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Die
vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Mobilfunkkommunikationssysteme.
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Die
vorliegende Erfindung ist insbesondere auf Mobilfunkkommunikationssysteme
der dritten Generation anwendbar, insbesondere des Typs UMTS ("Universal Mobile
Telecommunication System").
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Grundsätzlich sind
Mobilfunkkommunikationssysteme Gegenstand einer Normung, und für weitere
Informationen hierzu kann auf die entsprechenden Normen verwiesen
werden, die von den entsprechenden Normungsorganisationen veröffentlicht werden.
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Die
allgemeine Architektur dieser Systeme ist in 1 dargestellt;
sie umfasst im Wesentlichen:
- – ein Funkzugangsnetz 1 oder
RAN (für "Radio Access Network");
- – ein
Kernnetz 4 oder CN (für "Core Network").
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Das
RAN umfasst Netzelemente wie die Basisstationen 2 und Basisstation-Controller 3.
Das RAN steht einerseits über
eine Schnittstelle 6 in Verbindung mit mobilen Endgeräten 5 und
andererseits über
eine Schnittstelle 7 mit dem CN. Das CN 4 steht mit
(nicht im Einzelnen dargestellten) externen Netzen in Verbindung.
Innerhalb des RAN kommunizieren die Basisstationen mit den Basisstation-Controllern über eine
Schnittstelle 8.
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In
Systemen des Typs UMTS wird das RAN als UTRAN ("UMTS Terrestrial Radio Access Network") bezeichnet, die
Basisstationen werden als "Node
B" (B-Knoten) bezeichnet,
die Basisstation-Controller werden als RNC ("Radio Network Controller") bezeichnet, und
die mobilen Endgeräte
werden UE ("User
Equipment"; Teilnehmereinrichtung) bezeichnet.
Die Schnittstelle 6 wird als "Schnittstelle Uu" bezeichnet, die Schnittstelle 7 wird
als "Schnittstelle
Iu", bezeichnet,
die Schnittselle 8 wird als "Schnittstelle Iub" bezeichnet, und eine Schnittstelle 9 zwischen
RNCs, bezeichnet als "Schnittstelle
Iur", wird außerdem noch
eingeführt.
Die Schnittstelle 6 wird auch als Funkschnittstelle bezeichnet,
und die Schnittstellen 7, 8, 9 werden
auch als terrestrische Schnittstellen bezeichnet.
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Für einen
gegebenen Node B wird der RNC, der ihn steuert, auch als CRNC (für "Controlling Radio
Network Controller")
bezeichnet. Der CRNC hat die Aufgabe, die Auslastung und Funkressourcenzuteilung
für den
von ihm gesteuerten Node B zu steuern. 2 veranschaulicht
somit einen CRNC, der eine Node-B-Gruppe sowie die (nicht im Einzelnen dargestellten)
Zellen steuert, die von diesen Node Bs abgedeckt werden.
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Für eine gegebene
Gesprächsverbindung, die
sich auf ein gegebenes UE bezieht, gibt es einen RNC, bezeichnet
als SRNC (für "Serving Radio Network
Controller"), der
eine Steuerungsaufgabe für
die betrachtete Gesprächsverbindung
hat. Ein an das UE angeschlossener Node B, der jedoch nicht vom SRNC
gesteuert wird, kommuniziert mit dem SRNC über den RNC, der ihn steuert
und er auch als DRNC (für "Drift RNC") bezeichnet wird, über die
Schnittstelle Iur. Diese Situation ist insbesondere (jedoch nicht ausschließlich) möglich im
Fall einer Übertragung
mit Makrodiversität
(oder "Soft Handover" auf Englisch). 3 veranschaulicht
somit einerseits einen SRNC, der ein UE steuert, wobei dieser SRNC
mit dem CN über
die Schnittstelle Iu in Verbindung steht, und andererseits einen
DRNC, der das UE für
Funkverbindungen steuert, die für
(nicht im Einzelnen dargestellte) Zellen aufgebaut werden, welche
von diesem DRNC gesteuert werden.
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Im
Allgemeinen müssen
derartige Systeme Verkehrsarten unterstützen können, deren Anforderungen an
die Dienstgüte
(oder QoS für "Quality of Service") voneinander sehr
verschieden sein können.
Die QoS-Architektur in einem System wie UMTS ist insbesondere in
der vom 3GPP (" 3rd
Generation Partnership Project")
veröffentlichten
Spezifikation 3GPP TS 23.107 definiert. Diese QoS-Architektur beruht
auf Trägerdiensten,
die durch QoS-Attribute gekennzeichnet sind. Man unterscheidet unterschiedliche
Trägerdienste
wie insbesondere die "Funkzugangsträger"-Dienste oder RAB
("Radio Access Bearer"), die "Funkträger"-Dienste oder RB ("Radio Bearer") und "Iu-Träger"-Dienste. Man unterscheidet zwischen
verschiedenen QoS-Attributen wie insbesondere: Verkehrsklasse (oder "Traffic Class"), maximale Bitrate
(oder "Maximum Bit
Rate"), garantierte
Bitrate (oder "Guaranteed
Bit Rate"), Übertragungsverzögerung (oder "Transfer Delay"), Prioritätsbehandlung
des Verkehrs (oder "Traffic
Handling Priority") usw.
Man unterscheidet außerdem
vier Verkehrsklassen, und zwar jeweils für Anwendungen des Typs Gespräch (oder "conversational") mit kontinuierlichem
Fluss (oder "streaming"), interaktiv (oder "interactive") oder Hintergrund
(oder "background"). Andere QoS-Attribute
als die Verkehrsklasse können
außerdem
für verschiedene
Diensttypen derselben Verkehrsklasse unterschiedlich sein; zum Beispiel
ist für die
Verkehrsklasse "conversational" die Übertragungsverzögerung bei
einem Dienst des Typs Telefonie kleiner als die Übertragungsverzögerung bei
einem Dienst des Typs Videotelefonie, die ihrerseits zum Beispiel
kleiner ist als die Übertragungsverzögerung bei
einem Dienst des Typs Navigation im Netz (oder "Web Browsing"), beispielsweise für die Verkehrsklasse "interactive". Im Allgemeinen
wird die Übertragungsverzögerung nur
für die
Verkehrsklassen "conversational" oder "streaming" angegeben, und die
Priorität
der Verkehrsverarbeitung wird nur für die Klasse "interactive" angegeben.
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Generell
ist ein Modell für
die Kommunikationsprotokolle auf terrestrischen Schnittstellen definiert
worden, bei dem man eine Funknetzschicht (oder "Radio Network Layer"), die Funktionalitäten im Zusammenhang mit dem
Funknetz unabhängig
von der für
den Transport auf den terrestrischen Schnittstellen genutzten Technologie
entspricht, und eine Transportnetzschicht (oder "Transport Network Layer") unterscheidet,
die Funktionalitäten
im Zusammenhang mit dem Transport in Abhängigkeit von der für den Transport
auf den terrestrischen Schnittstellen genutzten Technologie entspricht.
Im Allgemeinen können
zwei Datentypen gemäß diesen
Protokollen übermittelt
werden: Daten, die von einem UE gesendeten oder empfangenen Verkehr
entsprechen (oder Benutzerdaten oder "User Data"), und Daten, die der für den Betrieb
des Systems benötigten
Signalisierung entsprechen. Man kann auch zwei Signalisierungstypen
unterscheiden: die mit der Funknetzschicht verbundene Signalisierung
und die mit der Transportnetzschicht verbundene Signalisierung.
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Die
mit der Funknetzschicht verbundene Signalisierung entspricht insbesondere
den folgenden Protokollen, die auch als Anwendungsprotokolle bezeichnet
werden:
- – für die Schnittstelle
Iu das Protokoll RANAP ("Radio
Network Aplication Part"),
definiert insbesondere in der vom 3GPP veröffentlichten Spezifikation
3GPP TS 25.413;
- – für die Schnittstelle
Iub das Protokoll NBAP ("Node
B Application Part"),
definiert insbesondere in der vom 3GPP veröffentlichten Spezifikation 3GPP
TS 25.433;
- – für die Schnittstelle
Iur das Protokoll RNSAP ("Radio
Network Subsystem Application Part"), definiert insbesondere in der vom
3GPP veröffentlichten
Spezifikation 3GPP TS 25.423.
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Das
Protokoll RANAP schließt
insbesondere die Signalisierung in Verbindung mit dem Aufbau des Funkzugangsträgers (oder
RAB für "Radio Access Bearer") ein. Das Protokoll
NBAP schließt
insbesondere die Signalisierung in Verbindung mit dem Aufbau einer
Funkverbindung für
die vom SRNC gesteuerten Zellen ein. Das Protokoll RNSAP schließt insbesondere
die Signalisierung in Verbindung mit dem Aufbau einer Funkverbindung
für die
vom DRNC gesteuerten Zellen ein.
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Grundsätzlich umfasst
die Verwaltung der QoS in einem solchen System einerseits die mit
dem Funkzugang verbundene QoS-Verwaltung unabhängig von der für den Transport
auf den terrestrischen Schnittstellen genutzten Technologie und
andererseits eine mit dem Transport verbundene QoS-Verwaltung, die
von der für
den Transport auf den terrestrischen Schnittstellen genutzten Technologie
abhängt.
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Die
QoS-Verwaltung in Verbindung mit dem Funkzugang ist typisch für CDMA-Systeme ("Code Division Multiple
Access") wie insbesondere
UMTS und schließt
Mechanismen ein wie beispielsweise: Funkzugangskontrolle, Auswahl
von geeigneten Transportformaten auf den Transportkanälen usw. Allgemein
ermöglichen
die in den oben aufgeführten Anwendungsprotokollen
definierten Signalisierungsaustauschvorgänge den betroffenen Netzelementen des
UTRAN, die QoS-Anforderungen zu kennen, die für die Implementierung derartiger
mit dem Funkzugang verbundener QoS-Verwaltungsmechanismen benötigt werden.
Das wichtigste Netzelement des UTRAN, das von der Implementierung
von mit dem Funkzugang verbundenen QoS-Verwaltungsmechanismen betroffen
ist, ist der RNC in seiner Rolle als SRNC. Tatsächlich kann der SRNC ausgehend
von den QoS-Parametern,
die ihm vom CN (über
das RANAP-Protokoll) signalisiert werden, entscheiden, welcher Diensttyp
für ein
UE angefordert wird, und folglich diese QoS-Parameter in Parameter übersetzen, die
für den
Aufbau von Funkverbindungen zwischen Node B und UE nutzbar sind,
nötigenfalls über einen oder
mehrere DRNC, und anschließend
diese Parameter an die betroffenen Netzelemente signalisieren: Node
B (über
das NBAP-Protokoll), DRNC (über
das RNSAP-Protokoll).
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Im
Allgemeinen wird für
den Transport auf den terrestrischen Schnittstellen Paketvermittlung verwendet,
um die Nutzung der auf diesen Schnittstellen verfügbaren Übertragungsressourcen
zu optimieren. Grundsätzlich
wurde die Paketvermittlung ursprünglich
eher für
Nicht-Echtzeit-Dienste (ohne strenge Anforderungen an Verzögerung und/oder Priorität) entwickelt,
und zusätzliche
Mechanismen, darunter insbesondere QoS-Verwaltungsmechanismen, sind
anschließend
eingeführt
worden, damit die Paketvermittlung auch Echtzeitdienste (mit strengen Anforderungen
an Verzögerung
und/oder Priorität) unterstützen kann
wie insbesondere Sprachübertragungsdienste.
Insbesondere im Fall von UMTS ist die Einführung des Echtzeitbegriffs
für paketvermittelte Dienste
auch für
das Problem des "Soft
Handover" erforderlich,
das vom RNC verlangt, dass er die Sendezeitpunkte der Daten an die
verschiedenen Nodes Bs liefert, welche die Zellen steuern, mit denen
das Mobiltelefon verbunden ist. Diese Sendezeitpunkte werden in
Form von Nummern der Funk-Frames angegeben und begrenzen folglich
die maximale Verzögerung,
die für
die Übertragung
der Daten zwischen dem RNC und dem Node B zulässig ist. Diese maximale Verzögerung kann
nicht auf einen zu hohen Wert gesetzt werden, insbesondere aus Gründen der Wirksamkeit
von Leistungskontrolle und Funkzugangskontrolle.
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Eine
der im UTRAN genutzten Transporttechnologien ist die ATM-Technologie
("Asynchronous Transfer
Mode"), die auf
einem asynchronen Zeitmultiplexverfahren kleiner Pakete von fester
Größe basiert,
die als Zellen bezeichnet werden. Generell ist die ATM-Technologie
genormt, und für
weitere Informationen hierzu wird auf die entsprechenden Normen
verwiesen, die von den entsprechenden Normungsorganisationen veröffentlicht
werden. Es sei lediglich daran erinnert, dass ein ATM-Netz mittels einer
als ATM-Schicht bezeichneten Schicht und einer ATM-Anpassungsschicht
(oder AAL-Schicht für "ATM Adaptation Layer") bezeichneten Schicht
modelliert werden kann, welche zwischen der ATM-Schicht und den
Teilnehmern liegt. Die ATM-Schicht ist verbindungsorientiert und
führt eine Zellenübertragung
auf einer logischen Verbindung zwischen einer Quelle und einem Ziel
aus, wobei diese logische Verbindung auch als virtuelle Verbindung oder
VC (für "Virtual Channel") bezeichnet wird.
Für die
Anwendung des ATM auf den Transport innerhalb des UTRAN wird eine
spezifische als AAL2 bezeichnete AAL-Schicht für die Teilenehmerdaten verwendet.
Wenn ein UE mit dem UTRAN kommuniziert, wird eine dazugehörige logische
Verbindung oder AAL2-Verbindung auf einer oder mehreren der von dem
UTRAN betroffenen terrestrischen Schnittstellen aufgebaut. Im Fall
des ATM schließen
die Mechanismen, welche die Verwaltung der Transport-QoS ermöglichen,
insbesondere eine Verbindungszugangskontrolle ein (um zu entscheiden,
ob die Übertragungsressourcen
dafür ausreichen,
dass eine neue AAL2-Verbindungsanforderung angenommen werden kann,
während
gleichzeitig die geforderte QoS eingehalten wird) und eine Warteschlangenfunktion
(oder "Scheduling" auf Englisch) zum
Multiplexen von AAL2-Verbindungen innerhalb einer virtuellen Verbindung
VC, zum Beispiel in Abhängigkeit von
der Priorität.
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Im
Transportnetz können
auch andere Technologien als ATM genutzt werden, wie insbesondere die
IP-Technologie ("Internet
Protocol"). Generell
ist die IP-Technologie
ebenfalls genormt, und für
weitere Informationen hierzu kann in gleicher Weise auf die entsprechenden
Normen verwiesen werden, die von den entsprechenden Normungsorganisationen
veröffentlicht
werden. Ebenso können
im Fall der IP-Technologie Mechanismen vorgesehen werden, welche die
Verwaltung der Transport-QoS ermöglichen.
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Die
vorliegende Erfindung interessiert sich besonders für die QoS-Verwaltung
im Zusammenhang mit dem Transport und, noch weiter im Besonderen,
für die
Mechanismen, welche es den betroffenen Netzelementen des UTRAN ermöglichen,
die für die
Implementierung dieser QoS-Verwaltung benötigten QoS-Anforderungen zu
kennen. Wenn keine derartige Kenntnis vorhanden ist oder bei einer
unzureichenden Kenntnis kann diese QoS-Verwaltung nicht optimal
umgesetzt werden, und daraus können
folglich für
die Teilnehmer unannehmbare QoS-Verschlechterungen
entstehen.
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Ausgehend
von den Parametern RAB ("Radio
Access Bearer"),
die ihm vom CN über
das RANAP-Protokoll signalisiert werden, kann der SRNC entscheiden,
welcher Diensttyp für
ein UE angefordert wird und somit welche QoS im Transportnetz verwendet
werden sollte, um Benutzerdaten (oder "User Data" auf Englisch) für dieses UE in Abwärtsrichtung
auf der Schnittstelle Iub zum Node B (beziehungsweise auf der Schnittstelle
Iur zum DRNC) zu übertragen.
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Ein
Problem besteht für
den Node B (beziehungsweise den DRNC) jedoch darin festzustellen, welche
QoS im Transportnetz verwendet werden sollte, um Benutzerdaten für ein UE
in Aufwärtsrichtung
auf der Schnittstelle Iub zu übertragen
(beziehungsweise in Aufwärtsrichtung
auf der Schnittstelle Iur und/oder in Abwärtsrichtung auf der Schnittstelle Iub).
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Eine
erste Lösung
zur Behebung dieses Problems ist folgende: Im Fall eines Transportnetzes, das
mit ATM-Technologie arbeitet, enthält die Signalisierung im Zusammenhang
mit der Transportnetzschicht das ALCAP-Protokoll ("Access Link Control Application
Part"), wie es insbesondere
in den von der ITU ("International
Telecommunication Union") veröffentlichen
Spezifikationen ITU-T Q.2360-1 und ITU-T Q.2360-2 definiert ist und das aufeinander
folgenden Versionen der Norm 3GPP entspricht, nämlich der Version R99 (für die Spezifikation
ITU-T Q.2360-1) und den Versionen R4 und danach R5 (für die Spezifikation
ITU-T Q.2360-2). Die Spezifikation ITU-T Q.2360-2 definiert einen
als "AAL Type 2
Requested Type Path")
bezeichneten QoS-Parameter, der je nach Diensttyp einen der folgenden
Werte annehmen kann: "stringent", "tolerant", "stringent bi-level". Dieser Parameter
wird vom CRNC (beziehungsweise SRNC) an den Node B (beziehungsweise DRNC) übertragen
und ermöglicht
dem Node B (beziehungsweise DRNC), innerhalb der auf diese Weise
von diesen drei möglichen
Werten definierten Grenzen die für
die Übertragung
der Benutzerdaten geltenden QoS-Werte in Aufwärtsrichtung auf der Schnittstelle
Iub (beziehungsweise in Aufwärtsrichtung
und in Abwärtsrichtung
auf der Schnittstelle Iur) zu kennen.
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Diese
erste Lösung
ist jedoch erst ab der Version R4 der Norm 3GPP anwendbar. Sie ist
weder im Fall der Version R99 noch im Fall der Version R5 anwendbar,
wenn das Transportnetz mit der IP-Technologie arbeitet. Insbesondere
ist nach dem derzeitigen Stand der Norm im Fall eines Transportnetzes, das
mit IP-Technologie
arbeitet, die Signalisierung im Zusammenhang mit der Transportnetzschicht
von der Art, dass der Node B (beziehungsweise der DRNC) nicht weiß, welche
QoS im Transportnetz verwendet werden sollte, um Benutzerdaten in
Aufwärtsrichtung
auf der Schnittstelle Iub (beziehungsweise in Aufwärtsrichtung
auf der Schnittstelle Iur und/oder in Abwärtsrichtung auf der Schnittstelle
Iub) zu übertragen.
Außerdem
ermöglichen
die drei weiter oben aufgeführten
Werte für
den Parameter "AAL Type
Requested Type Path" nicht notwendigerweise eine
ausreichende Differenzierung der verschiedenen möglichen Diensttypen, und sie
ermöglichen
somit nicht notwendigenweise eine optimale Implementierung der QoS-Verwaltungsmechanismen.
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Eine
zweite Lösung
zur Behebung dieses Problems ist folgende: Für den Fall der Version R99 der
Norm wäre
es, da keine genormte Lösung
vorhanden ist, möglich,
einen anbieterspezifischen oder "proprietären" Mechanismus im Node
B (beziehungsweise DRNC) zu verwenden, um die Transportpriorität für jeden
Diensttyp auf Iub (beziehungsweise Iur) zu konfigurieren. Zum Beispiel
könnte
der Node B (beziehungsweise DRNC) anhand der vom CRNC (beziehungsweise
SRNC) über
das ALCAP-Protokoll übertragenen
Parameter wieder erkennen, welche Verbindungen Sprachdiensten zugeordnet
sind, und ihnen eine hohe Transport-QoS zuweisen, und umgekehrt
Verbindungen, die mit anderen Diensttypen verbunden sind (zum Beispiel
der Navigation im Internet (oder "Web Browsing"), FTP, dedizierte Signalisierung, Videotelefonie
usw.) eine geringere Transport-QoS zuweisen.
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Diese
zweite Lösung
ist jedoch nur für
den Fall anwendbar, dass der Node B (beziehungsweise der DRNC) und
der CRNC (beziehungsweise der SRNC) vom selben Hersteller stammen.
Sie ist für den
Fall, in dem diese Netzelemente von unterschiedlichen Herstellern
stammen, nicht anwendbar.
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Die
vorliegende Erfindung arbeitet mit einem anderen Ansatz zur Lösung dieses
Problems. Die vorliegende Erfindung beruht insbesondere auf den folgenden
Beobachtungen: Bestimmte QoS-Parameter, wie beispielsweise für die Übertragungsverzögerung (oder "Transfer Delay") und/oder die Prioritätsbehandlung
des Verkehrs (oder "Traffic
Handling Priority")
repräsentative
Parameter, wie sie insbesondere in der zuvor genannten Spezifikation
3GPP TS 23.107 definiert sind, sind von sehr großer Wichtigkeit, um die QoS
und insbesondere die Transport-QoS innerhalb eines solchen Netzes
zu garantieren. Nun werden aber derartige Parameter bereits für die QoS-Verwaltung
im Zusammenhang mit dem Funkzugang verwendet. Beim derzeitigen Stand
der Norm, und wie weiter oben erwähnt, bleibt bei der QoS-Verwaltung
im Zusammenhang mit dem Funkzugang die Kenntnis derartiger QoS-Parameter
im Wesentlichen lokal beim SRNC angesiedelt. Wie zuvor erwähnt, kann
der SRNC nämlich
anhand von Parametern RAB ("Radio
Access Bearer"),
die ihm vom CN (über
das RANAP-Protokoll) signalisiert werden, entscheiden, welcher Diensttyp
für ein
UE erforderlich ist. Der SRNC kann daraufhin diese Parameter in
Parameter übersetzen,
die für
den Aufbau von Funkverbindungen zwischen Node B und UE, nötigenfalls über einen
oder mehrere DRNC, verwertbar sind, und anschließend diese Parameter an die
betroffenen Netzelemente signalisieren: Node B (über das NBAP-Protokoll), DRNC
(über das
RNSAP-Protokoll).
Derartige Parameter schließen
insbesondere für
den Aufbau einer Funkverbindung zwischen Node B und UE Parameter
wie insbesondere Transportformatparameter oder TFCS (für "Transport Format Combination
Set") ein, und nötigenfalls
für ein
Multiplexverfahren durch den DRNC auf gemeinsamen oder geteilten
Transportkanälen
Parameter wie die Verkehrsklasse (oder "Traffic Class") und die Prioritätsbehandlung des Verkehrs (oder "Traffic Handling Priority").
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Beim
derzeitigen Stand der Norm bietet eine solche Signalisierung der
Transportformatparameter jedoch im Allgemeinen keine Möglichkeit,
die QoS-Anforderungen
für die
Transportnetzschicht anzugeben, und eine solche Signalisierung der
Verkehrsklasse und der Prioritätsbehandlung
des Verkehrs erfolgt nur auf der Schnittstelle Iur (und nicht auf
der Schnittstelle Iub) und nur im Fall von gemeinsamen oder geteilten
Transportkanälen
(und nicht im Fall von jeweils fest zugeordneten eigenen Kanälen). Außerdem bietet
eine solche Signalisierung keine Möglichkeit, die QoS-Anforderungen
für die
Transportnetzschicht zumindest in Bezug auf die Übertragungsverzögerung anzugeben.
Insbesondere ermöglicht
sie nicht, unter verschiedenen Diensten der Klasse "conversational" eine Unterscheidung
zwischen Diensten (wie insbesondere Telefoniediensten), welche eine
geringe Übertragungsverzögerung erfordern,
und Diensten (wie zum Beispiel Videotelefoniediensten), die größere Übertragungsverzögerungen
tolerieren können,
zu treffen.
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WO
01 86974 offenbart ein Verfahren zur Verwaltung der Dienstgüte (QoS)
in einem mobilen Netz. Nachrichten, welche die QoS definieren, werden
unter den Teilnehmern unter der Kontrolle eines Controllers ausgetauscht.
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Die
vorliegende Erfindung hat insbesondere zum Ziel, alle oder einen
Teil der Probleme zu lösen und/oder
alle oder einen Teil der verschiedenen zuvor erwähnten Nachteile zu vermeiden.
Die vorliegende Erfindung hat ebenso zum Ziel, verschiedene Mechanismen
vorzuschlagen, die es den betroffenen Netzelementen des UTRAN ermöglichen,
die Anforderungen an die Transport-QoS zu kennen, die für die Implementierung
dieser QoS-Verwaltung benötigt werden.
Allgemeiner hat die vorliegende Erfindung das Ziel, die Verwaltung
der Dienstgüte
in diesen Systemen zu verbessern und/oder zu vereinfachen.
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Einer
der Gegenstände
der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Verwaltung der
Dienstgüte
in einem Mobilfunkkommunikationsnetz, in dem die Kommunikationsprotokolle
auf den terrestrischen Schnittstellen eine Funknetzschicht und eine
Transportnetzschicht umfassen und in dem die Verwaltung der Dienstgüte eine
mit der Funknetzschicht verbundene Dienstgüte-Verwaltung und eine mit
der Transportnetzschicht verbundene Dienstgüte-Verwaltung umfasst, wobei
dieses Verfahren umfasst:
- – einen Schritt, bei dem ein
als erstes Netzelement bezeichnetes Netzelement einem als zweites
Netzelement bezeichneten anderen Netzelement mittels eines Signalisierungsprotokolls
der Funknetzschicht mindestens einen Parameter signalisiert, der
für die
Transport-QoS oder die Dienstgüte
für die
Transportnetzschicht repräsentativ
ist;
- – einen
Schritt, bei dem das zweite Netzelement den mindestens einen Parameter
für die
Verwaltung der Transport-QoS nutzt.
-
Nach
einem anderen kennzeichnenden Merkmal ist das erste Netzelement
ein CRNC ("Controlling
Radio Network Controller").
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Nach
einem anderen kennzeichnenden Merkmal ist das zweite Netzelement
ein Node B oder eine Basisstation.
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Nach
einem anderen kennzeichnenden Merkmal ist das Signalisierungsprotokoll
der Funknetzschicht ein Signalisierungsprotokoll (NBAP), das auf
die Schnittstelle (Iub) zwischen dem CRNC und Node B anwendbar ist.
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Nach
einem anderen kennzeichnenden Merkmal nutzt das zweite Netzelement
den mindestens einen Parameter für
die Verwaltung der Transport-QoS für die Übertragung in Aufwärtsrichtung
auf der Schnittstelle (Iub) zwischen CRNC und Node B.
-
Nach
einem anderen kennzeichnenden Merkmal ist das erste Netzelement
ein SRNC ("Serving
Radio Network Controller").
-
Nach
einem anderen kennzeichnenden Merkmal ist das zweite Netzelement
ein DRNC ("Drift Radio
Network Controller").
-
Nach
einem anderen kennzeichnenden Merkmal ist das Signalisierungsprotokoll
der Funknetzschicht ein Signalisierungsprotokoll (RNSAP), das auf
die Schnittstelle (Iur) zwischen SRNC und DRNC anwendbar ist.
-
Nach
einem anderen kennzeichnenden Merkmal nutzt das zweite Netzelement
den mindestens einen Parameter für
die Verwaltung der Transport-QoS für die Übertragung in Aufwärtsrichtung
auf der Schnittstelle (Iur) zwischen SRNC und DRNC und/oder in Abwärtsrichtung
auf der Schnittstelle (Iub) zwischen DRNC und Node B.
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Nach
einem anderen kennzeichnenden Merkmal entspricht der mindestens
eine für
die Transport-QoS repräsentative
Parameter einem spezifischen Parameter, dessen Aufgabe es ist, ein
Niveau der Transport-QoS anzugeben.
-
Nach
einem anderen kennzeichnenden Merkmal entspricht der mindestens
eine für
die Transport-QoS repräsentative
Parameter mindestens einem Parameter RAB ("Radio Access Bearer"), der ebenso als Parameter der Transport-QoS
genutzt werden kann.
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Nach
einem anderen kennzeichnenden Merkmal entspricht der mindestens
eine Parameter RAB ("Radio
Access Bearer"),
der ebenso als Parameter der Transport-QoS genutzt werden kann, der Übertragungsverzögerung.
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Nach
einem anderen kennzeichnenden Merkmal entspricht der mindestens
eine Parameter RAB ("Radio
Access Bearer"),
der ebenso als Parameter der Transport-QoS genutzt werden kann, der Prioritätsverarbeitung
des Verkehrs.
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Nach
einem anderen kennzeichnenden Merkmal entspricht der mindestens
eine Parameter RAB ("Radio
Access Bearer"),
der ebenso als Parameter der Transport-QoS genutzt werden kann, der Verkehrsklasse.
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Nach
einem anderen kennzeichnenden Merkmal wird der mindestens eine Parameter,
der dem mindestens einen Parameter RAB ("Radio Access Bearer") entspricht und der ebenso als Parameter
der Transport-QoS genutzt werden kann, vom RANAP-Protokoll in das
NBAP-Protokoll kopiert oder übersetzt
beziehungsweise vom RANAP-Protokoll in das RNSAP-Protokoll.
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Nach
einem anderen kennzeichnenden Merkmal entspricht der mindestens
eine für
die Transport-QoS repräsentative
Parameter mindestens einem Parameter, der einem Niveau der Transport-QoS
oder mindestens einem Parameter RAB ("Radio Access Bearer") zugeordnet werden kann, der ebenso
als Parameter der Transport-QoS
genutzt werden kann.
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Nach
einem anderen kennzeichnenden Merkmal entspricht der mindestens
eine Parameter, der einem Niveau der Transport-QoS oder mindestens
einem Parameter RAB ("Radio
Access Bearer") zugeordnet
werden kann, welcher ebenso als Parameter der Transport-QoS genutzt
werden kann, einem Parameter für
die zeitliche Einstellung, wobei die kleinsten Werte dieses Parameters
Verbindungen zugewiesen werden, welche die höchsten Anforderungen an die Übertragungsverzögerung und/oder die
Prioritätsbehandlung
des Verkehrs aufweisen, und wobei die höchsten Werte dieses Parameters Verbindungen
zugewiesen werden, welche die geringsten Anforderungen an die Übertragungsverzögerung und/oder
die Prioritätsbehandlung
des Verkehrs aufweisen.
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Nach
einem anderen kennzeichnenden Merkmal ist der Parameter für die zeitliche
Einstellung der Parameter TOAWS ("Time of Arrival Window Start").
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Nach
einem anderen kennzeichnenden Merkmal entspricht der mindestens
eine Parameter, der einem Niveau der Transport-QoS oder mindestens
einem Parameter RAB ("Radio
Access Bearer") zugeordnet
werden kann, welcher ebenso als Parameter der Transport-QoS genutzt
werden kann, einem Parameter, der für die Anzahl der dedizierten Kanäle (oder
DCH für "Dedicated Channel") repräsentativ
ist, die einer Verbindung zugeteilt werden, wobei eine hohe Anzahl
von dedizierten Kanälen
für Verbindungen
zugeteilt wird, welche hohe Anforderungen an die Übertragungsverzögerung und/oder die
Prioritätsverarbeitung
des Verkehrs aufweisen, und wobei eine weniger hohe Anzahl von dedizierten Kanälen Verbindungen
zugeteilt werden, die weniger hohe Anforderungen an die Übertragungsverzögerung und/oder
die Prioritätsverarbeitung
des Verkehrs aufweisen.
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Ein
weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Netzelement,
welches Mittel für
die Implementierung eines solchen Verfahrens umfasst.
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Nach
einem anderen kennzeichnenden Merkmal entspricht das Netzelement
einem CRNC.
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Nach
einem anderen kennzeichnenden Merkmal entspricht das Netzelement
einem SRNC.
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Nach
einem anderen kennzeichnenden Merkmal entspricht das Netzelement
einem DRNC.
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Nach
einem anderen kennzeichnenden Merkmal entspricht das Netzelement
einem Node B.
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Weitere
Gegenstände
und kennzeichnende Merkmale der vorliegenden Erfindung werden bei
der Lektüre
der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels ersichtlich
werden, die unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erfolgt, auf denen:
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1,
die weiter oben beschrieben wurde, die allgemeine Architektur eines
Mobilfunkkommunikationssystems darstellt, wie insbesondere UMTS
eines ist;
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2 und 3,
die weiter oben beschrieben wurden, die verschiedenen möglichen
Aufgaben eines RNC darstellen: CRNC, SRNC, DRNC.
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Nachfolgend
werden verschiedene Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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In
einer ersten Ausführungsform
können
einer oder mehrere neue Parameter in eine oder mehrere Signalisierungsnachrichten
eingefügt
werden, die vom CRNC zum Node B über
das NBAP-Protokoll (beziehungsweise vom SRNC zum DRNC über das
RNSAP-Protokoll) übertragen
werden. Mit Hilfe dieses oder dieser neuen Parameter kann der CRNC (beziehungsweise
SRNC) ein hohes Niveau der Transport-QoS bestimmten Diensttypen
zuweisen (insbesondere Diensttypen, die hohe Anforderungen an Verzögerung und/oder
Priorität
aufweisen) und ein niedrigeres Niveau der Transport-QoS anderen Diensttypen
(insbesondere Diensttypen, die weniger strenge Anforderungen an
Verzögerung
und/oder Priorität
aufweisen). Insbesondere kann ein hohes Niveau der Transport-QoS
Sprachdiensten zugewiesen werden, und ein niedrigeres Niveau der
Transport-QoS kann anderen Diensttypen zugewiesen werden. Mittlere
QoS-Niveaus können
ebenfalls in ausreichender Zahl vorgesehen werden, um eine ausreichende
Differenzierung der Diensttypen und somit eine Optimierung der QoS-Verwaltung
vorzusehen. Insbesondere dieser oder diese neuen Parameter können in
einer Nachricht wie beispielsweise der Nachricht "Radio Link Setup
Request" übertragen werden,
die vom CRNC zum Node B über
das NBAP-Protokoll (beziehungsweise vom SRNC zum DRNC über das
RNSAP-Protokoll) übertragen
wird.
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In
einer zweiten Ausführungsform
können
einer oder mehrere neue Parameter, deren Aufgabe es ist, die Parameterwerte
der Transport-QoS nach Diensttypen anzugeben, in eine oder mehrere
Signalisierungsnachrichten eingefügt werden, die vom CRNC zum
Node B über
das NBAP-Protokoll (beziehungsweise vom SRNC zum DRNC über das RNSAP-Protokoll) übertragen
werden. Insbesondere können
dieser oder diese neuen Parameter von Parametern RAB ("Radio Access Bearer") abgeleitet werden,
die an den SRNC über
das RANAP-Protokoll übertragen
werden. Es sei nämlich
daran erinnert, dass das RANAP-Protokoll die Übertragung vom CN zum SRNC
von folgenden Parametern RAB einschließt:
- – der Verkehrsklasse
(oder "Traffic Class");
- – der Übertragungsverzögerung (oder "Transfer Delay") für Dienste
der Klasse "conversational" oder "streaming";
- – die
Prioritätsbehandlung
(oder "Traffic Handling Priority") für Dienste
der Klasse "interactive".
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Insbesondere
dieser oder diese neuen Parameter können einem oder mehreren Parametern "Traffic Class", "Transfer Delay" und "Traffic Handling Priority" entsprechen, die
dann vom RANAP-Protokoll auf das NBAP-Protokoll kopiert (oder in
es übersetzt)
werden können,
oder einem oder mehreren Parametern "Transfer Delay" und "Traffic Handling Priority" die dann vom RANAP-Protokoll
auf das RNSAP-Protokoll kopiert (oder in es übersetzt werden können (wobei
der Parameter "Traffic
Class" bereits vom
RANAP-Protokoll auf das RNSAP-Protokoll kopiert wurde).
-
Insbesondere
dieser oder diese neuen Parameter können in einer Nachricht wie
der Nachricht "Radio
Link Setup Request" vom
CRNC zum Node B über
das NBAP-Protokoll übertragen
werden (beziehungsweise vom SRNC zum DRNC über das RNSAP-Protokoll).
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In
einer dritten Ausführungsform
können
einer oder mehrere vorhandene Parameter, die dem Node B (beziehungsweise
DRNC) über
das NBAP-(beziehungsweise
RNSAP-)Protokoll mitgeteilt werden, vom Node B (beziehungsweise
DRNC) genutzt werden, um ein hohes Niveau der Transport-QoS bestimmten
Diensttypen zuzuweisen (insbesondere Diensttypen mit strengen Anforderungen an
Verzögerung
und/oder Priorität),
und ein geringeres Niveau der Transport-QoS anderen Diensttypen (insbesondere
Diensttypen mit weniger strengen Anforderungen an Verzögerung und/oder
Priorität).
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Ein
erstes mögliches
Beispiel für
solche vorhandenen Parameter ist der Parameter TOAWS ("Time of Arrival Window
Start"), der insbesondere
in der Spezifikation 3GPP TS 25.402 definiert ist. Es sei daran
erinnert, dass für
die Übertragung
von Benutzerdaten auf den terrestrischen Schnittstellen als "Frame Protocol" bezeichnete spezifische
Protokolle verwendet werden, wie sie insbesondere in den Spezifikationen
3GPP TS 25.425, 3GPP TS 25.427, 3GPP TS 25.435 definiert sind. Diese
Protokolle sehen eine Datenstrukturierung nach einem Frame-Format
vor sowie Funktionen zur zeitlichen Einstellung und Synchronisation,
an denen insbesondere der Parameter TOAWS beteiligt ist. Genauer
gesagt, wird ein Empfangsfenster definiert, in dem der Ankunftszeitpunkt eines
vom RNC übertragenen
Frames am Node B liegen sollte. Dieses Fenster ist durch einen Anfangszeitpunkt
des Fensters (oder TOAWS für "Time of Arrival Window
Start") definiert,
der im Verhältnis
zu einem Endzeitpunkt des Fensters (oder TOAWE für "Time of Arrival Window End") definiert ist,
der selbst im Verhältnis
zu einem spätestmöglichen
Zeitpunkt der Ankunft (oder LTOA für "Latest Time of Arrival") definiert ist.
Wenn der Ankunftszeitpunkt eines Frames vor TOAWS oder nach TOAWE
liegt, dann wird eine zeitliche Anpassung vom Node B beim RNC angefordert.
Damit soll sichergestellt werden, dass der Node B Frames innerhalb
einer Zeit empfängt,
die für ihre
Rückübertragung
zu vorher festgelegten Zeitpunkten auf der Funkschnittstelle geeignet
ist, das heißt,
relativ früh,
um die notwendigen Verarbeitungsschritte vor einer solchen Rückübertragung durchführen zu
können,
jedoch nicht zu früh,
um Wartezeiten zu vermeiden. Ein solches Empfangsfenster wird im
Node B bei jedem Aufbau einer Funkverbindung konfiguriert. Somit
werden Werte von TOAWE und TOAWS vom SRNC (beziehungsweise SRNC) dem
Node B (beziehungsweise DRNC) in verschiedenen Nachrichten signalisiert,
die gemäß dem NBAP-(beziehungsweise
RNSAP-)Protokoll vorgesehen sind, wie insbesondere die Nachricht "Radio Link Set-up
Request" usw.
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Nach
einem der Aspekte der Erfindung kann der CRNC (beziehungsweise SRNC)
auf diese Weise insbesondere die niedrigsten TOAWS-Werte Verbindungen
mit einem höheren
Niveau der Transport-QoS zuweisen, und der Node B (beziehungsweise
der DRNC) kann daraufhin diese TOAWS-Werte für die QoS-Verwaltung der Transport-QoS nutzen. Mit
anderen Worten, ein Parameter für
die zeitliche Einstellung wie der Parameter TOAWS kann als ein für die Transport-QoS
repräsentativer
Parameter betrachtet werden, und zwar in dem Maße, in dem er einem Niveau
der Transport-QoS oder mindestens einem Parameter RAB zugeordnet
werden kann, der als Parameter der Transport-QoS genutzt werden kann.
Der CRNC (beziehungsweise der SRNC) kann zum Beispiel einen TOAWS-Wert gleich 10 ms
Verbindungen mit einem hohen Niveau der Transport-QoS zuweisen (wie
insbesondere Verbindungen für
Sprachdienste) oder einen höheren
TOAWS-Wert Verbindungen mit einem niedrigern Niveau der Transport-QoS,
und er kann diesen Wert dem Node B (beziehungsweise dem DRNC) insbesondere
in der Nachricht NBAP (beziehungsweise RNSAP) "Radio Link Setup Request" signalisieren. Der
Node B (beziehungsweise der DRNC) weist daraufhin ein hohes Niveau
der Transport-QoS Verbindungen mit den niedrigsten TOAWS-Werten
zu, oder ein niedrigeres Niveau der Transport-QoS Verbindungen mit
höheren
TOAWS-Werten.
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Ein
zweites mögliches
Beispiel für
derartige vorhandene Parameter ist die Anzahl der dedizierten Kanäle (oder
DCH für "Dedicated Channel"), die einer Verbindung
zugeteilt werden. In bekannter Weise kann der CRNC (beziehungsweise
SRNC) mehrere DCH-Kanäle
Verbindungen mit einem hohen Niveau der Transport-QoS (wie insbesondere
Verbindungen für
Sprachdienste) zuweisen, oder einen einzigen CDH-Kanal für Verbindungen
anderer Diensttypen mit einem niedrigeren Niveau der Transport-QoS. Zum
Beispiel werden für
Sprache, die mit AMR-Codierung
("Adaptive Multi-Rate") arbeitet, im Allgemeinen
drei verschiedene Transportkanäle
verwendet: einer für
sogenannte Bits der Klasse A, einer für sogenannte Bits der Klasse
B und einer für
sogenannte Bits der Klasse C, wobei diese drei Bitklassen unterschiedlichen
Wichtigkeitsstufen der Bits entsprechen. Man kann zum Beispiel auch
auf die Spezifikation 3GPP TS 34.108 verweisen. Der CRNC (beziehungsweise
SRNC) kann dann diese Anzahl dedizierter Kanäle an den Node B (beziehungsweise
den DRNC) signalisieren, insbesondere in der Nachricht NBAP (beziehungsweise
RNSAP) "Radio Link
Setup Request".
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Nach
einem der Aspekte der Erfindung kann der Node B (beziehungsweise
der DRNC) dann insbesondere ein hohes Niveau der Transport-QoS Verbindungen
wie beispielsweise Verbindungen für Sprachdienste zuweisen, denen
drei DCH-Kanäle zugeteilt
sind, oder ein niedrigeres Niveau der Transport-QoS Verbindungen,
denen ein einziger DCH-Kanal zugeteilt ist. Mit anderen Worten:
Ein Parameter wie die Anzahl der dedizierten Kanäle, die einer Verbindung zugeteilt
sind, kann ebenfalls als ein für
die Transport-qoS repräsentativer
Parameter angesehen werden, und zwar in dem Maße, in dem er einem Niveau
der Transport-QoS oder mindestens einem Parameter RAB zugeordnet
werden kann, der als Parameter der Transport-QoS genutzt werden
kann.
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Nach
einem anderen Beispiel kann der SRNC:
- – die Verkehrsklasse "conversational" zuordnen und Verbindungen
für Sprachdienste
drei DCH-Kanäle
zuteilen;
- – die
Verkehrsklasse "conversational" zuordnen und Verbindungen
für andere
Diensttypen der Klasse "conversational" (zum Beispiel für Videotelefonie-Dienste)
nur einen DCH-Kanal zuteilen;
- – anderen
Verbindungen andere Verkehrsklassen zuordnen;
und diese
Parameter insbesondere dem DRNC signalisieren, insbesondere in der
Nachricht "Radio
Link Setup Request".
Der DRNC kann daraufhin ein hohes Niveau der Transport-QoS Verbindungen
der Klasse "conversational" zuweisen, denen
drei DCH-Kanäle
zugeteilt sind, und ein niedrigeres Niveau der Transport-QoS anderen
Verbindungen.
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Diesen
verschiedenen Ausführungsformen ist
gemeinsam, dass jedes Mal, wenn der CRNC (beziehungsweise der SRNC)
eine Funkverbindung aufbaut, der ein Diensttyp mit hohen Anforderungen
an Verzögerung
und/oder Priorität
zugeordnet ist, er dem Node B (beziehungsweise dem DRNC) über das NBAP-(beziehungsweise
das RNSAP-)Protokoll signalisiert, dass die dieser bestimmten Funkverbindung
zugeordnete Transportverbindung ein hohes Niveau der Transport-QoS aufweist (insbesondere hohe
Anforderungen an Verzögerung
und/oder Priorität).
Umgekehrt signalisiert der CRNC (beziehungsweise der SRNC) jedes
Mal, wenn er eine Funkverbindung aufbaut, die einem Diensttyp mit
einem niedrigeren Niveau der Transport-QoS (insbesondere mit geringeren
Anforderungen an Verzögerung
und/oder Priorität)
zugeordnet ist, dem Node B (beziehungsweise dem DRNC) über das
NBAP-(beziehungsweise das RNSAP-)Protokoll, dass die dieser bestimmten
Funkverbindung zugeordnete Transportverbindung ein niedrigeres Niveau
der Transport-QoS aufweist (insbesondere geringere Anforderungen
an Verzögerung
und/oder Priorität).
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Mit
Hilfe dieser Information ist der Node B (beziehungsweise der DRNC)
nun in der Lage, Mechanismen zur Verwaltung der Transport-QoS in
Aufwärtsrichtung
auf der Schnittstelle Iub (beziehungsweise in Aufwärtsrichtung
auf der Schnittstelle Iur und/oder in Abwärtsrichtung auf der Schnittstelle
Iub) so zu implementieren, dass die vom CRNC (beziehungsweise dem
SRNC) angegebenen Anforderungen an die Transport-QoS erfüllt werden,
insbesondere Anforderungen an Verzögerung und/oder Priorität. Dies
ermöglicht
insbesondere, die Verzögerungsanforderungen
für Sprachdienste
zu erfüllen.
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Die
vorliegende Erfindung hat auch ein Netzelement (wie insbesondere
den CRNC, SRNC, DRNC, Node B) zum Gegenstand, das Mittel zur Implementierung
eines Verfahrens gemäß der Erfindung
umfasst.
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Da
die einzelne Ausführung
derartiger Mittel für
den Fachmann keine besondere Schwierigkeit aufweist, brauchen derartige
Mittel hier nicht ausführlicher
beschrieben zu werden, als es hier zuvor durch ihre Funktion erfolgt
ist.