СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПЕРЕДАЧЕЙ ПАКЕТНЫХ ДАННЫХ Российский патент 2010 года по МПК H04L12/56 

Изобретение относится к способу управления передачей пакетных данных между передатчиком и приемником сети радиосвязи согласно родовому понятию пункта 1 формулы изобретения.

При передаче пакетных данных в системах радиосвязи для каждого подлежащего передаче пакета данных принимается статическое предположение относительно времени задержки, которое необходимо для передачи пакета данных между передатчиком и приемником. На основе этого предположения производится управление передачей пакетных данных в сети радиосвязи.

При этом предположении также учитываются значения качества обслуживания, обозначенные как «Quality of Service» (качество обслуживания), которые соотнесены с соответствующими пакетами данных. Например, пакеты данных для услуги, которая имеет высокое значение качества обслуживания, передаются с повышенным приоритетом в пределах сети.

В общем случае, более высокие значения качества обслуживания данных предоставляются для критических передач данных, к которым относятся, например, передачи видеоданных или передачи речевых данных.

Соответственно меньшие значения качества обслуживания предоставляются для некритических передач данных, к которым относится загрузка файлов или передача текстовых файлов.

Статическое предположение относительно допустимого времени задержки определяется планировщиками систем скорее как «консервативное», то есть предусматриваются достаточные резервы времени передачи.

Особенно это справедливо для системы радиосвязи, которая имеет сетевые узлы, обозначенные как шлюзовой центр коммутации мобильной связи (GMSC) или шлюзовой узел поддержки GPRS (GGSN), через которые передаются пакеты данных.

Максимальные времена задержки, которые обозначаются также как «времена латентности», особенно в случае передачи, которая осуществляется посредством совместно используемых ресурсов, учитываются так называемым планировщиком.

Планировщик применяется в качестве устройства управления для передачи пакетных данных и расположен на стороне сети.

За счет консервативного определения времен задержки действительно имеющееся в распоряжении время передачи на основе предварительно предусмотренного резервного времени дополнительно уменьшается, так что время, предоставленное в распоряжение для управления передачей пакетных данных, также ограничивается.

За счет ограничения осуществляется, особенно при загруженности сети радиосвязи, менее эффективная передача данных, так как пакетные данные в соответствующем случае передаются без необходимости рано.

Передача пакетных данных через интерфейс производится при текущих условиях передачи радиоинтерфейса; ожидание с передачей до момента времени, к которому будут иметь место более благоприятные условия передачи, невозможно.

Поэтому задачей настоящего изобретения является предложить способ, при котором, при сохранении того же качества, обеспечивается возможность более эффективной передачи пакетных данных.

Эта задача решается признаками пункта 1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления приведены в зависимых пунктах.

При соответствующем изобретению способе каждому пакету данных, наряду со значением качества обслуживания, ставится в соответствие временное значение. Передача пакета данных производится тогда в зависимости от поставленного в соответствие значения качества обслуживания и в зависимости от поставленного в соответствие временного значения.

Предпочтительным образом пакету данных, который посылался от мобильной станции, при входе в сеть радиосвязи ставится в соответствие временное значение, например, при приеме посланного пакета данных первой сетевой базовой станцией или узлом NodeB.

В качестве альтернативы, указанное соотнесение может также осуществляться сетевыми узлами, обозначенными как шлюзовой центр коммутации мобильной связи (GMSC) или шлюзовой узел поддержки GPRS (GGSN).

При этом временное значение предпочтительно является определенной временной меткой системных часов или определенным состоянием счетчика для системного счетчика, причем системные часы или системный счетчик в масштабе сети выполнены синхронизированными для всех элементов, необходимых для управления.

На основе синхронизированных временных значений можно определить с высокой точностью действительно необходимое время передачи или время задержки для передачи пакета данных внутри сети радиосвязи. Тем самым можно максимизировать время задержки, остающееся планировщику для управления.

Посредством соответствующего изобретению способа также возможно задерживать передачи пакетов данных. Например, тогда, когда при радиопередаче между мобильным оконечным устройством радиосвязи, с одной стороны, и сетью радиосвязи, с другой стороны, должны иметься плохие устройства радиопередачи.

Тем самым достигается то, что пакеты данных пользователя могут также «удерживаться» или передаваться с задержкой, если бы ситуация передачи со стороны радиоинтерфейса ухудшилась, и, несмотря на это, имелось бы еще достаточно времени, чтобы иметь возможность поддерживать заданное значение качества обслуживания для пакета данных. Тем самым достигается то, что и в случае ухудшившихся условий радиопередачи пакетные данные должны передаваться лишь тогда, когда это абсолютно необходимо с точки зрения значения качества обслуживания.

Передача пакетных данных или пакетов данных осуществляется, таким образом, более не управляемой посредством гипотетически определенных времен задержки, а на основе действительных времен задержки в пределах сети радиосвязи.

Посредством соответствующего изобретению способа возможно реализовать соединения, улучшенные в отношении качества передачи.

Посредством соответствующего изобретению способа возможно в пределах сети радиосвязи обслуживать увеличенное число соединений, при этом пропускная способность сети данных повышается.

В предпочтительном варианте осуществления предусмотрено сохранение измеренных реальных времен задержки со стороны сети. Тем самым, с одной стороны, обеспечивается возможность статистической оценки, а с другой - определение времен задержки в необходимом случае сокращается.

Посредством статистической оценки сетевому провайдеру обеспечивается возможность того, чтобы внутри сети радиосвязи предпринимать точные настройки, определять неисправные компоненты, а также определять узкие места передачи.

В заявленном изобретении временное значение пакета данных, соотнесенное с ним базовой станцией или узлом NodeB, перед передачей к мобильной станции определяется посредством сравнения с внутренним временным значением базовой станции.

Из сравнения определяется действительно необходимое время передачи или время задержки в пределах сети радиосвязи. В дополнительной зависимости также от соотнесенного значения качества обслуживания затем выполняется передача пакета данных от базовой станции к мобильной оконечному устройству.

Время TGES, соответствующее передаче, вычисляется из следующего соотношения:

TGES = TQOS - ((TIN - TAR) + TREST);

TGES = TQOS - (TVS + TNS),

где TQOS - целевое время, которое задается посредством значения качества обслуживания,

TIN - время входа пакета данных в сеть связи,

TAR - момент времени поступления пакета данных в планировщик,

TREST - оцененное остаточное время прохождения пакета данных в сети,

TVS - время прохождения блока данных до планировщика,

TNS - время прохождения блока данных после планировщика.

Изобретение поясняется далее со ссылками на чертежи, на которых представлено следующее:

фиг.1 - соответствующий изобретению способ для передачи пакетных данных между мобильным оконечным устройством, с одной стороны, и подключением к стационарной сети, с другой стороны, и

фиг.2 - соответствующий изобретению способ для передачи пакетных данных между мобильным первым оконечным устройством, с одной стороны, и мобильным вторым оконечным устройством, с другой стороны.

Фиг.1 показывает соответствующий изобретению способ для передачи пакетных данных между мобильным оконечным устройством TN1, с одной стороны, и подключением FN1 к стационарной сети, с другой стороны.

Сеть мобильной радиосвязи имеет в приведенном для примера фрагменте первую базовую станцию NodeB1, вторую базовую станцию NodeB2, первый сетевой узел NK1 и второй сетевой узел NK2.

При этом первый сетевой узел NK1 выполнен либо как так называемый обслуживающий узел поддержки GPRS (SGSN), либо как контроллер радиосети (RNC) или как так называемое средство привязки мобильности, например, для мобильной функции привязки.

Второй сетевой узел NK2 выполнен как так называемый шлюзовой узел поддержки GPRS (GGSN) или, в общем случае, как узел поддержки GPRS (GSN+). Второй сетевой узел NK2 представляет переход коммуникационной сети GPRS в так называемую сеть данных общего пользования или сеть пакетных данных.

Релевантные узлы или компоненты представленной сети мобильной радиосвязи объединяются посредством кольца синхронизации SR, обозначаемого как «Synch Ring», с помощью которого узлы или компоненты синхронизируются по времени.

Первая базовая станция NodeB1, первый сетевой узел NK1 и второй сетевой узел NK2 связаны друг с другом через так называемое соединение управления, с помощью которого осуществляется синхронизация.

Дополнительно, первая базовая станция NodeB1, первый сетевой узел NK1, второй сетевой узел NK2 и другие компоненты сети данных общего пользования связаны друг с другом через так называемое соединение пользовательской плоскости, с помощью которого передаются как посланные пакеты данных, так и соотнесенные временные значения.

Посланные от мобильного пользователя TN1 пакеты данных поступают через первую базовую станцию NodeB1, первый сетевой узел NK1 и второй сетевой узел NK2 на подключение FN1 стационарной сети. Подобное справедливо, соответственно, в обратном направлении для пакетов данных, которые посылаются от подключения FN1 стационарной сети.

Со стороны второго сетевого узла NK2 пакету данных, посланному от подключения FN1 стационарной сети, ставится в соответствие (соотносится с ним) временное значение - «временная метка», и пакет данных вместе с временным значением передается к первой базовой станции NodeB1. Указанное соотнесение осуществляется при этом с учетом временной синхронизации или заданного системного времени кольца синхронизации SR, обозначенного как «Synch Ring».

Со стороны первой базовой станции NodeB1 временное значение пакета данных сравнивается с системным временем, заданным посредством кольца синхронизации. На основе сравнения может тогда определяться то время, которое еще остается планировщику для передачи данных в зависимости от требуемого значения качества обслуживания (значения «Quality-of-Service»). Это представлено на фиг.1 под обозначением «вычисление оставшегося времени для планировщика».

Фиг.2 показывает соответствующий изобретению способ для передачи пакетов данных между мобильным первым оконечным устройством TN1, с одной стороны, и мобильным вторым оконечным устройством TN2.

Со ссылкой на фиг.1, сеть мобильной радиосвязи имеет в приведенном для примера фрагменте первую базовую станцию NodeB1, вторую базовую станцию NodeB2, первый сетевой узел NK1 и второй сетевой узел NK2.

При этом первый сетевой узел NK1 выполнен либо как так называемый обслуживающий узел поддержки GPRS (SGSN), либо как контроллер радиосети (RNC), либо как так называемое средство привязки мобильности, например, для мобильной функции привязки.

Второй сетевой узел NK2 выполнен как так называемый шлюзовой узел поддержки GPRS (GGSN) или, в общем случае, как узел поддержки GPRS (GSN+). Второй сетевой узел NK2 представляет переход коммуникационной сети GPRS в так называемую сеть данных общего пользования или сеть пакетных данных.

Релевантные узлы или компоненты представленной сети мобильной радиосвязи объединяются посредством кольца синхронизации SR, с помощью которого узлы или компоненты синхронизируются по времени. Синхронизация осуществляется при этом, например, с применением заданного системного времени.

Первая базовая станция NodeB1, первый сетевой узел NK1 и второй сетевой узел NK2 и вторая базовая станция NodeB2 связаны друг с другом через так называемое соединение управления, с помощью которого осуществляется синхронизация.

Дополнительно, первая базовая станция NodeB1, первый сетевой узел NK1, второй сетевой узел NK2 и вторая базовая станция NodeB2 связаны друг с другом через так называемое соединение пользовательской плоскости, с помощью которого могут передаваться как пакеты данных, так и соотнесенные временные значения.

Посланные от мобильного пользователя TN1 пакеты данных или пакетные данные поступают через первую базовую станцию NodeB1, первый сетевой узел NK1, при необходимости при участии второго сетевого узла NK2, на вторую базовую станцию NodeB2 и от нее ко второму мобильному пользователю TN2. Подобное справедливо, соответственно, в обратном направлении для пакетов данных, которые посылаются от второго мобильного пользователя TN2 к первому мобильному пользователю TN1.

Со стороны первой базовой станции NodeB1 пакету данных, посланному от первого мобильного пользователя TN1, ставится в соответствие (соотносится с ним) временное значение - «временная метка», и пакет данных вместе с временным значением передается ко второй базовой станции NodeB2. Указанное соотнесение осуществляется при этом с учетом временной синхронизации или заданного системного времени кольца синхронизации SR, обозначенного как «Synch Ring».

Со стороны второй базовой станции NodeB2 временное значение пакета данных сравнивается с системным временем, заданным посредством кольца синхронизации. На основе сравнения может тогда определяться то время, которое еще остается планировщику для передачи данных в зависимости от требуемого значения качества обслуживания (значения «Quality-of-Service»). Это представлено на фиг.2 под обозначением «вычисление оставшегося времени для планировщика» для второй базовой станции NodeB2.

Соответствующее положение справедливо в обратном направлении для пакета данных, посланного от второго пользователя TN2 к первому пользователю TN1. Тогда соотнесение временного значения осуществляется со стороны базовой станции NodeB2 - «временная метка/кольцо синхронизации», во время которого осуществляется определение времени для планировщика со стороны первой базовой станции NodeB1 - «вычисление оставшегося времени для планировщика».

Изобретение относится к способу управления передачей пакетных данных между передатчиком и приемником сети радиосвязи, при котором передача посланного пакета данных выполняется управляемым образом в зависимости от соотнесенного значения качества обслуживания. При этом посылаемому пакету данных со стороны стационарной сети ставится в соответствие синхронизированное в пределах сети временное значение. Управление передачей пакета данных производится в дополнительной зависимости от поставленного в соответствие временного значения. Техническим результатом является более эффективная передача пакетных данных при сохранении качества. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ управления передачей пакетных данных между передатчиком и приемником сети радиосвязи,
при котором управляют передачей пакета данных в зависимости от назначенного значения качества обслуживания, причем
каждому пакету данных при входе в сеть радиосвязи со стороны стационарной сети ставится в соответствие синхронизированное в пределах сети временное значение, и
управление передачей пакета данных производится в зависимости от поставленного в соответствие временного значения, и
со стороны сети определяется время задержки, которое необходимо для передачи первого пакета данных между передатчиком и приемником, и
необходимое время задержки сравнивается с временем задержки, максимально заданным посредством значения качества обслуживания, и
на основе сравнения определяется время ожидания, которое может применяться для задержки передачи пакета данных через радиоинтерфейс, и
осуществляется приоритизация пакетов данных при каждом частичном этапе в зависимости от существовавшего до сих пор времени задержки.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве передатчика и в качестве приемника соответственно применяется оконечное устройство радиосвязи.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве передатчика и в качестве приемника соответственно применяется пункт доступа сети радиосвязи.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что в качестве пункта доступа применяется базовая станция.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве синхронизированного временного значения применяется временная метка или состояние счетчика.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что
со стороны сети определяется время задержки, которое необходимо для передачи первого пакета данных между передатчиком и приемником,
необходимое время задержки сравнивается с временным значением первого пакета данных, и
на основе сравнения определяется последовательность, которая применяет передачу первого пакета данных по отношению к передаче других пакетов данных.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что передача пакетов данных задерживается в пределах времени ожидания до наступления предпочтительных условий передачи на радиоинтерфейсе.