FI102713B - Menetelmä radioyhteyden muodostamiseksi osana ATM-verkkoa - Google Patents

Description

102713

Menetelmä radioyhteyden muodostamiseksi osana ATM-verkkoa - Förfarande för att utforma ett radioförbindelse som en del av ett ATM-nät 5 Keksintö koskee yleisesti langattoman päätelaitteen liikkuvuuteen tähtääviä toimia tiedonsiirtoverkossa, jossa tietoa siirretään paketteina eli soluina. Erityisesti keksintö koskee yhteyden muodostamismenetelmää päätelaitteen ja tukiaseman välille verkossa, joka takaa yhteydelle tietyn palvelutason.

10 ATM-verkko (Asynchronous Transfer Mode) on tiedonsiirtojärjestelmä, jossa tietoa siirretään digitaalimuodossa 53 tavun pituisina soluina päätelaitteesta toiseen kytkimien (engl. switch) ja niiden välisten nopeiden siirtoyhteyksien kautta. Kussakin solussa on 48 tavun pituinen hyötykuormaosa ja 5-tavuinen otsikko. Tilan säästämiseksi solun otsikkotiedot eivät sisällä täydellistä osoitetietoa, joka kuvaisi 15 käytössä olevan tiedonsiirtoreitin lähettävästä vastaanottavaan laitteeseen asti, vaan solujen otsikkotietoihin on sisällytetty vain tiedot siitä virtuaalisesta väylästä ja kanavasta, jossa kyseinen tiedonsiirtoyhteys kuljetetaan. Verkon kytkimissä eli solmuissa (engl. node) on tarpeellinen reititystieto, jonka perusteella kyseiset virtuaalisen väylän ja kanavan tunnukset tulkitaan osoitukseksi kulloinkin 20 seuraavaan solmuun.

Tulevaisuudessa on oletettavissa, että tähän asti lähinnä johdinyhteyksiin perustunut ATM-verkko tulee palvelemaan myös langattomia päätelaitteita, jotka ovat yhteydessä verkkoon radiotukiasemien välityksellä. Päätelaitteet voivat liikkua 25 tukiasemiin ja niiden kuuluvuusalueisiin nähden, jolloin järjestelmän on pystyttävä tekemään tarvittaessa tukiaseman vaihto eli "handover". Kunkin ATM-yhteyden eräs ominainen piirre on päätelaitteen ja verkon välinen sopimus yhteyden tarvitsemasta palvelutasosta (QoS, Quality of Service). Sopimus kattaa erityisesti yhteydessä sallittujen viiveiden enimmäispituuden ja yhteyden tarvitseman 30 kapasiteetin, jota mitataan siirtonopeuden yksiköinä (esimerkiksi soluina/s).

Yhteydelle sovittu palvelutasoja sen säilyttäminen ovat merkittäviä tekijöitä, kun päätetään tukiaseman vaihdon ajankohdasta ja siitä, mikä on tietylle päätelaitteelle osoitettava uusi tukiasema. Lisäksi radioyhteyden osittain ennalta määräämättömät kuuluvuus- ja häiriöominaisuudet aiheuttavat epävarmuutta siitä, miten palvelutaso 35 tulee määritellä yhteyden muodostamisessa ja miten sitä voidaan ylläpitää yhteyden aikana.

2 102713

Kuvassa 1 on esitetty yksinkertainen ATM-järjestelmän radiolaajennus, johon kuuluu päätelaite 1, kolme tukiasemaa (AP, Access Point) 2, 3 ja 4 sekä tukiasemien ja muun verkon välisiä yhteyksiä välittävä kytkin 5. Radioyhteyden muodostaminen tulee ajankohtaiseksi, kun halutaan välittää tietoa päätelaitteen 1 ja ATM-verkon 5 välillä tukiaseman 2 kautta. Yhteyden aikana ja jopa ennen sen muodostamista päätelaitteella voi olla tieto myös tukiasemien 3 ja 4 olemassaolosta tallennettuna tiettyyn vaihtoehtoisten tukiasemien rekisteriin. Päätelaitteella 1 voi olla myös useita samanaikaisia ATM-yhteyksiä, joihin liittyvät soluvirrat voivat olla toisistaan riippumattomia.

10

Jos tietylle ATM-yhteydelle määritelty palvelutaso on hyvin korkea eikä järjestelmä pysty ylläpitämään sitä, koska radioyhteydessä on häiriöitä, päätelaitteen 1 käyttäjä ei saa haluamaansa sovellusta toimimaan kunnolla ja kokee tilanteen turhauttavana ja osoituksena järjestelmän epäluotettavuudesta. Toisaalta, jos radioyhteyden 15 luotettavuudelle asetetaan kohtuuttoman suuret vaatimukset ennen kuin järjestelmä ylipäänsä sallii yhteyden muodostamisen, käyttäjä voi havaita, ettei hän saakaan käyttöönsä haluamaansa yhteyttä toistuvista yrityksistä huolimatta. Lisäksi ATM-järjestelmälle on tyypillistä, että tietyn soluvirran soluja ei saa kadota eivätkä solut saa kahdentua tai vaihtaa keskinäistä järjestystään yhteyden eri vaiheissa, mikä 20 aiheuttaa vaikeita synkronointivaatimuksia. Solujen katoaminen tai niiden järjestyksen sekoittuminen aiheuttaa tavallisimmin sen, että jollakin ylemmällä protokollatasolla havaitaan virheellinen tarkistussumma tai muu ilmaisin, jolloin tietty useita soluja käsittävä tietorakenne (PDU, Protocol Data Unit) hylätään ja vaaditaan lähetettäväksi uudelleen. Tämä on verkkokapasiteetin hyödyntämisen 25 kannalta epätaloudellista.

Vielä eräs ongelma liittyy verkon kapasiteetin jakamiseen eri käyttäjien kesken. Palvelutason eli QoS:n lisäksi yhteyskohtainen ATM-liikennöintisopimus käsittää myös sopimuksen siitä, kuinka suurta osaa verkon kapasiteetista tietty yhteys on 30 oikeutettu käyttämään. On mahdollista, että tietty käyttäjä pyrkii tahallaan tai laiteviasta johtuen ylittämään sovitut kapasiteettirajat, mikä heikentää muiden käyttäjien saamaa palvelua. Yhteyden muodostamisessa ja tukiaseman vaihdossa tulisi kontrolloida kyseiselle yhteydelle varattavien resurssien määrää.

35 Tämän keksinnön tavoitteena on esittää menetelmä radioyhteyden muodostamiseksi langattomassa ATM-järjestelmässä, jossa menetelmässä otetaan huomioon palvelutason oikea määrittäminen ja ylläpito. Lisäksi keksinnön tavoitteena on 3 102713 esittää menetelmä tietyn radioteitse välitettävän yhteyden varaamien tiedonsiirtoresurssien kontrolloimiseksi.

Keksinnön tavoitteet saavutetaan jakamalla palvelutason määrittämiseen ja 5 ylläpitoon sekä yhteyskohtaiseen liikennöintisopimukseen liittyvät tehtävät kiinteän ATM-verkon kytkimen ja ainakin yhden sen kanssa tiedonsiirtoyhteydessä olevan radiotukiaseman kesken jäljempänä kuvattavalla tavalla.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle tiedonsiirtoyhteyden muodostamiseksi 10 tiedonsiirtojärjestelmässä, jossa tiedonsiirtoyhteyteen liittyy tietty palvelutaso ja joka tiedonsiirtojärjestelmä käsittää kytkimen, ainakin yhden tukiaseman ja päätelaitteen ja jossa menetelmässä - mainittu päätelaite lähettää radioteitse pyynnön tiedonsiirtoyhteyden muodostamisesta, joka pyyntö sisältää tiedon mainitun tiedonsiirtoyhteyden 15 edellyttämästä palvelutasosta ja - mainittu tukiasema vastaanottaa mainitun pyynnön ja välittää sen mainitulle kytkimelle, on tunnusomaista, että - vasteena mainittuun pyyntöön mainittu kytkin lähettää ainakin yhdelle 20 tukiasemalle tiedustelun, voiko tukiasema välittää pyynnön mukaisen tiedonsiirtoyhteyden ottaen huomioon mainitun palvelutason, - vasteena mainittuun tiedusteluun tiedustelun vastaanottanut tukiasema lähettää mainitulle kytkimelle vastauksen, ja - mainittu kytkin päättää mainitun vastauksen perusteella, välitetäänkö mainitun 25 pyynnön ilmaisema tiedonsiirtoyhteys mainitun vastauksen lähettäneen tukiaseman kautta.

Radioyhteyksiin perustuvat ATM-verkon laajennukset, jotka on tarkoitettu liikkuville päätelaitteille, noudattavat edellä esitettyä arkkitehtuuria, jossa on 30 kiinteän (johdinvälitteisen) ATM-verkon kytkin ja siihen liitettynä ainakin yksi radiotukiasema, todennäköisemmin useita radiotukiasemia. Keksintöön johtaneen tutkimuksen mukaan ohjaustoiminnot, jotka määrittävät radiolaajennuksen kautta välitettävien yhteyksien palvelutason ja muodostavat päätöksen yhteyksien sallimisesta tai estämisestä, voidaan jakaa periaatteessa kolmella tavalla: 35 - keskitetysti, jolloin kiinteän ATM-verkon kytkin tekee kaikki päätökset sellaisen säännöllisesti päivitettävän statusinformaation perusteella, jota tukiasemat sille lähettävät, 4 102713 - hajautetusti, jolloin kukin tukiasema sallii tai estää tietyn yhteyden itsenäisellä päätöksellä, tai 5 - jakamalla liikennöintisopimuksiin liittyvät päätökset kytkimen ja tukiaseman tai -asemien kesken.

Kiinteän ATM-verkon kytkintä nimitetään seuraavassa lyhyyden vuoksi "kytkimeksi". Keksintöön johtaneessa tutkimuksessa todettiin, että päätösten ja 10 tehtävien jakaminen kytkimen ja tukiasemien kesken on edellä mainituista vaihtoehdoista paras. Sen mukaisesti päätelaitteesta verkkoon päin suuntautuva eli ns. ylössuuntainen yhteys alkaa päätelaitteen esittämällä yhteyspyynnöllä, joka sisältää indikaation päätelaitteen haluamasta palvelutasosta ja joka tulee kytkimeen jonkin tukiaseman välityksellä. Kytkin esittää ainakin yhdelle tukiasemalle 15 statuskyselyn, jonka perusteella tukiasema tutkii, riittääkö sen kapasiteetti yhteyden välittämiseen. Tukiaseman tai -asemien antamien vastausten perusteella kytkin antaa yhteyden tietyn tukiaseman välitettäväksi. Samaa kyselymenettelyä sovelletaan edullisesti tukiaseman vaihdossa, jossa päätelaitteen esittämä pyyntö tukiaseman vaihdosta välittyy kytkimelle, joka esittää statuskyselyn yhdelle tai 20 useammalle tukiasemalle. Tukiasemien antamien vastausten perusteella kytkin päättää, mille tukiasemalle meneillään oleva yhteys siirretään.

Keksinnön mukaista menetelmää soveltava ATM-verkon radiolaajennus on helposti mukautettavissa käsittämään enemmän tai vähemmän tukiasemia. Kun tukiasemien 25 ja kytkimen välinen tiedonsiirto koskien esimerkiksi tietynsuuntaisen soluvirran loppumista järjestetään keksinnön mukaisella tavalla, kytkimellä on koko ajan hyvät mahdollisuudet valvoa koko radiolaajennnuksen toimintaa. Tukiasemien ja kytkimen välisen signaloinnin määrässä saavutetaan hyvä kompromissi hajautetun päätöksenteon (=vähän signalointia) ja keskitetyn päätöksenteon (=paljon 30 signalointia) välillä, koska tietoa tukiasemien toimintatilasta välitetään niiden ja kytkimen välillä vain tarpeen tullen. Kytkimen ei myöskään tarvitse olla riippuvainen järjestelmässä sovellettavista radioliikennestandardeista ja -yhteyskäytännöistä, koska sen ei tarvitse tehdä tukiasemakohtaisia päätöksiä, joihin vaikuttavat esimerkiksi eri tukiasemien päätelaitteille tarjoamat erilaiset 35 radiorajapinnat. Menetelmässä käytetään hyväksi reaaliaikaista tukiasemien statustietoa, jolloin järjestelmä mukautuu hyvin nopeasti vaihtuviin .: radioyhteysolosuhteisiin.

5 102713

Seuraavassa selostetaan keksintöä yksityiskohtaisemmin viitaten esimerkkinä esitettyihin edullisiin suoritusmuotoihin ja oheisiin kuviin, joissa kuva 1 esittää tekniikan tason mukaista ATM-verkon radiolaajennusta, ja 5 kuva 2 havainnollistaa ATM-verkon radiolaajennusta, jossa sovelletaan keksinnön mukaista menetelmää.

Edellä tekniikan tason selostuksen yhteydessä on viitattu kuvaan 1, joten 10 seuraavassa keksinnön ja sen edullisten suoritusmuotojen selostuksessa viitataan lähinnä kuvaan 2. Kuvissa käytetään toisiaan vastaavista osista samoja viitenumerolta.

Seuraavassa selostetaan aluksi yhteyden muodostamista kuvan 2 mukaisessa ATM-15 verkon radiolaajennuksessa, jossa on päätelaite 1, tukiasema 2 ja kytkin 5, joka on johdinyhteydessä kiinteään ATM-verkkoon. Päätelaite 1 lähettää tukiasemalle 2 tietynlaista ATM-yhteyttä koskevan pyynnön, jonka tukiasema välittää sellaisenaan ("transparentisti") kytkimelle 5. Pyyntö sisältää mm. tiedot päätelaitteen haluamasta palvelutasosta. Vasteena mainittuun pyyntöön kytkimen on muodostettava 20 liikennöintisopimus, joka käsittää verkon puolelta sitoutumisen tiettyyn palvelutasoon (QoS, Quality of Service) ja edellyttää päätelaitteelta tietyn yhteyskohtaisen liikennöintikuvauksen (Connection Traffic Descriptor) noudattamista. Liikennöintisopimus (ATM Traffic Contract) koskee sekä radiolaajennuksen osuutta että yhteyttä kiinteän ATM-verkon suuntaan. Tässä 25 oletetaan, että kytkin käsittelee ensin radiolaajennusta koskevan osuuden.

Kytkin 5 lähettää tukiasemalle 2 tietyn RR-STATUS_ENQUIRY-viestin, jota seuraavassa nimitetään tilatiedusteluksi. Sama tai samanlainen viesti voidaan lähettää kytkimeltä myös useille lähekkäisille tukiasemille. Päätelaite 1 on myös 30 voinut välittää yhteyspyynnössään luettelon niistä tukiasemista, joiden lähetyksen se kuulee, jolloin kytkin 5 lähettää RR-STATUS_ENQUIRY-viestin ainakin osalle näistä tukiasemista. Tämä viesti sisältää mm. tiedon siitä, minkälaista palvelutasoa päätelaitteen pyytämä yhteys edellyttää. Tukiasema 2 tutkii, mikä on sen resurssien varaustilanne ja voiko se ottaa kyseisen yhteyden hoidettavakseen. Tukiasema 35 ilmaisee mahdollisen positiivisen päätöksen lähettämällä kytkimelle 5 tietyn RR-STATUS-viestin, jossa se sekä ilmoittaa positiivisesta päätöksestään että ilmaisee, .: kuinka paljon yhteyden välittäminen kuormittaa haluttua palvelutasoa. Jos palvelutasoon kuuluu esimerkiksi korkeintaan 100 ms:n viive, tukiasema 2 voi 6 102713 ilmoittaa, että sen kautta välitettyyn yhteyteen tulee radiotiestä johtuen 30 ms:n viive. Menetelmään kuuluvien seuraavien askelten nopeuttamiseksi tukiasema 2 myös varaa tietyt resurssit alustavasti kyseisen yhteyden käyttöön ja ilmoittaa RR-STATUS-viestissä tunnuksen, jolla mainitut resurssit on varattu.

5

Tukiaseman 2 antaman vastauksen perusteella kytkin 5 tekee ns. CAC-päätöksen (Connection Admission Control), joka on ATM-kytkimen toiminnassa sinänsä tunnettua tekniikkaa ja tarkoittaa lähinnä päätöstä siitä, hyväksytäänkö pyydetty yhteys välitettäväksi vai torjutaanko se esimerkiksi puuttuvien resurssien takia.

10 Päätös koskee aluksi radiolaajennusta, mutta kytkin voi tarvittaessa tehdä CAC-päätöksen koskien myös yhteyden välitystä kiinteän ATM-verkon suuntaan. Tässä tehtävässä se käyttää syöttötietona sitä, kuinka suuri osa palvelutason "budjetista" on jo kulutettu radiolaajennuksessa (vrt. viive-esimerkki edellä). Koska johdinyhteydet ovat yleensä hyvin luotettavia ja nopeita verrattuna radioyhteyksiin, 15 on todennäköistä, että nimenomaan radioyhteysosa on rajoittava tekijä resurssien riittävyyttä ajatellen, jolloin CAC-päätös muodostuu suurelta osin tukiasemalta tai -asemilta saatujen tilatietojen perusteella.

Jos CAC-päätös on positiivinen koskien sekä radiolaajennusta että kiinteän verkon 20 osuutta, kytkin hyväksyy yhteyden ja signaloi hyväksymisen päätelaitteelle käyttäen sinänsä tunnettuja ATM-järjestelmän käytäntöjä. Jos tukiasemia on useita ja kytkin on esittänyt niille kaikille tilatiedustelun, sen täytyy lisäksi lähettää varattujen resurssien vapautuskäsky niille tukiasemille, jotka ovat vastanneet tilatiedusteluun positiivisesti, mutta joiden välitettäväksi yhteyttä ei anneta. Keksinnön erään 25 vaihtoehtoisen suoritusmuodon mukaisesti vapautuskäsky ei koske aina resurssien täydellistä vapauttamista, vaan valittua tukiasemaa ympäröiville tukiasemille voidaan lähettää käsky pitää tietty minimikapasiteetti varattuna mahdollista tukiaseman vaihtoa silmälläpitäen. Tämä suoritusmuoto edellyttää, että kytkimellä on tieto tukiasemien keskinäisestä sijainnista, mikä on hyödyllistä myös silloin, jos 30 kytkin yrittää ennakoida mahdollista tukiaseman vaihtoa ennustamalla, minkä tukiaseman alueelle päätelaite seuraavaksi siirtyy.

CAC-päätökseen voivat vaikuttaa muutkin tekijät kuin resurssien varaustilanne eri tukiasemissa. Päätelaitteella voi olla esimerkiksi erilaiset käyttöoikeudet eri 35 tukiasemien palveluihin tai matkapuhelinverkoista tunnettu kotialuehinnoittelu, jolloin yhteys on edullisinta ohjata nimenomaan tietylle tukiasemalle.

7 102713

Keksinnön mukaista menetelmää voidaan soveltaa myös tukiaseman vaihdossa. Kun päätelaite 1 havaitsee, että yhteys vanhaan tukiasemaan 2 käy heikoksi, se tekee päätöksen tukiaseman vaihdon aloittamisesta. Päätelaite lähettää HOREQUEST-viestin, jonka tukiasema 2 välittää kytkimelle 5. Viesti sisältää mm. luettelon 5 suosituimmuusjärjestyksessä niistä tukiasemista, joille päätelaite 1 voi vaihtaa eli joiden lähetyksen se kuulee. Vasteena HOREQUEST-viestiin kytkin 5 lähettää tilatiedustelun eli RR-STATUS_ENQUIRY-viestin kaikille luettelon tukiasemille tai osalle niistä, jotta se saa selville, miten eri tukiasemat voisivat ottaa välitettäväkseen uuden yhteyden. Kukin tilatiedustelun saanut tukiasema tutkii 10 vallitsevan tilanteen ja varaa alustavasti tarvittavat resurssit sekä vastaa kytkimelle RR-STATUS-viestillä, joka ilmaisee, onko yhteyden välittäminen mahdollistaja millä tunnuksella alustava varaus on tehty. Saamiensa vastausten perusteella kytkin 5 valitsee sen positiivisesti vastanneen tukiaseman, jolla on korkein suosituimmuusasema.

15

Varoittamattomassa tukiaseman vaihdossa, jossa päätelaite häipyy nopeasti vanhan tukiaseman kuuluvuusalueelta, edellä kuvattu toiminta ei ole mahdollista, vaan päätelaite muodostaa radioyhteyden jonkin uuden tukiaseman kanssa ja lähettää sen kautta kytkimelle tukiaseman vaihtoa ilmaisevan HO REQUEST-viestin. Viesti 20 sisältää mm. luettelon suosituimmuusjärjestyksessä niistä tukiasemista, joille päätelaite voi vaihtaa eli joiden lähetyksen se kuulee. Vasteena HO REQUEST-viestiin kytkin lähettää tilatiedustelun eli RR-STATUS_ENQUIRY-viestin kaikille luettelon tukiasemille tai osalle niistä, jotta se saa selville, miten eri tukiasemat voisivat ottaa välitettäväkseen uuden yhteyden. Tukiasemien vastaustoimenpiteet -: 25 tähän viestiin ja niiden perusteella kytkimessä tehtävä päätös tapahtuvat samalla tavalla kuin edellä hallitun tukiaseman vaihdon tapauksessa. Koska päätelaite on ottanut yhteyden tietyn tukiaseman kautta pitäen sitä suosituimpana uutena tukiasemana, on luultavaa, että kytkin päättää antaa yhteyden juuri tälle tukiasemalle. Jos päätelaite ei lähetä suosituimpien tukiasemien listaa vaan 30 ainoastaan tiedon vanhasta tukiasemasta, uusi tukiasema voi ottaa yhteyden suoraan vanhaan tukiasemaan ja pyytää lähettämättä jääneiden alassuuntaisten solujen siirtämistä.

Kun yhteys päätelaitteesta 1 tietyn tukiaseman 2 kautta kytkimeen 5 on 35 muodostettu, järjestelmän on valvottava, että päätelaite ei ylitä liikennöintisopimuksen asettamia resurssien rajoja. Radioyhteys on tässä : käsitellyssä järjestelmässä todennäköisesti tärkein rajoittava tekijä, joten keksinnön mukainen menetelmä keskittyy erityisesti radioresurssien käytön kontrollointiin.

8 102713 Päätelaitteilta voidaan edellyttää, että niiden valmistajat sisällyttävät laitteisiin toimintoja, jotka estävät sovitun resurssimäärän ylittämisen. Tällaisesta "vapaaehtoisesta" valvonnasta käytetään yleisesti nimitystä "Traffic shaping". Käyttäjät voivat kuitenkin muuttaa tahallisesti päätelaitteiden toimintaa, joten 5 verkon on varauduttava myös epärehellisiin käyttöyrityksiin. Verkossa toimivaa valvontaa nimitetään käyttöarvojen kontrolloinniksi tai UPC:ksi (engl. Usage Parameter Control).

Keksinnön mukaisen menetelmän edullisessa suoritusmuodossa tukiasema 2 10 käsittää algoritmin, joka jakaa radiotien kapasiteettia päätelaitteille perustuen päätelaitteiden esittämiin pyyntöihin ja yhteyskohtaisesti sovittuihin liikennöintisopimuksiin. Päätelaitteen 2 lähetyspuskurissa (ei esitetty kuvassa) on kulloinkin tietty määrä soluja liittyen tiettyyn tukiaseman 2 kautta välitettävään virtuaaliseen kanavaan (VC, Virtual Circuit). Päätelaite ilmoittaa erityisessä 15 varausviestissä tukiasemalle tätä yhteyttä varten osoitetun puskurin koon, jolloin tukiasema määrää, kuinka monta solua päätelaite voi lähettää kerrallaan. Tukiasema 2 muodostaa näin virtuaalikanavakohtaisen lähetysaikataulun, joka käytännössä vastaa UPC-toimintoa. Jos päätelaite 1 yrittää lähettää sovittua enemmän soluja, tukiasema ei ota niitä vastaan tai, jos tarvittava kapasiteetti on vapaana, ottaa ne 20 vastaan, mutta lähettää ne eteenpäin varustettuina CLP-lipun (Cell Loss Priority) arvolla 1, joka tarkoittaa, että jos muualla verkossa tulee ongelmia liian suuren solumäärän takia, kyseiset solut voidaan tuhota.

Keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaisen menetelmän ansiosta, jossa 25 menetelmässä UPC-toiminto tapahtuu jo tukiasemassa 2, kytkimen 5 toimintaa voidaan jonkin verran yksinkertaistaa, koska sen ei tarvitse kontrolloida uudelleen niitä yhteyksiä, jotka tukiasema 2 on jo kontrolloinut. Tukiaseman 2 ei tarvitse kiinnittää huomiota verkosta päätelaitteeseen päin suuntautuviin eli alassuuntaisiin yhteyksiin, koska niitä koskevat UPC-toiminnot on tehty jo jossain muualla 30 verkossa.

Keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaisen menetelmän osuus, joka koskee järjestelmän toimenpiteitä tietyn sovitun palvelutason ylläpitämiseksi, perustuu kahteen vaihtoehtoiseen toimintamalliin. On todennäköistä, että radioyhteyden 3 5 luotettavuus eli solujen välittäminen virheettömästi ja mahdollisimman pienellä viiveellä tukiaseman ja päätelaitteen välillä on merkittävin palvelutason ylläpitoa uhkaava tekijä. Tiettyä yhteyttä kuvaavan liikennöintisopimuksen perusteella voidaan määritellä solukohtaiset aikarajat, joiden perusteella lähettävä radiolaite voi 9 102713 laskea, kuinka kauan aikaa on jäljellä tietyn solun lähettämiseksi. Jos tietyn solun lähettäminen on epäonnistunut (vastaanottava laite ei ole lähettänyt kuittausta tai on lähettänyt negatiivisen kuittauksen), mutta aikaa on paljon jäljellä, solu voidaan lähettää uudelleen tarvittaessa montakin kertaa. Jos solukohtainen lähetysajan 5 takaraja on jo hyvin lähellä, se voidaan lähettää ehkä vain kerran uudelleen. Tällöin se voidaan kuitenkin varustaa virheenkorjauskoodeilla, joiden perusteella vastaanottava laite voi korjata vähäiset bittivirheet.

Ensimmäinen mainituista kahdesta vaihtoehtoisesta toimintamallista on kiinteän 10 toistolähetys- ja virheenkorjaussuhteen määritteleminen koko siksi ajaksi, kun tietty päätelaite on yhteydessä tiettyyn tukiasemaan. Tämä tarkoittaa, että tukiaseman ja päätelaitteen välillä määritetään, kuinka paljon käytetään uudelleenlähetystä ja kuinka paljon käytetään virheenkorjausta, kun muodostetaan uusi yhteys tai kun yhteys siirtyy kyseiselle tukiasemalle tukiaseman vaihdon seurauksena. Jos tiettyä 15 solua ei saada välitetyksi onnistuneesti ennen kuin solukohtainen määräaika kuluu umpeen, järjestelmä ei ryhdy mihinkään korjaustoimenpiteisiin vaan solu menetetään. Toisen vaihtoehtoisen toimintamallin mukaisesti suhde toistolähetyksen ja virheenkorjauksen välillä päätetään dynaamisesti perustuen kunkin solun jäljellä olevaan "elinaikaan". Jos kyseisen solun lähetysajan takaraja on hyvin lähellä tiukan 20 viiveettömyysvaatimuksen tai useiden epäonnistuneiden uudelleenlähetysten takia, virheenkorjauksen osuutta kasvatetaan. Vastaavasti solu, jolla on paljon "elinaikaa", voidaan lähettää useita kertoja uudelleen käyttäen vähäisempää virheenkorjausta, mikä pienentää prosessoinnin tarvetta lähettävässä laitteessa.

25 Edellä esitellyt toimintamallit voidaan myös yhdistää siten, että yhteydessä käytetään aluksi oletusarvoista kiinteää suhdetta virheenkorjauksen ja uudelleenlähetyksen välillä. Jos tietyn solun elinaika, solujen keskimääräinen elinaika, katoavien solujen suhteellinen osuus tai muu kriittinen tekijä ei pysy oletusarvomenettelylle säädetyissä rajoissa, lähettävä laite voi siirtyä käyttämään 30 joustavampaa dynaamista vaihtoehtoa. Siirtokanavan saantimenettelyn ohjaus eli tiedonsiirrossa käytettävä OSI-mallin (Open System Interconnection) mukainen MAC-protokollakerros (Media Access Control) on laadittava siten, että mainittujen vaihtoehtojen toteuttaminen on mahdollista. Eräs vaihtoehto on mukauttaa MAC-protokolla siten, että yksi protokollassa määritelty aikaväli (slot) voi sisältää 35 vaihtoehtoisesti - PHY-otsikon, MAC-otsikon ja yhden ATM-solun heikolla virheenkorj auskoodauksella, 102713 ίο - PHY-otsikon, lyhennetyn MAC-otsikon ja yhden ATM-solun vahvalla virheenkorjauskoodauksella (MAC-otsikon lyhentäminen rajoittaa tuettavaa MPDU:n/ aikavälijonon pituutta), - 3 ATM-solua heikolla virheenkorjauskoodauksella (aikavälijonon aikaväleissä 2 - 5 n), tai - 2 ATM-solua vahvalla virheenkorjauskoodauksella (aikavälijonon aikaväleissä 2 - n).

Vaikka edellä on selostettu keksinnön soveltamista vain ATM-järjestelmän 10 radiolaajennukseen, samaa keksinnöllistä ajatusta voidaan soveltaa kaikkiin sellaisiin tiedonsiirtojärjestelmiin, joissa tiedonsiirtoyhteyteen liittyy tietty palvelutaso, joka edellyttää resurssien varaamista tukiasemassa.

Claims (13)

1. Menetelmä tiedonsiirtoyhteyden muodostamiseksi tiedonsiirtojärjestelmässä, jossa tiedonsiirtoyhteyteen liittyy tietty palvelutaso ja joka tiedonsiirtojärjestelmä käsittää kytkimen, ainakin yhden tukiaseman ja päätelaitteen, jossa menetelmässä 5 - mainittu päätelaite lähettää radioteitse pyynnön tiedonsiirtoyhteyden muodostamisesta, joka pyyntö sisältää tiedon mainitun tiedonsiirtoyhteyden edellyttämästä palvelutasosta ja - mainittu tukiasema vastaanottaa mainitun pyynnön ja välittää sen mainitulle kytkimelle, 10 tunnettu siitä, että - vasteena mainittuun pyyntöön mainittu kytkin lähettää ainakin yhdelle tukiasemalle tiedustelun, voiko tukiasema välittää pyynnön mukaisen tiedonsiirtoyhteyden ottaen huomioon mainitun palvelutason, - vasteena mainittuun tiedusteluun tiedustelun vastaanottanut tukiasema lähettää 15 mainitulle kytkimelle vastauksen, ja - mainittu kytkin päättää mainitun vastauksen perusteella, välitetäänkö mainitun pyynnön ilmaisema tiedonsiirtoyhteys mainitun vastauksen lähettäneen tukiaseman kautta.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainitun tiedonsiirtojärjestelmän käsittäessä useita tukiasemia - mainittu kytkin lähettää vasteena mainittuun pyyntöön ainakin kahdelle tukiasemalle tiedustelun, voivatko kyseiset tukiasemat välittää pyynnön mukaisen tiedonsiirtoyhteyden ottaen huomioon mainitun palvelutason, 25. vasteena mainittuun tiedusteluun mainitut ainakin kaksi tukiasemaa lähettävät mainitulle kytkimelle vastauksen, ja - mainittu kytkin päättää mainittujen ainakin kahden tukiaseman lähettämien vastausten perusteella, minkä tukiaseman kautta mainitun pyynnön ilmaisema tiedonsiirtoyhteys välitetään. 30

3. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kun mainittu kytkin on lähettänyt tietylle tukiasemalle tiedustelun, voiko kyseinen tukiasema välittää pyynnön mukaisen tiedonsiirtoyhteyden ottaen huomioon mainitun palvelutason, vasteena mainittuun tiedusteluun mainittu tukiasema 35 ilmoittaa mainitulle kytkimelle, kuinka paljon mainitun tiedonsiirtoyhteyden välittäminen kyseisen tukiaseman kautta kuormittaisi mainittua palvelutasoa. 12 102713

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kun mainittu kytkin on lähettänyt tietylle tukiasemalle tiedustelun, voiko kyseinen tukiasema välittää pyynnön mukaisen tiedonsiirtoyhteyden ottaen huomioon mainitun palvelutason, vasteena mainittuun tiedusteluun mainittu tukiasema varaa 5 alustavasti mainittua tiedonsiirtoyhteyttä varten sen tiedonsiirtokapasiteetin, joka tarvitaan kyseisen tiedonsiirtoyhteyden välittämiseksi kyseisen tukiaseman kautta.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainitun kytkimen päätettyä, että mainittua tiedonsiirtoyhteyttä ei välitetä mainitun 10 tukiaseman kautta, mainittu kytkin lähettää mainitulle tukiasemalle vapautuskäskyn mainitun alustavasti varatun tiedonsiirtokapasiteetin vapauttamiseksi.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu vapautuskäsky tarkoittaa mainitun alustavasti varatun tiedonsiirtokapasiteetin 15 vapauttamista kokonaan.

7. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu vapautuskäsky tarkoittaa mainitun alustavasti varatun tiedonsiirtokapasiteetin vapauttamista osittain, jolloin vapauttamatta jäävä osuus mainitusta 20 tiedonsiirtokapasiteetista varataan alustavasti sitä varten, että mainittu tiedonsiirtoyhteys vaihdetaan myöhemmin välitettäväksi mainitun tukiaseman kautta.

8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 25 kun mainittu kytkin on päättänyt, että mainittu tiedonsiirtoyhteys välitetään tietyn tukiaseman kautta, kytkin lähettää mainitulle tukiasemalle toimintakäskyn mainitun tiedonsiirtoyhteyden välittämiseksi, ja vasteena mainittuun toimintakäskyyn mainittu tukiasema muodostaa mainitun tiedonsiirtoyhteyden varaamien resurssien kontrolloimiseksi liikennöintiohjeen, jossa mainitulle tiedonsiirtoyhteydelle on 30 varattu tietty ylössuuntaisten radioresurssien osuus.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu ylössuuntaisten radioresurssien osuus on tietty syklisesti toistuva aikaväli.

10. Patenttivaatimuksen 8 tai 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vasteena mainittuun toimintakäskyyn mainittu tukiasema määrittää lisäksi tietyn r virheenkorjauskoodausmäärän ja tietyn uudelleenlähetyskäytännön radioyhteyttä 102713 varten mainitun tukiaseman ja mainitun päätelaitteen välillä mainittuun tiedonsiirtoyhteyteen liittyvän palvelutason säilyttämiseksi.

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu 5 tukiasema määrittää tietyn kiinteän virheenkorjauskoodausmäärän ja tietyn kiinteän uudelleenlähetyskäytännön sovellettaviksi koko radioyhteyden ajan mainitun tukiaseman ja mainitun päätelaitteen välillä.

12. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu 10 tukiasema määrittää tietyn alustavan virheenkorjauskoodausmäärän ja tietyn alustavan uudelleenlähetyskäytännön sovellettaviksi radioyhteydessä mainitun tukiaseman ja mainitun päätelaitteen välillä, ja määrittää myöhemmin ainakin toisen niistä uudelleen.

13. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukaisen menetelmän käyttö tukiaseman vaihdon yhteydessä ,4 102713