-
GEBIET DER ERFINDUNG
-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf mobile Telekommunikationssysteme.
Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein neues und
verbessertes Verfahren und System zum Senden verbindungsorientierter
oder verbindungsloser Daten zwischen zwei Endpunkten ohne Verwendung von
peer-to-peer-Signalisierung.
-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
Die Übertragung
von Information in Kommunikationsnetzwerken basiert auf der Verwendung
von unterschiedlichen Arten von Protokollarchitekturen. Es kann
allgemein gesagt werden, dass, je mehr Protokollschichten existieren
in einer Protokollarchitektur, desto komplexer wird die Architektur.
Im Allgemeinen umfasst praktisch jede Protokollarchitektur Anwendungs-
und Transportschichten. Die Anwendungsschicht stellt Dienste für Anwendungsprogramme
bereit, die sicherstellen, dass die Kommunikation möglich ist.
Die Anwendungsschicht ist nicht die Anwendung selbst, die die Kommunikation
macht. Sie ist eine Dienstschicht, die sicherstellt, dass der andere
Teilnehmer identifiziert wird und erreicht werden kann, oder sie
kann entweder den Nachrichtensender oder den Nachrichtenempfänger oder
beide authentifizieren. Ferner kann die Anwendungsschicht auch eine Übereinstimmung
an beiden Enden über Fehlerherstellungsprozeduren
sicherstellen, Datenintegrität und
Privatsphäre
und kann auf der Anwendungshöhe
Protokoll- und Datensyntaxregeln
bestimmen. Es kann bequem sein, sich die Anwendungsschicht als den
Aufbaudienst auf hoher Ebene für
das Anwendungsprogramm oder als einen interaktiven Benutzer vorzustellen.
-
Die
Transportschicht stellt die zuverlässige Ankunft von Nachrichten
sicher und kann Fehlerüberprüfungsmechanismen
und Datenflusssteuerungen bereitstellen. Die Transportschicht stellt
Dienste sowohl für
die verbindungsorientierte Übertragung als
auch für
verbindungslose Übertragung
bereit. Für die
verbindungsorientierte Übertragung
kann eine Übertragung
in Form von Paketen gesendet werden oder ankommen, die an dem anderen
Ende zu einer vollständige
Nachricht rekonstruiert werden müssen.
-
Es
sind eine Anzahl von unterschiedlichen Standards bekannt, die die
Kommunikation zwischen Mobilstationen und den Basisstationen als
auch mit anderen Netzwerkelementen regeln. Ein Beispiel eines derzeit
bekannten Standards ist der Globales System für mobile Kommunikationen(GSM,
englisch: Global System for Mobile communications)-Standard. Derzeit
wird an sogenannten Dritte-Generation-Standards gearbeitet. Diese
Dritte-Generation-Standards werden durch das sogenannte 3.Generation
Partnership Project (3GPP) erzeugt und die definieren das sogenannte
3GPP-System, das umfasst: UMTS Terrestrisches Funkzugangsnetz (UTRAN,
englisch: UMTS Terrestrial Radio Access Network), GSM/EDGE Funkzugangsnetz
(GERAN, englisch: Radio Access Network), Paket- und leitungsvermittelte
Kernnetzdomänen
usw.
-
Derzeit
wird in den Dritte-Generation-Standards vorgeschlagen, das Internetprotokoll
(IP) in dem Funkzugangsnetz (RAN, englisch: radio access network)
zu verwenden. In diesem Dokument beziehen wir uns auf dieses als
ein IP-basiertes Funkzugangsnetz IP RAN. Das IP RAN kann mit einem
Dritte-Generation-Kernnetz durch eine Standard Iu-Schnittstelle verbunden
werden. In den IP RAN Netzen besteht ein Bedarf für die Zusammenarbeit zwischen
dem Signalisierungssystem Nr. 7 (SS7) und IP-Domänen, um die Lieferung von Signalisierungs-Verbindungs-Steuer-Teil(SCCP,
englisch: Signalling Connection Control Part)-Benutzernachrichten, wie beispielsweise
Funkzugangsnetzanwendungsteil(RANAP, englisch: Radio Access Network Application
Part)-Signalisierung zu ermöglichen,
als auch neue Dritte-Generation-Netzprotokollnachrichten über IP zwischen
zwei Signalisierungsendpunkten. RANAP ist ein Funkzugangsnetzsignalisierungsprotokoll,
das Mechanismen aufweist, die Prozeduren zwischen dem Kernnetz und
dem Funkzugangsnetz handhaben bzw. steuern.
-
Eine
Schichtstruktur wurde vorgeschlagen. Diese Schichtstruktur verwendet
das Stromsteuerübertragungsprotokoll
(SCTP, englisch: Stream Control Transmission Protocol), welches
ein Protokoll ist, das durch die Internet Engineering Task Force
(IETF) standardisiert ist und spezifiziert ist in RFC 2960. Das SCTP
stellt einen zuverlässigen
Transportdienst bereit, der sicherstellt, dass Daten über das
Netzwerk ohne Fehler und in Reihenfolge transportiert werden. Das
SCTP-Protokoll läuft
direkt auf der IP-Schicht und ist gestaltet, öffentliches Telefonnetz(PSTN,
englisch: Public Switched Telephone Network)-Signalisierungsnachrichten
zu transportieren, ist aber zu breiteren Anwendungen im Stande und
kann in den IP RAN-Netzwerken als ein gemeinsames Protokoll verwendet werden.
Es wurden Anpassungsschichten zwischen der SCTP-Schicht und der RANAP-Schicht vorgeschlagen,
wie in 1a veranschaulicht ist. Das
derzeitige Dritte Generation Partnerschaftsprojekt (3GPP, englisch:
Third Generation Partnership Project) schlägt die Verwendung des SCCP
unter dem RANAP und die Einführung
der SCCP MTP3-Benutzeranpassungsschicht(M3UA)-Protokolls
als eine Anpassungsschicht vor. Als eine Alternative kann das SS7
SCCP-Benutzeranpassungsschicht(SUA)-Protokoll als eine Anpassungsschicht zwischen
dem RANAP und dem SCTP verwendet werden. Diese Anpassungsschichten
sind für
das RANAP und für
beliebige andere Dritte Generation Anwendungsteilnachrichten zwischen
zwei Endpunkten anwendbar, die gesamt innerhalb eines IP-Netzwerks
enthalten sind.
-
Ein
Problem bei der vorgeschlagenen Schichtstruktur ist, dass es zu
viele Schichten gibt. So wie die Anzahl von Schichten sich vergrößert, so vergrößert sich
die Komplexität
und die Leistung wird verringert.
-
Bei
allen IP RAN besteht ein Bedarf, den derzeitigen Steuerebenenprotokollstack
zu optimieren (auch als Signalisierungsträger bezeichnet), da der SS7-Protokollstack
(SCCP-basiert) relativ schwer einzurichten ist. In derzeitigen 3GPP-Spezifikationen (bis
zur Auflage '5)
und Ausführungen
baut der Signalisierungsträger,
auf Anfrage von einem Ende, und löst die Signalisierungsverbindung
mit dem anderen Ende mit peer-to-peer-Signalisierungsnachrichten. Das
dafür verwendete
Protokoll ist SCCP, aber es werden auch andere Kandidaten in dem
3GPP diskutiert, das SUA stellt ähnliche
peer-to-peer-Nachrichten für
den Aufbau der Signalisierungsverbindung bereit.
-
Eine
Alternative zur Verwendung von peer-to-peer-Signalisierungstransportprotokollen (Anpassungsschicht
L5; wie das SUA oder SCCP/M3UA) unterhalb der Anwendung die Verbindungen
aufzubauen und zu lösen,
ist die Verwendung von Anpassungsschichten, die denselben Dienst ohne
irgendeine peer-to-peer-Nachricht bereitstellen. Zum Beispiel senden
sie, wenn Anpassungsschichtprotokolle, wie das SUA oder SCCP/M3UA
von der Anwendung eine Trennungsanfrage empfangen, eine Trennungsprotokolldateneinheit
(PDU) an den entfernten Endpunkt. Es gibt eine peer-to-peer-Kommunikation.
Bei dieser Alternative werden keine peer-to-peer-Nachrichten benötigt, um
die Trennung bereitzustellen.
-
Daher
ist ein Problem bei dieser Alternative, wie eine Signalisierungsverbindung
aufgebaut und gelöst
wird: Der Verbindungsaufbau und das Lösen durch Senden von PDUs ist
nicht möglich.
Ein anderes Problem taucht auf, wenn keine Signalisierungstransport-peer-to-peer-Protokolle
wie das SUA oder SCCP/M3UA unterhalb der Anwendung vorhanden sind.
Das Problem ist, wie man verbindungslose und verbindungsorientierte
Dienste unterscheidet.
-
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
-
Die
vorliegende Erfindung beschreibt ein Verfahren in Übereinstimmung
mit Anspruch 1, ein Verbindungs-Steuerprogramm
in Übereinstimmung mit
Anspruch 22 und ein System in Übereinstimmung mit
Anspruch 35 zum Senden von verbindungsorientierten und verbindunglosen
Daten zwischen zwei Endpunkten in einer Protokollarchitektur, die
wenigstens eine Anwendungsschicht und eine Transportschicht und
eine oder mehrere Anwendungen umfasst, die die Anwendungsschicht
verwenden.
-
Bei
diesem Verfahren sendet eine Quellanwendung eine Anfragenachricht
an den ersten Endpunkt an die Transportschicht. Die Anfragenachricht gibt
auch an, welcher Dienst (verbindungsorientiert oder verbindungslos)
durch die Transportschicht bereitgestellt werden soll. Bei der Transportschicht
wird eine Transportverbindungskennung ausgewählt und/oder zugeteilt. Dann
wird ein Datenrahmen an den zweiten Endpunkt gesendet, wobei der
Datenrahmen die ausgewählte
Transportverbindungskennung, Zielanwendungsinformation und/oder
Datentypinformation umfasst. Die Zielanwendungsinformation und die
Datentypinformation sind auf Grundlage der Anfragenachricht eingeschlossen.
Der Datenrahmen wird an der Transportschicht bei dem zweiten Endpunkt
empfangen. Basierend auf der Datentypanzeige wird bestimmt, ob der
Datenrahmen sich auf den verbindungsorientierten oder verbindungslosen Dienst
bezieht. Schlussendlich wird eine Anwendungsnachricht an die Zielanwendung
an dem zweiten Endpunkt auf Grundlage der Zielanwendungsinformation
gesendet.
-
Bei
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind
die Anwendungsschicht und die Transportschicht direkt miteinander
verbunden und das Transportprotokoll auf der Transportschicht ist
das SCTP. In diesem Fall bezieht sich die Verbindungskennung auf
die SCTP-StreamID. Weiterhin sind bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
die Anwendungsschicht und die Transportschicht miteinander durch eine
Verbindungssteuerung verbunden. Es wird auch der Ausdruck SCTP-Steuerung
verwendet, wenn über
die Verbindungssteuerung gesprochen wird. Die SCTP-Steuerung ist
eine Anpassungsschicht oder ein Treiber zwischen der Anpassungsschicht
und der SCTP-Schicht, der SCTP-ähnliche
Dienste der Anwendung bereitstellt. Eine wichtige Tatsache ist,
dass die SCTP-Steuerung kein peer-to-peer-Protokoll ist. Ihre Verwendung
vereinfacht den Protokollstack und zwei überlappende Adressierungs-/Routingmechanismen
werden vermieden.
-
Bei
einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung kennzeichnet der Wert des Protokoll-Nutzdaten-Kennungs-(PPI)-Parameters die Zielanwendung
und den Datentyp (verbindungsorientiert oder verbindungslos).
-
Bei
einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung kennzeichnet der Wert des Protokoll-Nutzdaten-Kennungs(PPI)-Parameters
die Zielanwendung und die Streamnummer (Stromnummer), die den Datentyp
verwendet hat (verbindungsorientiert oder verbindungslos).
-
Bei
einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung kennzeichnet der Wert des Protokoll-Nutzdaten-Kennungs-Parameters die Zielanwendung
und der SCTP-unordered-Flag den Datentyp (verbindungsorientiert
oder verbindungslos).
-
Bei
einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung kennzeichnet der Wert des Protokoll-Nutzdaten-Kennungs-Parameters die Zielanwendung
und die Streamnummer, die den Datentyp verwendet hat (verbindungsorientiert
oder verbindungslos). Der unordered Flag wird auf "1" für
verbindungslose Dienste gesetzt.
-
Da
es keine peer-to-peer-Signalisierungskommunikation gibt, ist der/das
Transportaufbau/-lösen
durch Senden von PDUs nicht möglich.
Daher stellt die Verbindung zur Steuerung eine lokalen Aufbau/Trennung
von Signalisierungsverbindungen bereit. Es muss festgehalten werden,
dass die vorliegende Erfindung auf jeden Fall erweitert werden kann,
bei dem der Signalisierungstransport keine peer-to-peer-Nachricht
bereitstellt, um den/die Aufbau/Trennung von Ressourcen auszuführen. Die
vorliegende Erfindung ist auf jedes andere Signalisierungsträgerprotokoll
anwendbar, das keinen peer-to-peer-Verbindungsaufbau
und -lösennachrichten
hat, auch sogar wenn sie zusammen mit dem SCTP und der SCTP-Steuerung
veranschaulicht wird.
-
Die
vorliegende Erfindung ist in der Lage, dieselbe Art von Diensten
bereitzustellen, wie ein Signalisierungsprotokoll, wie SCCP/M3UA
oder SUA der Anwendung, d.h. verbindungsorientierte und verbindungslose
Dienste, aber ohne Verwendung von peer-to-peer-Nachrichten. Dieser
vereinfachte Protokollstack hat auch klare Vorteile. Der Overhead,
der durch das SCCP/M3UA, SUA oder jedes andere peer-to-peer-Anpassungsprotokoll,
das verwendet wird, eingeführt
wird, wird vermieden. Weiterhin werden auch Überlappungsadressierungs-Routingmechanismen
vermieden.
-
Die
vorliegende Erfindung erlaubt den Aufbau und das Lösen von
Verbindungen, unter Verwendung eines vereinfachten Protokollstacks.
Der Vorteil dieser Art von Protokollarchitektur ist, dass sie Komplexität (Implementierung
und Betrieb) verringert und auch die Verarbeitungsanforderung an
den Signalisierungsträger.
Ein weiterer Vorteil ist, dass die vorliegende Erfindung die Verzögerung für den Aufbau und
das Lösen
der Verbindungen reduziert. Insbesondere die Aufbauverzögerung hat
einen direkten Einfluss auf die Dienstqualität, die der Endbenutzer erfährt.
-
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
Die
beigefügten
Zeichnungen, die enthalten sind, um ein weiteres Verständnis der
Erfindung zu ermöglichen
und einen Teil dieser Beschreibung bilden, veranschaulichten Ausführungsbeispiele
der Erfindung und helfen zusammen mit der Beschreibung die Prinzipien
der Erfindung zu erklären.
In den Zeichnungen:
-
1a ist
ein Blockdiagramm, das einen bekannten Protokollstack veranschaulicht.
-
1b und 1c veranschaulichen
den lokalen Transportverbindungsaufbau an den Quell- und Zielendpunkten,
in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung,
-
2a und 2b veranschaulichen
den lokalen Transportverbindungslösevorgang an dem Quell- und
Zielendpunkt, in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung,
-
3a ist
ein Blockdiagramm, das einen bevorzugten Protokollstack veranschaulicht,
in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung,
-
3b ist
ein Blockdiagramm, das eine Verbindungssteuerung veranschaulicht,
in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung,
-
4a ist
ein Flussdiagramm, das den Mechanismus veranschaulicht, der auf
der Verwendung des PPI-Parameters basiert, um verbindungsorientierte
und verbindungslose Dienste durch den Quellendpunkt zu unterscheiden,
in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung,
-
4b ist
ein Flussdiagramm, das den Mechanismus veranschaulicht, der auf
der Verwendung des PPI-Parameters basiert, um verbindungsorientierten
und verbindungslosen Dienst durch den Zielendpunkt zu unterscheiden,
in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung,
-
5a ist
ein Flussdiagramm, das den Mechanismus veranschaulicht, der auf
der Reservierung von Strömen
basiert, um verbindungsorientierte und verbindungslose Dienste durch
den Quellendpunkt zu unterscheiden, in Übereinstimmung mit der vorliegenden
Erfindung,
-
5b ist
ein Flussdiagramm, das den Mechanismus veranschaulicht, der auf
der Reservierung von Strömen (Streams)
basiert, um verbindungsorientierte und verbindungslose Dienste durch den
Zielendpunkt zu unterscheiden, in Übereinstimmung mit der vorliegenden
Erfindung,
-
6a ist
ein Flussdiagramm, das den Mechanismus veranschaulicht, der auf
der Verwendung des SCTP-unordered-Flag-Parameters basiert, um verbindungsorientierte
und verbindungslose Dienste durch den Quellendpunkt zu unterscheiden,
in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung, und
-
6b ist
ein Flussdiagramm, das den Mechanismus veranschaulicht, der auf
der Verwendung des SCTP-unordered-Flag-Parameters basiert, um verbindungsorientierte
und verbindungslose Dienste durch den Zielendpunkt zu unterscheiden,
in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung,
-
7 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
des Systems, bei welchem die vorliegende Erfindung verwendet werden
kann, und
-
8 zeigt
eine Anordnung, die eine IP RAN logische Architektur zeigt, die
in Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
-
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
-
Es
wird nun detailliert auf die Ausführungsbeispiele der vorliegenden
Erfindung Bezug genommen, wobei Beispiele von ihr in den beigefügten Zeichnungen
veranschaulicht sind.
-
1a zeigt
einen bekannten Steuerebenenprotokollstack für eine Iu-Schnittstelle, die
derzeit in der 3GPP-Standardisierung
vorgeschlagen wird. Diese ist in dem Dritte Generation Partnerschaftsprojekt
3GPP, Technical specification group TSG offenbart; IP-Transport
in UTRAN Work Task Technical Report TR25.933 (Version 5.0.0). Der
Protokollstack hat sechs Schichten. Die erste Schicht ist die physikalische
Schicht L1. Oben auf der physikalischen Schicht L1 ist die Verbindungsschicht
L2. Oben auf dieser ist die IP-Schicht
L3.
-
Oben
auf der IP-Schicht ist die SCTP-Schicht, L4. Wie vorher erwähnt wurde,
basiert dies auf dem IETF-Protokoll, das in RFC2960 spezifiziert
ist. Diese Schicht wird zum Beispiel dafür verwendet, PSTN-Signalisierungsnachrichten
zu transportieren, aber sie kann auch für ein gemeinsames Protokoll
für IP
RAN-Steuerebenenschnittstellen verwendet werden. Das SCTP ist ein
Transportprotokoll, das oben auf einem verbindungslosen Paketnetzwerk,
wie beispielsweise IP, betrieben wird. Es erlaubt die nacheinanderfolgende
Auslieferung von Benutzernachrichten, innerhalb mehrerer Ströme (= Streams),
mit der Möglichkeit,
der Reihenfolge von Ankunftslieferung von einzelnen Benutzernachrichten.
Das SCTP ist von Natur aus verbindungsorientiert. Das SCTP stellt
das Mittel für
jeden SCTP-Endpunkt bereit, um dem anderen Endpunkt während eines
zugehörigen
Aufbaus mit einer Liste von Transportadressen zu versorgen, wie
beispielsweise mehrere IP-Adressen in Kombination mit einem SCTP-Port,
durch welchen der Endpunkt erreicht werden kann und von welchem
es SCTP-Pakete hervorbringen wird. Die Vereinigung umfasst Übertragungen über alle
möglichen
Quellen-/Zielkombinationen, die von jedem Endpunkt erzeugt werden
können.
-
Oben
auf der SCTP-Schicht ist eine Anpassungsschicht L5. Die Anpassungsschicht
ist bereits in der SCCP-Benutzeranpassungsschicht
(SUA) oder dergleichen erwähnt.
In 1a stellt die Funknetzschicht RANAP die Schicht
L6 dar. Eine ähnliche Art
von Protokollstacks kann in anderen Schnittstellen auch durch Wechseln
der Schicht oberhalb der Transportschicht (XXXAP) verwendet werden.
In der Iur-Schnittstelle
ist die Funknetzkschicht eine RNSAP(Funknetzsubsystemanwendungsteil,
englisch: Radio Network Subsystem Application Part)-Schicht. Das
RNSAP ist ein Funknetzsubsystemsignalisierungsprotokoll für die Iur-Schnittstelle. Der
Steuerebenenprotokollstack, der in 3a gezeigt
ist, wird in der Iu-Schnittstelle verwendet, die ursprünglich in
3GPP konstruiert wurde, um zwischen der Funknetzsteuerung (RNC)
und dem Kernnetz (CN) verwendet zu werden.
-
1b und 1c veranschaulichen
den lokalen Signalisierungstransportverbindungsaufbauvorgang bei
den Quell- und Zielendpunkten. Eine Anwendung an dem Quellendpunkt
sendet eine Anfrage (10) an die niedrigere Schicht, um
eine Signalisierungsverbindung aufzubauen. Die Anfrage soll die Anwendungsverbindungskennung
umfassen. Die Anfrage kennzeichnet auch, welcher Dienst (verbindungsorientiert
oder verbindungslos) durch die Transportschicht bereitgestellt werden
soll. Die Anfrage kann auch Anwendungsdaten umfassen, die an eine
Zielanwendung gesendet werden sollen. Eine unbenutzte Transportverbindungskennung
wird an der Transportschicht für
die Verbindung zugeteilt (11) und wird mit der Anwendungsverbindungskennung für weitere
Routingzwecke während
der Dauer der Verbindung abgebildet. Danach kann ein Datenrahmen
an den Zielendpunkt gesendet werden (12) zusammen mit der
zugeteilten Transportverbindungskennung. Wenn das Transportprotokoll,
das verwendet wird, das SCTP ist, bezieht sich die Transportverbindungskennung
zum Beispiel auf die SCTP-StreamID (StromID). Die Transportverbindungskennung ist
typischerweise in dem Kopf des Datenrahmens. Wenn keine Anwendungsdaten
in der Anfrage für
die Verbindung vorhanden waren, wird ein Nulldatenwert gesendet
(wenn es von dem Signalisierungsprotokoll ermöglicht wird). Es kann ein Aufbaubestätigungsprimitiv
an die Anwendung an den Quellendpunkt gesendet werden. Der lokale
Aufbau der Signalisierungsverbindung an dem Quellendpunkt ist nun
vollendet (13) bzw. abgeschlossen.
-
An
dem Zielendpunkt wird der Datenrahmen empfangen (14a) an
einer Transportverbindungskennung (z.B. die SCTP-StreamID), die
nicht als reserviert gekennzeichnet ist. Daher wird interpretiert, dass
der Datenrahmen eine Anfrage für
eine neue Signalisierungsverbindung ist. Eine Anwendungsverbindungskennung
wird für
diese spezifische Verbindung ausgewählt und sie wird mit der Transportverbindungskennung
(z.B. die SCTP-StreamID) für
weitere Routingzwecke während
der Dauer der Verbindung (14b) abgebildet. Eine Verbindungskennungsnachricht
wird daher an die Zielanwendung gesendet (15) an dem Zielendpunkt.
Die Anwendung an dem Zielendpunkt kann eine Verbindungsanfrage an
die untere Schicht (Transportschicht) senden. Der lokale Aufbau
der Signalisierungsverbindung an dem Zielendpunkt ist nun vollendet
(16).
-
Die 2a und 2b veranschaulichen den
lokalen Transportverbindungslösevorgang
an den Quell- und Zielendpunkten.
-
Eine
Anwendung an dem Zielendpunkt sendet eine Anwendungslöseanfragenachricht
(20) und wartet auf die entfernte Antwort (21).
Die Anwendungslöseanfragenachricht
wird an die Transportschicht unter Verwendung eines Datenprimitivs übertragen.
Dann wird die Nachricht durch die Anwendung an dem Zielendpunkt
(24) empfangen. Die Anwendung an dem Zielendpunkt sendet
dann (25) die Anwendungslöseabschlussnachricht an die
Quellanwendung. Die Anwendung an dem Zielendpunkt sendet einen Verbindungsanfrageprimitiv
an die Transportschicht, um die lokal verwendeten Ressourcen (26)
zu lösen.
-
Wenn
eine Anwendung an dem Quellendpunkt die Anwendungslöseabschlussnachricht
als Antwort auf die vorhergehende Anwendungslöseanfragenachricht empfängt (22),
soll sie das lokale Lösen
der Quellen auf Transporthöhe
an dem Quellendpunkt auslösen.
Daher wird die Anwendung einen Trennungsanfrageprimitiv an die Transportschicht senden,
die von der Transportschicht als eine lokale Trennung interpretiert
wird. Nach Empfang des Verbindungsanfrageprimitivs sind alle Transportressourcen
gelöst
(23). Es muss festgehalten werden, dass das lokale Lösen der
Transportressourcen durch die Anwendung an jedem Endpunkt ausgelöst wird, wenn
die Löseanwendungsnachricht
empfangen wird. Es werden keine peer-to-peer-Transporttrennungsnachrichten (z.B.
SCTP PDUs) für
die Trennung benötigt.
-
3a zeigt
den Steuerebenenprotokollstack in bevorzugten Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung. Der Protokollstack hat Schichten L1
bis L4 und L6, sowie der Steuerstack von 1a. Allerdings
gibt es keine Anpassungsschicht L5. Stattdessen umfasst der Protokollstack
die SCTP-Steuerung zwischen der Anwendungsschicht L6 und dem SCTP
bei Schicht L4. Die SCTP-Steuerung ist eine Anpassungsschicht oder
ein Treiber zwischen der Anwendung und der SCTP-Schicht, die SCCP-ähnliche
Dienste der Anwendung bereitstellt. Es ist allerdings wichtig, zu
realisieren, dass die SCTP-Steuerung kein peer-to-peer-Protokoll
ist (wie z.B. das SUA von M3UA).
-
3b ist
ein Blockdiagramm, das eine Verbindungssteuerung IHND veranschaulicht.
Die Verbindungssteuerung IHND bezieht sich bei einer bevorzugten
Ausführungsform
auf die SCTP-Steuerung.
Die SCTP-Steuerung umfasst ein Mittel zum Empfangen von IF1 einer
Quellanwendungsanfragenachricht von einer Anwendung, ein Mittel
zum Wählen
und/oder Zuteilen von ID-Verbindungskennungen (Transport- und Anwendungsverbindungskennungen),
ein Mittel zum Einschließen
der IM ausgewählten
oder zugeteilten Transportverbindungskennung, Zielanwendungsinformation,
Datentypinformation und/oder Nutzdaten in einen Datenrahmen, die
an den zweiten Endpunkt an der Transportschicht geschickt werden
sollen, ein Mittel zum Lesen RM einer Transportverbindungserkennung,
Zielanwendungsinformation und/oder Datentypinformation von einem empfangenen
Datenrahmen, ein Mittel zum Bestimmen DM, ob ein empfangener Datenrahmen
sich auf einen verbindungsorientierten oder verbindungslosen Dienst
bezieht, basierend auf der Datentypkennung, ein Mittel zum Erkennen
DEM, wenn ein empfangener Datenrahmen einer neuen oder einer bereits
existierenden Signalisierungsverbindung entspricht, ein Mittel zum
Auswählen
(SEL) einer Anwendungsverbindungskennung, wenn der empfangene Datenrahmen
einer neuen Signalisierungsverbindung entspricht, und ein Mittel
zum Senden IF2 einer Anwendungsnachricht an die Zielanwendung an der
Anwendungsschicht, basierend auf der Zielanwendungsinformation.
-
Die
Verbindungssteuerung verbindet eine Anwendungsschicht und eine Transportschicht
miteinander. Die Verbindungssteuerung umfasst ferner ein Mittel
zum Erzeugen CM einer SCTP-Verknüpfung zwischen
Endpunkten und ein Mittel zum Speichern SM der Beziehung zwischen
der gewählten SCTP-StreamID
und der Anwendungsverbindungskennung innerhalb einer Anwendung.
Ein Mittel zum Auswählen
ID wird auch zum Auswählen
einer SCTP-StreamID
bereitgestellt, innerhalb der SCTP-Verknüpfung basierend auf der Tatsache,
ob der fragliche Dienst verbindungsorientiert oder verbindungslos
ist. Es ist auch ein Mittel zum Lesen RM bereitgestellt, um die
gespeicherten SCTP-StreamIDs zu überprüfen.
-
Bei
einem Ausführungsbeispiel
ist auch ein Mittel zum Auswählen
ID zum Auswählen
eines geeigneten Wertes für
den Protokoll-Nutzdaten-Kennungs-Parameter bereitgestellt, wobei
der Protokoll-Nutzdaten-Kennungs-Parameter die Zielanwendung und/oder
verbindungslosen oder verbindungsorientierten Dienst kennzeichnet.
-
Bei
einem Ausführungsbeispiel
ist auch ein Mittel zum Auswählen
ID zum Setzen oder Zurücksetzen
des SCTP-unordered-Flagparameters,
wobei das Zurücksetzen
des SCTP-unordered- Flagparameters
den verbindungsorientierten Dienst kennzeichnet und das Setzen den
verbindungslosen Dienst.
-
Bei
einem Ausführungsbeispiel
ist auch ein Mittel zum Bestimmen DM zum Bestimmen bereitgestellt,
ob der Datenrahmen sich auf einen verbindungsorientierten oder verbindungslosen
Dienst bezieht, basierend auf dem Protokoll-Nutzdaten-Kennungs-Parameterwert.
-
Bei
einem Ausführungsbeispiel
ist auch ein Mittel zum Bestimmen DM zum Bestimmen der Zielanwendung
bereitgestellt, basierend auf dem Protokoll-Nutzdaten-Erkennungs-Parameterwert.
-
Bei
einem Ausführungsbeispiel
ist auch ein Mittel zum Bestimmen DM zum Bestimmen bereitgestellt,
ob der Datenrahmen sich auf einen verbindungsorientierten oder verbindungslosen
Dienst bezieht, basierend auf der SCTP-StreamID.
-
Bei
einem Ausführungsbeispiel
ist auch ein Mittel zum Erkennen DEM zum Bestimmen bereitgestellt,
ob die SCTP-StreamID
sich auf eine Signalisierungsverbindungsanfrage oder auf eine existierende Verbindung
bezieht.
-
Bei
einem Ausführungsbeispiel
ist auch ein Mittel zum Bestimmen DM zum Bestimmen bereitgestellt,
basierend auf dem SCTP-unordered-Flag, ob der Datenrahmen sich auf
einen verbindungsorientierten oder verbindungslosen Dienst bezieht.
-
Die
oben genannten Mittel sind in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
mit Hardware- und/oder Softwarekomponenten ausgeführt.
-
4a ist
ein Flussdiagramm, das den Mechanismus veranschaulicht, der auf
der Verwendung des PPI-Parameters basiert, um verbindungsorientierte
und verbindungslose Dienste zwischen Endpunkten zu unterscheiden.
-
Im
Falle des verbindungsorientierten Dienstes soll eine Signalisierungsverbindung
aufgebaut werden bevor die tatsächliche
Datenübertragung
gestattet wird. Im Folgenden wird zuerst die Signalisierungsverbindungseinrichtung
erklärt.
Eine Anwendung fragt eine Signalisierungsverbindungseinrichtung
durch Senden einer Anfrage an die SCTP-Steuerung (40) an.
Die Anfrage gibt insbesondere an, dass der verbindungsorientierte
Dienst durch die Transportschicht bereitgestellt werden sollte.
Die SCTP-Steuerung
erzeugt eine SCTP-Verknüpfung zwischen
dem Quell- und dem
Zielendpunkt, wenn sie nicht schon vorher erzeugt wurde. Eine SCTP-Verknüpfung ist
eine Protokollbeziehung zwischen SCTP-Endpunkten, die aus zwei SCTP-Endpunkten
und Protokollzustandsinformation zusammengestellt ist. Eine Verknüpfung kann
eindeutig gekennzeichnet werden durch die Transportadressen, die
von den Endpunkten in der Verknüpfung
verwendet werden. Zwei SCTP-Endpunkte dürfen nicht mehr als eine SCTP-Verknüpfung zwischen
ihnen jeweils haben. Nach Erzeugung der Verknüpfung wählt die SCTP-Steuerung einen
Strom innerhalb der SCTP-Verknüpfung
(41) aus. Der ausgewählte
Strom kann nicht einer sein, der bereits bei einer anderen Verbindung
verwendet wird. Der Strom wird durch eine eindeutige Stromnummer
bzw. Streamnummer (StreamID) gekennzeichnet. Die SCTP-Steuerung macht
die Abbildung der StreamID innerhalb der Verknüpfung und die Anwendungsverbindungskennung ist
innerhalb der Anwendung und speichert die Abbildungsinformation
(42). Der Abbildungsvorgang simuliert die lokale Einrichtung
der Signalisierungsverbindung auf der Quellendpunktseite. Die Abbildung
ist für
Routingprozesse während
der Dauer der Verbindung notwendig. Gespeicherte Information wird
nicht gelöst,
bis die Signalisierungsverbindung gelöst ist.
-
Wenn
eine Signalisierungsverbindung nicht aufgebaut wurde, soll die Quellanwendung
einen Wert für
die Anwendungsverbindungskennung (connID) wählen, jedes Mal dann, wenn
eine neue Verbindung von diesem Anwendungsendpunkt angefragt wird.
Im Falle einer eingehenden Anfrage an der Zielanwendung soll die
SCTP-Steuerung einen connID(Anwendungsverbindungskennung)-Wert für jede neue
eingehende Verbindungseinrichtungsanfrage wählen. Die SCTP-Steuerung verarbeitet
eine neue eingehende Verbindung, wenn die empfangene StreamID in
der Datenübertragung
nicht in der zugewiesenen Stromliste in der SCTP-Steuerung eingeschlossen
ist (d.h. die empfangene StreamID wird nicht für eine andere Signalisierungsverbindung
verwendet). Der connID-Parameter wird nur in verbindungsorientierten
Diensten verwendet. Die StreamID kennzeichnet einen Strom innerhalb
einer Verknüpfung.
Bei einem Ausführungsbeispiel
sind Ströme unidirektional,
so dass eine Kennung für
jede Richtung der Verknüpfung
zugewiesen wird.
-
Die
SCTP-Steuerung an dem Quellendpunkt wählt einen geeigneten Wert für den Nutzdaten-Protokollkennungs-(PPI)-Parameter (43).
Bei diesem Ausführungsbeispiel
der Erfindung kennzeichnet der PPI-Wert die Zielanwendung und unterscheidet
den verbindungsorientierten Dienst von dem verbindungslosen Dienst.
Schlussendlich überträgt das SCTP
eine SCTP PDU an die entfernte SCTP (44). Wenn in der Anwendungsanfrage
Anwendungsdaten vorhanden waren, können die Daten als Nutzdaten innerhalb
der SCTP PDU übertragen
werden.
-
Wenn
die Signalisierungsverbindung für
einen verbindungsorientierten Dienst bereits aufgebaut wurde oder
der Dienst verbindungslos ist, ist die Funktionalität leicht
unterschiedlich zu der, wenn nur die Signalisierungsverbindung eingerichtet
wird. Wenn die SCTP-Steuerung
an dem Quellendpunkt Anwendungsdaten empfängt, können die Daten entweder verbindungsorientiert
oder verbindungslos sein (45). Wenn die SCTP-Steuerung
verbindungsorientierte Daten (46) von einer oben liegenden
Anwendung, die bereits eine Signalisierungsverbindung eingerichtet
hat, empfängt,
wird die SCTP-Steuerung die vorherigen zugewiesenen Ströme für diese
Signalisierungsverbindung innerhalb der Verknüpfungen (47) verwenden.
Die SCTP-Steuerung wählt
einen geeigneten Wert für
die PPI. In diesem Falle kennzeichnet die PPI sowohl das Anwendungsprotokoll und
den verbindungsorientierten Dienst (48). Schlussendlich überträgt die Quell-SCTP
die SCTP PDU an die Ziel-SCTP (49). Die Anwendungsaten
werden als Nutzdaten innerhalb der SCTP PDU übertragen.
-
Wenn
die SCTP-Steuerung verbindungslose Daten (46) von der oberen
Anwendung empfängt, wählt die
SCTP-Steuerung eine der unbenutzten SCTP-Ströme innerhalb der Verknüpfung (410).
Ein nicht verwendeter SCTP-Strom bezieht sich z.B. auf einen Strom,
der nicht speziell verwendet wird oder für verbindungsorientierte Dienste
zugeteilt wird. Wenn eine Verknüpfung
zwischen den Quellen- und Zielendpunkten nicht vorher erzeugt würde, wird
sie erzeugt. Als nächstes
wählt die
SCTP-Steuerung den geeigneten Wert für die PPI (411). In
diesem Falle kennzeichnet die PPI sowohl das Anwendungsprotokoll
als auch den verbindungslosen Dienst. Schlussendlich überträgt die Quell-SCTP
die SCTP PDU an das Ziel-SCTP (412). Die Anwendungsdaten
werden als Nutzdaten innerhalb der SCTP PDU übertragen.
-
4b ist
ein Flussdiagramm, das den Mechanismus veranschaulicht, der auf
der Verwendung des PPI-Parameters basiert, um verbindungsorientierte
und verbindungslose Dienste durch den Zielendpunkt zu unterscheiden.
-
Im
Falle eines verbindungsorientierten Dienstes soll die Einrichtung
der Signalisierungsverbindung, die durch die Quelle angefragt wurde,
vor dem Start der Datenübertragung
abgeschlossen bzw. vollendet sein. Das SCTP an dem Zielendpunkt empfängt eine
SCTP PDU (413). Die SCTP-Steuerung überprüft den Wert des PPI-Feldes
des empfangenen Datenpakets (414) und bestimmt, basierend auf
dem PPI-Wert, dass der SCTP PDU sich auf einen verbindungsorientierten
Dienst bezieht (415). Wenn die StreamID innerhalb der Verknüpfung nicht vorher
benutzt wurde (d.h. die StreamID ist nicht gerade in der SCTP-Steuerung
zugewiesen), schließt die
SCTP-Steuerung, dass der SCTP PDU sich auf eine Signalisierungsverbindungsangabe
(eingehende Verbindungsanfrage) (415) bezieht und speichert die
StreamID (416a). Dann wählt
die SCTP-Steuerung eine Anwendungsverbindungskennung (connID) und
bildet sie auf die Transportverbindungskennung ab (z.B. SCTP-StreamID)
innerhalb der Verknüpfung
für weitere
Routingzwecke während
der Länge
der Verbindung (416b) ab. Die Anwendungsverbindungskennung kennzeichnet
eine besondere Verbindung innerhalb der Zielanwendung. Der Abbildungsvorgang
simuliert die lokale Einrichtung der Signalisierungsverbindung an
der Zielendpunktseite. Nach diesem überprüft die SCTP-Steuerung den PPI,
um die Zielanwendung zu identifizieren (417) und sendet
eine Verbindungkennungsprimitiv an die Zielanwendung, die durch
den PPI-Wert (418) angegeben wird.
-
Wenn
allerdings die StreamID innerhalb der Verknüpfung vorher benutzt wurde
(d.h. sie wurde bereits in der SCTP-Steuerung gespeichert), schließt die SCTP-Steuerung,
dass eine Signalisierungsverbindung bereits vorher eingerichtet
wurde für
diesen Benutzer und die SCTP PDU-Nutzdaten den verbindungsorientierten
Anwendungsdaten entsprechen. Dann verwendet die SCTP-Steuerung die
StreamID, um die Zielanwendungsverbindungskennung zu wissen (connID)
(419a). Die Anwendungsverbindungskennung kennzeichnet eine
bestimmte Verbindung innerhalb der Zielanwendung. Die SCTP-Steuerung überprüft die PPI,
um die Zielanwendung zu identifizieren (419b) und sendet
die SCTP PDU-Nutzdaten (Benutzerdaten) an die identifizierte Zielanwendung (420).
-
Eine
weitere Alternative ist, dass das PPI-Feld angibt, dass die Daten
sich auf einen verbindungslosen Dienst (414) beziehen.
In diesem Falle verwendet die SCTP-Steuerung den PPI-Wert, um die
Zielanwendung (421) zu identifizieren. Schlussendlich sendet
die SCTP-Steuerung die SCTP-Nutzdaten (Benutzerdaten) an die identifizierte
Zielanwendung als verbindungslose Daten (422). Die Ausführung des
in 4a und 4b dargestellten
Mechanismus' kann
durch Einschließen
der verbindungslosen und verbindungsorientierten Werte für jedes
der Protokolle, das in dem PPI-Feld definiert ist, ausgeführt werden.
Der Mechanismus benötigt keine
Veränderung
in dem SCTP RFC und auch nicht in Anwendungsstandards.
-
5a ist
ein Flussdiagramm, das den Mechanismus veranschaulicht, der auf
der Reservierung von Strömen
basiert, um verbindungsorientierte und verbindungslose Dienste durch
den Quellendpunkt zu unterscheiden. In diesem Falle wird die SCTP-Steuerung
eine bestimmte Stromnummer (z.B. StreamID = 1) oder einer Gruppe
von Strömen verwenden,
um den verbindungslosen Dienst zu identifizieren. Der spezifische
reservierte Wert(e) ist (sind) in beiden SCTP-Endpunkten (Quelle und Ziel) bekannt.
Der Rest der StreamIDs wird für
verbindungsorientierte Dienste verwendet.
-
Im
Falle eines verbindungsorientierten Dienstes soll eine Signalisierungsverbindung
eingerichtet werden, bevor mit der tatsächlichen Datenübertragung
begonnen wird und diese gestartet wird. Im Folgenden wird zuerst
die Signalisierungsverbindungseinrichtung erklärt. Eine Anwendung fragt eine Signalisierungsverbindungseinrichtung
an, indem sie eine Anfrage an die SCTP-Steuerung (50) sendet. Die
SCTP-Steuerung erzeugt
eine SCTP-Verknüpfung
zwischen der Quelle und dem Zielendpunkt, wenn sie noch nicht vorher
erzeugt wurde. Danach wählt
die SCTP-Steuerung einen Strom innerhalb der SCTP-Verknüpfung (51).
Der Strom wird durch eine eindeutige Stromnummer (StreamID) identifiziert.
Es muss festgehalten werden, dass die gewählte StreamID nicht aus den
Stromnummern gewählt
werden kann, die für
verbindungslose Dienste reserviert sind. Die SCTP-Steuerung übernimmt
das Mapping bzw. Abbilden der StreamID innerhalb der Verknüpfung und
die Anwendungsverbindungskennung innerhalb der Anwendung und speichert
die Abbildungsinformation (52). Der Abbildungsvorgang simuliert
die lokale Einrichtung der Signalisierungsverbindung auf der Quellendpunktseite.
Die Abbildung ist für
Routingzwecke während
der Dauer der Verbindung notwendig. Gespeicherte Information wird
nicht gelöst, bis
die Signalisierungsverbindung gelöst ist.
-
Die
SCTP-Steuerung an dem Quellendpunkt wählt einen geeigneten Wert für den Nutzdaten-Protokoll-Kennungs-(PPI)-Parameter (53).
Bei diesem Beispiel kennzeichnet der PPI-Wert nur die Zielanwendung.
Schlussendlich überträgt die SCTP
eine SCTP PDU an den entfernten SCTP (54). Wenn Anwendungsdaten
in der Zielanwendungsanfrage vorhanden waren, können die Daten als Nutzdaten
innerhalb der SCTP PDU übertragen
werden.
-
Wenn
die Signalisierungsverbindung für
einen verbindungsorientierten Dienst bereits aufgebaut wurde oder
der Dienst verbindungslos ist, kann die Funktionalität leicht
unterschiedlich sein, als die, wenn nur die Signalisierungsverbindung
eingerichtet wird. Wenn die SCTP-Steuerung
an dem Quellendpunkt Anwendungsdaten empfängt, können die Daten entweder verbindungsorientiert
oder verbindungslos sein (55). Die Anwendungsdatenanfrage gibt
an, welcher Dienst (verbindungsorientiert oder verbindungslos) durch
die Transportschicht bereitgestellt werden soll. Wenn die SCTP-Steuerung
verbindungsorientierte Daten von einer oberen Anwendung empfängt, die
bereits eine Signalisierungsverbindung (56) eingerichtet
hat, wird die SCTP-Steuerung den vorher zugeteilten Strom für die Signalisierungsverbindung
innerhalb der Verknüpfung
(57) verwenden. Die SCTP-Steuerung wählt den geeigneten Wert für die PPI.
In diesem Falle kennzeichnet die PPI nur die Zielanwendung (58).
Schlussendlich überträgt die Quell-SCTP
die SCTP PDU an die Ziel-SCTP (59). Die Anwendungsdaten
werden als Nutzdaten innerhalb der SCTP PDU übertragen.
-
Wenn
die SCTP-Steuerung verbindungslose Daten von der oberen Anwendung
(56) empfängt, wählt die
SCTP-Steuerung einen der Ströme,
die in der SCTP-Verknüpfung
für den
Transport von verbindungsloser Signalisierung zugeteilt ist (d.h.
StreamID = 1, oder ein Strom aus der Gruppe von Strömen wird für die verbindungslose
Signalisierung verwendet). (510). Wenn eine Verknüpfung zwischen
den Quell- und Zielendpunkten nicht vorher erzeugt wurde, wird sie
an diesem Punkt erzeugt. Als nächstes
wählt die SCTP-Steuerung
den geeigneten Wert für
die PPI (511). In diesem Fall kennzeichnet die PPI nur
die Zielanwendung. Schließlich überträgt die Quell-SCTP
die SCTP PDU an die Ziel-SCTP (512). Die Anwendungsdaten
werden als Nutzdaten innerhalb der SCTP PDU übertragen.
-
5b ist
ein Flussdiagramm, das den Mechanismus veranschaulicht, der auf
der Reservierung von Strömen
basiert, um verbindungsorientierte und verbindungslose Dienste durch
den Zielendpunkt zu unterscheiden.
-
Im
Falle eines verbindungsorientierten Dienstes soll die Einrichtung
der Signalisierung, die durch die Quelle angefragt wurde, vor Start
der Datenübertragung
vollendet sein. Die SCTP an dem Zielendpunkt empfängt eine
SCTP PDU (513). Die SCTP-Steuerung überprüft den Wert des SCTP-StreamID (514).
Die StreamID bestimmt den Typ der empfangenen Daten (verbindungsorientiert
oder verbindungslos). Wenn die StreamID nicht unter den zu verbindungslose
Dienste zugeteilten/reservierten StreamID(s) ist, dann bezieht sich
die StreamID auf einen verbindungsorientierten Dienst (515).
Wenn die StreamID innerhalb der Verknüpfung vorher nicht benutzt
wurde (d.h., dass die StreamID derzeit nicht der SCTP-Steuerung
zugeteilt ist), schließt
die SCTP-Steuerung, dass das SCTP PDU sich auf eine Signalisierungsverbindungsangabe
(eingehende Verbindungsanfrage) bezieht und speichert und teilt die
StreamID für
diese Signalisierungsverbindung zu (516a). Dann wählt die
SCTP-Steuerung eine Anwendungsverbindungskennung und bildet sie
auch für
die Transportverbindungskennung ab (d.h. die SCTP-StreamID), innerhalb
der Verknüpfung
für weitere
Routingzwecke während
der Dauer der Verbindung (516b). Die Anwendungsverbindungskennung identifiziert
eine bestimmte Verbindung innerhalb der Zielanwendung. Der Abbildungsvorgang
simuliert die lokale Einrichtung der Signalisierungsverbindung auf der
Zielendpunktseite. Danach überprüft die SCTP-Steuerung
den PPI, um die Zielanwendung zu identifizieren (517) und
sendet eine Verbindungsangabeprimitive an die Zielanwendung, die
durch den PPI-Wert (518) angegeben ist.
-
Allerdings
schließt
die SCTP-Steuerung, wenn die StreamID innerhalb der Verknüpfung vorher benutzt
wurde (d.h. sie ist in der SCTP-Steuerung gespeichert), dass eine
Signalisierungsverbindung bereits vorher für diesen Benutzer eingerichtet
wurde und die SCTP PDU-Nutzdaten den verbindungsorientierten Anwendungsdaten
entsprechen. Dann verwendet die SCTP-Steuerung die StreamID, um
die Anwendungsverbindungskennung (connID)(519a) zu kennen.
Die Anwendungsverbindungskennung identifiziert eine bestimmte Verbindung
innerhalb der Zielanwendung. Die SCTP-Steuerung überprüft den PPI, um die Zielanwendung
zu identifizieren (519b). Danach sendet die SCTP-Steuerung
die SCTP PDU-Nutzdaten
(Benutzerdaten) an die identifizierte Zielanwendung (520).
-
Eine
andere Möglichkeit
ist, dass die Stromnummer (d.h. die StreamID = 1) angibt, dass sich
die Daten auf einen verbindungslosen Dienst (514) beziehen.
In diesem Falle verwendet die SCTP-Steuerung den PPI-Wert, um die
Zielanwendung (521) zu identifizieren. Schlussendlich sendet
die SCTP-Steuerung die SCTP-Nutzdaten (Benutzerdaten) an die identifizierte
Zielanwendung als verbindungslose Daten (522). Die Ausführung des
in 5a und 5b dargestellten
Mechanismus' kann
durch Reservierung eines bestimmten Stromes für verbindungslose Dienste geschehen.
Der Mechanismus benötigt
keine Veränderung
in der SCTP RFC und auch nicht in Anwendungsstandards.
-
6a ist
ein Flussdiagramm, das den Mechanismus veranschaulicht, der auf
der Verwendung des SCTP-unordered-Flagparameters basiert, um die verbindungsorientierten
und verbindungslosen Dienste durch den Quellendpunkt zu unterscheiden. Der
ursprüngliche
Zweck des unordered Flags (U-Bit) in dem SCTP ist in RFC 2960 spezifiziert.
Das unordered Bit gibt an, wenn es auf "1" gesetzt
ist, dass dies eine ungeordnete Datenkette ist, und dass es keine
Stromreihenfolgenummer gibt, die dieser DATA-Kette zugeordnet ist.
Daher muss der Empfänger das
Stromreihenfolgenummerfeld ignorieren. Nach Zusammenbau (wenn nötig) müssen die
ungeordneten Datenketten an die obere Schicht durch den Empfänger ohne
einen Versuch der Neuordnung gesendet werden. Wenn eine ungeordnete
Benutzernachricht fragmentiert ist, muss jedes Fragment seine U-Bits
auf "1" gesetzt haben.
-
Im
Falle eines verbindungsorientierten Dienstes soll eine Signalisierungsverbindung
vor oder beim Beginn des Starts der tatsächlichen Datenübertragung
eingerichtet werden. Im Folgenden wird zuerst die Signalisierungsverbindungseinrichtung
erklärt.
Eine Anwendung fragt eine Signalisierungsverbindungseinrichtung
durch Senden einer Anfrage an die SCTP-Steuerung (60) an.
Die SCTP-Steuerung erzeugt
eine SCTP-Verknüpfung
zwischen dem Quell- und
dem Zielendpunkt, wenn sie nicht vorher schon erzeugt wurde. Danach
wählt die
SCTP-Steuerung einen der bereits nicht zugeteilten Ströme innerhalb
der SCTP-Verknüpfung
(61). Der Strom wird durch eine eindeutige Stromnummer
(StreamID) gekennzeichnet. Die SCTP-Steuerung nimmt das Abbilden
der StreamID innerhalb der Verknüpfung
und der Anwendungsverbindungskennung innerhalb der Anwendung vor
und speichert die Abbildungsinformation (62). Der Abbildungsvorgang
simuliert die lokale Einrichtung der Signalisierungsverbindung auf
der Quellendpunktseite. Die Abbildung ist nötig für Routingprozesse während der
Dauer der Verbindung. Gespeicherte Information wird nicht losgelöst, bis
die Signalisierungsverbindung gelöst ist.
-
Die
SCTP-Steuerung an dem Quellendpunkt wählt einen geeigneten Wert für die Nutzlast-Protokoll-Kennungs-(PPI)-Parameter (63).
Der PPI-Wert kennzeichnet die Zielanwendung. Allerdings wird nun der
Diensttyp (verbindungsorientiert oder verbindungslos) auf eine von
der in den vorherigen Beispielen verschiedene Art und Weise angegeben.
In diesem Falle wird das SCTP-"unordered
flag"-Parameter
verwendet, um zwischen verbindungsorientierten und verbindungslosen
Diensten zu unterscheiden. Das unordered Flag wird nicht mit verbindungsorientierten
Diensten (64) gesetzt. Schlussendlich überträgt die SCTP eine SCTP PDU an
die entfernte SCTP (65). Wenn Anwendungsdaten in den Anwendungsanfragen
vorhanden waren, können
die Daten als Nutzdaten innerhalb der SCTP PDU übertragen werden.
-
Wenn
die Signalisierungsverbindung für
einen verbindungsorientierten Dienst bereits aufgebaut wurde oder
der Dienst verbindungslos ist, ist die Funktionalität leicht
unterschiedlich von der, wenn nur die Signalisierungsverbindung
eingerichtet wird. Wenn die SCTP-Steuerung
an dem Quellendpunkt Anwendungsdaten empfängt, können die Daten entweder verbindungsorientiert
oder verbindungslos sein (66, 67). Die Anwendungsdatenanfrage
gibt an, welcher Service (verbindungsorientiert oder verbindungslos)
durch die Transportschicht bereitgestellt werden soll. Wenn die
SCTP-Steuerung verbindungsorientierte Daten von einer oberen Anwendung empfängt, die
bereits eine Signalisierungsverbindung eingerichtet hat, wird die
SCTP-Steuerung den
vorherigen zugeteilten Strom für
diese Signalisierungsverbindung innerhalb der Verknüpfung (68)
verwenden. Die SCTP-Steuerung wählt
den geeigneten Wert für
die PPI. In diesem Falle gibt die PPI nur die Zielanwendung an (69).
Der SCTP-"unordered flag"-Parameter wird wiederum
dafür verwendet,
zwischen verbindungsorientierten und verbindungslosen Diensten zu
unterscheiden. Das unordered Flag wird nicht bei verbindungsorientierten
Diensten (610) gesetzt. Schlussendlich überträgt die Quell-SCTP das SCTP
PDU an die Ziel-SCTP (611). Die Anwendungsdaten werden
als Nutzdaten innerhalb des SCTP PDU übertragen.
-
Wenn
die SCTP-Steuerung verbindungslose Daten von der oberen Anwendung
empfängt,
wählt die
SCTP-Steuerung jeden der SCTP-Ströme innerhalb
der Verknüpfung
(612). Wenn eine Verknüpfung zwischen
den Quell- und Zielendpunkten nicht vorher erzeugt wurde, wird sie
jetzt erzeugt. Als nächstes wählt die
SCTP-Steuerung den
geeigneten Wert für die
PPI. In diesem Falle kennzeichnet die PPI nur die Zielanwendung
(613). In diesem Fall wird der SCTP-unordered-Flag-Parameter
verwendet, um zwischen verbindungsorientierten und verbindungslosen Diensten
zu unterscheiden. Das unordered Flag wird nun gesetzt, um anzugeben,
dass es ein verbindungsloser Dienst ist (614). Schlussendlich überträgt die Quell-SCTP
den SCTP PDU an die Ziel-SCTP (615). Die Anwendungsdaten
werden als Nutzdaten innerhalb der SCTP PDU übertragen.
-
6b ist
ein Flussdiagramm, das den Mechanismus veranschaulicht, welcher
auf der Verwendung des SCTP-unordered-Flagparameters
basiert, um zwischen verbindungsorientierten und verbindungslosen
Diensten durch den Zielendpunkt zu unterscheiden. Die Unterstützung für diesen
Mechanismus an dem empfangenen Endpunkt würde Änderungen in dem aktuellen
Standard-SCTP-Primitiven benötigen.
-
Im
Falle eines verbindungsorientierten Dienstes soll die Einrichtung
der Signalisierungsverbindung, die durch die Quelle angefragt wurde,
abgeschlossen werden, bevor mit der Datenübertragung begonnen wird. Die
SCTP an dem Zielendpunkt empfängt
eine SCTP PDU (616). Die SCTP-Steuerung überprüft, ob das
unordered Flag gesetzt ist ("1") oder nicht ("0") (617). Wenn es nicht gesetzt
ist, beziehen sich die empfangenen SCTP-Daten auf einen verbindungsorientierten
Dienst. Wenn die StreamID innerhalb der Verknüpfung vorher nicht benutzt
wurde (d.h. die StreamID ist nicht in der SCTP-Steuerung gespeichert) (618),
schließt
die SCTP-Steuerung, dass der SCTP PDU sich auf eine Signalisierungsverbindungsangabe
(eingehende Verbindungsanfrage) bezieht und speichert die StreamID
(619a). Dann wählt
die SCTP-Steuerung eine Anwendungsverbindungskennung (connID) und
bildet sie auf die Transportverbindungskennung (z.B. SCTP-StreamID)
innerhalb der Verknüpfung
ab, für
weitere Routingprozesse während
der Dauer der Verbindung (619b). Die Anwendungsverbindungskennung
kennzeichnet eine bestimmte Verbindung innerhalb der Zielanwendung.
Der Abbildungsvorgang simuliert die lokale Einrichtung der Signalisierungsverbindung
auf der Zielendpunktseite. Danach überprüft die SCTP-Steuerung die PPI,
um die Zielanwendung (620) zu identifizieren und sendet
eine Verbindungsangabeprimitive an die Zielanwendung, die durch den
PPI-Wert (621) angegeben wird.
-
Allerdings
wird, wenn die StreamID innerhalb der Verknüpfung vorher benutzt wurde
(d.h. sie wurde in der SCTP-Steuerung gespeichert), die SCTP-Steuerung
schließen,
dass eine Signalisierungsverbindung bereits vorher für den Benutzer
eingerichtet wurde und dass die SCTP PDU-Nutzdaten den verbindungsorientierten
Anwendungsdaten entsprechen. Dann verwendet die SCTP-Steuerung die StreamID,
um die Anwendungsverbindungskennung (622a) zu kennen. Die
Anwendungsverbindungskennung identifiziert eine bestimmte Verbindung
innerhalb der Zielanwendung. Die SCTP-Steuerung überprüft den PPI, um die Zielanwendung
(622b) zu identifizieren und sendet die SCTP PDU-Nutzdaten
(Benutzerdaten) an die identifizierte Zielanwendung (623).
-
Eine
andere Alternative ist, dass das unordered Flag ("1") angibt, dass die Daten sich auf einen verbindungslosen
Dienst (617) beziehen. In diesem Falle verwendet die SCTP-Steuerung
den PPI-Wert, um die Zielanwendung (624) zu identifizieren. Schlussendlich
sendet die SCTP-Steuerung die SCTP-Nutzdaten (Benutzerdaten) an
die identifizierte Zielanwendung als verbindungslose Daten (625).
-
Eine
weitere Alternative ist, die Funktionalitäten, die in 5 bis 6 veranschaulicht sind, zu kombinieren.
In diesem Falle wird die SCTP-Steuerung für eine bestimmte Stromnummer
(z.B. StreamID = 1) oder eine Gruppe von Strömen verwendet, um verbindungslose
Dienste zu identifizieren. Der (die) gewählte Strom (Ströme) für verbindungslose
Nachrichten wird eine ungeordnete Übertragung von Nachrichten
verwenden, indem das unordered Flag gesetzt wird. Der Hauptvorteil
dieser Lösung
gegenüber der
Lösung,
die mit 5a und 5b veranschaulicht
wurde, ist, dass in diesem Fall das "Kopf der Leitungsblockieren" (englisch: "Head of Line blocking") vermieden wird:
Wenn ein Paket in dem gewählten Strom
verloren geht, werden die nächsten
Pakete ohne Warten auf die Neuübertragung
des verlorenen Pakets übertragen.
-
Als
eine Schlussfolgerung beschreiben die in diesem Erfindungsmechanismus
dargelegten Mechanismen einen vereinfachten Protokollstack, der
in der Lage ist, dieselbe Art von Diensten nach der Anwendung bereitzustellen,
wie ein Signalisierungsprotokoll wie zum Beispiel SCCP/M3UA oder
SUA, das bedeutet verbindungsorientierte und verbindungslose Dienste
und den Aufbau von Signalisierungsverbindungen. Dieser vereinfachte
Protokollstack hat klare Vorteile: Reduktion der Überlast
(Overhead), die durch das SCCP/M3UA, SUA oder irgendein anderes
verwendetes peer-to-peer-Anpassungsprotokoll
eingeführt
wird; Vermeiden des Überlappens
von Adressierungs-/Routingmechanismen, usw. Solche Lösungen benötigen keine
Veränderungen
der existierenden Spezifikationen und peer-to-peer-Signalisierung, außer bei
dem in 6a und 6b dargestellten
Mechanismus.
-
7 veranschaulicht
ein Ausführungsbeispiel
des Systems, bei welchem die vorliegende Erfindung verwendet werden
kann. Das System umfasst drei Funkzugangsnetze: das UTRAN, IP-RAN und
GERAN. Das GERAN (GSM/EDGE-Funkzugangsnetz) ist ein erweitertes
GSM-Funkzugangsnetz. Erweitert hierin bedeutet, dass das GERAN das EDGE
als eine Funktechnologie verwendet. Das EDGE ermöglicht die Verwendung des UMTS-Dienstes
mit 800/900/1800/1900 MHz Frequenzbändern. Das GERAN bietet die
vollen Vorteile von GPRS (allgemeines Paketfunksystem) auszuschöpfen. Das Basisstationsubsystem
(BSS) des GERAN kann mit dem GSM-Kernnetz durch Gb(zwischen dem
BSS und einem GSM SGSN) und A (zwischen einem BSS und einem GSM
MSC)-Schnittstellen
verbunden werden. Das BSS kann ferner mit dem UMTS-Netzwerk durch
Schnittstellen Iu-ps (zwischen einem BSS und einem 3G SGSN) und
Iu-cs (zwischen einem BSS und einem 3G MSC) verbunden werden. Das
BSS kann ferner mit dem RNC des UTRAN oder mit einer anderen BSS
durch eine Iur-g-Schnittstelle
verbunden werden. Das BSS weist eine Basisstationsteuerung (BSC)
und Basis-Sende-Empfängerstationen (BTS)
auf. In dem GERAN wird die Luftschnittstelle zwischen dem BTS und
dem Teilnehmergerät
(UE) als Um bezeichnet.
-
Die
IP RAN (Internetprotokollfunkzugangsnetz, englisch: Internet Protocol
Radio Access Network) ist eine RAN-Architektur, die dahingehend vollständig optimiert
ist, IP-Verkehr
zu tragen und basiert auf einer IP-Transporttechnologie. In dem IP RAN werden
einige der Funktionen der zentralisierten Funkzugangssteuerung (RNC
und BSC) zu der Basisstation IP BTS verlagert. In dieser Konfiguration
ist die Teilung der Funktionalitäten
zwischen Netz(werk)elementen fundamental neu festgelegt, um den
Bedürfnissen
des IP-Verkehrs gerecht zu werden. Dies unterscheidet sich deutlich
von der einfachen Verwendung von IP als eine Transportlösung mit
bestehenden Netzwerkarchitekturen, wie zum Beispiel GSM (Global
System for Mobile Communications, globales System für Mobilkommunikation) und
dem CDMA (Code Division Multiple Access, Codemultiplexzugang) basierten
Funkzugangsnetzen. Die Funkzugangsnetze sind mit dem Kernnetz CN verbunden. 7 umfasst
auch ein Teilnehmerendgerät
UE. Das Teilnehmerendgerät
UE bezieht sich vorzugsweise auf ein Mobilgerät, zum Beispiel ein Mobiltelefon.
Das Teilnehmerendgerät
UE kann mit einem oder mehreren Funkzugangsnetzen verbunden werden.
-
Es
muss festgehalten werden, dass 7 nur ein
Ausführungsbeispiel
eines Systems veranschaulicht, bei welchem die vorliegende Erfindung verwendet
werden kann. Das System kann weitere Elemente umfassen, die nicht
in 7 dargestellt sind. Elemente dieser Art können eines
oder mehrere der folgenden sein: bedienende Mobil-Aufenthaltszentrale
(SMLC, englisch: Serving Mobile Location Center), gemeinsamer Ressourcenverwaltungsserver
(CRMS, englisch: Common Resource Manager Server), Betriebs- und
Unterhaltungsserver (OMS, englisch: Operation and Maintenance Server)
und Transportressourcenserver.
-
Die
vorliegende Erfindung kann auf jede Schnittstelle erweitert werden,
die den SCCP/M3UA/SCTP/IP-Stack aufweist, z.B. die Iur, Iu, A-Schnittstelle.
Daher ist es klar, dass die Anwendungsschicht variieren kann. Es
kann z.B. sein: der Funkzugangsnetanwendungsteil (RANAP), Funknetzsubsystemanwendungsteil
(RNSAP), Basissystemanwendungsteil (BSSAP) usw. Weiterhin kann der
in der vorliegenden Erfindung beschriebene Endpunkt einer der folgenden
sein: eine Basisstation, eine Steuerung, eine Funknetzsteuerung,
ein Kernnetz, ein Funknetzzugangsserver, Gateway, Server, Mobilknoten,
Router, drahtloser Router, Computer, SGSN, GPRS-Gateway-Unterstützungsknoten (GGSN),
jedes geeignete Funkzugangsnetz oder Kernnetzelement oder dergleichen.
-
8 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, das ein Beispiel einer IP RAN logischen
Struktur aufweist. IP-Basis-Sende-Empfängerstationen 82 sind
gezeigt. Das Endteilnehmergerät 80 ist
eingerichtet, mit der Basis-Sende-Empfängerstation 82 über eine
drahtlose Verbindung zu kommunizieren. Das Teilnehmerendgerät kann ein Mobiltelefon
sein, Computer, persönlicher
digitaler Assistent oder irgendeine andere solche Einheit. Die Basisstationen
können
herkömmliche
Basisstationen 82a sein oder können IP-Basisstationen 82b sein, die den
IP-Transport unterstützen.
Die herkömmlichen Basisstationen
sind mit einer Steuerung verbunden, die in dem veranschaulichten
Ausführungsbeispiel eine
RNC 84 ist. Die RNC 84 ist mit den Basisstationen 82a über eine
Iub-Schnittstelle verbunden.
-
Die
IP-Basisstationen 82b sind mit einer IP-Steuerung verbunden,
die als eine RNAS 86 bezeichnet wird (Funknetzzugangsserver).
Diese kann einige ähnliche
Funktionen der RNC bereitstellen und kann auch als eine IP basierte
RNC bezeichnet werden. Die RNAS 86 ist mit den Basisstationen über eine
Iu'-Schnittstelle
verbunden. Die RNC 84 und die RNAS 86 können miteinander über eine
Iur-Schnittstelle
kommunizieren. Es kann auch mehr als ein Server 88 bereitgestellt
werden, der in der Lage ist, mit der RNC 84, der RNAS 86 und
den IP-Basisstationen 82b oder nur mit einigen von diesen
zu kommunizieren. Beispiele dieser Server sind: bedienende Mobil-Aufenthaltszentrale
(SMLC, englisch: Serving Mobile Location Center), gemeinsamer Ressourcenverwaltungsserver
(CRMS, englisch: Common Resource Manager Server) und Betrieb- und
Unterhaltungsserver (OMS, englisch: Operation and Maintenance Server).
-
Die
IP-Basisstationen 82b und das RNAS 86 bilden ein
IP RAN 90. Die Basisstationen 82a und die RNC 84 bilden
ein eher herkömmliches
RAN 92. Sowohl das RNC 84 und das RNAS 86 sind
eingerichtet, mit einem Kernnetz 94 über eine Iu-Schnittstelle zu kommunizieren.
-
Es
sollte begrüßt werden,
dass 8 eine schematische Ansicht eines Netzes ist.
Das eher herkömmliche
RAN 92 kann bei einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden
Erfindung weggelassen werden. Bei einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden
Erfindung kann ein gesondertes RNC-Element zwischen der Basisstation
und dem RNAS in dem IP RAN bereitgestellt werden. Das RNAS kann durch
eine IP-basierte RNC ersetzt werden. Das IP BTS ist eine Basisstation,
welche IP unterstützt
und einige Funktionen des RNC. Dies ist so, da in allen IP-Netzwerken
es nicht notwendig ist, RNCs als solche zu haben. Es sind auch bereitgestellt
aber nicht gezeigt, Benutzerebenengateways für paketvermittelten (RNGW)
und leitungsvermittelten (CSGW) Verkehr. Diese sind zwischen den
RANs und/oder dem Kernnetz oder anderen Netzen angeordnet. Folglich geht
die Steuerebene durch RNAS, welches wie ein normales RNC aussieht,
zu anderen Netz(werk)elementen in dem Kernnetz(werk), so dass ein
bedienender GPRS(allgemeiner Paketfunkdienst)-Unterstützungsknoten
SGSN oder andere Funkzugangsnetzelemente, wie beispielsweise eine
Funknetzsteuerung oder Basisstationsteuerung. Die Benutzerebene
geht dann durch drei dieser Benutzerebenengateways RNGW und CSGW.
Zusätzliche
Elemente können
auch in der gezeigten Anordnung in alternativen Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung enthalten sein.
-
In
einem Ausführungsbeispiel
der 8 ist die Anpassungsschicht in den Kommunikationssteuerstacks
des IP BTS und des RNAS weggelassen. Es sollte allerdings begrüßt werden,
dass die Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung auch irgendwo anders angewendet werden
können.
Das SCTP kann in der Steuerebene zwischen diesen anderen Netzelementen
genauso oder alternativ verwendet werden. Nur das Protokoll oben
auf der SCTP verändert
sich. In Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung kann das SCTP in verschiedenen Schnittstellen
von IP basierten RAN verwendet werden. Zum Beispiel kann es zwischen
zwei Basisstationen, zwischen einer Basisstation und einer Steuerung
(entweder RNC oder RNAS) verwendet werden. Ausführungsbeispiele der Erfindung
können auch
zwischen Steuerungen (RNCs oder RNASes) verwendet werden. Darüber hinaus
können
Ausführungsbeispiele
der Erfindung zwischen verschiedenen Arten von Servereinheiten verwendet
werden, wie beispielsweise bedienender Mobilaufenthaltszentrale
SMLC oder gemeinsamer Ressourcenverwaltungsserver CRMS und IP-Basisstationen oder RNCs/RNASes.
Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung können
auch zwischen einem IP BTS und einem UTRAN RNC verwendet werden.
-
Einem
Fachmann ist es offensichtlich, dass mit dem Fortschreiten der Technologie
die Grundidee der Erfindung auf verschiedene Arten ausgeführt werden
kann. Die Erfindung und ihre Ausführungsbeispiele sind daher
nicht auf die hierin beschriebenen Beispiele begrenzt, sondern sie
variieren innerhalb des Schutzbereiches der Ansprüche.