FI102994B - Voimakkaasti läpäisevä hakusanoma tietoliikennejärjestelmässä - Google Patents

Description

102994

Voimakkaasti läpäisevä hakusanoina tietoliikennejärjestelmässä

Keksinnön soveltamisala 5 Keksintö liittyy tietoliikennejärjestelmiin ja eri tyisesti järjestelyyn sanoman toimittamiseksi katvealueella sijaitsevalle tilaajan päätelaitteelle radioyhteyteen perustuvassa tietoliikennejärjestelmässä.

Keksinnön taustaa 10 Matkaviestinjärjestelmät tarjoavat tilaajilleen mahdollisuuden liikkua verkon toiminta-alueen sisällä siten, että tilaajan tavoitettavuus telepalveluiden osalta säilyy. Matkaviestinjärjestelmän toiminta-alue muodostuu tukiasemien avulla aikaansaaduista soluista. Tilaajan pää-15 telaitteena toimiva matkaviestin, tukiasemista ja niitä ohjaavista tukiasemaohjaimista muodostuva radiojärjestelmä sekä matkaviestinjärjestelmän keskusjärjestelmä seuraavat tilaajan liikkumista niin, että tilaaja voi liikkua vapaasti toiminta-alueen solusta toiseen tarvitsematta huo-20 lehtiä siitä, minkä solun alueella päätelaite kulloinkin toimii.

Radioaaltojen etenemiseen liittyvät seikat, esimerkiksi vaimentuminen, heijastuminen jne. aiheuttavat toi-... minta-alueeseen kuitenkin katvealueita, joiden kohdalla 25 verkkoyhteys merkittävästi heikkenee tai häviää kokonaan.

Katvealue voi olla tilapäinen este radioaallon etenemis-suunnassa tai pysyvä, esimerkiksi jyrkän seinämän tai monikerroksisen rakennuksen rakenteiden aiheuttama este radioaaltojen etenemiselle. Katvealueet ovat ongelmallisia .· 30 kaiken radioteitse tapahtuvan tietoliikenteen kannalta.

Erityisesti ongelma korostuu satelliittimatkavies- tinjärjestelmissä, joissa suuren solukoon ansiosta koko maan kattava peitto saadaan aikaan melko pienellä satel-liittimäärällä. Käytettävien taajuuksien ja lähetystehojen 35 ansiosta satelliittimatkaviestinjärjestelmän tarjoama 2 102994 peittoalue käsittää käytännössä kuitenkin vain ulkoalueet, eli käyttäjän siirtyessä sisätiloihin tai esimerkiksi katoksen alle, verkkoyhteys heikkenee merkittävästi tai katkeaa. Tämä heikentää merkittävästi satelliittimatkavies-5 tinjärjestelmän toimivuutta.

GSM-järjestelmässä (Global System for Mobile Commi-nucations) on määritetty tilaajan tavoitettavuutta lisäävä lyhytsanomapalvelu (Short Message Service, SMS), jonka avulla tilaajalle, johon ei saada yhteyttä, voidaan osoit-10 taa sanoma, joka toimitetaan pakettimuodossa päätelaitteelle heti, kun järjestelmä havaitsee tilaajan olevan tavoitettavissa. Lyhytsanomaviesti voidaan toimittaa tilaajalle aina, kun tilaaja on verkossa, eli jopa silloin, kun tilajalla on puhelu käynnissä. Lyhytsanomaviesti on 15 yleensä yhdistetty ehdolliseen kutsunsiirtoon ja äänivies tiin siten, että jos puhelunmuodostus tilaajalle ei onnistu, soittaja voi jättää tilaajalle ääniviestin. Ääniviestin tallentuminen järjestelmään aikaansaa lyhytsanomaviestin generoimisen lyhytsanomakeskuksesta, jolloin tilaaja 20 saa edellä kuvatulla tavalla tiedon puhelunyrityksestä välittömästi rekisteröidyttyään verkkoon.

Myös lyhytsanomaviestin perillepääsy edellyttää kuitenkin verkkoyhteyttä tilaajan päätelaitteeseen. Kat-... vealueella sijaitsevalla tilaajalla ei siis ole mahdolli- 25 suutta saada tietoa siitä, onko järjestelmä yrittänyt saada häneen yhteyttä. Olennainen parannus tilaajan tavoitettavuuteen matkaviestinjärjestelmissä olisi hakusanoman tyyppinen ilmoitus, joka tavoittaisi katvealueella olevan tilaajan, johon matkaviestinjärjestelmä yrittää esimerkik-"i 30 si puhelunmuodostuksen yhteydessä saada yhteyden. Keksinnön lyhyt selostus Tämän keksinnön tarkoituksena on esittää palvelu, jolla parannetaan merkittävästi mahdollisuutta saada toimitettua tilaajan päätelaitteelle sanoma silloin, kun ti-35 laaja on katvealueella. Palvelun avulla tähdätään siihen, 3 102994 että sanoman saatuaan tilaaja voi halutessaan siirtyä alueelle, jossa verkkoyhteys on parempi tai tilaaja voi yrittää purkaa viestin muulla tavoin. Keksinnön avulla esitetään erityisesti verkkotason ratkaisu tilaajalle päätyvän 5 sanoman toteuttamiseksi matkaviestinjärjestelmässä. To dennäköisyyttä, jolla lähetetty data saadaan perille lähetettävään kohteeseen kutsutaan läpäisykyvyksi.

Keksinnölle on tunnusomaista se, että järjestely käsittää ainakin yhden voimakkaasti läpäisevän haku-10 kanavan, johon liittyvä lähetyksen läpäisykyky on sovitettu oleellisesti suuremmaksi kuin tietoliikennejärjestelmän muihin kanaviin liittyvä läpäisykyky, ja laitteiston, joka on vasteellinen epäonnistuneelle yritykselle tavoittaa tilaajan päätelaite tietoliikennejärjestelmän normaalilla 15 hakukanavalla voimakkaasti läpäisevän sanoman muodostami seksi ja lähettämiseksi mainitulla ainakin yhdellä voimakkaasti läpäisevällä hakukanavalla.

Keksinnön kohteena on myös päätelaite, jolle on tunnusomaista se, että päätelaite, vasteena katvealueelle 20 siirtymiselle, alkaa kuunnella voimakkaasti läpäisevän hakusanoman välitykseen varattua hakukanavaa, ja että päätelaite, vasteena voimakkaasti läpäisevän hakusanoman vastaanottamiselle, ilmaisee mainitun sanoman vastaanotta-... misen päätelaitteen ilmaisimien välityksellä.

25 Keksinnön kohteena on myös menetelmä sanoman toi mittamiseksi katvealueella sijaitsevalle tilaajan päätelaitteelle radioyhteyteen perustuvassa tietoliikennejärjestelmässä. Menetelmälle on tunnusomaista se, että menetelmä käsittää vaiheet, joissa suoritetaan epäonnistunut 30 tilaajan päätelaitteen haku tietoliikennejärjestelmän normaalilla hakukanavalla, ja lähetetään mainitulle päätelaitteelle voimakkaasti läpäisevä sanoma ainakin yhdellä voimakkaasti läpäisevällä hakukanavalla, johon liittyvä lähetyksen läpäisykyky on huomattavasti suurempi kuin tie-35 toliikennejärjestelmän muihin kanaviin liittyvä läpäisykyky.

4 102994

Keksintö perustuu siihen ajatukseen, että matkaviestinjärjestelmään järjestetään ainakin yksi kanava, jonka välityksellä lähetettävällä signaalipurskeella on vaimenemisesta huolimatta merkittävästi parempi mahdolli-5 suus tavoittaa päätelaite. Kun päätelaite havaitsee ole-vansa katvealueella, se siirtyy kuuntelemaan voimakkasti läpäisevää hakusanomaa varten määrättyä kanavaa. Kun järjestelmä yrittää saada tilaajaan yhteyden, eikä yhteydenotto normaalein verkkojärjestelyin onnistu, muodos-10 tetaan voimakkaasti läpäisevä hakusanoma, joka lähetetään tilaajalle mainitun kanavan välityksellä. Sanoman saatuaan tilaaja voi siirtyä pois katvealueelta ja ottaa yhteyden järjestelmään.

Palvelun toteuttamiseksi matkaviestinjärjestelmään 15 lisätään erillinen voimakkasti läpäisevään hakusanomaan liittyvä palvelukeskus, joka on oleellisesti hallinnollinen tietokanta. Kun tilaajan haku epäonnistuu, puhelunmuodostuksesta ja liikkuvuuden hallinnasta vastaava matkaviestinjärjestelmän toiminnallinen yksikkö, esimerkiksi 20 matkaviestinkeskus, toimittaa tiedon haun epäonnistumises ta mainittuun palvelukeskukseen. Palvelukeskuksessa muodostetaan hakusanoma, joka toimitetaan järjestelmässä voimakkaasti läpäisevän signaalipurskeen välityksellä tilaa-... jän päätelaitteelle.

25 Yhteydenottoyrityksen ilmaiseminen katvealueella olevalle tilaajalle on merkittävä ongelma, joka esiintyy kaikissa radioteitse toteutettavassa tietoliikenteessä. Esillä oleva keksintö soveltuu käytettäväksi analogisissa ja digitaalisissa matkaviestinverkoissa ja myös pakettira-30 diojärjestelmissä. Toteutus lisää merkittävästi tilaajan tavoitettavuutta matkaviestinjärjestelmässä ja tarjoaa siten olennaisen parannuksen tunnettuun tekniikkaan. Lisäksi varmistamalla päätelaitteiden tavoitettavuutta parannetaan niiden käytettävyyttä myös hakulaitteina, jol-35 loin tilaaja ei välttämättä tarvitse kahta erillistä lai- 5 102994 tetta haku- ja puhelupalveluita varten. Keksinnön esittämä ratkaisu soveltuu käytettäväksi kaikissa radioyhteyden välityksellä toimivissa tietoliikenneverkoissa. Kuvioluettelo 5 Keksintöä selitetään lähemmin seuraavassa viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa kuvion 1 lohkokaavio havainnollistaa keksinnön kannalta olennaiset satelliittimatkaviestinjärjestelmän rakenneosat, 10 kuvion 2 lohkokaavio havainnollistaa keksinnönmu- kaista järjestelyä satelliittimatkaviestinjärjestelmässä, kuvion 3 lohkokaavio ja kuvion 4 vastaava signa-lointikaavio havainnollistavat voimakkaasti läpäisevän ha-kusanomapalvelun perustoteutusta, 15 kuvion 5 lohkokaavio ja kuvion 6 vastaava signa- loointikaavio havainnollistavat voimakkaasti läpäisevän hakusanomapalvelun toteutusta tapauksessa, jossa ha-kusanoman uudelleenlähetystä ohjataan hakulaitteelta saatujen signaalien perusteella.

20 Keksinnön yksityiskohtainen selostus

Seuraavassa keksintöä tullaan selostamaan satel-liittimatkaviestinjärjestelmän yhteydessä käyttäen GSM-määritysten mukaisia vakiintuneita nimityksiä toiminnalli-... sesti vastaaville järjestelmän osille, keksintöä kuiten- 25 kaan näihin järjestelmiin ja nimityksiin rajoittamatta.

GSM-järjestelmstruktuurien osalta tarkemman selityksen osalta viitataan esimerkiksi GSM-standardiin sekä kirjaan "The GSM Sysytem for Mobile Communications", M. Mouly ja M. Pautet, Palaiseau, France, 1992, ISBN:2-9507190-0-0-7. ^ 30 Keksinnön mukaista ratkaisua voidaan hyödyntää kai kissa tietoliikennejärjestelmissä, esimerkiksi matkaviestinverkoissa, henkilöhakuverkoissa ja pakettiradioverkos-sa, edellyttäen, että järjestelmän verkkoelementtien avulla voidaan toteuttaa jatkossa esitettävät toiminnallisuu-35 det.

6 102994 Lähitulevaisuudessa tullaan ottamaan käyttöön useita satelliittiyhteyteen perustuvia matkaviestinjärjestelmiä. Satelliittimatkaviestinjärjestelmässä radiopeitto aikaansaadaan maata kiertävillä satelliiteilla, jotka tu-5 kiasemien tavoin välittävät radiosignaaleja päätelaitteiden (User Terminal, UT) ja maa-asemien (Satellite Earth Station, SES) välillä. Yhden satelliitin keila muodostaa maan pinnalle yhden matkaviestinjärjestelmän peittoalueen eli solun. Satelliittien muodostamat solut järjestetään 10 niin, että soluista muodostuu yhtenäinen peittoalue, jolloin matkaviestin on aina jonkin peittoalueen alaisuudessa. Satelliittimatkaviestinverkon solukoko on suuri, joten koko maan kattava peitto voidaan periaatteessa aikaansaada jo noin kymmenellä satelliitilla.

15 Tilaajien liikkuvuus edellyttää satelliittimatka- viestinjärjestelmissä pitkälti samantyyppisiä ratkaisuja kuin tavallisissa PLMN-verkoissa (Public Land Mobile Network) , ts. matkaviestintilaajien tilaajatietojen hallintaa, autentikointia, sijainninhallintaa, kanavanvaihtoja, 20 jne. Satelliittijärjestelmien tilaajille pyritään tarjo amaan myös PLMN-verkkojen mukaisia palveluja. Tulevaisuudessa on nähtävissä toteutuksia, joissa tilaajan päätelaite toimii useammassa eri verkossa ja tilaaja liikkuu ver-·“ kosta toiseen käyttäen läpinäkyvästi eri verkkojen toimin- 25 teitä.

Satelliittimatkaviestinjärjestelmien kehitys on ohjautunut valmiiden käytössä olevien PLMN-verkkorat-kaisujen, erityisesti GSM-verkkostruktuurin hyödyntämiseen. Satelliittimatkaviestinjärjestelmän keskusjärjestel-' 30 mä noudattelee tyypillisesti PLMN-verkon infrastruktuuria 4 ja radiojärjestelmä määritetään satelliittijärjestelmälle ominaiseksi. Periaatteessa sama verkkostruktuuri voisi käsittää sekä perinteisiä PLMN-tukiasemia että satelliittiyhteyteen perustuvia "satelliittitukiasemia", jotka 35 poikkeavat toisistaan radiorajapinnan osalta.

7 102994

Kuvion 1 lohkokaaviossa on havainnollistettu keksinnön kannalta olennaiset satellittimatkaviestinjärjestelmän perusrakenneosat. Selityksen yksinkertaistamiseksi rakenneosat on esitetty kuviossa vain kerran. Eri toimin-5 nalliset yksiköt on esitetty omina lohkoinaan ottamatta kantaa siihen, miten yksiköt on satelliittijärjestelmässä fyysisesti sijoitettu.

Satelliittimatkaviestinkeskus 4 (Satellite Mobile Switching Centre, S-MSC) suorittaa samantyyppisiä puhelun-10 muodostukseen ja liikkuvan puheluliikenteen hoitoon liittyviä tehtäviä kuin vastaava PLMN-järjestelmän matkavies-tinkeskus MSC. Satelliittimatkaviestinkeskus liitetään yleiseen matkaviestinverkkoon tyypillisesti Verkkosovittimen (Inter Working Function, IWF) välityksellä. 15 Satelliittimatkaviestinkärjestelmän kotirekisteris sä 5 (Home Location Register, HLR) säilytetään ja sieltä välitetään, PLMN-verkkoja vastaavasti, pysyviä tilaajatietoja sekä tilaajan liikkuvuuteen liittyviä muuttuvia tietoja, kuten päätelaitteen verkko-osoitetta ja tavoitetta-20 vuustilaa koskevat tiedot.

Vierasrekisteri 6 (Visitor Location Register, VLR) hoitaa tilaajan rekisteröinnin sekä selvittää ja säilyttää tilaajatiedot niin kauan, kun tilaaja on vierasrekisterin *·· VLR palveleman keskuksen S-MSC alueella.

25 Satelliittimatkaviestinjärjestelmän tukiasemajär jestelmä muodostuu tukiasemaohjaimina toimivista maa-asemista SES ja maata kiertävällä radalla tukiasemina toimivista satelliiteista SAT 2. Kuviossa 1 on selkeyden vuoksi esitetty vain yksi maa-asema SES 3 ja yksi satelliitti SAT : 30 2. Käytännössä tukiasemajärjestelmä käsittää useampia sa telliitteja, joista jokainen satelliitti SAT 2 on peräkkäin yhteydessä maan pinnalla sijaitseviin eri maa-asemiin SES 3 tai toiseen satelliittiin. Satelliittien radat on ryhmitelty niin, että päätelaite UT 1 on aina ainakin yh-35 den satelliitin SAT 2 alueella ja kukin satelliitti SAT 2 8 102994 on aina yhteydessä ainakin yhteen maa-asemaan SES 3.

Maa-asema SES 3 käsittää edullisesti useampia antenneja ja vastaa satelliittiyhteyden ohjaamisessa vaadittavasta RF-ja kantataajuusprosessoinnista sekä yhteydenoh-5 jaustoiminnoista. SES 3 hoitaa radiorajapintaan liittyvän ajastuksen ja vastaa myös reitityksestä satelliittijärjestelmän osalta. Päätelaite UT 1 liittyy järjestelmään satelliitin SAT 2 ja päätelaitteen UT 1 välisen radiorajapinnan välityksellä.

10 Satelliittijärjestelmissä maanpäällinen verkko voi muodostua useammasta keskenään yhteenliitetystä satelliit-tiliityntäpisteestä (Satellite Access Node, SAN), jotka on lisäksi liitetty verkonhallintakeskukseen (NMC), käytönoh-jauskeskukseen (OMC) ja toiminnallisesti keskitettyyn, 15 liikkuvuuden hallinnan ja turvallisuuden hoitamisessa käytettävään tietokantajoukkoon (AuC, EIR). Satelliittilii-tyntäpiste käsittää tyypillisesti maa-aseman, satelliitti-matkaviestinkeskuksen ja vierasrekisterin. Satel-liittimatkaviestinjärjestelmän rakenneosien tarkempi to-20 teutus ja osien keskinäinen sijainti verkossa ei ole keksinnön kannalta oleellista, joten niiden, kuten myös muiden satelliittijärjestelmän perusosien tarkemman toiminnon osalta viitataan esimerkiksi ETSIn spesifikaatioon ETR 093 ··- "Satellite Earth Stations (SES); Possible European Stan- 25 dardisation of certain aspects of Satellite Personal Communications Networks (S-PCN), Phase 1 report", UDC 621.396.946.

Kuvion 2 lohkokaavion avulla havainnollistetaan keksinnönmukaista järjestelyä satelliittimatkaviestin-30 järjestelmässä keksintöä tähän esimerkkiin kuitenkaan ra-joittamatta. Kuvioon 2 on kuvioon 1 verrattuna lisätty yh-dyskeskus GMSC 9, jonka kautta ulkopuolisista verkoista tulevat puhelut ohjautuvat matkaviestinverkkoon. Yhdyskes-kuksen GMSC 9 alaisuudessa toimii lyhytsanomakeskus SMS-SC 35 10, joka on lyhytsanomapalveluun liittyvä tietokanta, jon- 9 102994

ka kautta lyhytsanomat kulkevat ja johon ne voi tallettaa myöhempää lähetystä varten, mikäli vastaanottajaa ei tavoiteta. Kuvion 2 esimerkissä matkaviestinjärjestelmän yh-dyskeskus GMSC 9 toimii myös lyhytsanomakeskuksen SMS-SC 5 10 yhdyskeskuksena. Satelliittimatkaviestinkeskuksen S-MSC

4 alaisuuteen on järjestetty hakukeskus MPCA-SC 11, joka on voimakkaasti läpäisevän hakusanoman toteuttamiseen liittyvä lyhytsanomakeskusta vastaava tietokanta.

Kun tilaaja siirtyy satelliittimatkaviestinkeskuk-10 sen S-MSC 4 alueelle, päätelaite UT 1 suorittaa sijainnin päivityksen, jonka yhteydessä vierasrekisteri VLR 6 rekisteröi palvelemansa keskuksen alueelle tulleen tilaajan ja ilmoittaa tilaajan sijainnin eli verkko-osoitteen kotirekisteriin HLR 5 sekä mm. päivittää kotirekisteriin HLR 5 15 tallennetut tilaajatiedot vierasrekisteriin VLR 6.

Ulkopuolisesta verkosta tullut puhelu kytkeytyy ensin yhdyskeskukseen GMSC 9, joka reitittää puhelun kotirekisterin HLR 5 antaman vierasrekisterin VLR 6 osoitteen a-vulla siihen satelliittimatkaviestinkeskukseen S-MSC 4, 20 jonka alueella tilaaja sijaitsee. Satelliittimatkaviestin-keskus S-MSC 4 kysyy tarvittavat tilaajatiedot vierasrekisteristä VLR 6 ja pyytää maa-aseman SES 3 lähettämään päätelaitteelle UT 1 hakukutsun.

·*- Jos päätelaite UT 1 on verkon kantaman sisällä, 25 päätelaite vastaa hakukutsuun ja normaali puhelunmuodostus voi jatkua. Jos päätelaite UT 1 on katvealueella, ei vastausta saada. Satelliittimatkaviestinjärjestelmissä, kuten muissakin matkaviestinjärjestelmissä haku toteutetaan ensin siinä keskuksessa, jonka vierasrekisterin VLR 6 osoite 30 on rekisteröity kotirekisteriin HLR 5, eli solussa, jossa tilaaja on viimeksi suorittanut sijainnin päivityksen. Jos päätelaitetta ei tällä alueella tavoiteta, hakua laajennetaan järjestelmäkohtaisen määrityksen mukaisesti. Jos päätelaitetta ei tavoiteta, keskus S-MSC 4 saa tiedon epäon-35 nistuneesta hausta.

10 102994

Seuraavassa toimintosarjaa voimakkaasti läpäisevän hakusanoman lähettämiseksi päätelaitteelle kutsutaan nimityksellä MPCA-palvelu (Medium Penetration Call Announcement) . Keksinnön ensimmäisessä sovellusmuodossa MPCA-pal-5 velu on satelliittijärjestelmään liittyvän, GSM-spesi-fikaation mukaiseen lyhytsanomapalveluun (SMS) liittyvä lisätoiminto, joten MPCA-palvelun käynnistää epäonnistunut SMS-toiminto. Lyhytsanomapalvelun tarkemman määrityksen osalta viitataan GSM-spesifikaatioon 03.40. MPCA-palvelun 10 käynnistävä toiminto voi olla myös jokin muu, esimerkiksi MPCA-palvelu voidaan käynnistää suoraan hakutoiminnon epäonnistuttua normaalin puhelunmuodostuksen yhteydessä. MPCA-palvelulla ei ole olennaista vuorovaikutusta sen käynnistävän yksikön kanssa, joten käynnistävä elementti 15 ei ole keksinnön kannalta oleellinen vaan voidaan valita sovelluskohteen mukaan.

Lyhytsanomapalvelun käyttö käynnistävänä toimintona kytkee MPCA-palvelun kuitenkin oleellisesti myös epäonnistuneeseen puhelunmuodostukseen. Jos tilaja on aktivoinut 20 ehdollisen kutsunsiirron puhepostiin (Voice Mail System), ja tilaajan päätelaitteen haku on normaalin puhelunmuodostuksen yhteydessä epäonnistunut, soittajalla on mahdollisuus jättää puhepostiin viesti, joka tyypillisesti aktivoi ··. lyhytsanomaviestin lähetyksen lyhytsanomakeskuksesta SMSC

25 10. Jos haku epäonnistuu myös lyhytsanomapalvelun yh teydessä, käynnistyy keksinnönmukaisesti MPCA-palvelu.

MPCA-palvelu on tehokas hakutoiminto, joka kuluttaa satelliitin lähetyskapasiteettia enemmän kuin järjestelmän normaali sanomanvälitys. Resurssien säästämiseksi MPCA-30 palvelun käynnistymistä edeltää edullisesti muiden yksin kertaisempien haku- ja hälytystoimintojen käyttö. Epäonnistuneen lyhytsanomapalvelun käyttö MPCA-palvelua edeltävänä toiminteena toteuttaa tämän vaatimuksen ja silti käynnistää palvelun hyväksyttävällä viiveellä myös mm. 35 epäonnistuneen puhelunmuodostuksen yhteydessä.

11 102994

Kuviossa 3 on esitetty lohkokaavio MPCA-palvelun perustoteutuksesta ja kuviossa 4 on esitetty perustoteu-tusta vastaava signaalikaavio. Kohdassa 10 satelliittimat-kaviestinkeskus S-MSC saa raportin päätelaitteen UT 1 haun 5 epäonnistumisesta lyhytsanomaviestin yhteydessä. Yhdyskeskus GMSC 9 tarkistaa vierasrekisteristä VLR 6 (kohta 20), onko tilaajalla oikeus MPCA-palvelun käyttöön. Jos tilaajalla ei ole käytössään MPCA-palvelua, järjestelmä jää odottamaan päätelaitteen UT 1 seuraavaa sijainnin päivi-10 tystä ja toimittaa lyhytsanoman normaalisti perille päätelaitteen UT 1 rekisteröidyttyä uudelleen verkkoon.

Jos keskus S-MSC 4 havaitsee, että tilaajalla on oikeus MPCA-palveluun, keskus S-MSC 4 käynnistää MPCA-palvelun lähettämällä sanoman haun epäonnistumisesta hakukes-15 kukseen MPCA-SC (kohta 30) . Sanoma voi olla esimerkiksi varsinainen lyhytsanomaviesti, jonka toimitus tilaajalle ei onnistunut tilaajan ollessa katvealueella, mutta sanoman muoto ja sisältö voidaan valita sovelluskohtaisesti. Olennaista on, että sanoma identifioi tilaajan, jolle voi-20 makkaasti läpäisevä hakusanoma osoitetaan.

Sanoman vastaanottaminen hakukeskuksessa 11 aiheuttaa voimakkaasti läpäisevän hakusanoman formatoinnin (kohta 40) . Sanoman sisältö on sovelluskohtainen ratkaisu, joka riippuu järjestelmäratkaisusta. Sanoma on edullisesti 25 lyhyt merkkijono, joka tulostetaan päätelaitteen UT 1 näytölle. Jos lisätään vastaavaa toiminnallisuutta päätelaitteeseen UT 1, voi MPCA-sanoma olla yksinkertainen va-kiosignaali, jonka vastaanottaminen saa päätelaitteen UT 1 tulostamaan näytölle vastaavan, päätelaitteen UT muistiti-* 30 laan tallennetun sanoman tai symbolin. Hakusanoma voidaan ilmaista jopa pelkällä äänimerkillä tai päätelaitteen tärinällä päätelaitteen ilmaisinvalikoiman mukaisesti.

Hakukeskus MPCA-SC 11 lähettää formatoidun MPCA-sa-noman satelliittimatkaviestinkeskukseen S-MSC 4 (kohta 35 50). Keskus S-MSC 4 pyytää vierasrekisteristä VLR 6 tilaa- 12 102994 jatiedot (esimerkiksi IMSI, TMSI, tilaajan sijainti) maa-asemaa SES 3 varten (kohta 60) ja lähettää sanoman maa-asemalle SES (kohta 70). Maa-asema SES 3 reitittää sanoman ja ajoittaa sen lähetyksen (taajuus, aikaväli). Maa-asema 5 SES 3 ohjaa MPCA-sanoman lähettämisen siihen satelliitin keilaan, jossa päätelaitteen oletetaan sijaitsevan ja käynnistää MPCA-sanoman lähetyksen (kohta 80).

Keksinnönmukaisessa järjestelyssä MPCA-sanoman välitystä varten valitaan ainakin yksi kanava, jota pääte-10 laite UT 1, huomattuaan joutuneensa katvealueelle, siirtyy kuuntelemaan. Kun päätelaite UT 1 siirtyy pois katvealueelta, se lopettaa MPCA-kanavan kuuntelun ja alkaa jälleen toimia normaalin verkkoyhteyden puitteissa. MPCA-sanoma lähetetään edullisesti yhden signalointikanavan purskeen 15 välityksellä, johon signalointikanavaan liittyvä läpäisykyky on sovitettu normaalia korkeammaksi. MPCA-sanoman välityksessä käytettävä kanavavalinta on järjestelmä-ja sovelluskohtainen valinta.

Todennäköisyyttä saada signaali läpi digitaalijär-20 jestelmissä voidaan kasvattaa eri tavoin, valitun moni-käyttörajapinnan mukaisesti.Eräs keino on lisätä kohteeseen suunnatun signaalin lähetystehoa, jolloin todennäköisyys signaalin perillesaamiseksi vaimenemisesta huolimatta ··'. paranee. Aika j akomonikäytössä (Time Division Multiple 25 Access, TDMA) voidaan mainittua todennäköisyyttä myös lka-svattaa lisäämällä järjestelmään kanavakoodausta eli toimintoja, joilla signaalia suojataan tiedonsiirtovirheitä vastaan. Jos tilaajan sijainti tunnetaan tarkasti, voidaan läpäisykykyä lisätä antennin suuntauksen avulla. Käy-‘ 30 tetty signaalin läpäisykyvyn parantamismenetelmä valitaan sovelluskohtaisesti ja on toteutuksen osalta alan ammattimiehelle selvää.

Toimintosarjaan liittyvää signalointia on havainnollistettu kuviossa 4. On huomattava, että kuviossa esi-35 tetyt signaalit liittyvät havainnollistettavaan esimerk- 13 102994 kiin keksintöä näihin valintoihin kuitenkaan rajoittamatta. Kuvion 4 askel 1 vastaa kuvion 3 kohtaa 10 eli maa-asema SES 3 ilmoittaa keskukselle S-MSC 4, että tilaajaan ei ole saatu yhteyttä eli että haku (Page) on epäonnistu-5 nut. Keskus S-MSC 4 tarkistaa tilaajan oikeuden hakupalveluun ja jos tilaaja on palvelun piirissä, keskus S-MSC 4 raportoi haun epäonnistumisen hakukeskukseen MPCA-SC 11. Raportoiva sanoma (askel 2) on sovelluskohtainen valinta, yksinkertaisimmillaan sanoma voi olla esimerkiksi tilaajan 10 MSISDN-numero. Vastaanotettuaan tiedon hakukeskus MPCA-SC 11 muodostaa hakusanoman ja lähettää sen keskukseen S-MSC 4 (askel 3). Keskus S-MSC 4 suorittaa reitityskyselyn esimerkiksi lyhytsanomaviestin reitityskyselyn (MAP/C Sen-dRouting InfoForShortMessage) avulla (askel 4), lisää rei-15 titystiedot hakusanomaan ja lähettää Sanoman maa-asemalle SES 3 (askel 5). Maa-asema SES 3 ajoittaa ja reitittää sanoman satelliittijärjestelmään ja lähettää sanoman päätelaitteelle UT (askel 6).

Edellä on esitetty MPCA-palvelun perusmuoto, joka 20 käsittää ainoastaan yhden, yhdelle päätelaitteelle UT 1 päätyvän sanoman lähetyksen. Tässä perusmuodossa voimakkaasti läpäisevää hakusanomaa hyödyntävä hakupalvelu toimii suoraan lyhytsanomapalvelun jatkeena eikä hakukeskuk-sessa MPCA-SC 11 ole tietoa siitä, onko tilaaja vastaanot-25 tanut hakusanoman vai ei. Palvelun tehostamisen kannalta järjestelmään voidaan määrittää uudelleenlähetysstrategia, jolloin hakusanoman lähetystä toistetaan tavoitettavuuden lisäämiseksi. Koska voimakkaasti läpäisevän signaalin lähetys kuluttaa normaalilähetykseen verrattuna paljon lähe-30 tyskapasiteettia, on järjestelyyn liittyvä uudelleenlähetysstrategia mitoitettava tarkkaan halutun palvelutason ja käytettävissä olevan lähetyskapasiteetin kompromissina.

Hakusanoman uudelleenlähetysstrategia voi perustua hakupalvelun käynnistävän lyhytsanomakeskuksen uudelleen-35 lähetysstrategiaan. Jos hakusanoman uudelleenlähetys pe- 14 102994 rustuu esimerkiksi lyhytsanomakeskuksen ennalta määrätyin aikavälein priorisoituna lähetettäviin uudelleenlähetyksiin, ja tämä ennalta määrätty aikaväli on MPCA-palvelun uudelleenlähetysten kannalta mielekäs, voidaan hakukeskus 5 MPCA-SC 11 määrittää suhtautumaan jokaiseen epäonnistuneeseen lyhytsanomaviestin lähetysyritykseen uutena hakusanojaan lähetyskäskynä eli toteuttamaan kuvion 3 lohko-kaaviolla havainnollistettu toimintosarja ilman erillisiä tarkistuksia.

10 Jos lyhytsanomakeskuksen SMS-SC 10 uudelleenlähe tykset toistuvat käytettävissä olevan lähetyskapasiteet-tiin nähden liian usein, voidaan hakukeskukseen MPCA-SC 11 lisätä jokin hakusanoman uudelleenlähetystä ohjaava tarkistus. Tällainen voisi olla esimerkiksi toiminto, jossa 15 hakukeskus MPCA-SC 11 tarkistaa ennen hakusanoman muodostamista vastaanottamansa epäonnistuneeseen hakutoimintoon liittyvän tilaajan MSISDN-numeron. Jos hakukeskus havaitsee, että samaan MSISDN-numeroon liittyvä hakusanoma on lähetetty jonkin ennalta määrätyn ajan sisällä, hakukeskus 20 ei jatka MPCA-palvelua. Kun aikaraja ylittyy, hakusanoma lähetetään edellä esitetyllä tavalla.

Kuviossa 5 on esitetty MPCA-palvelun vuokaavio ja kuviossa 6 vastaava signaalikaavio sovelluksessa, jossa MPCA-palveluun on edelleen lisätty sanoman uudelleenlähe-25 tykseen liittyviä ohjaustoimintoja. Kuvatussa sovelluksessa MPCA-sanoman uudelleenlähetyksen ohjaamiseksi järjestelmään on määritetty kuittaus ja strategiassa hyödynnetään GSM-järjestelmässä määritettyä lyhytsanomapalvelun valmiussanomaa (SMS-Alert).

* 30 Lyhytsanomapalvelun yhteydessä epäonnistuneen haun jälkeen satelliittimatkaviestinkeskus S-MSC 4 tarkistaa tilaajan oikeuden MPCA-palveluun (kohta 20). Jos tilaaja kuuluu palvelun piiriin, keskus S-MSC 4 lähettää yhdyskes-kukseen GMSC 9 sanoman tilaajan haun epäonnistumisesta, 35 jolloin yhdyskeskus GMSC 9 asettaa kotirekisteriin HLR 6 ✓ 15 102994 valmiuskehysmerkin (Message Waiting Data, MWD), joka sisältää palvelukeskuksen MPCA-SC 11 osoitteen (kohta 22) . Tämä ohjaa kotirekisterin HLR 6 lähettämään yhdyskeskuk-seen GMSC 9 palvelukeskukseen MPCA-SC 11 välitettävän tie-5 don (SMS-Alert) käyttäjän saatavuudesta heti, kun päätelaite UT 1 sijainnin päivityksen yhteydessä rekisteröityy verkkoon.

MPCA-sanoman lähettämisen jälkeen (kohta 24) maa-asema SES 3 odottaa kuittausta päätelaitteelta UT 1. Jos 10 päätelaite UT 1 vastaanottaa sanoman, se muodostaa kuittauksen ja lähettää kuittaussanoman ennalta määrätyn signalointikanavan välityksellä. Vastaanotettu kuittaustieto, eli päätelaitteen UT 1 kuittaus tai tieto siitä, että päätelaite UT 1 ei lähettänyt kuittausta, lähetetään satel-15 liittimatkaviestinkeskuksen S-MSC 4 kautta palvelukeskukseen MPCA-SC 11 (kohta 90). Palvelukeskuksessa MPCA-SC 11 vastaanotettua kuittaustietoa verrataan lähetettyihin sanomiin. Jos kuittaustieto liittyy palvelukeskuksen MPCA-SC 11 lähettämään sanomaan ja jos päätelaite on kuitannut 20 sanoman (MPCA-ACK=/0) , lopetetaan MPCA-palvelu. Jos päätelaite UT 1 ei kuitannut sanomaa (MPCA-ACK=0) tai jos kuittaustietoa ei pystytä yhdistämään mihinkään hakukeskuksen MPCA-SC 11 lähettämistä sanomista, palvelukeskus MPCA-SC 11 tarkistaa onko kotirekisteri HLR 6 lähettänyt tiedon • * 25 (SMS-Alert) tilaajan saatavuudesta (kohta 115). Jos päätelaite UT 1 on palannut verkon alueelle, MPCA-palvelu loppuu. Jos päätelaite UT 1 ei ole rekisteröitynyt verkkoon, palvelukeskus MPCA-SC 11 antaa MPCA-sanoman uudelleen lähetettäväksi.

' 30 Toimintosarjaan liittyvää signalointia on havain nollistettu kuviossa 6. Kuvion 6 askel 1 vastaa kuvion 5 kohtaa 10 eli maa-asema SES 3 ilmoittaa keskukselle S-MSC 4, että tilaajaan ei ole saatu yhteyttä eli että haku (Page) on epäonnistunut. Keskus S-MSC 4 tarkistaa tilaajan 35 oikeuden hakupalveluun ja jos tilaaja on palvelun piiris- 16 102994

sä, keskus S-MSC 4 raportoi hakupalvelun käynnistymisen yhdyskeskukselle GMSC 9 (askel 2) . Yhdyskeskus GMSC 9 asettaa kotirekisteriin HLR 5 hakukeskuksen osoitteen sisältävän valmiuskehysmerkin (esimerkiksi MAP/C SetMessage-5 WaitingData)(askel 3), joka saa kotirekisterin HLR 5 antamaan yhdyskeskukselle GMSC 9 tiedon tilaajan rekisteröitymisestä verkkoon (esimerkiksi MAP/C AlertServiceCen-ter)(askel 12). Keskus S-MSC 4 raportoi haun epäonnistumisen edellä esitetyllä tavalla myös hakukeskukseen MPCA-SC 10 11 (askel 4) . Vastaanotettuaan tiedon hakukeskus MPCA-SC

11 muodostaa hakusanoman ja lähettää sen keskukseen S-MSC 4 (askel 5). Keskus S-MSC 4 suorittaa reitityskyselyn (askel 6) , lisää reititystiedot hakusanoinaan ja lähettää sanoman maa-asemalle SES 3 (askel 7). Maa-asema SES 3 ajoit-15 taa reitittää sanoman satelliittijärjestelmään ja lähettää sanoman päätelaitteelle UT (askel 8).

Päätelaite UT 1, joka katvealueella ollessaan kuun-telee MPCA-lähetystä varten varattua kanavaa vastaanottaa sanoman ja lähettää kuittaussanoman esimerkiksi vastaavas-20 ti kuittausta varten varatun kanavan välityksellä. Päätelaitteen UT 1 kuittaussanomaa varten voidaan laitteeseen tehdä jokin edellä kuvattu sovitus läpäisykyvyn parantamiseksi tai kuittaussanoma voidaan määrittää lähetettäväksi .· - vasta sitten, kun tilaaja on siirtynyt pois katvealueelta.

25 Kuittaukseen liittyvä kanavavajärjestely ja lähetystaso ovat sovelluskohtaisia valintoja. Päätelaitteen UT 1 lähettämä kuittaustieto, eli siis päätelaitteen kuittaus-sanoma (MPCA-ACK) tai tieto siitä, että päätelaite ei lähettänyt kuittausta ennalta määrätyn ajan sisällä välite-30 tään hakukeskukseen MPCA-SC 11 (askel 11) .

Edellä esitetyt vaihtoehdot kuvaavat esimerkinomaisesti joitakin järjestelmän toteutukseen liittyviä sovellusmahdollisuuksia, joiden muuntelu ja yhdistely patenttivaatimuksien asettamissa rajoissa on alan ammattimiehel-35 le selvää. Tulevaisuuden ratkaisuissa lyhytsanomat voidaan 17 102994 toimittaa tilaajille myös GPRS-verkon kautta, jolloin keksinnön yhteydessä kuvattuun keskukseen liittyvä toiminnallisuus sisältyy GPRS-järjestelmän palvelevaan tukisolmuun SGSN.

5 Vaikka keksintöä onkin edellä selitetty satelliit- timatkaviestinjärjestelmässä PLMN-verkkostruktuuriin perustuvia nimityksiä käyttäen, voidaan palvelu toteuttaa missä tahansa radioyhteyteen perustuvassa tietoliikennejärjestelmässä, mukaanlukien erilaiset suljetut ja avoimet 10 matkaviestinjärjestelmät, henkilöhakujärjestelmät ja pa-kettiradiojärjestelmät. Piirustukset ja niihin liittyvä selitys on tarkoitettu vain havainnollistamaan keksinnön ajatusta. Yksityiskohdiltaan keksintöön liittyvät ratkaisut voivat vaihdella patenttivaatimusten puitteissa.

15 • · .

• ·

Claims (13)

18 102994

1. Järjestely sanoman toimittamiseksi katvealueella sijaitsevalle tilaajan päätelaitteelle (1) radioyhteyteen perustuvassa tietoliikennejärjestelmässä, t u n - 5. e t t u siitä, että järjestely käsittää ainakin yhden voimakkaasti läpäisevän hakukanavan, johon liittyvä lähetyksen läpäisykyky on sovitettu oleellisesti suuremmaksi kuin tietoliikennejärjestelmän muihin kanaviin liittyvä läpäisykyky, ja 10 laitteiston, joka on vasteellinen epäonnistuneelle yritykselle tavoittaa tilaajan päätelaite (1) tietoliikennejärjestelmän normaalilla hakukanavalla voimakkaasti läpäisevän sanoman muodostamiseksi ja lähettämiseksi mainitulla ainakin yhdellä voimakkaasti läpäisevällä haku-15 kanavalla.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että laitteisto on sovitettu toistamaan voimakkaasti läpäisevän sanoman lähetys, kunnes päätelaitteelta (1) vastaanotetaan kuittaus tai tietolii- 20 kennejärjestelmältä saadaan ilmoitus, että tilaaja on ta voitettavissa normaaleilla kanavilla.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että tietoliikennejärjestelmän keskus on järjestetty käynnistämään mainitun voimakkaasti 25 läpäisevän sanoman lähetys mainitussa laitteistossa vas teena epäonnistuneelle hakuyritykselle normaalilla haku-kanavalla .

4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että ' 30 mainittu laitteisto on liitetty tietoliikennejär jestelmän keskukseen (4) ja järjestetty lähettämään voimakkaasti läpäisevä sanoma mainitulle keskukselle (4), mainittu keskus (4) on järjestetty kysymään tilaajan sijaintitietoja tietoliikennejärjestelmän tilaajatie-35 tokannasta (5) ja reitittämään voimakkaasti läpäisevä sa- 19 102994 noma mainittujen tilaajatietojen osoittamaan osaan tietoliikennejärjestelmässä lähetettäväksi mainitulla ainakin yhdellä voimakkaasti läpäisevällä hakukanavalla.

5. Patenttivaatimuksen 1, 2, 3 ai 4 mukainen jär-5 jestely, tunnettu siitä, että tietoliikennejärjestelmän keskus (4) on vasteellinen epäonnistuneelle lyhytsanoman lähetykselle siten, että se välittää epäonnistuneen lyhytsanoman mainitulle laitteistolle käynnistäen siten voimakkaasti läpäisevän sanoman lähetyksen.

6. Patenttivaatimuksen 1, 2, 3, 4 tai 5 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että mainittu laitteisto on sovitettu lähettämään voimakkaasti läpäisevä hakusanoina samanaikaisesti ainakin kahdesta päätelaitteesta muodostuvalle päätelaitejoukolle.

7. Radioyhteyteen perustuvassa tietoliikennejärjes- telmässä toimiva päätelaite (1), tunnettu siitä, että päätelaite (1), vasteena katvealueelle siirtymiselle, alkaa kuunnella voimakkaasti läpäisevän hakusanoman 20 välitykseen varattua hakukanavaa, päätelaite (1), vasteena voimakkaasti läpäisevän hakusanoman vastaanottamiselle, ilmaisee mainitun sanoman vastaanottamisen päätelaitteen (1) ilmaisimien välityksellä.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen päätelaite (1), tunnettu siitä, että päätelaite (1), vasteena voimakkaasti läpäisevän hakusanoman vastaanottamiselle muodostaa kuittaussanoman, ja 30 päätelaite (1) lähettää kuittaussanoman voimakkaas ti läpäisevän sanoman lähettäneelle laitteistolle.

9. Menetelmä sanoman toimittamiseksi katvealueella sijaitsevalle tilaajan päätelaitteelle (1) radioyhteyteen perustuvassa tietoliikennejärjestelmässä, tunnettu 35 siitä, että menetelmä käsittää vaiheet • · 102994 20 suoritetaan epäonnistunut tilaajan päätelaitteen (1) haku tietoliikennejärjestelmän normaalilla hakukana-valla, lähetetään mainitulle päätelaitteelle (1) voi-5 makkaasti läpäisevä sanoma ainakin yhdellä voimakkaasti läpäisevällä hakukanavalla, johon liittyvä läpäisykyky on huomattavasti suurempi kuin tietoliikennejärjestelmän muihin kanaviin liittyvä läpäisykyky.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, 10 tunnettu siitä, että toistetaan voimakkaasti läpäisevän sanoman lähetys, kunnes päätelaitteelta (1) vastaanotetaan kuittaus tai tietoliikennejärjestelmältä saadaan ilmoitus, että tilaaja on tavoitettavissa normaaleilla kanavilla.

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että asetetaan tietoliikennejärjestelmän tilaajatie-tokantaan (5) tieto käynnissä olevasta voimakkaasti läpäisevän sanoman lähetyksestä, 20 vastaanotetaan tilaajatietokantaan (5) tieto, että tilaaja on jälleen tavoitettavissa normaalin haku-kanavan kautta, lähetetään tavoitettavissaolotieto tilaajatieto-kannasta (5) voimakkaasti läpäisevän sanoman lähetystä 25 kontrolloivalle laitteistolle, lopetetaan voimakkaasti läpäisevän sanoman lähetys vasteena tavoitettavissaolotiedolle.

12. Jonkin patenttivaatimuksen 9-11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että S 30 käynnistetään voimakkaasti läpäisevän lyhytsano man lähetys normaaleilla kanavilla epäonnistuneen lyhytsanoman lähetyksen seurauksena.

13. Jonkin patenttivaatimuksen 9-12 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että voimakkaasti lä- 35 päisevä hakusanoma lähetetään samanaikaisesti ainakin ; kahdesta päätelaitteesta muodostuvalle päätelajitejou- • « kolle. 21 102994