DE69932417T2

DE69932417T2 - Verbindungseffizienz basierte planung in einem funkdatenübertragungssystem

Info

Publication number: DE69932417T2
Application number: DE69932417T
Authority: DE
Inventors: Erik Westerberg; Jan FORSLÖW
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 1998-03-19
Filing date: 1999-03-09
Publication date: 2007-02-22
Anticipated expiration: 2019-03-10
Also published as: DE69932417D1; KR20010042017A; WO1999048255A1; AU3061999A; AU753151B2; US6236656B1; CN1301445A; CN1135799C; KR100645956B1; EP1064762B1; EP1064762A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
FACHGEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein das Gebiet der Funkkommunikation und insbesondere ein System und Verfahren zur Ablaufplanung von Datenübertragungen in drahtlosen Datenkommunikationssystemen.
BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK
In der neuen Generation von drahtlosen Datenkommunikationsdiensten, wie etwa dem Allgemeinen Paketvermittelten Funkdienst (GPRS) im Globalen System für Mobilfunk-Kommunikation (GSM), werden Datenpakete von einer Anwendung zur anderen über eine Funk-Luftschnittstelle übertragen. Somit stellt der GPRS ein Mittel zur Beförderung einer Anwendung von einem Zentralsender zu einem Empfänger bereit. In dieser Hinsicht werden Datenpakete (normalerweise Internetprotokoll- oder IP-Pakete) an einem Zugangspunkt einem GPRS übergeben, durch das GPRS-System befördert und schließlich an einem zweiten GPRS-Zugangspunkt zugestellt.
In der GPRS-Dienstbeschreibung, Stufe 1 (Technische GSM-Spezifikation 02.60, Version 5.1.0) wird eine Anzahl unterschiedlicher Dienstgüte-(QoS-)Klassen beschrieben. Jede solche QoS-Klasse wird ferner durch eine Menge von Dienstparametern beschrieben. Diese QoS-Parameter weisen maximale Verzögerung, minimalen mittleren Durchsatz, Priorität und Grad der Zuverlässigkeit auf. Jede Dienstsitzung (zum Beispiel "Paketdatenverarbeitungs- oder PDP-Kontext" im GPRS) abonniert eine QoS-Klasse. Das durchgehende Leistungsvermögen des GPRS ist wichtig für eine Anwendung. Folglich werden alle QoS-Parameter von Zugangspunkt zu Zugangspunkt definiert.
Somit wird die QoS in einem GPRS gemäß der GPRS-Spezifikation entweder zwischen den Bezugspunkten "R" oder "S" und "Gi" gemessen. Ein GPRS ist erforderlich, um jede Dienstsitzung mit einem Trägerdienst zu versorgen, der der vereinbarten QoS-Klasse genügt. Allgemein bedeutet dies eine Ablaufplanung der Übertragung von ankommenden Datenpaketen. Ist eine Menge von Datenpaketen mit unterschiedlichen QoS-Anforderungen und unterschiedlichen Ankunftszeiten in bezug auf das GPRS-System gegeben, besteht ein erhebliches Problem darin, zu bestimmen, in welcher Reihenfolge diese Pakete über unterschiedliche Verbindungsstrecken übertragen werden sollen, um die versprochenen QoS-Anforderungen der jeweiligen QoS-Klassen einzuhalten. Dieses Ablaufplanungsproblem wird durch die Tatsache kompliziert, dass der Durchsatz pro Verbindungsstrecke von den Funkverbindungsbedingungen abhängt. Folglich unterscheidet sich der Durchsatz pro Funkverbindungsstrecke von Benutzer zu Benutzer und von einem Zeitpunkt zu einem anderen. Diese Tatsache bedeutet auch, dass die Gesamtbandbreite auf einer Verbindungsstrecke oder in einer Zelle vom Benutzer der Verbindungsstrecke und damit von der Ablaufplanung der Paketübertragungen abhängt.
Außerdem ist ein GPRS in unterschiedliche Teilsysteme unterteilt, was die Komplexität des Ablaufplanungsproblems erhöht. Man beachte, wie oben erwähnt, dass die QoS in einem GPRS-System durchgehend gemessen wird, zum Beispiel zusätzlich zur QoS-Verzögerung und der Summe der Verzögerungen im Vermittlungssystems-(SS-)Teil und im Basisstationssystem-(BSS-)Teil des Datenkommunikationssystems. Genauer gesagt, ist die QoS-Verzögerungszeit die Summe aus den Einreihungszeiten im Gateway-GPRS-Unterstützungsknoten (GGSN), im Serving-GPRS-Unterstützungsknoten (SGSN) und in der Paketsteuerungseinheit (PCU), der Verarbeitungszeit und der Übertragungszeit über alle Verbindungsstrecken. Jedoch sind in einem richtig dimensionierten GPRS-System die Hauptbeitragenden zur Gesamtverzögerung die Einreihungszeiten und die Übertragungszeit über die Funk-Luftschnittstelle.
Bestehende Algorithmen platzieren bestimmte Ablaufplanungsfunktionen im SS-Teil des Systems (genauer gesagt, in der Logischen Verbindungssteuerungs- oder LLC-Protokollschicht), und einige andere im BSS-Teil (in der MAC/RLC-Protokollschicht). Die Ablaufplanungsfunktion im BSS-Teil betrifft die Reihenfolge, in der LLC-Rahmen an das BSS übergeben werden sollen. Die SS-Ablaufplanungsfunktion erfolgt unter Berücksichtigung der Paketankunftszeiten und der QoS-Parameter des entsprechenden Datenflusses. Außerdem kann die SS-Ablaufplanungsfunktion einige begrenzte Information über die Daten-Warteschlangen im BSS und die geschätzte Gesamtbandbreite in jeder Zelle berücksichtigen.
Die Ablaufplanungsfunktion im BSS bestimmt, in welcher Reihenfolge und auf welchen Funkverbindungsstrecken ankommende LLC-Rahmen übertragen werden sollen. In der BSS-Ablaufplanungsfunktion kann das BSS jegliche Information, die es über die Qualität der Funkverbindungsstrecken hat, und die Zeit, zu der der LLC-Rahmen vom SS an das BSS übergeben wurde, berücksichtigen. Außerdem kann das BSS einige sehr begrenzte Information über die relative Wichtigkeit der LLC-Rahmen berücksichtigen, die durch das SS bereitgestellt werden kann. Zum Beispiel ist in den Lösungen zur QoS- und Flusssteuerung, die in den Technischen GSM-Spezifikation 02.60 und 08.18 (BSS-SGSN; BSS-GPRS-Protokoll, Version 5.0.0) präsentiert werden, die SS-Information über die Bedingungen im BSS auf die geschätzte mittlere Gesamtbandbreite in jeder Zelle und eingeschränkte Information über die Länge der BSS-Warteschlangen begrenzt, soweit sie in Flusssteuerungsnachrichten übermittelt wird.
Die bestehenden Systeme und Ablaufplanungsmethoden sind unfähig, eine brauchbare QoS-Lösung für ein GPRS zu implementieren. Außerdem sind die bestehenden Systeme und Ablaufplanungsmethoden mit grundlegenden Mängeln behaftet, was zu übermäßiger Prozessorlast, schlechter Verbindungsstrecken-Ausnutzung und geringem Durchsatz führen kann. Die folgenden Beispiele veranschaulichen diese Probleme.
Ein Problem besteht darin, dass die bestehenden Systeme und Ablaufplanungsmethoden außerstande sind, zu bestimmen, wie gut die von Teilnehmern gestellten QoS-Anforderungen erfüllt werden. Insbesondere kennt der BSS-Teil des Systems nicht die Einreihungszeit im SS-Teil. Folglich ist das BSS außerstande, die durchgehende Verzögerung zu bestimmen. Andererseits kennt das SS, zumindest in der "Nichtbestätigungs"-Betriebsart, nicht den genauen Zeitpunkt, zu dem ein LLC-Rahmen über die Funk-Luftschnittstelle übertragen wird. Folglich ist das SS außerstande, die durchgehende Verzögerung zu bestimmen. In einem GPRS-System wird keine Information über die durchgehende Verzögerung bereitgestellt. Folglich ist es nicht möglich, zu bestimmen, ob der GPRS-Trägerdienst die vereinbarten Verzögerungsanforderungen erfüllt.
Ein anderes Problem besteht darin, dass die bestehenden Systeme und Ablaufplanungsmethoden außerstande sind, die durchgehenden Verzögerungszeiten durch ein GPRS-System zu steuern. Insbesondere kennt das SS nicht die Funkverbindungsbedingungen der einzelnen Benutzer. Somit würde das SS, selbst wenn es Information über die Längen der Warteschlangen im BSS hätte, immer noch nicht wissen, wie lange es dauern würde, die Warteschlangen des BSS zu leeren. Dieses Problem tritt auf, weil die Zeit, die nötig ist, um Pakete von den Warteschlangen zu übertragen, von den Funkverbindungsbedingungen für jeden Benutzer abhängt, der Pakete in den Warteschlangen hat.
Ferner kennt das SS normalerweise nicht genug Einzelheiten darüber, wie die Ablaufplanung des BSS erfolgt. Folglich ist das SS außerstande, den Zeitaufwand zu bestimmen, den ein übergebener LLC-Rahmen in den Warteschlangen des BSS aufbringt, bevor er über die Funk-Luftschnittstelle übertragen wird. Daher ist das SS ähnlich wie im Fall des BSS außerstande, die durchgehende Verzögerung des GPRS zu steuern.
Noch ein weiteres Problem besteht darin, dass die bestehenden Systeme und Ablaufplanungsmethoden außerstande sind, Fragen bezüglich der Abwägung zwischen der maximalen Bandbreitenausnutzung und der Priorität der Benutzer zu behandeln. Man betrachte insbesondere die Situation, in der bestimmte Benutzer mit hoher Priorität schlechten Funkverbindungsbedingungen ausgesetzt sind, während sich andere Benutzer mit niedriger Priorität eines hohen Durchsatzes pro Funkverbindungsstrecke erfreuen. Das System muss mit der heiklen Aufgabe fertigwerden, zwischen dem hohen Durchsatz (Benutzer mit niedriger Priorität) oder der Bereitstellung von Ressourcen für die Benutzer mit hoher Priorität zu wählen. Einerseits wird durch Bereitstellung aller Ressourcen für die Benutzer mit niedriger Priorität und hohem Verbindungsstrecken-Durchsatz der Gesamtdurchsatz des Systems maximiert. Andererseits stellt das System durch Bereitstellung aller Ressourcen für die Benutzer mit niedriger Priorität sicher, dass die hohen Prioritätsanforderungen dieser Benutzer tatsächlich verwirklicht werden. Jedoch wird diese Prioritätensetzung um den Preis eines schlechten Durchsatzes im System verwirklicht. Somit ist zu erwarten, dass Situationen wie diese in jedem Paketdaten-Funksystem häufig auftreten.
In bestehenden Datenkommunikationssystemen weiß das BSS zuwenig über die QoS-Anforderungen, um in den oben beschriebenen Situationen angemessene Ablaufplanungsentscheidungen zu treffen. Hingegen weiß das SS wenig oder gar nichts über den Durchsatz pro Benutzer und ist sich der oben beschriebenen Konflikte ebensowenig bewusst.
Noch ein weiteres Problem besteht darin, dass die bestehenden Systeme und Ablaufplanungsmethoden zu Ablaufplanungskonflikten zwischen dem BSS und dem SS führen. Insbesondere führt das SS mit der Information, die ihm zur Verfügung steht, die Ablaufplanung normalerweise gemäß den QoS-Vereinbarungen und den Ankunftszeiten der Dateneinheiten der Anwendungen durch. Hingegen führt das BSS die Ablaufplanung mit größerer Wahrscheinlichkeit gemäß den verfügbaren Funkressourcen und den Funkbedingungen durch, die für die unterschiedlichen Benutzer bestehen. In Situationen, wo diese Ablaufplanungskriterien in Konflikt geraten (zum Beispiel wie oben beschrieben), wird die Ablaufplanungsfunktion des BSS wahrscheinlich den Absichten der Ablaufplanungsfunktion des SS entgegenstehen. Folglich ist das Ergebnis dieser Konflikte ein schlechtes QoS-Leistungsvermögen. Somit treten diese Konflikte wahrscheinlich eher in Systemen auf, wo der BSS-Teil und der SS-Teil eines Systems durch unterschiedliche Hersteller bereitgestellt werden.
Es folgt dann aus den oben beschriebenen Problemen, dass die bestehenden Systeme und Ablaufplanungsmethoden außerstande sind, den Teilnehmern ihre angeforderten QoS-Leistungsvermögen effizient bereitzustellen. Folglich führt dieser Nachteil der bestehenden Systeme und Ablaufplanungsmethoden zu schlechtem Leistungsvermögen für Anwendungen mit strengen Verzögerungsanforderungen, zu verringertem Durchsatz und somit verringerter Kapazität aufgrund von Anwendungen (zum Beispiel TCP/IP), die außerstande sind, die angemessene QoS zu erlangen. Dieses Problem verursacht Übertragungswiederholungen auf Anwendungsebene und begrenzte Möglichkeiten in bezug darauf, Dienste mit niedrigen Kosten und hoher Verzögerung anbieten zu können. Jedoch löst die vorliegende Erfindung diese Probleme, wie nachfolgend ausführlich beschrieben wird.
WO 9731501 betrifft ein qualitätsgesteuertes Sprachkanal-Auswahlverfahren in einem zellularen Telefonsystem. In einer Basisstation werden Signalstärkemessungen durchgeführt, und eingeführte Störungen werden bestimmt und an die Mobilfunk-Vermittlungsstelle gemeldet.
EP 0804006 betrifft ein Medienzugangs-Steuerungsprinzip für einen drahtlosen Zugang einem ATM-Netzwerk, wobei Mittel auf Netzwerkparameter für die Ablaufplanung des Austauschs von Dateninformation während aufeinanderfolgender Zeitrahmen ansprechen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein System und Verfahren zur Ablaufplanung von Paketübertragungen bereitgestellt, wobei ein BSS für die auf der Verbindungsstrecken-Effizienz beruhende Ablaufplanung von LLC-Rahmen ablaufplanungsbezogene Information an ein SS übergibt, die Information über die Gesamtzahl von GPRS-Funkverbindungsstrecken in der Zelle und über die Bandbreite pro Verbindungsstrecke für jeden Benutzer aufweist. Folglich kann das SS die erforderliche Verbindungsstrecken-Ausnutzung und somit die Übertragungszeit für jedes Datenpaket, das das SS zur Übertragung über die Funkverbindungsstrecken übergibt, bestimmen. Somit kann das SS alle durchgehenden QoS-Größen für jedes übertragene Datenpaket steuern und auch, wie diese Größen durch die SS-Ablaufplanung der LLC-Rahmen zur Übergabe an das BSS beeinflusst werden. Auf diese Weise kann das SS vollständig steuern, wie QoS-Vereinbarungen mit Benutzern erfüllt werden.
Ein wichtiger technischer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass auf Systemebene QoS-bezogene Verbesserungen bereitgestellt werden, wie etwa zum Beispiel erhöhte Kapazität, verbesserter Schutz für Anwendungen mit strengeren Verzögerungsanforderungen, bessere Möglichkeiten, Dienste mit niedrigen Kosten und großer Verzögerung anbieten zu können, und genauer gesteuerte Unterscheidung zwischen Benutzern.
Ein zweiter wichtiger technischer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass für eine Mehrfachprotokoll-Systemstruktur alle Ablaufplanungsintelligenz in einem Protokoll konzentriert wird (zum Beispiel dem LLC-Protokoll in einem GPRS-System). Somit wird das Risiko eines Konflikts zwischen Ablaufplanungsalgorithmen in unterschiedlichen Protokollschichten verringert, was die Systemgestaltung wie auch die Integration von Knoten von unterschiedlichen Herstellern vereinfacht.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Ein umfassenderes Verständnis des Verfahrens und Systems der vorliegenden Erfindung ist unter Bezugnahme auf die folgende ausführliche Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen möglich, wobei diese folgendes zeigen:
1 ist eine Tabelle, die darstellt, wie ein Datenkommunikationssystem eine optimale Ablaufplanung von IP-Paket-Übertragungen ermöglicht, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist ein vereinfachtes Blockschaltbild, das die optimale Ablaufplanung von Dateneinheiten durch einen SS-Teil eines Funk-Datenkommunikationssystem darstellt, der durch den BSS-Teil bereitgestellte Verbindungsstrecken-Effizienzinformation nutzt, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3A ist ein Flussdiagramm, das darstellt, wie eine auf der Verbindungsstrecken-Effizienz beruhende Ablaufplanung in einem SS-Teil eines Funk-Datenkommunikationssystem implementiert werden kann, gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
3B ist ein Flussdiagramm, das darstellt, wie eine auf der Verbindungsstrecken-Effizienz beruhende Ablaufplanung in einem BSS-Teil eines Funk-Datenkommunikationssystem implementiert werden kann, gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und ihre Vorteile werden durch Bezugnahme auf 1–3B der Zeichnungen besser verstanden, wobei gleiche Bezugszeichen für gleiche und einander entsprechende Teile der verschiedenen Zeichnungen verwendet werden.
Hauptsächlich wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein System und Verfahren zur Ablaufplanung von Paketübertragungen bereitgestellt, wobei ein BSS für die auf der Verbindungsstrecken-Effizienz beruhende Ablaufplanung von LLC-Rahmen ablaufplanungsbezogene Information an ein SS übergibt, die Information über (1) die Gesamtzahl von Funkverbindungsstrecken in der Zelle und (2) über die Bandbreite pro Verbindungsstrecke für jeden Benutzer aufweist. Folglich kann das SS die erforderliche Verbindungsstrecken-Ausnutzung und hieraus die Übertragungszeit für jedes Datenpaket, das das SS zur Übertragung über die Funkverbindungsstrecken übergibt, bestimmen. Somit kann das SS alle durchgehenden QoS-Größen für jedes übertragene Datenpaket steuern und auch, wie diese Größen durch die SS-Ablaufplanung der LLC-Rahmen zur Übergabe an das BSS beeinflusst werden. Auf diese Weise kann das SS vollständig steuern, wie QoS-Vereinbarungen mit Benutzern erfüllt werden.
Insbesondere unterscheidet sich, wie oben beschrieben, die Bandbreite pro Verbindungsstrecke von Benutzer zu Benutzer, weil sich die Funkverbindungsstrecken-Bedingungen von Benutzer zu Benutzer unterscheiden. In erster Linie sind es diese Unterschiede, die ein hohes QoS-Leistungsvermögen in einem Paketdaten-Funksystem, wie etwa einem GPRS-System, so schwer erreichbar machen. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann das SS, da es mit Zugriff auf die Bandbreite pro Verbindungsstrecke für jeden Benutzer versehen ist, die folgenden Bestimmungen vornehmen. Erstens kann das SS bestimmen, dass, wenn es 2,4 kByte Daten zur Übertragung an Benutzer A übergibt und das SS aus der Information über die Bandbreite pro Verbindungsstrecke für jeden Benutzer weiß, dass die Verbindungsstrecken-Effizienz für Benutzer A 1,6 kByte/Sekunde/Verbindungsstrecke beträgt, die Übertragung an Benutzer A Ressourcen erfordert, die 1,5 Sekunden der Verbindungsstrecken-Nutzung entsprechen. Im BSS kann diese Verbindungsstrecken-Nutzungszeit entweder durch eine Übertragung von 1,5 Sekunden auf einer Verbindungsstrecke oder eine Übertragung von 0,75 Sekunden auf zwei Verbindungsstrecken verwirklicht werden (wenn man annimmt, dass die Mobilstation von Benutzer A Mehrschlitzfähigkeit hat).
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist das SS mit Information über die Gesamtzahl von Verbindungen in einer Zelle versehen. Folglich kann das SS die Gesamtzeit berechnen, die nötig ist, um eine beliebige Kombination von LLC-Rahmen zu übertragen, die das SS an das BSS zu übergeben wünscht.
Bei einem BSS, das auf der Grundlage eines Durchrückprinzips (First-in-first-out-Prinzip) arbeitet, und bei kurzen Warteschlangen in diesem BSS kennt das SS genau das Zeitintervall zwischen der Übergabe eines LLC-Rahmens an das BSS und dem Abschluss der Übertragung des LLC-Rahmens über die Funk-Luftschnittstelle. Es kann angenommen werden, dass die Datenverarbeitungs-Verzögerungszeit in der Mobilstation (die Zeit, die nötig ist, um die LLC-Rahmen zu Anwendungs-Dateneinheiten zusammenzustellen und die Dateneinheiten an eine Anwendung weiterzuleiten) kurz ist. Folglich kann das SS für jede Kombination von LLC-Rahmen, die das SS an das BBS übergibt, unter Verwendung der Information über die Gesamtzahl der Funkverbindungen in der Zelle und über die Bandbreite pro Verbindungsstrecke für jeden Benutzer die Gesamtzeit berechnen, die eine Anwendungs-Dateneinheit im Paketdaten-Funksystem verbringt. Mit dieser Information über die verstrichene Zeit und Information über die mit den verschiedenen Benutzern getroffenen QoS-Vereinbarungen kann das SS die Übergabe von LLC-Rahmen an das BSS so zeitlich planen, dass die vereinbarten QoS-Anforderungen am besten erfüllt werden. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann dieses vorteilhafte Verfahren in jedem beliebigen Paketdaten-Funksystem angewendet werden.
In einem GPRS-System hat das BSS Information über Übertragungswiederholungen, verwendete Codierungen, Störungen und andere funkverbindungsstreckenbezogene Größen. Folglich kann das BSS diese Information nutzen, um die Information über die Bandbreite pro Verbindungsstrecke pro Benutzer an das SS weiterzugeben. Eine Möglichkeit, die Bandbreite pro Verbindungsstrecke für einen Benutzer zu schätzen, besteht darin, eine Messung (zum Beispiel unter Verwendung der Kenntnis der Codierung und des Anteils der Funkblöcke, die erneut übertragen werden müssen) durchzuführen. Für einen neuen Benutzer im System oder für einen Benutzer, dessen Messergebnisse als zu alt betrachtet werden, um noch gültig zu sein, kann ein Zellen-Mittelwert verwendet werden, bis zuverlässigere Messergebnisse erlangt werden können. In einem GPRS-System ist die Gesamtzahl der Funkverbindungen in einer Zelle einfach die Anzahl physischen Basiskanäle, die dem GPRS im Moment zugeteilt sind. Gemäß der vorliegenden Erfindung übermittelt das BSS diese Information an das SS.
In einem arbeitenden Datenkommunikationssystem hängt die Genauigkeit des Schätzwerts für die Information über die Bandbreite pro Verbindungsstrecke für jeden Benutzer vom jeweils verwendeten Verfahren ab. Da jeder solche Schätzwert Unsicherheiten aufweist, ist die Bandbreiteninformation offenkundig nicht genau. Folglich kann die Last, die durch das SS an das BSS übergeben wird, etwas weniger oder etwas mehr als die vom SS erwarteten Ressourcen nutzen. Diese Unsicherheit führt zu einem Problem mit Warteschlangen von schwankender Länge im BSS. Jedoch können diese Schwankungen auf eine Anzahl von Arten gesteuert werden. Zum Beispiel kann das BSS gewichtete Werte für die Information über die Bandbreite pro Verbindungsstrecke für jeden Benutzer melden. Somit kann, indem das BSS veranlasst wird, etwas kleinere Werte als die gemessenen zu melden, das SS "ausgetrickst" und dazu gebracht werden, Daten mit einer niedrigeren Rate zu übergeben, was die Warteschlangenlänge in der Zelle verringert. Ebenso können die Warteschlangenlänge in der Zelle vergrößert werden, indem das BSS veranlasst die etwas größere Bandbreite als die gemessenen an das SS zu melden. Ein anderes Verfahren, um die Warteschlangen zu steuern, besteht darin, dass das BSS veranlasst wird, Information über die Länge der Warteschlange in jeder Zelle an das SS zu melden.
1 ist eine Tabelle, die darstellt, wie ein Datenkommunikationssystem eine optimale Ablaufplanung von IP-Paket-Übertragungen erlangen kann, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Es versteht sich, obwohl die folgende Beschreibung einer beispielhaften Ausführungsform auf ein GPRS-System angewendet wird, dass die Erfindung nicht solchermaßen begrenzt ist und die Ablaufplanung in jedem beliebigen drahtlosen Paketdatensystem aufweisen kann, wie zum Beispiel ein Zellulares Digitales Paketdaten-(CDPD-)System, GPRS in einem GSM oder in einem Digitalen Fortgeschrittenen Mobiltelefonsystem (D-AMPS), Paketdatendienst in einem IS-95-System, Paketdaten-Funksatellitenkommunikationssysteme und in Entwicklung befindliche Breitbandsysteme wie etwa Breitband-Codemultiplex-Mehrfachzugriff-(W-CDMA-)Systeme. Außerdem können sich die spezifischen Einzelheiten (zum Beispiel Anzahl der Benutzer, Anzahl der Kanäle, Verzögerungsanforderungen, Ankunftszeiten, Parameter des Durchsatzes pro Benutzer und verwendete Parameterwerte und so weiter) von der beispielhaften Beschreibung unterscheiden.
Mit Bezug auf die in 1 gezeigte Tabelle kann das folgende Szenarium betrachtet werden. Im betreffenden SS gibt es Dateneinheiten (zum Beispiel IP-Pakete), die zur Übertragung an vier verschiedene Benutzer (mit U1, U2 und so weiter bezeichnete Dateneinheiten für jeweilige Benutzer 1, 2 und so weiter) zeitlich geplant werden müssen. Jede dieser Dateneinheiten hat ihr eigenes Zeitintervall für eine Zeitüberschreitung (TO), und jeder Benutzer hat eine relative Priorität (zum Beispiel ist Priorität 1 die höchste Benutzerpriorität und Priorität 2 ist die niedrigste Benutzerpriorität). Bei dieser der Veranschaulichung dienenden Ausführungsform versucht das Datenkommunikationssystem, die folgende Ablaufplanungsstrategie zu implementieren: (1) Versuche, so viele QoS-Vereinbarungen mit der Priorität 1 zu erfüllen wie möglich; und (2) versuche unter Berücksichtigung der durch Strategie (1) auferlegten Zwänge, so viele QoS-Vereinbarungen mit der Priorität 2 zu erfüllen wie möglich. Somit bedeutet "eine QoS-Vereinbarung erfüllen" für die Zwecke dieser Darstellung, ein IP-Paket zuzustellen, bevor eine jeweilige TO erfolgt.
Bei dieser der Veranschaulichung dienenden Ausführungsform wird angenommen, dass die Anzahl der GPRS-Kanäle in der Zelle 4 beträgt und alle Mobilstationen der Benutzer Vier-Schlitz-Fähigkeit haben (das heißt, jede Mobilstation eines Benutzers kann bis zu vier Kanäle gleichzeitig verwenden). Es wird ferner angenommen, die Mobilstationen der Benutzer in unterschiedlichen Funkumgebungen arbeiten (zum Beispiel verwendet jede Mobilstation normalerweise unterschiedliche Fehlerschutzcodierungen und Übertragungswiederholungsraten). Folglich hat jede Mobilstation eines Benutzers einen einzigartigen Durchsatz (T) pro Funkverbindung (wie in der in 1 gezeigten Tabelle dargestellt).
Ferner wird bei dieser der Veranschaulichung dienenden Ausführungsform angenommen, dass es 0,2 Sekunden dauert, die Warteschlange der Dateneinheiten (Q), die schon im BSS-Teil gespeichert sind, durch Übertragen der Dateneinheiten an die jeweiligen Mobilstationen der Benutzer zu leeren. Obendrein wird kein spezifischer Ablaufplanungsalgorithmus vorausgesetzt, weil das optimale Ablaufplanungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung nicht an irgendeinen bestimmten Ablaufplanungsalgorithmus gebunden sein muss.
2 ist ein vereinfachtes Blockschaltbild, das die optimale Ablaufplanung von Dateneinheiten durch einen SS-Teil eines Funk-Datenkommunikationssystem (10) darstellt, der durch den BSS-Teil bereitgestellte Verbindungsstrecken-Effizienzinformation nutzt, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Zuerst berechnet das SS 12 die Zeit, die nötig sein dürfte, um die Datenlast jedes Benutzers zu senden (zum Beispiel Größe des IP-Pakets), wenn der jeweilige Benutzer vollen Zugriff auf alle vier Kanäle hat. Dieses Zeitintervall (gezeigt in 1) beträgt t = L/nT, wobei L die Datenlast jedes Benutzers ist (zum Beispiel Größe des IP-Pakets), T der Kanal-Durchsatz ist und n die Anzahl der verwendeten Kanäle ist (n = 4 in diesem Beispiel). Wie durch 1 dargestellt, würde auch dann, wenn Benutzer 1 sofort auf alle verfügbaren Kanäle zugreifen könnte, die QoS-Vereinbarung mit Benutzer 1 nicht erfüllt werden. Außerdem impliziert eine Ablaufplanung, bei der die Daten von Benutzer 1 zuerst übergeben werden, dass die QoS-Vereinbarung keines anderen Benutzers erfüllt würde, weil zu dem Zeitpunkt, wo die Übertragung der Daten von Benutzer 1 abgeschlossen ist (nach 2,0 Sekunden), die Übergaben der IP-Pakete der anderen drei Benutzer ebenfalls eine Zeitüberschreitung ausgelöst haben. Sobald das SS 12 bei diesem Szenarium bestimmt, dass die Übergabe und Übertragung für Benutzer 1 nicht erfolgreich abgeschlossen werden können, versucht das SS 12, die Übergaben der übrigen Benutzer (zum Beispiel U2, U3, U4) zeitlich so zu planen, dass die QoS-Vereinbarungen dieser Benutzer erfüllt werden.
Das System 10 kann diese optimale Ablaufplanung durchführen, indem es zuerst (nach dem Durchrückprinzip über den BSS-Teil 14 und die Basis-Sendeempfängerstation oder BTS) das jeweilige IP-Paket an Benutzer 2 überträgt, dann das jeweilige IP-Paket an Benutzer 3 und dann das jeweilige IP-Paket an Benutzer 4, wie durch 2 dargestellt. Mit der oben beschriebenen Ablaufplanungsanordnung und einer Warteschlangenlänge im BSS 14, die 0,2 Sekunden Übertragungszeit entspricht, werden diese Übertragungen der IP-Pakete U2, U3 und U4 nach t = 1,0 s, t = 1,5 s bzw. t = 2,0 s abgeschlossen.
3A und 3B sind miteinander zusammenhängende Flussdiagramme, die darstellen, wie eine auf der Verbindungsstrecken-Effizienz beruhende Ablaufplanung impementiert werden kann, gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Mit Bezug auf 2 und 3A (für den SS-Teil) beginnt das hier gezeigte vorliegende beispielhafte Verfahren damit, dass überlegt wird, welche Daten während der nächsten T_L = 1,5 Sekunden an Benutzer übertragen werden. Aus Systemdaten weiß das SS 12, dass die Anzahl der Kanäle (n) gleich 4 ist, die Warteschlangenlänge (Q) gleich 0,2 Sekunden ist und dass der Durchsatz pro Benutzer so ist, wie in der Tabelle von 1 dargestellt. Es wird angenommen, dass Q_max = 220 ms, wobei Q_max der Wert von Q ist, bei dem das SS 12 die Warteschlangenlänge zu verringern beginnt, indem an die betreffende Zelle eine verringerte Last übergeben wird. Es wird außerdem angenommen, dass Q_min = 180 ms, wobei Q_min der Wert von Q ist, bei dem das SS die Warteschlangenlänge zu erhöhen beginnt, indem an die betreffende Zelle eine erhöhte Last übergeben wird.
Bei dieser Ausführungsform werden die Schritte im Verfahren 100 periodisch mit einer Zeitperiode von T_L durchgeführt, wobei T_L die Schleifenzeit für das Verfahren ist (das heißt, die Schritte werden einmal in jeder T_L-Periode durchgeführt). Ein vernünftiger Wert für T_L liegt zwischen 50 ms und 2,0 Sekunden. Das beispielhafte SS-Verfahren beginnt in Schritt 104, wo das SS 12 die folgende auf die Verbindungsstrecken-Effizienz bezogene Information aus der Zellen-Datenbasis (CDB) 106 liest (für die betrachtete Zelle): (1) für jeden Benutzer in der Zelle: T oder der Durchsatz pro Verbindungsstrecke für den Benutzer (das heißt der Durchsatz, den ein Benutzer haben würde, wenn er die volle Kapazität einer Verbindungsstrecke in der Zelle verwendete); (2) die Gesamtzahl der Funkverbindungsstrecken in der Zelle; und (3) die Länge der BSS-Warteschlange (Q) in der Zelle. Die CDB 106 wird vom BSS 14 durch ein herkömmliches Verfahren übermittelt, wie nachfolgend ausführlich beschrieben wird.
In Schritt 108 bestimmt das SS 12, ob die Länge der BSS-Warteschlange in der Zelle größer als der Wert Q_max ist. Wenn ja, setzt das SS in Schritt 110 den Parameter f (Ausgleichsfaktor) gleich 0,9. Wenn nicht, bestimmt das SS 12 in Schritt 112, ob die Länge der BSS-Warteschlange in der Zelle kleiner als der Wert Q_min ist. Wenn ja, setzt das SS 12 in Schritt 114 den Parameter f gleich 1,1. Andernfalls setzt das SS in Schritt 116 den Parameter f gleich 1,0.
In Schritt 116 bestimmt das SS, ob die Gesamt-Übertragungszeit für alle im SS gespeicherten Dateneinheiten, die an Benutzer in der betreffenden Zelle adressiert sind, kleiner als der Wert f·T_L ist. Wenn ja, plant das SS 12 in Schritt 120 unter Berücksichtigung der Information von der CDB 106, der QoS-Vereinbarungen der Benutzer und der GPRS-Ankunftszeiten der Dateneinheiten aus Schritt 118, alle Dateneinheiten aus Schritt 118 zeitlich auf eine Weise, die die Anzahl der erfüllten QoS-Vereinbarungen maximiert.
Andernfalls wählt das SS 12 in Schritt 122 unter Berücksichtigung der Information in der CDB 106, der QoS-Vereinbarungen der Benutzer und der GPRS-Ankunftszeiten der Dateneinheiten aus Schritt 118 eine Teilmenge der Dateneinheiten aus Schritt 118 aus und verplant sie zeitlich derartig, dass die Anzahl der erfüllten QoS-Vereinbarungen maximiert wird. Zu diesem Zeitpunkt hat das SS 12 Zugriff auf alle in 1 gezeigte Information. Unter Verwendung der oben beschriebenen Überlegung oder unter ausdrücklicher Berücksichtigung des Ergebnisses der 4! = 24 möglichen Ablaufplanungen kann das SS 12 herleiten, dass die optimale Ablaufplanung so ist, wie gleich oben beschrieben wurde. Folglich kann das SS 12 selbst zeitlich so planen, dass es zuerst das 2-kByte-IP-Paket an Benutzer 2 übergibt, dann das 4-kByte-IP-Paket an Benutzer 3 und dann das 1,2-kByte-IP-Paket an Benutzer 4. Diese Ablaufplanung führt zu einer Gesamtmenge von 7,2 kByte Daten, was gemäß der in 1 gezeigten Information 1,5 Sekunden benötigt, um über die Funk-Luftschnittstelle übertragen zu werden. Somit übergibt das SS in Schritt 124 die zeitlich geplanten LLC-Paketdateneinheiten (PDUs) an das BSS 14 zur Übertragung an die jeweiligen Benutzer über das BTS (nicht gezeigt).
Das oben beschriebene Verfahren für den SS-Teil (12) sorgt dafür, dass das SS an das BSS 14 in jeder Periode T_L eine Last (LLC-PDUs) zur weiteren Zustellung an die Mobilstationen der Benutzer, die nachfolgend mit Bezug auf 3B beschrieben wird, übergibt. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist unter Berücksichtigung der Verbindungsstrecken-Effizienz für jeden Benutzer und der Gesamtzahl der Funkverbindungsstrecken in einer Zelle der Lastumfang, den das SS 12 an das BSS 14 übergibt, der Schätzwert des SS dafür, was möglicherweise während einer Zeitperiode T_L übertragen werden kann (Schritte 120, 122). Um sich vor zu langen Warteschlangen von Dateneinheiten im BSS 14 aufgrund durch das SS 12 vorgenommener ungenauer Schätzungen zu schützen, prüft das SS 12 auf lange Warteschlangen und reguliert die Last, um solche Warteschlangen bei Bedarf zu verkürzen (Schritte 108, 110). Das SS 12 führt ähnliche Schritte durch, wenn es bestimmt, dass es zu kurze Warteschlangen für die an das BSS 14 zu übergebenden Dateneinheiten gibt, indem es die Last reguliert, um solche Warteschlangen bei Bedarf zu verlängern (Schritte 112, 114).
Mit Bezug auf 2 und 3B für den beispielhaften BSS-Teil der vorliegenden Erfindung implementiert das BSS 14 die folgenden Schritte vorzugsweise in einer kontinuierlichen Schleife und aktualisiert dadurch regelmäßig die CDB 106 zur Nutzung durch das SS 12. Somit beginnt das beispielhafte Verfahren (200) in Schritt 202, in dem das BSS 14 bestimmt, ob in der Warteschlange für die betreffende Zelle überhaupt Dateneinheiten (PDUs) sind. Wenn ja, überträgt das BSS 14 (über das BTS) eine Menge von Funkblöcken, die zu einer oder mehreren LLC-PDUs gehören. In Schritt 206 misst das BSS 14 für jeden in Schritt 204 aktiven Benutzer den Durchsatz pro Funkverbindungsstrecke T (unter Verwendung einer herkömmlichen Meßmethode).
Zurück in Schritt 202, wenn das BSS 14 bestimmt, dass in der Warteschlange für die betreffende Zelle keine Dateneinheiten sind, schreitet das Verfahren direkt zu Schritt 208 weiter. In Schritt 210 übermittelt das BSS 14, wie oben mit Bezug auf das SS-Verfahren 100 beschrieben, die relevante auf die Verbindungsstrecken-Effizienz bezogene Information an die CDB 106 (um periodisch an das SS 12 gesendet zu werden). Die Information weist (für die betrachtete Zelle) für jeden Benutzer in der Zelle folgendes auf T, was der Durchsatz pro Verbindungsstrecke für den Benutzer ist (das heißt der Durchsatz, den ein Benutzer hätte, wenn er die volle Kapazität einer Verbindungsstrecke in der Zelle verwendete), die Gesamtzahl der Funkverbindungsstrecken in der Zelle und die Länge der BSS-Warteschlange (Q) in der Zelle.
Somit werden bei dieser beispielhaften Ausführungsform im BSS 14 die Daten auf der Grundlage eines Durchrückprinzips übertragen. Nachdem die 0,2 Sekunden entsprechenden Daten gesendet worden sind, die bereits im BSS 14 eingereiht wurden, nutzt das BSS 14 weiterhin alle vier Kanäle, um die jeweiligen Daten an Benutzer 2 (U2) zu übertragen. Nachdem diese Übertragung abgeschlossen worden ist (das heißt bei t = 1,0 s), überträgt das BSS 14 als nächstes die jeweiligen Daten an Benutzer 3 (U3) und überträgt dann die jeweiligen Daten an Benutzer 4 (U4). Während dieser Datenübertragungen misst das BSS 14 den tatsächlichen Durchsatz (gegeben durch die Anzahl der Übertragungswiederholungen und die verwendete Codierung) und aktualisiert dann die CDB 106 gemäß Schritt 210 in 3B.
Obwohl eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens und des Systems der Erfindung in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und in der vorhergehenden ausführlichen Beschreibung beschrieben worden ist, ist verständlich, dass die Erfindung innerhalb des Schutzbereichs der folgenden Ansprüche abgewandelt und verändert werden kann.

Claims

Verfahren zur Ablaufplanung von Datenübertragungen in einem drahtlosen Datenkommunikationssystem mit einem Basisstationssystem und einem Vermittlungssystem, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: Eingeben von Zellen-Verbindungseffizienzinformation vom Basisstationssystem in das Vermittlungssystem in dem drahtlosen Datenkommunikationssystem; und als Antwort auf mindestens einen Wert für die Zellen-Verbindungseffizienzinformation, für jede aus einer Vielzahl von Dienstgütevereinbarungen und für eine Ankunftszeit für jede aus einer Vielzahl von Dateneinheiten, Übergeben einer Sequenz der Dateneinheiten durch das Vermittlungssystem an das Basisstationssystem zur Übertragung.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die weiteren Schritte des Basisstationssystems: Speichern der Sequenz der Dateneinheiten in einer Warteschlange; und Ausgeben der Sequenz der Dateneinheiten zur Übertragung aus der Warteschlange nach dem First-in-first-out-Prinzip.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Vermittlungssystem das Übergeben der Sequenz der Dateneinheiten ablaufmäßig plant, um eine Anzahl aus der Vielzahl von zu erfüllenden Dienstgütevereinbarungen zu maximieren.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dateneinheiten Paketdateneinheiten umfassen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das drahtlose Datenkommunikationssystem ein GPRS-System umfasst und die Dateneinheiten IP-Pakete umfassen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dateneinheiten LLC-Paketdateneinheiten umfassen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das drahtlose Datenkommunikationssystem ein drahtloses Paketdatensystem umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das drahtlose Datenkommunikationssystem ein CDPD-System umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das drahtlose Datenkommunikationssystem einen Paketdatendienst umfasst, der einem IS-95-System zugeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das drahtlose Datenkommunikationssystem ein Paketdatenfunk-Satellitenkommunikationssystem umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das drahtlose Datenkommunikationssystem einem W-CDMA-System zugeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das drahtlose Datenkommunikationssystem ein System ist, das einem drahtlosen ATM-System (System mit asynchronem Übertragungsmodus) zugeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Wert eine Gesamtanzahl von Verbindungen in einer Zelle aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die weiteren Schritte: Bestimmen im Vermittlungssystem, ob eine Warteschlangenlänge im Basisstationssystem größer als ein erster vorbestimmter Wert oder kleiner als ein zweiter vorbestimmter Wert ist; Regulieren einer Last, um mindestens einen Zustand auszugleichen, bei dem die Warteschlangenlänge größer als ein erster vorbestimmter Wert oder kleiner als ein zweiter vorbestimmter Wert ist; Sequentialisierung einer beabsichtigten Übergabe von Dateneinheiten zur Übertragung, um eine Anzahl aus der Vielzahl von zu erfüllenden Dienstgütevereinbarungen zu maximieren; und Übergeben der Sequenz der Dateneinheiten an das Basisstationssystem.
Verfahren nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch die weiteren Schritte: Bestimmen durch das Basisstationssystem, ob die Daten-Warteschlange mindestens eine Dateneinheit aufweist; wenn ja, Leeren der Warteschlange durch Datenübertragung; Messen eines Durchsatzes pro Verbindung pro Benutzer; und Kompilieren der zellenbezogenen Verbindungseffizienzinformation mit mindestens einem Wert für den gemessenen Durchsatz pro Verbindung pro Benutzer für eine Gesamtzahl von Verbindungen und für eine Lange der Warteschlange und Übermitteln derselben an das Vermittlungssystem.
Verfahren nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt der Übertragung der Dateneinheiten durch das Basisstationssystem an eine Vielzahl von Benutzern nach dem First-in-first-out-Prinzip.
Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die zellenbezogene Verbindungseffizienzinformation eine Gesamtanzahl von Verbindungen in einer Zelle aufweist.
System zur Ablaufplanung von Datenübertragungen in einem drahtlosen Datenkommunikationssystem mit einem Vermittlungssystem und einem mit dem Vermittlungssystem verbundenen Basisstationssystem, dadurch gekennzeichnet, dass das Basisstationssystem umfasst: Mittel zur Bereitstellung von Zellen-Verbindungseffizienzinformation für das Vermittlungssystem; und Mittel zur Übermittlung der Zellen-Verbindungseffizienzinformation an das Vermittlungssystem, und dass das Vermittlungssystem versehen ist mit Mitteln zum Empfang der Zellen-Verbindungseffizienzinformation; und Mitteln, die dafür eingerichtet sind, für jede aus einer Vielzahl von Dienstgütevereinbarungen und für eine Ankunftszeit für jede aus einer Vielzahl von Dateneinheiten eine Sequenz der Dateneinheiten an das Basisstationssystem zur Übertragung zu übergeben.
System nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Basisstationssystem Mittel umfasst, die dafür eingerichtet sind, die Sequenz der Dateneinheiten in einer Warteschlange zu speichern und die Sequenz der Dateneinheiten zur Übertragung aus der Warteschlange nach dem First-in-first-out-Prinzip auszugeben.
System nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Vermittlungssystem mit Mitteln versehen ist, die dafür eingerichtet sind, die Übergabe der Sequenz der Dateneinheiten ablaufmäßig zu planen, um eine Anzahl aus der Vielzahl von zu erfüllenden Dienstgütevereinbarungen zu maximieren.
System nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Dateneinheiten Paketdateneinheiten umfassen.
System nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das drahtlose Datenkommunikationssystem ein GPRS-System umfasst und die Dateneinheiten IP-Pakete umfassen.
System nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Dateneinheiten LLC-Paketdateneinheiten umfassen.
System nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das drahtlose Datenkommunikationssystem ein drahtloses Paketdatensystem umfasst.
System nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das drahtlose Datenkommunikationssystem ein CDPD-System umfasst.
System nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das drahtlose Datenkommunikationssystem einen Paketdatendienst umfasst, der einem IS-95-System zugeordnet ist.
System nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das drahtlose Datenkommunikationssystem ein Paketdatenfunk-Satellitenkommunikationssystem umfasst.
System nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das drahtlose Datenkommunikationssystem einem W-CDMA-System zugeordnet ist.
System nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das drahtlose Datenkommunikationssystem ein System ist, das einem drahtlosen ATM-System zugeordnet ist.
System nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Wert eine Gesamtanzahl von Verbindungen in einer Zelle aufweist.