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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich generell auf Drahtlostelekommunikationen,
und speziell auf verbesserte Zellularnetzwerke.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Das
globale System für
Mobiltelekommunikationen (GSM = Global System for Mobile Telecommunications)
wird in Zellulartelefonnetzwerken in vielen Ländern rund um die Welt benutzt.
GSM bietet einen nützlichen
Bereich von Netzwerkdiensten und -standards, einschließlich Möglichkeiten
für Daten- wie
auch Sprachsendung. Existierende GSM-Netzwerke basieren aus der
Zeitmultiplex-Vielfachzugriffs-Digitalkommunikationstechnologie
(TDMA = time division multiple access).
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Codemultiplex-Vielfachzugriff
(CDMA = code-division multiple access) ist eine verbesserte Digitalkommunikationstechnologie,
die effizientere Verwendung der Funkbandbreite im Vergleich zu TDMA bietet,
wie auch eine zuverlässigere,
schwundfreie Verbindung zwischen Zellulartelefonteilnehmern und Basisstationen.
Der führende
CDMA-Standard ist IS-95, veröffentlicht
von der Telecommunications Industry Association (TIA).
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PCT-Patentanmeldung
WO97/23108 beschreibt ein Drahtlostelekommunikationssystem, das eine
CDMA-Luftschnittstelle benutzt (d.h. grundlegende HF-Kommunikationsprotokolle)
um GSM-Netzwerkdienste und -Protokolle zu implementieren. Unter
Verwendung dieses Systems würden wenigstens
einige der TDMA-Basisstationen (BSSs) und Teilnehmereinheiten eines
existierenden GSM-Netzwerks ersetzt oder unterstützt von der entsprechenden
TDMA-Anlage werden.
CDMA-BSSs in diesem System sind angepasst, um mit GSM-Mobilvermittlungsstellen
(MSCs = mobile switching centers) über eine Standard-GSM-A-Schnittstelle
zu kommunizieren. Der Kern der GSM-Netzwerkdienste wird somit aufrecht
erhalten und der Wechsel von TDMA zu CDMA ist für den Benutzer transparent.
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Hybridzellularkommunikationsnetzwerke, die
beides, GSM- und CDMA-Elemente
inkorporieren, werden ebenso in den PCT-Patentveröffentlichungen
WO95/24771 und WO96/21999 beschrieben und in einem Artikel von Tscha
et al., mit dem Titel "A
Subscriber Signaling Gateway between CDMA Mobile Station and GSM
Mobile Switching Center",
in Proceedings of the 2nd International Conference on Universal
Personal Communications, Ottawa (1993), Seiten 181–185.
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WO9922470
offenbart ein GSM-Mobilfunknetzwerk mit wenigstens einem Basisstationscontroller
und einer Basisstation, wenigstens einem ersten Frequenzkanal zum
Senden von Daten und Signalisierungsinformationen durch einen TDMA-Sendeprozess,
und einem zweiten, zusätzlichen
Breitbandfrequenzkanal mit einem TD/CDMA-Sendeprozess werden zwischen
der Basisstation und den Mobilstationen verfügbar gemacht. Die Zeitrahmen
von beiden Frequenzkanälen
sind synchronisiert. Die Basisstation unterstützt in einem Zeitschlitz den
TDMA- und/oder TD/CDMA-Sendeprozess, und somit kann eine Verbindung
in dem Zeitrahmen in den ersten oder zweiten Frequenzkanälen aufgebaut
werden.
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Die
oben genannten Veröffentlichungen
beziehen sich nicht speziell auf Themen der Daten-(Nicht-Sprache)-Kommunikationen über Hybridzellularnetzwerke.
Solche Themen beinhalten beides, den Bedarf für Protokollkompatibilität und die verschiedenen
Bedürfnisse
nach Sprach- und Datenkommunikationen.
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Beispiele
für unterschiedliche
Typen von Hybridkommunikationssystemen sind nachstehend diskutiert,
wobei verschiedene Adaptionen bzw. Anpassungen von Standardbetriebsprozeduren
gemacht werden, um die hybride Natur des Systems zu berücksichtigen.
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WO9414644
offenbart eine Quellenfaxvorrichtung, einschließlich eines Modems mit einer
variablen Senderate und ist über
eine Funkverbindung zu ei nem Zielfaxgerät verbunden, das in einer Mobilteilnehmerstation
innerhalb eines Funknetzwerks platziert ist. Faxdaten werden mit
einer ausgewählten Datensenderate
von der Quellenfaxvorrichtung zu einem Modem innerhalb einer Interworking-Funktion, die
in dem Funknetzwerk platziert ist, gesendet. Ein Pufferspeicher
speichert die Faxdaten, die von dem Modem der Interworking-Funktion
empfangen wurden. Die Faxdaten werden anschließend von dem Pufferspeicher über die
Funkverbindung zu der Zielfaxvorrichtung innerhalb der Mobilstation
gesendet. Wenn die Funkverbindung es nicht erlaubt Faxdaten zur
Mobilstation mit ungefähr
der gleichen Rate, wie es von dem Modem der Interworking-Funktion
empfangen wurde, zu senden, wird Letzteres geändert, um die zwei näher einander
zu bringen.
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US5592480 offenbart eine
Drahtloskommunikationssystembasisstation, die sich einen Breitbandmultikanaldigitaltransceiver
mit eingebautem Zeitmultiplex-Vielfachzugriffsbus (TDM = time division
multiple) zu Nutze macht, und zwar zum Vorsehen von Digitalabtastungen
bzw. -samples einer Vielzahl von Drahtloskommunikationskanälen, wobei die
Zeitschlitzdauer und Rahmenrate des TDM-Busses neu konfiguriert
werden kann. Die Erfindung erlaubt es verschiedenen Luftschnittstellenstandards, auch
denjenigen mit unterschiedlichen Kanalbandbreiten, von derselben
Basisstation versorgt zu werden, und zwar ohne zusätzliche
oder unterschiedliche Anlagen installieren zu müssen, und durch automatisches
Neuverteilen der Signalverarbeitungsressourcen, was den Bedarf eliminiert,
die Basisstation neu zu konfigurieren, wenn unterschiedliche Typen von
Drahtlossignalisierung aufgenommen werden müssen.
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Was
deswegen benötigt
wird, ist ein Verfahren und System zum Übertragen von Daten über ein gemischtes
GSM/CDMA-Zellularkommunikationsnetzwerk,
das die unterschiedlichen Bedürfnisse
zwischen Sprach- und Datenkommunikationen berücksichtigt.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es
ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung Verfahren und Vorrichtungen
zum Übertragen
bzw. Überliefern
von Daten über
ein gemischtes GSM/CDMA-Zellularkommunikationsnetzwerk
vorzusehen.
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In
einigen Aspekten der vorliegenden Erfindung sind Verfahren und Vorrichtung
vorgesehen, um GSM-leitungsvermittelte Datendienstfähigkeiten über eine
CDMA-Luftschnittstelle zu ermöglichen.
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In
bevorzugten Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein gemischtes GSM/CDMA-Zellularkommunikationssystem
eine oder mehrere CDMA-Basisstationen, die von einer GSM-Mobilvermittlungsstelle
(MSC) gesteuert werden. Systeme diesen Typs sind weiterhin beschrieben
in einer US-Patentanmeldung US19980119717 mit dem Titel "Base Station Handover
in a Hybrid GSM/CDMA Network",
eingereicht am 20. Juli 1998, die dem Rechtsnachfolger der vorliegenden
Patentanmeldung zugeordnet ist. Eine Teilnehmereinheit in dem System,
auch hierin als eine Mobilstation (MS) bezeichnet, die in Kommunikation
mit einer der CDMA-Basisstationen über eine CDMA-Luftschnittstelle ist,
sendet und empfängt
Daten über
das System über
die CDMA-Basisstation. Die Daten werden von der Mobilstation und
der Basisstation angepasst, so dass die Daten, die bei der MSC gesendet
und empfangen werden, im Wesentlichen gemäß den GSM-Datennetzwerkprotokollen
für leitungsvermittelte
(circuit-switched) Daten sind.
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Der
Ausdruck "Daten" wie benutzt in dem Kontext
der vorliegenden Patentanmeldung und in den Ansprüchen bezieht
sich im Wesentlichen auf alle Typen von Daten, die typischerweise über Kommunikationsnetzwerke übertragen
werden, mit der Ausnahme von Echtzeitsprachsendung (codiert oder uncodiert).
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Es
ist deswegen vorgesehen, wie dargelegt in den angehängten Ansprüchen, gemäß der vorliegenden
Erfindung, in einem GSM-Mobildrahtlostelekommunikationssystem,
ein Verfahren zum Übermitteln
von Daten von einer Endgeräteanlage
zu einem Netzwerk über
eine CDMA-Luftschnittstelle,
einschließlich:
Empfangen
der Daten als Eingabe von der Endgeräteanlage;
Senden der Daten
bei einer CDMA-Datentransferrate über die CDMA-Luftschnittstelle;
und
Transferieren der Daten zu dem Netzwerk über eine GSM-A-Schnittstelle unter
Verwendung eines GSM-leitungsvermittelten Datenprotokolls.
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Es
ist weiterhin gemäß der vorliegenden
Erfindung in einem GSM-Mobildrahtlostelekommunikationssystem
vorgesehen, und zwar ein Verfahren zum Übertragen von Daten, die über ein
Netzwerk zur Endgeräteanlage über eine
CDMA-Luftschnittstelle empfangen wurden, einschließlich:
Empfangen
der Daten von dem Netzwerk unter Verwendung eines GSM-Protokolls
für leitungsvermittelte
Datendienste;
Senden der Daten bei einer CDMA-Datentransferrate über die
CDMA-Luftschnittstelle;
und
Ausgeben der Daten auf die Endgeräteanlage.
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In
den Verfahren gemäß der Erfindung
beinhaltet das Senden der Daten das Transferieren der Daten bei
einer variablen Rate, ansprechend auf ein Datenvolumen, das über die
Luftschnittstelle übertragen
werden soll, wobei das Senden der Daten das Öffnen eines Fundamentalkanals
beinhaltet, und zwar zum Übertragen
der Daten und der Signalisierung darüber, und ansprechend auf das
Datenvolumen, das Öffnen
eines oder mehrerer Zusatzkanäle, um
die Daten zu tragen. Vorzugsweise beinhaltet das Öffnen der
Zusatzkanäle
das öffnen
einer unterschiedlichen Anzahl von Kanälen in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung über die
Luftschnittstelle. Alternativ oder zusätzlich werden ein oder mehrere
Zusatzkanäle
ansprechend auf eine Verminderung der Datenrate geschlossen.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird auch ein Drahtloskommunikationssystem für die Verwendung
in einem Mobiltelekommunikationssystem, wie in Anspruch 7 definiert,
vorgesehen.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
des Systems sind in den entsprechenden Unteransprüchen definiert.
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Die
vorliegende Erfindung wird noch vollständiger ausgehend von der folgenden
detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele davon verstanden
werden, wenn sie zusammen mit den Zeichnungen in Verbindung gebracht
wird, in denen:
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein schematisches Blockdiagramm eines hybriden GSM/CDMA-Zellularkommunikationssystems,
gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung; und
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2A und 2B sind
schematische Blockdiagramme, die Kommunikationsprotokollstapel zwischen
Elementen des Systems der 1 darstellen,
und zwar gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Bezug
nehmend auf die 1, die ein schematisches Blockdiagramm
eines hybriden GSM/CDMA-Zellularkommunikationssystems 20 gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ist. System 20 ist um ein öffentliches Landmobilnetzwerk
(PLMN = public land mobile network) 22 aufgebaut, das auf
dem GSM-Kommunikationsstandard basiert, der auf dem Fachgebiet bekannt
ist, und das kurz hierin oben beschrieben wurde. Infrastruktur für solche
Netzwerke existiert bereits und sind in breiter Verwendung in vielen
Ländern, und
die vorliegende Erfindung hat Vorteile des Er möglichens von gradueller Einführung von
CDMA-Dienst in Verbindung mit solch einem Netzwerk ohne der Anforderung
von größeren Änderungen
der existierenden Vermittlungsinfrastruktur.
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PLMN 22 weist
wenigstens eine Mobildienstvermittlungsstelle (MSC) 24 auf
oder möglicherweise eine
Anzahl von solchen Stellen (obwohl nur eine MSC wegen der Übersichtlichkeit
für die
Darstellung gezeigt ist), die Netzwerkoperationen innerhalb eines geographischen
Bereichs steuert. Unter anderen Funktionen ist die MSC 24 für die Ortsregistrierung der
Teilnehmereinheiten und Handover der Teilnehmereinheiten zwischen
Basisstationen zuständig, wie
auch das Verbinden des PLMN 22 mit einem öffentlichen
Telefonvermittlungsnetzwerk (PSTN = public switched telephone network)
und/oder Paketdatennetzwerk (PDN = packet data network) 48.
Die MSC beinhaltet ebenso oder ist verbunden mit einer Interworking-Funktion
(IWF), die Datenkommunikationen wie nachstehend beschrieben unterstützt, und zwar
gemäß den GSM-Standards.
Das PLMN weist ebenso eine Netzwerkmanagementstelle (NMC = network
management center) 26 auf und eine Zellbroadcaststelle
bzw. Zellenausstrahlungsstelle (CBC = cell broadcast center) 28 auf.
Die Funktionen dieser Elemente, wie auch andere Aspekte des Systems 20 und
Details bezüglich
einer Mobilstation (MS) 40 in dem System, sind in den oben
genannten US- und PCT-Patentanmeldungen weiter beschrieben.
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System 20 beinhaltet
eine Vielzahl von MSs 40, die mit dem PLMN 22 über eine
Vielzahl von Basisstationsuntersystemen (BSS) 30 und 32 über eine Drahtlos-HF-Verbindung
bei einer oder mehreren der akzeptierten Zellularkommunikationsfrequenzen kommuniziert.
MS 40, welches ebenso als eine Teilnehmereinheit bekannt
ist, ist vorzugsweise dazu in der Lage, mit beiden GSM BSS 30 zu
kommunizieren, und zwar unter Verwendung eines Standard-GSM-TDMA-Funkkommunikationsprotokolls, und
mit CDMA-BSS 32, unter Verwendung der CDMA-basierten Kommunikationsverfahren,
wie nachstehend beschrieben. Obwohl der Übersichtlichtkeit wegen nur
jeweils eins von MS 40, GSM BSS 30 und CDMA BSS 32 in 1 gezeigt
ist, sei angemerkt, dass in Wirklichkeit das System 20 typischerweise eine
Vielzahl von jedem dieser Systemelemente aufweist.
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Beide,
GSM BSS
30 und CDMA BSS
32 kommunizieren mit und
werden gesteuert von MSC
24, im Wesentlichen gemäß den GSM-Standards, d.h. über die
GSM-Standard-A-Schnittstelle, wie weiter beschrieben hierin nachstehend
mit Bezug auf die
2A und
2B. BSS
32 kommuniziert
ebenso mit CBC
28, um so Nachrichten zu empfangen, die über die
Luft ausgestrahlt werden sollen und weist einen Funkoperation bzw.
Funkbetrieb und Aufrechterhaltungsstelle (OMC-R = radio operation
and maintenance center)
38 auf, die mit NMC
26 über eine GSM-Standard-Q3-Schnittstelle
kommuniziert. Optional kann BSS
32 mit einem generellen
Paketdatendienst (GPRS = general packet data service), wie zum Beispiel
der, der von der European Telecommunications Standards Institute
(ETSI) vorgeschlagen worden ist, verbunden werden. Kommunikationen zwischen
BSS
32 und dem GPRS sind weiter beschrieben im US-Patent
US 6,320,873 mit dem Titel "CDMA Transmission
of Packet-Switched
Data", das dem Rechtsnachfolger
der vorliegenden Patentanmeldung zugeordnet ist.
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Kommunikationen
zwischen CDMA BSS 32 und MS 40 sind auf einer
CDMA-Funk-"Luftschnittstelle" aufgebaut, die vorzugsweise
auf dem IS-95-Standard für
CDMA-Kommunikationen basiert, und vorzugsweise mit der TIA/EIA-95-B-Version des Standards
mit notwendigen Modifikationen wie nachstehend beschrieben. BSS 32 ist
um einen Basisstationscontroller (BSC 34) aufgebaut, der
eine Anzahl von Basisstationstransceivern (BTS = base station transceiver) 36 steuert
und damit kommuniziert. Jedes BTS sendet HF-Signale zu und empfängt HF-Signale
von MS 40, wenn die MS sich innerhalb eines geographischen
Bereichs oder Zelle versorgt von dem bestimmten BTS aufhält. Auf
der anderen Seite, wenn MS 40 sich innerhalb einer Zelle
befindet, die von der GSM BSS 30 versorgt wird, kommuniziert
die MS mit BSS 30 über
eine GSM/TDMA-Luftschnittstelle.
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Um
beide dieser Schnittstellen aufrecht zu erhalten, weist MS 40 eine
Mobilanlage (ME) 42 auf, die vorzugsweise entweder zwei
Funktransceiver, einer konfiguriert für die TDMA-Operation bzw. -Betrieb und
einer für
CDMA, oder ein einzelner Transceiver, der dynamisch zwischen TDMA
und CDMA wechseln kann, aufweist. Die MS beinhaltet einen Mobilabschluss
(MT = mobile termination), der die Endgeräteanlage (TE = terminal equipment) 46 für Dateneingabe
und -ausgabe unterstützt.
Vorzugsweise weist TE 46 ein Benutzerendgerät auf, wie
zum Beispiel einen Personal Computer oder ein Faxgerät, gekoppelt an
die Eingabe- und Ausgabedaten über
den MT. Zusätzlich
weist MS 40 ein Teilnehmeridentitätsmodul (SIM = subscriber identity
module) 44 auf, und zwar gemäß den GSM-Standards.
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2A ist
ein Blockdiagramm, das schematisch die Protokollstapel, die in den
Signalisierungsschnittstellen zwischen MS
40, CDMA BSS
32 und GSM
MSC
24 benutzt werden, darstellt, und zwar gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Diese Schnittstellen ermöglichen
es der MS
40, mit GSM MSC
24 über eine CDMA-Luftschnittstelle
zu kommunizieren. Der Betrieb dieser Schnittstellen und im Besonderen
der Nachrichtenfluss über
diese Schnittstellen ist detaillierter in der oben genannten PCT-Anmeldung WO97/23108
beschrieben, wie auch in dem oben genannten US-Patent
US
6,320,873 , mit dem Titel "Base Station Handover in a Hybrid GSM/CDMA
Network". Wenn MS
40 mit
MSC
24 über
GSM BSS
30 in Kommunikation steht, sind die Protokollstapel
gemäß den GSM-Standards
im Wesentlichen ohne Modifikation.
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MS 40 kommuniziert
mit CDMA BSS 32 über eine
CDMA-Um-Schnittstelle, basierend auf einer CDMA-Luftschnittstelle,
die für
die Kompatibilität
der Signalisierung mit dem GSM-Standard modifiziert wurde. Die CDMA-Luftschnittstelle
zwischen MS 40 und CDMA BSS 32 weist CDMA-Ebene
1 auf, die vorzugsweise auf einem Standard-IS-95-Protokoll operiert,
und GSM-CDMA-Ebene
2, in der der IS-95-Betrieb bzw. -Operation adaptiert wurde, um die
Anforderungen der GSM-Ebene-3-Protokolle aufzunehmen. Ebene 2 unterstützt die
Sendung der Rahmen zwischen MS 40 und BSS 30 oder 32. GSM-CDMA-Ebene
2 beinhaltet Funktionalität,
wie zum Beispiel Nachrichtensortierung, Priorität und Fragmentierung und Sperrung
bzw. Aufhebung und Wiederaufnahme von Kommunikationen, was normalerweise
von der Standard-GSM-Ebene 2 unterstützt wird, aber nicht vom CDMA-IS-95.
GSM-CDMA-Ebene 2
unterstützt
ebenso Nachrichtengrößen bis
zu wenigstens der maximalen Nachrichtengröße, die von der GSM-Ebene 2
erlaubt wird (251 Bytes), die dann größer als die maximale IS-95-Nachrichtengröße ist.
Vis-a-vis-GSM BSS 30 sind
die Luftschnittstellenebenen 1 und 2 gemäß den GSM-Standards im Wesentlichen ohne Modifikation.
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Standard-GSM-Protokolle
beinhalten drei Funkschnittstellenunterebenen (RIL3 = radio interface
sub-layers 3) über
die physikalischen und Einrahmungsebenen GSM-Ebene 1 und Ebene 2: Funkressourcenmanagement
(RR = radio resource), Mobilmanagement (MM = mobile management)
und Verbindungsmanagement (CM = connection management). Die CM-Ebene
unterstützt
Signalisierung für
Anrufsverarbeitung, wie auch GSM-Unterstützungs- bzw. Zusatzdienste und Kurznachrichtendienst
(SMS = short message service). Die MM-Ebene unterstützt Signalisierung,
die für
die Ortung der MS 40 benötigt wird, wie auch die Authentifizierung und
Schlüsselungsschlüsselmanagement.
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Um
die im Wesentlichen unmodifizierten GSM MM und CM-Ebenen zu unterstützen, wird
eine GSM-CDMA-RR-Ebene in der MS 40 und BSS 32 Protokollstapel
eingeführt.
Die GSM-CDMA-RR-Ebene, die Funkressourcen managed und Funkverbindungen
zwischen MS 40 und BSSs 30 und 32 aufrecht
erhält "weiß" von der Existenz
der dualen GSM- und CDMA-Niedrigebenen (Ebene 1 und 2) in dem MS 40-Protokollstapel.
Es ruft die geeignete Niedrigebenen in dem MS-Stapel auf, um mit
entweder der Standard-RIL3-RR-Ebene über die GSM-Um-Schnittstelle
oder die GSM-CDMA-RR-Ebene der BSS 32 über die CDMA-Um-Schnittstelle
zu kommunizieren, abhängig von
den Instruktionen, die es von der BSS mit der sie in Kommunikation
steht, empfängt.
Die RR-Ebene in dem MS-Stapel steuert ebenso den Handover zwischen
den entsprechenden Luftschnittstellen, die in den Ebenen 1 und 2
definiert sind, und zwar unter den Instruktionen von MSC 24,
BSS 30 und BSS 32.
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Egal
welche der Luftschnittstellen in Benutzung ist unterstüzt die GSM-CDMA-RR-Ebene die Standard-GSM-RIL3-MM
und -CM-Ebenen über
ihr. Die MM- und
CM-Ebenen werden nicht von der BSS 32 verarbeitet, sondern
werden im Gegenteil zwischen MS 40 und MS 24 zur
Verarbeitung auf eine Art und Weise im Wesentlichen transparent
zu den CDMA-Luftschnittstellen darunter, durchgeleitet. Weitere
Merkmale der RR-Ebene sind in der oben genannten US-Patentanmeldung
mit dem Titel "Base Station
Handover in a Hybrid GSM/CDMA Network" beschrieben.
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CDMA
BSS 32 kommuniziert mit GSM MSC 24 über eine
im Wesentlichen unmodifizierte Standard-GSM-A-Schnittstelle. Diese
Schnittstelle basiert auf dem GSM SS7 und BSS Application Part (BSSAP)-Protokollen,
wie auf dem Fachgebiet bekannt ist, und zwar vorzugsweise gemäß dem GSM
08.06 und 08.08-Standard. BSSAP unterstützt Prozeduren zwischen MSC 24 und
BSS 32, die Interpretation und Verarbeitung der Information
bezogen auf einzelne Anrufe und Ressourcenmanagement benötigen, wie auch
Transfer der Anrufssteuerung und Mobilitätsmanagementnachrichten zwischen
MSC 24 und MS 40. BSS 32 übersetzt
CDMA-Ebene 1, GSM-CDMA-Ebene 2 und GSM-CDMA-RR-Protokolle, die zwischen der
BSS und MS 40 ausgetauscht werden, und zwar in geeignete
SS7 und BSSAP-Protokolle für die
Sendung zur MSC 24 und umgekehrt.
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Da
CDMA BSC 34 mit GSM MSC 24 unter Verwendung der
Standard-A-Schnittstelle
kommuniziert, werden im Wesentlichen keine Modifikationen in der
Kern-GSM-MSC benötigt,
um die Hinzufügung der
CDMA BSS 32 zum GSM-System 20 zu ermöglichen.
Weiterhin muss die MSC 24 nicht wissen, dass es einen Unterschied
in der Identität
zwischen GSM/TDMA BSS 30 und CDMA BSS 32 gibt,
da beide mit der MSC auf im Wesentlichen gleiche Art und Weise über die
A-Schnittstelle kommunizieren.
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2B ist
ein Blockdiagramm, das schematisch die Sendeprotokollstapel zeigt,
die beim Vorsehen von leitungsvermittelten Daten über MS 40 und CDMA
BSS 32 und MSC/IWF 24 involviert sind, und zwar
gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. ME/MT 42 tauscht Benutzerdaten
mit TE 46 über
eine Verbindung an einem Referenzpunkt R aus, und zwar unter Verwendung
einer GSM-kompatiblen Endgeräteadaptierungsfunktion
(TAF = terminal adaptation function) in der MS. Die TAF ist adaptiert,
auf egal welches TE-Protokoll benutzt wird, wie zum Beispiel ein
asynchrones Protokoll, wie auf dem Fachgebiet bekannt, oder alternativ
ein synchrones Protokoll. Wenn eingehende Daten asynchron sind,
wendet MS 40 eine Ratenadaptierung-(RA0)-Funktion an, und
zwar gemäß den GSM-Protokollen, die
die asynchronen Daten mit zusätzlichen
Stoppelementen auffüllt,
um so in den nächst
verfügbaren
GSM-Synchrondatenkanal zu passen. Diese Datenkanäle haben Raten von 2n × 600
Bits (so dass 75 Bits und 300 Bit/s Signalisierungsraten auf einen
synchronen Strom von 600 Bits adaptiert werden). MSC/IWF 24 beinhaltet
eine RA0-Funktion, die ein "Spiegelbild" der RA0 in MS 40 ist.
MS 40 und MSC/IWF 24 beinhalten ebenso eine GSM-Fax-Adapterfunktion,
die eine Standardfaxschnittstelle in der MS vorsieht und Unterschiede
in Sendeverzögerungen,
die in zellularen, im Gegensatz zu drahtgebundenen, Kommunikationsnetzwerken
auftritt, kompensiert.
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Bekannte
(nicht-transparente) Benutzerprotokolle werden von der MS 40 zur
MSC 24 über
BSS 32 unter Verwendung einer GSM-Ebenen-2-Weiterleitungsfunktion
(L2R = Layer 2 relay) transportiert, vorzugsweise gemäß dem GSM-Standard
07.01. Während
transparente Protokolle generell einen Eingabebitstrom ohne Modifikation
senden, modifizieren nicht-transparente
Protokolle den Bitstrom vor der Sendung, typischerweise um die benötigte Sendedatenrate
zu reduzieren. L2R benutzt die Dienste, die von einem GSM-Funkverbindungsprotokoll
(RLP = radio link protocol) vorgesehen werden, und zwar vorzugsweise
gemäß dem GSM-Standard
04.22, um zuverlässig
die L2R-Protokollinformation über
die Luft zu transportieren.
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Synchrone
Benutzerdaten, die von RA0 und vom Faxadapter und RLP-Funktionen der MS 40 ausgegeben
wurden, sind für
den Transport über
die CDMA-Um-Schnittstelle durch eine Ratenadapter-1'-Funktion (RA1') adaptiert bzw.
angepasst. RA1' adaptiert
die Datenraten der RA0, des Faxadapters und RLP in IS-95-Funkschnittstellendatenraten,
die generell unterschiedlich zu den GSM-Datenraten sind. Höhere Datenraten, über 9600
bps, können durch
IS-95-Mitteldatenratensendung (MDR = medium data rate) aufgenommen
werden, wie nachfolgend weiter beschrieben wird.
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Ratenadaptierung
bzw. -anpassung zwischen BSS 32 und MSC/IWF 24 wird
von den Funktionen der GSM-Ratenadaptierung 1 (RA1) und Ratenadaptierung
2 (RA2) durchgeführt,
so dass die Daten über
die A-Schnittstelle bei einer Standard-GSM-Leitungsvermittlungsdatenrate übertragen
werden. Die RA1-Funktion adaptiert die synchronen Daten, die von
der RA1' übertragen
wurden, um dazwischen liegende Datenraten von 8 oder 16 kBit/s.
Die RA2-Funktion
ist spezifiziert durch den CCITT-Standard V.110 und wird benutzt,
um RA1-Daten auf eine 64 kBit/s-Rate zu adaptieren, wie es von den
CCITT E1-Datentransportprotokollen benötigt wird. Diese Protokolle
basieren auf einem 2 Mbit/s-Datenstrom, mit einer Rahmenstruktur
von 32 × 64
kBit/s. Die MSC/IWF ist schematisch gezeigt, um eine L1-Ebene zu
beinhalten, mittels dem, von dem die Benutzerdaten von TE 46 zu
einem kompatiblen Endgerät
oder Fax (nicht in den Figuren gezeigt) ausgegeben werden, generell
nach dem Transport über
PSTN/PDN 48.
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Obwohl
die Kommunikationsprotokollebenen, die oben genannt wurden, generell
mit Bezugnahme auf Funktionen beschrieben sind, die benötigt werden,
um einen Datenstrom von TE 46 zum Transport zur MSC/IWF 24 anzupassen
bzw. zu adaptieren, sei angemerkt, dass die gleichen Protokollebenen
ebenso benutzt werden, um synchrone Hochgeschwindigkeitsdaten von
MSC/IWF 24 zum Transport zur und ausgegeben von TE 46 zu
adaptieren. MSC/IWF 24 sendet somit und empfängt Daten
zur und von TE 46 über
ME/MT 42 und BSS 32 im Wesentlichen ohne Bezug
auf die Tatsache, dass die Daten zwi schen der BSS und MS 40 CDMA-codiert sind,
als ob MS 40 im GSM/TDMA-Modus operieren würde.
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Wie
oben angemerkt, wenn die Benutzerdatenrate normale CDMA-Verkehrskanalraten überschreitet,
wird das IS-95-MDR-Merkmal für
Hochgeschwindigkeitsdatendienste vorzugsweise benutzt, um die Überschussdaten
aufzunehmen. In diesem Fall öffnen
MS 40 und BSS 32 vielfache Verkehrskanäle zwischen
ihnen. Da es häufig
ein größeres Volumen
von Daten gibt, die in eine Richtung im Vergleich zur anderen transportiert
werden sollen (am häufigsten
in eine Vorwärtsrichtung,
d.h. von BSS 32 zu MS 40) muss die Anzahl der
Kanäle,
die in den zwei Richtungen geöffnet
werden, nicht gleich sein. Zum Beispiel kann es vier Vorwärtskanäle und nur
zwei Rückwärtskanäle, die
geöffnet
werden, geben. In jede Richtung gibt es vorzugsweise einen Fundamentalcodeverkehrskanal,
der Signalisierung (2A) neben den Daten trägt, und
bis zu sieben Zusatzcodeverkehrskanäle für Hochgeschwindigkeitsdaten.
Der Fundamentalkanal ist aktiv im Wesentlichen kontinuierlich, während die
Zusatzkanäle nach
Bedarf aktiviert werden, basierend auf der gesamten Datenrate zu
jeder Zeit.
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IS-95-MDR
kann benutzt werden, um Hochgeschwindigkeitsdatendienst vorzusehen,
vergleichsweise mit dem, der in dem GSM-Phase-2+-Standard für hochgeschwindigkeitsleitungsvermittelte
Daten (HSCSD = high-speed circuit-switched data) definiert ist. Die IS-95-MDR-CDMA-Sendung
hat jedoch den Vorteil der dynamischen Bandbreitenzuordnung im Gegensatz
zu statischer Zuordnung der CDMA-Zeitschlitze in HSCSD. Dieser CDMA-Ansatz
erlaubt somit effizientere Verwendung des verfügbaren Sendespektrums bei beidem,
bei MDR- und bei normalen Datenraten, im Vergleich zum konventionellen
GSM TDMA-Ansatz.
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Obwohl
bevorzugte Ausführungsbeispiele hierin
oben mit Bezug auf ein bestimmtes hybrides GSM-CDMA-System beschrieben
werden, sei es angemerkt, dass die Prinzipien der vorliegenden Erfindung
auf ähnliche
Weise an gewendet werden können,
um auch über
die Luft Datentransfer in anderen hybriden GSM/CDMA-Kommunikationssystemen
zu bewerkstelligen.
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Es
wird somit angemerkt, dass die bevorzugten Ausführungsbeispiele, die oben beschrieben
wurden, als Beispiel zitiert wurden, und der volle Schutzumfang
der Erfindung nur durch die Ansprüche begrenzt wird.