DE69632334T2 - Verkehrsüberwachung von paketvermittelten funkkanälen - Google Patents

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Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft paketvermittelte Telekommunikationssysteme und insbesondere ein Verfahren und System für eine Überwachung eines paketvermittelten Funkkanalverkehrs in einem Telekommunikationssystem.
  • Rückblick auf den Stand der Technik
  • Da sich die Möglichkeit einer Bereitstellung einer größeren Anzahl und Vielseitigkeit von Diensten in Zellulartelekommunikationssystemen entwickelt, werden paketvermittelte Dienste eine vermehrt wichtige Rolle im Feld zellularer Telekommunikation spielen. Die Anwendung vieler Computer- und damit in Beziehung stehender Datendienste auf Zellularsysteme erfordert die Übertragung einzelner und multipler Datenpakete über die Funkverbindung eines Zellulartelekommunikationssystems. Bestimmte dieser Dienste wie beispielsweise Email und Telebanking können mit einem Speichern und Weiterleiten eines Kurznachrichtendienstes implementiert werden. Andere Dienste, wie beispielsweise eine Endgeräteemulation, Lokalbereichsnetzwerke, Bankserverzugriff, Kreditkartenverifikation erfordern jedoch eine interaktive Verwendung, kurze Zeitverzögerungen und die Fähigkeit eines Handhabens von Datenpaketen mit stark variierenden Längen. Es ist sicher, dass zukünftige Zellularsysteme solche Dienste mit einem effizienten Paketdatendienst unterstützen müssen.
  • Ein Erkennen der Wichtigkeit von Paketdatendiensten hat den momentanen Einsatz des European Technical Standards Institute (ETSI) zur Folge gehabt, solch einen Dienst für das European 2+ Group Special Mobile (GSM) Zellularsystem zu entwickeln. Diese Erkenntnis hat auch in einem Einsatz dahingehend resultiert, Paketdatendienstfähigkeit in das Universal Mobile Telephone System (UMTS) hinein zu entwickeln, was momentan im RACE II Code Division Testbed (CODIT) Projekt R2020 unter Entwicklung ist. Das CODIT Projekt wurde durch die Kommission der europäischen Gemeinschaft zum Zwecke einer Definition eines zukünftigen Mobiltelekommunikationssystems mit Kodeunterteilungsvielfachzugriff (CDMA) Verfahren eingerichtet.
  • Ein paketvermittelter Datendienst in einem Zellulartelefonkommunikationsnetz ist gekennzeichnet durch Rufe von Netznutzern an Mobilnutzer, die an paketvermittelte Mobilstationen auf der gemeinsam benutzten Abwärtsverbindung (DL) eines paketvermittelten Funkkanals (PRCH) übermittelt werden, und dadurch, dass einer oder mehrere Mobilnutzer die Aufwärtsverbindung (UL) des PRCH gemeinsam nutzen. Der DL PRCH wird durch Netznutzer auf Grundlage einer Warteschleife gemeinsam genutzt. Der UL PRCH wird durch jeden Mobilnutzer, der auf den Kanal zugreift, in zufälliger Weise gemeinsam genutzt, wenn der Mobilnutzer eine Übertragung von Daten zum System benötigt.
  • Ein allgemeines Verfahren für ein Erlauben eines Zugriffs auf den PRCH verwendet einen paketvermittelten Konkurrenzmodus (Packet Switched Contention Mode). Der momentan definierte CODIT UMTS Paketdatendienst ist von solch einem Konkurrenzmodetype. Im paketvermittelten Konkurrenzmodus übertragen Nutzer Mobilnutzerdatenpakete auf den PRCH, wenn es notwendig ist, Daten zu übertragen. Eine Identifikation des übertragenden Nutzers ist in jedem Datenpaket enthalten. Die Übertragung von Datenpaketen durch den Mobilnutzer kann entweder zufällig vorgenommen werden, oder bei Erfassen eines Freilaufsignals, das anzeigt, dass der Paketdatenkanal momentan nicht durch eine andere Mobilstation verwendet wird. Falls zwei oder mehr Mobilnutzer gleichzeitig für einen freien Paketdatenkanal konkurrieren, wird das System nur einem den Zugriff auf den Kanal erlauben. Mobilnutzer, die bei einem Zugriff auf den Kanal nicht erfolgreich sind, müssen die Übertragung des Datenpakets wiederholen, bis es durch das System angenommen ist. Die Systemnutzer für ein Übertragen von Datenpaketen an Mobilnutzer konkurrieren auch auf der Abwärtsverbindung, in dem sie in eine Warteschleife gesetzt werden.
  • Da in solch einem System jeder Nutzer auf den paketvermittelten Kanal auf zufällige Art und Weise zugreift, kann ein unkontrollierter Fluss von Nutzern von und zwischen den paketvermittelten Funkkanälen eines Zellularsystems Paketübertragungsverzögerungen im System bewirken. Die Verzögerung kann durch sowohl Mobilnutzer auf der Aufwärtsverbindung als auch durch Netznutzer bewirkt werden, die an Mobilnutzer auf der Abwärtsverbindung übermitteln. Da die Anzahl von Paketrufen auf den paketvermittelten Kanal sich erhöht, erhöht sich die mittlere Übertragungsverzögerung für jeden Paketruf. In einigen Anwendungen können die Verzögerungen unakzeptabel sein.
  • Die EP-A-0 332 818 beschriebt ein paketvermitteltes Zellulartelefonsystem. Multiple Datenrufe werden einem jeden Paketmoduskanal zugeordnet, wodurch ein Funkkanalspektrum bewahrt wird. Datenrufe werden von einem Paketmodusfunkkanal zu einem anderen auf der Grundlage einer Zellulardatentelefonbewegung, Signalstärke, Bitfehlerrate oder auf der Grundlage einer Funkkanaldatenpaketkapazität, Datenpaketverkehr und Datenpaketdurchsatz abgegeben.
  • Die WO 95/16330 beschreibt Vorrichtungen und Mobilstationen für ein Bereitstellen einer Paketdatenkommunikation in digitalen TDMA Zellularsystemen. Zu diesem Zwecke werden gemeinsam genutzte Paketdatenkanäle bereitgestellt. Ein Paketdatenkontroller in jeder MSC steuert einen Zugriff auf die Paketdatendienste.
  • Daher besteht eine Notwendigkeit für ein Verfahren und System zum Steuern einer Paketübertragungsverzögerung in einem oder mehreren paketvermittelten Funkkanälen eines Zellularsystems. Falls konkurrierende Paketrufe selektiv für eine Zulassung auf einen Paketfunkkanal in Übereinstimmung mit vorgegebenen Kriterien selektiv ausgewählt werden könnten, könnten Verzögerungen für paketvermittelte Kanalnutzer in Anwendungen vermieden und reduziert werden, die eine lange Paketverzögerungszeit nicht tolerieren können.
  • Ein Verfahren und System zum Handhaben des Flusses von priorisierten Nutzern zu, von und zwischen einem und mehreren paketvermittelten Funkkanälen, wobei jeder paketvermittelte Funkkanal eine maximale tolerierbare Paketübertragungsverzögerung aufweist, würde solch eine Notwendigkeit erfüllen.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zum Überwachen von Verkehr auf mindestens einem Paketfunkkanal bereitzustellen.
  • Diese Aufgabe wird durch den in den unabhängigen Ansprüchen beschriebenen Gegenstand gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen offenbart.
  • Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren und ein System für paketvermittelte Funkkanal (PRCH) Verkehrsüberwachung bereit. Die Erfindung erlaubt es einem Systembetreiber, die maximale mittlere Paketübertragungszeitverzögerung einzustellen, die in einem Paketruf auftreten wird. Durch Einstellen der maximal mittleren Zeitverzögerung auf einem oder mehreren PRCHs, kann ein Systembetreiber sicherstellen, dass PRCH-Nutzer keine unakzeptablen Verzögerungen erleiden.
  • Dieses vermeidet Probleme in Verbindung mit bekannten Konkurrenzmodus-paketvermittelten Systemen, bei denen Nutzer auf zufällige Weise für die Benutzung eines PRCH konkurrieren. In solchen konventionellen Systemen erhöht sich die mittlere Zeitverzögerung für Pakete mit einer Erhöhung einer Anzahl von Nutzern, die für den PRCH konkurrieren.
  • In einem Ausführungsbeispiel umfasst die Erfindung eine PRCH Verkehrsüberwachungsfunktion für jeden PRCH eines Telekommunikationssystems. Die Verkehrsüberwachungsfunktion verwendet Daten, die in Paketberichten enthalten sind, die im System für jede Datenpaketübertragung auf dem PRCH erzeugt werden. Bei Empfang eines neues Paketberichtes berechnet die Verkehrsüberwachungsfunktion einen Paketgrößenwert (hinsichtlich Zeit), einen Paketverzögerungswert und einen Wert einer abgelaufenen Zeit, seitdem der vorhergehende Paketbericht empfangen wurde. Die Paketgröße, Paketverzögerung und abgelaufene Zeit werden dann dazu verwendet, eine Schätzung eines mittleren Datenverkehrs für jeden Paketruf zu berechnen, eine Schätzung eines mittleren Datenverkehrs für den PRCH und eine Schätzung für die mittlere Paketverzögerung für den PRCH. Die in der Verkehrsüberwachungsfunktion berechneten Werte können dann dazu verwendet werden, festzustellen, ob ein Paket für den PRCH zugelassen werden sollte, oder ob ein Paketruf von dem PRCH ausgeschlossen werden sollte, wenn der Verkehr auf dem PRCH zur Verstopfung neigt.
  • Die PRCH Überwachungsfunktion enthält auch einen Überschussverkehrsmonitor. Der Überschussverkehrsmonitor überwacht die Schätzung eines mittleren Datenverkehrs für jeden Paketruf auf dem PRCH, um festzustellen, ob der mittlere Datenverkehr einen geforderten maximalen Datenverkehr für diesen Paketruf überschreitet. Falls der mittlere Datenverkehr den geforderten Maximaldatenverkehr für irgendwelche Paketrufe überschreitet, können Paketrufe con dem PRCH ausgeschlossen werden.
  • In Alternativen des Ausführungsbeispiels können der geschätzte mittlere Datenverkehr für jeden Paketruf, der geschätzte mittlere Datenverkehr für den PRCH und die mittlere Paketverzögerung für den PRCH für die Aufwärtsverbindung und Abwärtsverbindung des PRCH getrennt berechnet werden, oder als Werte für die kombinierte Aufwärtsverbindung und Abwärtsverbindung des PRCH berechnet werden.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Ein vollständigeres Verständnis des Verfahrens und Systems der vorliegenden Erfindung ergibt sich unter Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen:
  • 1 zeigt ein Blockdiagramm eines Zellulartelekommunikationssystems, in das die vorliegende Erfindung implementiert werden kann;
  • 2 veranschaulicht die Steuerebenenprotokollarchitektur für die Paketvermittlungsfunktionen eines Zellulartelekommunikationssystems, in das die vorliegende Erfindung implementiert werden kann;
  • Die 3A und 3B veranschaulichen den Signalaustausch auf der Abwärtsverbindung und bzw. Aufwärtsverbindung eines zellularen Systempaketfunkkanals, der in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung betrieben wird;
  • 4 zeigt ein funktionales Blockdiagramm von Paketfunkverkehrsmanagementfunktionen in einem Zellularen System, das in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung arbeitet;
  • Die 5A bis 5D veranschaulichen in Flussdiagrammen Prozessschritte, die von der Paketfunkkanalmanagementfunktion in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wahrgenommen werden;
  • 6 veranschaulicht in einem Flussdiagramm Prozessschritte, die durch die Paketfunkkanalkontrollerverkehrsüberwachungsfunktion in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wahrgenommen werden;
  • 7 veranschaulicht in einem Flussdiagramm Prozessschritte, die durch die Paketfunkkanalkontrollerzulassungssteuerfunktion in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wahrgenommen werden;
  • Die 8A8C veranschaulichen in Flussdiagrammen Prozessschritte, die durch die Paketfunkkanalkontrollerverstopfungssteuerfunktion in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wahrgenommen werden;
  • 9 veranschaulicht in einem Flussdiagramm Prozessschritte, die durch den Paketfunkkanalressourcenmanager in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wahrgenommen werden;
  • 10 veranschaulicht in einem schematischen Blockdiagramm einen Paketverkehrsüberwacher in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
  • 11 veranschaulicht in einem schematischen Blockdiagramm eine Paketverkehrsverstopfungssteuerfunktion in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Unter Bezugnahme auf 1 ist ein Blockdiagramm eines Zellulartelekommunikationssystems 100 veranschaulicht, in dem die vorliegende Erfindung implementiert werden kann. Das Zellularsystem 100 umfasst einen Mobilsteuerknoten (MCN) 102 Funknetzkontroller (RNCs) 104 und 106, beides Stationen (BSs) 108, 110, 112, 114, 116 und 118 und Mobilstationen (MSs) 120, 122 und 124. Jede Basisstation 108, 110, 112, 114, 116 und 118 steuert eine Systemfunkkommunikation mit Mobilstationen innerhalb des Funkabdeckungsbereichs, als Zelle bezeichnet, der Basisstation.
  • Mobilstationen 120, 122 und 124 kommunizieren mit einer bestimmten Basisstation der Basisstation 108, 110, 112, 114, 116 und 118, in Abhängigkeit davon, in welchem Abdeckungsbereich einer Basisstation die Mobilstation angeordnet ist. In 1 sind Mobilstationen 120, 122 und 124 als über Funkschnittstellen 128, 130 und 132 mit Basisstationen 108, 112 bzw. 116 kommunizierend gezeigt. Die Basisstationen 108, 110 und 112 sind mit einem Funknetzkontroller 104 verbunden und die Basisstationen 114, 116 und 118 sind mit einem Funknetzkontroller 106 verbunden. Funknetzkontroller 104 und 106 sind ihrerseits mit einem Mobilsteuerknoten 102 verbunden. Der Mobilsteuerknoten 102 ist ein Vermittlungszentrum, das die Verbindung von dem Zellularsystem mit dem festen Netz 126 unterstützt. Der Mobilsteuerknoten 102 kann mit dem festen Netz 126 über Landleitungen oder äquivalente Verbindungen verbunden sein. Das feste Netz 126 kann ein Internet enthalten, ein öffentliches Telefonvermittlungsnetz (PSTN), ein Integrated Services Digital Network (ISDN), ein paketvermitteltes öffentliches Datennetz (PSPDN), oder ein X.25 System. Während das Zellulartelefonkommunikationssystem von 1 als eine bestimmte Konfiguration gezeigt ist, soll das Blockdiagramm nur eine beispielhafte Konfiguration eines Systems darstellen, in dem die vorliegende Erfindung implementiert werden kann. Die Erfindung ist auch auf ein beliebiges Paketvermittlungsfunksystem anwendbar, in dem Nutzer für einen Paketvermittlungsfunkkanal (PRCH) konkurrieren.
  • In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung arbeitet das Zellularsystem 100 in Übereinstimmung mit Protokollen, die für das Code Division Testbed (CODIT) Universal Mobile Telephone System (UMTS) Projekt entwickelt wurden, mit dem PRCH Konkurrenzmoduszugriff, der für CODIT/UMTS spezifiziert ist, gesteuert durch die PRCH Verkehrsmanagementfunktion der Erfindung. UMTS ist ein Mobilkommunikationssystem, das einen Direktsequenzkodeunterteilungsmehrfachzugriff (DS-CDMA, Direct Sequence Code Division Multiple Access) mit einer Mehrfachratenfunkschnittstellenarchitektur verwendet. In dem CODIT/UMTS System wird ein Paketfunkdienst Mobilstationen 120, 122 und 124 über einen oder mehrere PRCHs bereitgestellt. Jede Basisstation 108, 110, 112, 114, 116 und 118 richtet einen oder mehrere PRCHs auf Anfrage der Funknetzkontroller 104 und 106 oder des Mobilsteuerknotens 102 ein, oder terminiert diese. Der PRCH ist ein asymmetrischer Vollduplexkanal, der unabhängig auf sowohl der Aufwärtsverbindung (UL) und der Abwärtsverbindung (DL) mit variablen Mobilstationsdatenraten bis hinauf zu 9.6 kbps (Schmalbandkanal) oder bis hinauf zu 64 kbps (Mittelbandkanal) betrieben werden kann. Der MCN 102 kann mehrere Mobilstationen einem einzelnen PRCH innerhalb einer einzelnen Zelle zuordnen. Um mehrere Mobilstationen auf einem PRCH zu unterscheiden, weist der MCN jeder Mobilstation einen virtuellen Verbindungsidentifizierer (VCI) zu, wenn er einen Zugriff bewilligt. Der VCI wird durch einen k-Bitzahl repräsentiert und dient als eine eindeutige Adresse innerhalb des durch den MCN 102 kontrollierten Bereichs.
  • Der PRCH ist in zehn ms Zeitschlitze strukturiert, für eine Übermittlung fragmentierter Pakete zwischen Mobilstationen 120, 122 und 124 und dem Netz. Auf der DL (Abwärtsverbindung) kann der Mobilsteuerknoten 102 Mobilstationsdatenpakete und Information zum Steuern des Zugriffs und der Datenübertragung auf der UL (Aufwärtsverbindung) zu einer Mobilstation oder gleichzeitig zu einer Vielzahl von Mobilisationen übermitteln. Auf der UL können die Mobilstationen einen Zugriff auf einen UL PRCH gemeinsam nutzen, falls sie innerhalb des Abdeckungsbereichs der gleichen Basisstationen sind. Nach einem Erhalt eines Zugriffs auf den PRCH übermittelt die Mobilstation das Paket zum System über einen physikalischen Kanal. Der logische Kanal PRCH wird auf zwei physikalische Kanäle abgebildet, umfassend einen physikalischen Datenkanal (PDCH) und einen physikalischen Steuerkanal (PCCH). Zwei Basisstationstransceiver werden für eine Unterstützung eines PRCH gefordert.
  • Unter Bezugnahme auf 2 wird der Protokollstapel 200 für die Paketvermittlungsfunktionen des CODIT/UMTS veranschaulicht. In der Mobilstation umfasst der Mobilstationsprotokollstapel (MS/PS) 218 eine Netzschicht 202, eine Datenverbindungssteuer- (DLC) Schicht 204, eine Medienzugriffssteuerungs- (MAC) Schicht 206, und die physikalische Schicht 208. Auf der Netzseite umfasst der Netzprotokollstapel (NW/PS) 220 eine Netzschicht 210 und eine DLC-Schicht 212, jeweils entweder im MCN oder dem RNC angeordnet, eine Medienzugriffsschicht (MAC) 214, die innerhalb der Basisstation und MCN oder RNC angeordnet ist, und eine physikalische Schicht 216.
  • Die Einheit für einen verbindungslosen Paketdienst (CLPS) der Netzschicht 202 liefert den Paketdienst für die Mobilstation. Der CLPS der Netzschicht 210 liefert die Funktionen für eine Registrierung, Authentisierung, Zuordndung und Administration von VCIs und ein Verbinden zum Paketdatennetz. Während eines Paketrufs verwenden die CLPS Einheiten einen Administrator für die logische Verbindung (LLA, Logical Link Administrator), um anfänglich Paketdiensteinrichtsignale über einen zugeordneten Steuerkanal (DCCH und CC) zu leiten. Nach einer Einrichtung des Paketdienstes wird die Mobilstation einem PRCH zugeordnet, und alle Nachrichten zwischen den CLPS einschließlich Mobilstationsdatenpakete werden durch den DLC zu einer Paketfunk (PR) Steuereinheit übermittelt. Die PR Einheit ist auch für normale Mobiltelefonsystemfunktionen verantwortlich wie beispielsweise Übergabe, Verbindungswiedereinrichtung, etc.
  • Die auf den PRCH zu übermittelnden Pakete sind fragmentiert, mit einem Blockkode (BC) geschützt, um Übertragungsfehler auf der Empfangsseite zu ermitteln, faltungskodiert, interleaved (IL), verschachtelt, durch einen Multiplexer (MUX) geschaltet und werden dann über den PDCH übermittelt. Steuerinformation, z.b. für eine Leistungssteuerung, kann auch über den PCCH übermittelt werden. Auf der Empfangsseite werden die Fragmente aus den empfangenen Abtastungen rekonstruiert, wieder in Pakete angeordnet, und zu einer Einheit für einen verbindungslosen Paketdienst (CLPS) weitergeleitet. Wenn ein Blockdecoder auf der Empfangsseite den Empfang eines fehlerhaften Paketfragments erfasst, fordert eine Paketfunksteuerungsfunktion eine Wiederholung der Übertragung an. Im Zellularsystem 100 können mehrere PRCHs unter den Zellen verteilt sein, die durch die Basisstationen 108, 110, 112, 114, 116 und 118 gesteuert werden.
  • Unter Bezugnahme nunmehr auf die 3A und 3B wird der Austausch von Signalen auf der Aufwärtsverbindung (UL) und bzw. der Abwärtsverbindung (DL) eines Zellularsystems PRCH erläutert, der in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung betrieben wird. Die 3A und 3B zeigen den Signalaustausch zwischen einer Mobilstation (MS) 300 und dem Netz (NW) 302. Die Mobilstation 300 ist funktional als Mobilstationsprotokollstapel (MS/PS) 218 und Mobilstationssystemmanager (MS/SM) 220 gezeigt. Das Netz 302 ist funktional als Netzprotokollstapel (NW/PS) 222 und Netzsystemmanager (NW/SM) 224 gezeigt. Der Protokollstapel ist für eine Datenübertragung verantwortlich und der Systemmanager ist für eine Steuerung und Überwachung der Verbindung zwischen dem Netzwerk und der Mobilstation verantwortlich.
  • Für eine Aufwärtsverbindungs- (UL) Paketübertragung und Empfang wird das folgende Verfahren angewendet (die Schritte entsprechen der Nummerierung der Pfeile in 3A).
    • 1U. Der MS/PS 218 kann drei unterschiedliche Arten von Paketen zum NW/PS 222 senden, von denen zwei eine Bestätigung erfordern. a. Pakete, die eine Bestätigung erfordern: – Pakete mit Nutzerdaten; und – Pakete mit Nutzerdaten mit angefügten Abwärtsverbindungsberichten (DLRs). b. Pakete, die keine Bestätigung erfordern: – Pakete, die nur DLRs enthalten. Ein Zeitgeber ist im MS/SM 220 eingestellt, wenn ein eine Bestätigung erforderndes Paket gesendet wird. Falls der Zeitgeber abläuft, bevor eine Bestätigung empfangen wird, wird das Paket als verloren betrachtet.
    • 2U. Für alle UL-Datenpakete werden Qualitätsabgriffe zum NW/SM 224 gesendet. An dem Ende des UL-Paketes wird ein Paketstoppsignal zum NW/SM 224 gesendet, was anzeigt, dass der letzte Qualitätsabgriff für dieses bestimmte Paket gesendet wurde.
    • 3U. Nach einem Empfang eines UL-Datenpakets wird ein UL-Paketbericht zum NW/SM 224 gesendet. Dieser Bericht enthält für eine Verkehrsüberwachung erforderliche Information.
    • 4U. Falls das UL-Paket einen angefügten DLR enthält, oder falls das Paket einen eigenständiger DLR ist, wird die DL-Qualitätsschätzung extrahiert und zum NW/SM 224 weitergeleitet.
    • 5U. Falls das übermittelnde UL-Datenpaket eine Bestätigung erfordert, wird eine Bestätigungsnachricht vom NW/PS 222 zum MS/PS 218 gesendet. Die Nachricht kann entweder eigenständig sein oder einem DL-Mobilstationsinformationspaket angefügt sein.
    • 6U. Bei Empfang einer Bestätigung im MS/PS 218 wird ein Paketbestätigungssignal zum MS/SM 220 gesendet. Falls eine Bestätigung vor einem Prozess des im Schritt 1 eingeführten Zeitgebers empfangen wird, wird eine Paketverlustnachricht zum MS/SM 220 gesendet.
  • Für eine DL-Paketübertragung und -Empfang wird das folgende Verfahren angewendet (die Schritte entsprechen der Nummerierung der Pfeile in 3B):
    • 1D. Der NW/PS 222 kann drei unterschiedliche Arten von Paketen zum MS/PS 218 senden, von denen zwei eine Bestätigung erfordern. a. Eine Bestätigung erfordernde Pakete: – Pakete mit Nutzerdaten; und – Pakete mit Nutzerdaten und angefügter Bestätigung/Nichtbestätigungs-(ack/nack) Information für vorhergehend empfangene UL-Pakete. b. keine Bestätigung erfordernde Pakete: – Pakete, die nur ack/nack Information für vorhergehende empfangene UL-Pakete enthalten. Ein Zeitgeber wird eingestellt, wenn eine Bestätigung erfordernde Pakete gesendet werden. Falls der Zeitgeber abläuft, bevor eine Bestätigung empfangen wird, wird das Paket als verloren betrachtet.
    • 2D. Wenn ein DL-Datenpaket übertragen wird, wird ein DL-Paketreport zum NW/SM 224 gesendet. Der Bericht enthält Information, die für eine Verkehrsüberwachung erforderlich ist.
    • 3D. Wenn ein DL-Datenpaket im MS/PS 218 empfangen wird, werden Qualitätsabgriffe für jeden Rahmen extrahiert und zum MS/SM 220 gesendet. Am Ende des DL-Pakets wird ein Paketstoppsignal zum MS/SM 220 gesendet, was anzeigt, dass der letzte Qualitätsabgriff für dieses bestimmte Paket gesendet wurde.
    • 4D. Nach einem Empfang eines Paketstoppsignals wird eine Qualitätsschätzung zum MS/PS 218 gesendet. Diese Schätzung ist ein Maß für die Qualität des gesamten Pakets, das auf der DL gesendet wurde.
    • 5D. Ein Downlinkreport (DLR, Abwärtsverbindungsbericht) mit einer ack/nack Nachricht und einer Qualitätsschätzung wird zum NW/PS 222 für jedes empfangene DL-Paket mit Nutzerdaten gesendet. Der DLR kann entweder eigenständig gesendet werden oder an ein UL-Nutzerdatenpaket angefügt werden. Nach einem Empfang des DLR in dem NW/PS 222 wird die Qualitätsschätzung zum NW/SM 224 weitergeleitet.
    • 6D. Falls die ack/nack Information im DLR eine Bestätigung enthält, wird ein Paketbestätigungssignal zum NW/SM 224 gesendet. Falls keine Bestätigung empfangen wird, bevor der oben im Schritt 1 eingeführte Zeitgeber abläuft, wird eine Paketverlustnachricht zum NW/SM 224 gesendet.
  • Unter Bezugnahme auf 4 wird ein Funktionalblockdiagramm von Paketfunkverkehrsmanagementfunktionen in einem Zellularsystem gezeigt, das in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung betrieben wird. Die Funktionalität des Paketfunkverkehrsmanagements, logisch im NW/SM 224 angeordnet, enthält drei Hauptblöcke: den PRCH Manager 402, den Ressource Manager 404 und PRCH Kontroller 406a, 406b, 406c und 406d. Normalerweise gibt es für jede Basisstation des Systems einen PRCH Manager 402. Falls eine Basisstation mehr als eine Zelle unterstützt, gibt es einen PRCH Manager 402 für jede Zelle. Die Anzahl von PRCH Kontrollern 406a, 406b, 406c und 406d hängt von der Anzahl von notwendigen PRCHs ab, und für einen paketvermittelten Verkehr in der Zelle verfügbaren Ressourcen. Im in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel gibt es vier PRCHs in der Zelle. Jeder PRCH Kontroller steuert einen PRCH mit einer Aufwärtsverbindung und einer Abwärtsverbindung. Der PRCH Manager 402 wird aufgerufen, wenn es notwendig ist, dass ein Nutzer Zugriff auf einen PRCH der Zelle bekommt. Ein Empfang einer Serviceanfrage über den NW/PS 222 ruft den PRCH Manager 402 auf. Der PRCH Manager 402 wird auch aufgerufen, wenn ein Paketruf von einem PRCH aufgrund einer Verstopfung ausgeschlossen wird, und eine Paketrufabweisungsanzeige wird von einem PRCH Steuerer empfangen. Zusätzlich wird der PRCH Manager 402 aufgerufen, wenn ein intern erzeugtes Zulassungswarteschleifensignal oder eine PRCH Einrichtebewilligungs/Verweigerungs- oder Freigabebewilligung/Verweigerungssignal von dem Ressourcenmanager empfangen wird.
  • Eine Serviceanfrage könnte in irgendeiner der folgenden Situationen empfangen werden:
    • 1) Ein neuer Nutzer wünscht Zugriff auf einen PRCH, um einen Paketvermittlungsdienst zu initiieren.
    • 2) Ein Nutzer wünscht eine Übergabe von einem PRCH einer anderen Zelle zu einem PRCH der Zelle, in der der PRCH Manager 402 befindlich ist.
    • 3) Ein Nutzer möchte eine verlorene PRCH Verbindung erneut einrichten.
    • 4) Ein Nutzer möchte Verkehrserfordernisse aktualisieren, siehe unterhalb.
  • Jedes der oben aufgelisteten Verkehrsereignisse hat eine Serviceanfrage zur Folge, die zu dem PRCH Manager weitergeleitet wird. Die Serviceanfrage enthält für eine Bewertung durch die Serviceanforderungsevaluierungsfunktion 408 des PRCH Managers 402 notwendige Information. Die Information enthält:
    • – Art der Anfrage
    • – Erforderlicher geschätzter mittlerer Nutzerdatenverkehr, Pave (skaliert auf die maximale Nutzerbitrate des PRCH). Dieses enthält getrennte Parameter für die UL und die DL.
    • – Erforderlicher geschätzter Maximalnutzerdatenverkehr, Pmax (skaliert auf die Maximalnutzerbitrate des PRCH). Dieses umfasst getrennte Parameter für die UL und die DL.
    • – Priorität, PRI. Dieser Parameter kann einen Wert innerhalb des Intervalls [O, Primax] aufweisen. Die Priorität kann auf Grundlage der Mobilstation zugeordnet werden, die den Ruf initiiert, oder die angerufen wird, oder auf einer anderen Grundlage.
  • Eine Dienstanfrage wird über die Dienstanfragenevaluierungsfunktion 408 evaluiert. Mit der Dienstanfrageevaluierung sendet der PRCH Manager 402 eine PRCH Zulassungsanfrage für einen Paketruf an einen der PRCH Kontroller 406a, 406b, 406c oder 406d. Der PRCH Manager 402 wird jeden PRCH Kontroller 406a, 406b, 406c oder 406d versuchen, bis eine Zulassung bewilligt wird, oder der Paketruf auf keinem der PRCHs zugelassen wird. Falls der Paketruf auf keinen der existierenden PRCHs zugelassen wird (die PRCH Zulassungsanfrage wird durch alle PRCH Kontroller 406a, 406b, 406c und 406d verneint), entscheidet der PRCH Manager 402, ob die Dienstanfrage verweigert werden sollte, oder ob der Paketruf in die Zulassungswarteschleife 420 gesetzt werden sollte, unter Verwendung der Zulassungswarteschleifenhandhabungsfunktion 410.
  • Ein in die Zulassungswarteschleife gesetzter Paketruf wird temporär ausgesetzt, d.h. keine Information darf zwischen den Nutzern ausgetauscht werden. Falls der Paketruf nicht in die Zulassungsschlange gesetzt wird, wird ein Dienstverweigerungssignal an den Nutzer gesendet. Falls der Paketruf in die Zulassungsschlange zu setzen ist, informiert der PRCH Manager den Nutzer durch Aussenden eines Paketrufaussetzungsanzeigesignals.
  • Ein Paketrufausschlussanzeigesignal wird am PRCH Manager 402 von einem PRCH Kontroller empfangen, wenn ein Paketruf von einem PRCH aufgrund einer Verstopfung ausgeschlossen wird, d.h. der Paketruf von dem PRCH entfernt wird. Ein Paketrufausschlussanzeigesignal wird durch die Paketrufausschlussevaluierungsfunktion 422 bewertet. In der Paketrufausschlussevaluierungsfunktion 402 sendet der PRCH Manager 402 eine PRCH Zulassungsanfrage für den ausgeschlossenen Paketruf an einen der PRCH Kontroller 406a, 406b, 406c oder 406d. Der PRCH Manager 402 wird es bei jedem PRCH Kontroller 406a, 406b, 406c und 406d versuchen, bis eine Zulassung bewilligt wurde, oder der ausgeschlossene Paketruf auf keinem der PRCHs zugelassen wird.
  • Falls der Paketruf auf keinem der existierenden PRCHs zugelassen wird, entscheidet der PRCH Manager 402, ob der ausgeschlossene Paketruf entfernt werden sollte, oder ob der ausgeschlossene Paketruf in die Zulassungswarteschleife 420 gesetzt werden sollte, unter Verwendung der Zulassungswarteschleifenhandhabungsfunktion. Falls der ausgeschlossene Paketruf in die Zulassungsschlange 420 gesetzt wird, wird der Paketruf temporär ausgesetzt, und ein Paketrufaussetzungsanzeigesignal wird zum Nutzer über den NW/PS 222 gesendet. Falls das ausgeschlossene Paket nicht in die Zulassungsschlange 420 gesetzt wird, wird ein Paketrufentfernungsanzeigesignal zum Nutzer über den NW/PS 222 gesendet.
  • Ein Paketrufzulassungswarteschleifensignal zeigt an, dass die Zulassungswartungsschlange 420 überprüft werden soll. Das Zulassungswarteschleifensignal kann durch einen Zeitgeber erzeugt werden, der gesetzt wird, wie es der Systembetreiber wünscht. Ein Paketrufzulassungswarteschleifensignal wird über die Zulassungswarteschleifenhandhabungsfunktion 410 evaluiert. In der Zulassungswarteschleifenhandhabungsfunktion sendet der PRCH Manager 402 eine PRCH Zulassungsanfrage für den Paketruf in der Zulassungswarteschleife mit der höchsten Priorität zu einem der PRCH Kontroller 406, 406b, 406b oder 406d. Der PRCH Manager 402 sendet die Zulassungsanfrage zu jedem PRCH Kontroller 406a, 406b, 406c oder 406d, bis eine Zulassung bewilligt wurde oder der Paketruf in keinem der PRCHs zugelassen wurde, falls der Paketruf auf einem beliebigen der PRCHs zugelassen wird, wird ein Paketrufwiederaufnahmeanzeigesignal zum Nutzer über den NW/PS 222 gesendet.
  • Der PRCH Manager 402 entscheidet auch, wann es notwendig ist, einen neuen PRCH einzurichten, oder einen existierenden PRCH freizugeben, über die PRCH Managementfunktion 412. Im Falle sowohl einer PRCH Einrichtung als auch PRCH Freigabe wird ein Einrichte- oder Freigabeanforderungssignal an den Ressource Manager 404 gesendet, der die Zuordnung von Systemressourcen für PRCHs steuert. Der Ressourcen Manager 404 verweigert oder bewilligt die Anfrage durch Aussenden eines Einrichtanforderungsbewilligungs- oder Einrichtanforderungsverweigerungssignals zum PRCH Manager 402, oder durch Aussenden eines Freigabeanforderungsbewilligungs- oder Freigabeanforderungsverweigerungssignals zum PRCH Manager 402.
  • Jeder PRCH Kontroller 406a, 406b, 406c und 406d überwacht den Verkehr auf einem PRCH der Zelle. Es gibt einen PRCH Kontroller für jeden PRCH in einer Zelle. Jeder PRCH Kontroller 406a, 406b, 406c und 406d empfängt Verkehrsinformation auf dem PRCH, den er steuert, von dem NW/PS 222 in einem Paketbericht. Der Paketbericht wird durch die PRCH Verkehrsüberwachungsfunktion 414a, 414b, 414c oder 414d hinsichtlich des relevanten PRCH bewertet. Die Information, die in dem Paketbericht enthalten ist, wird dazu verwendet, zu entscheiden, ob neue Paketrufe zu dem PRCH über die PRCH Zulassungssteuerungsfunktion 416a, 416b, 416c oder 416d zugelassen werden können, wenn eine Zulassungsanforderung vom PRCH Manager 402 empfangen wird. Die in dem Paketbericht enthaltene Information kann auch dazu verwendet werden, zu entscheiden, ob die PRCH Verstopfungssteuerungsfunktion 418a, 418b, 418c oder 418d dazu verwendet werden sollte, einen bereits zugelassenen Paketruf aufgrund einer PRCH Überlast auszuschließen. In diesem Fall wird ein Paketrufausschlussanzeigesignal zum PRCH Manager gesendet. Der PRCH Manager entscheidet dann, ob der Paketruf temporär ausgesetzt oder entfernt werden sollte, über die Paketrufausschlussevaluierungsfunktion 422. In Abhängigkeit von dieser Entscheidung werden die Nutzer durch ein Paketrufaussetzungsanzeigesignal oder einen Paketrufentfernungsanzeigesignal benachrichtigt.
  • Der Ressourcenmanager 404 steuert die Zuordnung von Systemressourcen für Paketfunkkanäle. Der PRCH Manager 402 kann anfordern, dass ein neuer PRCH eingerichtet wird, oder freigegeben wird, durch Aussenden einer PRCH Einrichte/Freigabeanforderung zum Ressourcenmanager 404. Der PRCH Manager 404 überwacht kontinuierlich die Größe der Zulassungswarteschleife 420. Wann immer der gesamterforderliche geschätzte mittlere Datenverkehr aller Paketrufe in der Zulassungswarteschleife Pq eine Begrenzung Pnew PRCH, gesetzt für die Zulassungswarteschleife, überschreitet, wird eine PRCH Einrichteanforderung zum Ressourcenmanager 404 der höheren Ebene gesendet. Falls ein Pnew PRCH auf Null eingestellt ist, wird der PRCH Manager immer mehr Ressourcen anfordern, sobald die existierenden PRCHs voll sind. Sobald die Anzahl von einem PRCH zugewiesenen Nutzern Null ist, wird eine PRCH Freigabeanforderung zum Ressourcenmanager 404 gesendet. Falls bewilligt, wird der PRCH freigegeben.
  • Der PRCH Manager 402 und die PRCH Kontroller 406a, 406b, 406c und 406d können in die Basisstationen implementiert werden, die Funknetzkontroller und Mobilsteuerknoten eines Zellularsystems, wie beispielsweise dem in 1 gezeigten System. Die tatsächliche Implementierung kann entweder in Hardware oder Software sein, oder in einer Kombination von Hardware und Software, was in Verbindung mit einem oder mehreren Prozessoren betrieben wird. Prozessoren und Software zur Implementierung dieser Typen von Funktionen sind im Stand der Technik wohl bekannt.
  • Unter Bezugnahme nunmehr auf die 5A, 5B, 5C und 5D werden Verkehrsflussdiagramme gezeigt, die jeweilig Dienstanforderungsevaluierungs-, Paketrufauschlussevaluierungs-Zulassungswarteschleifenhandhabungs-, und PRCH Managementprozessschritte veranschaulichen, die durch den PRCH Manager 402 in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden.
  • Der PRCH Manager 402 empfängt eine Eingabe, während er im Wartezustand von Schritt 502 von 5A ist. Die Eingabe kann eine Dienstanfrage sein, eine Paketrufausschlussanzeige, ein intern erzeugtes Zulassungswarteschleifensignal oder ein PRCH Einrichtbewilligungs- oder Verweigerungssignal, oder ein Freigabebewilligungs- oder Verweigerungssignal, das von dem Ressourcen Manager 404 empfangen wird. Im Schritt 504 wird festgestellt, ob eine Dienstanfrage vom NW/PS 222 empfangen wurde. Falls keine Dienstanfrage empfangen wurde, schreitet der Prozess bzw. Ablauf zum Schritt 534 von 5B. Falls jedoch eine Dienstanfrage empfangen wurde, schreitet der Prozess zum Schritt 506 voran, und beginnt mit der Dienstanforderungsevaluierung.
  • Die Dienstanforderungsevaluierung von Schritt 506 involviert ein Anfragen einer PRCH Zulassung in Schritten 508, 510, 512, 514, 516, 518 und 520. Die Dienstanforderungsevaluierung wird für jeden PRCH Kontroller 406a, 406b, 406c und 406d aufeinanderfolgend wiederholt, bis eine Zulassung zu einem PRCH bewilligt wird oder kein PRCH verbleibt. Im Schritt 508 sendet der PRCH Manager 402 eine PRCH Zulassungsanfrage an einen der PRCH Kontroller 406a, 406b, 406c oder 406d aus. Der Prozess schreitet dann zum Schritt 510 voran, in dem der PRCH Manager 402 auf eine Antwort wartet. Der PRCH Manager 402 überprüft periodisch im Schritt 512, um festzustellen, ob eine Antwort von den PRCH Kontrollern 406a, 406b, 406c oder 406d empfangen wurde. Falls keine Antwort empfangen wurde, kehrt der Prozess zurück zum Wartezustand von 510. Falls jedoch im Schritt 512 festgestellt wird, dass eine Antwort vom PRCH Kontroller 406a, 406b, 406c oder 406d empfangen wurde, ist der PRCH Zulassungsanfrageprozess vervollständigt, und der Prozess schreitet zum Schritt 514 voran, in dem bestimmt wird, ob die Antwort eine Zulassungsbewilligung ist. Falls die Antwort eine Zulassungsbewilligung ist, ist der Dienstanfrageevaluierungsprozess im Schritt 520 beendet, und der Prozess schreitet zum Schritt 522 voran.
  • Falls im Schritt 514 jedoch festgestellt wird, dass die Antwort keine Zulassungsbewilligung ist, ist es eine Zulassungsverweigerungsantwort, und der Prozess schreitet zum Schritt 516 voran, in dem festgestellt wird, ob die momentane Antwort von dem PRCH Kontroller gesendet wurde, an den eine Zulassungsanfrage hätte gesendet werden können. Falls es nicht der letzte PRCH Kontroller war, schreitet der Prozess zu Schritt 518 voran, und fährt mit dem Dienstanfrageevaluierungsprozess von Schritt 506 mit dem nächsten PRCH voran. Der Dienstanfrageevaluierungsprozess von Schritt 506 wird wiederholt, bis eine Zulassungsbewilligungsantwort von dem PRCH Kontroller 406a, 406b, 406c oder 406d empfangen wurde, oder bis alle PRCH Kontroller eine Zulassung verweigert haben. Wenn der Dienstanfrageevaluierungsprozess beendet ist, schreitet der Prozess zu Schritt 522.
  • Im Schritt 522 wird festgestellt, ob eine Zulassungsbewilligungsantwort von irgendeinem der PRCH Kontroller empfangen wurde. Falls eine Zulassungsbewilligung von einem PRCH Kontroller empfangen wurde, schreitet der Prozess zum Schritt 524 voran, in dem ein Dienstbewilligungssignal zu dem Nutzer über den NW/PS 308 gesendet wird. Vom Schritt 524 schreitet der Prozess dann zum Schritt 534 von 5B voran. Falls jedoch im Schritt 522 festgestellt wird, dass keine Zulassungsbewilligung von irgend einem der PRCH Kontroller empfangen wurde, schreitet der Prozess zu Schritt 528 voran. Im Schritt 528 bestimmt der PRCH Manager 402 unter Verwendung der Zulassungswarteschleifehandhabungsfunktion 410, ob der Paketruf in die PRCH Zulassungswarteschleife zu setzen ist. Es wird festgestellt, dass der Paketruf in die Zulassungswarteschleife 420 zu setzen ist, wenn das folgende Kriterium erfüllt ist: Pave(r) + Pq(r) < Pmax(r)
  • Pave(r) ist der erforderliche geschätzte mittlere Datenverkehr für den Nutzer als eine Funktion der Dienstanfrage r und Pq(r) ist der angeforderte Verkehr für alle Paketrufe in der Zulassungswarteschleife des Dienstanfragtyps r. Pq(r) ist ein Maß der momentanen Größe der Warteschleife für den Dienstanfragetyp. Pmax(r) ist der maximale erlaubte angeforderte Verkehr in der Zulassungswarteschleife 420 als eine Funktion der Dienstanfrage. In Alternativen des Ausführungsbeispiels kann der Vergleich auch unter Verwendung von Pave(r), Pq(r) und Pmax(r) Werten für die Aufwärtsverbindung und die Abwärtsverbindung separat vorgenommen werden, oder unter Verwendung von Werten für die Aufwärtsverbindungen und Abwärtsverbindungen in Kombination. Es ist möglich, unterschiedliche Pmax für unterschiedliche Arten von Dienstanfragen, r, zu haben. In diesem Fall kann eine Priorisierung zwischen unterschiedlichen Dienstanfragen im Schritt 528 vorgenommen werden. Wenn beispielsweise ein PRCH während einer Übergabe angefragt wird, kann der Wert von Pmax(r) höher eingestellt werden als der Wert von Pmax(r), wenn ein Zugriff auf eine PRCH für das erste Mal angefragt wird.
  • Falls im Schritt 528 festgestellt wird, dass der Paketruf in die PRCH Warteschleife zu setzen ist, wird die Rufidentität in die Zulassungswarteschleife 420 gesetzt, und der Prozess schreitet zum Schritt 531 voran, in dem ein Dienstbewilligungssignal zum Nutzer über den NW/PS 222 gesendet wird. Der Prozess schreitet als nächstes zum Schritt 532 voran, in dem ein Paketrufaussetzungsanzeigesignal zum Nutzer über den NW/PS 308 gesendet wird. Der Prozess schreitet dann zum Schritt 534 von 5B voran. Falls jedoch im Schritt 528 festgestellt wird, dass der Paketruf nicht in die PRCH Zulassungswarteschleife 420 zu setzen ist, schreitet der Prozess zu Schritt 530 voran, und ein Dienstverweigerungssignal 428 wird zum Nutzer gesendet. Der Prozess schreitet dann zum Schritt 534 von 5B voran.
  • Im Schritt 534 von 5B wird festgestellt, ob eine Paketrufausschlussanzeige empfangen wurde. Falls die Eingabe keine Paketrufausschlussanzeige war, schreitet der Prozess zum Schritt 562 von 5C voran. Falls jedoch im Schritt 534 festgestellt wird, dass eine Paketrufausschlussanzeige empfangen wurde, schreitet der Prozess zum Schritt 536 voran. Im Schritt 536 wird eine PRCH Zulassungsanfrage für den ausgeschlossenen Paketruf zum PRCH Kontroller 406a, 406b, 406c oder 406d vom PRCH Manager 402 gesendet. Der Zulassungsanfrageprozess von Schritt 536 involviert die Schritte 538, 540, 542, 544, 546, 548 und 550. Der Schritt 536 wird für jeden PRCH Kontroller 406a, 406b, 406c oder 406d wiederholt, bis eine Zulassung für alle PRCHs angefragt wurde. Im Schritt 538 sendet der PRCH Manager 402 eine PRCH Zulassungsanfrage an den PRCH Kontroller 406a, 406b, 406c oder 406d. Der Prozess schreitet dann zum Schritt 540 voran, wenn der PRCH Manager 402 auf eine Antwort wartet. Der PRCH Manager 402 überprüft periodisch im Schritt 542, um festzustellen, ob eine Antwort vom PRCH Kontroller 406 empfangen wurde. Falls keine Antwort empfangen wurde, kehrt der Prozess zurück in den Wartezustand von Schritt 540. Wenn jedoch im Schritt 542 festgestellt wird, dass eine Antwort vom PRCH Kontroller empfangen wurde, an den die Zulassungsanfrage gesendet wurde, schreitet der Prozess zum Schritt 544 voran, in dem festgestellt wird, ob die Antwort eine Zulassungsbewilligung ist. Falls die Antwort eine Zulassungsbewilligung ist, endet die Paketrufausschlussevaluierung im Schritt 550 und der Prozess schreitet zum Schritt 552 voran. Falls jedoch im Schritt 544 festgestellt wird, dass die Antwort keine Zulassungsbewilligung ist, ist es eine Zulassungsverweigerungsantwort, und der Prozess schreitet zum Schritt 546, in dem festgestellt wird, ob die Zulassungsverweigerungsantwort vom letzten PRCH Kontroller gesendet wurde, an den eine Zulassungsanfrage gesendet werden hätte können. Falls es nicht der letzte PRCH Kontroller war, schreitet der Prozess zum Schritt 566 voran, und wiederholt den Zulassungsanforderungsprozess von Schritt 536 für den nächsten PRCH. Die Paketrufausschlussevaluierung von Schritt 536 wird wiederholt, bis eine Zulassungsbewilligungsantwort von einem PRCH Kontroller empfangen wurde, oder bis alle PRCH Kontroller 406a, 406b, 406c und 406d eine Zulassung verweigert haben. Wenn der Paketrufausschlussbewertungsablauf von Schritt 536 beendet ist, schreitet der Prozess zum Schritt 552 voran.
  • Im Schritt 552 wird festgestellt, ob eine Zulassungsbewilligungsantwort von irgendeinem PRCH Kontroller während des Schritts 536 empfangen wurde. Falls eine Zulassungsbewilligung von einem PRCH Kontroller empfangen wurde, schreitet der Prozess zum Schritt 554 voran, in dem ein Paketrufaktualisierungsanzeigesignal zu dem Nutzer über den NW/PS 222 gesendet wird. Vom Schritt 554 schreitet der Prozess zum Schritt 562 von 5C voran. Falls jedoch im Schritt 552 festgestellt wird, dass keine Zulassungsbewilligung empfangen wurde, schreitet der Prozess zum Schritt 556 voran. Im Schritt 556 bestimmt der PRCH Manager 402 unter Verwendung der Zulassungswarteschleifenhandhabungsfunktion 410 ob der ausgeschlossene Paketruf in die PRCH Zulassungswarteschleife zu setzen ist. Die gleichen Zulassungskriterien werden am Schritt 556 verwendet, die für Schritt 528 von 5A beschrieben wurden. Falls im Schritt 556 festgestellt wird, den ausgeschlossenen Paketruf in die Zulassungswarteschleife 420 zu setzen, schreitet der Prozess zum Schritt 560 voran, und ein Paketrufaussetzungsanzeigesignal wird zum Nutzer über den NW/PS 222 gesendet. Der Prozess schreitet dann vom Schritt 560 zum Schritt 562 von 5C voran. Falls es jedoch im Schritt 556 bestimmt wird, dass der ausgeschlossene Paketruf nicht in die Zulassungswarteschleife 420 zu setzen ist, schreitet der Prozess zu Schritt 558 voran, und ein Paketrufentfernungsanzeigesignal wird zum Nutzer über den NW/PS 222 gesendet. Der Prozess schreitet dann vom Schritt 558 zum Schritt 562 von 5C voran.
  • Im Schritt 562 von 5C wird festgestellt, ob ein Zulassungswarteschleifensignal empfangen wurde. Falls kein Zulassungswarteschleifensignal empfangen wurde, schreitet der Prozess zum Schritt 584 von 5D voran. Falls jedoch festgestellt wird, dass ein Zulassungswarteschleifensignal empfangen wurde, schreitet der Prozess zum Schritt 563 voran. Im Schritt 563 wird festgestellt, ob irgendwelche Paketrufe in der PRCH Zulassungswarteschleife sind. Falls keine Paketrufe in der PRCH Zulassungswarteschleife 420 der Zelle sind, schreitet der Prozess zum Wartezustand von Schritt 502 in 5A voran. Im Schritt 502 wird der Prozess auf eine Eingabe warten. Falls jedoch im Schritt 563 bestimmt wird, dass die PRCH Zulassungswarteschleife 420 Paketrufe enthält, schreitet der Prozess zum Schritt 564 voran. Im Schritt 564 wird eine PRCH Zulassungsanfrage für den Paketruf mit einer höchsten Priorität in der Zulassungswarteschleife 420 zum PRCH Kontroller 406a, 406b, 406c oder 406d vom PRCH Manager 402 gesendet.
  • Der Zulassungsanfrageprozess von Schritt 564 involviert die Schritte 566, 568, 570, 572, 574, 576 und 578. Der Schritt 564 wird für jeden PRCH Kontroller 406a, 406b, 406c oder 406d wiederholte, bis eine Zulassung auf einen PRCH bewilligt wird, oder bis eine Zulassung bei allen PRCHs angefragt wurde. Im Schritt 566 sendet der PRCH Manager 402 eine PRCH Zulassungsanfrage an den PRCH Kontroller 406a, 406b, 406c oder 406d. Der Prozess schreitet dann zum Schritt 568 voran, in dem der PRCH Manager 402 auf eine Antwort wartet. Der PRCH Manager 402 prüft periodisch im Schritt 570, um festzustellen, ob eine Antwort vom PRCH Kontroller 406 empfangen wurde. Falls keine Antwort empfangen wurde, kehrt der Prozess zurück zum Wartezustand von 568, falls jedoch im Schritt 570 bestimmt wird, dass eine Antwort vom PRCH Kontroller empfangen wurde, an den die Zulassungsanfrage gesendet worden war, schaltet der Prozess zum Schritt 572 voran, in dem festgestellt wird, ob die Antwort eine Zulassungsbewilligung ist. Falls die Antwort eine Zulassungsbewilligung ist, endet der Zulassungsbewilligungsprozess im Schritt 578 und der Prozess schreitet zum Schritt 586 voran. Falls jedoch im Schritt 572 festgestellt wird, dass die Antwort keine Zulassungsbewilligung ist, ist es eine Zulassungsverweigerungsantwort, und der Prozess schreitet zum Schritt 574 voran, in dem festgestellt wird, ob die Zulassungsverweigerungsantwort von dem letzten PRCH Kontroller gesendet wurde, an den eine Zulassungsanfrage hätte gesendet werden können.
  • Falls es nicht der letzte PRCH Kontroller war, schreitet der Prozess zum Schritt 566 voran, und wiederholt den Zulassungsanfrageprozess von Schritt 564 für den nächsten PRCH. Die Zulassungsanfrageevaluierung von Schritt 564 wird wiederholt, bis eine Zulassungsbewilligungsantwort von einem PRCH Kontroller empfangen wird, oder bis alle PRCH Kontroller 406a, 406b, 406c und 406d eine Zulassung verweigert haben. Wenn der Zulassungsanfrageprozess von Schritt 564 beendet ist, schreitet der Prozess zum Schritt 580 voran.
  • Im Schritt 580 wird festgestellt ob eine Zulassungsbewilligungsantwort von irgendeinem PRCH Kontroller im Schritt 564 empfangen wurde. Falls eine Zulassungsbewilligungsantwort von einem PRCH Kontroller empfangen wurde, wird der Paketruf mit einer höchsten Priorität in der Zulassungswarteschleife 420 von der Warteschleife entfernt, und der Prozess schreitet zum Schritt 582 voran, in dem ein Paketrufwiederaufnahmeanzeigesignal zum Nutzer über den NW/PS 222 gesendet wird. Vom Schritt 582 schreitet der Prozess zum Schritt 584 von 5D voran. Falls jedoch im Schritt 580 festgestellt wird, dass keine Zulassungsbewilligung empfangen wurde, schreitet der Prozess direkt zum Schritt 584 von 5D voran.
  • Im Schritt 584 von 5D wird festgestellt, ob eine PRCH Einrichtebewilligung vom Ressourcenmanager 402 empfangen wurde. Falls eine PRCH Einrichtebewilligung vom Ressourcenmanager 402 empfangen wurden, schreitet der Prozess zum Schritt 586 voran, und der PRCH Manager erzeugt einen neuen PRCH Kontroller. Als nächstes schreitet der Prozess zum Schritt 592 voran. Falls jedoch im Schritt 584 festgestellt wird, dass keine PRCH Freigabebewilligung empfangen wurde, schreitet der Prozess zum Schritt 588 voran, in dem festgestellt wird, ob eine PRCH Freigabebewilligung vom Ressourcenmanager 402 empfangen wurde. Falls eine PRCH Einrichtebewilligung empfangen wurde, schreitet der Prozess zum Schritt 590 voran, in dem der PRCH Manager Ressourcen von dem PRCH Kontroller dealloziiert bzw. freigegeben, für den die Freigabeanfrage gesendet wurde. Als nächstes schreitet der Prozess zum Schritt 592 voran. Falls jedoch im Schritt 588 festgestellt wird, dass eine PRCH Einrichtebewilligung nicht empfangen wurde, schreitet der Prozess direkt zum Schritt 592 voran.
  • Im Schritt 592 wird der angeforderte Verkehr für alle Paketrufe in der Zulassungswarteschleife evaluiert. Als nächstes wird im Schritt 594 festgestellt, ob ein neuer PRCH erforderlich ist. Falls der gesamte erforderliche geschätzte mittlere Datenverkehr aller Paketrufe in der Zulassungswarteschleife Pq eine Begrenzung Pnew PRCH überschreitet, eingerichtet für die Zulassungswarteschleife, ist ein neuer PRCH erforderlich, und der Prozess schreitet zum Schritt 596 voran. In Alternativen des Ausführungsbeispiels kann der Vergleich von Pq und Pnew PRCH unter Verwendung eines Pq und eines Pnew PRCH Wertes für die Aufwärtsverbindungen und Abwärtsverbindungen separat durchgeführt werden, oder unter Verwendung von Pq und Pn PRCH Werten für die Aufwärtsverbindungen und Abwärtsverbindungen der Zelle in Kombination. Im Schritt 596 wird eine PRCH Einrichteanfrage zum Ressourcenmanager 404 gesendet. Vom Schritt 596 kehrt der Prozess zum Wartezustand von Schritt 502 zurück. Falls jedoch im Schritt 594 festgestellt wird, dass ein neuer PRCH nicht erforderlich ist, schreitet der Prozess zum Schritt 597 voran.
  • Im Schritt 597 wird die Anzahl von Paketrufen auf jeden PRCH evaluiert. Als nächstes wird im Schritt 598 festgestellt, ob irgendein PRCH vorhanden ist, der überhaupt keinen Paktruf führt. Falls festgestellt wird, dass kein PRCH existiert, der keinen Paketruf führt, kehrt der Prozess zum Schritt 502 von 5A zurück. Falls jedoch im Schritt 598 festgestellt wird, dass einer oder mehrere PRCHs vorhanden sind, die keine Paketrufe führen, schreitet der Prozess zum Schritt 599 voran, in dem eine PRCH Freigabeanfrage zum Ressourcenmanager 404 für jeden PRCH gesendet wird, der keinen Paketruf führt. Vom Schritt 599 kehrt der Prozess zum Wartezustand von Schritt 502 von 5A zurück.
  • Unter Bezugnahme nunmehr auf die 6, 7 und 8A8C werden Flussdiagramme veranschaulicht, die Schritte zeigen, die jeder PRCH Kontroller 406a, 406b, 406c oder 406d für die PRCH Verkehrsüberwachung, PRCH Zulassungssteuerung und PRCH Verstopfungssteuerungsprozesse jeweilig durchführt in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die PRCH Kontroller 406a, 406b, 406c und 406d überwachen jeweils kontinuierlich einen Datenverkehr, die mittlere Paketverzögerung und empfangen auch Zulassungsanfragen für einen PRCH.
  • Wenn anfänglich aktiviert durch Empfang einer Eingabe von dem PRCH Manager 402 ist der Prozess im Wartezustand von Schritt 602 von 6. Während er im Wartezustand von Schritt 602 ist, kann jeder PRCH Kontroller 406a, 406b, 406c und 406d eine Eingabe in der Form eines Paketsberichts vom NW/PS 222 empfangen, eine Zulassungsanfrage vom PRCH Manager 3402 oder ein intern erzeugtes Aktivierungssignal das anzeigt, dass eine PRCH Verstopfungsüberprüfung durchgeführt werden sollte. Bei Empfang einer Eingabe schreitet der Prozess zum Schritt 604 voran, in dem festgestellt wird, ob ein Paketbericht empfangen wurde. Falls festgestellt wird, dass kein Paketbericht empfangen wurde, schreitet der Prozess direkt zum Schritt 708 von 7 voran. Falls jedoch im Schritt 604 festgestellt wird, dass ein Paketbericht empfangen wurde, wird der Prozess zum Schritt 606 voranschreiten, in dem die PRCH Verkehrsüberwachungsfunktion 414 Verkehrstatistiken für den relevanten PRCH aktualisiert. Die Verkehrsstatistiken werden aktualisiert unter Verwendung von Information, die in dem Paketbericht enthalten ist. Jeder Paketbericht enthält die folgende Information:
    • 1) Eine Identität eines übertragenden Nutzers für die UL oder eine Identität für den übertragenden Netznutzer für die DL.
    • 2) Eine Paketgröße (Anzahl von Rahmen).
    • 3) Eine Zeitmarkierung (die anzeigt, wann das Paket in den Übertragungspuffer gesetzt wurde).
    • 4) Ein Pakettyp (UL oder DL).
  • Unter Verwendung der in dem Paketbericht enthaltenen Information berechnet der PRCH Kontroller das folgende:
    • 1) die Paketgröße (hinsichtlich Zeit), X, wird unter Verwendung von Kenntnis der Rahmengröße berechnet.
    • 2) Die Paketverzögerung D wird als die Differenz zwischen der Zeit berechnet, zu der der Paketbericht empfangen wurde, und der Zeit, zu der das Paket in den Übertragungspuffer gesetzt wurde (wie durch die Zeitmarkierung angezeigt). In Abhängigkeit davon, ob der Paketbericht von dem Protokollstapel (zum Beginn der Übertragung oder nach einer Übertragungsbeendigung) gesendet ist, wird die berechnete Verzögerung eingestellt, so dass sie zu der zur Übertragungsbeendigung abgelaufene Zeit entspricht.
    • 3) Die abgelaufene Zeit Δt seit der vorhergehende Paketbericht mit dem gleichen Paketidentifizierer empfangen wurde. Die Empfangszeit für den letzten Paketbericht für jeden Paketruf wird für diesen Zweck gespeichert.
  • X, D und Δt werden dann dazu verwendet, eine Schätzung eines mittleren Datenverkehrs (Pi) für jeden individuellen Paketruf zu berechnen, eine Schätzung eines mittleren Datenverkehrs (Pchan) für alle Paketrufe auf dem PRCH, und eine Schätzung der mittleren Paketverzögerung (T) für alle Paketrufe auf dem PRCH. In Alternativen des Ausführungsbeispiels können Werte von Pi, Pchan und T für die Aufwärtsverbindung und Abwärtsverbindung eines PRCH getrennt berechnet werden, oder als Werte für die kombinierte Aufwärtsverbindung und Abwärtsverbindung des PRCH. Die zu verwendende Alternative hängt davon ab, welche Art von Wert der Systembetreiber für andere Funktionen benötigt, d.h. ob andere Funktionen im System Werte für die Aufwärtsverbindung und Abwärtsverbindung getrennt nutzen, oder für die Aufwärtsverbindung und Abwärtsverbindung kombiniert.
  • Die Schätzung eines mittleren Datenverkehrs PiN kann aktualisiert werden durch ein Berechnen von Pi für jeden neuen Paketbericht (Anzahl N) des Paketrufs i wie folgt:
  • Figure 00320001
  • Die Zeitkonstante τ entspricht dem Filterspeicher (Korrelationszeit).
  • Bei der Berechnung von Pi wird der Beitrag von einem einzelnen Paket
    Figure 00320002
    durch den Faktor gewichtet.
    Figure 00320003
    wobei tj die abgelaufene Zeit seit dem letzten Paketruf für den Paketruf j abgelaufen ist und Δtj die Zeit bezeichnet, die zwischen dem Paketbericht j–1 und j abgelaufen ist. Dieser bestimmte Gewichtungsfaktor gibt älteren Werten geringeres Gewicht als neueren Werten, und proportioniert das Gewicht mit der Zeitperiode Δtj in Verbindung mit dem Abtastwert.
  • Die oben gezeigten Gleichungen für die Pi Berechnung können auch dazu verwendet werden, Pchan zu berechnen. In diesem Fall würden die Variablen PiN und PiN–1 durch PchanN und PchanN–1 ersetzt werden, und Paketberichte von allen Paketrufen auf dem PRCH würden in den Berechnungen verwendet werden.
  • Die Schätzung der mittleren Paketverzögerung (TN) für den PRCH kann aktualisiert werden, in dem T für jeden neuen Paketbericht (Anzahl N) der PRCH wie folgt berechnet wird: TN = aNTN–1 + (1 – aN)Dwobei
  • Figure 00330001
  • Die Zeitkonstante τ entspricht dem Filterspeicher (Korrelationszeit).
  • Bei der Berechnung von T wird der Beitrag von einem einzelnen Packet (T) mit dem Faktor
    Figure 00330002
    gewichtet, wobei tj die seit dem Empfang des letzten Paketberichts auf dem PRCH abgelaufene Zeit bezeichnet. Dieser spezielle Gewichtungsfaktor gibt älteren Abtastwerten weniger Gewicht als neueren Abtastwerten.
  • Die Werte Pi, Pchan und T können im Schritt 608 und für den Zulassungssteuerprozess (7) und den Verstopfungssteuerprozess (8) verwendet werden.
  • Nach einem Aktualisieren der Statistiken im Schritt 606 schreitet der Prozess zum Schritt 608 voran.
  • Im Schritt 608 wird festgestellt, ob die Übermaßverkehrsüberwachungsfunktion aktiv ist. Falls eine Feststellung getätigt wird, dass die Übermaßverkehrsüberwachungsfunktion nicht aktiv ist, schreitet der Prozess zum Schritt 708 von 7 voran. Falls jedoch festgestellt wird, dass die Übermaßverkehrsüberwachungsfunktion aktiv ist, schreitet der Prozess zum Schritt 610 voran, in dem festgestellt wird, ob irgendein Paketruf i auf dem PRCH vorhanden ist, der die Bedingung Pi>Pmax(i) erfüllt. Falls kein Paketruf auf dem PRCH mit Pi>Pmax(i) existiert, schreitet der Prozess zum Schritt 708 von 7 voran. Falls jedoch im Schritt 610 festgestellt wird, dass ein Paketruf oder Paketrufe existieren, die die Bedingung Pi>Pmax(i) erfüllen, schreitet der Prozess zum Schritt 612 voran. Im Schritt 612 wird der Paketruf oder die Paketrufe mit Pi>Pmax(i) von dem PRCH ausgeschlossen und eine Paketrufausschlussanzeige wird zum PRCH Manager 402 gesendet, die anzeigt, welcher Paketruf oder welche Paketrufe ausgeschlossen wurden. Der Prozess schreitet dann zum Schritt 708 von 7 voran. Als eine Alternative zu einem Ausschluss des Pakets auf dem PRCH mit Pi>Pmax(i) könnte das System eine Anfrage an den Nutzer senden, eine Priorität zu verändern oder die Verkehrsanforderungen zu erhöhen. Eine Änderung von Verkehrsanforderungen würde einen höheren Pmax(i) für den Paketruf zur Folge haben.
  • Nunmehr unter Bezugnahme auf 10 wird ein schematisches Blockdiagramm gezeigt, das ein Hardwareausführungsbeispiel der Paketverkehrsüberwachungsfunktion 414a von 4 veranschaulicht. Im in 10 gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst die Verkehrsüberwachungsfunktion einen Paketberichtempfänger 1002 und einen Bestimmer 1004 zum Bestimmen der Verkehrsstatistiken. Der Bestimmer 1004 umfasst einen Datenpaketzeitdauerberechner 1006, einen Zeitablaufberechner 1008, einen Paketverzögerungsberechner 1010, einen mittleren Datenverkehrsberechner 1012, einen mittleren Paketverzögerungsberechner 1014, eine Datenbank 1016 und einen Übermaßverkehrsmonitor 1018.
  • 7 veranschaulicht die durch die Paketfunkkanalzulassungssteuerungsfunktion der Erfindung durchgeführten Schritte. Das Flussdiagramm von 7 wird im Schritt 708 eingegangen, von Schritten 604, 608, 610 oder 612 von 6. Im Schritt 708 wird festgestellt, ob die Eingabe eine Zulassungsanfrage war. Falls eine Zulassungsanfrage nicht empfangen wurde, wurden die Verkehrsstatistiken aktualisiert, oder es wurde ein internes erzeugtes Aktivierungssignal, das anzeigt, dass eine PRCH Verstopfungsüberprüfung durchgeführt werden sollte, empfangen und der Prozess wird direkt zum Schritt 818 von 8 voranschreiten. Falls jedoch im Schritt 708 festegestellt wird, dass eine Zulassungsanfrage empfangen wurde, schreitet der Prozess zum Schritt 710 voran, in dem die Zulassungsanfrage bewertet wird.
  • Die PRCH Zulassungssteuerungsfunktion 416 bewertet die PRCH Zulassungsanfrage durch Bestimmen, ob das folgende zutrifft:
    Figure 00350001
    wobei
    – PaveN der geforderte geschätzte mittlere Datenverkehr für den neuen Paketruf N ist.
    – Pi der geschätzte mittlere Datenverkehr auf dem PRCH von dem Paketruf i.
    – U(pri) die Paketrufe sind, die Prioritäten aufweisen, die die Höhe oder gleich zu Pri sind, wobei PriN die Priorität für den angeforderten Paketruf N ist.
    – Ptol der maximal tolerierbare Datenverkehr auf dem PRCH ist.
  • Die obige Gleichung ist erfüllt, wenn ein mittlerer Datenverkehr von Paketrufen mit einer Priorität, die höher oder gleich zur Priorität des neuen Paketrufs ist, plus dem geschätzten mittleren Datenverkehr, der für den neuen Paketruf erforderlich ist, geringer als der maximal tolerierbare Verkehr Ptol ist. Somit kann ein Hochprioritätspaketruf für die Verwendung des PRCH zugelassen werden, obwohl der Gesamtverkehr (einschließlich aller Paketrufe ungeachtet einer Priorität) den maximalen tolerierbaren Verkehr Ptol überschreitet. In diesem Fall wird die Verstopfungssteuerungsfunktion (8) die Paketrufe mit niedrigerer Priorität ausschließen, so dass der Gesamtverkehr unterhalb den maximal tolerierbaren Verkehr Ptol fällt.
  • Der maximal tolerierbare Verkehr Ptol ist mit einer maximal tolerierbaren Verzögerung auf dem PRCH verknüpft, Ttol, in Übereinstimmung mit der Beziehung:
    Figure 00360001
    ΔP = f (Ttol–T)wobei f eine Funktion mit dem gleichen Vorzeichen ist wie ihr Argument, und T die Schätzung der mittleren Paketverzögerung, die durch die PRCH Verkehrsüberwachungsfunktion berechnet ist, und
    Figure 00360002
    die Summe des geschätzten mittleren Datenverkehrs für alle Paketrufe auf dem PRCH.
  • Da die PRCH Kontrollerverkehrsüberwachungsfunktion fortlaufend T überwacht, wird Ptol fortlaufend in Übereinstimmung mit den obigen Gleichungen aktualisiert. Ptol wird dem Verkehrspegel entsprechend, der die maximal tolerierbare Verzögerung Ttol zur Folge hat. In Alternativen des Ausführungsbeispiels kann die Zulassungssteuerungsevaluierung unter Verwendung von PaveN, Pi, Ptol und ΔP Werten für die Aufwärtsverbindung und Abwärtsverbindung des PRCH getrennt durchgeführt werden, oder unter Verwendung von Werten für die kombinierte Aufwärts und Abwärtsverbindung auf dem PRCH.
  • Nach einer Evaluierung der PRCH Zulassungsanfrage im Schritt 710, schreitet der Prozess dann zum Schritt 712 voran. Im Schritt 712 werden die Ergebnisse vom Schritt 710 überprüft. Falls eine positive Bestimmung der Bewertung getätigt wird, schreitet der Prozess zum Schritt 714 voran, in dem eine Zulassungsbewilligung zum PRCH Manager 402 gesendet wird. Falls eine negative Bestimmung bei der Bewertung vorgenommen wird, schreitet der Prozess zum Schritt 716 voran, in dem eine Zulassungsverweigerung zum PRCH Manager 402 gensendet wird. Nach dem die PRCH Zulassungssteuerungsfunktion 416 eine Zulassungsbewilligung oder Verweigerung im Schritt 714 bzw. 716 sendet, schreitet der Prozess zum Schritt 818 von 8A voran.
  • Im Schritt 818 bewertet die PRCH Verstopfungssteuerungsfunktion 418 eine Verstopfung auf dem PRCH. Ein Verzögerungsalarmpegel, gesetzt durch den Systembetreiber, Tcon, und die geschätzte mittlere Paketverzögerung T, auf dem PRCH wird dazu verwendet, eine Verstopfungssituation festzustellen, d.h. wann es notwendig ist, einen oder mehrere Paketrufe von dem PRCH auszuschließen, um eine akzeptable mittlere Paketverzögerung auf dem PRCH wieder zu erhalten.
  • Um eine Verstopfung im Schritt 818 zu bewerten, wird festgestellt, ob T<Tcon. Die Verstopfungsbestimmung kann getätigt werden unter einer Berücksichtigung von Aufwärtsverbindungs- und Abwärtsverbindungs- T und Tcon Werten in getrennten Bestimmungen, oder unter Verwendung von T und Tcon Werten für die Aufwärtsverbindung und Abwärtsverbindung in Kombination. Als nächstes werden im Schritt 820 die Ergebnisse von Schritt 818 überprüft. Falls eine positive Bestimmung im Schritt 818 getätigt wird, kehrt der Prozess in den Wartezustand von Schritt 602 in 6 zurück. Falls jedoch im Schritt 818 eine negative Bestimmung vorgenommen wird, schreitet der Prozess zum Schritt 822 voran, in dem ein Paketruf oder Paketrufe selektiv für eine Ausschließung von PRCH ausgewählt werden.
  • Im Schritt 822 können Paketrufe für einen Ausschluss durch alternative Verfahren gewählt werden. Ein einzelner Paketruf kann ausgeschlossen werden oder mehr als ein Paketruf kann von dem PRCH zur gleichen Zeit ausgeschlossen werden.
  • Unter Bezugnahme nunmehr auf 8B wird ein Prozess veranschaulicht, dem in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der Erfindung gefolgt wird, wenn ein einzelner Paketruf zu einem Zeitpunkt durch die Verstopfungssteuerungsfunktion auszuschließen ist. Im Schritt 826 wird der Paketruf mit der niedrigsten Priorität identifiziert, oder die Paketrufe, falls mehr als einer mit der niedrigsten Priorität existiert. Als nächstes wird im Schritt 828 festgestellt, ob nur einer oder mehr als ein Paketruf im Schritt 826 identifiziert wurde. Falls festgestellt wird, dass nur ein Paketruf identifiziert wurde, schreitet der Prozess zum Schritt 830 voran, und der einzelne identifizierte Paketruf wird für einen Ausschluss ausgewählt. Falls doch festgestellt wurde, dass mehr als ein Paketruf mit der niedrigsten Priorität identifiziert wurde, schreitet der Prozess zum Schritt 832 voran. Im Schritt 832 wird einer der identifizierten Paketrufe für einen Ausschluss vom PRCH ausgewählt. Die Auswahl eines Paketrufs im Schritt 832 kann mittels alternativen Verfahren durchgeführt werden. Ein Paketruf kann zufällig aus den identifizierten Paketrufen ausgewählt werden oder es kann einer basieren auf einem Vergleich ausgewählt werden unter Verwendung eines Auswahlparameters, der einem jeden der Paketrufe zugeordnet ist. In Abhängigkeit von der im Schritt 818 verwendeten Alternative kann der ausgewählte Parameter ein Parameterwert für die Aufwärtsverbindung und getrennt für die Abwärtsverbindung sein, oder für die kombinierte Aufwärts- und Abwärtsverbindung.
  • Als ein Beispiel könnte einer der folgenden Parameter für die Paketruf mit niedrigster Priorität gewählt werden für den Vergleich:
    • – Pave
    • – Pi
    • – Pmax(i)
    • – ΔPmax = Pi – Pmax(i)
  • Ein Paketruf könnte dann ausgewählt werden durch eine Auswahl des Paketrufs mit dem größten Wert des verglichenen Parameters oder dem kleinsten Wert für den verglichenen Parameter, in Abhängigkeit von den Wünschen des Systembetreibers.
  • Als ein alternatives Verfahren zur Durchführung des Schritts 822 kann mehr als ein Paketruf zur gleichen Zeit ausgeschlossen werden. Unter Bezugnahme nunmehr auf 8C werden Prozessschritte veranschaulicht, denen in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der Erfindung gefolgt wird, wenn mehr als ein Paketruf zur gleichen Zeit durch die Verstopfungssteuerungsfunktion auszuschließen ist. Im Schritt 834 wird eine Liste von Paketrufen erzeugt, sortiert von niedrigster Priorität zur höchsten Priorität. Als nächstes wird im Schritt 836 ein Übermaßverkehrswert für den PRCH berechnet. Der Übermaßverkehrswert kann wie folgt berechnet werden. ΔP = f (Ttol – Tcon)wobei f eine Funktion mit dem gleichen Vorzeichen wie ihr Argument ist, Ttol gleich der maximal tolerierbaren Verzögerung auf dem PRCH ist und Tcon gleich dem Schwellwert ist, wie oben definiert. In Abhängigkeit von der im Schritt 818 verwendeten Alternative kann ΔP berechnet und für die Aufwärtsverbindung und Abwärtsverbindung getrennt überprüft werden, unter Berücksichtigung von Aufwärtsverbindungs- und Abwärtsverbindungswerten von Ttol und Tcon, oder berechnet und überprüft werden für die Aufwärtsverbindung und Abwärtsverbindung in Kombination unter Verwendung von Ttol und Tcon Werten für die Aufwärtsverbindung und Abwärtsverbindung in Kombination. In Schritt 836 schreitet der Prozess zum Schritt 838 voran. Im Schritt 838 werden Paketrufe aus der im Schritt 834 erzeugten Liste ausgewählt, in einer Reihenfolge ansteigender Priorität durch Wiederholen der Schritte 840 bis 846, bis die folgende Gleichung erfüllt ist:
    Figure 00400001
    wobei
    Figure 00400002
    die Summe des mittleren Datenverkehrs der ausgewählten Paketrufe ist und ΔP der Übermaßdatenverkehr, wie im Schritt 836 berechnet. Falls mehr als ein Paketruf mit der niedrigsten Priorität existiert, können die Paketrufe mit der niedrigsten Priorität für einen Ausschluss in zufälliger Reihenfolge ausgewählt werden, oder als eine Alternative, in einer Reihenfolge basierend auf einem Vergleich eines Auswahlparameters in Verbindung mit einem jeden der Paketrufe, wie dies für Schritt 832 in 8B beschrieben wurde.
  • Nach einem Auswählen von Paketrufen für einen Ausschluss von dem PRCH in Schritt 822, schreitet der Prozess dann zum Schritt 824 voran, und sendet eine Paketrufausschlussanzeige für jeden der gewählten Paketrufe zu dem PRCH Manager. Der Prozess kehrt dann in den Wartezustand von Schritt 602 in 6 zurück. Beim nächsten intern erzeugten Aktivierungssignal, das anzeigt, dass eine PRCH Verstopfungsüberprüfung vorgenommen werden sollte, oder bei Empfang eines Paketberichts, wird der Prozess wiederum die Verstopfung auf dem PRCH evaluieren und zusätzliche Paketrufe ausschließen können, falls notwendig.
  • Unter Bezugnahme nunmehr auf 11 wird ein schematisches Diagramm gezeigt, das ein Hardwareausführungsbeispiel der Paketverstopfungssteuerungsfunktion 418a von 4 veranschaulicht. In dem in 11 gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst die Verstopfungssteuerungsfunktion einen Verstopfungsbestimmer 1102 und einen Selektor 1104. Der Selektor 1104 umfasst einen Paketrufselektor 1108, einen Summenberechner 1106 zum Bestimmen, ob
    Figure 00410001
    , und einen Übermaßdatenverkehrsberechner 1110 zur Bestimmung von ΔP. Die Verstopfungssteuerungsfunktion 418a ist mit der PRCH Datenbank 1016 verbunden. Das in 10 gezeigte Ausführungsbeispiel ist ein Repräsentierendes Ausführungsbeispiel. Es ist in dem Stand der Technik wohlbekannt, dass Funktionen dieser Art entweder in Hardware oder Software implementiert werden können, oder in einer Kombination von Hardware oder Software, und in Verbindung mit einem oder mehrerer Prozessoren arbeiten können.
  • Unter Bezugnahme auf 9 wird ein Flussdiagramm gezeigt, da Prozessschritte veranschaulicht, denen durch die Ressourcenmanagerfunktion in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der Erfindung gefolgt wird. Der Ressourcenmanagerprozess ist im Wartezustand von Schritt 902, wenn eine Eingabe vom PRCH Manager 402 empfangen wird. Die Eingabe kann eine PRCH Einrichteanfrage oder eine PRCH Freigabeanfrage sein. Bei Empfang einer Eingabe schreitet der Prozess zum Schritt 904 voran. Im Schritt 904 wird festgestellt ob die Eingabe eine PRCH Einrichteanfrage ist. Falls die Eingabe eine PRCH Einrichteanfrage ist, schreitet der Prozess zum Schritt 906 voran.
  • Im Schritt 906 wird die PRCH Einrichteanfrage bewertet. Der Ressourcenmanager bewertet die Einrichteanfrage durch Bestimmen, ob geeignete Ressourcen in der Zelle vorhanden sind, um die Einrichtung eines neuen PRCH zu erlauben. Vom Schritt 906 schreitet der Prozess zum Schritt 910 voran. Im Schritt 910 wird festgestellt, ob die Einrichteanfragebewertung anzeigt, dass ein neuer PRCH eingerichtet werden kann. Falls festgestellt wird, dass ein neuer PRCH eingerichtet werden kann, schreitet der Prozess zum Schritt 916 voran, in dem eine PRCH Einrichtebewilligung zum PRCH Manager 402 gesendet wird. Als nächstes assoziiert im Schritt 918 der Ressourcenmanager Ressourcen für einen neuen PRCH. Vom Schritt 918 kehrt der Prozess zum Wartezustand von Schritt 902 zurück. Falls jedoch im Schritt 910 festgestellt wird, dass die Einrichteanfragebewertung anzeigt, dass ein neuer PRCH nicht eingerichtet werden kann, schreitet der Ablauf zum Schritt 914 voran, in dem eine PRCH Einrichteverweigerung zum PRCH Manager 402 gesendet wird. Vom Schritt 914 kehrt der Prozess zum Wartezustand von Schritt 902 zurück.
  • Falls festgestellt wird, dass die Eingabe keine PRCH Einrichteanfrage ist, im Schritt 904, ist es eine PRCH Freigabeanfrage. In diesem Fall schreitet der Prozess vom Schritt 904 zum Schritt 912. Im Schritt 912 wird die PRCH Freigabeanfrage bewertet. Der Ressourcenmanager bewertet die PRCH Freigabeanfrage durch Bestimmen, ob es akzeptable ist, den PRCH von dem Standpunkt des Gesamtsystems aus gesehen, freizugeben. Beispielsweise sollte die Verkehrslast auf PRCHs umgebender Zellen in Betracht gezogen werden. Vom Schritt 912 schreitet der Prozess zum Schritt 920, voran. Im Schritt 920 wird festgestellt, ob die PRCH Freigabeanfrage Bewertung anzeigt, dass ein PRCH freigegeben werden kann. Falls festgestellt wird, dass der PRCH freigegeben werden kann, schreitet der Prozess zum Schritt 922 voran, in dem eine PRCH Freigabebewilligung zum PRCH Manager 402 gesendet wird. Als nächstes gibt im Schritt 926 der Ressourcenmanager den PRCH frei. Vom Schritt 926 kehrt der Ablauf zum Wartezustand von Schritt 902 zurück. Falls jedoch im Schritt 902 festgestellt wird, dass die PRCH Freigabeanfrage Bewertung anzeigt, dass der PRCH nicht freigegeben werden kann, schreitet der Prozess zum Schritt 924 voran, in dem eine PRCH Freigabeverweigerung zum PRCH Manager 402 gesendet wird. Vom Schritt 904 kehrt der Prozess zum Wartezustand bei Schritt 902 zurück.
  • Wie es aus der obigen Beschreibung ersichtlich ist, kann das Verfahren und System der Erfindung durch einen Systembetreiber verwendet werden, einen Paketverkehr für priorisierte Nutzer auf einem oder mehreren PRCHs eines Zellularkommunikationssystems zu verwalten. Der Systembetreiber kann eine maximale mittlere Zeitverzögerung für den PRCH einstellen. Die Nutzer können priorisiert sein, in Übereinstimmung mit einer gewählten Dienstebene, oder eine Priorität könnte automatisch zugeordnet oder durch den Nutzer gewählt werden, in Abhängigkeit von einer Art zu tätigenden Rufs. Ein höheres Prioritätsniveau kann eine höhere Berechnungsrate für die Nutzung des Systems bewirken. Ein Zahlen der höheren Gebühr erlaubt es dem Nutzer vor anderen Nutzern priorisiert zu sein, die niedrigere Prioritäten innehaben, in Verstopfungssituationen, und wenn versucht wird, auf das System zuzugreifen. Durch Tätigen von Paketverkehrsmanagemententscheidungen basierend auf dem geschätzten Datenverkehr, fordert durch den Paketruf, und die Priorität des Paketrufs, kann ein Systembetreiber versichert sein, dass PRCH Nutzer keinen unakzeptablen PRCH Verzögerungen unterworfen werden.
  • Es wird davon ausgegangen, dass der Betrieb und der Aufbau der vorliegenden Erfindung sich aus der vorhergehenden Beschreibung ergibt, und, während die hierin gezeigte und beschriebene Erfindung als eine bestimmte Ausführungsform beschrieben wurde, können Änderungen und Abwandlung getätigt werden, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen, wie er in den folgenden Ansprüchen definiert ist.

Claims (15)

  1. Ein Verfahren zur Überwachung eines Verkehrs auf mindestens einem Paketfunkkanal in einem Telekommunikationssystem (100) mit einer Vielzahl von Transceiverstationen, wobei jede der Transceiverstationen dazu in der Lage ist, Paketrufe mit einer Vielzahl von Datenpaketen auf dem mindestens einen Paketfunkkanal zu übermitteln, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: a) Empfangen (604, 1002) periodischer Paketberichte in Verbindung mit einem Paketruf auf dem Paketfunkkanal, wobei der Paketbericht Information enthält bezüglich einer Anzahl von in dem Paketruf enthaltenen Rahmen, einen Paketidentifizierer zur Identifikation des Paketrufs in Verbindung mit dem Paketbericht und eine Zeitmarkierung, die anzeigt, wann der Paketruf in einen Übertragungspuffer gesetzt wurde; b) Berechnen (1006) der Größe des Paketrufs hinsichtlich Zeit, in Reaktion auf die Information bezüglich der Anzahl von Rahmen; c) Berechnen (1010) der Differenz zwischen dem Zeitpunkt, an dem der Paketbericht empfangen wurde, und dem Zeitpunkt, an dem der Paketruf in den Übertragungspuffer gesetzt wurde; d) Berechnen (1008) eines Zeitraums seit einem Empfang eines vorhergehenden Paketberichts mit dem gleichen Paketidentifizierer; und e) Verwenden der Berechnungen der Schritte b)–d) zur Berechnung (1012) eines geschätzten mittleren Datenverkehrs für den Paketruf auf dem mindestens einen Paketfunkkanal.
  2. Das Verfahren nach Anspruch 1, weiter mit einem Schritt zur Bestimmung einer Schätzung eines mittleren Datenverkehrs für alle Paketrufe auf dem mindestens einen Funkpaketfunkkanal aus der in den Schritten b)–e) bei Empfang eines jeden Paketberichts berechneten Information.
  3. Das Verfahren nach Anspruch 1, weiter mit einem Schritt zur Berechnung einer Schätzung der mittleren Paketverzögerung für den Paketruf auf dem mindestens einen Paketfunkkanal in Reaktion auf die Berechnungen der Schritte b)–d).
  4. Das Verfahren nach Anspruch 1, weiter mit einem Schritt zur Berechnung einer Schätzung der mittleren Paketverzögerung auf dem mindestens einen Paketfunkkanal in Reaktion auf die Berechnungen der Schritte b)–d) bei Empfang eines jeden Paketberichts.
  5. Das Verfahren nach Anspruch 1, weiter mit einem Schritt zur Verwendung des Wertes des geschätzten mittleren Datenverkehrs für alle Paketrufe zur Steuerung von Zugriffssteuerungs- und Verstopfungssteuerungsprozessen für den mindestens einen Paketfunkkanal in Übereinstimmung mit einem jeden neuerlich empfangenen Paketbericht.
  6. Das Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Paketrufe in einer Aufwärtsverbindung auf dem Paketfunkkanal übermittelt werden und der Berechnungsschritt eines mittleren Datenverkehrs einen Schritt zur Berechnung eines mittleren Datenverkehrs umfasst, der einen Verkehr auf der Aufwärtsverbindung anzeigt.
  7. Das Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Paketrufe auf einer Abwärtsverbindung des Paketfunkkanals übermittelt werden und der Schritt zur Berechnung eines mittleren Datenverkehrs einen Schritt zur Berechnung eines mittleren Datenverkehrs umfasst, der einen Verkehr auf der Abwärtsverbindung anzeigt.
  8. Das Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Paketrufe auf der Abwärtsverbindung und Aufwärtsverbindung des Paketfunkkanals übermittelt werden und wobei der Schritt zur Berechnung eines mittleren Datenverkehrs einen Schritt zur Berechnung eines mittleren Datenverkehrs umfasst, der einen kombinierten Verkehr auf der Abwärtsverbindung und Aufwärtsverbindung anzeigt.
  9. Das Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Paketrufe auf einer Aufwärtsverbindung des Paketfunkkanals übermittelt werden und wobei der Schritt zur Berechnung einer mittleren Paketverzögerung weiter einen Schritt zur Berechnung einer mittleren Paketverzögerung umfasst, die eine Verzögerung auf der Aufwärtsverbindung anzeigt.
  10. Das Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Paketrufe auf einer Abwärtsverbindung des Paketfunkkanals übermittelt werden und wobei der Schritt zur Berechnung einer mittleren Paketverzögerung einen Schritt zur Berechnung einer mittleren Paketverzögerung umfasst, die eine Verzögerung auf der Abwärtsverbindung anzeigt.
  11. Das Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Paketrufe auf der Abwärtsverbindung und Aufwärtsverbindung des Paketfunkkanals übermittelt werden und wobei der Schritt zur Berechnung einer mittleren Paketdaten einen Schritt zur Berechnung einer mittleren Verzögerung umfasst, die eine kombinierte Verzögerung auf der Abwärtsverbindung und Aufwärtsverbindung anzeigt.
  12. Eine Vorrichtung zur Steuerung eines Verkehrs auf einem Paketfunkkanal, wobei die Vorrichtung umfasst: eine Einrichtung (406a), die dazu angepasst ist, periodisch Paketberichte zu einem Paketruf von einem Netzwerkprotokollstapel zu empfangen, wobei der Paketbericht einen Paketidentifizierer, eine Anzahl von den Paketruf umfassenden Rahmen und eine Zeitmarkierung, die anzeigt, wann der Paketruf in einen Übertragungspuffer gesetzt wurde, umfasst; eine Zugriffssteuerungsfunktion (416a) dazu angepasst, einen Zugriff von Paketrufen auf den Paketfunkkanal zu steuern; eine Verstopfungssteuerungsfunktion (418a), dazu angepasst, eine Aussonderung von Paketrufen von dem Paketfunkkanal zu steuern; und eine Paketfunkkanalverkehrsüberwachungsfunktion (414a), die auf einer Anzahl von Rahmen und die Zeitmarkierung in einem jeden empfangenen Paketbericht anspricht, und dazu angepasst ist, einen Systemverkehrszustand zu aktualisieren, und dazu angepasst ist, die Zugriffssteuerungsfunktion und die Verstopfungssteuerungsfunktion in Übereinstimmung mit dem aktualisierten Systemverkehrszustand zu steuern, wobei die Paketfunkkanalüberwachungsfunktion weiter umfasst eine erste Einrichtung (1006) zur Berechnung der Größe des Paketrufs hinsichtlich Zeit aus der Anzahl von Rahmen in dem Paketbericht; eine zweite Einrichtung (1010) zur Berechnung einer Paketverzögerung für den Datenpaketruf aus der Zeitmarkierung, wobei die Paketverzögerung eine Differenz darstellt zwischen einem Zeitpunkt, zu dem der Paketbericht empfangen wurde, und einem Zeitpunkt, zu dem das Paket in den Übertragungspuffer gesetzt wurde; und eine dritte Einrichtung (1008) zur Berechnung einer abgelaufenen Zeit seit dem Empfang eines vorhergehenden Paketberichts mit dem gleichen Paketidentifizierer, und wobei die Vorrichtung weiter eine Einrichtung (1012) umfasst, die auf die Größe des Paketrufs, die Paketverzögerung und die abgelaufene Zeit zwischen Paketberichten anspricht, dazu angepasst, einen mittleren Datenverkehr für den Paketruf zu bestimmen.
  13. Die Vorrichtung nach Anspruch 12, weiter mit einer Einrichtung, die auf die Größe des Paketrufs, die Paketverzögerung und die abgelaufene Zeit zwischen Paketberichten anspricht, dazu angepasst, einen mittleren Datenverkehr für den Paketfunkkanal zu bestimmen.
  14. Die Vorrichtung nach Anspruch 12, weiter mit einer Einrichtung, die auf die Größe des Paketrufs, die Paketverzögerung und die abgelaufene Zeit zwischen Paketberichten anspricht, dazu angepasst, eine durch den Paketruf bewirkte mittlere Paketverzögerung zu bestimmen.
  15. Die Vorrichtung nach Anspruch 12, weiter mit einer Einrichtung, die auf die Größe des Paketrufs, die Paketverzögerung und die abgelaufene Zeit zwischen Paketberichten anspricht, dazu angepasst, eine mittlere Paketverzögerung für den Paketfunkkanal bei Empfang eines jeden Paketberichts zu bestimmen.
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