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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Filtern von Strömen, die
zu einem einzelnen Benutzerdienst in einer Netzwerkeinheit des Kernnetzes
oder des Funkzugangsnetzwerkes eines Mobilkommunikationssystems
gehören.
Die Paketströme,
von denen ein jeder durch einen separaten Trägerdienst transportiert wird,
stellen einen Multicast- oder Broadcast-Benutzerdienst bereit und
werden von einem Dienst-Zentrum über
die Netzwerkeinheit an ein Mobil-Endgerät bereitgestellt. Weiterhin
umfasst die Netzwerkeinheit einen Dienst-Manager, der eine Quality-of-Service-Verwaltungsfunktion
bereitstellt. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Netzwerkeinheit,
die mit Filterfähigkeiten
versehen ist, sowie ein Kommunikationssystem, das die Netzwerkeinheit
umfasst.
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Technischer
Hintergrund
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Jüngste Fortschritte
bei Kodierungsverfahren ermöglichen
das Transportieren von Daten eines Broadcast-/Multicast-Dienstes
auf einer Vielzahl von Strömen,
zum Beispiel Alternativbetrieb (Simulcasting) oder Optionalbetrieb
(geschichtetes Multicasting). Solche Ansätze haben die Aufmerksamkeit
der Internetgemeinschaft erregt, um grobkörnige Qualitätsanpassung
in der Multicastkommunikation zu ermöglichen, und mehrere Arbeiten
haben auf denselben aufgebaut, wie zum Beispiel DiffServ (Differentiated
Services – siehe
Blake et al., „An
Architecture of Differentiated Services", RFC 2475, 1998, alle RFCs und Internet-Drafts
(Arbeitspapiere) der IETF (Internet Engineering Task Force, eine
Vereinigung von Netzwerk-Designern, Operateuren, Herstellern und
Forschern) stehen unter http://www.ietf.org zur Verfügung), RSVP
(siehe Braden et al., „Resource
ReSerVation Protokol (RSVP) – Version
1 Message Processing Rules",
RFC 2209, 1997), oder NSIS (siehe Hancock, „Next Steps in Signaling:
Framework", Internet-Draft
(draft-ietf-nsis-fw-05.txt), 2003). Die Architektur der 3G-Kommunikationsnetzwerke,
wie zum Beispiel die von 3GPP-Netzwerken, unterscheidet sich jedoch
von der des Internet und erfordert somit unterschiedliche oder zusätzliche
Lösungen.
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Die
zunehmende Verbreitung von bandbreitenintensiven Multimedia-Anwendungen
an heterogene Gruppen von Benutzern hat zu intensiver Forschung
auf dem Gebiet der Multicastrate und der Überlastungskontrolle im Internet
geführt.
Seit der bahnbrechenden Arbeit von McCanne et al. (siehe McCanne
et al., „Receiver-driven
Layered Multicast",
Proceedings/Tagungsband der ACM SIGCOMM '96, S. 117 bis S. 130, 1996) gilt das
Multirate-Multicasting als ein sehr erfolgversprechender Ansatz
zur Rate-Anpassung in Streaming-Szenarien. Verfahren sind für das Senden
gleichen Contents unter Verwendung einer Vielzahl von Multicast-Gruppen
auf verschiedenen Qualitätsebenen
vorgeschlagen worden, basierend auf einer kumulativen geschichteten
Datenorganisation (hierarchisch kodiert) oder auf Strom-Replikation
(unabhängige
und alternative Ströme).
Darüber
hinaus ist auch eine Kombination beider Ansätze möglich. Zum Beispiel eine Sitzung eines
einzelnen Audiostroms und mehrerer alternativer Videoströme, kodiert
mit einer Standard-Kodierungsvorschrift mit unterschiedlichen Datenraten
oder robust zu unterschiedlichen Verlustraten..
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Im
Allgemeinen stellt das Internet Multicast Model grundlegende Mechanismen
zum Verteilen von Daten mit unterschiedlichen QoS-Parameter (Quality-of-Service-Parametern) an Teilmengen
der Multicast-Verteilungsbäume
bereit. Die Hosts, die unter Verwendung des Internet Group Management
Protocol (IGMP – siehe Fenner, „Internet
Group Management Protocol, Version 2", RFC 2236, einsehbar unter http://www.ietf.org)
mit den Multicast-Routern kommunizieren, können im Prinzip aktiv den QoS
in einem Unterbaum anpassen, indem sie Multicast-Gruppen beitreten/verlassen.
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Jedoch
folgen nicht alle Kommunikationsnetzwerke, wie zum Beispiel Mobilkommunikationsnetzwerke,
dem End-zu-End-Paradigma des Internets. In dieser Hinsicht bedeutet
die Einhaltung des End-zu-End-Prinzips, dass End-Hosts für die Anpassung
an Netzwerkbedingungen verantwortlich sind, wobei sie sich ausschließlich auf
implizite Netzwerk-Informationsübertragung
verlassen, das heißt
Paketausfälle
und Verzögerungsschwankungen.
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Mobilkommunikationsnetzwerke
andererseits folgen üblicherweise
dem netzwerkzentrischen Ansatz für
QoS-Bereitstellung, was zu einem unterschiedlichen Broadcast/Multicast-Dienst-Modell
führt.
Abonnierte Benutzer können
ihr Interesse an einer Multi casting-Sitzung durch IGMP oder ähnliche
Informationsübertragung
an zweckgebundene Netzwerkknoten ausdrücken. Der Datenverteilungsbaum,
entlang dem die Dienst-Daten
bereitgestellt werden, ist jedoch autonom aufgebaut und wird gegebenenfalls
durch das Netzwerk geändert,
zum Beispiel als Reaktion auf Übergabe.
Dieser Ansatz ist vorteilhaft, insbesondere da der Funknetzcontroller
Kenntnis verfügbarer
Ressourcen hat (zum Beispiel durch Bereitstellung von Ressourcensteuerungsfunktionalität), und
ermöglicht,
dass Endbenutzer mit mehr oder weniger nahtlosem Dienst versorgt werden
können.
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Netzwerkzentrische
Ansätze
zum Bereitstellen heterogener Kommunikationsdienste in dem Internet sind
ebenfalls entwickelt worden. Eine hinlänglich bekannte Möglichkeit
zum Platzieren verbesserter Funktionalität in dem Netzwerk ist die Einrichtung
von Gateways auf Transportebene oder auf Anwendungsebene oder die
Einführung
von aktiven Netzwerkknoten, wie in Amir et al. „An application level video
gateway", Tagungsband/Proceeding
der ACM Multimedia '95,
San Francisco, Kalifornien, USA, November 1995 oder in Metzler et
al. „AMnet:
Heterogeneous Multicast Services based on Active Networking", Proceedings/Tagungsband
des 2. Workshop on Open Architectures and Network Programming (OPENARCH99),
New York, New York, USA, März
1999, beschrieben.
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Während der
erstgenannte Ansatz aufgrund der Umsetzungsoperationen signifikanten
Overhead verursacht, stellt der letztgenannte einen Rahmen bereit,
der in jedem einzelnen Fall anzupassen wäre, um netzwerkspezifische
Funktionalitäten
und Mechanismen bereitzustellen.
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Das
erste Konzept für
eine heterogene QoS in der MBMS-Architektur wurde als Option G in
dem 3GPP TR 23.846: „Multimedia
Broadcast/Multicast (MBMS); Architecture and functional description
(Release 6)", V6.1.0.,
Dezember 2002, zu beziehen über
http://www.3gpp.org, vorgeschlagen. Es definiert einen MBMS-Trägerdienst,
der eine Vielzahl von Strömen
(optional oder alternativ) umfassen kann, die jeweils auf eine einzelne RTP-Instanz
abbilden. Ein jeder Strom wird über
einen eindeutigen Tunnel zwischen (Gateway GPRS Support Node) und
RNC (Radio Network Controller) transportiert, der während der
gesamten Dauer des MBMS-Dienstes vorgehalten wird.
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Dabei
ist es prinzipiell möglich,
dass ein RNC einen Strom eines MBMS-Dienstes zu Beginn der Sitzung
auswählt,
ebenso wie Ströme
während
der Sitzung zu ändern/hinzuzufügen. Um
diese Funktionalität
jedoch zu ermöglichen,
müssen
geeignete Mechanismen in dem Funkzugriffsnetzwerk (RAN) implementiert werden.
Eine notwendige Voraussetzung ist die Kommunikation und Verwaltung
von Stromzuständen
und Beziehungen, die es einem RAN-Knoten ermöglicht, die (Menge von) geeigneten
Strömen
entsprechend den aktuellen Bedingungen einer Zelle oder eines stromabwärtigen Knotens
auszuwählen.
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Die
3GPPMultimedia Broadcast/Multicast-Dienst-(MBMS)-Architektur unterstützt gegenwärtig nur
ein sehr einfaches QoS-Modell. Sie stellt grundlegend einen nicht
skalierbaren und nichtadaptiven Dienst bereit, bei dem entweder
alle Zweige eines MBMS-Verteilungsbaumes
mit dem gleichen QoS eingerichtet werden oder aber der gesamte Dienst
abgebrochen wird. Es gibt keine Verhandlung von QoS-Werten zwischen
Netzwerkknoten, was impliziert, dass einige der Zweige gegebenenfalls
nicht eingerichtet werden, wenn QoS-Anforderungen durch die jeweiligen
Netzwerkknoten nicht erfüllt
werden können.
Dies ist relevant sowohl am Anfang einer Sitzung als auch während einer
Sitzung, wie zum Beispiel bei Übergabe,
wenn ein neuer Zweig des Verteilungsbaumes zu erstellen/abzureißen ist.
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Andererseits
sind Mobil-Endgeräte
recht heterogen in Bezug auf ihre bereitgestellten Fähigkeiten,
das heißt
Verarbeitungsleistung, Anzeigegröße etc.
Die aktuelle MBMS-Architektur
kann mit dieser Heterogenität nicht
Schritt halten beziehungsweise sie kann es, indem sie alle Endgeräte (mit
besserer und schlechterer Leistung) einem Szenario des ungünstigsten
Betriebsfalls unterwirft, wo sich alle an die geringste Qualität anpassen.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung
einer adaptiven Multimedia-Broadcast-/Multicast-Dienst-QoS-Architektur,
die auf eine große
Anzahl von Benutzern skalierbar ist. Eine weitere Aufgabe besteht
in der Bereitstellung einer Broadcast-/Multicast-Dienst-QoS-Architektur,
die mit heterogenen Endgeräten
Schritt halten kann. Eine weitere Aufgabe besteht in der Auslegung
einer Architektur, die sich an schwankende oder veränderliche
Netzwerkbedingungen anpassen kann.
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Die
Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte
Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
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Gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird ein Verfahren zum Bereitstellen eines Multicast-Dienstes
oder Broadcast-Dienstes von einem Dienst-Zentrum über wenigstens
eine Netzwerkeinheit zu einem Mobil-Endgerät offengelegt, wobei der Multicast-Dienst
oder Broadcast-Dienst von einer Vielzahl von Paketströmen bereitgestellt
wird, die jeweils über
einen einzelnen Trägerdienst
transportiert werden. Die Netzwerkeinheit kann Informationen empfangen,
die die Trägerdienste
anzeigen, die zu dem Multicast-Dienst oder Broadcast-Dienst gehören, sowie
die Quality-of-Service-Attribute, die von den von den Trägerdiensten
transportierten Paketströmen
erfordert werden und/oder die von Paketstrom-Kombinationen derselben
erfordert werden, und sie kann einen Dienst-Kontext einrichten,
der die empfangenen Informationen umfasst.
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Weiterhin
kann die Netzwerkeinheit von der Quality-of-Service-Verwaltungsfunktion
Quality-of-Service-Einschränkungen
ermitteln, die einen Quality-of-Service anzeigen, der für stromabwärtige Datenübertragung
für eine
jede stromabwärtige
Schnittstelle der Netzwerkeinheit zur Verfügung steht. Auf der Grundlage der
Quality-of-Service-Attribute und der Informationen zu Trägerdiensten,
die zu dem Multicast-Dienst oder dem Broadcast-Dienst gehören, die
in dem Dienst-Kontext gespeichert sind, kann die Netzwerkeinheit
diejenigen Trägerdienste
aus den Trägerdiensten,
die zu dem Multicast-Dienst oder zu dem Broadcast-Dienst gehören, auswählen, deren
Ströme
innerhalb der ermittelten Quality-of-Service-Einschränkungen übertragen werden
können.
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Weiterhin
kann die Netzwerkeinheit wenigstens einen Teil der ausgewählten Trägerdienste
einrichten, wobei für
einen jeden eingerichteten Trägerdienst
eine Verbindung zwischen der Netzwerkeinheit und einer stromaufwärtigen Netzwerkeinheit
aufgebaut wird und den Paketstrom eines jeden eingerichteten Trägerdienstes über die
jeweilige Verbindung zu dem Mobil-Endgerät weiterleiten kann.
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In
einem weiteren Ausführungsbeispiel
kann das Einrichten von wenigstens einem Teil der ausgewählten Trägerdienste
das Senden einer Registrierungsanforderung zu einer Uplink-Netzwerkeinheit
oder dem Dienst-Zentrum zum Registrieren der ausgewählten Trägerdienste
sowie zum Empfangen einer Registrierungsantwort-Nachricht von der
Netzwerkeinheit oder dem Dienst-Zentrum umfassen, wobei diejenigen
Trägerdienste
angezeigt werden, für
die die Registrierung erfolgreich war. Weiterhin kann das Einrichten
von wenigstens einem Teil der ausgewählten Trägerdienste das Aufbauen einer
Verbindung zwischen der Netzwerkeinheit und der stromaufwärtigen Netzwerkeinheit
für einen
jeden erfolgreich registrierten Trägerdienst sowie das Empfangen
des Paketstroms des jeweiligen registrierten Trägerdienstes über eine
jede aufgebaute Verbindung umfassen.
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Somit
ist es wichtig, zu beachten, dass gemäß diesem Ausführungsbeispiel
der Erfindung die eigentliche Ressourcenzuteilung, wie zum Beispiel
durch Aufbauen einer Verbindung, nur in dem Fall durchgeführt werden
kann, in dem die Netzwerkressourcen die Bereitstellung eines besonderen
Stromes des Dienstes ermöglichen.
Somit können
Kontext-Informationen des Trägerdienstes, über den
der Strom bereitgestellt wird, an der Netzwerkeinheit vorliegen,
jedoch können
die Ressourcen zum Bereitstellen der eigentlichen Datenpakete, die
zu dem Strom/Trägerdienst
gehören,
nur reserviert und zugeteilt werden, wenn die Netzwerkbedingungen
dies erlauben. Gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der hier vorliegenden Erfindung gilt ein Trägerdienst als „eingerichtet", solange der entsprechende
Strom zu dem betreffenden Trägerdienst
von dem Dienst-Zentrum gesendet wird. Dies kann bedeuten, dass ein
solcher Strom alle oder eine Teilmenge von stromabwärtigen Knoten
erreicht, das heißt
diejenigen, für
die eine Verbindung für
den Trägerdienst
aufgebaut worden ist.
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Ein
weiteres Ausführungsbeispiel
umfasst das Speichern des Weiterleitungszustandes eines jeden der
Trägerdienste,
die zu dem Multicast-Dienst oder dem Broadcast-Dienst gehören, für eine jede
stromabwärtige
Schnittstelle in dem Dienst-Kontext. Dies kann zum Beispiel ermöglichen,
dass die Netzwerkeinheit die stromabwärtigen Netzwerkeinheiten an
jeder ihrer Schnittstellen, die den Strom des Trägerdienstes empfangen und die
ihn nicht empfangen, überwacht.
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Ein
weiteres Ausführungsbeispiel
der hier vorliegenden Erfindung betrifft Situationen, in denen die Dienstebene
aufgerüstet
werden kann, das heißt
die Quality-of-Service-Einschränkungen
entspannen sich. Die Netzwerkeinheit kann von einer stromabwärtigen Netzwerkeinheit
eine Registrierungsanforderung für
einen Trägerdienst
empfangen. Auf der Grundlage des Dienst-Kontexts kann die Netzwerkeinheit
bestimmen, ob der Paketstrom des angeforderten Trägerdienstes
durch die Netzwerkeinheit empfangen wird. Wenn das der Fall ist,
kann die Netzwerkeinheit eine Registrierungsantwort-Nachricht an die
anfordernde stromabwärtige Netzwerkeinheit
senden, die eine erfolgreiche Registrierung des angeforderten Trägerdienstes
anzeigt.
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In
einer Änderung
dieses Ausführungsbeispieles
kann die Netzwerkeinheit eine Verbindung zwischen der Netzwerkeinheit
und der anfordernden stromabwärtigen
Netzwerkeinheit nach Weiterleitung des Paketstromes des angeforderten
Trägerdienstes
aufbauen, wenn die Registrierungsantwort-Nachricht anzeigt, dass die
Registrierung erfolgreich war.
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Wenn
die Netzwerkeinheit bestimmt hat, dass der Paketstrom des angeforderten
Trägerdienstes
von der Netzwerkeinheit nicht empfangen wird, kann dieselbe eine
Registrierungsanforderung für
den angeforderten Trägerdienst
an eine stromaufwärtige
Netzwerkeinheit oder an das Dienst-Zentrum senden. Als Antwort hierauf
kann sie eine Registrierungsantwort-Nachricht von der stromaufwärtigen Netzwerkeinheit
oder dem Dienst-Zentrum erhalten, die anzeigt, ob die Registrierung
des angeforderten wenigstens einen Trägerdienstes erfolgreich gewesen
ist.
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In
einer weiteren Änderung
des Ausführungsbeispieles,
wenn diese Registrierungsantwort-Nachricht anzeigt, dass die Registrierung
erfolgreich war, kann die Netzwerkeinheit eine Verbindung zwischen
der Netzwerkeinheit und der stromaufwärtigen Netzwerkeinheit oder
dem Dienst-Zentrum aufbauen, um den Paketstrom des angeforderten
Trägerdienstes
weiterzuleiten, und sie kann eine Registrierungsantwort-Nachricht
an die anfordernde stromaufwärtige
Netzwerkeinheit, die anzeigt, dass die Registrierung des angeforderten
Trägerdienstes
erfolgreich war, senden.
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Ein
weiteres Ausführungsbeispiel
der hier vorliegenden Erfindung betrifft die Netzwerkeinheit, die
eine Änderung
in den stromabwärtigen
Quality-of-Service-Einschränkungen erkennt.
Das Netzwerk kann eine Registrierungsanforderung für einen
Trägerdienst
an eine stromaufwärtige
Netzwerkeinheit oder das Dienst-Zentrum senden und es kann eine
Registrierungsantwort-Nachricht von der stromaufwärtigen Netzwerkeinheit oder
dem Dienst-Zentrum empfangen, die anzeigt, ob die Registrierung
des angeforderten Trägerdienstes
erfolgreich gewesen ist.
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In
einer Änderung
des Ausführungsbeispieles
kann die Netzwerkeinheit eine Verbindung zwischen der Netzwerkeinheit
und der anfordernden stromaufwärtigen
Netzwerkeinheit oder dem Dienst-Zentrum zum Weiterleiten des Paketstromes
des angeforderten Trägerdienstes
aufbauen, wenn die Registrierungsantwort-Nachricht anzeigt, dass
die Registrierung erfolgreich gewesen ist.
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Ein
weiteres Ausführungsbeispiel
der Erfindung sieht die Aktualisierung des Dienst-Kontexts voraus, der
an der Netzwerkeinheit auf der Grundlage einer empfangenen Registrierungsantwort-Nachricht
vorgehalten wird.
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Ein
weiteres Ausführungsbeispiel
der Erfindung ermöglicht
die Anpassung an Änderungen
in den Quality-of-Service-Einschränkungen, die von der Quality-of-Service-Verwaltungsfunktion
gemeldet werden. Gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
kann die Netzwerkeinheit eine Abmeldungsanforderung für einen
Trägerdienst
von einer stromabwärtigen
Netzwerkeinheit empfangen. Die Netzwerkeinheit kann die für den Trägerdienst
zwischen der anfordernden stromabwärtigen Netzwerkeinheit und
der Netzwerkeinheit aufgebaute Verbindung freigeben und kann den
Dienst-Kontext aktualisieren, um anzuzeigen, dass der Strom des
Trägerdienstes
nicht mehr an die anfordernde stromabwärtige Netzwerkeinheit weitergeleitet
wird.
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In
einer Änderung
des Ausführungsbeispieles
kann die Netzwerkeinheit weiterhin bestimmen, ob eine weitere stromabwärtige Netzwerkeinheit
außer
der anfordernden stromabwärtigen
Netzwerkeinheit eine Verbindung für den Trägerdienst zu der Netzwerkeinheit
vorhält,
und wenn dies nicht der Fall ist, kann sie eine Abmeldungsanforderung
für den
Trägerdienst
an eine stromaufwärtige
Netzwerkeinheit oder an das Dienst-Zentrum senden. Dadurch kann unnötige Ressourcenreservierung
durch ungenutzte Verbindungen verhindert werden.
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In
einem weiteren Ausführungsbeispiel
kann die Netzwerkeinheit eine Abmeldungsanforderung für eine Trägerdienst
an eine stromaufwärtige
Netzwerkeinheit oder an das Dienst-Zentrum senden und sie kann den
Dienst-Kontext aktualisieren, um anzuzeigen, dass der Strom des
Trägerdienstes
nicht mehr an eine stromabwärtige
Netzwerkeinheit oder ein Mobil-Endgerät weitergeleitet wird. Dies
kann zum Beispiel in Situationen anwendbar sein, in denen die Netzwerkeinheit
eine Änderung
in den Downlink-Quality-of-Service-Einschränkungen
erkennt.
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In
einem weiteren Ausführungsbeispiel
kann die Netzwerkeinheit eine Einheit des Funkzugangsnetzwerkes
sein, die eine Quality-of-Service-Verwaltungsfunktionalität aufweist,
oder eine Einheit des Kernnetzwerkes, die eine Quality-of-Service-Verwaltungsfunktionalität aufweist.
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Weiterhin
sieht ein weiteres Ausführungsbeispiel
der Erfindung die Netzwerkeinheit voraus, die einen Strom von wenigstens
einem ausgewählten
Trägerdienst
in einen Strom umwandelt, der innerhalb der Quality-of-Service-Einschränkungen,
die von der Quality-of-Service-Verwaltungsfunktion
ermittelt werden, übertragen
werden kann. Die Umwandlung kann zum Beispiel wenigstens eines der
Umwandlung der Bitrate des Stromes, der Umwandlung des Codec-Typs,
der räumlichen
oder zeitlichen Auflösung
und von vielschichtigen zu einschichtigen Strömen und von konstanter Bitrate
zu veränderlicher
Bitrate oder umgekehrt umfassen.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird eine Netzwerkeinheit, über die ein Multicast-Dienst
oder ein Broadcast-Dienst von einem Dienst-Zentrum an ein Mobil-Endgerät bereitgestellt wird,
offengelegt. Der Multicast-Dienst oder Broadcast-Dienst kann in Form einer Vielzahl von
Paketströmen bereitgestellt
werden, die jeweils über
einen einzelnen Trägerdienst übertragen
werden. Die Netzwerkeinheit kann einen Dienst-Manager umfassen,
der eine Quality-of-Service-Verwaltungsfunktion bereitstellt, und
einen Empfänger
zum Empfangen von Informationen, die die Trägerdienste anzeigen, die zu
dem Multicast-Dienst oder dem Broadcast-Dienst gehören, sowie
die Quality-of-Service-Attribute, die von den Paketströmen, die von
den Trägerdiensten
transportiert werden, erfordert werden, und/oder die von Paketstrom-Kombinationen derselben
erfordert werden.
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Weiterhin
kann die Netzwerkeinheit Einrichtungen zum Einrichten eines Dienst-Kontexts, der die
empfangenen Informationen umfasst, Einrichtungen zum Ermitteln von
Quality-of-Service-Einschränkungen,
die Quality-of-Service anzeigen, der für stromabwärtige Datenübertragung für eine jede
stromabwärtige
Schnittstelle der Netzwerkeinheit zur Verfügung steht, von der Quality-of-Service-Verwaltungsfunktion
sowie Einrichtungen zum Auswählen,
auf der Grundlage der in dem Dienst-Kontext gespeicherten Quality-of-Service-Attribute,
derjenigen Trägerdienste
von den Trägerdiensten,
die zu dem Multicast-Dienst oder dem Broadcast-Dienst gehören, deren
Ströme
innerhalb der ermittelten Quality-of-Service-Einschränkungen übertragen werden
können.
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Die
Netzwerkeinheit kann weiterhin Einrichtungen zum Einrichten von
wenigstens einem Teil der ausgewählten
Trägerdienste
und Sendeeinrichtungen zum Weiterleiten des Paketstromes eines jeden
eingerichteten Trägerdienstes über die
jeweilige Verbindung zu dem Mobil-Endgerät umfassen. Für einen
Trägerdienst, der
eingerichtet wird, kann eine Verbindung zwischen der Netzwerkeinheit
und einer stromaufwärtigen
Netzwerkeinheit aufgebaut werden.
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In
einer Änderung
des Ausführungsbeispieles
kann die Netzwerkeinheit weiterhin Einrichtungen umfassen, die angepasst
sind, um die Schritte des Verfahrens gemäß der verschiedenen oben beschriebenen Ausführungsbeispiele
auszuführen.
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Ein
weiteres Ausführungsbeispiel
der hier vorliegenden Erfindung betrifft ein Mobilkommunikationssystem.
Das Kommunikationssystem kann ein Dienst-Zentrum, wenigstens ein
Mobil-Endgerät,
das Multicast-Dienst oder Broadcast-Dienst empfängt, sowie wenigstens eine
oben beschriebene Netzwerkeinheit umfassen.
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Weiterhin
stellt ein Ausführungsbeispiel
ein computerlesbares Speichermedium zum Speichern von Anweisungen
bereit, die bei Ausführung
durch einen Prozessor bewirken, dass der Prozessor einen Multicast-Dienst
oder Broadcast-Dienst von einem Dienst-Zentrum über wenigstens eine Netzwerkeinheit
an ein Mobil-Endgerät
bereitstellt, wobei der Multicast-Dienst oder Broadcast-Dienst in
Form einer Vielzahl von Paketströmen
bereitgestellt wird, die jeweils über einen einzelnen Trägerdienst
transportiert werden, wobei die Netzwerkeinheit einen Dienst-Manager
umfasst, der eine Quality-of-Service-Verwaltungsfunktion bereitstellt, indem
Informationen empfangen werden, die die Trä gerdienste anzeigen, die zu
dem Multicast-Dienst oder dem Broadcast-Dienst gehören, sowie
die Qality-of-Service-Attribute, die von den Paketströmen erfordert
werden, die durch die Trägerdienste
transportiert werden, und/oder die von Paketstromkombinationen derselben erfordert
werden, und indem ein Dienst-Kontext eingerichtet wird, der die
empfangenen Informationen enthält, indem
von der Quality-of-Service-Verwaltungsfunktion
Quality-of-Service-Einschränkungen
ermittelt werden, die einen Quality-of-Service anzeigen, der für stromabwärtige Datenübertragung
für eine
jede stromabwärtige Schnittstelle
der Netzwerkeinheit zur Verfügung
steht, indem auf der Grundlage der in dem Dienst-Kontext gespeicherten
Quality-of-Service-Attribute diejenigen Trägerdienste ausgewählt werden,
die zu dem Multicast-Dienst oder Broadcast-Dienst gehören, deren Ströme innerhalb
der ermittelten Quality-of-Service-Einschränkungen übertragen werden können, indem
wenigstens ein Teil der ausgewählten
Trägerdienste
eingerichtet werden, wobei für
einen jeden eingerichteten Trägerdienst
eine Verbindung zwischen der Netzwerkeinheit und einer stromaufwärtigen Netzwerkeinheit
aufgebaut wird, und indem der Paketstrom eines jeden eingerichteten
Trägerdienstes über die
jeweilige Verbindung an das Mobil-Endgerät weitergeleitet wird.
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In
einer Änderung
kann das computerlesbare Speichermedium weiterhin Anweisungen speichern, dass
bei Ausführung
durch den Prozessor bewirkt wird, dass die Schritte des Verfahrens
gemäß der verschiedenen
vorstehenden Ausführungsbeispiele
ausgeführt
werden.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER FIGUREN
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Im
Folgenden wird die hier vorliegende Erfindung ausführlicher
unter Bezugnahme auf die anhängenden
Figuren und Zeichnungen beschrieben werden. Ähnliche oder entsprechende
Details in den Figuren werden mit den gleichen Verweisziffern gekennzeichnet.
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1 zeigt
eine Übersicht
der QoS-Architektur von UMTS.
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Die 2 und 3 zeigen
den Benutzerebene-Protokollstapel beziehungsweise den Steuerebene-Protokollstapel
der 3GPP-MBMS-Architektur.
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4 zeigt
eine GTP-C-MBMS-Sitzungsanfangsanforderungs-Nachricht.
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5 zeigt
eine GTP-C-MBMS-Registrierungsanforderungs-Nachricht.
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Die 6 und 7 zeigen
einen Verteilungsbaum einer Mehrträger-QoS-Architektur gemäß einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung vor und nach der Durchführung einer Anpassung an sich ändernde
Netzwerkressourcen.
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8 zeigt
eine Mehrträger-QoS-Architektur
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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9 zeigt
QoS-Verwaltungsfunktionen für
UMTS-Trägerdienst
in der Steuerebene, und
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10 zeigt
ein MBMS-Registrierungsverfahren gemäß dem MBMS-Standard.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Die
folgenden Absätze
werden verschiedene Ausführungsbeispiele
der hier vorliegenden Erfindung beschreiben. Ausschließlich beispielhaft
werden die meisten Ausführungsbeispiele
in Bezug auf ein UMTS-Kommunikationssystem skizziert, und die in
den folgenden Abschnitten verwendete Terminologie betrifft vorwiegend
UMTS-Terminologie.
Die verwendete Terminologie und die Beschreibung der Ausführungsbeispiele
in Bezug auf eine UMTS-Architektur sollen jedoch die Anwendung der
Grundsätze
und des Erfindungsgedankens der hier vorliegenden Erfindung auf
solche Systeme nicht einschränken.
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Weiterhin
dienen die in dem vorstehen Abschnitt Technischer Hintergrund gegebenen
ausführlichen Erläuterungen
lediglich dem besseren Verständnis
der mehrheitlich UMTS-spezifischen beispielhaften Ausführungsbeispiele,
die im Folgenden beschrieben werden, und sollen nicht als die hier
vorliegende Erfindung auf die beschriebenen spezifischen Implementierungen
von Vorgängen
und Funktonen des Mobilkommunikationsnetzwerkes verstanden werden.
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Weiterhin
wird darauf verwiesen, dass die hier vorliegende Erfindung vorwiegend
in Bezug auf Bandbreitenanforderungen und die jeweilige QoS-Anpassung
beschrieben wird. QoS-Differenzierung und QoS-Anpassung können jedoch
auch auf beliebige andere QoS-Parameter, wie zum Beispiel die Verlustrate,
oder auf eine Kombination von Parametern angewendet werden.
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Auslegungsaspekte
für eine
Enhanced-Multicast/Broadcast-Dienst-Architektur Die folgenden Aspekte können bei
der Auslegung einer Multicast/Broadcast-Dienst-Architektur, die den oben genannten
Gegenstand der hier vorliegenden Erfindung löst, berücksichtigt werden.
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Die
in 3GPP TS 22.246: „Multimedia
Broadcast/Multicast (MBMS) user service; Stage 1 (Release 6" (Version 6.4.0.,
März 2004,
verfügbar
unter httg://www.3gpp.org) und in 3GPP TS 23.246: „Multimedia
Broadcast/Multicast (MBMS); Architecture and functional description
(Release 6) (Version 6.1.0., Dezember 2003, verfügbar unter http://www.3gpp.org)
spezifizierte MBMS-Architektur befindet sich in einem fortgeschrittenen Stadium.
Um für
schnellen und weit verbreiteten Einsatz berücksichtigt zu werden, kann
eine erweiterte Multicast/Broadcast-Architektur den Spezifikationen
zur Architektur folgen und lediglich dann von diesen abweichen,
wenn dies angemessen ist. Somit kann die Verhandlung von QoS zwischen
Netzwerkknoten vermieden werden, und der entstehende Overhead hinsichtlich
der Informationsübertragung
und Filterung kann möglichst gering
gehalten werden.
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Weiterhin
besteht ein weiterer Aspekt bei der Auslegung einer erweiterten
Multicast/Broadcast-Dienst-Architektur darin, eine breite Palette
von Möglichkeiten
für Contentanpassung
abzudecken. Zum Beispiel können
verfügbare
adaptive Media-Codecs abgedeckt werden und ein Rahmen für zukünftige Erweiterungen
kann bereitgestellt werden.
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Ein
möglicher
Ansatz zur Überwindung
dieser Einschränkungen
der aktuellen MBMS-Architektur
kann in der Anwendung adaptiver Media-Codecs bestehen. Beispiele
adaptiver Media-Codecs sind geschichtete Codecs, wie zum Beispiel
MPEG2 oder MPEG4. Diese Codecs verschlüsseln üblicherweise Media-Informationen
in (wenigstens) zwei oder mehr Schichten, wobei die unterste Schicht
die wichtigste Schicht ist. Die folgenden (höheren) Schichten sind von den
vorhergehenden (unteren) Schichten abhängig.
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Content
kann ebenso in mehreren unabhängigen
Darstellungen verschlüsselt
werden, zum Beispiel unter Nutzung eines MPEG-1-Kodierers, der es
ermöglicht,
alternative Ströme
mit unterschiedlichen Bandbreitenanforderungen oder unterschiedlicher
Fehlerelastizität
bereitzustellen.
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Ein
weiteres Beispiel adaptiver Media-Codecs ist die Familie der Mehrfachbeschreibungs-Codecs.
Bei dieser Art der Kodierung wird der Content in mehreren komplementären Schichten
verschlüsselt,
das heißt, die
Konzepte von Grundschicht und Abhängigkeit von vorhergehenden
Schichten verschwinden. Insbesondere ist die Qualität umso höher, je
größer die
Anzahl der empfangenen MDC-kodierten Pakete ist.
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Eine
weitere Überlegung
der Auslegung kann die Verfügbarkeit
von RAN-Ressourcen (Funkzugangsnetzwerk-Ressourcen) sein. Wie bereits
erwähnt
worden ist, ohne dabei von der Allgemeingültigkeit des Gesagten abzuweichen,
kann das RAN üblicherweise
als das kritische System angesehen werden, bei dem die Einrichtung
von Transportträgern
aufgrund knapper Funkressourcen einen Engpass darstellen kann. Somit kann
eine erweiterte Multicast/Broadcast-Dienst-Architektur Anpassungsfunktionalität in den
Funknetzwerkcontrollern berücksichtigen.
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Aufgrund
der Mobilität
der Endknoten können
sich Verteilungsbäume
während
einer laufenden Sitzung verändern.
Demzufolge kann eine erweiterte Multicast/Broadcast-Dienst-Architektur
sowohl Anpassung zu Beginn der Sitzung als auch während der
Sitzung ermöglichen,
zum Beispiel bei Übergaben.
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Eine
weitere mögliche Überlegung
zur Auslegung für
eine erweiterte Multicast/Broadcast-Dienst-Architektur ist die Bereitstellung
einer Anpassung für
sich verändernde
Bedingungen in dem Netzwerk und den Funkkomponenten. MBMS-Daten
können über einen
MBMS-Verteilungsbaum, der durch zahlreiche RNCs und zahlreiche SGSNs
gehen kann, an mehrere Benutzer verteilt werden.
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Dadurch
können
verschiedene Media-Komponenten, die einen einzelnen MBMS-Dienst
aus der Sicht des Benutzers umfassen, über getrennte GTP-Tunnel (GPRS
Tunneling Protocol) bereitgestellt werden (GGSN <-> SGSN,
SGSN <-> RNC – siehe 2)
sowie über
Funkträger
(RNC <-> UE), die QoS-Differenzierung
für eine
jede Komponente ermöglichen.
Eine erweiterte Multicast/Broadcast-Dienst-Architektur kann daher
QoS-Probleme sowohl
an dem Funkzugangsnetzwerk als auch an dem Kernnetzwerk behandeln.
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Um
einen bestimmten Netzwerk-QoS zu realisieren, kann ein Trägerdienst
(zum Beispiel UMTS/MBMS Bearer) mit eindeutig definierten Merkmalen
und eindeutig definierter Funktionalität von der Quelle bis zum Ziel
eines Benutzerdienstes (wie zum Beispiel Multicast-Dienst oder Broadcast-Dienst)
eingerichtet werden. Ein Trägerdienst
umfasst alle Aspekte, um die Bereitstellung von vertraglich gebundener
Quality-of-Service (QoS) zu ermöglichen.
Diese Aspekte sind unter anderem die Steuerungs-Informationsübertragung, der Benutzerebenentransport
und die QoS-Verwaltungsfunktionalität. Eine
geschichtete UMTS-Trägerdienst-QoS-Architektur
wird in 1 gezeigt. Ein jeder Trägerdienst
auf einer jeweiligen Ebene bietet seine individuellen Dienste unter
Nutzung der von den Schichten darunter bereitgestellten Diensten
an.
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Die
spezifischen Beziehungen der Funktionen zwischen den Knoten (GGSN,
SGSN, RNC etc.), die benötigt
werden, um einen UMTS-Trägerdienst
mit einem spezifischen QoS zu spezifizieren, einzurichten, zu ändern und
vorzuhalten, können
implementierungsspezifisch sein. Das bedeutet, dass mehrere Technologien, wie
zum Beispiel DiffServ, IntServ (siehe Braden et al., „Integrated
Services in the Internet Architecture: an Overview", RFC1633, 1994),
RSVP oder MPLS, verwendet werden können.
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Bei
Betrachtung des Beispieles von UMTS bedeutet die Zuweisung dieser
Funktionen zu den UMTS-Einheiten, dass diese Einheiten für den UMTS-Trägerdienst
verhandelte QoS-Zusagen erzwingen können. Die spezifische Realisierung
dieser Funktionen kann implementierungsabhängig sein und muss lediglich die
spezifizierten QoS-Merkmale vorhalten. Die QoS-Verwaltungsfunktionen
aller UMTS-Einheiten zusammen können
die Bereitstellung des verhandelten Dienstes zwischen den Zugangspunkten
des UMTS-Trägerdienstes
sicherstellen.
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Zum
Einrichten einer neuen erweiterten Multicast/Broadcast-Dienst-Architektur
kann die Funktionalität des
Dienst-Managers gemäß Beschreibung
in Artikel 6.2.1.1. von 3GPP TS 23.107: „Technical Specification Group
Services and System Aspects; Quality of Service (QoS) concept and
architecture (Release 6)" (siehe Version
6.1.0., März
2004) von besonderem Interesse sein. Der Dienst-Manager koordiniert
die Funktionen der Steuerebene (zum Beispiel MBMS Bearer Context
(Träger-Kontext))
zum Einrichten, Ändern
und Vorhalten des Dienstes, für
den er verantwortlich ist (siehe 9). Weiterhin
stellt er alle Benutzerebenen-QoS-Verwaltungsfunktionen mit relevanten
Attributen (zum Beispiel garantierte Bitrate, größte Bitrate, größte Paketgröße, Verlustrate
etc.) bereit.
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Der
Dienst-Manager kann weiterhin Dienste für andere Instanzen (zum Beispiel
MBMS-Träger-Kontext-Verwaltungsfunktionen)
anbieten, Informationsübertragung
mit gleichrangigen Dienst-Managern durchführen und von anderen Instanzen
bereitgestellte Dienste nutzen. Der Dienst-Manager kann weiterhin
eine Attributübersetzung
durchführen
(zum Beispiel Anwendungspaket-Verlustrate in RLC-SDU-Verlustrate, SDU-Verlustrate zu Blockfehlerrate
Schicht 1/Schicht 2), um Dienste der unteren Ebene anzufordern.
Weiterhin kann er andere Steuerungsfunktionen abfragen, um Genehmigung
für Dienstbereitstellung
zu empfangen.
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Daher
kann von der Annahme ausgegangen werden, dass eine solche zugrundeliegende
Infrastruktur bereitgestellt wird und dass die Wechselwirkung zwischen
dem MBMS Bearer und den QoS-Verwaltungsfunktionen gegeben ist. Dies
ermöglicht,
dass sowohl die Netzwerkbedingungen (CN, Kernnetzwerk) als auch
die Funkzugangsnetzwerkbedingungen, die aufgrund der Unsicherheit
darüber,
wie die Benutzer die verfügbaren Ressourcen
nutzen werden und wie andere unvorhersehbare Ereignisse den Kontext-Verwaltungsfunktionen für den MBMS-Dienst
bekannt gegeben werden, inhärent
schwanken.
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Ein
veranschaulichendes Beispiel für
Letztgenanntes ist das typische Flash-Crowd-Phänomen
(Menschenauflaufphänomen),
wobei ein bestimmter Server und das zugehörige Netzwerksegment durch
Benutzeranforderungen überlastet
wird. Ein weiteres Bei spiel kann der Ausfall eines Knotens auf dem
Pfad oder die Unsicherheit darüber,
wie viele Benutzer Unicast-Dienste, wie zum Beispiel 3GPP PSS, nutzen
werden, sein.
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Darüber hinaus
besteht ein weiterer wichtiger Aspekt der Auslegung einer erweiterten
Multicast/Broadcast-Dienst-Architektur darin, netzwerkgetriebene
Anpassung des Multicast/Broadcast-Dienstes zu ermöglichen.
In der vorliegenden MBMS-Achitektur wird der MBMS-Benutzer normalerweise
eine geringe bis keine Möglichkeit
haben, die Details der Sitzungsübergabe
mit dem Server (zum Beispiel BM-SC) zu verhandeln. An dieser Stelle
wird die netzwerkgetriebene Anpassung besonders wichtig.
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Erweiterte
Multicast/Broadcast-Dienst-Architektur
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Gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung werden die Konzepte der MBMS Transport
Services (MBMS-Transportdienste) und der MBMS User Services (MBMS-Benutzerdienste)
erweitert. Ein Ansatz unter Verwendung von Mehrfach-Trägerdiensten
(zum Beispiel MBMS Bearers/Trägerdienste) für das Bereitstellen
eines Multicast-Dienstes oder Broadcast-Dienstes (zum Beispiel MBMS-Dienst)
wird betrachtet. Die QoS-Architektur wird so erweitert, dass eine
Unterscheidung von Strömen/Trägern eines
Benutzerdienstes an den Netzwerkknoten (Netzwerkeinheiten) möglich wird.
Auf diese Weise ist unter Verwendung dieser Informationen netzwerkgetriebene
Anpassung an sich ändernde
Ressourcen, heterogene Endgeräte und
unterschiedliche Netzwerkkomponenten möglich.
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Gemäß diesem
Ansatz wird eine zusätzliche
Zustandsinformation in Form eines MBMS-Benutzerdienst-Kontexts eingeführt. Der
MBMS-Benutzerdienst-Kontext speichert Verweise auf die Träger, die
einen Dienst umfassen. Zusätzlich
können
Trägerbeziehungsinformationen
gespeichert werden, die die Beziehung zwischen den Trägern definieren,
so dass ein Anpassungsknoten die Aktivierung/Deaktivierung von Trägern gemäß den Downlink-Fähigkeiten,
wie zum Beispiel stromabwärtigen
QoS-Einschränkungen,
durchführen kann.
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Die
Zeitlinie für
einen im Folgenden ausschließlich
beispielhaft betrachteten MBMS-Dienst
wäre wie folgt:
In der Datenebene werden optionale/alternative/komplementäre Ströme für den angeforderten
Multimedia-Broadcast-Dienst beziehungsweise Multicast- Dienst in Abwärtsrichtung
weitergeleitet (wobei ein jeder Strom über einen einzelnen Trägerdienst
transportiert wird), solange die QoS-Anforderungen (Einschränkungen)
durch alle Zwischen-Netzwerkeinheiten erfüllt werden. Wenn ein Zwischenknoten
nicht alle zu dem Benutzerdienst gehörenden Paketströme weiterleiten
kann, filtert er Ströme
heraus, indem er eine Teilmenge von verfügbaren Trägerdiensten auswählt, um
den Gesamt-Sitzungsstrom an die verfügbare QoS anzupassen. Die übertragenen
Kontextinformationen (zum Beispiel innerhalb des MBMS-Träger-Kontexts
und des MBMS-Benutzerdienst-Kontexts)
ermöglichen,
dass die Netzwerkknoten diese Filterung durchführen.
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Die
Kontextinformationen können
weiterhin ermöglichen,
dass das Netzwerk auf plötzliche
Kapazitätsänderungen
(Auf-/Abrüstungen)
reagiert, da die Knoten den Rest der Optionen kennen, die verfügbar wären. Die übertragenen
Kontextinformationen beschreiben die Optionen für die Dienstkonfiguration,
das heißt
die Dienst-Semantik, und sie können
zum Beispiel in dem MBMS-Benutzerdienst-Kontext gespeichert werden.
Die Dienstsemantik kann zum Beispiel Informationen zu den Trägern umfassen,
die zu einem Benutzerdienst gehören,
und zu deren Wechselbeziehung (geschichtet. alternativ, komplementär), zu möglichen
Stromkombinationen – in
dem Fall alternativer Ströme – etc. Eine
weitere Auslegungsmöglichkeit
kann die Weiterleitung von Informationen zu dem Zustand nachgelagert
ausgefallener und nicht ausgefallener Ströme sein. Details werden in
den folgenden Absätzen
bereitgestellt. Darüber
hinaus ist zu beachten, dass um eine Anpassung an plötzliche
Kapazitätsänderungen
zu ermöglichen,
auch die QoS-Profile
der Ströme
berücksichtigt
werden können.
Diese Informationen können
problemlos von dem in dem Anpassungsknoten vorhandenen MBMS-Träger-Kontext
ermittelt werden, der das QoS-Profil für einen jeden eingerichteten
Träger
enthält.
Alternativ dazu kann eine Möglichkeit
darin bestehen, diese Informationen in der Dienstsemantik zu übertragen
und sie in dem Benutzerdienst-Kontext zu speichern.
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Unbeschadet
der Allgemeingültigkeit
der Ausführungen
kann das Funkzugangsnetzwerk in der 3GPP-Architektur als der Engpass
angesehen werden, und das Kernnetzwerk kann als überversorgt angesehen werden.
Es ist zu beachten, dass die hier vorliegende Erfindung nicht darauf
beschränkt
ist, nur unter dieser Annahme angewendet zu werden. Daher können Filtereinheiten
(das heißt „Anpassungsknoten") in den RNCs (Funknetzwerkcontrollern)
veranschaulicht werden, da die RNCs Kenntnis der verfügbaren Ressourcen in
der eigenen Funkdomäne
haben. Dies macht sie angemessen und geeignet für diese Funktionalität. Auf diese
Weise fungiert der RNC als ein „Anpassungsknoten".
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Im
Allgemeinen kann eine beliebige Netzwerkeinheit in dem Funkzugangsnetzwerk
(RAN) oder CN (Kernnetzwerk) als Filtereinheit fungieren. Es kann
jedoch möglich
sein, diejenigen Einheiten als Filtereinheiten auszuwählen, die
die Ressourcen an den stromabwärtigen
Verbindungen zu dem Mobil-Endgerät,
das den angeforderten Dienst empfängt, kennen.
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Die
Initialisierung eines Filters an der anpassenden Netzwerkeinheit
kann unter Verwendung von Steuernachrichten ausgelöst werden.
Daher kann die Dienstsemantik nachgelagert an den entsprechenden RNC
unter Verwendung der MBMS-Prozeduren wie unten erläutert übertragen
werden. Dienstsemantik kann als Verweis auf Informationen an den
Strömen,
die den Benutzerdienst befördern,
auf ihre Wechselbeziehung und ihre QoS-Profile verstanden werden.
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Gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der hier vorliegenden Erfindung werden diese Informationen, die die
Dienstsemantik widerspiegeln, in optionalen Feldern der spezifizierten
MBMS-Übertragungsnachrichten bereitgestellt.
Weiterhin müssen
Zwischenknoten, wie zum Beispiel GGSNs und SGSNs, gegebenenfalls
die Werte der Nachrichtenerweiterungen nicht analysieren und verarbeiten,
wenn sie sie nicht verstehen. Sie können sie lediglich nachgelagert
weiterleiten.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel
der hier vorliegenden Erfindung ist das oben skizzierte QoS-Konzept
weiterhin darauf ausgerichtet, es Diensten zu ermöglichen,
verschiedene Paradigmen zum Verschlüsseln eines gegebenen Contents
zu unterstützen,
wie zum Beispiel geschichtet, alternativ oder komplementär. Dies
ist ein neuartiger Ansatz für
die Bereitstellung von MBMS-Diensten und als solches spiegelt sich dies
noch nicht in der aktuellen Architektur wider. Gegenwärtig wird
lediglich der Platzhalter für
die Informationsübertragung
und die Verwaltung der notwendigen MBMS-Kontextinforrnationen definiert, jedoch
nicht, wie die verschiedenen Möglichkeiten
implementiert werden. Die Verwendung eines MBMS-Benutzerdienst-Kontexts
zum Speichern der Dienstsemantik (zum Beispiel Informationen zu
Trägem,
die zu einem Dienst gehören, ihre
Wechselbeziehung, ihre QoS-Profile etc.) ist somit kompatibel mit
der aktuellen MBMS-Architektur.
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MBMS-Benutzerdienst-Kontext
-
Im
Folgenden wird ein neuartiger MBMS-Benutzerdienst-Kontext gemäß einem
Ausführungsbeispiel der
hier vorliegenden Erfindung, der in den Anpassungsknoten vorgehalten
wird, beschrieben. Er wiederspiegelt die Sitzungssemantik, das heißt, er stellt
Informationen zu den Trägerbeziehungen
bereit und beschreibt zusätzliche
Trägereigenschaften,
die erforderlich sind, um Weiterleitungsentscheidungen an dem Anpassungsknoten
zu treffen. Der MBMS-Träger-Kontext
kann unverändert
bleiben und kann der aktuellen 3GPP-Spezifikation entsprechen.
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Tabelle
1: MBMS-Benutzerdienst-Kontext gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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-
Die
Information eines jeden Trägers
kann in Abhängigkeit
von der Wechselbeziehung der Ströme
verschiedene Felder umfassen. Für
einen jeden veranschaulichten Typ (geschichtet, alternativ und komplementär) wird
das Informationselement unten beschrieben werden.
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Tabelle
2.1.: Träger-IE
für geschichtete
Träger
-
Tabelle
2.2.: Träger-Listenelemente
für geschichtete
Träger.
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Tabelle
3.1.: Träger-IEs
für alternative
Träger.
-
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Tabelle
3.2.: Träger-Listenelement
für alternative
Träger.
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-
Tabelle
4.1.: Träger-IE
für komplementäre Träger.
-
Tabelle
4.2.: Träger-Listenelement
für komplementäre Träger.
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Mehrfachträger-Ansatz
-
Der
Mehrfachträger-Ansatz
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung nutzt die Potentiale von Architekturen, bei denen
Benutzerdienste Mehrfachtransportkanäle (das heißt MBMS-Träger) nutzen können. Die
Funktionselemente dieses Ansatzes sind eine neue Definition eines
MBMS-Benutzerdienst-Kontexts, wie er oben unter Bezugnahme auf die
Tabellen und die Einführung
der sogenannten „Anpassungsknoten" beschrieben wurde,
welche den (die) geeigneten Träger
eines Dienstes aktivieren und deaktivieren, um denselben oder dieselben
an die Netzwerkbedingungen und Benutzerpräferenzen anzupassen.
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Gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
umfasst der Multicast-Dienst oder Broadcast-Dienst eine Vielzahl von alternativen,
geschichteten oder optionalen Strömen. Für einen jeden Strom, der durch
einen Anpassungsknoten weitergeleitet wird, wird ein getrennter
Trägerdienst
eingerichtet. Zu diesem Zweck kann pro Strom eine eindeutige Dienst-IP-Adresse zugewiesen
werden.
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Gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird der Anpassungsknoten mit Informationen über die
Träger,
die einen MBMS-Benutzerdienst umfassen, versorgt. Zum Speichern
dieser Informationen kann ein MBMS-Benutzerdienst-Kontext (siehe
die Tabellen 1, 2.1., 2.2., 3.1., 3.2., 4.1. und 4.2. oben) verwendet
werden. Dieser Kontext umfasst den MBMS-Benutzerdienst-Bezeichner
und das Träger-IE,
das die Beziehung der Träger
spezifiziert. Zusätzliche
Träger-IEs
können
definiert werden, um andere Träger-Abhängigkeiten
zu definieren. Das Träger-IE
enthält
eine Liste von Bezeichnern von zugehörigen MBMS-Trägern und
Informationen zu denselben: zum Beispiel die MBMS-Träger-ID,
die Priorität
und den Weiterleitungszustand. Da jedem Träger eine eindeutige IP-Multicast-Adresse
zugewiesen werden kann, welche ebenfalls in dem entsprechenden MBMS-Träger-Kontext
gespeichert wird, dient diese IP-Adresse vorzugsweise als geeignete
MBMS-Träger-ID. Für alternative
Trägerarten
müssen
die Standardoption und eine explizite Liste sinnvoller Trägerkombinationen einbezogen
werden.
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Um
den MBMS-Benutzerdienst-Kontext an dem (den) Anpassungskonten einzurichten,
können
die in den MBMS-Prozeduren bereits definierten Nachrichten, wie
zum Beispiel die MBMS-Registrierungs-Prozedur, erneut in einer erweiterten
Form verwendet werden, um notwendige Informationen zu befördern, um
den MBMS-Benutzerdienst-Kontext einzurichten. (Eine dieser) Prozeduren
kann die Registrierung der Netzwerkknoten, die an dem MBMS-Dienst
beteiligt sind, auslösen,
das heißt
den MBMS-Träger-Kontext
und den MBMS-Benutzerdienst-Kontext instantiieren.
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Die
MBMS-Registrierungsprozeduren (siehe 10) können ausrechend
sein, um den oben beschriebenen MBMS-Benutzerdienst-Kontext einzurichten,
da keine QoS-Attribute
in dem MBMS-Benutzerdienst-Kontext definiert werden können. Die
QoS-Attribute der
einzelnen Trägerdienste,
die zu dem Dienst gehören,
können
bereits als Teil des entsprechenden MBMS-Träger-Kontexts vorhanden sein.
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Zu
diesem Zweck muss der Anpassungsknoten seine Interessen an der Erlangung
der MBMS-Benutzerdienst-Kontextinformationen ausdrücken. Eine
Alternative kann darin bestehen, dass das Dienst-Zentrum die relevanten
Informationen in die Nachrichten einschließt, die standardmäßig in den
Registrierungsprozeduren ausgetauscht werden.
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Zu
diesem Zweck kann eine Private Extension IE der MBMS-Registrierungsanforderung
wie in 5 gezeigt verwendet werden. Alternativ dazu kann
ein obligatorisches Feld in dieser Nachricht definiert werden. Eine
weitere Alternative kann in der Definition neuer MBMS-Prozeduren
und Nachrichten für
den Zweck des Einrichtens des MBMS-Benutzerdienst-Kontexts bestehen.
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Nach
dem Einrichten des MBMS-Benutzerdienst-Kontexts mittels der Registrierungsprozedur
kann die MBMS-Sitzungsstartprozedur verwendet werden, um die eigentlichen
Trägerebenen-QoS-Attribute,
die in dem QoS-Profil spezifiziert sind, in den MBMS-Träger-Kontexts
zu kommunizieren und zu reservieren (weitere Einzelheiten siehe
die MBMS-Sitzungsstartprozedur in Abschnitt 8.3. von 3GPP TS 23.246).
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Auf
diese Weise können
nur diejenigen Knoten die in den genannten MBMS-Nachrichten beförderten Informationen nutzen,
die auch Anpassung durchführen.
Andere nichtkompatible Knoten können
diese ignorieren und sie an die nächsten stromabwärtigen Knoten
weiterleiten.
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Die
oben angeführten
Beispiele sind auf Kernnetzwerk-Nachrichten (CN) (GGSN <-> SGSN) beschränkt worden.
In dem Kernnetzwerk CN ist die MBMS-Registrierungsanforderungs-Nachricht,
wie in 5 gezeigt, Teil des GTP-C-Protokolls (siehe auch
den Protokollebenen-Stapel in 3), was
im Allgemeinen für alle
MBMS-Steuernachrichten
der Fall sein kann. Zwischen dem Kernnetzwerk CN und dem Funk zugangsnetzwerk
RAN kann Informationsübertragung
jedoch unter Verwendung des RANAP-Protokolls (Radio Access Network
Application Part) erzielt werden.
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Da
das RANAP-Protokoll gegenwärtig
nicht explizit MBMS-spezifische Nachrichtenformate definiert, wird
vorgeschlagen, dass die für
das Kernnetzwerk CN definierten Attribute äquivalentes Mapping in den
optionalen oder neu definierten obligatorischen IEs in Nachrichten
erfahren, die in dem UTRAN mittels des RANAP-Protokolls ausgetauscht
werden. Der Durchschnittsfachmann wird hier erkennen, dass entweder
Erweiterungen, Änderungen
oder Auswechslungen der Funktionalitäten und des Inhaltes der Nachrichten
und Prozeduren analog die oben beschriebenen Funktionalitäten erzielen
und bewirken können.
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Nachdem
ein Anpassungsknoten in dem MBMS-Benutzerdienst-Kontext aufgebaut
worden ist, ist dieser bereit, die MBMS-Sitzungsstart-Anforderungen
für einen
jeden registrierten Träger,
für den
ein MBMS-Träger-Kontext
vorliegt, zu empfangen.
-
Im
Gegensatz zu den Standardmechanismen, bei denen die MBMS-Sitzungsstart-Anforderung unabhängig behandelt
wird, kann der Anpassungsknoten alle MBMS-Sitzungsstart-Anforderungs-Nachrichten
zusammen berücksichtigen,
da diese Träger
zueinander in einer Wechselbeziehung stehen können. Wie weiter oben bereits
erläutert
wurde, ist die Wechselbeziehung der Träger Bestandteil der Informationen,
die in dem MBMS-Benutzerdienst-Kontext gepflegt werden.
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Gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung kann der Anpassungsknoten, wenn eine MBMS-Sitzungsstart-Nachricht
eines beliebigen der registrierten Träger empfangen wird, den MBMS-Träger-Kontext
aktualisieren und auf die Sitzungsstartanforderungs-Nachrichten aller
anderen zugehörigen
Träger
warten. Der Anpassungsknoten kann die Trägerbeziehung und die Trägerpriorität (oder
sinnvolle Trägeralternativen)
aus dem MBMS-Träger-Kontext
auflösen
und dadurch die Menge von Trägern
bestimmen, die mit den für
diesen MBMS-Dienst reservierten Ressourcen besser übereinstimmen.
Wie weiter oben erläutert
wurde, können
die an den jeweiligen stromabwärtigen
Schnittstellen des Anpassungsknotens zur Verfügung stehenden Ressourcen zum
Beispiel von dem Dienst-Manager ermittelt werden, das heißt von seiner
QoS-Verwaltungsfunktion.
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Alternativ
dazu kann der Anpassungsknoten beginnen, den Dienst bereitzustellen,
wenn er die MBMS-Sitzungsstart-Nachricht von einem beliebigen registrierten
Träger
oder von mehreren beliebigen registrierten Trägern empfängt, insofern dieser oder diese
das bereits ermöglicht
oder ermöglichen.
In diesem Fall kann der jeweilige MBMS-Träger-Kontext für einen jeden der registrierten
Träger
anzeigen, ob eine Sitzungsstart-Nachricht
empfangen worden ist, das heißt
ob der Trägerzustand „aktiv" oder „Bereitschaft" ist.
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Somit
können
die Träger,
die am besten mit den stromabwärtigen
QoS-Einschränkungen
an einer jeden stromabwärtigen
Schnittstelle des Anpassungsknotens übereinstimmen, auf der Grundlage
der Trägerbeziehung
und der Trägerpriorität (oder
sinnvoller Trägeralternativen)
aus dem MBMS-Benutzerdienst-Kontext und den QoS-Anforderungen und Statusinformationen
eines jeden Trägers
anhand ihres MBMS-Träger-Kontexts
ausgewählt
werden.
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Unter
erneuter Bezugnahme auf das beispielhafte Ausführungsbeispiel, bei dem der
Anpassungsknoten auf die MBMS-Sitzungsstart-Nachrichten für alle registrierten
Träger
wartet, kann der Anpassungsknoten, sobald alle Sitzungsstart-Anforderungen
empfangen worden sind oder der Zeitgeber abgelaufen ist, eine Prüfung auf
die QoS-Anforderungen
einer jeden bereitgestellten QoS-Ebene eines Trägers oder einer Trägerkombination
durchführen.
Für die
beste QoS-Ebene, die unter den aktuellen Netzwerkbedingungen unterstützt werden
kann, kann eine positive MBMS-Sitzungsstart-Antwort für den oder die entsprechenden
Träger
gesendet werden, während
für alle
anderen eine negative Antwort gesendet wird. Zum Beispiel können diejenigen Träger, die
zu Trägerkombinationen
gehören,
die zu der verfügbaren
Bitrate an den stromabwärtigen
Schnittstellen passen, in der Antwortnachricht positiv bestätigt werden.
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Es
ist zu beachten, dass Ströme,
die nicht von den stromabwärtigen
Knoten unterstützt
werden, den Anpassungsknoten nicht erreichen, da ihre Träger mit
der MBMS-Sitzungsstart-Antwort
abgewiesen werden, zum Beispiel durch die Anzeige „Keine
Ressourcen verfügbar" durch den Anpassungsknoten,
entweder während
der MBMS-Sitzungsstart-Prozedur
oder während
eines Dienstes. Dies kann zu einer effektiven Nutzung von Ressourcen
beitragen.
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Dynamische
Anpassung der MBMS-Benutzerdienste
-
Wie
aus den obenstehenden Ausführungsbeispielen
ersichtlich ist, werden die Grundlagen für dynamische Anpassung des
Multicast-Dienstes oder Broadcast-Dienstes durch Einrichten eines
MBMS-Benutzerdienst-Kontexts in den Anpassungsknoten eingestellt,
das heißt
in dem Fall einer Aufrüstung
oder einer Abrüstung
(in Bezug auf QoS) eines beliebigen der stromabwärtigen Knoten kann dies durch
den Anpassungsknoten verwaltet werden.
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Unter
Nutzung des MBMS-Benutzerdienst-Kontexts kann der Anpassungsknoten
entscheiden, welcher Träger
für diesen
konkreten Knoten aktiviert/deaktiviert werden kann, und er kann
die entsprechenden Prozeduren auslösen. In diesem Zusammenhang
ist zu beachten, dass ein Trägerdienst
eingerichtet bleibt, solange seine Ströme von dem Dienst-Zentrum bereitgestellt
werden. Gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der hier vorliegenden Erfindung wird der Verteilungsbaum für einen
jeden Trägerdienst
des Multicast-Dienstes oder Broadcast-Dienstes dynamisch an die
Netzwerkbedingungen angepasst, indem Verbindungen zwischen Netzwerkknoten
in Abhängigkeit
von den Netzwerkbedingungen hinzugefügt/freigegeben werden. Wenn
zum Beispiel ein Anpassungsknoten eine Aufrüstung des Dienstes an einem
stromaufwärtigen
Anpassungsknoten anfordert, zum Beispiel ein zusätzlicher Träger des Dienstes, wird ein
neuer Zweig in dem Verteilungsbaum des angeforderten Trägers eingerichtet,
wenn die Netzwerkressourcen an den stromaufwärtigen Schnittstellen in dem
Verteilungsbaum in Bezug auf den anfordernden Anpassungsknoten dies
zulassen. Dieser Vorgang wird unter Bezugnahme auf die 6 und 7 unten
ausführlicher
beschrieben werden.
-
Die
Anpassung des MBMS-Benutzerdienstes kann als der Vorgang des Aufrüstens, des
Abrüstens oder
der beliebigen Änderung
der Parameter des MBMS-Benutzerdienst-Kontexts definiert werden. Anpassung
kann in mehreren Fällen
möglich
sein, zum Beispiel wenn ein sich ein UE von einer Zelle, die von
einem RNC gehostet wird, zu einer anderen bewegt, die von einem
unterschiedlichen RNC gehostet wird, wenn ein UE den Empfang des
Dienstes inmitten eines laufenden MBMS-Dienstes anfordert oder wenn
die Anpassungsknoten realisieren, dass sich verfügbare Ressourcen verändert – verbessert
oder verschlechtert – haben.
-
Zwei
Arten von Anpassung können
definiert werden. Statische Anpassung kann zu Beginn des Dienstes
durchgeführt
werden, wohingegen dynamische Anpassung während des Dienstes durchgeführt werden kann,
wie weiter oben bereits erwähnt
worden ist.
-
Weiterhin
kann Anpassung im Allgemeinen durchgeführt werden, wenn es einen Anpassungsknoten oder
mehrere Anpassungsknoten in dem Netzwerk gibt. Gemäß einem
beispielhaften Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird dynamische Anpassung in einem System durchgeführt, in
dem mehr als ein Anpassungsknoten zur Verfügung steht, wie zum Beispiel
RNC und SGSN.
-
Um
eine Anpassung zum Beispiel von MBMS-Benutzerdiensten durchzuführen, können die
Anpassungsknoten an eine QoS-Verwaltungsfunktion ankoppeln, die
in einem jeden Anpassungsknoten bereitgestellt wird, das heißt der oben
beschriebene Dienst-Manager.
Eine QoS-Verwaltungsfunktion ist dafür zuständig, die in einem Netzwerk
als Teil des Funkzugangsnetzwerkes oder des Kernnetzwerkes verfügbaren Ressourcen
zu steuern, zuzuweisen und zu überwachen.
Abschnitt 6.2. von 3GPP TS 23.107 nennt Einzelheiten zu dem Betrieb
eines solchen Grundgerüsts.
-
Unter
der Annahme, dass ein jeder Anpassungsknoten Zugang zu QoS-Verwaltungsfunktionen
hat, kann ein jeder Anpassungsknoten die Änderung in der Kapazität oder in
der Verfügbarkeit
seiner Netzwerk-Schnittstellen erkennen. Beispiele dieser Änderungen
können
eine Zunahme oder Abnahme der Anzahl oder der Kapazität der zu
stromabwärtigen
Knoten oder zu stromaufwärtigen
Knoten einzurichtenden Tunneln zum Bereitstellen von MBMS-Diensten
sein.
-
Es
ist zu beachten, dass Anpassung während der MBMS-Sitzungsstart-Prozedur
oben behandelt worden ist. Im Folgenden beschreibt ein beispielhaftes
Ausführungsbeispiel
der Erfindung den Fall, in dem ein zusätzlicher Träger angefordert wird, unter
Bezugnahme auf die 6 und 7. Es ist
zu beachten, dass die Operation zum Verwerfen eines Trägerdienstes
analog dazu ist.
-
Wenn
der Anpassungsknoten festgestellt hat, dass ein zusätzlicher
Träger
von einem stromabwärtigen
Knoten erfordert wird, kann er eine MBMS-Registrierungsanforderung
(siehe 6: „Anforderung
ID4") für einen
zusätzlichen
Träger
an den nächsten
stro maufwärtigen
Anpassungsknoten ausgeben. Aufgrund dessen, dass der MBMS-Benutzerdienst-Kontext
an den Anpassungsknoten zur Verfügung
steht, können
diese Träger
identifizieren, die zu einem Benutzerdienst gehören. Wie aus dem MBMS-Benutzerdienst-Kontext
von RNC1 zu erkennen ist, wird nur der Weiterleitungszustand des
Trägers
ID1 auf „weiterleiten" gesetzt, da nur der
Strom des Trägers
ID1 für
BS2 bereitgestellt wird. Das QoS-Profil eines jeden dieser Trägerdienste
kann ohne Weiteres in dem MBMS-Träger-Kontext vorliegen. Es ist
weiterhin zu beachten, dass der angeforderte Träger mit ID4 in dem „Bereitschaftsmodus" ist, da aktuell
keine Daten des Trägers
von RNC1 empfangen werden. Somit kann ein Anpassungsknoten durch
Verwenden der in den Kontextinformationen an einem jeden Anpassungsknoten
zur Verfügung
stehenden Informationen den geeigneten Träger (die geeignete Trägerkombination)
auswählen,
um eine Dienstbasis an den vorliegenden Netzwerkressourcen bereitzustellen.
-
Die
Funktionalität
dieser neuen MBMS-Registrierungsanforderung bei Anforderung eines
zusätzlichen Trägerdienstes
kann darauf beschränkt
sein, die stromaufwärtigen
Anpassungsknoten nach verfügbaren
Ressourcen abzufragen. In dem Fall, in dem die abgefragten Knoten über ausreichende
Ressourcen verfügen:
- 1. ... verfügen
sie entweder auch über
den angeforderten Träger.
In 6 verfügt
SGSN1 über
den Träger ID4
(siehe „Träger ID4:
QoS4 Aktiv" in Träger-Kontext),
da dieser an RNC2 weitergeleitet wird. In diesem Fall können sie
den angeforderten Träger
weiterleiten, indem sie ihren Weiterleitungszustand auf innerhalb des
Dienst-Kontexts für
die jeweilige Schnittstelle zu RNC1 für die jeweilige Schnittstelle
von „Verwerfen" auf „Weiterleiten" setzen, und sie
können
zusätzlich
eine positive MBMS-Registrierungsantwort stromabwärtig verbreiten.
Der
Anpassungsknoten kann eine neue MBMS-Sitzungsstartanforderung stromabwärtig ausgeben,
zusätzlich
zu dem weitergeleiteten Träger
und der MBMS-Registrierungsantwort.
Dies ist jedoch streng genommen nicht erforderlich, da die QoS-Profile
in den stromabwärtigen
Knoten bereits eingerichtet worden sein können. Darüber hinaus kann der anfordernde
stromabwärtige
Knoten seine Kontexte entsprechend aktualisieren (siehe 7):
in dem Träger-Kontext
von RNC1 wird der Zustand des Trägers
ID4 auf „aktiv" gesetzt, daRNC1
nunmehr Daten über
diesen Trägerdienst
empfängt.
Weiterhin setzt in dem Benutzerdienst-Kontext RNC1 den Weiterleitungszustand
für die
Schnittstelle zu BS2 auf „weiterleiten", da er die Daten
des angeforderten Trägers
derselben verbreitet.
- 2. ... verfügen
sie nicht über
den Träger,
verfügen
sie jedoch über
die Fähigkeit,
diesen stromabwärtig
bereitzustellen. Dies widerspiegelt sich in den jeweiligen Kontexten
wie folgt (siehe die 6 und 7): Der Benutzerdienst-Kontext
für RNC1
weist einen Eintrag „Träger ID4 → verwerten" für alle Schnittstellen
und einen Eintrag „Träger ID4:
QoS4 Bereitschaft" in
dem Träger-Kontext
auf. In diesem Fall kann der Anpassungsknoten die MBMS-Registrierungsanforderung
stromabwärtig
verbreiten, bis zu einem Anpassungsknoten, der den angeforderten
Träger
erfolgreich registriert hat, oder bis BM-SC erreicht wird. In beiden
Fällen
kann die in Punkt 1 oben beschriebene Prozedur ausgeführt werden.
- 3. Die dritte Möglichkeit
besteht darin, dass kein Anpassungsknoten den Träger erfolgreich registriert
hat oder die Fähigkeit
zur Bereitstellung des Trägers
stromabwärtig
aufweist. In diesem Fall kann der Anpassungsknoten eine negative
MBMS-Registrierungsanforderungs-Antwort senden.
-
Nachdem
eine positive MBMS-Registrierungsanforderung an einem Anpassungsknoten
in dem stromabwärtigen
Pfad zu dem Ursprung oder Absender der Anforderung eingetroffen
ist, kann der entsprechende MBMS-Träger-Kontext auf „aktiv" gesetzt werden,
und die Daten können
an die stromabwärtigen
Knoten weitergeleitet werden. Dieser Vorgang kann sich rekursiv
solange wiederholen, bis alle MBMS-Träger-Kontexte und der MBMS-Benutzerdienst-Kontext
die Felder des Weiterleitungszustandes für die jeweiligen betroffenen Schnittstellen
auf „Weiterleiten" aktualisieren.
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In
dem Fall, dass kein Anpassungsknoten den Träger erfolgreich registriert
hat oder die Fähigkeit
zur Bereitstellung des Trägers
stromabwärtig
aufweist, kann ein durchgehendes Abfragen der stromaufwärtigen Knoten
möglich
sein, was zu einem fehlerhaften Netzwerkverhalten führen kann.
Um dies zu verhindern, schlägt
ein weiteres Ausführungsbeispiel
der hier vorliegenden Erfindung vor, späteres Abfragen zu verbieten, bis
der stromaufwärtige
Knoten positiv auf die anfängliche
MBMS-Registrierungsanforderung
antwortet. Dies bedeutet auch, dass stromaufwärtige Knoten, die solche Aufrüstungen
abgelehnt haben, überwachen
müssen, ob
die Aufrüstung
zu einem späteren
Zeitpunkt möglich
ist. Dadurch wird der stromaufwärtige
Knoten die Anforderung nun auch bedienen wollen.
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Wenn
der Träger
verwirft (abrüstet),
können
die zwischen Netzwerkknoten in einem Zweig des Verteilungsbaumes
für den
jeweiligen Träger
möglichst
weit stromaufwärtig
freigegeben werden. Gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der hier vorliegenden Erfindung kann der Anpassungsknoten eine MBMS-Abmeldungsanforderung
stromaufwärtig
senden, nachdem der Anpassungsknoten den ausgewählten Träger verwirft, das heißt die eingerichtete
Verbindung zur Verbreitung des Stromes des Trägers stromabwärtig freigibt.
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Eine
positive MBMS-Abmeldungs-Antwort kann als Antwort empfangen werden,
was bedeutet, dass auch alle anderen Anpassungsknoten stromaufwärtig den
Träger
verworfen haben. Dadurch kann Bandbreite aufgrund dessen eingespart
werden, dass kein anderer Anpassungsknoten mit Ausnahme des Ursprungs
faktisch den zu dem Träger
zugehörigen
Strom benötigt.
Eine negative Antwort kann anzeigen, dass ein anderer Knoten den örtlich verworfenen
Träger
faktisch benötigt.
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Der
Mehrfach-Träger-Ansatz,
der in verschiedenen Ausführungsbeispielen
der obenstehenden Beschreibung skizziert wird, kann durch einfache
Entscheidungslogik implementiert werden, da der Anpassungsknoten
Ströme
durch Aktivieren/Deaktivieren der Transportträger filtert. Somit kann die
Implementierung in RAN-Knoten und CN-Knoten aufgrund der einfachen
Entscheidungslogik ohne Weiteres erzielt werden.
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Weiterhin
ist die Anpassung an Benutzerpräferenzen
und Fähigkeiten
durch die Benutzer (oder innerhalb des Netzwerkes) möglich durch
Auswählen
der geeigneten Menge von Trägern.
Auch dieser Ansatz ist ressourcenwirksam, da nur Ressourcen für die genutzten
Träger
reserviert werden, das heißt
die notwendige Verbindung zwischen Netzwerkknoten wird nur eingerichtet,
falls dies erforderlich ist.
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Skalierbare
und adaptive QoS Architektur in Evolved UTRAN (E-UTRAN) Künftige UTRAN-Architekturen
(UTRAN = UMTS-Funkzugangsnetz) sehen die Bereitstellung von mehr
Intelligenz (erweiterte Steuerungs- und Verwaltungsfunktionen) vor,
die weiter an den Rändern
des Netzwerkes, wie zum Beispiel an den Knoten-Basisstationen, angeordnet werden sollen.
Ein Grund hierfür
ist möglicherweise
die Beseitigung des Einzelpunktausfalls, den der RNC (Funknetzwerkcontroller)
gegenwärtig
darstellt. Es wird darauf verwiesen, dass diese zukünftige UTRAN-Architektur
die adaptive QoS-Architektur gemäß den verschiedenen
oben beschriebenen Ausführungsbeispielen
perfekt aufnehmen kann.
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Um
die oben skizzierten Grundsätze
nutzen zu können,
kann der MBMS-Träger-Kontext
entsprechend in den neuen Knoten repliziert werden, und ebenso der
MBMS-Benutzerdienst-Kontext
in denjenigen Knoten, die als Anpassungsknoten wirken, zum Beispiel
der Knoten B+s der neuen UTRAN-Architektur. Die vorgeschlagenen
MBMS-Prozeduren
können
entsprechend erweitert werden. Andere Funktionalitäten und
Anforderungen sind ähnlich
den in den Abschnitten oben skizzierten.
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Stromumwandlungen
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In
einem anderen Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Anpassungsknoten weiterhin
mit Einrichtungen versehen werden kann, die eine Umwandlung von
Paketströmen
ermöglichen, zum
Beispiel, um einen Strom oder mehrere Ströme des Dienstes an die stromabwärtigen QoS-Einschränkungen
anzupassen. Dies kann zum Beispiel in Situationen anwendbar sein,
in denen die QoS-Prüfung
für eine jede
stromabwärtige
Schnittstelle des Knotens für
jeden der von dem Dienst über
seine zugehörigen
Träger angebotenen
Ströme
fehlschlägt.
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Ein Überblick
der möglichen
Stromumwandlungen (oder Umwandlungen von Stromkombinationen) wird
in „Video
Transcoding Architectures and Techniques: An Overview" von A. Vetro et
al., (IEEE Signal Processing Magazine, März 2003) vorgestellt. Umkodierungsverfahren
können
auf unterschiedliche Bedürfnisse reagieren,
wie zum Beispiel:
- • Codec-Umwandlung zum Umschalten
zwischen verschiedenen Codecs,
- • Zeitliche
Auflösung
oder Bildratenreduzierung,
- • Reduzierung
der räumlichen
Auflösung,
- • Umwandlung
konstante Bitrate zu veränderliche
Bitrate,
- • Umwandlung
mehrschichtige Ströme
in einschichtige Ströme.
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Die
Anwendung einer Codec-Umwandlung kann geeignet sein, wenn unterschiedliche
Architekturen oder herstellereigene Netzwerke gekoppelt werden,
wie zum Beispiel Umwandlung von MPEG-Dateien in den unter Windows
geschützten
WMA-Codec. Bildratenreduzierung kann zweckdienlich sein, um die
Bildrate zu reduzieren, während
gleichzeitig die Qualität
der verschlüsselten
Bilder aufrechterhalten wird und die Verarbeitungserfordernisse
reduziert werden. Ein typischer Fall für Bildratenreduzierung ist
eine Überwachungsanwendung,
bei der eine reduzierte Rate, die die Bildauflösung beibehält, ein annehmbarer Kompromiss
hinsichtlich der Speicherfähigkeiten
ist.
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Die
Reduzierung der räumlichen
Auflösung
kann zweckdienlich sein, wenn die Medien auf kleinere Geräte übertragen
werden, wie zum Beispiel auf Mobil-Endgeräte. Eine typische Umwandlung
ist von MPEG-2-Video (5,3 Mbps, 30 fps, 720 × 480) zu MPEG-4 Simple Profile
Level 2 (128 Kbps, 10 fps, 352 × 240).
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Die
Umwandlung von Strömen
konstanter Bitrate zu Strömen
veränderlicher
Bitrate wird in Yong et al., „VBR
transport of CBR-encoded video over ATM networks", im Tagungsband Proc. 6th Int. Workshop
Packet Video, Portland, Oregon, September 1994, veranschaulicht.
Das Ziel besteht darin, mit Strömen
konstanter Bitrate in Netzwerken veränderlicher Bitrate Schritt
zu halten.
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Weiterhin
ist die Umwandlung von mehrschichtigen Strömen, wie zum Beispiel MPEG-4
FGS, zu einschichtigen Strömen
ein weiteres Beispiel von Umwandlung, das ein Anpassungsknoten ausführen kann.
Dies wird in Lin et al., „Efficient
FGS-to-single layer transcoding",
im Tagungsband Proc. IEEE Int. Conf. Consumer Electronics, Los Angeles,
Kalifornien, Juni 2002, S. 134–135,
veranschaulicht.
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Hardware-
und Software-Implementierung
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Ein
weiteres Ausführungsbeispiel
der hier vorliegenden Erfindung betrifft die Implementierung der obenstehend
beschriebenen verschiedenen Ausführungsbeispiele
unter Verwendung von Hardware und Software. Es wird anerkannt, dass
die verschiedenen oben erwähnten
Verfahren, ebenso wie die verschiedenen oben beschriebenen Logik blöcke, Module,
Schaltungen, unter Verwendung von Allzweckcomputern, digitalen Signalprozessoren
(DSP), von anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreisen (ASIC),
von anwenderprogrammierbaren Gatterfeldern (FPGA) oder von programmierbaren
Logikgeräten
etc., implementiert oder ausgeführt
werden können.
Die verschiedenen Ausführungsbeispiele
der hier vorliegenden Erfindung können ebenso durch eine Kombination
der genannten Geräte
ausgeführt
oder implementiert werden.
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Weiterhin
können
die verschiedenen Ausführungsbeispiele
der hier vorliegenden Erfindung mittels Softwaremodulen implementiert
werden, die durch einen Prozessor oder direkt in Hardware ausgeführt werden.
Weiterhin kann eine Kombination aus Softwaremodulen und Hardware-Implementierung
möglich
sein. Die Softwaremodule können
auf beliebigen Arten von computerlesbaren Speichermedien gespeichert
werden, wie zum Beispiel RAM (Direktzugriffsspeicher), EPROM (löschbarer
programmierbarer Festwertspeicher, EEPROM (mehrfach programmierbarer
Nur-Lese-Speicher), Flash-Speicher, Register, Festplatten, CD-ROM, DVD
etc.
