DE60209204T2

DE60209204T2 - Sendevorrichtung und Verfahren zur Bandbreitenzuteilung

Info

Publication number: DE60209204T2
Application number: DE60209204T
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Elmar Schmidberger
Original assignee: Alcatel SA; Nokia Inc
Current assignee: Alcatel Lucent SAS
Priority date: 2002-11-08
Filing date: 2002-11-08
Publication date: 2006-08-03
Anticipated expiration: 2022-11-09
Also published as: US20040090956A1; DE60209204D1; EP1418714A1; US7339951B2; ATE318038T1; EP1418714B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur bedarfsgerechten Zuteilung von Bandbreite für eine Verbindung mit konstanter Bitrate in einem drahtlosen MAN-Teilnehmernetz, insbesondere in einem LMDS-Teilnehmernetz, einen Sender für drahtlose MAN-Teilnehmernetze, insbesondere für LDMS-Teilnehmernetze, wobei die Bandbreite bedarfsgerecht einer oder mehreren Verbindungen mit konstanter Bitrate und einer Teilnehmerstation für drahtlose MAN-Teilnehmernetze zugeteilt wird.
Im Patent WO 02/05453 werden verschiedene Methoden zur Bandbreitenzuteilung beschrieben. Es wird eine spezielle Art von Bandbreiten-Anforderungsprotokoll vorgeschlagen, in dem eine Kombination aus inkrementellen und gruppierten Anfragen eingesetzt wird, die eine besonders effektive Selbstkorrektur von Fehlern ermöglicht. Inkrementelle Bandbreiten-Anforderungen ermitteln die zusätzlichen Bandbreitenanforderungen des Teilnehmergeräts (CPE – Customer Premises Equipment), während gruppierte Bandbreitenanforderungen den aktuellen Gesamt-Bandbreitenbedarf mengenmäßig bestimmen.
Die Bandbreitenanforderung wird als 5-Byte-Meldung erstellt. Die Basisstation fragt das CPE zyklisch ab, das in einem nachfolgenden Uplink-Frame mit einer Bandbreitenanforderung antwortet. Die Abfrage des CPE durch die Basisstation kann als Antwort auf eine CPE-Einstellung in einem „Poll-me-Bit" erfolgen. Die Bandbreite wird von der Basisstation unter Berücksichtigung von Dienstgüte-Parametern, Fairness-Kriterien und CPE-Prioritäten zugeteilt. Für diesen Gewichtungsmechanismus kann die Menge an wartenden Daten, ausgedrückt als Prozentanteil der insgesamt in der Warteschlange wartenden Daten, verwendet werden. Um zu verhindern, dass die CPEs zu häufig Bandbreiteanfragen erstellen, werden Abfragetimer eingesetzt, die die Übertragung einer Anfrage nur nach einem periodischen, vordefinierten Zeitintervall ermöglichen.
In LMDS-Systemen (LMDS = Local Multipoint Distribution Service) wird ein Feld im Zuordnungsmanagement-Subheader verwendet, um die Statusinformationen von der Teilnehmerstation an die Basisstation zu übermitteln. Diese Statusinformationen beziehen sich auf den Status des nicht abgerufenen Datenflusses der Zuordnungsdienste.
Der nicht abgerufene Zuordnungsdienst ist so konzipiert, dass er den Echtzeit-Datenfluss unterstützt, der auf periodischer Basis Datenpakete mit fester Größe erzeugt, wie z.B. D1/E1 und Voice-over-IP ohne Pausenunterdrückung. Dieser Dienst bietet Zuordnungen mit fester Größe auf periodischer Echtzeit-Basis, wodurch Overhead und Latenzzeiten bei Teilnehmer-Diensteanfragen eliminiert werden und gewährleistet werden kann, dass die Zuordnungen variabel sind, um den Echtzeitbedarf des Datenflusses zu erfüllen.
Das wichtigste Bit im Zuordnungsmanagement-Subheader ist das Slip-Indikatorbit. Die Teilnehmerstation muss diese Flagge setzen, sobald sie feststellt, dass dieser Dienstedatenfluss seine Sendewarteschlangen-Größe überschritten hat. Sobald die Teilnehmerstation feststellt, dass die Dienstedatenfluss-Sendewarteschlange wieder innerhalb ihrer Grenzen liegt, muss sie die SLIP-Indikatorflagge löschen.
Diese Flagge bietet der Basisstation die Möglichkeit, bestimmte Bedingungen, wie beispielsweise verlorene MAPs oder Verschiebungen der Taktfrequenz durch Vergabe zusätzlicher Zuordnungen langfristig zu kompensieren. Die Basisstation ordnet nicht mehr Bandbreite zu als im Parameter für die maximal unterstützte Verkehrsrate des aktiven Dienstgüteparameters vorgesehen ist, es sein denn, der Slip-Indikatorbit des Zuordnungsmanagement-Subheaders ist gesetzt. In diesem Fall kann die Basisstation bis zu 1 % zusätzliche Bandbreite zur Kompensierung von Taktfrequenz-Verschiebungen zuordnen.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es, den konstanten Bitraten-Dienst in drahtlosen MAN-Teilnehmernetzen, insbesondere in LMDS-Teilnehmernetzen (MAN = Metropolitan Area Network), zu verbessern.
Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung wird mit Hilfe eines Verfahrens zur bedarfsgerechten Zuteilung von Bandbreite für eine Verbindung mit konstanter Bitrate in einem drahtlosen MAN-Teilnehmernetz, insbesondere in einem LMDS-Teilnehmernetz, erreicht, wobei das genannte Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Versand eines Datenpakets von einem Sender an einen Empfänger, wobei das Datenpaket einen Parameter enthält, der angibt, ob zusätzliche Bandbreite zur Jitter-Kompensation erforderlich ist; Zuordnung zusätzlicher Bandbreite auf der Basis des genannten Parameters; und Einstellung des genannten Parameters auf der Basis der Zeit, die die Daten in der Sendewarteschlange verbracht haben, die dieser Verbindung zum Sender zugeordnet ist. Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung wird außerdem mit Hilfe eines Senders für drahtlose MAN-Teilnehmernetze, insbesondere für LMDS-Teilnehmernetze, erreicht, wobei die Bandbreite bedarfsgerecht einer oder mehreren Verbindungen mit konstanter Bitrate zugeteilt wird, wobei der Sender umfasst: eine Verbindungs-Steuereinheit zur Erzeugung von Datenpaketen, die der Verbindung zugeordnet und an einen Empfänger gesandt werden, wobei die erzeugten Datenpakete einen Parameter beinhalten, der angibt, ob zusätzliche Bandbreite zur Jitter-Kompensation für die Abfrage der Zuteilung zusätzlicher Bandbreite für die Verbindung auf der Basis des genannten Parameters erforderlich ist, und eine Parameter-Steuereinheit zur Einstellung des genannten Parameters auf der Basis der Zeit, die die Daten in der Sendewarteschlange verbracht haben, die der Verbindung am Sender zugeordnet ist. Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung wird außerdem durch eine Teilnehmerstation für drahtlose MAN-Teilnehmernetze, insbesondere für LMDS-Teilnehmernetze, erreicht, wobei die Teilnehmerstation einen derartigen Sender umfasst.
Verschiedene Vorteile werden mit der vorliegenden Erfindung erreicht:
Die Erfindung bietet die Möglichkeit, die Streckenlaufzeit der Verbindungen mit konstanter Bitrate drastisch zu verringern. Dies gewährleistet eine verbesserte Dienstgüte.
Außerdem verkürzt die Erfindung die Verzögerungszeit der Daten in den Sendewarteschlangen, unabhängig von der Auslastung der Warteschlange.
Die Erfindung beseitigt daher die folgenden Nachteile der bestehenden Lösungen: Gemäß den bestehenden Lösungen wird die Bandbreite nur erhöht, wenn einige Daten in der Warteschlange verbleiben, nachdem die Datenübertragung abgeschlossen ist. Diese verbleibenden Daten müssen auf die nächste Zuordnung warten. Daher liegt die Verzögerungszeit dieser Pakete im Bereich des Zuordnungszeitraums. Der Zuordnungszeitraum selbst ist ein Vielfaches der Frame-Länge und kann ebenfalls variieren. Damit die Steuerschleife funktioniert, darf die Warteschlange außerdem nicht leer sein.
Des Weiteren kann die vorliegende Erfindung einfach in bestehenden Systemen implementiert werden. Es müssen keine Änderungen an der Funkschnittstellen-Spezifikation vorgenommen werden. Außerdem muss die Empfängerseite nicht modifiziert werden. Somit können mit geringem Implementierungsaufwand erhebliche Verbesserungen erzielt werden.
Weitere Vorteile können mit Hilfe der Ausführungsvarianten erzielt werden, die in den beiliegenden Ansprüchen erläutert werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung werden den Verbindungen in regelmäßigen Intervallen Zuordnungen mit fester Größe zugeteilt, wobei eine Zuordnung verschiedene Pakete beinhaltet. Simulationsergebnisse zeigen, dass mit derartigen Konstellationen erhebliche Verbesserungen der Verzögerungszeit erreicht werden können.
Es ist möglich, dass die Parameter-Steuereinheit den genannten Parameter setzt, wenn die Daten einen Zeitraum über dem vordefinierten Grenzwert in der Sendewarteschlange verbracht haben.
Es ist jedoch auch möglich, dass die Parameter-Steuereinheit eine Paket-Verzögerungszeit berechnet, einen PI-Filter (PI = Proportional/Integral) auf die Paket-Verzögerungszeiten anwendet und den genannten Parameter setzt, wenn der Ausgang des PI-Filters einen vordefinierten Grenzwert überschreitet. Mit Hilfe dieser Methode können weitere Verbesserungen der Verzögerungszeit erzielt werden. Aufgrund des I-Anteils des PI-Filters kann die Steuerschleife besser an die Eigenschaften von LMDS-Übertragungssystemen angepasst werden.
Weitere Verbesserungen können durch Verwendung der durchschnittlichen Verzögerungszeit der Pakete einer Zuordnung als Eingangswert für den PI-Filter erreicht werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung führt die Parameter-Steuereinheit Berechnungen für die Parameter-Einstellungen aller Pakete einer Zuordnung durch. Es ist somit nicht erforderlich, das letzte Paket der Zuordnung zu ermitteln. Auf diese Weise können zusätzliche Investitionen im Bereich der Erkennungslogik eingespart werden.
Es ist jedoch auch möglich, die Berechnung der Parameter-Einstellungen nur für das letzte Paket einer Zuordnung durchzuführen, wodurch Verarbeitungszeit eingespart werden kann.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ordnet die Parameter-Steuereinheit jedem Paket, das in eine Sendewarteschlange eingestellt wird, einen Zeitstempel zu, wertet den Zeitstempel bei der Übermittlung der entsprechenden Pakete an den Empfänger aus und berechnet die Paket-Verzögerungszeit auf der Basis der genannten Auswertung. Dies ermöglicht eine effiziente und kostengünstige Implementierung der Erfindung.
Die Besonderheiten und Vorteile der Erfindung werden beim Durchlesen der folgenden, detaillierten Beschreibung der derzeit bevorzugten, beispielhaften Ausführungsvarianten deutlich, die in Bezug auf die anhängenden Zeichnungen erfolgt, wobei:
1 ist ein Blockdiagramm, das ein Kommunikationssystem mit verschiedenen Teilnehmerstationen und einer Basisstation darstellt.
2 ist ein Blockdiagramm, in dem ein Teil eines der Sender aus 1 dargestellt ist.
1 stellt ein Kommunikationssystem dar. Bei diesem Kommunikationssystem handelt es sich um ein Kommunikationssystem gemäß IEE802.16. Es ist jedoch auch möglich, dass es sich bei diesem Kommunikationssystem um jede beliebige, andere Art von drahtlosen MAN-Teilnehmernetzen handelt. Beispielsweise handelt es sich bei dem System aus 1 um ein Kommunikationssystem gemäß ETSI BRAN.
Das Kommunikationssystem aus 1 umfasst verschiedene Teilnehmerstationen 2 bis 5 und eine Basisstation 0 mit einem Empfänger 1. Die Daten werden über eine Funkschnittstelle zwischen den Teilnehmerstationen 2 bis 5 und der Basisstation 1 ausgetauscht. Infolgedessen nutzen die Basisstation 0 und die Teilnehmerstationen 1 bis 5 ein gemeinsames Medium, für dessen effizienten Einsatz ein Mechanismus erforderlich ist. Der Downlink von der Basisstation zu den Teilnehmerstationen erfolgt auf einer Punkt-zu-Mehrpunkt-Basis. Innerhalb des gegebenen Frequenzkanals und Antennenbereichs empfangen alle Stationen die gleiche Übertragung. Die Basisstation ist der einzige Sender, der in dieser Richtung funktioniert, er kann daher übertragen, ohne sich mit anderen Stationen koordinieren zu müssen. In den anderen Richtungen teilen sich die Teilnehmerstationen 2 bis 5 den Uplink zur Basisstation auf Bedarfsbasis. In Abhängigkeit von der Klasse des eingesetzten Dienstes können den Teilnehmerstationen Übertragungsrechte zugewiesen werden.
Die Details der Teilnehmerstationen 2 bis 5 werden im Folgenden anhand der Teilnehmerstation 2 beschrieben.
Die Teilnehmerstation 2 besteht aus einem Endgerät, das eine elektronische Schaltung mit einem oder mehreren Mikroprozessoren und verschiedenen Programmen beinhaltet, die von diesen Mikroprozessoren ausgeführt werden. Es ist jedoch auch möglich, dass es sich bei der elektronischen Schaltung um eine reine Hardware-Implementierung handelt. Des Weiteren ist es möglich, dass die Teilnehmerstation 2 aus einem oder mehreren miteinander verbundenen Computersystemen besteht, die Peripheriegeräte umfassen, die die Kommunikation über die Funkschnittstelle ermöglichen.
Somit wird die Funktionalität der Teilnehmerstation 2 zumindest teilweise durch die Ausführung der Programme auf der Hardwareplattform der Teilnehmerstation 2 gewährleistet.
Die Teilnehmerstation 2 umfasst verschiedene Benutzeranwendungen 29 und 30 und einen Sender 20. Außerdem kann die Teilnehmerstation 21 außerdem einen Empfänger beinhalten, der dem Empfänger 1 der Basisstation 1 entspricht.
Die Benutzeranwendungen 29 und 30 sind Anwendungsprogramme, die beim Sender 20 verschiedene Arten von Kommunikationsdiensten abfragen. Die abgefragten Dienste können in Bezug auf Verzögerung und Bandbreitenanforderungen der Benutzeranwendungen 29 und 30 variieren.
Der Sender 20 kann auch durch eine rein Hardware-implementierte elektronische Schaltung gebildet werden. Es ist jedoch auch möglich, dass zumindest ein Teil der Funktionalität des Senders 20 durch Programme gewährleistet wird, die von einem Mikroprozessor ausgeführt werden.
Aus funktionaler Sicht umfasst der Sender 20 eine Übertragungs-Steuereinheit 21 und verschiedene Verbindungs-Steuereinheiten 23 bis 28.
Der Empfänger 1 der Basisstation 0 wird von einer elektronischen Schaltung gebildet, die einen oder mehrere Mikroprozessoren umfasst. Aus funktionaler Sicht weist er eine Übertragungs-Steuereinheit 11, eine Zuordnungseinheit 12 und verschiedene Verbindungs-Steuereinheiten 13 bis 18 auf.
Die Kommunikation zwischen dem Sender 20 und dem Empfänger 1 erfolgt verbindungsorientiert. Zum Mapping von Datenkommunikationen und Diensten und zur Zuordnung verschiedener Dienstgüte-Niveaus werden alle Datenkommunikationen im Kontext einer Verbindung verarbeitet.
Die Übertragungs-Steuereinheiten 21 und 11 sind für die Herstellung der Verbindung und für die Zuordnung der Dienstgüte-Parameter zu den Verbindungen verantwortlich.
Zwischen der Übertragungs-Steuereinheit 21 und 11 sind verschiedene Verbindungen 60 bis 61 definiert, um ein Dienstgüte-Management zu ermöglichen. Nach der Registrierung einer Teilnehmerstation werden die Verbindungen einem entsprechenden Dienste-Datenfluss zugeordnet, um eine Referenz zu bieten, auf deren Grundlage die Bandbreite angefordert wird. Zusätzlich können neue Verbindungen erstellt werden, wenn eine Nutzeranwendung Änderungen anfordert. Verbindungen zwischen dem Sender 20 und dem Empfänger 1 werden durch den Austausch von Meldungen zur Erstellung und Beendigung einer Verbindung zwischen den Übertragungs-Steuereinheiten 21 und 11 erstellt und beendet. Den Verbindungen können verschiedene Kommunikationsdienst-Typen zugeordnet werden, beispielsweise nicht abgerufener Zuordnungsdienst, Echzeit-Abrufdienst, Nicht-Echtzeit-Abrufdienst und Best Effort-Dienst.
Jede der Verbindungs-Steuereinheiten 23 bis 28 und 13 bis 18 führt Funktionen für eine spezifische Verbindung aus, die zwischen dem Sender 20 und dem Empfänger 1 definiert wurde. Die Verbindungs-Steuereinheiten 23 und 13, 24 und 14 bzw. 25 und 15 führen Funktionen für die Verbindungen 63, 64 bzw. 65 aus. Die Steuereinheiten 26 und 16, 27 und 17 bzw. 28 und 18 führen Funktionen für die Verbindungen 60, 67 bzw. 68 aus.
Die Verbindungen 63, 64 und 65 sind Verbindungen mit konstanter Bitrate. Neben diesem allgemeinen Diensttyp ist jede dieser Verbindungen durch individuelle Parameter gekennzeichnet, die Zuordnungsgröße, normales Zuordnungsintervall, tolerierten Zuordnungs-Jitter und Abfrage-Übertragungsrichtlinien angeben. Diese Verbindungen bieten Zuordnungen mit fester Größe auf periodischer Echtzeit-Basis, die Overhead und Latenzzeit von Bandbreiten-Abfragen reduzieren und gewährleisten, dass Zuordnungen verfügbar sind, die die Anforderungen an den Echtzeit-Datenfluss erfüllen.
Die Verbindungen 66, 67 und 68 sind Verbindungen mit variabler Bitrate, basierend auf einem Abrufdienst. Die für diese Verbindungen geltende Bandbreiten-Zuordnungsrichtlinie ist so konzipiert, dass sie den Echtzeit-Datenfluss unterstützt, der auf periodischer Basis Datenpakete mit variabler Größe zuordnet, wie z.B. MPEG-Video, der jedoch auch den Nicht-Echtzeit-Datenfluss unterstützt, die so genannte Datenzuordnung mit variabler Größe vom Typ Burst auf regelmäßiger Basis, wie z.B. FTP mit hoher Bandbreite. Der Kommunikationsdienst, der von diesen Kanälen geboten wird, bietet Unicast-Abrufe auf regelmäßiger Basis, die gewährleisten, dass der Datenfluss auch im Fall einer Netzwerküberlastung die Möglichkeit zu Abrufen erhält.
Die Zuordnungseinheit 12 weist den Teilnehmerstationen 2 bis 5 und den jeweiligen Verbindungen, die zwischen den Teilnehmerstationen 2 bis 5 und der Basisstation 1 definiert wurden, die verfügbare Bandbreite zu. Sie führt eine dynamische Bandbreiten-Zuordnung durch, die auf Steuermeldungen basiert, die zwischen den Übertragungs-Steuereinheiten 21 und 11 ausgetauscht werden, und auf Steuer-Subheadern, die über die Datenverbindungen ausgetauscht werden.
In Bezug auf die Verbindungen mit konstanter Bitrate 63 bis 65 überwachen die Verbindungs-Steuereinheiten 13 bis 15 eine Flagge mit dem Zuordnungsmanagement-Subheader auf den empfangenen Paketen und melden den Status dieser Flagge an die Zuordnungseinheit 12.
Falls die Flagge gesetzt ist, gewährt die Zuordnungseinheit der Verbindung mit konstanter Bitrate bis zu 1 % zusätzliche Bandbreite.
In Bezug auf die Verbindungen 66 bis 68 überwachen die Verbindungs-Steuereinheiten 16 bis 18 ein Feld mit dem Zuordnungsmanagement-Subheader der empfangenen Pakete, das die Größe der angeforderten Bandbreite angibt. Wird die Bandbreite angefordert, meldet es dies der Zuordnungseinheit 12.
Die Zuordnungseinheit 12 kann einer Verbindung oder allen Verbindungen einer Teilnehmerstation explizit Bandbreite zuordnen.
Die Einstellung der oben genannten Flagge im Zuordnungsmanagement-Subheader der von den Verbindungs-Steuereinheiten 23 bis 25 an die Verbindungs-Steuereinheiten 13 bis 15 übermittelten Pakete wird auf der Basis der Zeit kontrolliert, die die Daten in einer Sendewarteschlange verbracht haben, die der Verbindung am Sender 20 zugeordnet ist.
Die Verbindungs-Steuereinheit 40 weist beispielsweise eine Sendewarteschlange 40 auf, die verwendet wird, um den Echtzeit-Verkehr über die Verbindung 63 zu gewährleisten. Die Zeit, die die Daten in dem Puffer 40 verbracht haben, wird überwacht, und die Entscheidung, ob diese Flagge gesetzt wird, basiert auf der überwachten Paket-Verzögerungszeit.
Im Folgenden werden die Details der Erfindung anhand von 2 beschrieben.
In 2 ist ein Teil der Verbindungs-Steuereinheit 23 dargestellt, die die Sendewarteschlange 40, die Parameter-Steuereinheit 30 und die Steuereinheit 50 umfasst. Die Parameter-Steuereinheit 30 umfasst die Steuereinheiten 31 bis 35. Die Parameter-Steuereinheit 30, die Sendewarteschlange 40 und die Steuereinheit 50 sind vorzugsweise als reine Hardware-Implementierung ausgeführt. Es ist jedoch auch möglich, diese ganz oder teilweise als Software-Implementierung auszuführen.
Die Verbindungs-Steuereinheit 23 empfängt ein Datenpaket 71, das über eine Verbindung mit konstanter Bitrate 63 übertragen werden muss. Die Steuereinheit 31 ordnet diesem Paket einen Zeitstempel zu. Bei diesem Zeitstempel handelt es sich um einen Wert mit 16-Bit oder 32-Bit. Die Steuereinheit 31 hängt diesen Wert an das Datenpaket 71 an. Anschließend wird das Datenpaket 71 in der Sendewarteschlange 40 gespeichert.
Die Sendewarteschlange 40 enthält bereits verschiedene Datenpakete 72 bis 74. Jedes dieser Datenpakete umfasst einen angehängten Zeitstempel 721, 731 bzw. 741.
Die Steuereinheit 50 verarbeitet die Sendewarteschlange 40. Wird für die Verbindung 63 eine Zuordnung erstellt, wird von der Steuereinheit 50 eine Reihe von Paketen verarbeitet. Die Anzahl an verarbeiteten Paketen hängt von der Größe der Zuordnung ab.
In 2 ist beispielsweise eine Zuordnung 80 für die vier Datenpakete 76 bis 79 dargestellt. Wird eine Zuordnung dieser Größe erstellt, verarbeitet die Steuereinheit 50 vier Pakete aus der Sendewarteschlange 40. Während der Verarbeitung durch die Steuereinheit 50 werden die Zeitstempel abgehängt und als Signal 82 an die Steuereinheit 32 gemeldet.
Außerdem generiert die Steuereinheit 50 die Datenpakete, die an den Empfänger 1 gesandt werden. Sie empfängt Pakete aus der Sendewarteschlange 40, zum Beispiel das Datenpaket 75, und fügt diesen Paketen Header hinzu, die erforderlich sind, um diese Datenpakete über die Verbindung 63 an die Verbindungs-Steuereinheit 13 zu übermitteln.
Sie fügt den empfangenen Datenpaketen beispielsweise die Header 761, 771, 781 und 791 hinzu und erzeugt eine Zuordnung für die Datenpakete 76 bis 79 mit den Headern 761, 771, 781 und 791. Außerdem setzt sie einen Parameter in diesen Headern, der angibt, ob zur Jitter-Kompensation zusätzliche Bandbreite erforderlich ist. Vorzugsweise handelt es sich bei diesem Parameter um eine 1-Bit-Flagge, die im Folgenden als Slip-Indikator bezeichnet wird.
Die Steuereinheit 32 berechnet die Paket-Verzögerungszeit für die von der Steuereinheit 50 verarbeiteten Pakete.
Auf der einen Seite empfängt sie das Signal 82, in dem die den verarbeiteten Datenpaketen zugeordneten Zeitstempel angegeben sind. Auf der anderen Seite empfängt sie ein Signal 81, das Synchronisierungsinformationen von der Steuereinheit 31 enthält.
Die Steuereinheit 31 umfasst beispielsweise einen Zähler, der mit Hilfe eines Taktsignals regelmäßig erhöht wird. Die Steuereinheit 31 erzeugt einen Zeitstempel, indem sie dem derzeit in der Sendewarteschlange 40 gespeicherten Datenpaket den aktuellen Zählerwert zuordnet. Außerdem meldet sie den aktuellen Zählerwert als Signal 81 an die Steuereinheit 32. Die Steuereinheit 32 berechnet die Übertragungs-Verzögerungszeit des Datenpakets, indem sie die Differenz zwischen den Werten berechnet, die von den Signalen 81 und 82 gemeldet wurden.
Die Steuereinheit 33 berechnet die durchschnittliche Verzögerungszeit der Datenpakete einer Zuordnung. Sie empfängt ein Signal 83 von der Steuereinheit 32. Das Signal 83 enthält Informationen über die Verzögerungszeiten der einzelnen Pakete, die von der Steuereinheit 50 verarbeitet wurden. Außerdem empfängt sie Informationen von der Steuereinheit 50, die die Erstellung einer Zuordnung anzeigen. Daher ist die Steuereinheit 33 in der Lage, den Zuordnungen einzelne Verzögerungszeiten zuzuordnen und die durchschnittliche Verzögerungszeit für die Pakete der Zuordnung zu berechnen.
Es ist jedoch auch möglich, das Signal 83 direkt an die Steuereinheit 34 zu senden und die im Folgenden beschriebenen Berechnungen mit den Verzögerungszeiten der einzelnen Datenpakte als Eingangswert durchzuführen.
Die Steuereinheit 34 ist ein PI-Filter. Der I-Anteil des Filters ist beispielsweise mit Hilfe eines Speichers und eines Addierwerks umgesetzt. Die dem P-Anteil und dem I-Anteil des PI-Filters zugeordneten Filterparameter hängen von der spezifischen Implementierung des Verfahrens ab. Simulationsergebnisse zeigen, dass ein dominanter I-Anteil von Vorteil ist.
Die Steuereinheit 35 empfängt den Ausgangswert des PI-Filters. Die Steuereinheit 35 vergleicht diesen Ausgangswert mit einem vordefinierten Grenzwert. Wenn der Ausgangswert diesen Grenzwert überschreitet, wird ein Signal 86 an die Steuereinheit 50 gesandt, die die Einstellung des Slip-Indikators abruft.
Es ist jedoch auch möglich, das Signal 83 oder das Signal 84 direkt an die Steuereinheit 35 zu übermitteln. In diesem Fall setzt die Parameter-Steuereinheit die Slip-Anzeigeparameter, wenn die Verzögerungszeit der Daten in der Sendewarteschlange einen vordefinierten Grenzwert überschreitet.
Die Parameter-Steuereinheit 30 ist Bestandteil einer Rückkopplungsschleife, die die Zeit kontrolliert, die die Datenpakete in der Sendewarteschlange 40 verbringen. Bei dem eingestellten Parameter handelt es sich um den Slip-Indikator-Parameter.

Claims

Ein Verfahren zur bedarfsgerechten Zuteilung von Bandbreite für eine Verbindung mit konstanter Bitrate (63, 64, 65) in einem drahtlosen MAN-Teilnehmernetz, insbesondere in einem LMDS-Teilnehmernetz, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Versand eines Datenpakets (76 bis 79) vom Sender (20) an einen Empfänger (1), wobei der Header des Datenpakets (76 bis 79) einen Parameter beinhaltet, der angibt, ob zusätzliche Bandbreite zur Jitter-Kompensation benötigt wird; Zuteilung zusätzlicher Bandbreite für die Verbindung (63 bis 65) auf der Basis des genannten Parameters im Header des Datenpakets; und Einstellung des genannten Parameters auf der Basis der Zeit (83), die die Daten in einer Sendewarteschlange (40) verbracht haben, die der Verbindung mit konstanter Bitrate (63) am Sender (20) zugeordnet ist.
Verfahren zur Zuteilung von Bandbreite gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren außerdem einen Schritt zur Zuteilung von Zuordnungen mit fester Größe (80) für die Verbindung (63 bis 65) in regelmäßigen Intervallen umfasst, wobei eine Zuordnung mehrere Pakete (76 bis 79) beinhaltet.
Ein Sender (20) für drahtlose MAN-Teilnehmernetze, insbesondere für LMDS-Teilnehmernetze, wobei die Bandbreite bedarfsgerecht einer oder mehreren Verbindungen mit konstanter Bitrate (63, 64, 65) zugeteilt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender (20) Folgendes beinhaltet: eine Verbindungs-Steuereinheit (23, 24, 25) zum Generieren von Datenpaketen (76 bis 79), die der Verbindung (63 bis 65) zugeordnet sind und an einen Empfänger (1) gesandt werden, wobei die Header der generierten Datenpakete (76 bis 79) einen Parameter beinhalten, der angibt, ob zusätzliche Bandbreite zur Jitter-Kompensation erforderlich ist, um die Zuteilung zusätzlicher Bandbreite für die Verbindung (63 bis 65) auf der Basis des genannten Parameters anzufordern; und eine Parameter-Steuereinheit (30) zur Einstellung des genannten Parameters auf der Basis der Zeit, die die Daten in einer Sendewarteschlange (40) verbracht haben, die der Verbindung mit konstanter Bitrate (63, 64, 65) am Sender (20) zugeordnet ist.
Der Sender (20) gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Parameter-Steuereinheit (30) in der Lage ist, den genannten Parameter einzustellen, wenn die Verzögerungszeit der Daten in der Sendewarteschlange (40) einen vordefinierten Grenzwert überschreitet.
Der Sender (20) gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Parameter-Steuereinheit (30) in der Lage ist, die Paket-Verzögerungszeiten zu berechnen, indem ein PI-Filter (34) auf die Paket-Verzögerungszeiten angewandt wird, und den genannten Parameter einzustellen, wenn der Ausgangswert des PI-Filters (34) einen vordefinierten Grenzwert übersteigt.
Der Sender (20) gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Parameter-Steuereinheit (30) in der Lage ist, die durchschnittliche Verzögerungszeit der Pakete einer Zuordnung als Eingangswert für den PI-Filter (34) zu verwenden.
Der Sender (20) gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Parameter-Steuereinheit (30) in der Lage ist, Berechnungen zur Parameter-Einstellung für alle Pakete (76 bis 79) einer Zuordnung (80) durchzuführen.
Der Sender (20) gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Parameter-Steuereinheit (30) in der Lage ist, Berechnungen zur Parameter-Einstellung nur für das letzte Paket (67) einer Zuordnung (80) durchzuführen.
Der Sender (20) gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Parameter-Steuereinheit (30) in der Lage ist, jedem Paket (72, 73, 74), das in die Sendewarteschlange (40) eingestellt wird, einen Zeitstempel (721, 731, 741) zuzuordnen, diese Zeitstempel (721, 731, 741) bei der Übermittlung der entsprechenden Pakete (72, 73, 74) an den Empfänger (1) auszuwerten und die Paket-Verzögerungszeiten (83) auf der Basis der genannten Auswertung zu berechnen.
Der Sender (20) gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender (20) Teil einer Teilnehmerstation (2, 3, 4, 5) für ein drahtloses MAN-Teilnehmernetz, insbesondere für ein LMDS-Teilnehmernetz, ist.