FI107503B - USSD-siirtomekanismi - Google Patents

Description

107503 USSD-siirtomekanismi

Keksinnön tausta

Keksintö liittyy suorituskyvyn parantamiseen USSD (Unstructured Supplementary Service Data) -siirrossa solukkomaisessa tietoliikennejärjes-5 telmässä, kuten GSM (Global System for Mobile Communication).

Matkaviestimen (Mobile Station, MS) käyttäjä voi käyttää USSD:tä antaakseen ohjeita häntä tukevalle matkaviestinverkolle PLMN (Public Land based Mobile Network). Esimerkiksi tulevat puhelut voidaan reitittää numeroon 123456 näppäilemällä *21*#123456#. USSD on myös eräs mekanismi uusien 10 palvelujen toteuttamiseksi. USSD sallii matkaviestimen ja palvelusovelluksen liikennöidä keskenään merkkijonoin tavalla joka on läpinäkyvä matkaviestimelle ja välillä oleville verkkoelementeille. USSD:tä voidaan käyttää kapeakaistaisena siirtotienä radiotien ylittäviin (over-the-air, OTA) ja lisäarvoa tuottaviin (value added services, VAS) sovelluksiin. USSD:n yksityiskohtaisemman 15 selostuksen osalta viitataan ETSI GSM -suosituksiin GSM 02.90: European digital cellular telecommunications system (Phase 2); Stage 1 description of Unstructured Supplementary Service Data (USSD), GSM 03.90: Digital cellular telecommunications system (Phase 2); Unstructured Supplementary Service Data (USSD) - Stage 2, and GSM 04.90: European digital cellular telecommu-20 nications system (Phase 2); Unstructured Supplementary Service Data (USSD) - Stage 3. USSD-kyselyt, -tiedonannot ja -vasteet sisältävät USSD-merkkijonon, kuten suosituksessa GSM 03.38 määritellään.

USSD-signalointi voidaan aloittaa matkaviestimen tai verkon puolelta. Vaihe (phase) 1 tukee vain matkaviestimen aloittamaa USSD:tä. Verkon 25 aloittama USSD-palvelu vaatii, että kaikki matkaviestinverkon osat ovat ainakin vaiheen 2 järjestelmiä. Matkaviestinverkko voi lähettää milloin tahansa USSD-sanoma verkkoon kirjautuneelle matkaviestimelle lähettääkseen informaatiota tilaajalle. Tämä operaatio voi olla kysely (joka pyytää matkaviestintä tuottamaa informaatiota) tai tiedonanto (joka ei vaadi informaatiota matkaviestimen vas-30 teessä). Mitään USSD:n asennusta etukäteen ei tarvita, vaikka USSD:tä käyttävät palvelut on ehkä asennettava etukäteen.

Yllä mainittujen ETSI:n suositusten mukan USSD-signalointi tapahtuu matkaviestimen ja matkaviestinkeskus/vierasrekisterin MSCA/LR (Mobile services Switching CentreA/isitor Location Register) tai kotirekisterin 35 HLR (Home Location Register) välillä. Se tukee korkeintaan 160 tavua käyttä-jän dataa sanomaa kohti. (Yläraja voi olla alle 160 tavua alemmista protokolla- 107503 2 kerroksista riippuen). Lyhytsanomapalvelusta SMS (Short Message Service) poiketen, USSD:hen ei kuulu tallenna-ja-välitä -toiminnallisuutta: matkaviestimelle päättyvät USSD-sanomat toimitetaan matkaviestimelle välittömästi tai toimitus epäonnistuu (esim. koska matkaviestintä ei tavoiteta).

5 Tämän hakemuksen tarpeisiin GSM-tyyppisellä matkaviestimellä on kaksi toimintatilaa: puhelutila ja lepotila. Matkaviestin on puhelutilassa jos ja vain jos "sillä on puhelu”, mikä tila määritellään GSM-suosituksessa 02.30.

Yllä mainittujen ETSI:n suositusten mukaan USSD-siirto tapahtuu kahdella eri kanavalla riippuen siitä, onko matkaviestin puhelu- vai lepotilassa. 10 Puhelutilassa käytetään nopeaa liitännäistä ohjauskanavaa, Fast Associated Control Channel (FACCH). Lepotilassa käytetään hidasta dedikoitua ohjaus-kanavaa, Slow Dedicated Control Channel (SDCCH).

FACCH-kanavan nopeus on n. 140 tavua sekunnissa ja SDCCH:n n. 83 tavua sekunnissa. Lepotilassakin mikä tahansa USSD-sanoma voidaan 15 siis toimittaa alle kahdessa sekunnissa.

On odotettavissa, että USSD:n käyttö lisääntyy lisäarvoa tuottavien ja radiotien ylittävien palvelujen toteuttamiseen. Tällöin, varsinkin useita peräkkäisiä USSD-sanomia tarvittaessa SDCCH-kanavan hidas siirtonopeus voidaan nähdä ongelmana. (Todettakoon, että selityksen lyhyyden vuoksi 20 FACCH:ta käytetään nopean kanavan ja SDCCH:ta hitaan kanavan synonyyminä. FACCH ja SDCCH ovat kuitenkin GSM-järjestelmän ja sen johdannaisten termejä, mutta näitä termejä ei välttämättä käytetä tulevissa solukkojärjestelmissä.

Keksinnön lyhyt selostus 25 Keksinnön tavoitteena on siten tutkia, voidaanko USSD:n nopeutta lepotilassa parantaa, ja jos voidaan, tuottaa menetelmä ja menetelmän toteuttava laitteisto USSD.n nopeuden parantamiseksi lepotilassa. Keksinnön tavoite saavutetaan menetelmällä ja järjestelmällä, joille on tunnusomaista se, ; mitä sanotaan itsenäisissä patenttivaatimuksissa. Keksinnön edulliset suori- . . 30 tusmuodot ovat epäitsenäisten patenttivaatimusten kohteena.

Suoraviivainen tapa USSD-siirron nopeuden parantamiseksi olisi spesifioida, että kaikki USSD-siirto tapahtuu nopealla FACCH-kanavalla. Tämä vaatisi kuitenkin muutoksia olemassaolevaan standardointiin. Lisäksi FACCH ei ole dedikoitu vaan liitännäinen kanava, mikä tarkoittaa että se toteutetaan 35 varastamalla bittejä mahdolliselta puhekanavalta. Jos tällaisen bittienvarasta-misen sallitaan jatkua pitkään, se huonontaa puheen laatua jossakin määrin.

3 10/503

Keksintö perustuu ongelman havaitsemiseen ja ratkaisun löytämiseen siihen. Ratkaisu perustuu siihen ajatukseen, että määritetään USSD-datan määrä, ja jos määrä ylittää (tai todennäköisesti ylittää) ennalta määrätyn kynnysarvon (siis pitkille USSD-siirroille), nopeampi FACCH-kanava aktivoi-5 daan siirtämällä matkaviestin puhelutilaan. Eräs yksinkertainen tapa tämän toteuttamiseksi on suoritta epäonnistuva puheluyritys.

Voidaan siis sanoa, että keksintö perustuu uuteen tulkintaan siitä, mikä on puhelutilan määritelmä yllä mainitussa GSM-suosituksessa 02.30, missä puheluilla määritellään seuraavasti: matkaviestin on puhelujassa siitä 10 hetkestä, jolloin alkaa puhelunmuodostukseen tai -muodostusyritykseen liittyvä signalointi, ja ennen kuin puhelu tai puheluyritys päättyy, ja (soveltuvin kohdin) matkaviestin on lakannut kehittämästä tähän puheluun liittyviä ääniä (tones) käyttäjälle. Huijaamalla matkaviestin puhelutilaan (suorittamalla epäonnistuva puheluyritys) aktivoi nopean FACCH-kanavan USSD-siirtoa varten. 15 Tulisi kuitenkin huomata, että matkaviestimellä "on puhelu” ETSI:n GSM 02.30:ssä määritellyllä tavalla, jolloin keksintö ei vaadi poikkeamia olemassaolevista standardeista. Keksinnön mukaiset menetelmä ja laitteisto siis ratkaisevat tunnettuun USSD-siirtoon liittyvän ongelman elegantilla tavalla.

Keksintö perustuu myös siihen, että määritetään USSD-datan mää-20 rä (eli USSD-siirron pituus) ja käytetään FACCH-kanavaa vain pitkähköihin USSD-siirtoihin. Epäonnistuvan puheluyrityksen suorittaminen lyhyitä USSD-siirtoja varten aiheuttaisi tarpeetonta signalointikuormitusta, mikä on erityisen haitallista ilmarajapinnan kohdalla. Tämä signalointikuormitus on tasapainotettava keksinnön tuomia aikasäästöjä vasten. Esimerkiksi FACCH:ia voitaisiin 25 käyttää vain, jos se säästää ainakin yhden sekunnin. Koska FACCH-siirto on n. 1,7 kertaa nopeampaa kuin SDCCH-siirto, se säästää n. 40 % SDCCH-siirron tarvitsemasta ajasta. Jos vaaditaan ainakin yhden sekunnin säästöä, USSD-siirron minimipituus olisi 250 tavua. Tämä ylittää yhden USSD-sanoman pituuden. Toisin sanoen epäonnistuvan puheluyrityksen suorittaminen kan-: 30 nattaa vain useiden peräkkäisten USSD-sanomien yhteydessä (olettaen - - SDCCHJIe ja FACCHdle vastaavasti 83 ja 140 tavua sekunnissa ja mini- misäästöksi yhden sekunnin). On tietysti muistettava, että epäonnistuvan puheluyrityksen aloittaminen haaskaa sekunnin murto-osan. Niinpä logiikka epäonnistuvan puheluyrityksen aloittamiseksi tulisi sijoittaa protokollapinon hui-35 pulle, eli sovelluskerrokselle. Muuten logiikka ei tiedä, että tarvitaan useita ; USSD-sanomia.

107503 4

Kuvioiden lyhyt selostus

Keksintöä selostetaan nyt lähemmin erään edullisen suoritusmuodon yhteydessä, viitaten oheisiin piirroksiin, joista:

Kuvio 1 on matkaviestimen aloittamaa USSD-siirtoa havainnollista-5 va signalointikaavio; ja

Kuviot 2 ja 3 ovat verkon aloittamaa USSD-siirtoa havainnollistavia signalointikaavioita.

Keksinnön yksityiskohtainen selostus

Kuvio 1 on matkaviestimen aloittamaa USSD-siirtoa havainnollista-10 va signalointikaavio. Aika etenee ylhäältä alas. Selostetaan kahden osapuolen välinen USSD-dialogi. Yksi osapuoli on matkaviestin ja toinen on tätä matkaviestintä palveleva yleisen maapohjaisen matkaviestinverkon PLMN osa. Matkaviestin voi olla pieni kädessä kannettava solukkoradiopuhelin, mutta keksintö on parhaiten hyödynnettävissä, jos matkaviestimeen kuuluu tai liittyy tie-15 donkäsittelylaitteistoa. Eräs esimerkki tällaisesta matkaviestimestä on Nokia Communicator 9000. Toinen esimerkki on yleiskäyttöinen kannettava tietokone, joka on Nokia Cellular Datacard:illa kytketty sopivalla liitännällä varustettuun solukkoradiopuhelimeen, kuten Nokia 2110 tai 8110. Kaikkia Nokia-laitteita toimittaa Nokia Mobile Phones, Suomi.

20 Vaiheessa 2-1 lepotilainen matkaviestin MS määrittää, että USSD- siirron pituus ylittää ennalta määrätyn kynnysarvon, joka voisi olla n. 250 tavua. Vaiheessa 1-4 matkaviestin aloittaa puheluyrityksen, jonka lopulta tulisi epäonnistua. Eräs tapa tämän toteuttamiseksi on soittaa olemattomaan numeroon. Vaihtoehtoisesti matkaviestin voi soittaa itselleen. (Jossakin myöhem-25 mässä vaiheessa verkko PLMN tulee vastaamaan, että kutsuttu tilaaja ei vastaa, mutta tämä vaste ei ole merkittävä keksinnön ymmärtämisen kannalta.) vaiheet 1-6 ... 1-12 muodostavat sinänsä tunnetun matkaviestimen aloittaman USSD-dialogin. Vaiheessa 1-6 matkaviestin aloittaa USSD-dialogin lähettämällä verkolle Begin, Invoke ProcessUSSDRequest -sanoman. Vaiheessa 30 1-8 verkko vastaa Continue, InvokeUSSDRequest -sanomalla. Vaiheessa 1-10 matkaviestin lähettää Continue, Result USSDRequest-sanoman. Symboli "N*" osoittaa, että dialogiin voi kuulua useita sanomien 1-8 ja 1-10 pareja. Lopulta, vaiheessa 1-12 USSD-dialogi päätetään verkon sanomalla End, Result ProcessUSSDRequest.

107503 5

Heittomerkein varustettu sanoma 1-4’ liittyy keksinnön vaihtoehtoiseen suoritusmuotoon, joka koskee matkaviestimen aloittamaa USSD-siirtoa, jossa puheluyritystä 1-4 ei suoriteta ennen sanomaa 1-6, vaan vasta sen jälkeen. Tässä tapauksessa puheluyritys näytetään viitenumerolla 1-4’. Toisin 5 sanoen matkaviestimen on myös mahdollista aloittaa USSD-dialogi vaiheessa 1-6 ennen puheluyrityksen suoritusta vaiheessa 1-4’. Vaiheita 1-4’ ja 1-6 ei siis suoriteta numerojärjestyksessä.

Alaraja FACCH-kanavan aktivoimiseksi voi olla kiinteä, esim. n. 250 tavua (joka vastaa yhden sekunnin säästöä SDCCH.hon verrattuna). Vaihto-10 ehtoisesti alaraja voi olla säädettävä verkon parametri, jonka verkko jakaa jonkin sopivan välineen kautta, kuten yleislähetyksen, lyhytsanomapalvelun, mo-nipistelähetyksen (pakettiradioverkoissa) jne.

Kuvio 2 on signalointikaavio, joka havainnollistaa keksinnön mukaisen verkon aloittaman USSD-siirron yksinkertaista suoritusmuotoa. Sanomia, 15 joilla on identtinen viitenumero kuvion 1 sanomien kanssa, on identtinen toiminta, eikä niitä selosteta uudelleen. Vaihe 2-2 vastaa vaihetta 1-2, mutta tässä tapauksessa verkko määrittää, että matkaviestin on lepotilassa ja että USSD-siirron pituus oikeuttaa käyttämään nopeampaa FACCH-kanavaa (eli se ylittää alarajan). Vaiheessa 2-4 verkko aloittaa puheluyrityksen. Kuitenkin 20 kuvion 1 vaiheesta 1-4 poiketen verkko ei voi soittaa olemattomaan numeroon (ilmeisesti, koska matkaviestintä ei hälytettäisi). Sen sijaan verkko voi lähettää matkaviestimelle PAGE-sanoman vaiheessa 2-4. Vaiheet 2-6 ... 2-12 muodostavat sinänsä tunnetun verkon aloittaman USSD-dialogin. Vaiheessa 2-6 verk- . ko aloittaa USSD-dialogin lähettämällä matkaviestimelle Begin, Invoke * 25 USSDRequest -sanoman. Heittomerkillinen sanoma 2-4’ liittyy vaihtoehtoiseen suoritusmuotoon, jossa PAGE-sanoma lähetetään sanoman 2-6 jälkeen, kuten vaihtoehtoinen setup-sanoma 1-4’ kuviossa 1. Sanomat 1-8 ja 1-10 on jo selostettu. Vaiheessa 2-12 USSD-dialogi päätetään END-sanomalla.

Kuvio 3 on signalointikaavio, joka havainnollistaa keksinnön mukai-: 30 sen verkon aloittaman USSD-siirron edullista suoritusmuotoa. Kuvion 2 yksin- kertaisessa suoritusmuodossa on ongelmana, että epäonnistuvan puheluyri tyksen suorittaminen hämmentää matkaviestimen käyttäjää. Kuviossa 3 näytetty edullinen suoritusmuoto poistaa tämän ongelman muuntamalla verkon aloittaman puheluyrityksen matkaviestimen aloittamaksi puheluyritykseksi. 35 Vaiheessa 3-2 verkko PLMN lähettää matkaviestimelle osoituksen, että mat-- i kaviestimen tulee aloittaa puhelunmuodostusproseduuri FACCH-kanavan akti- 107503 6 voimiseksi. Tämä osoitus voidaan sisällyttää esimerkiksi protokollakohtaiseen otsakkeeseen tai parametriin sopivalla WAP (Wireless Application Protocol) -kerroksella. Kuviossa 3 näytetyssä suoritusmuodossa tämä osoitus on sisällytetty Begin, Invoke USSDRequest -sanomaan, joka näytettiin kuvion 2 vai-5 heena 2-6. Vaiheessa 1-4 matkaviestin suorittaa epäonnistuvan puheluyrityk-sen lähettämällä SETUP-sanoman. Proseduurin loppu on samanlainen kuin se, joka selostettiin kuvion 2 yhteydessä.

Verkon aloittaman USSD-siirron edullisella suoritusmuodolla on useita etuja yksinkertaiseen suoritusmuotoon verrattuna. Esimerkiksi verkossa 10 ei tarvita mitään erityisiä puhelunmuodostusrutiineja. Lisäksi, koska matkaviestintä ei tarvitse kutsua, puhelunmuodostus on nopeampaa eikä matkaviestimen käyttäjää hälytetä.

Keksintö ei vaadi muutoksia laitteistoon eikä olemassaoleviin GSM-standardeihin. Keksintö voidaan toteuttaa ohjelmistorutiineina matkaviesti-15 messä ja/tai yleisessä maapohjaisessa puhelinverkossa PLMN. Matkaviestimessä ohjelmistorutiini voidaan asentaa itse matkapuhelimeen tai siihen mahdollisesti liitettyyn tietokoneeseen. Mikäli ohjelmiston asentaminen liitännäiseen tietokoneeseen tulee kyseeseen, se on sikäli edullista, että tällainen ohjelmisto voi paremmin tietää tai ennustaa seuraavien USSD-sanomien koko-20 naismäärän ja niiden yhteisen pituuden. Vaihtoehtoisesti keksinnön mukainen ohjelmistorutiini voidaan asentaa itse matkapuhelimeen, mutta siihen liitetty tietokone voi antaa ohjelmistorutiinille osoituksen, että tulossa on todennäköisesti useita USSD-sanomia ja FACCH-kanava tulisi aktivoida.

PLMN:ssä keksintö toteutetaan edullisesti enemmän hajautetulla 25 tavalla. Logiikka, joka määrittää, tarvitaanko useita USSD-sanomia, on sijoitettava lähelle itse sovellusta. Tyypillisiin verkkoelementteihin OTA- ja VAS-sovellusten suorittamiseksi kuuluu solukkomaisten tietoliikennejärjestelmien matkaviestinkeskukset, USSD-keskukset, kotirekisterit ja vierasrekisterit sekä älyverkkojen palvelun ohjauspisteet (Service Control Point). Logiikka kuvioiden 30 2 ja 3 yhteydessä selostetun epäonnistuvan puheluyrityksen suorittamiseksi asennetaan sopivimmin matkaviestinkeskukseen. Muihin mahdollisiin sijainteihin kuuluu tukiasema BTS (Base Transceiver Station), tukiasemaohjain BSC (Base Station Controller), ja/tai radioverkon ohjain RNC (Radio Network Controller).

35 Keksintö on esimerkinomaisesti selostettu solukkomaisen GSM- järjestelmän (Global System for Mobile Communication) yhteydessä. Keksin- 7 10/503 töä voidaan soveltaa yhtä hyvin GSM:n johdannaisissa kuten DCS:ssä (joka tunnetaan myös nimellä GSM 1800) sekä missä tahansa digitaalisessa matkaviestinverkossa, joka tukee USSD-siirtoa nopealla kanavalla matkaviestimen ollessa puhetilassa ja muuten hitaalla kanavalla.

Claims (8)

8 107503

1. Menetelmä USSD-siirron muodostamiseksi datasiirtoa varten kahden osapuolen välillä, nimittäin matkaviestimen (MS) ja solukkomaisen tietoliikenneverkon (PLMN), missä USSD-siirto tapahtuu nopealla kanavalla 5 (FACCH), jos matkaviestimellä on puhelu, ja muuten hitaalla kanavalla (SDCCH), tunnettu siitä, että: määritetään (1-2, 2-2) siirrettävän datan määrä; ja jos siirrettävän datan määrä todennäköisesti ylittää ennalta määrätyn kynnysarvon, ja mikäli matkaviestimellä (MS) ei ole puhelua, matkaviestin 10 (MS) ohjataan puheluillaan USSD-siirron kytkemiseksi nopealle kanavalle (FACCH).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että matkaviestin ohjataan puhelutilaan aloittamalla puheluyritys (1-4, 1-4’; 2-4, 2-4’).

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että USSD-siirron aloittava osapuoli aloittaa myös puheluyrityksen (1-4, 1-4’; 2-4, 2-4’).

4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että verkko, aloittaessaan USSD-siirtoa, lähettää matkaviestimelle (MS) 20 osoituksen (3-2), että matkaviestimen (MS) tulee aloittaa puheluyritys (1-4, 1-4’).

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että matkaviestin puheluyritystä (1-4, 1-4’) aloittaessaan soittaa olemattomaan numeroon tai itselleen.

6. Matkaviestin (MS), joka on sovitettu aloittamaan USSD-siirto da tan lähettämiseksi itsensä ja solukkomaisen tietoliikenneverkon (PLMN) välillä, missä USSD-siirto tapahtuu nopealla kanavalla (FACCH), jos matkaviestimellä on puhelu, ja muuten hitaalla kanavalla (SDCCH), tunnettu siitä, että matkaviestin (MS) on sovitettu: 30 määrittämään (1-2) siirrettävän datan määrä; ja aloittamaan puheluyritys (1-4, 1-4’) USSD-siirron kytkemiseksi nopealle kanavalle (FACCH), mikäli siirrettävän datan määrä todennäköisesti 107503 ylittää ennalta määrätyn kynnysarvon, ja mikäli matkaviestimellä (MS) ei ole puhelua.

7. Järjestely solukkomaista tietoliikenneverkkoa (PLMN) varten, joka on sovitettu aloittamaan USSD-siirto datan lähettämiseksi itsensä ja matka- 5 viestimen (MS) välillä, missä USSD-siirto tapahtuu nopealla kanavalla (FACCH), jos matkaviestimellä (MS) on puhelu, ja muuten hitaalla kanavalla (SDCCH), tunnettu siitä, että järjestely on sovitettu: määrittämään (2-2) siirrettävän datan määrä; ja aloittamaan puheluyritys (1-4, 1-4’; 2-4, 2-4’) USSD-siirron kytkemi-10 seksi nopealle kanavalle (FACCH), mikäli siirrettävän datan määrä todennäköisesti ylittää ennalta määrätyn kynnysarvon, ja mikäli matkaviestimellä (MS) ei ole puhelua.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että se on sovitettu aloittamaan puheluyritys (1-4, 1-4’) lähettämällä matka- 15 viestimelle (MS) osoitus (3-2), että matkaviestimen (MS) tulee aloittaa puhelu-yritys. • · 107503