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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Übermittlung von sog. Gruppennachrichten (Multicast Messages), sowie ein Mobiltelekommunikationsnetz und eine Multicasteinrichtung (MCC) zur Unterstützung bzw. Realisierung des Verfahrens.
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Bei vielen in modernen Telekommunikationssystemen angebotenen Diensten und Anwendungen ist es wünschenswert, Nachrichten nicht nur an ein teilnehmendes Telekommunikationsgerät dieses Netzes, sondern an zwei oder mehr Teilnehmer gleichzeitig zu übertragen (Multicasting). Beispiele für solche Dienste und Anwendungen sind insbesondere News-Groups, Videokonferenzen, Video-on-demand oder verteilte Anwendungen.
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Aus Dokument
WO 99/63773 A1 ist bspw. eine Verteilereinrichtung (Packet Handler) bekannt, die Nachrichten an mehrere Teilnehmer einer Gruppe verteilt, wobei hierfür jeweils einzelne Verbindungen zwischen den Teilnehmern einer Gruppe und der Verteilereinrichtung (Packet Handler) eingerichtet sind.
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Im Internet sind Multicast-Übertragungen ebenfalls bekannt. Hierbei wird eine entsprechende Gruppennachricht an einen Server versandt, ohne daß der Datenversender wissen müßte, welche Teilnehmer an diesen Server angeschlossen sind (siehe z. B. Dokument
WO 01/45310 A1 ).
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Beispielsweise in Mobilfunknetzen ist jedoch ein hohes Maß an Flexibilität zu fordern, da mobile Telekommunikationsgeräte teilweise abgeschaltet oder außerhalb der Reichweite sind oder der Benutzer diese nur in bestimmten Zeiten oder Situationen benutzen möchte. Auch ist es möglich, daß Mobilfunkteilnehmer sich beispielsweise im Ausland aufhalten und daher eine Datenübertragung mit erhöhten Kosten verbunden wäre.
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Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine flexible Möglichkeit der Nutzung von Gruppennachrichten zu entwickeln.
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Die Erfindung löst dieses Problem durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Mobiltelekommunikationsnetz mit den Merkmalen des Anspruchs 21 und eine Multicasteinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 23. Hinsichtlich vorteilhafter Ausgestaltungen wird auf die Ansprüche 2 bis 20 und 22 verwiesen.
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Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist die Einrichtung eines Mulitcast-Message-Service auch beispielsweise in einem Mobilfunknetz mit den besonderen dort vorherrschenden Gegebenheiten möglich. So kann etwa ein Netzteilnehmer, der sich im Ausland aufhält, die Auswahl treffen, die Gruppennachricht erst nach Rückkehr in das eigene Netz herunterzuladen. Ebenso kann eine derartige Anforderung einer zeitversetzten Übertragung auch auf beliebigen Wunsch eines Mobilfunkteilnehmers geschaltet werden.
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Insbesondere kann bei Einschalten eines teilnehmenden Mobiltelekommunikationsgeräts automatisch eine Abfrage zur Übersendung eines Statusberichts aller noch zur Verfügung stehenden Gruppennachrichten generiert werden, um anhand dieses Statusberichts dem Benutzer eine Auswahl der noch gewünschten Nachrichten zu ermöglichen.
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Wenn die zeitversetzte Nachübertragung als Einzelübertragung an den jeweils Anfragenden erfolgt, ist der übrige Betrieb der Multicast Messages hiervon nicht betroffen. Die Nachübertragung kann mit einer gesonderten Kostenauferlegung an den diesen Service Nachfragenden verbunden sein. In Weiterbildung der Erfindung kann dem Nachfragenden vorab mitgeteilt werden, welche Kosten er für diesen Service zu erwarten hat.
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Besonders vorteilhaft ist auswählbar, ob der gesamte in der Gruppennachricht enthaltene Datensatz nachübertragen werden soll oder ob sich beispielsweise das empfangende Telekommunikationsgerät zunächst in eine laufende Übertragung einer Gruppennachricht einschalten und etwa danach den verpaßten Anfang dieser Gruppennachricht nachgeliefert bekommen soll.
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Weiterhin kann von einem erfindungsgemäß gebildeten Multicast-Center als zentraler Verwaltungseinheit ein Zeitrahmen für die Aufbewahrung von empfangenen Gruppennachrichten vorgegeben werden, innerhalb dessen die Nachrichten noch zum zeitlich versetzten Nachempfang zur Verfügung stehen. Damit ist einer zu großen Beanspruchung von Speicherplatz vorgebeugt.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus einem in der Zeichnung dargestellten und nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung.
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In der Zeichnung zeigt:
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1 eine schematische Abbildung von an der Datenübertragung innerhalb der Gruppennachrichtenübermittlung beteiligten Komponenten,
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2 ein schematisches Diagramm der einzelnen Schritte bei der Anforderung einer Nachübermittlung einer Gruppennachricht unter einzelner Auflistung aller hierzu ausgetauschten Datensendungen.
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Im Ausführungsbeispiel ist die Anwendung der Erfindung auf eine Datenübertragung in einem Mobilfunknetz NT dargestellt. In derartigen Mobilfunknetzen NT, die z. B. nach dem Übertragungsstandard UMTS (Universal Mobile Telecommunication System), GSM (Global system for mobile communication), GPRS (General packet radio service) oder EDGE (Enhanced Data Rates for GSM enviroments) arbeiten, wird mit der gezeigten Verwirklichung der Übertragung von Gruppennachrichten die Implementierung neuer Dienste im Mobilfunkbereich ermöglicht, beispielsweise von News-Groups, Videokonferenzen, Video-on-demand oder verteilten Anwendungen. Eine Übertragung von Audio- und Videonachrichten ist möglich.
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Bei der Übertragung einer Seriennachricht zu mehreren Teilnehmern ist es möglich, jedem Teilnehmer eine Kopie der zu übertragenden Nachricht in einer Einzelverbindung zukommen zu lassen. Für große Gruppen von Teilnehmern ist dieses Verfahren jedoch zu aufwendig, da dieselbe Nachricht dann über N Einzelverbindungen (Unicast-Verbidungen mit N = Anzahl der Empfänger) übertragen und dabei mehrfach über gemeinsame Verbindungswege gesendet werden müßte, was eine sehr hohe Bandbreite erfordert.
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Demgegenüber wird erfindungsgemäß ein Multicast-Verfahren angewandt: Dabei werden die verschiedenen teilnehmenden (etwa Abonnenten) mobilen Telekommunikationsgeräte (T1...TN), denen dieselbe Nachricht übermittelt werden soll, zu einer gemeinsamen Multicast-Gruppe XY zusammengefaßt. Dieser Gruppe XY wird nur insgesamt eine Adresse, die sog. Multicast-Adresse, zugeordnet. Der jeweilige Datenversender braucht dann keine Informationen darüber zu haben, welche und wie viele Empfänger sich hinter dieser Gruppenadresse verbergen. Der Versender muß nur die Adresse der zu benachrichtigenden Multicast-Gruppe XY kennen und die zu übertragenden Daten nur in einer einzigen Datensendung einmal an diese Multicast-Adresse versenden.
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Das Mobiltelekommunikationsnetz TN gemäß der Erfindung umfaßt unter anderem mehrere mobile Telekommunikationsgeräte T1, T2, ..., TN, eine zentrale Verwaltungseinheit für den Multicast-Service, das Multicast-Center MCC, sowie zumindest eine zentrale Speichereinheit SE. Anstelle einer einzigen zentralen Speichereinheit SE ist auch die Unterteilung in mehrere, dezentrale Speichereinheiten möglich. Die Speichereinheit SE kann integraler Bestandteil des Multicast-Centers MCC oder in einer gesonderten Netzwerkkomponente enthalten sein.
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Ferner sind von dem Netz NT zwei verschiedene Typen von Knoten (GPRS Support Knodes: GSN) zur Datenvermittlung enthalten: zum einen sind mehrere regionale Knoten SGSN (Serving GSN) umfaßt, die jeweils eine bestimmte räumliche Teilgruppe der mobilen Telekommunikationsgeräte T1...TN, die sogenannte SGSN Area, verwalten. Der SGSN verfolgt den Aufenthaltsort der mobilen Telekommunikationsgeräte T1...TN, führt Sicherheitsfunktionen und Zugriffskontrollen aus und bildet die Schnittstelle zu einem weiteren Knoten, dem GGSN (Gateway GSN). Dieser ermöglicht durch Routinginformationen, also Informationen betreffend die Auswahl der Übertragungswege, und Informationen über erreichbare mobile Telekommunikationsgeräte T1...TN die Verbindung zwischen dem mobilen Netz NT, das beispielsweise nach dem UMTS-Standard arbeitet, und einem Paketdatennetzwerk, das als festverdrahtetes Netz ausgebildet sein kann. Beispielsweise kommt hierfür das Internet in Betracht, wie in 1 dargestellt ist. Diese Datenübertragung läuft über ein mit Gi bezeichnetes Interface, das eine Festverbindung darstellt und den Gateway GSN mit etwa einem Server des Internets verbindet.
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Beide Knotentypen, also der SGSN und der GGSN, sind mit einer Datenbank, dem sog. Home Location Register HLR, über jeweilige Datenübertragungsstrecken (Interfaces) Gc und Gr verbunden. Diese Interfaces können ebenfalls Festdrahtverbindungen sein und dienen nur zur internen Informationsübertragung, nicht zur Leitung von Daten der Gruppennachricht. Die Datenbank HLR, von der auch mehrere verwirklicht sein können – je nach Abhängigkeit von der Kapazität und Organisation des Netzwerks –, ist insgesamt für das Management der mobilen Telekommunikationsgeräte T1...TN, also etwa der teilnehmenden Handies, festeingebauten Telefone in Fahrzeugen, Laptops und dergleichen, verantwortlich. Der SGSN kann vom HLR nutzerspezifische Informationen erfragen, z. B. zur Authentifizierung eines mobilen Telekommunikationsgeräts T4 eines Benutzers. Der SGSN ist insgesamt verantwortlich für den Verbindungsaufbau zwischen einem mobilen Telekommunikationsgerät T1...TN und einem Datennetz, beispielsweise dem Internet, das die Gruppennachricht als Datenpaket versendet.
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An den Knoten SGSN können sich mehrere Einheiten des Funknetzes NT anschließen. Diese Einheiten werden als Radio Network Subsystems (RNS) bezeichnet und umfassen jeweils feste Sendestationen Node B, die als Antennen, Sendemasten oder dergleichen in bekannter Weise ausgebildet sind.
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Zur Kontrolle der Sendeeinheiten Node B ist jeder der genannten Einheiten RNS eine Kontrolleinheit RNC (Radio Network Controller) zugeordnet. Diese ist über die Datenübertragungsstrecke (Interface) Iu mit dem Knoten SGSN verbunden.
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Andererseits ist der Radio Network Controller über eine Reihe von Festverbindungen Iub mit den Sendeanlagen Node B seines Bereichs verbunden und kann die Ressourcen der Luftschnittstellen Uu, die von den Node B in der Verbindung mit den mobilen Telekommunikationsgeräten genutzt werden, kontrollieren.
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In Funktion der dargelegten Komponenten wird beispielsweise bei Versand eines Datenpakets aus dem Internet dieses zuerst an den GGSN gesandt, der beim HLR den zuständigen SGSN erfragt. Der GGSN benachrichtigt dann den SGSN, daß Daten für das entsprechende mobile Telekommunikationsgerät T1, T2 oder ein beliebiges anderes vorliegen. Der Knoten SGSN veranlaßt daraufhin den Verbindungsaufbau zwischen dem gefragten Teilnehmer T1, T2... und dem externen Netzwerk.
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In 1 ist die zusätzliche Komponente eines Multicast-Centers MCC wie auch die zentrale Speichereinheit SE nicht eingezeichnet. Deren Funktion wird anhand von 2 am Beispiel der Übertragung einer Unterrichtseinheit (Teleteaching) an ein beispielhaft ausgewähltes mobiles Telekommunikationsgerät T4 erläutert:
Mitglieder einer Gruppe XY, die sich für die Übertragung angemeldet haben, etwa Abonnenten oder auch Einzelanmeldungen nur für bestimmte Übertragungen, sind im Knoten SGSN als Mitglieder dieser jeweiligen Gruppe XY registriert, hier also beispielhaft neben anderen das mobile Telekommunikationsgerät T4.
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Wenn der Benutzer dieses Telekommunikationsgeräts T4 während einer laufenden Übertragung einer Multicast-Message (MC-Nachricht A) aus einer entsprechenden Datenbank das Gerät T4 einschaltet, etwa weil er in ein Auto steigt und sein Mobilfunkgerät dort aktiviert, erfolgt als Nachricht 1 die Übertragung der Anmeldung vom Gerät T4 an den Service-Knoten SGSN. Bei diesem wird zunächst eine Überprüfungsroutine durchgeführt, ob das angemeldete Gerät T4 Mitglied der Gruppe XY ist. Eventuell ist hierzu die Abfrage einer externen Datenbank erforderlich, die dann vom SGSN automatisch durchgeführt wird.
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Mit Nachricht 2 fragt der Service-Knoten SGSN beim Multicast-Center MCC an, ob irgendwelche Multicast Messages zum Abruf bereitliegen (MC-Msg.-Available Indication). Das MCC antwortet mit Nachricht 3 (MC-Msg.-Available Response).
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Mit Nachricht 4 informiert das MCC das mobile Telekommunikationsgerät T4 über den Status aller zur Verfügung stehenden Gruppennachrichten, etwa, wie in 2 dargestellt, derart, daß eine erste Nachricht A gerade übertragen wird und drei weitere Gruppennachrichten (MC-Messages) B, C und F noch verfügbar sind. Diese Information über noch verfügbare Nachrichten ist nur dadurch möglich, daß die oben erwähnte Speichereinheit SE Bestandteil des Netzes NT ist und schon ganz oder teilweise übertragene Gruppennachrichten dort für eine spätere Abfrage aufbewahrt werden können.
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Im folgenden Schritt kann vom Benutzer des Geräts T4 eine Auswahl getroffen werden, welche der genannten Nachrichten A, B, C, F er empfangen möchte. Dargestellt ist die Auswahl der bereits teilweise übertragenen Gruppennachricht A, hier also der entsprechenden Tele-Teaching-Lesson. Eine Auswahlliste aller bereitstehenden Nachrichten kann hierfür durch ein entsprechendes Menü am Mobiltelekommunikationsgerät T4 angezeigt und daran in üblicher Weise eine Auswahl vorgenommen werden.
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Es versteht sich, daß anstelle der vollständigen Nachübertragung auch ein Einklinken in die laufende Übersendung der Gruppennachricht A möglich ist. Häufig wird jedoch, etwa bei einer Unterrichtseinheit, die Übertragung eines Datensatzes A, dessen Anfang verpaßt wurde, nicht befriedigend sein.
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Mit der Muticast Retransmission Message 5 kann dann der Benutzer des hier angeführten Telekommunikationsgeräts T4 seine getroffene Auswahl an den SGSN übersenden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel bezieht sich die Auswahl auf die MC-Nachricht A, die bereits teilweise übertragen ist, deren Anfang also verpaßt wurde, weil beispielsweise das Telekommunikationsgerät T4 erst einige Minuten nach Beginn der Übertragung eingeschaltet wurde. Die Multicast Retransmission Message 5 enthält alle erforderlichen Daten, um die Nachübermittlung an den richtigen Adressaten zu leiten, also insbesondere die Identität des Teilnehmergeräts T4 und eine Identifizierung des Datensatzes A.
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Der SGSN gibt daraufhin die Nachricht 6 (Activate MC Retransmission) zur Anforderung der Nachsendung der identifizierten Nachricht A an den identifizierten Benutzer T4 an das MCC weiter.
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Von dort aus wird bei der Datenbank, die den Speicher SE umfaßt, mit Nachricht 7 die vollständige Übertragung der Unterrichtseinheit A, also von Anfang an, angefordert.
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Mit der Nachricht 8 wird die Unterrichtseinheit A vollständig vom Speicher SE an das MCC übertragen.
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Anschließend wird zwischen dem MCC und dem SGSN ein sog. Core Network Bearer (CN-Bearer) aufgebaut, der als Übertragungspfad den Datenaustausch zwischen den genannten Netzwerkkomponenten MCC und SGSN bildet.
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Ebenso wird zwischen dem SGSN und dem Telekommunikationsgerät T4 ein lu-Bearer aufgebaut, der die Verbindung zwischen diesen Komponenten darstellt.
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Mit der Nachricht 9 wird zunächst der SGSN vom MCC in Kenntnis gesetzt, daß die MC-Message zum Übertragen bereitsteht, was vom SGSN mit der Nachricht 10 guittiert wird.
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Der SGSN übersendet daraufhin an das Telekommunikationsgerät T4 die Nachricht 11 (Request MC Context Activation) zur Aktivierung des Verbindungsaufbaus. Mit der Nachricht 12 erfolgt die entsprechende Reaktion des Telekommunikationsgeräts T4.
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Mit der dann folgenden Nachricht 13 wird jeweils spezifisch für das anzusprechende Telekommunikationsgerät – hier T4 – der erwähnte Träger für die Verbindung, der lu-Bearer, zwischen dem SGSN und dem RNC, in dessen Bereich sich das Telekommunikationsgerät T4 befindet, aufgebaut und mit der Nachricht 14 von diesem bestätigt.
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Die anschließend ausgetauschten Nachrichten 15 und 16 zwischen dem SGSN und dem MCC bauen dort den oben erwähnten CN-Bearer auf. In der Nachricht 17 wird der MC Context akzeptiert, so daß nachfolgend die eigentliche Nachübertragung des Datensatzes A an das Telekommunikationsgerät T4 erfolgen kann. Diese Übertragung ist keine Gruppennachricht mehr, sondern eine Einzelübertragung an den einen Kunden. Entsprechend kann eine derartige Einzelanforderung mit zusätzlichen Kosten belegt sein.
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Für die Übertragung des teilweise verpaßten Datensatzes A wird dieser mit der Nachricht 18 vom MCC über den CN-Bearer an den SGSN und mit der Nachricht 19 anschließend weiter über den lu-Bearer an das Telekommunikationsgerät T4 übertragen, womit dann insgesamt erreicht ist, daß dieses den Datensatz A gegenüber seiner ursprünglichen Aussendung als Gruppennachricht zeitversetzt erhält. Dabei ist egal, ob die ursprüngliche Übersendung als Gruppennachricht noch läuft oder bereits abgeschlossen ist. Ein Parallelversand der Gruppennachricht und einer oder mehrerer Einzelversendungen ist somit möglich.
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Das jeweilige Telekommunikationsgerät T1...TN kann einen hardwareseitig oder insbesondere softwareseitig und über die ohnehin vorhandene Tastatur zu bedienenden Schalter oder dergleichen Eingabemittel umfassen, um damit die Anzeige verpaßter Gruppennachrichten und die Nachanforderung unter eventueller Kostenübernahme zu realisieren. Die Kosten können auch beispielsweise mit der Mitgliedschaft in der Gruppe XY abgegolten sein. Ebenso ist es möglich, je nach Typ einer Nachsendung (Retransmission) zu bestimmen, ob Kosten fällig werden, beispielsweise nur für Bild- oder Audiodaten, nicht aber für Textnachrichten. So ist etwa vorstellbar, daß eine Nachsendung von Verkehrsdaten, die man bei Fahrantritt empfängt, kostenfrei erfolgt oder mit einer Mitgliedschaft in einem Verkehrsclub abgegolten ist.
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Um nicht zuviel Speicherplatz im SE anlegen zu müssen, ist es möglich, daß die Gruppennachrichten nur bis zum Ablauf einer maximalen Zeitdauer aufbewahrt werden und zur Verfügung stehen.
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Die Nachsendung (Retransmission) von MC-Nachrichten wird insgesamt über ein Computerprogramm verwaltet, das Bestandteil der Erfindung ist und die zum Austausch der genannten Nachrichten erforderlichen Steuerungsroutinen beinhaltet.
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Damit ist insgesamt erstmals ein Mobilfunknetz NT gebildet, in dem die Möglichkeit gegeben ist, innerhalb eines Multicast-Services auch dann noch Gruppennachrichten empfangen zu können, wenn der Anfang der Übertragung verpaßt wurde. Maßgeblich hierfür ist das Vorhandensein einer Speichermöglichkeit SE.
