专利名称：移动无线电网络中网络负载调整的方法
技术领域：
本发明涉及在移动无线电网络，尤其在GPRS网络或者UMTS网络中的网络负载调整的方法。
在GPRS网络和UMTS网络中以分组交换的方式进行数据传输，就是说以在数据源与移动无线电终端设备之间形成数据流的数据分组的形式进行。不同于早期的线路交换网络(例如GMS网络)，对于分组交换网络中的数据流不再提供具有固定地预先规定且保留的带宽的专用连接。相反通过相同的连接路径引导多个分组数据流的数据分组。从而数据流相互竞争各自网络装置上的可用频带范围。
在此“数据流”看作要在发射机与接收机之间通过网络传输的数据分组的系综(Ensemble)。在此可以是在服务器与客户之间的数据传输，例如电子邮件传输。然而数据流还可以是其中除了完全的数据传输以外还取决于在接收机上的数据率的一种“数据流”，例如对电话应用或者视频应用(“流式媒体”)。
遍及全球的因特网同样以分组交换的数据传输为基础。从该领域还公知由于公共地传输数据流所引起的问题。如果在网络的一个确定的点上分析，不论是单个数据流还是由综合或者说集合多个数据流产生的对于基本网络或者说核心网络典型的集合数据流，都没有连续的或者至少近似连续的数据传输率特性曲线。相反这样的数据流表现对于因特网数据通信恰好是特征性的数据传输率上的不规则性，这种数据传输率上的不规则性称为“突发性”。在此一个单个“突发”的特征是一个只持续短时间的、相对一个平均值跳越性的且明显高的分组传输率或者说数据传输率。
突发导致网络装置的过载，所述网络装置可能不再能够胜任这许多进入的数据分组。从而如果在所涉装置，例如在一个路由器中，不再有缓冲存储器或者所述缓冲存储器已经完全地由传递的数据分组占据，就因为摒弃数据分组(“分组损失”)而提高数据分组丢失概率。
此外，如果所述数据分组必须长时间保持在缓冲存储器中，所述过载还导致数据分组延迟(“Delay”)。延迟的数据分组还延迟地抵达接收机。视传输的数据分组而异，过度的延迟可能实质性地干扰处理这些数据的应用。在对于通过因特网进行的语音数据传输(“Voice over IP”)也是如此，在此最迟300ms的延迟由接听者感觉令人难受。因此电话的应用通常摒弃以对应延迟进入数据分组。在发射机与接收机之间的一个网络装置大量过载的情况下最终语音连接瓦解。
虽然有“突发”但却能够保证在因特网传递交所有的数据分组的最简单的可能性，也就是说降低丢失和延迟的可能性，在于所有相关的网络装置都配备有能够处理在突发时出现的最高(峰值)数据率的传递容量。然而这种所谓的“过度提供”是昂贵的，因为峰值数据率一般比通常的较高时间空间平均的数据率高得非常多。从而必须提供功能强大设计的网络装置，然而其容量却在大部分时间(如果此时却没有突发要处理)没有被利用。
对于路由器或者可以相比较的传递网络装置因此提供附加的机构以胜任突发的情况。这通常基于采用一种缓冲存储器，所述缓冲存储器临时地缓冲存储属于一个突发的的数据分组。这样一种缓冲存储器例如可以在网络中按照每装置的与相邻装置的物理连接方式设置。在一定的延迟时间以后传递缓冲存储的分组。从而所述突发消失，也就是说得出的数据传输率在结果上对应于每数据线的一个平均的传输率。
于是这样的网络装置可以构成用于收集数据分组的特定标识、分析并且处理对应所述识别的数据分组。为此对于发射机必须知道哪个标识导致什么处理，从而所述发射机可以对应于要求该数据的应用选择的要发射的数据。对此的一个例子是所谓的DiffServ(“Differentiated services”)机制。
另一种过载控制的机制涉及相互商定一个数据流的结束点的协议。所述协议尤其涉及数据率，并且主要地还涉及所述数据流通过网络的路径。在网络中的通信控制(“Traffic Policiing”)监视并且强制所述协议的内容。对此的一个例子是RSVP(“ReSerVation协议)机制。
从而在网络装置中，传递数据分组原则上总是要求两个步骤，即分类发来的数据分组并且然后根据一个分类结果处理所述数据分组。
在此所述分类在于确定数据分组对一个确定的种类(例如一个DiffServ或者一个确定的数据流(譬如一种RSVP数据流)的所属性。
在对网络装置的配属中寄存处理规定，所述处理规定对每个可能的分类结果指定处理。例如一个对应的处理模式可以是直接为传递发放一个数据分组，从而把该数据分组没置在所述网络装置的输出排队中，并且根据现有的物理的数据传输容量传递。对另一种分类结果的反应的情况下所述处理模式可以是缓冲存储在上述的缓冲存储器中，所述缓冲存储器同样可以以一种排队或者等候序列的形式构成。在一定的延迟时间以后读出存储的数据分组并且重新地输入同一个或者另一个分类机制。在一个网络装置中可以相继地或者还可以被切换地存在多个分类和处理装置。
在网络装置中对数据的分类和处理还可以与数据源或者数据接收点(Datensenken)无关地在一个网络的装置中进行。在此称为网络负载调整(“通信调整“)，所述网络调整由网络运营商进行，旨在限定在所述网络上发来的数据流中出现的峰值数据率和突发长度。
虽然通过使用以上说明的方法在原理上能够处理因特网通信的突发。然而为此的代价却在于网络装置的和某些情况下还有终端装置的不断复杂化。在该关注的领域中必须验证技术方案提议。在这些技术方案提议中有一种多样性，如通过在因特网中带宽管理专题的几乎不计其数的大量专业书籍所记载地那样，并且这种多样性地可以从因特网的标准化工作组，即IFTF(“Internet Engineering TaskForce”)，的对应工作小组的数量上看出。显然至今还没有对所有的应用和网络装置都同等地优化的技术方案。
所说明的问题也存在于GPRS网络和UMTS网络中，因为在此必须把数据源发出的数据流从普遍的因特网下载到移动终端设备中。
为了对移动无线电终端提供改善的数据接收质量，至今通常把注意力集中在空中接口，即从移动无线电网络向终端设备，因为沿从数据流向终端设备中的数据接收点的路径所能够使用的带宽同样在此处受到最强的限制。
为了尽可能地避免所述空中接口上的丢失和延迟，公知根据3GPP TS 08.18的“GPRS流控制”。所述GPRS流控制前置于空中接口的BSC/PCU中的缓冲存储器或者说缓冲寄存器。在此处降低了所述空中接口上实际可供使用的带宽。所述GPRS流控制每小区(“BVC流控制”)和每用户(“MS流控制”，参阅TS08.18中的图8.1)控制通信。
为了进行所述流控制而采用一种算法(图8.2)，其中模拟缓冲寄存器的充填状态或者说斗式(Bucket)和CGSN上的BSC中的泄漏率(流失率)。所述斗式大小和泄漏率由BSC向SGSN传达。在过载的情况下把数据分组缓冲存储或者说寄存在SGSN中，这使得能够优化根据3GPP-QoSdrgjr传输。
从关于因特网测量的2003ACM SIGCOMM会议发表的H.Jiang、C.Dovrolis的论文“Source-Level IP Packet BurstsCauses and Effects”中公知突发的至少一个重要的原因在于数据源上数据流的产生过程中。在此例如UDP消息分段和在一个现有TCP连接内部相互多个传输的机制导致从数据源在一个短时间内发送出远远超过平均数据率的大量的数据分组。
此外该论文的重要论据是在单个数据流中存在这样的“源层IP数据分组突发”也对集合的数据储能具有重要的影响。与之对应地建议，配置数据源使得这样的数据分组突发在单个数据流中就已经不出现。
用于从3GPP TS 23.107公知的UMTS/GPRS网络的网络调整方法针对该方向。在此把一最大的比特率(“最高比特率”)定义为在一个确定的时间段通过一个网络接入点(“Service Access Point”，SAP)进入的比特的最高数量除以该时间段。如果数据通信根据令牌-斗式算法形成最高数据率，一个数据通信就适应这种最高数据率，其中令牌率等于最高比特率，并且铲斗尺寸或者说大小等于最大的SDU(“服务数据单元)大小(参照TS23.107中的段6.4.3.1)。
所述最高比特率是控制比特率在TS 23.107中为Qos类“互动”和“背景”规定的唯一参数。在此其目的是确定在移动无线电网络的极限上的数据最高比特率。这尤其事关从应用方限制数据率，例如可以参阅TS 23.107的6.4.3.2节中涉及这两个通信种类的段落。
那么必须理想地通过接近数据源的数据流处理模块对所述通信量进行调整。为此TS 23.107建议在网关输入侧的“调节装置”，参见TS 23.107的图3。
然而这样一种网络调整至今还很少推广。对于例如网页浏览或者邮件下载之类的典型应用从邮件服务器网页服务器的运营商看不到任何最高比特率。普遍地因特网某处中数据源的运营商也没有动机，基于移动无线电网络运营商的请求而大面积覆盖地引入对应的带宽限制。
从而，如TS 23.107的图3中所示的一个结构，只有在例如数据源属于移动无线电网络或者网络运营商涉及一个与数据供应商对应的协议，才能够在例外的情况下在一个移动无线电运营商的核心网络和无线电接入网络(“Radio AccessNetwork”、RAN)中引起突发的降低。
从而本发明的技术问题在于以简单和成本合算的方式在从数据源通过一个移动无线电网络向移动无线电终端设备传递数据分组的情况下降低丢失概率和延迟的出现，以及相应地建议配备的网络节点该技术问题通过具有权利要求1所述特征的方法和具有权利要求12所述特征的网络装置完成。
如以上所说明，移动无线电网络方面的带宽管理至今把注意力集中在通过空中接口传输数据，例如，根据TS 08.18的GPRS流控制，然而还有根据TS 23.107的网络负载调整就是这种情况(参阅该文中的图3在无线电接入网络(RAN)对移动无线电终端设备的边界上的“调节装置”)。另一个方面在以上提及的Jiang和Dovirolis的论文中提出为了平滑数据通信应当把注意力集中到数据源上，譬如这也可以从TS 23.107中看出。
本发明的一个重要构思在于解决从该论文获得的想法并且把核心网络内部的网络装置也考虑在内。
为了进行说明在
图1中示出一个高度示意的GPRS网络，所述GPRS网络具有核心网络GGSN和SGSN的部件和无线电接入网络BSC/PCU的部件。
对从一个数据源(服务器)发出的数据流以及在通过在GGSN上的Gi接口进入移动无线电核心网络的情况下因特网一般地可以提供暂时几10Mbit/sr带宽。该带宽足以在视频电话会话的范畴内传输例如运动图像；这样的数据流典型地用2Mbit/s发送。这明显地少于可提供的容量(在任何情况下对应单个这样的数据流)，从而对譬如在所述流中出现的突发也提供有足够的带宽。
在核心网络中把所述数据流通过Gn接口向对负责照管形成所述数据流目标点的所述移动无线电终端设备(MS)的SGSN传递。尽管在Gn接口还有大的带宽可用，但是在此已经可能有由于一个或者多个数据突发出现的问题，因为所述Gn接口或者说(沿下行链路，也就是说沿指向终端设备的方向)后置的SGSN是一个大量数据流汇集于其上的集合点。
在从所述核心网络向无线电接入网络传递数据流的情况下可供使用的带宽显著地降低到典型的2Mbit/s。此外，在无线电接入网络和移动无线电终端设备之间的空中接口Abis/Um是一个在其上突发导致分组数据传输中较高的丢失概率和或延迟的点。即，在此位置一般地对于传输一个或者多个数据流显著地降低可供使用的带宽，例如从原有的10Mbit/s降低到1Mbit/s。
所述分组数据通信的突发性却不仅可以在空中接口上而且还可以在其它的、移动无线电网络中的上述接口或者说点上导致在GGSN、SGSN。BSC/PCU中的缓冲存储器或者说缓冲寄存器由于在一个数据流中出现的突发而过载，并且必须延迟或者摒弃这个数据流或者其它的数据流。
由此可以理解，即使GPRS流控制也没有解决在终端设备接收数据流时的丢失和延迟的问题1.GPRS流控制保护在空中接口上的瓶颈，然而却不保护在Gn接口上的冲突点和集合点。还有在核心网络中或者在对无线电网络的边界上存在集合点，尤其是相应的Gb接口或者说Gn接口。此外还在Gb接口上还降低每数据流可供使用的带宽。
2.如果在SGSN上的斗式的容量没有用竭，这种技术条件使得SGSN以能够以不受限制的速率向BSC发送数据分组。只有在所述斗式耗尽时令牌率才限制沿BSC方向的通过量。因为在实践中斗式的大小既过流控制也对MS平均在50Kbyte的范围内或者在其上，过短时间突发并不防碍SGSN。
这在于斗式的尺寸直接对平滑突发起作用。其累计的总长度不超过铲斗尺寸的发来数据分组被直接传递。如果其总长度保持在铲斗尺寸以下，就不截取包含多个数据分组的突发。这样的突发不加改变地通过网络装置。
从而GPRS流控制不对在SGSN和BSC之间的区域，即Gn接口，提供充分的保护。在此关键点主要是SGSN方的NSVC(网络业务虚拟电路“)通过所述Gb接口对BSC的输出。在此位置带宽降低到64KBit/s至最高2Mbit/s(帧中继)。为了在此掌握对多个移动无线电网络的通信，就可以发生针对对方单个通信数据流的防碍。
从而应当有一种适当的网络负载调整方法实现在核心网络中的带宽管理，以能够为在一个内部或者外部加在移动无线电网络上的数据源与一个与所述移动无线电网络连接的移动终端设备之间的数据流相当地降低数据分组丢失概率和延迟。
根据本发明提出，把核心网络内部的一个数据流的数据率限制到一个最高数据率。过多的通信以适当的规模，也就是以所期待的突发的规模，缓冲存储。
为此在所述核心网络的一个网络装置中实施一种以一种泄漏-斗式算法为基础的分类模式。这样的算法广泛地用于分类和处理数据流，从而可以诉诸于现有的算法和实施方式或者说用于这种算法的SM模块，并且方法的转换进行得特别简单。
这样一种算法的基本参数一直是根据本发明对应于一个预先规定的最高数据率的一种泄漏率，和一个最大的铲斗尺寸。根据本发明的泄漏斗式算法的铲斗尺寸应当足够大，以把数据损耗保持得很小。在任何情况下都必须能够存储明显地多于一个的分组。
根据TS 08.18采用的令牌斗式算法提出一种至少一个分组数据单元(“Padckage Data Unit”，PDU)大小的铲斗尺寸。然而典型的铲斗尺寸却应当足以把对一个移动无线电终端设备的数据流缓冲存储一个1秒钟的时间。作为具体的、典型的铲斗尺寸大约为8.8kByte，参阅8.2.3.6段。如前所述，铲斗尺寸还完全达到至50kByte大。
在如本发明所述的方法的另一个步骤中检验所述条件，是否在传递一个分组数据流的一系列相继的数据分组的中一个数据分组的情况下超过传输所述分组数据流通过所述最高数据预先规定的带宽。如果是这种情况下，就补充检验所述数据分组的总长度超过所述最大铲斗尺寸。如果两个条件都满足就延迟该数据分组。
在具有相对较大的铲斗尺寸的算法的情况下，譬如在根据TS08.18的流控制的情况下只在相对长的时间段上保持最高数据率，因为不平滑具有小于或者等于最大铲斗尺寸的总数据范围的突发。有了根据本发明非常小的铲斗尺寸，突发就不能够通过核心网络中的网络装置。
在常规令牌-斗式方法的情况下，必须连续地检验当前的斗式计数器对应于超过最高铲斗尺寸的斗式当前的“填充状态”。
与之相反，如本发明所述的方法的优点在于简单的实施。与无间隙的流控制不同还需要较少的CPU容量。
在如本发明所述的方法的一个有利的实施方式中，分组数据流尤其包含在所述移动终端设备与网络装置之间配属一种逻辑连接的分组数据，尤其是在一种PDP上下文中。也就是所述逻辑连接涉及从一种数据源向所述移动无线电终端设备传输的一个确定的数据类型的数据。
特别简单并且从而有利的如本发明所述的方法可以实施在一个GPRS/UMTS移动无线电网络的核心网络的SGSN和/或GGSN中，因为在其中相应地存在当前启动的PDP上下文(PDP-kontext)的当前参数组。从而可以以简单的方式访问所述参数组以读取要处理的数据流的最高数据率，或者说“最高比特率”。
所述最高数据率是所述PDP上下文参数的组成部分。对所述数据分组的访问可以达到数据分组的标题信息上方的LLC层面。该值然后可以分配给根据本发明采用的泄漏斗式算法的泄漏率。
如本发明所述的方法与根据SGSN中的根据TS08.18的流控制结合是轻而易举的。对此优选的是如本发明所述的方法接在流控制以后。尤其是把SGSN中的MSC控制和BVC流控制的最高发送率限制到最高数据率。
另一个优选的实施方式中把每分组数据流超过的通信缓冲存储在缓冲存储器中或者说等侯序列存储器中。所述缓冲存储器具有足够大的存储器位置，从而数据分组可以以由典型地在核心网络中出现的突发确定的规模缓冲存储。在此尤其要考虑由分组数据流的数据源造成的源层面突发。如果缓冲存储器填满了就摒弃过多的数据分组。
其它的特征、适应性和优点在从属权要求中说明。根据本发明构成的网络装置的重要方面从如本发明所述的方法得出。
下面借助于一个优选实施例进一步说明本发明。为此可以参照附图图1示出在一个GPRS网络中重要的接口说基准点可用的带宽的示意图，
图2示出具有根据本发明进一步发展的SGSN和GGSN的GPRS网络的示意图，图3示出一个流程图用于表示一种如本发明所述的用于相符性检验的速率极限算法。
图4示出图2所示的一种SGSN/GGSN的根据本发明的部件原理方框图。
在图2中以示意的形式示出一个GPRS移动无线电网络10的网络装置或者说网络元件。移动无线电网络10的核心网络12包含两个GGSN14-1和14-2以及两个SGSN16-1和16-2。此外在核心网络12中有一个网关18，所述网关满足根据TS23.207的一种数据流调整的功能。移动无线电网络10的无线电接入网络20包含一个BSC/PCU22。一个移动无线电终端设备24通过移动无线电网络10在数据流25的范畴内从通过一个外部的分组交换数据网络26上连接外部数据源27接收数据。
在此，数据流25涉及在一个对GGSN14-1和SGSN16-1中的终端设备24中启动的PDP文件的范畴内传输的数据。在此涉及由一种应用程序，即一个在终端设备24上的网页浏览器采用的TCP分组，即涉及要显示的网页。作为例子当然可以同样好地用其它的数据服务，例如邮件下载或者类似的下载服务。
譬如流25的分组数据流用贯穿的箭头示出。在网络装置之间与网络边界上的接口或者说基准用“Gi”、“Gn”等指代，如所属领域技术人员从3GPP UMTS/GPRS规定中所公知。
数据流25响应于一个起源于终端设备24的请求在数据服务器27中产生，并且从所述数据服务器以一个取决于所述服务器27的配置的数据率发送。在此说明的例子中该数据率为10Mbit/s。在其数据率在数十毫秒到数百毫秒的时间内上升到10Mbit/s以上时可以出现突发。
在由网关18实现的Gi接口上进入网络10的情况下该数据率在其时间特性曲线上由于外部网络26的情况而改变。从而可以设想在数据流中出现附加的突发。
网关18根据技术规范TS23.107构成，以把数据流25的数据率匹配于移动无线电网络10的情况，具体地说匹配于核心网络12和无线电接入网络20中的可用带宽。网关18还可以实施成GGSN14-1的部分，然而在此图中却示出为独立的单元，以表示在移动无线电网络10外部进行根据TS23、107的网络负载调整。限据TS23.107设置其它的用于相对终端设备24的下行链路数据流25的路径，首先再在BSC/PCU22中设置其它的单元以把所述数据流匹配于通过空中接口的带宽容量。
在GGSN14-1中通过网络接口单元28沿对SGS16-1的方向输出数据流25(有的情况下与没有另外标出的额外数据流一起)。接口单元28-1以公知的方式工作，以把数据流25匹配于Gn接口。
SGS16-1中的接口单元29形成一个集合点。如在图2中的例子所示，在此一起引导GGSN14-1和14-2的数据流。这时聚集在单元29中的数据流中出现一个突发，可能敏感地于扰所述集合的数据流，如在Jiang和Dovrolis的论文中所示。
在图2所示的例子中在BSC/PCU上的输入方也是同样的，在此处集合接收的接口单元31中的SGSN16-1和16-2的数据流。
接口单元29和31构成用于接收相应地具有平均带宽或者说平均数据传输率的集合数据流。然而如果在这样的数据流的一个中出现突发，就会过度要求输入排除或者说输入等候序列的容量，从而必须大幅延迟甚至摒弃数据分组。
为了譬如在数据流25通过移动无线电网络10的情况下防止数据流的中的丢失和延迟，根据本发明扩展了前置于集合点的接口单元28-1、28-2和30-1、30-2，以可靠地防止在数据流中出现突发。
为了准确地说明，在图3中示出接口28-1的如本发明重要的部件，单元29-2、30-1和30-2的结构对应于单元28-1的结构。
接口单元28-1首先具有一个输入等侯序列或者输入排除32。其中排列确定从GGSN14-1通过Gn接口向SGSN16-1传递的服务器26的分组数据流25的数据分组以及其它的数据流。数据分组34中的一些在图3中示意地示出。
一个分类模块36执行处于输入排除32中的数据分组34的分类。为了执行分类模块36访问常数存储器38，如下文中准确地说明的那样。分类结果向处理模决40传输。模决40构成用于取决于分类结果在一定的情况下在一个缓冲存储器42中存储要缓冲存储的数据分组34，从存储器42中重新取出所述缓冲存储的数据分组，并且在缓冲存储以后置回输入排队中。不缓冲存储的数据分组由处理模块匹配于Gn接口的格式并且置于一个输出排队44中，从所述输出排队中取出向SGSN16-1数据分组并且根据GGSN14-1和SGSN16-1之间的连接的物理容量的标准传递。
分类模决36的工作方式借助于图4的流程图的步骤S1至S10说明。在步骤S1中检验在输入等待序列32中是否存在至少一个数据分组34。如果是这种情况，就通过分类模块36(根据FIFO原理)确定第一个在排队中的分组34的长度。为此，确定要分类的分组p的LLC(“逻辑链接控制”)协议层中的分组数据单元(“Packet Date Unit”，PDU)的长度L(p)。
在步骤S2中查明所谓的“斗式计数器”B*的一个预测值。读预测值计算为最后的数据分组与要处理的分组的数量的和减去所希望的最高比特率乘以从发送前一个数据分组直经历的时间。
在步骤S3中把该预测值与在步骤S1中查明的分组长度L(p)相比较。如果该预测值B*比较小，传递数据分组p就与最高比特率R相符。从而可以传递该数据分组p。
为此在一个步骤S4-A1(可供选择的替代方案1)中向处理模块40传输对应的分类结果“PDU传递”。此外在步骤S2中提供用于的分类下一个数据分组的算法，其中把斗式计数置于上个分类的数据分组的长度并且把发送最后的数据分组的时间点设置于当前的时间点。
如果在步骤S3中得出，发送所述要分类的分组会导致超过最高的比特率R，就在步骤S4-S2中向处理模块40传输对应的分类结果“PDU延迟”，并且不发生参数B和Tp的刷新。
为了在步骤S2中确定斗式计数B*的值，分类模块36访问其中存储最高数据率或者说最高比特率R的常数存储器38(参阅图3)。在分类模块39中实施的斗式的最大斗式长度不需要存储，因为不必要进行在传输相应的要分类数据分组时是否超过铲斗尺寸的情况的查明或者分析。如本发明所述的泄漏斗式机制的实施相对令料式算法，譬如相对根据TS23、107的算法得到简化。从而降低了在模决36中分类所述数据分组所要求的CPU处理时间。
为了读取配属给终端设备24和分组数据流25的经过激活的PDP上下文参数组的最高比特率的值，所述分类模块36由GGSN14-1的PDP上下文存储器(图中未示出)构成并且为在常数存储器中存储该值构成为如本发明所述的算法的泄漏率R的常参数。
如果处理模块40从分类模决36得到分类结果“PDP传递”处理模块40就从排队32中取出第一数据分组34并且沿SGSN16-1的方向(参阅图2)传递。
如果处理模决40得到分类结果“PDP延迟”，处理模块40就从排队32中取出要处理的分组并且把所述要处理的数据分组存储在缓冲存储器42中。同时在处理模决40中开动一个计时器(未示出)。在所述计时器跑完以后，处理模块40从缓冲存储器42取出缓冲存储的数据分组并且把该数据分组放回以输入排队32中。在模块40中经历的计时器的值例如可以从常数存储器38中存储的常数R(最高数据率)得出，其中借助于R和所述数据分组的长度计数一个延迟时间段。以此方式把一个数据分组在其延迟以后重新输送于通过模块36分类并且然后或是传递或是重新延迟。
在网关18上和在接口单元28-1中实施的令牌算法或者说泄漏令牌算法的铲斗尺寸可以取不同的值，因为这两个单元用于不同的目的。网关18关于在移动无线电网络10中数据流25所需要的承载服务(承载业务)的服务质量请求标度数据流25。在GGSN14-1中输出方实施的接口单元28-1用于避免由于尤其在核心网络12中的集合点的分组丢失和分组延迟。
与之相对，应当在所有最高的数据率(就是说最高比特率)应当相同，这与网络配置无关。假定在一个点上的最高数据率小于在PDP上下文指出的最高比特率，就不再能够保征该最高比特率了。
数据流25在SGSN 16-1中于很大程度经受一种根据TS 08.18的GPRS流控制(图中示出)。在此要适应BSC22中的空中接口缓冲器的功能能力。然而不发生排队突发的网络负载调整，因为根据TS08.18设有达约50kByte或者以上的铲斗尺寸。
通过对应于接口单元28-1和28-2构成的单元30-1和30-2保护BSC/PCU22中的集合点。在BSC22中最后中向数据流25配属另一个根据TS 23.107的调整(图中未示出)。由此保证通过空中接口Abis/Um向终端设备24传输的数据流与所需要的GPRS服务相符命地构成。
图3中的常数存储器38可以是一种可以在其上存储启动的PDP上下文的参数值。
取代于在此处说明的相应地在网络接口单元上实施的例子，如本发明所述的方法还可以实施成移动无线电网络中的网络节点的独立的单元。根据本发明进一步开发的接口单元(在图2的例子中是单元28-1、28-2、30-1、30-2)相应地关于在受保护的集合点是在其中可用带宽降低了的点的下行链路连接安排。一般地是在其上根据本发明限制或者平滑数据流的移动无线电网络中的位置选择得，在该位置与受保护的集合点之间不可能出现其它的突发。
在此说明的实施例只表示本发明适当的实施方式，此外在只由权利要求书说明的本发明的实施范围中，所属领域技术人员还可以设想出许多其它的实施方式。
权利要求
1.用于在移动无线电网络(1)，尤其在GPRS网络或者UMTS网络中的网络负载调整的方法，其中移动无线电网络(10)具有一个无线电接入网络(20)和一个核心网络(12)并且-通过核心网络(12)和无线电接入网络(20)中的至少一个网络装置(14-1、16-1)从一个数据源(27)向一个移动无线电系统终端设备传递一种分组数据流(25)，-在网络装置(14-1、14-6)中借助于一个预先规定的分类模式分类分组数据流(25)的数据分组(34)，-分类模式采用一个泄漏斗式算法，其中一种泄漏率(R)对应于一个预先规定的最高数据率，-进行所述分类使得对于一系列彼此相继的分组数据流(25)的数据分组(34)中的其传递会超过传输分组数据流(25)的由最高数据率规定的带宽的那种数据分组，相应地得出一个预定的分类结果，-在网络装置(14-1、16-1)中每个分类了的数据分组(34)都对应于所述分类处理，其中取决于所述预定的分类结果把对应的数据分组(34)延迟传递(S4-S2)，从而在从网络装置(14-1、16-1)向移动无线电终端设备(24)传输分组数据流(25)的情况遵守所述预先规定的最高数期据率。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，关于分组数据流(25)，在所述或者每个网络装置(14-1、16-1)的数据分组(34)的分类和处理如此地在其上对分组数据流(25)的最高可用带宽降低了的核心网络(12)或者无线电接入网络(20)之前进行，使得在网络装置(14-1、16-1)与集合点或者降低了带宽的点之间不可能出现新的突发。
3.如权利要求1或者2所述的方法，其特征在于，关于分组数据流(25)，在Gn接口或者Gb接口前的所述或者每个网络装置(14-1、16-1)中进行数据分组(34)的分类和处理。
4.如以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，针对通信种类“互动”和“背景”构成按照3GPP TS 23.107规范的最高比特率。
5.如以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，数据流(25)包含配属于一个移动无线电终端设备(24)与网络装置(14-1、16-1)之间的逻辑连接的分组数据。
6.如权利要求3至5中任一项所述的方法，其特征在于，在一个SGSN(16-1)或者GGSN(14-1)中进行数据分组(34)的分类和处理。
7.如权利要求5或6所述的方法，其特征在于，访问配属于所述分组数据流(25)的并经过激活的PDP上下文参数组，以读取最高比特率的值并且把读取的值分配给泄漏率(R)。
8.如以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在无线电接入网络(20)中和/或在在移动无线电网络外部的数据源(27)上进行根据3GPP规范TS 23.107的网络负载调整和/或在核心网络中在Gb接口前进行根据3GPP规范TS 08.18的流控制。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，在根据3GPP规范TS 08.18的流控制之后，在SGSN(16-1)中对分组数据流(25)的数据分组(34)进行分类和传递或者延迟。
10.如以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，缓冲存储经过延迟的数据分组(34)，其中-设置具有一定的存储位置的存储器(42)，-摒弃在缓冲存储器(42)中没有足够的可用存储位置进行缓冲存储的数据分组(34)，并且-设置所述存储位置使得可以把数据分组缓冲存储在一个由核心网络(12)中出现的突发来确定的范围。
11.网络装置(14-1、16-1)，用于移动无线电网络(1)，尤其是GPRS网络或者UMTS网络，的核心网络(12)中，以实施如以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，一个分类模块(26)，所述分类模块上实施基于一种泄漏斗式算法的分类模式，以分类从网络装置(14-1)中的一个数据源(27)向与移动无线电网络(10)连接的移动无线电终端设备(24)发来的分组数据流(25)的数据分组(34)，其中一种泄漏率(R)对应于一个预先规定的最高数据率，一个常数存储器(38)，用于存储所述分类模式的预先规定的常数，和一个处理模块(40)，用于对应一个相应的分类结果处理经过分类的数据分组，其中所述分类模块(36)构成用于为了实施所述分类模式从常数存储器(38)读取所述常数的值，借助于所述常数和相应地相关一个确定的数据分组的数据确定分类结果并且向处理模决(40)传输该分类结果。
12.如权利要求11所述的网络装置，其特征在于，所述网络装置是一种SGSN(16-1)或者一种GGSN(14-1)。
13.如权利要求11或者12所述的方法，其特征在于，所述分类模块(36)用于读出配属给所述分组数据流的经过激活的PDP上下文参数组的最高比特率的值，该分类模块(36)由所述网络装置的PDP上下文存储器构成，并且用于在常数存储器(38)中把该值存储为针对泄漏率(R)的常数。
全文摘要
在移动无线电网络(10)中进行网络负载调整的方法，其中移动无线电核心网络(12)内部在网络装置(14－1、14－6)中借助于一种泄漏斗式分类模式分类并且在一定的情况下延迟分组数据流(25)的数据分组，以端平滑突发，并且从而在从数据源(27)通过移动无线电网络(10)向一个移动无线电终端设备(24)传递数据分组的情况下以简单和成本合算的方式避降低丢失概率和减少延迟的出现。
文档编号H04L12/56GK101027876SQ200580032504
公开日2007年8月29日 申请日期2005年9月22日 优先权日2004年9月24日
发明者A·巴拉茨, S·鲁格尔 申请人:西门子公司