| Dokumentenidentifikation |
DE112006000582T5 10.01.2008 |
| Titel |
Kommunikationssystem und Prozessor und Verfahren zur Verwendung darin |
| Anmelder |
Motorola, Inc., Schaumburg, Ill., US |
| Erfinder |
Sun, Shaobo, Glostrup, DK; Jakobsen, Ken, Glostrup, DK; Pedersen, Kristian Gronkjaer, Glostrup, DK |
| Vertreter |
Kuhnen & Wacker Patent- und Rechtsanwaltsbüro, 85354 Freising |
| DE-Aktenzeichen |
112006000582 |
| Vertragsstaaten |
AE, AG, AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BW, BY, BZ, CA, CH, CN, CO, CR, CU, CZ, DE, DK, DM, DZ, EC, EE, EG, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, HR, HU, ID, IL, IN, IS, JP, KE, KG, KM, KN, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, LY, MA, MD, MG, MK, MN, MW, MX, MZ, NA, NG, NI, NO, NZ, OM, PG, PH, PL, PT, RO, RU, SC, SD, SE, SG, SK, SL, SM, SY, TJ, TM, TN, TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ, VC, VN, YU, ZA, ZM, ZW, EP, AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR, GB, GR, HU, IE, IS, IT, LT, LU, LV, MC, NL, PL, PT, RO, SE, SI, SK, TR, OA, BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GQ, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG, AP, BW, GH, GM, KE, LS, MW, MZ, NA, SD, SL, SZ, TZ, UG, ZM, ZW, EA, AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM |
| WO-Anmeldetag |
27.02.2006 |
| PCT-Aktenzeichen |
PCT/US2006/006820 |
| WO-Veröffentlichungsnummer |
2006101671 |
| WO-Veröffentlichungsdatum |
28.09.2006 |
| Date of publication of WO application in German translation |
10.01.2008 |
| Veröffentlichungstag im Patentblatt |
10.01.2008 |
| IPC-Hauptklasse |
H04Q 7/20(2006.01)A, F, I, 20060227, B, H, DE
|
| IPC-Nebenklasse |
H04B 7/212(2006.01)A, L, I, 20060227, B, H, DE
H04J 3/00(2006.01)A, L, I, 20060227, B, H, DE
|
| Beschreibung[de] |
|
ERFINDUNGSGEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kommunikationssystem und einen
Prozessor und ein Verfahren zur Verwendung darin. Sie betrifft insbesondere ein
System mit einem Prozessor, der drahtlose Kommunikationsressourcen, zum Beispiel
zur Verwendung eines gemeinsamen Kanals zur Datenkommunikation, Mobilstationen auf
einer priorisierten Basis zuweist.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Mobile drahtlose Funkkommunikationssysteme, beispielsweise Zellulartelefonie
oder private mobile Funkkommunikationssysteme, sorgen in der Regel dafür, daß
Funkkommunikationsstrecken zwischen mehreren Benutzer- oder Teilnehmerterminals,
oftmals als "Mobilstationen" MSs bezeichnet, über eine Systeminfrastruktur
angeordnet werden, die eine oder mehrere Basissendeempfängerstationen (BTSs)
enthält. Es existieren Verfahren zum gleichzeitigen Kommunizieren von Information
in derartigen Systemen, wobei sich eine Reihe von Benutzern Kommunikationsressourcen
teilen. Solche Verfahren werden als "Vielfachzugriff"-Techniken bezeichnet. Es existieren
eine Reihe von Vielfachzugriffstechniken, wobei eine finite Kommunikationsressource
in eine Anzahl physikalischer Parameter unterteilt wird.
Innerhalb solcher Vielfachzugriffstechniken werden verschiedene Duplexpfade
(Zwei-Wege-Kommunikation) angeordnet. Solche Pfade können in einer Frequenzduplexkonfiguration
(FDD) ausgelegt werden, wobei eine Frequenz für eine Aufwärtskommunikation,
das heißt von einer MS zu der sie bedienenden BTS, bestimmt ist und eine zweite
Frequenz für eine Abwärtskommunikation, daß heißt von einer
bedienenden BTS zu einer oder mehreren MSs, bestimmt ist. Alternativ können
die Pfade in einer Zeitduplex-Konfiguration (TDD) angeordnet sein, wobei eine erste
Zeitperiode für Aufwärtskommunikation bestimmt ist und eine zweite Periode
für eine Abwärtskommunikation bestimmt ist.
Ein Beispiel für ein drahtloses zonen-/zellenbasiertes Kommunikationssystem
ist ein TETRA-System (TErrestrial Trunked Radio), das ein entsprechend TETRA-Normen
oder -Protokollen wie durch das European Telecommunications Standards Institute
(ETSI) definiert arbeitendes System ist. Ein primärer Focus für ein TETRA-System
ist die Verwendung durch Rettungsdienste, da TETRA Dispatch- und Steuerdienste bereitstellt.
Die Systeminfrastruktur in einem TETRA-System wird im allgemeinen als ein SwMi (switching
and management infrastructure – Schnittstelle zwischen Infrastruktur und
Mobilgerät) bezeichnet, die außer den MSs im wesentlichen alle Kommunikationselemente
enthält.
Das Kommunikationssystem kann Funkkommunikation zwischen der Infrastruktur
und MSs (oder zwischen MSs über die Infrastruktur) von Informationen in einer
beliebigen der bekannten Formen bereitstellen, in der solche Kommunikationen möglich
sind. Insbesondere können Informationen Sprach-, Ton-, Daten-, Bild- oder Videoinformationen
darstellen. Dateninformationen sind üblicherweise digitale Informationen, die
geschriebene Wörter, Zahlen usw. darstellen, das heißt die in einem Personal
Computer verarbeitete Art von Benutzerinformationen, oftmals in Relation zu Kommunikation
in einem Netzwerk als "Text"-Informationen oder "Paketdaten"-Informationen bezeichnet.
Außerdem werden Steuerzeichengebungsnachrichten kommuniziert. Dies sind Nachrichten
hinsichtlich des Kommunikationssystems selbst, zum Beispiel, um die Art und Weise
zu steuern, wie Benutzerinformationen in Übereinstimmung mit dem ausgewählten
Industrieprotokoll wie etwa TETRA kommuniziert werden. Unterschiedliche Kanäle
können zur Kommunikation der verschiedenen Formen der Informationen verwendet
werden. Insbesondere werden zur Übertragung von Paketdateninformationen von
einer MS Paketdatendienste PDS angefordert, und Kommunikation erfolgt über
einen Paketdatenkanal PDCH.
Bei TETRA-Systemen und bei einigen anderen Zellularsystemen, wenn
ein Benutzer eine neue Anforderung für den Zugriff auf eine bestimmte Ressource
des Systems machen muß, beispielsweise zum Zugriff auf einen bestimmten Kanal,
zum Beispiel den PDCH, erfolgt diese Anforderung unter Verwendung eines als Random
Access Procedure bekannten Verfahren. Das Verfahren ist auch als Reservation-ALOHA
bekannt. Bei dieser Prozedur sendet die MS des Benutzers eine Anforderungsnachricht
an einen Prozessor der Infrastruktur, als der BRC oder "Base Radio Controller" bekannt,
die die erforderliche Ressource angibt, zum Beispiel Kapazität in einem bestimmten
Kommunikationskanal wie etwa dem PDCH, zum dem Zugang gefordert wird. Die Anforderung
kann je nach dem, ob sie von der Random-Access-Prozedur gewählt wird oder nicht,
erfolgreich oder nicht erfolgreich sein. Wenn sie erfolgreich ist, kann der BRC
die Anforderung ganz oder teilweise gewähren, indem er die ganze angeforderte
Kapazität oder einen Teil davon reserviert.
TETRA-Systeme verwenden TDMA-Arbeitsprotokolle. Bei solchen Protokollen
können gewisse Schlitze in der Zeitsteuerprozedur des Steuerzeichengebungskanals
für die Random-Access-Anforderung reserviert werden, oder solche Schlitze können
durch die Systeminfrastruktur auf einer dynamischen Basis zugeteilt werden. Die
Infrastruktur informiert die MSs von Benutzern durch ihre Abwärtsübertragung,
daß etwa die nächsten N Schlitze der Random-Access-Prozedur gewidmet sein
sollen. Diese Schlitze stehen für die MSs zur Verfügung, die Zugang zu
einer Systemressource anfordern, um Gelegenheiten zu haben, bei der Infrastruktur
anzufordern, Zugang zu der Ressource zu gestatten oder zu reservieren. Eine MS verwendet
eine Random-Access-Gelegenheit in einem der bezeichneten Schlitze, um eine Random-Access-Anforderung
zu stellen. Wenn die Anforderung erfolgreich ist, reserviert oder gewährt die
Infrastruktur der MS wie weiter oben beschrieben Zugang zu der entsprechenden Ressource.
Die Ressource, wenn sie gewährt wird, kann im Hinblick auf eine Reihe identifizierter
Schlitze definiert sein, die zur Verfügung gestellt werden.
Diese Random-Access-Gelegenheiten stehen allen innerhalb einer gegebenen
Zelle arbeitenden rechtmäßigen MSs zur Verfügung. Dazu können
beispielsweise alle MSs innerhalb der Zelle oder alle MSs in einer gegebenen Benutzerklasse
innerhalb der Zelle nach Spezifizierung durch die Infrastrukturzellen gehören.
Beim Senden von Anforderungen können Kollisionen auftreten. Wenn es dazu kommt,
wird jede betroffene MS keinerlei Rückkopplung von der Infrastruktur hinsichtlich
des Erfolges ihrer Anforderung erhalten und wird möglicherweise nach einer
gewissen Verzögerung die Anforderungsprozedur wiederholen müssen.
Bei gegenwärtig verfügbaren TETRA-Systemen besteht der einzige
Mechanismus, der für den BRC verwendet wird, um die Gewährung von Ressourcen
an verschiedene Benutzer zu priorisieren, die sich den gleichen Datenkommunikationskanal,
den PDCH teilen sollen, darin, Benutzern Priorität zu erteilen, die bereits
an einer Kommunikation beteiligt sind und weitere Kanalzugangszeit anfordern. Eine
derartige Anforderung erfolgt durch eine als Reserved Access Procedure bekannte
Prozedur und steht im Gegensatz zu der Prozedur für andere Benutzer, die eine
neue Anforderung hinsichtlich Zugangszeit durch die oben beschriebene Random-Access-Procedure
stellen. Der BRC gibt Priorität an Anforderungen, die über die Reserved
Access Procedure gestellt werden. Dies ist ein Designmerkmal anstatt ein in der
TETRA-Norm definiertes essentielles Merkmal. Wenn ein Benutzer eine große Datenmenge
an den PDCH senden muß, würde dieser Benutzer folglich alle verfügbaren
Ressourcen auf dem Kanal belegen, wodurch alle anderen Benutzer daran gehindert
würden, sich die PDCH-Ressourcen zu teilen. Die Erfinder haben erkannt, daß
dies für jene Benutzer, die nur eine kleine Datenmenge senden müssen,
ein ernsthaftes Problem darstellt.
KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird in einem ersten Aspekt
ein Prozessor zur Verwendung in einer Infrastruktur eines Kommunikationssystems
bereitgestellt, wobei der Prozessor so wie in Anspruch 1 der beiliegenden Ansprüche
definiert ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird in einem zweiten Aspekt
ein Kommunikationssystem bereitgestellt, wobei das System wie in Anspruch 13 der
beiliegenden Ansprüche definiert ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird in einem dritten Aspekt
ein Betriebsverfahren in einem Kommunikationssystem bereitgestellt, wobei das Verfahren
wie in Anspruch 15 der beiliegenden Ansprüche definiert ist.
Der Prozessor der Erfindung, der beispielsweise einen Base Radio Controller,
BRC, umfassen kann, arbeitet in einer Infrastruktur, um die Gewährung von Ressourcen
an einen relevanten Kanal auf neue Weise zu priorisieren, insbesondere einen Datenkanal
wie etwa einen PDCH in einem TETRA-System. Die Gewährung von Ressourcen wird
priorisiert auf der Basis einer Zeitlänge, während der zu sendende Informationen,
zum Beispiel ein Paketdatenpaket, den Kanal belegt. Zur Vereinfachung der Priorisierung,
so daß sie leicht und preiswert implementiert werden kann, kann eine Zeitlänge,
zum Beispiel eine Anzahl erforderlicher Zeitschlitze des beabsichtigten Pakets in
einer Anforderung angegeben, mit einem Schwellwert verglichen werden oder in Stufen
mit zwei oder mehreren Schwellwerten, die bei jeder Stufe an Größe zunehmen.
Ein signifikanter Vorteil, der bei Verwendung des Prozessors der Erfindung erhalten
wird, besteht darin, daß Benutzern, die nur ein kleines Informationspaket zu
senden haben, zum Beispiel weniger häufig, leichter Ressourcen gewährt
werden. Auf diese Weise werden Benutzer insgesamt mit größerer Fairness
behandelt, und ein größerer Anteil von Benutzern hat eine Gelegenheit,
auf den gleichen Kanal zuzugreifen. Eine Veranschaulichung dieser Vorzüge erfolgt
später.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun beispielhaft
unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
Es zeigen:
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ein schematisches Blockdiagramm eines die vorliegende
Erfindung verkörpernden mobilen Kommunikationssystems,
2 ein Flußdiagramm einer Prozedur, nach der ein
Infrastrukturprozessor in dem in 1 dargestellten System
arbeitet.
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
1 zeigt ein gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung arbeitendes Kommunikationssystem 100. Bei dem System
100 kann es sich um ein TETRA-System handeln. Das System 100 enthält
eine erste Netzwerkinfrastruktur 101 und eine zweite Netzwerkinfrastruktur
102. Die Netzwerkinfrastruktur 101 enthält als bekannte Hauptkomponenten
(zusammen mit anderen Komponenten) (i) eine BTS (Basissendeempfängerstation)
103, die einen oder mehrere Sendeempfänger enthält, die Funkkommunikation
mit mobilen Stationen innerhalb des Bereichs der BTS 103 bereitstellen;
(ii) einen Router 104 zum Lenken von Kommunikationen in die Netzwerkinfrastruktur
101 hinein und aus dieser heraus, zum Beispiel über ein PSTN (Public
Switched Telephone Network – öffentliches Telefonwählnetz)
105 und innerhalb der Netzwerkinfrastruktur 101 und zu den dadurch
bedienten mobilen Stationen; (iii) einen Authentifikationsprozessor 106,
der Authentifikationsfunktionen der Netzwerkinfrastruktur 101 ausführt,
und einen Speicher 107, der Daten und Programme speichert, die beim Betrieb
von Prozessoren der Netzwerkinfrastruktur 101 benötigt werden. Die
Netzwerkinfrastruktur 101 enthält außerdem einen Ressourcenzuweisungsprozessor
108, zum Beispiel einen Base Radio Controller, der die Zuweisung von verfügbaren
Kommunikationsressourcen an von der Netzwerkinfrastruktur 101 bediente
mobile Stationen steuert.
Das System 100 enthält außerdem mehrere MSs (mobile
Stationen), die von der Netzwerkinfrastruktur 101 bedient werden, insbesondere
von der BTS 103, von denen drei gezeigt sind, MSs 109,
110 und 111.
Die Netzwerkinfrastruktur 102 enthält als bekannte Hauptkomponenten
(zusammen mit anderen Komponenten) (i) eine BTS (Basissendeempfängerstation)
113, die einen oder mehrere Sendeempfänger enthält, die Funkkommunikation
mit mobilen Stationen innerhalb des Bereichs der BTS 113 bereitstellen;
(ii) einen Router 114 zum Lenken von Kommunikationen in die Netzwerkinfrastruktur
102 hinein und aus dieser heraus, zum Beispiel ein PSTN (Public Switched
Telephone Network – öffentliches Telefonwählnetz) 115
und innerhalb der Netzwerkinfrastruktur 102 und zu den dadurch bedienten
mobilen Stationen; (iii) einen Authentifikationsprozessor 116, der Authentifikationsfunktionen
der Netzwerkinfrastruktur 102 ausführt, und einen Speicher
117, der Daten und Programme speichert, die beim Betrieb von Prozessoren
der Netzwerkinfrastruktur 102 benötigt werden. Die Netzwerkinfrastruktur
101 enthält außerdem einen Ressourcenzuweisungsprozessor
118, der die Zuweisung von verfügbaren Kommunikationsressourcen an
von der Netzwerkinfrastruktur 102 bediente mobile Stationen steuert.
Das System enthält außerdem mehrere MSs (mobile Stationen),
die von der Netzwerkinfrastruktur 102 bedient werden, insbesondere von
der BTS 113, von denen drei gezeigt sind, MSs 119, 120
und 121.
Es existiert eine Verbindung 122 zwischen der Netzwerkinfrastruktur
101 und der Netzwerkinfrastruktur 102. Die Verbindung
122 kann auf eine der im Stand der Technik bekannten Weisen ausgebildet
sein. Die Verbindung 122 kann beispielsweise durch Funk- oder Richtfunkkommunikation,
festverdrahtete elektrische oder optische Kommunikation oder das Internet bereitgestellt
sein.
Wenn beispielsweise die MS 109 mit einer anderen mobilen
Station kommunizieren soll, registriert die MS 109 sich zuerst mit der
Netzwerkinfrastruktur 101 über eine bekannte Prozedur, die das Senden
von Funknachrichten zwischen der MS 109 und der BTS 103 und das
Weiterleiten der Nachrichten zwischen der BTS 103 und dem Authentifikationsprozessor
108 beinhaltet. Der Authentifikationsprozessor 108verifiziert,
daß die MS von der Netzwerkinfrastruktur 101 bedient werden soll.
Wenn die Registrierung erfolgt ist, wird von der MS 109 bei der BTS
103 ein Kommunikationsaufbauanforderungsfunksignal empfangen und an den
Ressourcenzuweisungsprozessor 108 weitergeleitet. Der Prozessor
108 weist eine Ressource für eine Kommunikation auf eine später
zu beschreibende Weise zu. Wenn die Ressource zur Verfügung steht, leitet der
Router 104 die Kommunikation entsprechend. Wenn beispielsweise die Kommunikation
zu der MS 119 gerichtet werden soll, lenkt der Router 104 die
Kommunikation über die Verbindung 122 über die Netzwerkinfrastruktur
102, insbesondere den Router 114 und die BTS
113. Wenn alternativ die Kommunikation an ein nicht gezeigtes anderes Terminal
an einem abgesetzten Ort geschickt werden soll, kann der Router 104 dies
über das PSTN 105 lenken.
Der Betrieb des Ressourcenzuweisungsprozesses 108 wird nun
ausführlicher beschrieben. Der Ressourcenzuweisungsprozessor 118 arbeitet
auf ähnliche Weise. Der Betrieb ist im Hinblick auf Zuweisung von Zugang zu
einem Paketdatenkanal (PDCH) in Übereinstimmung mit der TETRA-Norm beschrieben.
Dies ist nur zu Veranschaulichungszwecken. Der Betrieb ist nicht notwendigerweise
auf diese bestimmte Betriebsform beschränkt. Der Paketdatenkanal wird verwendet
für die Kommunikation von Paketdaten, das heißt Paketen von Daten, die
Textinformationen umfassen, zum Beispiel alphanumerische Zeichen usw., zum Beispiel
von einem Benutzer an einem Benutzerterminal unter Verwendung einer Tastatur oder
dergleichen eingegeben, zu und von mobilen Stationen verwendet.
Der Benutzer jeder von der Netzwerkinfrastruktur 101 bedienten
mobilen Station, der eine Paketdatenkommunikation senden möchte, fordert anfänglich
Paketdatendienste an (zum Beispiel durch Auswahl aus einem auf einem Display der
mobilen Station angezeigten Menü) und wird dadurch über die BTS
103 mit dem Ressourcenzuweisungsprozessor 108 verbunden. Als nächstes
gibt der Benutzer eine Ressourcenreservierungsanforderung zum Senden einer Paketdatenkommunikation
(zum Beispiel wieder durch Auswahl aus einem Menü) ein. Die Anforderung wird
von der mobilen Station, etwa MS 109, an die BTS 103 gesendet
und von der BTS 103 an den Prozessor 108 weitergeleitet. Die Anforderung
enthält eine Angabe über die Größe (Zeitlänge) des zu sendenden
Datenpakets. In der Praxis wird die Anforderung in einer Ressourcenanforderungsdatennachricht
("PDU") gesendet, in der sich ein Feld befindet, das angibt, wie viele Schlitze
erforderlich sind. Die Software der mobilen Station adressierende Schicht 2 berechnet
automatisch diese Größe. Der Prozessor 108 empfängt ständig
eine Reihe von Ressourcenreservierungsanforderungen. Einige der empfangenen Anforderungen
werden von der weiter oben erwähnten Reserved Access Procedure gestellt und
einige werden von der weiter oben erwähnten Random-Access-Prozedur gestellt.
Ein Beispiel einer Random-Access-Prozedur wird in dem Dokument WO-A-2004/086797
der Anmelder beschrieben. Der Ressourcenzuweisungsprozessor 108 weist Zugang
zu dem Paketdatenkanal auf einer priorisierten Basis auf die in 2
dargestellte Weise zu.
Zuerst wird in einem Schritt 201 bei dem in 2
dargestellten Verfahren eine Paketdatenressourcenzuweisungsanforderung empfangen.
Der Prozessor 108 bestimmt in einem Schritt 202, ob die Anforderung
von der Reserved Access Procedure empfangen worden ist, das heißt eine "RES"-Anforderung
ist, oder von der Random-Access-Procedure, das heißt eine "RAN"-Anforderung
ist. RAN-Anforderungen werden (im Gegensatz zur Priorisierung in dem bekannten System)
als von höherer Priorität angesehen und an einen Schritt 203
weitergegeben. RES-Anforderungen werden als von niedrigerer Priorität angesehen
und werden an einen Schritt 204 weitergegeben. In jedem der Schritte
203 und 204 wird die in der Anforderung angegebene Größe
S des zu kommunizierenden Datenpakets mit einem im Speicher 107 gespeicherten
ersten vorbestimmten Größenschwellwert verglichen. Wenn die Größe
S des zu kommunizierenden Datenpakets im Schritt 203 kleiner ist als der
erste Schwellwert T1, hat die Anforderung höhere Priorität und wird an
einen Schritt 205 weitergegeben. Wenn die Größe S des zu kommunizierenden
Datenpakets in Schritt 203 als größer oder gleich dem ersten
Schwellwert T1 bestimmt wird, ist die Anforderung von niedrigerer Priorität
und wird an einen Schritt 206 weitergegeben.
Wenn die Größe S des zu kommunizierenden Datenpakets in
Schritt 204 als kleiner als der erste Schwellwert T1 bestimmt wird, ist
die Anforderung von höherer Priorität und wird an den Schritt
206 weitergegeben, und wenn die Größe S des zu kommunizierenden
Datenpakets in Schritt 204 als größer oder gleich dem ersten
Schwellwert T1 bestimmt wird, ist die Anforderung von niedrigerer Priorität
und wird an einen Schritt 207 weitergegeben.
In jedem der Schritte 205, 206 und 207
wird die in der Anforderung angegebene Größe S des zu kommunizierenden
Datenpakets mit einem zweiten vorbestimmten Größenschwellwert T2 verglichen,
dessen Wert im Speicher 107 gespeichert ist. Der zweite Schwellwert T2
kann beispielsweise das doppelte des ersten Schwellwerts T1 sein. In der Praxis
kann ein Designparameter in den Prozessor 108 oder in den Speicher
107 zur Verwendung in Verbindung mit dem Prozessor 108 integriert
sein. Dieser Designparameter definiert die Schwellwerte T1 und T2. Der Designparameter
kann die maximale Anzahl an Schlitzen pro Gewährung sein, die von dem Prozessor
108 verwendet wird, um zu bestimmen, wie viele Zeitschlitze in einer TDMA-Zeitsteuerstruktur
der Prozessor 108 jeweils einer MS gewähren kann. In der Regel kann
T1 eine Zeitdauer äquivalent zu der halben maximalen Anzahl von Schlitzen pro
Gewährung sein, während T2 eine Zeitdauer äquivalent zu der größten
Anzahl von Schlitzen pro Gewährung sein kann.
Wenn die Größe S des im Schritt 205 zu kommunizierenden
Datenpakets als kleiner als der zweite Schwellwert T2 bestimmt wird, ist die Anforderung
von höherer Priorität und wird an einen Schritt 208 weitergegeben.
Wenn die Größe des zu kommunizierenden Datenpakets im Schritt
205 als größer oder gleich dem zweiten Schwellwert T2 bestimmt
wird, ist die Anforderung von niedrigerer Priorität und wird an einen Schritt
209 weitergegeben.
Wenn die Größe S des zu kommunizierenden Datenpakets im
Schritt 206 als kleiner als der zweite Schwellwert T2 bestimmt wird, ist
die Anforderung von höherer Priorität und wird an den Schritt
209 weitergegeben. Wenn die Größe des zu kommunizierenden Datenpakets
im Schritt 206 als größer oder gleich dem zweiten Schwellwert
T2 bestimmt wird, ist die Anforderung von niedrigerer Priorität und wird an
einen Schritt 210 weitergegeben.
Wenn die Größe S des zu kommunizierenden Datenpakets im
Schritt 207 als kleiner als der zweite Schwellwert T2 bestimmt wird, ist
die Anforderung von höherer Priorität und wird an den Schritt
210 weitergegeben. Wenn die Größe S des zu kommunizierenden Datenpakets
im Schritt 207 als größer oder gleich dem zweiten Schwellwert
T2 bestimmt wird, ist die Anforderung von niedrigerer Priorität und wird an
einen Schritt 211 weitergegeben.
Die vier Schritte 208, 209, 210 und
211 weisen Ausgangsprioritätsniveaus der verschiedenen Anforderungen
zu. Somit sind Anforderungen, die Schritt 211 erreichen, von niedrigster
Priorität, etwa Prioritätsniveau 1, PR1. Anforderungen, die den Schritt
210 erreichen, sind von der nächstniedrigeren Priorität, etwa
Prioritätsebene 2, PR2. Anforderungen, die Schritt 209 erreichen,
sind von der nächsthöheren Priorität, etwa Prioritätsebene 3,
PR3. Anforderungen, die Schritt 208 erreichen, sind von höchster Priorität,
etwa Prioritätsniveau 4, PR4.
Schließlich werden in einem Schritt 212 die Anforderungen,
denen in jedem der Schritte 208 bis 211 ein Prioritätsniveau
gegeben worden ist, in einer Prioritätsniveaureihenfolge sortiert. Der Prozessor
108 gewährt Zugang zu dem Paketdatenkanal für die Anforderungen
in der in Schritt 212 ausgebildeten Reihenfolge.
Wenn in der Praxis eine Kommunikation durch das System 100
eine TDMA-Zeitsteuerstruktur verwendet, wie etwa in einem TETRA-System, wird die
für eine Kommunikation eines Datenpakets erforderliche Zeitdauer im Hinblick
auf eine erforderliche Anzahl von Zeitschlitzen definiert, und die gewährte
Ressource wird im Hinblick auf eine Anzahl von bestimmten definierten Schlitzen
spezifiziert, die zur Verfügung gestellt werden. MSs, denen Zugang gewährt
wird, werden über die jeweiligen Schlitze benachrichtigt, die ihnen zur Verfügung
gestellt worden sind, und arbeiten dahingehend, Daten nur während dieser Schlitze
zu senden. Jede MS wird nichts über die Reihenfolge wissen, in der die verfügbaren
Schlitze ausgewählt worden sind.
Falls eine MS mehr Schlitze als die größte Anzahl von Schlitzen
pro Gewährung angefordert hat, wird die Anzahl von Schlitzen, die zur Verfügung
gestellt wird, auf diese größte Anzahl begrenzt. Eine weitere Anforderung
wird von der MS benötigt, um die Kommunikation des Datenpakets abzuschließen.
Die MS kann berechnen und spezifizieren, wieviel mehr Schlitze benötigt werden,
um die Kommunikation des ganzen Datenpakets abzuschließen.
Um das Verhalten des von einem gegenwärtig verfügbaren BRC
verwendeten bekannten Priorisierungsalgorithmus mit einem Priorisierungsrhythmus
zu vergleichen, der die Erfindung verkörpert und auf die unter Bezugnahme auf
2 beschriebene Weise arbeitet, wurde ein Kommunikationsverkehrsprofil
definiert und in einem Simulationsmodel verwendet. Das Verkehrsprofil besteht aus
den folgenden Bestandteilen. (1) Es gibt fünf mobile Stationen MS-1, MS-2,
MS-3, MS-4 und MS-5, die den gleichen PDCH mit einer größten Anzahl von
Schlitzen pro Gewährung von 68 verwenden müssen. (2) MS-1, MS-2 und MS-3
müssen alle 36 Sekunden Datenpakete von 150 Byte, 160 Byte bzw. 170 Byte schicken,
während MS-4 und MS-5 alle 2,5 Sekunden Datenpakete von 1472 Byte bzw. 1440
Byte senden müssen; (3) In Situationen mit einem unbelasteten Kanal werden
MS-1, MS-2 und MS-3 weniger als 0,5 Sekunden benötigen, um eine Transaktion
zu beenden, während MS-4 und MS-5 mehr als 3 Sekunden benötigen werden,
um eine Transaktion zu beenden. (4) Der PDCH wird deshalb durch MS-4, MS-5 sehr
schwer belastet werden, und MS-1, MS-2 und MS-3 werden das Risiko haben, ganz an
der gemeinsamen Benutzung des PDCH gehindert zu werden. Ergebnisse von dem Einsatz
beider Algorithmen sind in den folgenden Tabellen zusammengefaßt:
Tabelle 1: Ergebnisse aus der Verwendung des gegenwärtig implementierten
bekannten Algorithmus.
Leistungspunkte
MS-1
MS-2
MS-3
MS-4
MS-5
Ergebnisse für alle MSs
Nachrichtenrückweisungsrate (%)
99,8
100,0
99,8
67,02
50,12
62,39
Mittlerer Durchsatz (bps)
0,07
–
0,08
1553,45
2302,40
3855,99
Mittlere Verzögerung (Sekunden)
20,15
–
1,72
368,11
356,72
361,13
Der Durchsatz ist die Gesamtdatenmenge (in bps), die auf der SwMI-Seite
erfolgreich empfangen wird.
Tabelle 2: Ergebnisse aus dem Einsatz des die Erfindung verwendenden
neuen Algorithmus.
Leistungspunkte
MS-1
MS-2
MS-3
MS-4
MS-5
Ergebnisse für alle MSs
Nachrichtenrückweisungsrate (%)
0,41
0,20
0,30
61,58
60,36
55,29
Mittlerer Durchsatz
32,53
35,66
37,17
1809,91
10,92
3741,19
Mittlere Verzögerung
6,01
5,91
5,94
1112,21
1074,96
866,44
Tabelle 2 ist ohne weiteres zu entnehmen, wie der neue Algorithmus
die simulierte Kanalleistung im Vergleich mit dem durch Tabelle 1 dargestellten,
gegenwärtig implementierten Algorithmus signifikant verbessert hat. Insbesondere:
- (1) Nachrichtenzurückweisungsrate (MRR): Für MS-1, Ms-2 und MS-3 liegen
die in Tabelle 2 gezeigten Ergebnisse sehr nahe bei null, wohingegen die unter Verwendung
des in Tabelle 1 gezeigten gegenwärtig implementierten Algorithmus erhaltenen
Ergebnisse sehr nahe bei 100 % für diese MSs liegen. Dies stellt eine Verbesserung
der MRR von fast 100 % dar.
- (2) Durchsatz: Fast 100% der angebotenen Last (zu übertragendes Datenpaket)
durch die ersten drei MSs, MS-1, MS-2 und MS-3, wurden unter Verwendung des neuen
Algorithmus wie in Tabelle 2 dargestellt übertragen. Im Gegensatz dazu liegt
die von diesen MSs unter Verwendung des gegenwärtig implementierten Algorithmus
übertragene Menge nahe bei null. Dies ist eine Verbesserung von annähernd
100%.
Eine Aufgabe der beschriebenen Ausführungsform der Erfindung
besteht in der Verbesserung der Leistung von Datenkommunikation für MSs, die
weniger häufige Benutzer sind, nämlich MS-1, MS-2 und MS-3. Deshalb wurde
die Leistung für die MSs, die starke Benutzer sind, nämlich MS-4 und MS-5,
geringfügig reduziert. Da jedoch jeder dieser beiden starken Benutzer jeweils
den Kanal im voraus überlastet hat, ist die Reduzierung der Leistung für
sie weniger bemerkbar angesichts einer zufriedenstellenderenden Gesamtleistung für
alle Benutzer.
Zusammenfassung
Ein Prozessor zur Verwendung in einer festen Infrastruktur eines Kommunikationssystems
einschließlich mehrerer mobiler Stationen 1 kann dahingehend betrieben werden,
Zugang von mobilen Stationen zu einer gemeinsam benutzen Kommunikationsressource
(PDCH) auf einer priorisierten Basis zuzuweisen. Der Prozessor kann dahingehend
betrieben werden, eine Priorität des Zugangs der Ressource zuzuweisen, die
zu einer Länge eines von jeder mobilen Station zu kommunizierenden
Informationspakets in Beziehung steht. Beschrieben wird außerdem ein System,
das den Prozessor enthält, und ein Betriebsverfahren unter Verwendung des Prozessors.
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| Anspruch[de] |
|
Prozessor zur Verwendung in einer festen Infrastruktur eines Kommunikationssystems
einschließlich auch mehrerer mobiler Stationen, wobei der Prozessor dahingehend
betrieben werden kann, Zugang von mobilen Stationen zu einer gemeinsam benutzten
Kommunikationsressource auf einer priorisierten Basis zuzuweisen, wobei der Prozessor
dahingehend betrieben werden kann, eine Zugangspriorität der Ressource zuzuteilen,
die zu einer zu sendenden Kommunikationslänge in Beziehung steht.
Prozessor nach Anspruch 1, wobei die Ressource einen Funkkommunikationskanal
umfaßt.
Prozessor nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Ressource einen Paketdatenkommunikationskanal
umfaßt.
Prozessor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Prozessor
dahingehend betrieben werden kann, ein Prioritätsniveau einer Anforderung von
einer mobilen Station, Zugang zu der Ressource zu haben, dementsprechend zuzuweisen,
ob eine Größe eines zu kommunizierenden Informationspakets wie in der
Anforderung angegeben größer oder kleiner als ein vorbestimmter Größenschwellwert
ist.
Prozessor nach Anspruch 4, wobei der Prozessor dahingehend betrieben
werden kann, ein Prioritätsniveau auch dementsprechend zuzuweisen, ob eine
Größe eines zu kommunizierenden Informationspakets wie in der Anforderung
angegeben kleiner oder größer als ein weiterer vorbestimmter Größenschwellwert
ist.
Prozessor nach Anspruch 5, wobei der Prozessor dahingehend betrieben
werden kann, ein erstes Prioritätsniveau dementsprechend zuzuweisen, ob eine
Größe eines zu kommunizierenden Pakets wie in der Anforderung angegeben
kleiner oder größer als ein erster vorbestimmter Größenschwellwert
ist, und dann ein zweites Prioritätsniveau dementsprechend zuzuweisen, ob eine
in der Anforderung angegebene Größe einer Kommunikation kleiner oder größer
als ein zweiter vorbestimmter Größenschwellwert ist, der größer
ist als der erste vorbestimmte Größenschwellwert.
Prozessor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Länge
einer zu sendenden Kommunikation im Hinblick auf eine erforderliche Anzahl von Schlitzen
in einer TDMA (time divided multiple access)-Zeitsteuerstruktur definiert ist.
Prozessor nach einem der Ansprüche 4 bis 7, der dahingehend betrieben
werden kann, ein Prioritätsniveau auch entsprechend einer Prozedur des Empfangens
der Anforderung durch den Prozessor zuzuweisen.
Prozessor nach Anspruch 8, wobei die Prozedur des Empfangens der Anforderung
entweder eine Reserved-Access-Prozedur oder eine Random-Access-Prozedur ist und
der Empfang durch die Random-Access-Prozedur größere Priorität erhält.
Prozessor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, der dahingehend betrieben
werden kann, ein Prioritätsniveau einer Anforderung von einer mobilen Station,
Zugang zu der Ressource zu haben, zuzuweisen, entsprechend (i) ob eine Größe
eines zu kommunizierenden Informationspakets wie in der Anforderung angegeben kleiner
oder größer als ein vorbestimmter erster Größenschwellwert ist;
und (ii) ob eine Größe eines zu kommunizierenden Informationspakets wie
in der Anforderung angegeben kleiner oder größer als ein zweiter vorbestimmter
Größenschwellwert ist und (iii) ob die Anforderung von einer Reserved-Access-Procedure
oder einer Random-Access-Procedure empfangen worden ist.
Prozessor nach Anspruch 10, der dahingehend betrieben werden kann, ein
Prioritätsniveau einer Anforderung zuzuweisen, wobei das Prioritätsniveau
eines von mindestens 4 Prioritätsniveaus ist.
Prozessor nach einem der Ansprüche 4 bis 11, der dahingehend betrieben
werden kann, die Anforderungen zu sortieren und Zugang in einer sortierten Reihenfolge
auf der Basis der zugewiesenen Prioritätsniveaus zu gewähren.
Kommunikationssystem einschließlich einer Infrastruktur und mehrerer
mobiler Stationen, wobei die Infrastruktur einen Prozessor gemäß
einem der vorhergehenden Ansprüche enthält.
Kommunikationssystem nach Anspruch 13, das gemäß TETRA-Normprozeduren
betrieben werden kann.
Betriebsverfahren zum Bereitstellen von Zuweisung einer gemeinsam benutzten
Ressource in einem Kommunikationssystem einschließlich einer festen Infrastruktur
und mehreren mobilen Stationen, wobei das Verfahren beinhaltet, daß die mobilen
Stationen des Systems Anforderungen für Zugang auf die Ressource an einen Prozessor
der Infrastruktur senden und der Prozessor Zugang von mobilen Stationen zu der gemeinsam
benutzten Kommunikationssressource auf einer priorisierten Basis zuweist, wobei
der Prozessor eine Priorität eines Zugangs der Ressource zuweist, die zu einer
Länge eines zu sendenden Informationspakets in Beziehung steht.
Verfahren nach Anspruch 15 und im wesentlichen wie hierin unter Bezugnahme
auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
Prozessor nach einem der Ansprüche 1 bis 12 und im wesentlichen
wie hierin unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
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