recipient with a defined quality.
  • QoS Quality of service
  • a number of approaches have been developed for implementation, such as prioritizing data traffic.
  • the prioritization approach provides that time-critical services, such as video stream, are assigned a higher priority than non-time-critical ones Delay time determined by the prioritization are transmitted with a delay, so that a higher data rate is achieved for data packets which belong to services with a higher priority.
  • the object on which the invention is based is to specify a method which reduces the loss of the real-time-critical transmission packets compared to the real-time-non-critical transmission packets within a station of a radio telecommunications system.
  • a local network can react more flexibly to the presence of a number of transmission protocols available. This degree of freedom also makes it possible to level the advantages and disadvantages of the transmission protocols, so that the effectiveness and the resource utilization of the local network can be increased.
  • the transmission times are preferably determined on the basis of a first prioritization such that different priorities are assigned to the transmission protocols are so that the protocols can be weighted according to at least one of their properties and algorithms for control are enabled to introduce these properties within the network at advantageous times.
  • the transmission times are determined on the basis of a second prioritization in such a way that the data packets are prioritized according to their assignment to applications. This enables compliance with the different quality of service requirements required by the applications to which the same transmission protocol is assigned. In addition, a further level of setting the network properties is implemented, which allows a more customized data flow control.
  • the method according to the invention unfolds particularly advantageously when a first transmission protocol works in accordance with a connection-oriented transport protocol, in particular the TCP, and a second transmission protocol works in accordance with a connectionless transport protocol, in particular the UDP, with the first transmission protocol preferably having a lower priority than the second protocol is assignable.
  • This prevents packets of the connectionless transmission protocol from being lost by algorithms associated with the connection-oriented transmission protocol, which increase the data throughput on a transmission medium up to saturation. Such losses would be particularly noticeable in connectionless transmission protocols, since their loss cannot be detected, so that the packet is not repeated. In contrast, packet losses can be detected in accordance with the connection-oriented transmission method and can therefore be sent again.
  • connectionless transmission protocols are often used for data transmission by video and voice applications, there would be more and more disruptive dropouts.
  • the packets manages the connection-oriented transmission protocol in a different queue of the station in question than the packets of the connectionless transmission protocol, so that the algorithms of the connection-oriented transmission protocols can continue to work advantageously but not at the expense of data transmission according to connectionless transmission protocols.
  • the local network preferably functions as a "LAN”, in particular as a wireless local network “WLAN” according to the IEEE
  • 802.11 standard and its derivatives, so that common applications of text, video and voice transmission can be used.
  • a central specification has the advantage that the method only has to be implemented on one or a few instances of the local network, whereas a decentralized control has the advantage that stations implementing the method can be implemented in the same without great effort or without changes to existing networks can be included.
  • it is preferably determined, in particular in the case of decentralized control, on the basis of information in an IP priority field, so that information about the transmission protocol used can be evaluated locally in the stations.
  • FIGS. 1 to 2, 3a, 3b, 4a and 4b show
  • FIG. 3 shows, as an exemplary embodiment, a schematic illustration of an illustration of a procedure according to the invention
  • FIG. 2 shows a data throughput that results from the TCP / IP algorithm. It can be seen that the algorithm increases the throughput until an increase is no longer possible.
  • the competing data stream is, for example, a UDP stream, as is preferred for Voice and video data is the case, this has fatal consequences.
  • the data packets are permanently lost and lead to poor transmission behavior.
  • a high quality of service (QoS) can no longer be guaranteed.
  • data packets UDP which are to be transmitted in accordance with the UDP protocol receive a higher priority in the queue of the data packets to be sent, while data packets TCP / IP which function in accordance with the TCP / IP protocol receive a lower priority in comparison therewith. did get.
  • the data packets thus divided in the queues of the individual stations TERMINAL_1 .. TERMINAL_N then reach the transmission medium WIRELESS OR WIRED MEDIUM, controlled by further access control methods.
  • the result is, for example, an undisturbed telephone call via WLAN or undisturbed video enjoyment, while you can surf the Internet at the same or another terminal at the same time.
  • the invention makes it no longer necessary to differentiate between applications.
  • the decision can be made locally based on information about the protocol in the IP priority field.
  • Another advantage of the described method is that only two different queues are required for data processing (TCP / IP and UDP) and not four as recommended by the current draft standard IEEE 802.11 E. This leads to a reduction in the complexity in the terminal and thus to a cost advantage.
  • UDP_VIDE01 and UDP_VIDE02 are affected by the competing dynamic balance of TCP / IP streams, for example that with TCPl and TCP2, so that UDP data packets are lost. This leads to poor quality of service behavior for services using UDP.
  • the deleted TCP / IP packets are recognized by the protocol and sent again.
  • the result of a simulation of a WLAN network using the method according to the invention which is shown in FIG. 5a and shows the throughput, can be deduced take care that no data packets are lost after the prioritization of the UDP streams.
  • the dynamic balance caused by the TCP / IP algorithm only works between the TCP / IP streams.
  • the quality of service is excellent for applications using the UDP protocol such as voice and video.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung von Datenverbindungen zur Übertragung von Daten über zu unterschiedlichen Applikationen zugeordneten Datenverbindungen in einem lokalen Netz mit zumindest zwei zur Datenübertragung ausgestalteten Stationen, wobei zur Übertragung von zu Datenpaketen segmentierten Daten einem Datenpaket zumindest ein erstes übertragungsprotokoll zuordenbar ist, bei dem bei Vorhandensein von zumindest eines alternativen zweiten Übertragungsprotokolls die Übertragungszeitpunkte der Datenpakete in Abhängigkeit des zugeordneten Übertragungsprotokolls werden.

Description

Verfahren zur Steuerung von Datenverbindungen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung von Datenverbindungen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der stetig konvergierenden ommunikations- bzw. Informationstechnik sind Netze, wie beispielsweise ein "Lokal Area Network" LAN, mit einer Vielzahl von zur Datenübertragung ausgestalteter Stationen bekannt, wobei die Übertragung der Daten drahtgebunden, d.h. über die Stationen verbindenden Leitungen, erfolgt, während bei einem gemäß dem IEEE 820.11 Standard ausgebildeten lokalen Netz ( "Wireiess Local Area Network", WLAN) , die Übertragung drahtlos, d.h. über eine
Funkstrecke, realisiert wird, wobei bei einem WLAN auch ein hybrides Netz aus über Leitung oder Funkstrecke angebundenen Stationen zulässig ist.
Auf den diesen Netzen angeschlossenen Stationen sind zumeist Applikationen implementiert bzw. zum Teil fest installiert, die verschiedene Dienste umfassen und sich - abhängig von der Art der Station - von Station zu Station unterscheiden können. So hat die Konvergierung von Netzen der Informations- und Kommunikationstechnik zu einer Entwicklung der Netze und Dienste von der Übertragung "zeitunkritischer" Daten wie sie bei einem Filetransfer, oder der Übertragung von E-Mails anfallen, hin zu Netzen mit "zeitkritischen" Daten geführt, wie beispielsweise die Übertragung von Sprachdaten ("Voice over IP", VoIP ), Videokonferenzen und Streaming Media, wobei die letztgenannten Dienste unter anderem deswegen so zeitkritisch sind, da Verzögerungen und/oder Datenverluste von einem Nutzer unmittelbar erfasst, d.h. gehört bzw. gesehen werden, und aus diesem Grund möglichst eine Echtzeitübertragung der zuge- hörigen Daten gefordert ist. In einem WLAN werden im Allgemeinen sowohl zeitkritische als auch zeitunkritische Daten übermittelt. Bei einer beispielhaften, einer Simulation zugrundegelegten, WLAN Anordnung, wie sie in FIGUR 1 dargestellt ist, mit einer, als PC, Work- Station oder Server ausgestalteten, ersten Station SERVl sowie zweiten Station SERV2, einer, als mobiles Endgerät zur Sprachkommunikation ausgestalteter, dritten Station PP und einer, als zur Darstellung von Videodaten ausgestaltete, vierten Station VS1 sowie fünften Station VS2, die sich durch eine einen Funkversorgungsbereich bereitstellende Station
("Wireiess Access Point") WAP über Funk zu einem Netz vereinen, sind beispielsweise bei einer Simulation der Anwendung des zur Zeit gültigen IEEE 802.11 Standards, die in FIGUR 4a und 4b dargestellten Datenaufkommen TCP1, TCP2, UDP_VIDE01, UDP_VIDE02,UDP_V0ICE1 und UDP_V0ICE2 zu beobachten.
Das Simulationsergebnis gemäß dem gültigen IEEE 802.11 Standard in FIGUR 4 zeigt, dass eine für die Datenübertragung zur Verfügung stehende Bandbreite mit der Anzahl der aktiven Dienste - und somit weiterer Übertragungen - abnimmt, so dass im Ergebnis eine für die (Echt-) zeitkritische Anwendung Video Stream geforderte konstante Datenrate nicht gewährleistet wird, wobei zudem noch Datenpakete verloren gehen. Dagegen sind für einzelne zeitunkritische Filetransfers FTP1 .. FTP2 sogar bis zu 14 Mb/s möglich.
Aus diesem Grund ist im Standard IEEE802.11e eine sogenannte Dienstgüte eingeführt worden. Unter Dienstgüte ("Quality of Service", QoS) versteht man alle Verfahren die den Datenfluss in LANs und WANs so beeinflussen, dass der Dienst mit einer festgelegten Qualität beim Empfänger ankommt. Zur Umsetzung sind einige Ansätze entwickelt worden, wie zum Beispiel die Priorisierung des Datenverkehrs. Der Ansatz der Priorisierung sieht vor, dass zeitkritischen Diensten, wie Video Stream, eine höhere Priorität zugeordnet wird, als zeitunkritischen, wobei der Priorisierung folgend, Datenpakete die zu Diensten mit niedrigerer Priorität gehören, grundsätzlich mit einer durch die Priorisierung festgelegten Verzögerungszeit verzögert übertragen werden, so dass für Datenpakete, die zu Diensten mit höherer Priorität gehören, eine höhere Datenrate erreicht wird.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist ein Verfahren anzugeben, welches den Verlust der echtzeitkritischen Übertragspakete gegenüber den echtzeitunkritischen Übertragungspaketen innerhalb einer Station eines Funktelekommunikations- Systems reduziert.
Diese Aufgabe wird ausgehend von dem im Oberbegriff des Patentanspruches 1 definierten Verfahren durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Steuerung von Datenverbindungen zur Übertragung von Daten über zu unterschiedlichen Applikationen zugeordneten Datenverbindungen in einem lokalen Netz mit zumindest zwei zur Datenübertragung ausgestalteten Stationen, wobei zur Übertragung von zu Datenpaketen segmen- tierten Daten einem Datenpaket zumindest ein erstes Übertragungsprotokoll zuordenbar ist, werden bei Vorhandensein von zumindest eines alternativen zweiten Übertragungsprotokolls die UbertragungsZeitpunkte der Datenpakete in Abhängigkeit des zugeordneten Übertragungsprotokolls.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann ein lokales Netz flexibler auf das Vorhandensein mehrer zur Auswahl stehender Übertragungsprotokolle reagieren. Durch diesen Freiheitsgrad wird es auch möglich die Vor- und Nachteile der Übertragungsprotokolle zu nivellieren, so dass die Effektivität und die Ressourcenauslastung des lokalen Netzes gesteigert werden kann.
Vorzugsweise erfolgt die Festlegung der Übertragungszeitpunkte aufgrund einer ersten Priorisierung derart, dass den Übertragungsprotokollen unterschiedliche Prioritäten zugeordnet werden, so dass die Protokolle gemäß zumindest einer ihrer Eigenschaften gewichtet werden können und Algorithmen zur Steuerung in die Lage versetzt werden, diese Eigenschaften innerhalb des Netzes zu vorteilhaften Zeitpunkten einzubrin- gen.
Alternativ bzw. ergänzend erfolgt die Festlegung der Übertragungszeitpunkte aufgrund einer zweiten Priorisierung derart, dass die Datenpakete gemäß ihrer Zuordnung zu Applikationen priorisiert werden. Hiermit wird die Einhaltung von den Applikationen, denen das gleiche Übertragungsprotokoll zugeordnet ist, geforderten unterschiedlichen Dienstgüteanforderungen ermöglicht . Zudem wird ein eine weitere Ebene der Einstellung der Netzeigenschaften realisiert, die eine angepass- tere Datenflusssteuerung erlaubt.
Besonders vorteilhaft entfaltet sich das erfindungsgemäße Verfahren, wenn ein erstes Übertragungsprotokoll gemäß einem verbindungsorientierten, insbesondere dem TCP, Transportpro- tokoll und ein zweites Übertragungsprotokoll gemäß einem verbindungslosen, insbesondere dem UDP, Transportprotokoll funktioniert, wobei vorzugsweise dem ersten Übertragungsprotokoll eine niedrigere Priorität als dem zweiten Protokoll zu- ordenbar ist. Hierdurch wird vermieden, dass Pakete des ver- bindungslosen Übertragungsprotokolls durch dem verbindungsorientierten Übertragungsprotokoll zugeordneten Algorithmen, die den Datendurchsatz auf einem Übertragungsmedium bis zur Sättigung erhöhen, verloren gehen. Derartige Verluste würden sich vor allem bei erbindungslosen Übertragungsprotokollen bemerkbar machen, da ihr Verlust nicht detektiert werden kann, so dass keine Wiederholung des Pakets erfolgt. Dagegen können Verluste von Paketen gemäß verbindungsorientiertem Ü- bertragungsverfahren detektiert und somit erneut versandt werden. Da oftmals erbindungslose Übertragungsprotokolle für die Datenübertragung von Video- und Sprachanwendungen genutzt werden, käme es hier zu vermehrt störenden Aussetzern. Durch das erfindungsgemäße Verfahren hingegen, werden die Pakete des verbindungsorientierten Übertragungsprotokolls in einer anderen Queue der betreffenden Station verwaltet als die Pakete des verbindungslosen Übertragungsprotokolls, so dass die Algorithmen der verbindungsorientierten Übertragungsprotokol- le zwar vorteilhaft weiterwirken können aber nicht auf Kosten der Datenübertragung gemäß verbindungslosen Übertragungsprotokollen.
Vorzugsweise funktioniert das lokales Netz als "LAN", insbe- sondere als drahtloses lokales Netz "WLAN" gemäß dem IEEE
802.11 Standard sowie seinen Derivaten, so dass gängige Anwendungen der Text-, Video- und Sprachübertragung angewandt werden können.
Eine zentrale Festlegung hat den Vorteil, dass das Verfahren lediglich an einer bzw. einigen wenigen Instanzen des lokalen Netzes implementiert werden muss, während eine dezentrale Steuerung den Vorteil aufweist, dass das Verfahren implementierende Stationen ohne großen Aufwand bzw. ohne Änderungen bestehender Netze, in dieselben aufgenommen werden kann.
Vorzugsweise erfolgt dabei die Festlegung, insbesondere bei der dezentralen Steuerung, aufgrund von Informationen in einem IP-Priority Feld, so dass Informationen über das verwen- dete Übertragungsprotokoll lokal in den Stationen ausgewertet werden können .
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand einer in den Figuren 1 bis 2, 3a, 3b, 4a und 4b gezeigten Darstellung näher erläutert. Davon zeigt
Figur 1 die der Simulation zugrundegelegte WLAN Anordnung
Figur 2 Darstellung des Verhaltens des TCP Algorithmus Figur 3 als Ausführungsbeispiel eine schematische Darstellung einer Darstellung einer erfindungsgemäßen Verfahrensweise
Figur 4a Simulationsergebnisse für eine in Figur 1 und 4b dargestellte Anordnung gemäß Stand der Technik (IEEE 802.11)
Figur 5a Simulationsergebnisse für eine in Figur 1 und 5b dargestellte Anordnung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
In der Figur 2 ist ein Datendurchsatz dargestellt, wie er sich gemäß dem TCP/IP Algorithmus ergibt. Dabei wird ersichtlich, dass der Algorithmus den Durchsatz (Throughput) solange erhöht, bis eine Steigerung nicht mehr möglich ist.
Diese Sättigung macht sich dadurch bemerkbar, dass Datenpakete verloren gehen, d.h. es kommt kein Bestätigungs- (ACK) - Signal zurück.
Dies wird detektiert, woraufhin der Throughput etwas verringert wird. Sobald keine ACK-Signale mehr verloren gehen, wird die Datenrate erneut erhöht, bis erneut Datenpakete verloren gehen. Dadurch entsteht ein dynamisches Gleichgewicht mit anderen Datenströmen, woraus eine maximale Datenrate resultiert .
Dieser Algorithmus bewirkt allerdings auch, dass andere Datenströme ebenfalls Pakete verlieren. Falls diese anderen Datenströme ebenfalls das Übertragungsprotokoll TCP/IP nutzen, hat dieser Effekt keinen dauerhaften Verlust von Paketen zur Folge, da diese unbestätigten Pakete als verloren erkannt und noch einmal verschickt werden.
Handelt es sich bei dem konkurrierenden Datenstrom allerdings beispielsweise um einen UDP-Stream, wie es vorzugsweise für Voice- und Videodaten der Fall ist, so hat dies fatale Folgen. Die Datenpakete gehen dauerhaft verloren und führen zu einem schlechten Übertragungsverhalten. Ein hohe Dienstgüte (Quality of Service, QoS)kann nicht mehr gewährleistet wer- den.
Bei dem in Figur 3 schematisch dargestellten Ausführungsbei- spiel des erfindungsgemäßen Verfahrens wird daher für ein System, welches auch Datenströme gemäß UDP-Protokoll über- trägt, berücksichtigt, dass das UDP-Protokoll keine dynamische Erhöhung des Throughput bis zum Limit beinhaltet. Hierzu wird die angesprochene Problematik erfindungsgemäß durch eine Priorisierung des UDP-Protokolls gelöst.
Wie in der Darstellung zu erkennen ist, erhalten Datenpakete UDP, die gemäß UDP Protokoll übertragen werden sollen eine höhere Priorität in der Warteschlange der zu sendenden Datenpakete, während Datenpakete TCP/IP, die gemäß TCP/IP Protokoll funktionieren ein im Vergleich hierzu niedrigere Priori- tat erhalten.
Die in den Warteschlangen der einzelnen Stationen TERMINAL_1.. TERMINAL_N derart aufgeteilten Datenpakete gelangen dann, gesteuert durch weitere Zugriffsteuerverfahren auf das Übertragungsmedium WIRELESS OR WIRED MEDIUM.
Dadurch wird erreicht, dass durch TCP/IP - Datenströme die UDP-Datenströme (Streams) nicht mehr gestört werden, wobei sich die TCP/IP -Streams untereinander wie zuvor verhalten.
Das Ergebnis ist beispielsweise ein ungestörtes Telefongespräch über WLAN, bzw. ungestörter Videogenuss, während gleichzeitig am gleichen oder einem anderen Terminal im Internet gesurft werden kann.
Hierbei reicht es zur Erreichung von qualitativ hochwertigen Übertragungen auch aus die Datenpakete, die mittels des UDP- Protokolls verschickt werden lediglich im Konfliktfall zu priorisieren .
Unabhängig davon wird es aufgrund der Erfindung auf jeden Fall nicht mehr notwendig, nach Applikationen zu unterscheiden. Alternativ oder ergänzend kann man die Entscheidung lokal aufgrund von Informationen über das Protokoll im IP- Priority-Field erfolgen lassen.
Ein weiterer Vorteil des beschriebenen Verfahrens ist zudem, dass nur zwei verschiedene Queues zur Datenverarbeitung notwendig (TCP/IP und UDP) und nicht vier wie vom gegenwärtigen Draft Standard IEEE 802.11 E empfohlen wird. Dies führt zu einer Reduzierung der Komplexität im Terminal und somit zu einem Kostenvorteil.
Dies wird deutlich, wenn man zunächst anhand der Figuren 4 und 4b Simulationsergebnisse eines gegenwärtigen WLAN- Netzwerks betrachtet.
Zu erkennen sind UDP-Streams, die mit UDP_VIDE01 und UDP_VIDE02 bezeichnet sind; diese werden durch das konkurrierende dynamische Gleichgewicht von TCP/IP-Streams, beispielsweise das mit TCPl und TCP2, in Mitleidenschaft gezogen, so dass UDP-Datenpakete verloren gehen. Dies führt zu einem schlechten Verhalten bezüglich Quality of Service für UDP nutzende Dienste. Die gelöschten TCP/IP Pakete hingegen werden vom Protokoll erkannt und neu gesendet.
Aus der Darstellung in Figur 4b wird deutlich, dass auch bei den Verzögerungszeiten die Qualität der UDP-Streams abnimmt, da in dem der Simulation zugrundegelegten nach dem Stand der Technik bekannten WLAN-Netzwerk Werte bis zu ca. 35 ms auftreten.
Dagegen ist aus dem Ergebnis einer Simulation eines das erfindungsgemäße Verfahren nutzenden WLAN-Netzwerks, welches in der Figur 5a dargestellt ist und den Durchsatz zeigt, zu ent nehmen, dass nach der Priorisierung der UDP-Streams keine Datenpakete mehr verloren gehen. Das durch den TCP/IP Algorithmus verursachte dynamische Gleichgewicht wirkt nur noch zwischen den TCP/IP-Streams . Dadurch ist der Quality of Service für die das UDP Protokoll nutzenden Anwendungen wie Sprache (Voice) und Video hervorragend.
Die Darstellung der sich ergebenden Verzögerungszeiten ( Latenzzeiten) als Ergebnis der Simulation in Figur 5b stützt diese Schlussfolgerung, da zu erkennen ist, dass auch die
Verzögerungszeiten für die UDP-Streams ausgezeichnete Werte annehmen. Dies ergibt sich daraus, dass die Werte trotz intensiven TCP/IP Verkehrs im das erfindungsgemäße Verfahren einsetzenden WLAN-Netzwerk weit unterhalb von ca.10 ms lie- gen.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Steuerung von Datenverbindungen zur Übertragung von Daten über zu unterschiedlichen Applikationen zugeordneten Datenverbindungen in einem lokalen Netz (WLAN) mit zumindest zwei zur Datenübertragung ausgestalteten Stationen, wobei zur Übertragung von zu Datenpaketen segmentierten Daten einem Datenpaket zumindest ein erstes Übertragungsprotokoll zuordenbar ist, dadurch ge ennzeichnet, dass bei Vorhandensein von zumindest eines alternativen zweiten Ubertragungsprotokolls die Ü- bertragungszeitpunkte der Datenpakete in Abhängigkeit des zugeordneten Übertragungsprotokolls festgelegt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Festlegung der Übertragungszeitpunkte aufgrund einer ersten Priorisierung derart erfolgt, dass den Übertragungsprotokollen unterschiedliche Prioritäten zugeordnet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Festlegung der Übertragungszeitpunkte aufgrund einer zweiten Priorisierung derart erfolgt, dass den Datenpaketen gemäß ihrer Zuordnung zu Ap- plikationen priorisiert werden.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Übertragungsprotokoll gemäß einem verbindungsorientierten, ins- besondere dem TCP, Transportprotokoll und ein zweites Ü- bertragungsprotokoll gemäß einem verbindungslosen, insbesondere dem UDP, Transportprotokoll funktioniert.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, da s s dem ersten Übertragungsprotokoll eine niedrigere Priorität als dem zweiten Protokoll zuordenbar ist.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das lokales Netz als "LAN", insbesondere als drahtloses lokales Netz "WLAN" gemäß dem IEEE 802.11 Standard sowie seinen Derivaten, funktioniert.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Festlegung zentral, insbesondere durch zumindest einen drahtlosen Zugangspunkte "Access Point" (WAP) des lokalen Netzes, gesteuert wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Festlegung dezentral durch die Stationen des lokalen Netzes gesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Festlegung aufgrund von Informationen in einem IP-Priority Feld erfolgt.
PCT/EP2004/050939 2003-07-03 2004-05-27 Verfahren zur steuerung von datenverbindungen WO2005004432A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/563,197 US20060140146A1 (en) 2003-07-03 2004-05-27 Method for controlling data circuits
EP04766024A EP1645101A1 (de) 2003-07-03 2004-05-27 Verfahren zur steuerung von datenverbindungen

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10330077.5 2003-07-03
DE10330077 2003-07-03
DE10354472.0 2003-11-21
DE10354472A DE10354472A1 (de) 2003-07-03 2003-11-21 Verfahren zur Steuerung von Datenverbindungen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2005004432A1 true WO2005004432A1 (de) 2005-01-13

Family

ID=33566015

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2004/050939 WO2005004432A1 (de) 2003-07-03 2004-05-27 Verfahren zur steuerung von datenverbindungen

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20060140146A1 (de)
EP (1) EP1645101A1 (de)
WO (1) WO2005004432A1 (de)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2436420A (en) * 2006-03-24 2007-09-26 Toshiba Res Europ Ltd Reconfigurable communications apparatus
WO2007124531A1 (en) * 2006-04-28 2007-11-08 National Ict Australia Limited Packet based communications
WO2009012847A1 (de) * 2007-07-25 2009-01-29 Rohde & Schwarz Gmbh & Co. Kg Vorrichtung und verfahren zur erhöhung des datendurchsatzes in funknetzen
US7907538B2 (en) * 2006-03-03 2011-03-15 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus for controlling parameters of wireless data streaming system
US9551033B2 (en) 2007-06-08 2017-01-24 Genentech, Inc. Gene expression markers of tumor resistance to HER2 inhibitor treatment

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100654429B1 (ko) * 2004-03-03 2006-12-06 삼성전자주식회사 무선 스테이션의 트래픽을 동적으로 제어하는 방법 및 장치
US7609719B2 (en) 2004-10-12 2009-10-27 Electro Industries/Gauge Tech System and method for simultaneous communication on modbus and DNP 3.0 over Ethernet for electronic power meter
GB0621433D0 (en) * 2006-10-27 2006-12-06 3G Scene Ltd Networking application
US7843897B2 (en) * 2006-10-30 2010-11-30 Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. System, apparatus and method for mixed mode communication on a single network
US9417934B2 (en) * 2007-08-31 2016-08-16 Core Wireless Licensing S.A.R.L. Information distribution in a dynamic multi-device environment
WO2009060263A1 (en) * 2007-11-08 2009-05-14 Nokia Corporation Connectivity architecture for service discovery
US20090141692A1 (en) * 2007-11-30 2009-06-04 Mika Kasslin Optimized ad hoc networking
EP2248309B1 (de) 2008-02-27 2017-06-21 Nokia Technologies Oy Puffersteuerung für multitransportarchitekturen
ATE541397T1 (de) * 2008-02-27 2012-01-15 Nokia Corp Transportunabhängige architektur
US8677464B2 (en) 2011-06-22 2014-03-18 Schweitzer Engineering Laboratories Inc. Systems and methods for managing secure communication sessions with remote devices
US8929391B2 (en) 2011-06-22 2015-01-06 Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. Systems and methods for communications devices having multiple interfaces
US9130945B2 (en) 2012-10-12 2015-09-08 Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. Detection and response to unauthorized access to a communication device
US20230007361A1 (en) * 2021-06-30 2023-01-05 Tencent America LLC Bidirectional presentation datastream using control and data plane channels

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6452915B1 (en) * 1998-07-10 2002-09-17 Malibu Networks, Inc. IP-flow classification in a wireless point to multi-point (PTMP) transmission system
US6529475B1 (en) * 1998-12-16 2003-03-04 Nortel Networks Limited Monitor for the control of multimedia services in networks

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5446736A (en) * 1993-10-07 1995-08-29 Ast Research, Inc. Method and apparatus for connecting a node to a wireless network using a standard protocol
TW317058B (en) * 1996-04-23 1997-10-01 Ibm Data communication system for a wireless access to an atm network
DE19807931A1 (de) * 1998-02-25 1999-08-26 Rohde & Schwarz Anordnung zum Optimieren der Datenübertragung über einen bidirektionalen Funkkanal
FI105969B (fi) * 1998-08-10 2000-10-31 Nokia Networks Oy Palvelunlaadun hallinta matkaviestinjärjestelmässä
US6356529B1 (en) * 1999-08-12 2002-03-12 Converse, Ltd. System and method for rapid wireless application protocol translation
JP3799285B2 (ja) * 2002-03-29 2006-07-19 Ｎｅｃインフロンティア株式会社 無線ｌａｎ基地局、無線端末およびプログラム

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6452915B1 (en) * 1998-07-10 2002-09-17 Malibu Networks, Inc. IP-flow classification in a wireless point to multi-point (PTMP) transmission system
US6529475B1 (en) * 1998-12-16 2003-03-04 Nortel Networks Limited Monitor for the control of multimedia services in networks

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
AAD I ET AL: "Priorities in WLANs", COMPUTER NETWORKS, ELSEVIER SCIENCE PUBLISHERS B.V., AMSTERDAM, NL, vol. 41, no. 4, 15 March 2003 (2003-03-15), pages 505 - 526, XP004404984, ISSN: 1389-1286 *
JEONG S-H ET AL: "QoS support for UDP/TCP based networks", COMPUTER COMMUNICATIONS, ELSEVIER SCIENCE PUBLISHERS BV, AMSTERDAM, NL, vol. 24, no. 1, 1 January 2001 (2001-01-01), pages 64 - 77, XP004227542, ISSN: 0140-3664 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7907538B2 (en) * 2006-03-03 2011-03-15 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus for controlling parameters of wireless data streaming system
CN101030942B (zh) * 2006-03-03 2012-12-26 三星电子株式会社 控制无线数据流传输系统的参数的方法和设备
GB2436420A (en) * 2006-03-24 2007-09-26 Toshiba Res Europ Ltd Reconfigurable communications apparatus
GB2436420B (en) * 2006-03-24 2008-06-04 Toshiba Res Europ Ltd A Reconfigurable Communications Apparatus
WO2007124531A1 (en) * 2006-04-28 2007-11-08 National Ict Australia Limited Packet based communications
US9551033B2 (en) 2007-06-08 2017-01-24 Genentech, Inc. Gene expression markers of tumor resistance to HER2 inhibitor treatment
US10385405B2 (en) 2007-06-08 2019-08-20 Genentech, Inc. Gene expression markers of tumor resistance to HER2 inhibitor treatment
WO2009012847A1 (de) * 2007-07-25 2009-01-29 Rohde & Schwarz Gmbh & Co. Kg Vorrichtung und verfahren zur erhöhung des datendurchsatzes in funknetzen

Also Published As

Publication number Publication date
EP1645101A1 (de) 2006-04-12
US20060140146A1 (en) 2006-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2005004432A1 (de) Verfahren zur steuerung von datenverbindungen
DE69738104T2 (de) Priorisierung von in einem router zu übertragenen daten
DE69231083T2 (de) Überlastregelung für Hochgeschwindigkeits-Paketnetze
DE69221134T2 (de) Verfahren zur betriebssteuerung eines cdma fernmeldevermittlungsnetzwerks
WO1997033409A1 (de) Verfahren zur übertragung von datenpaketen vorgebbarer prioritätsklassen im ethernet von einer ersten anordnung zu mindestens einer zweiten anordnung
DE102007038964A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Verarbeiten von Netzwerkdaten
EP1401137B1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Mobilfunknetzes indem die Kontroll- und Nutzdaten mit unterschiedlichem Fehlerschutz übertragen werden
DE60130587T2 (de) Asymmetrische bandbreitenzuteilung
DE602004000763T2 (de) Verfharen zur Verwaltung der Dienstqualität (QOS) in einem Mobilfunkkommunikationssystem
EP1315340A2 (de) Verfahren und Steuergerät für ein paketorientiertes Datennetzwerk zur Übertragung von Daten in variablen Zeitschlitzen
EP1805952B1 (de) Verfahren zur übermittlung von in form von datenpaketen zur verfügung stehenden daten
EP1495594A1 (de) Verfahren zu gemeinsamen kontrolle der bandbreiten einer gruppe von einzelnen informationsflüssen
DE102004024647B4 (de) Verfahren und Funkstation zur Regulierung von Zugriffsraten in einem Funkkommunikationssystem
EP1249154A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur zugangssteuerung eines kommunikationsnetzes
DE69835829T2 (de) Ressourcenoptimierungsfunktion in einem daten- und telekommunikationssystem
DE19860756C5 (de) Verfahren zur Übertragung von Rückkanal-Daten in einer Verbindung zwischen einem Endgerät und einem Server eines Paketvermittlungsnetzes
EP0998093B1 (de) Verfahren zur Übertragung von Rückkanal-Daten in einer Verbindung zwischen einem Endgerät und einem Server eines Paketvermittlungsnetzes
DE10354472A1 (de) Verfahren zur Steuerung von Datenverbindungen
DE10315066B4 (de) Verfahren zur Steuerung der Übertragung von Daten
EP1236311A2 (de) Verfahren zur steuerung von funkstationen
WO2006018404A1 (de) Verfahren zur steuerung des datenverkehrs in paketübertragungsbasierten kommunikationsnetzwerken
DE10226107A1 (de) Verfahren zur Steuerung von Datenverbindungen
DE60106067T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bandbreitenreservierung
WO2005122477A1 (de) Verfahren zur xdsl-technik-ergänzenden breitband-übertragung von rückkanal-daten in einer verbindung zwischen einem server eines paketvermittlungsnetzes und einem endgerät daran
EP3400698B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum datenaustausch

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BW BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DE DK DM DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MK MN MW MX MZ NA NI NO NZ OM PG PH PL PT RO RU SC SD SE SG SK SL SY TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN YU ZA ZM ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): GM KE LS MW MZ NA SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LU MC NL PL PT RO SE SI SK TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2004766024

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 20048189022

Country of ref document: CN

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2006140146

Country of ref document: US

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 10563197

Country of ref document: US

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2004766024

Country of ref document: EP

DPEN Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)
WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 10563197

Country of ref document: US