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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Umpacken bzw. Umsortieren
von Kanälen für Dienste
mit garantierter Bitrate.
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Die
vorliegende Erfindung wurde entwickelt, um eine bessere Zuordnung
von Kanälen
in einem allgemeinen Paketfunktdienst (bzw. General Packet Radio
Service, GPRS)-Netzwerk zu ermöglichen,
in dem es einen Konflikt zwischen leitungsvermittelt und paketvermittelt
gibt, und wird nachfolgend unter Bezug auf diese Anwendung beschrieben.
Jedoch wird eingesehen werden, dass die Erfindung unter anderen
bestehenden oder zukünftigen
Standards Anwendung findet.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Im
Hinblick auf die sich entwickelten GPRS-Vorschläge und Standards wird vorgeschlagen,
einen ersten Pool von Kanälen,
der ein paketvermittelter (PS)-Bereich
genannt wird, der für PS-Verkehr
verwendet wird, und einen zweiten Pool von Kanälen, der ein leitungsvermittelter
(CS)-Bereich genannt wird, der für
CS-Verkehr verwendet wird, bereitzustellen. Um die Leistungsfähigkeit
eines Netzwerks, das diese Anordnung verwendet, zu maximieren, ist
es wünschenswert,
ein intelligentes Zusammenspiel zwischen diesen zwei Bereichen zu
ermöglichen.
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Ein
Weg um dies zu erreichen, besteht darin, den PS-Bereich in eine
fest zugeordnete PS-Kapazität
(nur für
PS-Verbindungen) und eine PS-Voreinstellungskapazität (für entweder
PS- oder CS-Verbindungen, aber für
PS als eine Voreinstellung). Eine Schwierigkeit bei dieser Anordnung
bestand darin, dass CS-Verkehr eine höhere Priorität als PS-Verkehr
bei der PS-Voreinstellungskapazität zugeordnet wird.
Dies bedeutet, dass eine Herunter- bzw. Herabstufungsanforderung für den PS-Bereich
zu einer Unterbrechung der PS-Verbindungen führen würde, wo es notwendig ist, um
die Anforderung zu erfüllen. Während dies
vor kurzem als in vielen Situationen als tolerierbar angesehen wurde,
hat die Zunahme an Streaming-PS-Diensten, die einen garantier garantierten
Durchsatz benötigen,
einen Bedarf erzeugt, gleiche Priorität für PS- und CS-Verbindungen zu erlauben.
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Eine
weitere Verbesserung dieser Anordnung bestand darin, weiter die
PS-Voreinstellungskapazität in einen
zeitlich bzw. temporär
fest zugeordnete Bereich (Temporary Dedicated Territory, TDT) und
einen Voreinstellungs-PS-Bereich zu unterteilen. TDT wird verwendet
für PS-
und CS-Verbindungen. Der Voreinstellungs-PS-Bereich wird verwendet
für PS-Verbindungen
als eine Voreinstellung, kann aber auch für CS-Verbindungen verwendet
werden. Darüber
hinaus wird CS-Verbindungen eine höhere Priorität als PS-Verbindungen
innerhalb des Voreinstellungs-PS-Bereichs zugeordnet, was bedeutet,
dass eine Herabstufungsanforderung für den PS-Bereich immer angenommen
wird, selbst wenn die Ressourcen sich durch PS-Verbindungen in Verwendung
befinden, die in dem Voreinstellungs-PS-Bereich zugeordnet sind.
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Wenn
ein Zwei-Pool-Modell zur Funkressourcenzuordnung verwendet wird
und Streaming-PS-Verbindungen dieselbe Zuordnungs-/Aufrechterhaltungspriorität besitzt,
wie eine CS-Verbindung, können
Kanäle,
die Streaming-PS innerhalb des TDT zugeordnet sind, nicht für CS-Verbindungen verwendet
werden. Dies bedeutet, dass wenn eine PS-Bereichsherabstufung angefordert
wird und es wenigstens eine Streaming-PS-Verbindung gibt, die den
Kanälen
zugeordnet ist, die in Frage kommen, herabgestuft zu werden, wird
die Anforderung zurückgewiesen
werden. Die angeforderten Kanäle werden
daher kein CS-Bereich, sondern werden als PS-Kanäle aufrechterhalten. Diese
Situation wird CS-Blockierung
verursachen, da PS-Bereichsherabstufungen durchgeführt werden,
wenn der CS-Funkressourcenverwalter (Radio Resource Manager, RRM)
mehr Kanäle
für neue
ankommende Verbindungen benötigt.
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WO
00/01186 beschreibt ein System zum Zuordnen von Verbindungen in
einem System mit leitungsvermittelten und paketvermittelten Verbindungen.
Eine maximale Anzahl von Kanälen
für jede
Frequenz wird paketvermittelten Verbindungen zugeordnet. Diese Kanäle werden
gefüllt
wie paketvermittelte Verbindungen angefordert werden. Wenn mehr
paketvermittelte Verbindungen angefordert werden als freie Kanäle verfügbar sind,
wird das System Kanäle, die
bereits anderen paketvermittelten Verbindungen zugeordnet sind,
zuordnen. Dies wird bis zu einer festgelegten maximalen Anzahl von
Verbindungen pro Kanal fortgesetzt. Dieses System stellt sicher, dass
eine bestimmte Anzahl von Kanälen
für leitungsvermittelte
Verbindungen reserviert ist.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Verbessern
der Verwendung von Netzwerkressourcen, die von PS- und CS-Verbindungen
gemeinsam genutzt werden, bereitzustellen.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Gemäß der Erfindung
wird ein Vermittlungsverfahren für
eine Anforderung einer Netzwerkressourcenzuordnung, um einen paketvermittelten,
fest zugeordneten PS-Bereich als CS-Bereich, der für CS-Verbindungen
verwendbar ist, innerhalb eines Telekommunikationsnetzwerkes neu
zu zuordnen, wobei das Verfahren gekennzeichnet ist, durch:
- (a) Feststellen des Umfangs aller GBR-Verbindungen
mit garantierter Bitrate in der angeforderten Neuzuordnungsregion
des paketvermittelten, fest zugeordneten PS-Bereichs, wobei die
angeforderte Neuzuordnungsregion benachbart zu dem CS-Bereich ist;
und
- (b) im Falle das eine oder mehrere GBR-Verbindungen in der angeforderten
Neuzuordnungsregion vorhanden sind:
(i) Herausfinden, ob eine
oder mehrere der GBR-Verbindungen in dem fest zugeordneten PS-Bereich
außerhalb
der angeforderten Neuzuordnungsregion neu zu geordnet werden können, und
entsprechende Neuzuordnung jeglicher derartigen GBR-Verbindung;
und
(ii) im Fall, dass die angeforderte Neuzuordnungsregion
benachbart dem CS-Bereich
dann teilweise oder ganz frei ist, deren Neuzuordnung als CS-Bereich.
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Bevorzugt
werden eine oder mehrere CS-Verbindungen in dem neu zugeordneten
CS-Bereich aufgebaut.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung enthält die Erfindung weiter nach
Schritt (a) den Schritt des Behandelns jeglicher nicht GBR-Verbindungen
in der angeforderten Neuzuordnungsregion gemäß einer vorherbestimmten Netzwerkrichtlinie.
Bevorzugt enthält
die Richtlinie Versuchen, wenigstens eine der Nicht- GBR-Verbindungen
in eine Region des PS-Bereichs, der keinen Teil der angeforderten
Neuzuordnungsregion bildet, neu zu zuordnen.
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Bevorzugt
enthält
das Verfahren den Schritt des Lösens
jeglicher Nicht-GBR-Verbindungen,
die nicht in die Region des PS-Bereichs, der keinen Teil der angeforderten
Neuzuordnungsregion bildet, neu zugeordnet werden können.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung ist der fest zugeordnete PS-Bereich
ein zeitlich fest zugeordneter Bereich und bevorzugt ist die Anforderung eine
PS-Herabstufungsanforderung.
Alternativ kann die Anforderung eine PS-Kanalanforderung sein.
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Die
Regionen und Bereiche können
Zeitschlitze umfassen.
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In
einem bestimmten Ausführungsbeispiel sind
eine oder mehrere der Verbindungen über zwei oder mehrere Zeitschlitze
gemultiplext und Schritt (b) (i) enthält Herausfinden, ob alle der
Zeitschlitze von der einen oder der mehreren gemultiplexten Verbindungen
in dem fest zugeordneten PS-Bereich außerhalb der angeforderten Neuzuordnungsregion
neu zu geordnet werden können.
Alle derartigen GBR-Verbindungen werden entsprechend neu zugeordnet.
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In
einem anderen Aspekt stellt die Erfindung eine Telekommunikationsnetzvorrichtung
zum Vermitteln einer Anforderung einer Netzwerkressourcenzuordnung
bereit, um einen paketvermittelten, fest geordneten PS-Bereich als
einen leitungsvermittelten CS-Bereich, der für CS-Verbindungen verwendbar
ist, in dem Telekommunikationsnetzwerk neu zu zuordnen, wobei die
Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass sie eingerichtet ist:
- (a) den Umfang aller GBR-Verbindungen mit garantierter
Bitrate innerhalb der angeforderten Neuzuordnungsregion des paketvermittelten,
fest zugeordneten PS-Bereichs zu bestimmen, wobei die angeforderte
Neuzuordnungsregion dem CS-Bereich benachbart ist; und
- (b) im Fall, dass ein oder mehrere GBR-Verbindungen in der angeforderten
Neuzuordnungsregion vorhanden sind:
(i) Herauszufinden, ob
eine oder mehrere der GBR-Verbindungen innerhalb des fest zugeordneten
PS-Bereichs außerhalb
der angeforderten Neu zuordnungsregion neu zugeordnet werden können, und
entsprechend alle derartigen GBR-Verbindungen neu zu zuordnen; und
(ii)
im Fall, dass die angeforderte Neuzuordnungsregion benachbart zu
dem CS-Bereich dann teilweise oder ganz frei ist, diese als CS-Bereich
neu zu zuordnen.
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Bevorzugt
umfasst die Telekommunikationsnetzwerkvorrichtung eine Paketsteuereinheit
PCU innerhalb einer Basisstationssteuerung BSC in dem Telekommunikationsnetzwerk,
wobei die PCU eingerichtet ist, die Neuzuordnungsschritte durchzuführen.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden nun im Wege nur eines Beispiels unter Bezug
auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
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1 ein
Flussdiagramm ist, das Schritte in einem erfindungsgemäßen Vermittlungsverfahren
für eine
Anforderung einer Netzressourcenzuordnung veranschaulicht, um einen
fest zugeordneten PS-Bereich als einen CS-Bereich neu zu zuordnen,
der für CS-Verbindungen
verwendbar ist;
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2 zeigt
die Handhabung einer Netzwerkressourcenanforderung gemäß dem in
der Figur gezeigten Verfahren in einem ersten Szenario;
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3 zeigt
die Handhabung einer Netzwerkressourcenanforderung gemäß dem in
der Figur gezeigten Verfahren in einem zweiten Szenario; und
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4 zeigt
die Handhabung einer Netzwerkressourcenanforderung in Übereinstimmung
mit dem in der Figur gezeigten Verfahren in einem dritten Szenario.
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DETAILIERTE
BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
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Unter
Bezug auf die Zeichnungen und 1 wird ein
Vermittlungsverfahren für
eine Anforderung einer Netzressourcenzuordnung gezeigt, um einen fest
zugeordneten PS-Bereich als einen CS-Bereich, der für CS-Verbindungen
ver wendbar ist, neu zu zuordnen. Die Anforderung kann zum Beispiel
die Ausgestaltung einer paketvermittelten (PS)-Herabstufungsanforderung 10 oder
einer CS-Kanalanforderung 11 annehmen. Während es
technische Unterschiede zwischen solchen Anforderungen gibt, ist das
Verhalten der Paketsteuereinheit (PCU) in beiden Fällen dasselbe.
Für die
Zwecke dieser Beschreibung wird die Herabstufungsanforderung berücksichtigt,
aber ist einzusehen, dass sie Erfindung in anderen Fällen anwendbar
ist, in denen es einen Bedarf oder Wunsch gibt, einen fest zugeordneten PS-Bereich
zur Verwendung durch CS-Verbindungen neu
zu zuordnen.
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Die
PCU stellt fest (Schritt 13), ob es genügend freie Ressourcen in der
Kanalregion benachbart zu den CS-Bereich gibt, um zu ermöglichen, dass
der CS-Bereich ausgedehnt
und dass die Anforderung erfüllt
wird. Sie erreicht dies durch Vergleichen der Anzahl der Kanäle, die
als ein Parameter der Anforderung gesendet wurde, mit Informationen über die
temporären
Blockflüsse
(bzw. Temporary Block Flows, TBF), die derzeit im PS-Bereich zugeordnet
sind.
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Im
Fall, dass es ausreichende Ressourcen gibt, kann die PS-Herabstufungsanforderung
direkt erfüllt
werden (Schritt 14). Jedoch, wenn die Ressourcen zu anfangs
nicht verfügbar
sind, ist es notwendig, festzustellen (Schritt 15), ob
irgendeine der bestehenden Verbindungen in der angeforderten Region
vom Streaming-PS-Typ sind. Dies ist darauf zurück zu führen, dass Streaming-PS-Verbindungen eine
garantierte Bitrate (GBR) geordnet ist, die erfüllt werden muss. Wenn es keine
GBR-Verbindungen gibt, dann können
alle Verbindungen in der angeforderten Region basierend auf Netzwerkregeln
neu zugeordnet (schritt 16) werden. Typischerweise wird dies
mit sich bringen, zu versuchen, die Kanäle, die irgendeiner solchen
Verbindung im Zusammenhang stehen, einer Region des PS-Bereichs
neu zu zuordnen, der nicht mit der Herabstufungsanforderung im Zusammenhang
steht. Wenn es keine solche ausreichende Kapazität gibt, dann wird die Nicht-GBR-Verbindung – voraussichtlich
nicht – fallen
gelassen. Das präzise
Verhalten des Netzwerks ist in diesem Punkt jedoch nicht kritisch.
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Wenn
es GBR-Verbindungen in den herabzustufenden Kanälen gibt, dann initiiert die
PCU eine Zugangssteuerung (bzw. Admission Control, AC)-Prozedur
(Schritt 17) zum Versuchen, die GBR-Verbindungen neu zu
zuordnen. Dies bringt mit sich, für jede Verbindung herauszufinden
(Schritt 18), ob es genügend
freie Ressourcen außerhalb
der Ressourcenregion gibt, die mit der Herabstufungsanforderung
in Zusammenhang stehen, um diese Verbindung mit ausreichender QuS
zu unterstützen. Wenn
eine Neuzuordnung möglich
ist, dann wird die Verbindung umgepackt bzw. umsortiert (Schritt 19)
in die neue Ressourcenregion. Wenn alle angeforderten Kanäle an dieser
Stufe (Schritt 20) frei sind, dann wird die PS-Herabstufungsanforderung
angenommen (Schritt 25) und der TDT in der relevanten Region
ist für
die Verwendung der CS-Verbindungen frei gemacht.
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Wenn
die benötigten
Kanäle
nicht alle frei sind, aber es andere zu berücksichtigende (Schritt 21)
Verbindungen gibt, dann kehrt die Prozedur zurück zu Schritt 17.
Wenn keine zu berücksichtigenden
Verbindungen übrig
sind, dann wird festgestellt (Schritt 22), ob es irgendwelche
Kanäle
gibt, die in der Ressourcenregion unmittelbar benachbart zur Region,
die für
CS verwendbar ist, frei gemacht worden sind. Wenn es welche gibt,
dann wird die PS-Herabstufungsanforderung
teilweise im möglichen
Umfang genehmigt (Schritt 23). Wenn keine Kanäle frei sind,
wird die PS-Herabstufungsanforderung zurückgewiesen (Schritt 24).
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Um
das Verhalten der Erfindung in unterschiedlichen Situationen besser
zu veranschaulichen, werden einige bestimmte Beispiele nachfolgend
beschrieben. In allen folgenden Anwendungsfällen wird angenommen, dass
die Anzahl der angeforderten Kanäle
in jeder PS-Bereichsherabstufung m = 2 ist. Eine weitere Annahme
besteht darin, dass es eine TDT-CS-Bereichsgrenze zwischen Zeitschlitz (Timeslot,
TSL) TSL 6 und TSL 7 (siehe 2 bis 5) gibt.
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FALL 1 (2)
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Zustände vorher:
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- Es gibt zwei Streaming-PS-Verbindungen, die im TDT zugeordnet
sind.
- Verbindung A verwendet TSLs 4,5 & 6.
- Verbindung B verwendet TSLs 4 & 5.
- TSLs 1, 2 & 3
ist derart ausgelastet, dass nur eine der Verbindungen (entweder
A oder B) in der Lage ist, innerhalb dieser zugeordnet zu werden.
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Maßnahmen:
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- 1. Verbindungen, die TSL 6 zugeordnet sind,
werden zuerst überprüft. In diesem
Fall gibt es in diesem TSL nur Verbindung A.
- 2. In diesem Fall ist ein Umpacken bzw. eine Umsortierung der
Verbindung A möglich
und sie wird TSLs 1, 2 & 3
neu zugeordnet.
- 3. Verbindungen, die TSL 5 zugeordnet sind, werden danach überprüft. In diesem
Fall gibt es in diesem TSL (Verbindung A ist bereits von diesem TSL
entfernt worden) nur Verbindung B.
- 4. In diesem Fall ist ein Umpacken bzw. eine Umsortierung der
Verbindung B nicht möglich.
- 5. Da es keine weiteren Streaming-PS-Verbindungen gibt, die
TSLs 5 & 6 zugeordnet
sind (die Kanäle,
die in Frage kommen, sind herabgestuft zu werden), wird überprüft, ob einige
dieser TSLs frei sind.
- 6. Da TSL 6 keine ihm zugeordnete Streaming-Verbindungen besitzt,
wird die Herabstufungsanforderung für den PS-Bereich angenommen,
aber nur ein Kanal kann herabgestuft werden (n = 1).
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Zustände nachher:
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- Umpackungs- bzw. Umsortierungsprozedur ist erfolgreich.
- PS-Bereich ist herabgestuft mit n = 1.
- CS-Verkehr wird nicht blockiert.
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FALL 2 (3)
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Zustände vorher:
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- Es gibt zwei Streaming-PS-Verbindungen, die dem TDT zugeordnet
sind.
- Verbindung A verwendet TSLs 4,5 & 6.
- Verbindung B verwendet TSLs 4,5 & 6.
- TSLs 1,2 & 3
werden derart ausgelastet, dass nur eine Verbindungen (entweder
A oder B) in der Lage ist, innerhalb dieser zugeordnet zu werden.
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Maßnahmen:
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- 1. Verbindungen, die TSL 6 zugeordnet sind,
werden zuerst überprüft. In diesem
Fall gibt es beide Verbindungen A & B in diesem TSL.
- 2. In diesem Fall ist eine Umpackung bzw. Umsortierung der Verbindung
A möglich
und sie wird den TSLs 1,2 & 3
neu zu geordnet.
- 3. In diesem Fall ist eine Umpackung bzw. Umsortierung der Verbindung
B nicht möglich.
- 4. Da es keine weiteren Streaming-PS-Verbindungen, die TSLs
5 & 6 zugeordnet
sind (die Kanäle die
in Frage kommen, herabgestuft zu werden), gibt, wird überprüft, ob einige
von diesen TSLs frei sind.
- 5. Da Verbindung B nicht neu zugeordnet wird, verwendet sie
noch TSL 5 & 6.
Daher wird die Herabstufungsanforderung für den PS-Bereich zurückgewiesen.
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Zustände nachher:
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- Umpackungs- bzw. Umsortierungsprozedur ist nicht erfolgreich
(da Verbindung B nicht neu zugeordnet wird).
- PS-Bereich wird nicht herabgestuft (n = 0).
- CS-Verkehr wird blockiert.
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FALL 3 (4)
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Zustände vorher:
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- Es gibt zwei Streaming-PS-Verbindungen, die dem TDT zugeordnet
sind.
- Verbindung A verwendet TSLs 4,5 & 6.
- Verbindung B verwendet TSLs 4,5 & 6.
- TSLs 1,2 & 3
werden derart ausgelastet, dass beide Verbindungen A und B in der
Lage sind, innerhalb dieser zugeordnet zu werden
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Maßnahmen:
-
- 1. Verbindungen, die TSL 6 zugeordnet sind,
werden zuerst überprüft. In diesem
Fall gibt es beide Verbindungen A & B in diesem TSL.
- 2. In diesem Fall ist Umpacken bzw. Umsortierung der Verbindung
A möglich
und sie wird TSLs 1,2 & 3
neu zugeordnet.
- 3. In diesem Fall ist Umpacken bzw. Umsortierung der Verbindung
B möglich
und sie wird TSLs 1,2 & 3
neu zu geordnet.
- 4. Da es keine weiteren Streaming-PS-Verbindungen gibt, die
TSLs 5 & 6 zugeordnet
sind (die Kanäle,
die in Frage kommen, herabgestuft zu werden), wird überprüft, ob einige
dieser TSLs frei sind.
- 5. Da beide Verbindungen A & B
neu zugeordnet werden, wird die Herabstufungsanforderung für den PS-Bereich
für die
angeforderte Anzahl von Kanälen
(n = m = 2) angenommen.
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Zustände nachher:
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- Umpackungs- bzw. Umsortierungsprozedur ist erfolgreich.
- PS-Bereich wird herabgestuft (n = m = 2).
- CS-Verkehr wird nicht blockiert.
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Allgemein
gesagt besteht ein weiterer Punkt, der berücksichtigt werden muss, im
statistischen Multiplexing von Streaming-Diensten über dieselben Zeitschlitze.
Umpacken bzw. Umsortieren einer solchen Verbindung erfordert eine
Neuzuordnung aller Ressourcen (zum Beispiel Kanäle), die mit dieser Verbindung
in Zusammenhang stehen. Dementsprechend wird in diesem Fall eine
teilweise Genehmigung der Herabstufungsanforderung nicht möglich sein.
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Es
ist außerdem
einzusehen, dass die Ressourcen, auf die Bezug genommen wurde, Spektral-, Zeit-
oder Kanal-basierend sein können.
Zum Beispiel können
die Ressourcen Zeitschlitze, Frequenzbänder, oder eine Kombination
von diesen beiden sein.
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Obwohl
die Erfindung unter Bezug auf eine Anzahl bestimmter Ausführungsbeispielen
beschrieben worden ist, wird von Fachleuten eingesehen werden, dass
die Erfindung in vielen anderen Formen ausgeführt werden kann.