FI105306B - Radiojärjestelmä - Google Patents

Description

1 105306

Radiojärjestelmä

Esillä oleva keksintö kohdistuu yleisesti radioverkkoihin ja erityisesti 5 menetelmiin datansiirtokapasiteetin kasvattamiseksi radioverkossa.

Merkittävin radiojärjestelmien kapasiteettia rajoittava tekijä on käytettävissä oleva rajallinen taajuusspektri. Täten radiojärjestelmän kapasiteetti riippuu siitä kuinka tehokkaasti järjestelmälle annettuja radiotaajuuksia voidaan hyödyntää. Solukkoradioverkoissa radiotaajuuksien tehokkaampi hyödyntämi-10 nen perustuu taajuuksien uudelleenkäyttöön: samaa taajuutta käytetään useissa paikoissa, jotka ovat riittävän kaukana toisistaan, mistä on seurauksena valtava kasvu järjestelmän kapasiteetissa. Tämän vastapainona on lisääntynyt kompleksisuus sekä verkolle että matkaviestimille, joiden täytyy kyetä valitsemaan tukiasema useiden mahdollisten joukosta. Esimerkiksi, jos samaa taajuutta käy-15 tetään uudelleen joka yhdeksännessä solussa, N taajuuden spektriallokointi sallii käyttää N/9 kantoaaltoa samanaikaisesti missä tahansa solussa. Solukoon pienentäminen tai samataajuisten solujen etäisyyden pienentäminen kasvattaa kapasiteettia mutta toisaalta myös samakanavahäiriötä. Tämän vuoksi taajuuden uudelleenkäyttökertoimen valinta on usein kompromissi järjestelmän sama-20 kanavahäiriön ja liikennekapasiteetin välillä.

* · . Koska solukkoradioverkolle allokoitu taajuusspektri on kiinteä ja tilaa- • · · jien lukumäärä on kasvamassa nopeasti, allokoidun taajuusspektrin tehokas * · * · ':·käyttö on elintärkeä jokaiselle verkko-operaattorille. Täten erilaiset liikennekapa-• « · siteettia kasvattavat ominaisuudet solukkoverkossa antavat paljon tarvittua hei- • · : " 25 potusta operaattoreille erityisesti väkirikkailla kaupunkialueilla. Radioverkkojen :·: : kehittymisellä kohti suurikapasiteettisia radioverkkoja on lähinnä seuraavat vaihtoehdot: kanavien lukumäärän kasvattaminen, solujen jakaminen (pienet so-

• M

lut), mikrosoluverkot, monikerroksiset verkot, underlay- overlay -verkot sekä • · « muut kapasiteettia kasvattavat ratkaisut, kuten puolinopeuskanavät, taajuus-• 30 hyppely ja tehonsäätö. Seuraavassa tarkastellaan yksityiskohtaisemmin näitä

MM

.··. vaihtoehtoja.

Yksinkertaisin tapa lisätä kapasiteettia on kasvattaa kanavien luku-

I I

' "! määrää. Koska verkko-operaattorille allokoitu solukkoverkon taajuusspektri on hyvin rajoitettu, tämä menetelmä ei anna helpotusta kapasiteettiongelmiin. So-35 lujen jakamiseen liittyy suunnitteluongelmia sekä investointeja tukiasemapaik- 2 105306 koihin ja siirtoyhteyksiin. Solujen jakaminen on hyvä menetelmä helpottaa kapasiteettiongelmaa tiettyyn pisteeseen. Valitettavasti kaupunkialueilla kapasiteetti-vaatimukset ovat niin korkeat, että tämä menetelmä ei anna apua pitkällä jaksolla. Solujen jakamista voidaankin käyttää vain lyhytaikaisena helpotuksena. 5 Samoja ongelmia liittyy myös mikrosoluverkkoihin.

Underlay overlay -verkossa on kaksi (tai useampia) erillisiä soluker-roksia, joista toinen, esim. makrosolukerros, aikaansaa kokonaispeiton ja toinen, esim. mikrosolukerros, tuo kapasiteettia. "Peittoaluekerros" käyttää perinteistä taajuuden uudelleenkäyttökuviota ja solukantamaa saumattoman kokonais-10 peiton saamiseksi. "Kapasiteettikerros" käyttää hyvin tiheää taajuuden uudelleenkäyttökuviota ja lyhyempää solukantamaa suuren kapasiteetin saavuttamiseksi muutamalla kanavalla. Underlay overlay -verkossa verkkotasojen välinen handover on kriittinen tekijä kapasiteetin lisäämisen kannalta. Vielä eräs tunnettu ja tehokas tapa lisätä solukkoverkon kapasiteettia ovat solut, joissa on 15 erilaiset reuse-kertoimet omaavia taajuuksia. Suuremman reuse-kertoimen taajuuksilla saavutetaan kattava peitto ja pienemmän reuse-kertoimen taajuuksilla lisäkapasiteettia solujen keskelle.

Digitaalisissa matkaviestinjärjestelmissä puheensiirto tapahtuu kokonaisuudessaan digitaalisena. Tällöin yhden radioyhteyden tarvitsemaa kaistan-20 leveyttä radiotiellä voidaan pienentää käyttämällä puheensiirrossa puheenkoo-. dausta, jolla saavutetaan alhaisempi siirtonopeus, esim. 16 tai 8 kbit/s, kuin tyy- «Il ,']|t pillisesti puhelinverkoissa käytetyllä 64 kbit/s nopeudella. Sekä matka- T *. viestimessä että matkaviestinverkossa tulee olla luonnollisesti puheenkoodausta : varten puhekoodekki. Verkon puolella puheenkoodaustoiminnot voivat sijaita 25 useassa vaihtoehtoisessa paikassa, kuten tukiasemassa tai matkaviestinkes- • « v kuksen yhteydessä. Tällöin jokaisessa matkaviestimelle tulevassa tai lähtevässä puhepuhelussa kytketään puheyhteydelle verkon puolella puhekoodekki, joka «k· dekoodaa matkaviestimeltä tulevan (uplink-suunta) puhesignaalin ja enkoodaa

Kl matkaviestimelle menevän (downlink-suunta) puhesignaalin.

··. 30 Joissakin digitaalisissa matkaviestinjärjestelmissä puheensiirtoon liit-

IIM

.···. tyy lisäksi epäjatkuva lähetystila DTX (Discontineous Transmission). Se tähtää järjestelmän tehokkuuden kasvattamiseen häiriötason pienentämisen kautta t ';**[ estämällä radiosignaalin lähettäminen, kun sitä ei tarvita informaation kannalta.

« · a '« '' Lisäksi DTX pienentää matkaviestimen tehonkulutusta, mikä on tärkeä seikka 35 akkukäyttöisissä kannettavissa päätelaitteissa. Tämä DTX-tila on yleensä vaih- 3 105306 toehtoinen normaalille tilalle, ja valinta näiden kahden tilalla tehdään matkaviestinverkossa puhelukohtaisesti. DTX-tilassa koodataan normaalisti puhetta esim. 13 kbit/s, kun käyttäjä puhuu, ja puhetaukojen aikana käytetään huomattavasti alhaisempaa bittinopeutta, esim. noin 500 kbit/s. Tätä alhaisempaa bittinopeutta 5 käytetään enkoodaamaan informaatiota taustamelusta lähetyspuolella. Esimerkiksi yleiseurooppalaisessa digitaalisessa matkaviestinjärjestelmässä GSM lähetin (matkaviestin tai tukiasema) normaalisti lähettää yhden liikennepurskeen TDMA-kehystä kohti (eli 96 pursketta/480 ms), kunnes puhekoodekki ilmaisee hiljaisen jakson puhesignaalissa. Silloin lähetin lähettää ainoastaan 12 pursket-10 ta/480 ms. Vastaanottopuolella tämä taustamelu regeneroidaan kuulijalle, minkä vuoksi sitä kutsutaan mukavuuskohinaksi, niin että hän ei ajattele yhteyden katkenneen lähetystaukojen aikana. Toimintoa, joka lähetyspäässä tarkkailee esiintyykö puheaktiviteettia, kutsutaan puheaktiviteetin ilmaisuksi VAD (Voice Activity Detection). Päätös siitä, sisältääkö signaali puhetta vai taustamelua, pe-15 rustuu tyypillisesti kynnysarvoon ja mitatun signaalienergian vertailuun.

Mukavuuskohinaa generoidaan, koska kokemus on osoittanut, että kuulija häiriintyy suuresti, kun puheen takana oleva taustakohina äkillisesti loppuu. Tämä tapahtuisi säännöllisesti epäjatkuvassa lähetyksessä. Eräs keino välttää tämä kuulijan häiriintyminen on synnyttää keinotekoista melua, kun sig-20 naalia ei vastaanoteta. Tämän melun ominaisuudet päivitetään säännöllisesti ja : j lähetetään vastaanottavaan päähän puhekooderilla, joka sijaitsee lähettävässä ; päässä.

• * . Epäjatkuvaa lähetystä voidaan soveltaa myös datasiirrossa, jos da- tanopeus tai datamäärä vaihtelee puhelun aikana. Monikanavaisessa suurino- • «· ’ 25 peuksisessa piirikytketyssä datasiirrossa (HSCSD yhtä suurinopeuksista da- * »· tayhteyttä varten käytetään kaksi tai useampi rinnakkaista liikennekanavaa • · · * (alikanavaa) radiotiellä. Tällöin saattaa esiintyä tilanne, jossa hyötyinformaation ... datanopeus on huomattavasti pienempi kuin yhteydelle allokoitu maksimida- • · ’”·* tanopeus, ja liikennekanavilla joudutaan lähettämään vajaita tai tyhjiä datake- • · ' *·;·' 30 hyksiä. Julkaisun PCT/FI96/00669 esittämässä epäjatkuvassa datasiirtomene- ff ·:· telmässä tätä ongelmaa on lievitetty siten, että datakehyksiä lähetetään selek- i'"’, tiivisesti ainoastaan tiettyjen alikanavien kautta, kun datayhteydelle allokoitua .·!·, maksimisiirtokapasiteettia ei tarvita. Muilla yhteydelle allokoiduilla alikanavilla ei ole lainkaan lähetystä tai niillä on käytössä alikanavakohtainen epäjatkuva lä-’ * 35 hetys. Aktiivisten alikanavien määrän väheneminen johtaa suoraan lähettimen 4 105306 tehon kulutuksen pienenemiseen, lämpöongelmien vähenemiseen sekä yksinkertaisempaan vastaanoton, lähetyksen ja naapurisolujen mittauksen ajoitukseen. Lisäksi, koska turhat lähetykset radiorajapinnassa vähenevät, laskee myös häiriötaso matkaviestinverkossa.

5 Piirikytketyissä datasiirtopalveluissa datapuhelulle allokoidaan dedi- koitu piirikytketty yhteys (esim. radiorajapinnan liikennekanava). Tällöin samanaikaisten käyttäjien määrä on rajoitettu liikennekanavien maksimimäärään. Pakettimuotoisessa tai pakettikytketyssä datasiirtopalvelussa siirretään yksittäisiä datapaketteja niiden osoitteiden perusteella tai muodostetun virtuaaliyhteyden 10 kautta. Radiorajapinnassa voidaan liikennekanava usean käyttäjän yhteiskäyttöön pakettimuotoista datasiirtoa varten, mikä nostaa radioverkon kapasiteettia käyttäjien määrällä mitattuna. Pakettimuotoinen datapalvelu on edullinen erityisesti silloin, kun datasiirto on satunnaista mutta yhteys halutaan säilyttää jatkuvasti nopean datasiirron mahdollistamisseksi. Pakettikytkentäinen datasiirto voi-15 daan toteuttaa erityisessä pakettiradioverkossa tai lisäpalveluna perinteisessä piirikytketyssä radioverkossa.

Esimerkiksi yleiseurooppalaiseen matkaviestinjärjestelmään GSM (Global System for Mobile Communication) on kehitteillä yleinen pakettiradiopal-velu GPRS (General Packet Radio Service) on uusi palvelu GSM-järjestelmään 20 ja se on eräs GSM vaiheen 2+ standardointityön aiheita ETSIssä (European Telecommunication Standard Institute). GPRS-toimintaympäristö koostuu yh-. .·. destä tai useammasta aliverkkopalvelualueesta, jotka kytketään toisiinsa GPRS- runkoverkolla (Backbone Network). Aliverkko käsittää joukon pakettidata-palvelusolmuja SN, joita kutsutaan tässä yhteydessä palveleviksi GPRS-tukisol- · · .I, * 25 muiksi SGSN, joista kukin on kytketty GSM-matkaviestinverkkoon (tyypillisesti • · · tukiasemajärjestelmiin) siten, että se kykenee tarjoamaan pakettidatapalvelun liikkuville datapäätelaitteistoille useiden tukiasemien, ts. solujen kautta. Välissä ... oleva matkaviestinverkko tarjoaa pakettimuotoisen tiedonsiirron tukisolmun ja • · *;;;* liikkuvien datapäätelaitteistojen välillä. Eri aliverkot puolestaan on kytketty ulkoi- 30 seen dataverkkoon, esim. yleiseen kytkettyyn dataverkkoon PSPDN, erityisten GPRS-yhdyskanavatukisolmujen GGSN kautta. Täten GPRS-palvelun avulla ai-kaansaadaan pakettidatasiirto liikkuvien datapäätelaitteistojen ja ulkoisten data-verkkojen välille GSM-verkon toimiessa liittymäverkkona (access network). Tu- • · kiaseman lähetinvastaanottimia ja kanavia allokoidaan piirikytketyille puheluille ’· " 35 ja pakettimuotoisille puheluille tarpeen mukaan.

5 105306

Keksinnön tavoitteena on kasvattaa datasiirtokapasiteettia radioverkoissa, jotka tukevat sekä piirikytkettyjä että pakettimuotoisia siirtopalveluja.

Tavoite saavutetaan radiojärjestelmällä, joka käsittää matkaviestimiä, tukiasemaverkon, jossa kukin tukiasema tukee sekä piirikytkettyjä puheluita 5 että pakettimuotoista datasiirtoa, sekä epäjatkuvan lähetystilan, joka on aktivoitavissa piirikytketylle puhelulle downlink- siirtosuunnassa. Keksinnölle on tunnusomaista, että tukiaseman downlink-liikennekanava, jolla on käynnissä epäjatkuvassa lähetystilassa oleva piirikytketty puhelu, on allokoitavissa erilliselle pakettimuotoiselle datasiirrolle piirikytketyn puhelun epäjatkuvan lähetystilan 10 (DTX) ajaksi.

Keksinnön kohteena on myös datansiirtomenetelmä radiojärjestelmää varten, joka käsittää matkaviestimiä ja tukiasemaverkon, jossa kukin tukiasema tukee sekä piirikytkettyjä puheluita että pakettimuotoista datasiirtoa sekä käsittää epäjatkuvan lähetystilan, joka on aktivoitavissa piirikytketylle puhelulle 15 ainakin downlink-suunnassa, menetelmän käsittäessä vaiheet allokoidaan downlink-liikennekanava piirikytketylle puhelulle tukiasemalla; muodostetaan piirikytketty puhelu; lähetetään piirikytkettyä informaatiota mainitulla downlink-liikennekanavalla mainitulta tukiasemalta; käynnistetään epäjatkuva lähetystila mainitussa piirikytketyssä puhelussa. Menetelmälle on tunnusomaista, että se 20 lisäksi käsittää vaiheet allokoidaan mainittu downlink-liikennekanava, joka on allokoitu epäjatkuvassa lähetystilassa olevalle piirikytketylle puhelulle, myös pakettimuotoi-selle datasiirrolle piirikytketyn puhelun epäjatkuvan lähetystilan ajaksi, lähetetään pakettimuotoista dataa mainitun epäjatkuvan lähetystilan • * · .. * 25 aikana mainitulla downlink-liikennekanavalla, lopetetaan pakettimuotoisen datan lähetys mainitulla downlink- *'* * liikennekanavalla ja palautetaan downlink-liikennekanava piirikytketyn puhelun käyttöön, kun mainittu epäjatkuva lähetystila päättyy.

• ·

Keksinnön kohteena on myös radiojärjestelmän lähetyslaitteisto, joka . *···' 30 tukee sekä piirikytkettyjä puheluita että pakettimuotoista datasiirtoa ja jossa piiri- ;:· kytketylle puhelulle on aktivoitavissa epäjatkuva lähetystila. Laitteistolle on tun- nusomaista, että lähetyslaitteiston liikennekanava, jolla on käynnissä epäjatku- • · · vassa lähetystilassa oleva piirikytketty puhelu, on allokoitavissa erilliselle paket-timuotoiselle datasiirrolle piirikytketyn puhelun epäjatkuvan lähetystilan (DTX) ’· 35 ajaksi.

6 105306

Esillä olevassa keksinnössä taukoja tai alhaisempaa siirtokapasiteettia vaativia hetkiä piirikytketyn puhelun informaatiovirrassa (puhe- tai datasig-naali), ts. hetkiä joina puhelu epäjatkuvassa lähetystilassa (DTX), hyödynnetään pakettimuotoisen informaation lähettämiseen tukiasemalta samalla downlink-5 liikennekanavalla. Kun piirikytketty puhelu siirtyy DTX-tilaan (informaation lähetys keskeytetään), lähetetään sille allokoidulla liikennekanavalla pakettimuotoisen puhelun (puheluiden) datapaketteja, kunnes epäjatkuva lähetystila päättyy. Liikennekanava voidaan allokoida pakettimuotoiselle datasiirrolle (puheluille) erikseen kunkin DTX-tilan yhteydessä tai allokointi voi olla pidempiaikainen. Pi-10 dempi allokointi saattaa olla edullinen esimerkiksi silloin, kun pakettimuotoisella puhelulla on käytössään ainakin yksi muu downlink-liikennekanava ja keksinnön avulla lisätään kapasiteettia downlink-suunnassa. Liikennekanava allokoidaan DTX-tilojen ajaksi pakettimuotoista siirtoa varten tyypillisesti eri matkaviestimille kuin matkaviestin, jolle liikennekanava on allokoitu piirikytkettyä siirtoa varten. 15 Näin siirtokapasiteetti saadaan allokoitua mahdollisimman tehokkaasti sitä tarvitseville käyttäjille verkossa. Matkaviestimet voivat kuulua eri järjestelmiin, kuten pakettidataradioverkko ja piirikytketty radioverkko. Matkaviestin (matkaviestimet), jonka pakettimuotoiselle datasiirrolle liikennekanava allokoidaan, ohjataan vastaanottamaan allokoidulla kanavalla. Se vastaanottaa nor-20 maalisti sille osoitetut datapaketit ja hylkää mahdollisesti vastaanottamansa piiri-:··· kytkettyyn puheluun liittyvän informaation. Vastaavasti matkaviestin, jolla on ; mainittu piirikytketty puhelu käynnissä, vastaanottaa normaaliin tapaan DTX- * * * . tilassa mutta hylkää kaiken pakettimuotoisen informaation virheellisenä. Toisin

IMI

. ·. : sanoen kumpikin (jokainen) matkaviestin vastaanottaa liikennekanavalla kuin lii- n :·. * 25 kennekanava olisi kaiken aikaa sen omassa käytössä, joten siinä ei tarvita mi- • ·· [... tään valmiuksia toisen matkaviestimen liikenteen käsittelyyn tai ymmärtämiseen.

i · ·

Yksinkertaisimmillaan keksintö voidaan toteuttaa ilman muutoksia päätelaitteis- ... sa, mikä helpottaa toteutusta olemassa olevissa verkoissa. Muutoksia tarvitaan • · ainoastaan tukiasemalla tai muussa verkkoelementissä. Liikennekanava voi- • 9 '···* 30 daan allokoida myös samalle matkaviestimelle sekä piirikytkettyä että paketti- <f;j* muotoista liikennettä varten, mutta tällöin matkaviestin joudutaan modifioimaan suunnittelemaan erityisesti tätä tarkoitusta varten. Tällainen allokointi on myös • · · f.’.# verkon kapasiteetin käytön kannalta paljon tehottomampaa kuin DTX-tilojen dy- « · ! naaminen allokointi pakettimuotoiseen siirtoon suurelle käyttäjäjoukolle heidän • * 35 siirtotarpeensa mukaan. Datasiirron pakettimuotoisuuden etuna on, että saman 7 105306 DTX-tilan aikana voidaan siirtää monien käyttäjien dataa ja sitä kautta entistä tehokkaammin hyödyntää koko DTX-tilan tarjoama kapasiteetti.

Keksinnön mukaisella menetelmällä voidaan merkittävästi parantaa radioverkon kapasiteetin hyväksikäyttöä downlink-suunnassa. Voidaan arvioida, 5 että normaali puhelupuhelu on jopa 40-50 % puheluajasta DTX-tilassa yhdessä siirtosuunnassa (normaalissa keskustelussa puhujat vuorottelevat, päällekkäin puhuminen on harvinaista). Joka tapauksessa puheessa esiintyy sekuntien mittaisia taukoja, joiden aikana voidaan siirtää tuhansia tavuja dataa (esim. noin 500 tavua / 0.5 sekuntia). Nimenomaan downlink-suunnassa tarvitaan kaikki 10 hyödynnettävissä oleva kapasiteetti, koska siinä suunnassa dataliikenne on suurinta. Tyypillisestihän matkaviestimet tilaavat palveluita ja informaatiota upplink-suunnassa ja vastaanottavat tilatun datan, esimerkiksi World Wide Web -sivun (WWW) tai tiedoston, downlink-suunnassa

Keksintöä selitetään seuraavassa ensisijaisten suoritusmuotojen 15 avulla viitaten oheisiin piirroksiin, joissa kuvio 1 havainnollistaa GSM/GPRS-järjestelmän arkkitehtuuria, kuviot 2A, 2B ja 2C esittävät pakettiohjausyksikön PCU eri sijoitus-vaihtoehtoja, kuvio 3 on erään keksinnön mukaisen tukiaseman periaatteellinen 20 lohkokaavio, ;..j kuvio 4 on vuokaavio, joka havainnollistaa kuvion 3 tukiaseman ka- . .·. navaohjaimen 31 toimintaa, . kuvio 5 on vuokaavio, joka havainnollistaa kuvion 3 PCU/CCU:n toi- mintaa, • ·« ' 25 kuvio 6 on signaalikaavio, joka esittää kuvion 3 tukiaseman signaa- • · · leja.

• · · ‘ Esillä oleva keksintö soveltuu käytettäväksi erityyppisissä radiojär jestelmissä, jotka tukevat sekä piirikytkentäisiä siirtopalvelulta että pakettikyt- • · ’·;·* kentäisiä siirtopalvelulta. Erityisen edullisesti keksintö soveltuu käytettäväksi 5 *·;·: 30 yleiseurooppalaisessa digitaalisessa matkaviestinjärjestelmässä GSM (Global ·:· System for Mobile Communication) tai sitä vastaavissa matkaviestinjärjestel- < f«< missä, kuten DCS1800 ja PCS (Personal Communication System), yhdessä yleisen pakettiradiopalvelun (GPRS = General Packet Radio Service) kanssa. Seuraavassa keksinnön ensisijaiset suoritusmuodot tullaan selostamaan • « · • «· • ♦ 8 105306 GPRS/GSM-radiojäijestelmän avulla keksintöä tällaiseen tiettyyn radiojärjestelmään kuitenkaan rajoittamatta.

Kuviossa 1 on havainnollistettu GSM-järjestelmän perusarkkitehtuuria sekä GSM-järjestelmään toteutetun GPRS-pakettiradioverkon arkkitehtuuria.

5 GSM-verkon perusrakenne muodostuu kahdesta osasta: tukiasema järjestelmä BSS ja verkkoalijärjestelmä (NSS). BSS ja matkaviestimet MS kommunikoivat radioyhteyksien kautta. Tukiasemajärjestelmässä BSS kutakin solua palvelee tukiasema BTS. Joukko tukiasemia on kytketty tukiasemaohjaimeen BSC, jonka toimintona on ohjata radiotaajuuksia ja kanavia, joita BTS käyttää. 10 BSCt on kytketty matkaviestinkeskukseen MSC. GSM-järjestelmän yksityiskohtaisemman kuvauksen osalta viitataan kuitenkin ETSI/GSM-suosituksiin sekä kirjaan "The GSM System for Mobile Communications", M. Mouly ja M. Pau-tet, Palaiseau, France, 1992, ISBN:2-9507190-07-7.

GSM-järjestelmäsä puheen- ja datansiirto tapahtuu kokonaisuudes-15 saan digitaalisena piirikytketyillä siirtoyhteyksillä. Puheensiirrossa tällä hetkellä käytetty puheenkoodausmenetelmä on RPE-LTP (Regular Pulse Exitation -Long Term Prediction), joka käyttää hyväkseen sekä pitkän että lyhyen aikavälin ennustusta. Koodaus tuottaa LAR-, RPE- ja LTP-parametrit, jotka siirretään varsinaisen puheen sijasta. Puheensiirtoa on käsitelty GSM-suosituksissa luvussa 20 06, puheenkoodausta erityisesti suosituksessa 06.10. Lähitulevaisuudessa tul- laan käyttämään muitakin koodausmenetelmiä, kuten puolen nopeuden mene-. telmiä, joiden yhteydessä keksintöä voidaan myös sellaisenaan käyttää. Koska • Λ varsinainen keksintö ei kohdistu itse puheenkoodausmenetelmään ja on siitä V ’. riippumaton, sitä ei käsitellä tässä yhteydessä enempää.

• «· * 25 Matkaviestimessä tulee luonnollisesti olla puheenkoodausta varten puhekooderi ja -dekooderi. Koska matkaviestimen toteutus ei ole keksinnön • · · ’·’ * kannalta oleellinen eikä poikkea tavanomaisesta, sitäkään ei kuvata tässä yh teydessä tarkemmin.

’···' Verkon puolella erilaiset puheenkoodaus- ja nopeuden sovitustoi- 30 minnot on keskitetty transkooderiyksikköön TRCU (Transcoder/Rate Adaptor ··· Unit). TRCU voi sijaita useassa vaihtoehtoisessa paikassa järjestelmässä vai- »lii mistajan tekemien valintojen mukaan. Transkooderiyksikön rajapinnat ovat 64 <31 kbit/s PCM (Pulse Code Modulation) -rajapinta (A-rajapinta) matkapuhelinkes-

• I

\ kukseen MSC päin ja 16 tai 8 kbit/s GSM -rajapinta tukiasemaan BTS päin. Näi- « 35 hin rajapintoihin liittyen käytetään GSM-suosituksissa myös termejä uplink- ja 9 105306 downlink-suunta, joista uplink-suunta on tukiasemayksikön BTS suunnasta tuleva ja matkapuhelinkeskuksen MSC suuntaan lähtevä, kun taas downlink-suunta on tälle vastakkainen suunta.

Tyypillisesti transkooderiyksikkö TRCU on sijoitettu matka-5 viestinkeskuksen MSC yhteyteen mutta se voi olla myös osa tukiasemaohjainta BSC tai tukiasemaa BTS. Kun transkooderiyksikkö TRCU on sijoitettu tukiasemasta BTS erilleen, informaatio siirtyy tukiaseman BTS ja transkoode-riyksikön TRCU välillä ns. TRAU-kehyksissä. TRAU-kehykset on määritelty GSM-suosituksessa 08.60 (tai 08.61). Kehys voi informaatiosisällöstä riippuen 10 puhe-, käyttö/ylläpito- ja datakehys, sekä ns. idle-puhekehys. Synkronoinnin toteuttamiseksi kaikkien kehysten kaksi ensimmäistä oktettia sisältävät 16 synk-ronointibittiä. Lisäksi kehyksen muodostavien 16-bittisten sanojen (2 oktettia) ensimmäinen bitti on synkronoinnin tarkistusbitti. Kaikissa kehyksissä on varsinaisen puhe-, data- tai käyttö/ylläpitoinformaation sisältävien bittien lisäksi oh-15 jausbittejä, joissa välitetään tieto kehyksen tyypistä sekä vaihtelevan määrän muuta tyyppikohtaista informaatiota. Lisäksi esimerkiksi puhe- ja idle-kehyk-sessä neljä viimeistä bittiä T1-T4 on varattu edellä mainittuun ajoituksen säätöön. TRAU-puhekehyksessä on 21 ohjausbittiä C1-C21, minkä lisäksi kehyksen 4 viimeistä bittiä T1-T4 on varattu ajoituksen säätöön. Varsinaiset pu-20 heinformaatiota siirtävät bitit ovat okteteissa 4-38. Käytännössä siirrettävä pu-heinformaatio on RPE-LTP (Regular Pulse Exitation - Long Term Prediction) ’..V puheenkoodausmenetelmän LAR-, RPE- ja LTP-parametrejä. Idle-puhekehys on samanlainen kuin kuvion 2 puhekehys, paitsi että kehyksen kaikki liikennebitit ovat loogisessa tilassa "1". Bitit C13-C14 muodostavat SID-koodin (Silence • *·· 25 Descriptor). C17 on downlink-DTX-bitti, joka kertoo voiko epäjatkuvaa lähetystä :T: DTX käyttää downlink-suunnassa (DTX=1) vai ei (DTX=0). C16 on SP-bitti, joka ilmaisee downlink-suunnassa sisältääkö TRAU-kehys puhetta (SP=1) vai onko kyseessä niin sanottu SID-kehys (SP=0), joka sisältää informaatiota lähetys- ·«« : * ‘ ; puolen taustamelusta.

·« · \ 30 Epäjatkuvalla lähetyksellä DTX tarkoitetaan tässä selityksessä ylei- sesti menetelmää, jolla lähetys radiotielle on perinteisesti katkaistu puheessa (tai • « '•y’ muussa informaatiovirrassa olevien taukojen ajaksi). GSM-järjestelmässä downlink-DTX toteutetaan kolmen päärakenneosan avulla. Transkooderissa TRCU tarvitaan puheaktiviteetin ilmaisu eli VAD (Voice Activity Detection), jonka 35 avulla tutkitaan sisältääkö tarkasteltu puhesignaali puhetta vai onko kyse puh- 10 105306 taasta taustamelusta. Normaalissa siirtotilassa TRCU lähettää tukiasemalle pu-hekehyksiä (SP=1). Kun puhetta ei enää havaita, TRCU ryhtyy taustakohinan parametrien laskemiseen tarvittavan ajan jälkeen lähettämään SID-kehyksiä (SP=0) tukiasemalle BTS, BTS lähettää puhekehykset suoraan radiotielle. Kun 5 BTS vastaanottaa ensimmäisen SID-kehyksen, se lähettää vielä tämän SID-kehyksen radiotielle ja siirtyy downlink-DTX-tilaan. DTX-tilassa BTS vastaanottaa transkooderiita TRCU jatkuvasti SID-kehyksiä, mutta lähettää niitä radiotielle vain ennalta määrätyin väliajoin (480 ms) kohinaparametrien päivittämiseksi. DTX-tila jatkuu kunnes BTS vastaanottaa transkooderiita TRCU puhekehyksen 10 (SP=1), jolloin BTS siirtyy takaisin jatkuvaan lähetykseen.

Downlink DTX:n ensisijainen hyöty on alhaisempi häiriötaso solukko-verkossa sekä epäjatkuvan vastaanoton mahdollistaminen matkaviestimessä. Keksijöiden oivalluksen mukaisesti puhelulle varattu fyysinen liikennekanava on kuitenkin DTX-tilan aikana käyttämätöntä kapasiteettia, joka voidaan antaa 15 muun downlink-siirron käyttöön. Keksinnön ensisijaisessa suoritusmuodossa tämä muu downlink-siirto on GPRS-pakettidatasiirtoa.

Jälleen kuvioon 1 viitaten, GPRS-järjestelmä käsittää yhden GPRS-verkon, jossa on on kaksi palvelevaa GPRS-tukisolmua (SGSN) ja yksi GPRS-yhdyskäytävätukisolmu (GGSN). Nämä erilaiset tukisolmut SGSN ja GGSN on 20 kytketty toisiinsa operaattorin sisäisellä runkoverkolla 13 (Intra-operator Backbo- II» ’ * ne Network). On ymmärrettävä, että GPRS-verkossa voi olla mikä tahansa mää- :.:V rä tuki- ja yhdyskäytäväsolmuja. GPRS-yhdyskäytävätukisolmu GGSN yhdistää operaattorin GPRS-verkon muiden operaattoreiden GPRS-järjestelmiin sekä · dataverkkoihin 11-12, sellaisiin kuten operaattoreiden välinen runkoverkko j’*·· 25 (Inter-Operator Backbone Network), IP-verkko (Internet) tai X.25-verkko.

:T: Palveleva GPRS-tukisolmu SGSN on solmu, joka palvelee matka viestintä MS. Kukin tukisolmu SGSN hallitsee pakettidatapaivelua yhden tai useamman solun alueella solukkotyyppisessä pakettiradioverkossa. Tätä varten • · · kukin tukisolmu SGSN on kytketty (Gb-rajapinta) tiettyyn paikalliseen osaan * * * ·. 30 GSM-matkaviestinjärjestelmää. Tämä kytkentä tehdään tyypillisesti tukiasema- « · ·;;; järjestelmään BSS, ts. tukiasemaohjaimeen BSC (kuten kuviossa 1) tai johonkin « · tukiasemista BTS. Solussa oleva matkaviestin MS kommunikoi radiorajapinnan yli tukiaseman BTS kanssa ja edelleen matkaviestinverkon läpi sen tukisolmun SGSN kanssa, jonka palvelualueeseen solu kuuluu. Periaatteessa tukisolmun 35 SGSN ja matkaviestimen MS välissä oleva matkaviestinverkko vain välittää pa- „ 105306 ketteja näiden kahden välillä. Matkaviestinverkko tarjoaa tätä varten fyysisen yhteyden datapakettien välittämiseksi matkaviestimen MS ja palvelevan tukisol-mun SGSN välillä.

Solu, joka tukee GPRS:ää, voi allokoida radioresursseja yhdellä tai 5 useammalla fyysisellä kanavalla GPRS-liikenteen tukemiseksi. Fyysistä kanavaa (esim. aikaväli) kutsutaan pakettidataliikennekanavaksi PDTCH. Se allokoidaan väliaikaisesti yhdelle GPRS-MS:lle tai GPRS.ien joukolle. Moniaikavälitoi-minnassa yksi GPRS-MS voi käyttää useita PDTCH-kanavia (enintään kahdeksan aikaväliä samalla kantoaallolla) rinnakkain omaa pakettisiirtoaan varten. Al-10 lokoidut fyysiset kanavat otetaan solussa käytettävissä olevasta yhteisestä ka-navapoolista. Fyysisten kanavien allokointi piirikytketyille GSM-palveluille ja GPRS-palveluille tehdään dynaamisesti kapasiteettitarpeen mukaan (capacity on demand -periaate). GPRS:n tarvitsema yhteissignalointi siirretään pakettiyh-teisohjauskanavalla PCCCH, jos se on allokoitu, tai GSM:n yhteisohjauskana-15 valla CCCH.

GPRS ei vaadi pysyvästi allokoituja PDTCH-kanavia. Kapasiteetin allokointi GPRS:lle voi perustua varsinaisen pakettisiirron tarpeisiin, mitä tässä kutsutaan ’’capacity on demand”-periaatteeksi. Dynaamisen allokoinnin etuna on, että operaattori voi kuormitustilanteessa allokoida käyttämättömiä kanavia 20 GPRS-liikenteelle GPRS:n palvelulaadun nostamiseksi. Operaattori voi kuitenkin • *»> dedikoida, pysyvästi tai väliaikaisesti, joitakin kanavia GPRS-käyttöön.

·:.* Tukiasemajärjestelmän ja SGSN:n yhdistää Gb-rajapinta, joka mah- dollistaa signalointi-informaation ja datan vaihdon. Tähän signalointiin kuuluu « · myös pakettikanavan allokointisignalointi, esim. virtuaalisen yhteyden pystyttä- • · : *·· 25 minen SGSN.stä radioresurssiryhmään, joka on tukiasemassa BTS. Yhteys voi i’X: olla myös piirikytketty yhteys.

Tarkemmin sanottuna Gb-rajapinta on määritelty sijaitsemaan paket-tiohjausyksikön PCU ja SGSN.n välissä. PCU on toiminnallinen yksikkö, joka on • · · vastuussa erilaisista GPRS MAC (Medium Access Control) ja RLC (Radio Link • · · 30 Control) kerroksien protokollista, jotka on määritelty suosituksessa GSM 03.64.

#·« ·;;; Näihin kuuluvat mm. RLC-lohkojen muodostaminen dovvnlink-lähetystä varten, I ( ' kanavapääsyn ohjaustoiminnot (access request ja access grants) sekä radioka- navan hallintatoiminnot, kuten tehonsäätö, radiokanavien allokointi ja vapautus, :' \ i ohjausinformaation yleislähetys, jne.

12 105306 PCU on puolestaan liitetty Abis-rajapinnalla kanavakoodekkiyksik-köön CCU. CCU:n toimintoihin kuuluvat kanavakoodaustoiminnot (mukaanlukien myötäsuuntainen virheenkorjaus FEC ja lomitus) sekä radiokanavan mittaustoiminnot. CCU myös muodostaa GPRS-radiolohkot, ts. GPRS-paketit, jois-5 sa data ja signalointi-informaatio lähetetään radiorajapinnan yli. Kuten kuvioissa 2A-C on esitetty, CCU on aina sijoitettuna tukiasemalle BTS mutta PCU:ila on useita vaihtoehtoisia sijoituspaikkoja: tukiasema BTS (kuvio 2A), tukiasemaohjain BSC (kuvio 2B) tai tukisolmu SGSN (kuvio 2C). Kun PCU on sijoitettu erilleen BTS:stä, CCU voi ohjata joitakin PCU:n toimintoja.

10 Keksintöä voidaan soveltaa kaikissa eri PCU:n sijoitusvaihtoehdois sa. Toteutuksesta tulee kuitenkin yksinkertaisin ja radiotien hyväksikäytön kannalta tehokkain, kun PCU on sijoitettu tukiasemalle. Kuviossa 3 on esitetty keksinnön mukainen tukiasema BTS, joka sisältää PCU/CCU-yksikön (yhdistetty PCU ja CCU), GSM-liikennekanavaohjaimen 31 sekä radioyksikön 30.

15 GSM-kanavaohjainyksikkö edustaa yleisesti tukiaseman BTS kanta taajuista signaalinkäsittelyä, joka downlink-signaalille suoritetaan ennen lähetystä: esim. kanavakoodaus, lomitus, jne. Keksinnön kannalta tärkein toiminne on downlink-DTX:n ohjaus. Kanavaohjain 31 vastaanottaa downlink-suunnan GSM-liikennettä tukiasemaohjaimelta tulevalta digitaaliselta siirtoyhteydeltä 20 (Abis-rajapinta). Tämä GSM-liikenne käsittää TRAU-kehyksiä, jotka kanavaoh- • · · · ’ ’ jäin 31 käsittelee ja lähettää radiorajapinnan kehyksinä radioyksikölle 30 linjan 32 kautta. Kanavaohjain 31 suorittaa kahdeksan GSM-liikennekanavan kanta- « taajuuskäsittelyn. Kanavaohjain 31 on lisäksi varustettu keksinnön mukaisella ! · · ·.*·: lisäominaisuudella, että se ilmaisee downlink-DTX-tilan alkamisen ja loppumisen • *·· 25 linja DTX_DETECTED tilan avulla. Kullekin GSM-liikennekanavalle on oma DTX_DETECTED linja ja oma linja 32.

PCU/CCU sisältää PCU:n ja CCU:n yhdistetyt toiminnot. PCU/CCU vastaanottaa GPRS-liikennettä digitaalisen yhteyden 35 kautta (Gb-rajapinta).

• · · ;*··; Yhteys 35 voi kytketty tukiasemaohjaimen BSC kautta tai muuta reittiä tukisol- 30 multa SGSN. PCU/CCU on kytketty linjan 33 kautta radioyksikölle 30, jolta se • · · *;;; voi allokoida liikennekanavia GPRS-käyttöön. Kutakin liikennekanavaa varten < c on oma linja 33. Lisäksi PCU on varustettu keksinnön mukaisella lisäominaisuu- della, että se voi allokoida GPRS-liikenteelle DTX-tilassa olevan liikennekana-• · · ’ :\ j van, joka on allokoitu piirikytketylle GSM-puhelulle.

13 105306

Radioyksikkö 30 edustaa yleisesti yhden radiotaajuuskanavan ra-diotaajuusosia sekä niihin välittömästi liittyvää kantataajuista signaalinkäsittelyä. Koska yhdellä radiotaajuuskanavalla on kahdeksan aikaväliä (GSM), radioyksi-kön 30 kapasiteetti on kahdeksan liikennekanavaa. Näitä liikennekanavia voi-5 daan allokoida tarpeen mukaan GSM-liikenteelle tai GPRS-liikenteelle. Lisäksi radioyksikkö 30 on varustettu keksinnön mukaisella ominaisuudella, että se lähettää piirikytketylle GSM-puhelulle allokoidulla liikennekanavalla PCU/CCU:n antamaa GPRS-informaatiota, jos vastaava DTX_DETECTED linja on asetettu.

Tarkastellaan seuraavassa keksinnön mukaisen tukiaseman BTS 10 toimintaa esimerkin avulla.

Oletetaan aluksi, että tukiaseman BTS kautta on GSM-järjestelmän normaalien puhelunmuodostusproseduurien mukaisesti muodostettu piirikytketty GSM-puhepuhelu, jolle on allokoitu liikennekanava ch4. GSM-kanavaohjain-yksikkö 31 vastaanottaa linjalta 34 kuvion 6 mukaisia puhe- ja SID-kehyksiä ja 15 käsittelee niitä GSM:n vaatimalla tavalla. Lisäksi kanavaohjainyksikkö suorittaa kuvion 4 lohkokaavion mukaisen toiminnan kullekin kanavalle. Aluksi, vaiheessa 41, ohjainyksikkö 31 tarkistaa, onko linjalta 34 vastaanotettu kehys SID-kehys. Jos kyseessä el ole SID-kehys, siirrytään vaiheeseen 44, jossa säilytetään tai palautetaan jatkuva lähetystila. Tämän jälkeen vaiheessa 45 nollataan 20 (deaktivoidaan) DTX_DETECTED linja. Kuvion 6 esimerkissä vaiheet 44 ja 45 suoritetaan kolmelle ensimmäiselle puhekehykselle. Kun linjalta 34 vastaan- » otettu kehys on SID-kehys vaiheessa 31, siirtyy kanavaohjain 31 downlink-DTX-tilaan vaiheessa 41. Siirtyessään DTX-tilaan kanavaohjain lähettää vielä en- :: simmäisen SID-kehyksen radioyksikölle 30. Tämän jälkeen kanavaohjain 31 25 asettaa (aktivoi) kyseisen liikennekanavan DTX_DETECTED linjan, kuten kuvi-ossa 6 on havainnollistettu.

Radioyksikkö 30 on tähän mennessä lähettänyt liikennekanavalla :*·; ch4 GSM-informaatiota, ts. kolme puhekehystä ja yhden SID-kehyksen, koska • · · .···; liikennekanavaa vastaava DTX_DETECTED linja on ollut nollattu. Kun • t · _ 30 DTX_DETECTED linja asetetaan, radioyksikkö 30 alkaa lähettämään liikenne-

IM

·;;! kanavalla ch4 linjalta 33 vastaanotettua GPRS-informaatiota.

r t

Kuvion 5 vuokaavioon viitaten, kun PCU/CCU havaitsee liikenneka-navan ch4 DTX_DETECTED linjan asettuneen (vaihe 51), se käynnistää liiken-nekanavan väliaikaisen allokoinnin GPRS-liikennekanavaksi PDTCH yhdelle tai 35 useammalle GPRS_MS:lle (mikäli tarvitaan lisää downlink-siirtokapasiteettia), 14 105306 vaihe 52. Pakettidatan lähettäminen matkaviestimelle MS, joka on GPRS-Ready-tilassa, aloitetaan PCU:n toimesta lähettämällä Packet Resource As-singment tai Reassignment sanoma, vaihe 53, GPRS-proseduurien mukaisesti. Mikäli MS on muussa kuin GPRS-Ready-tilassa, suoritetaan ensin GPRS-5 suositusten mukainen signalointi Ready-tilan käynnistämiseksi. Koska keksinnön avulla pyritään antamaan lisäkapasiteettia, on hyvin todennäköistä, että MS on Ready-tilassa (jopa vastaanottamassa yhdellä tai useammalla muulla liiken-nekanavalla). Mikäli solussa on allokoitu PCCCH, pakettiresurssien osoitussa-noma (Packet Resources Assignment) lähetetään PAGH:lla. Jos solussa ei ole 10 allokoituna PCCCHita, Packet Resources Assignment sanoma lähetetään AGCHilla. Packet Resources Assignment sanoma sisältää listan pakettiliikenne-kanavasta tai -kanavista PDTCH (tässä esimerkissä kanava ch4), joita käytetään downlink-siirtoon, sekä PDTCH:sta, jota käytetään kuljettamaan uplink-PACCH. Ajoitusennakko (Timing Advance) ja tehonsäätö on myös mukana, jos 15 ne ovat saatavilla. Muutoin MS voidaan pyytää vastaamaan access-purskeella. Tämän jälkeen PCU/CCU alkaa syöttää GPRS-pakettidataa radioyksikölle 30 linjan 33 kautta, vaihe 54. Radioyksikkö 30 lähettää GPRS-datan edelleen downlink-liikennekanavalla ch4 radiotiellä, kuten kuviossa 6 on esitetty. Eri matkaviestimille MS kohdistettujen radiolohkojen multipleksointl samalle downlink-20 PDTCH:lle tehdään mahdolliseksi tunnisteella, joka sisällytetään kuhunkin ra-diolohkoon. Datasiirrossa voidaan käyttää selektiivistä kuittaustoimintaa. PCU voi silloin tällöin pyytää (polling) MS:tä lähettämään pakettikuittauksen (Packet Ack/Nack) uplink-suunnassa.

PCU/CCU jatkaa GPRS-datan lähettämistä, kunnes vaiheessa 55 Ιοί*·.. 25 detaan, että DTX_DETECTED linja on nollattu. Esimerkkitapauksessa (kuvio 6) :T: kanavaohjain 31 siirtyy jatkuvaan lähetystilaan ja nollaa DTXJDETECTED linjan, kun kanavaohjain vastaanottaa ensimmäisen puhekehyksen DTX-tilassa. Täl-löin kanavaohjain 31 alkaa jälleen lähettämään puhekehyksiä eteenpäin. Koska .·". DTX_DETECTED linja on nollattu, radioyksikkö 30 siirtyy lähettämään liikenne- ·. 30 kanavalla ch4 kanavaohjaimelta 31 tulevaa GSM-informaatiota.

Kun PCU/CCU on vaiheessa 55 todennut, että DTX DETECTED

* * f — linja on nollattu, se lopettaa GPRS-pakettidatan syöttämisen radioyksikölle 30. Lisäksi PCU/CCU vapauttaa liikennekanavan ch4 allokoinnin GPRS- «· · :*·.· liikennekanavaksi PDTCH GPRS-proseduurien mukaisesti. Resurssien vapau- * · 35 tus aloitetaan PCU:n toimesta lopettamalla downlink-siirto ja pyytämällä MS:ltä 15 105306 viimeinen kuittaus. Kun downlink-siirto PDTCH:lla päättyy, MS siirtyy kuuntelemaan PCCCH:ta, jolloin sille voidaan tarvittaessa osoittaa uusi PDTCH lähettämällä Packet Resources Assignment sanoma. PCU:n on myös mahdollista muuttaa nykyistä downlink-PDTCH:n osoitusta lähettämällä pakettiresurrsien 5 uudelleenosoitussanoma (Packet Resources Reassignment), jonka MS kuittaa. Uudelleenosoitus voidaan tehdä esimerkiksi toiselle DTX-tilassa olevalle GSM-liikennekanavalle.

Keksinnön ensisijaisessa suoritusmuodossa GPRS-allokointi kestää vain yhden DTX-tilan ajan. GPRS-allokointi voi kestää myös pidemmän ajan, ts. 10 usean DTX-tilan ajan. Tällöin Packet Resources Assignment sanoma tarvitsee lähettää vain ensimmäisen DTX-tilan alussa ennen datasiirron alkamista. Seu-raavissa DTX-tiloissa datasiirto voidaan käynnistää suoraan ilman signalointia. Pitempikestoinen allokointi voi olla edullinen esimerkiksi, kun keksinnöllä tarjotaan lisäkapasiteettia tiedonsiirrolle, joka tapahtuu yhdellä tai useammalla 15 muulla liikennekanavalla. Kanavaohjain 31 voi nollata DTX_DETECTED linjan myös lähettääkseen määräajoin SID-kehyksen DTX-tilassa. Tämä voi johtaa GPRS-allokointiin jokaisen SID-päivityskehyksen jälkeen (noin 0,5 s). Tämä voidaan välttää, jos PCU/CCU odottaa ainakin yhden kehyksen ajan varmistaakseen oliko kyseessä SID-päivitys vai puheen alkaminen. Jos kyseessä oli SID-20 päivitys, DTX DETECTED linja asetetaan uudelleen ja PCU/CCU voi jatkaa lä-: ’ ‘ *’ hetystä samalla allokoinnilla.

GSM_MS voi vastaanottaa GPRS-dataa, mutta hylkää sen virheelli-senä. GPRS_MS saattaa myös vastaanottaa GSM-puhe- ja SID-kehyksiä, mutta jälleen hylkää ne virheellisinä. Näin ollen keksinnön ei pitäisi vaatia muu-25 toksia päätelaitteisiin.

:’·** Keksinnön eräässä suoritusmuodossa kanavaohjain 31 ja PCU/CCU

on kytketty radioyksikköön 30 yhteisellä aikajakoisella väylällä. Väylällä yksi ai- .··*. kaväli vastaa yhtä liikennekanavaa. Radioyksikkö 30 lukee väylältä aikavälin si- säilön ja lähettää sen eteenpäin kyseisellä liikennekanavalla. Kun kanavaohjain *·* 30 31 kirjoittaa väylälle jatkuvassa lähetystilassa ja PCU/CCU DTX-tilassa, törmä- ··♦ —· yksiä ei tapahdu. Tässä suoritusmuodossa DTX_DETECTED linjaa ei tarvitse kytkeä radioyksikölle 30.

: ‘: Edellä on keksintöä kuvattu esimerkin avulla, jossa puhekoodekki ja «Il VAD- ja DTX-toiminnot on sijoitettu tukiasemasta BTS erillään olevaan » · 35 transkooderiyksikköön. Puhekoodekki ja DTX-toiminnot voivat luonnollisesti olla „ 105306

ID

sijoitettu myös tukiasemalle, jolloin DTX-tilatieto on saatavissa suoraan ilman SID-kehyksien tunnistamista. Muutoinkin keksintöä voidaan soveltaa missä tahansa tukiasemarakenteessa tai muussa lähetyslaitteistossa pakettimuotoisen informaation lähettämiseksi piirikytketyn puhelun DTX-tilojen aikana.

5 Edellä on keksintöä kuvattu puhepuheluiden yhteydessä, mutta sitä voidaan soveltaa myös datapuheluiden DTX:n yhteydessä. Esimerkiksi julkaisun PCTVFI95/00669 monikanavaisessa siirrossa osalla allokoiduista kanavista ei ole aina lainkaan lähetystä tai niillä on käytössä alikanavakohtainen epäjatkuva lähetys. Näitä "vajaakäyttöisiä” liikennekanavia voidaan käyttää keksinnön mu-10 kaisena lisäkapasiteettina GPRS-datasiirrolle.

Kuviot ja niihin liittyvä selitys on tarkoitettu vain havainnollistamaan keksintöä. Yksityiskohdiltaan keksintö voi vaihdella oheisten patenttivaatimusten puitteissa ja hengessä.

· · • · 1 · f I · · I · · • · · » · • · • · • · · • · · • · · • · « • · · • · • · • · · • · • · · • · 1 » 1 t I « · t • « · · « • · • · · · · • ·

Claims (20)

17 105306

1. Radiojärjestelmä, joka käsittää matkaviestimiä (MS), 5 tukiasemaverkon, jossa kukin tukiasema (BTS) tukee sekä piirikyt- kettyjä puheluita että pakettimuotoista datasiirtoa, sekä epäjatkuvan lähetystilan, joka on aktivoitavissa piirikytketylle puhelulle downlink- siirtosuunnassa, tunnettu siitä, että 10 tukiaseman downlink-liikennekanava, jolla on käynnissä epäjatku vassa lähetystilassa oleva piirikytketty puhelu, on allokoitavissa erilliselle pakettimuotoiselle datasiirrolle piirikytketyn puhelun epäjatkuvan lähetystilan (DTX) ajaksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen radiojärjestelmä, tunnettu 15 siitä, että radiojärjestelmä käsittää pakettimuotoisen datasiirron radioresurssien allokointiyksikön (PCU), joka on järjestetty allokoimaan pakettimuotoiselle datasiirrolle DTX-tilassa olevia piirikytkettyjen puheluiden downlink-liikennekanavia, mikäli pakettimuotoiselle datasiirrolle tarvitaan lisäkapasiteettia downlink-suunnassa.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen radiojärjestelmä, t u n - • ·«1 n e 11 u siitä, että piirikytketty puhelu on puhepuhelu, ja että järjestelmä käsittää ' ·: · ‘ tukiasemasta (BTS) erilleen sijoitetun puhetranskooderin (TRCU), joka lähettää tukiasemalle (BTS) puheparametrikehyksiä tai kohinaparametrikehyksiä sen • » mukaan esiintyykö puhetta vai ei, ja että tukiasema (BTS) on järjestetty käyn- • · : ’·· 25 nistämään downlink-DTX-tila downlink-liikennekanavalla ja aktivoimaan DTX-tila • · · v ·1 ilmaistu -signaalin vasteena kohinaparametrikehyksen vastaanottamiselle, ja että tukiasema on järjestetty lopettamaan downlink-DTX-tila downlink-liikennekanavalla ja deaktivoimaan DTX-tila ilmaistu -signaali vasteena puheke-hyksen vastaanottamiselle DTX-tilassa, ja että radiojärjestelmä edelleen käsittää · · 30 pakettimuotoisen datasiirron radioresurssien allokointiyksikön (PCU), joka Vasili; teenä aktivoidulle DTX-tila ilmaistu -signaalille allokoi downlink-liikennekanavan ': ’ ’ pakettimuotoiselle datasiirrolle ainakin DTX-tilan ajaksi. «· · • · • · Ml f · · • · · • · 18 105306

4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen radiojärjestelmä, tunnettu siitä, että pakettimuotoinen datasiirto on GPRS-järjestelmän mukaista pakettisiirtoa.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen radiojärjestelmä, tunnettu 5 siitä, että mainittu radioresurssien allokointiyksikkö käsittää GPRS-järjestelmän pakettiohjausyksikön (PCU).

6. Patenttivaatimuksen 1, 2, 3, 4 tai 5 mukainen radiojärjestelmä, tunnettu siitä, että piirikytketty puhelu on GSM-matkaviestinjärjestelmän puhelu.

7. Datansiirtomenetelmä radiojärjestelmää varten, joka käsittää mat kaviestimiä (MS) ja tukiasemaverkon, jossa kukin tukiasema (BTS) tukee sekä piirikytkettyjä puheluita että pakettimuotoista datasiirtoa sekä käsittää epäjatkuvan lähetystilan, joka on aktivoitavissa piirikytketylle puhelulle ainakin downlink-suunnassa, menetelmän käsittäessä vaiheet 15 allokoidaan downlink-liikennekanava piirikytketylle puhelulle tukiase malla (BTS), muodostetaan piirikytketty puhelu, lähetetään piirikytkettyä informaatiota mainitulla downlink-liikenne-kanavalla mainitulta tukiasemalta (BTS), 20 käynnistetään epäjatkuva lähetystila mainitussa piirikytketyssä pu helussa, • · I 1 . tunnettu siitä, että menetelmä lisäksi käsittää vaiheet allokoidaan mainittu downlink-liikennekanava, joka on allokoitu epä- ;,:t jatkuvassa lähetystilassa olevalle piirikytketylle puhelulle, myös pakettimuotoi- • · · I; 25 selle datasiirrolle piirikytketyn puhelun epäjatkuvan lähetystilan ajaksi, * · :m ” lähetetään pakettimuotoista dataa mainitun epäjatkuvan lähetystilan • · · aikana mainitulla downlink-liikennekanavalla, lopetetaan pakettimuotoisen datan lähetys mainitulla downlink- m · m liikennekanavalla ja palautetaan downlink-liikennekanava piirikytketyn puhelun • · · 30 käyttöön, kun mainittu epäjatkuva lähetystila päättyy.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, « , . · · ·. että jjj allokoidaan downlink-liikennekanava pakettimuotoiselle datasiirrolle • · ·‘ erikseen kunkin epäjatkuvan lähetystilan aikana, • · · • · · • · 19 105306 signaloidaan allokointi pakettidatapäätelaitteelle erikseen kunkin epäjatkuvan lähetystilan alussa ennen pakettimuotoisen datasiirron aloittamista.

9. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 5 allokoidaan downlink-liikennekanava pakettimuotoiselle datasiirrolle usean epäjatkuvan lähetystilan ajaksi, signaloidaan allokointi pakettidatapäätelaitteelle ensimmäisen epäjatkuvan lähetystilan alussa ennen pakettimuotoisen datasiirron aloittamista, keskeytetään pakettimuotoinen datasiirto liikennekanavalla ja palau-10 tetaan liikennekanava piirikytketyn puhelun käyttöön jatkuvan lähetystilan alkaessa, käynnistetään pakettimuotoinen datasiirto suoraan seuraavien epäjatkuvien lähetystilojen alussa.

10. Patenttivaatimuksen 7, 8, tai 9 mukainen menetelmä, tun-15 n e 11 u siitä, että piirikytketty puhelu on puhepuhelu, ja että menetelmä käsittää vaiheet lähetetään tukiasemasta (BTS) erilleen sijoitetulta puhetranskoode-rilta (TRCU) tukiasemalle puheparametrikehyksiä tai kohinaparametrikehyksiä sen mukaan esiintyykö puhetta vai ei, 20 käynnistetään tukiasemalla (BTS) downlink-DTX-tila downlink- liikenne-kanavalla ja aktivoidaan DTX-tila ilmaistu -signaali, kun vastaanotetaan • t kohinaparametrikehys, ' [; lopetetaan downlink-DTX-tila downlink-liikennekanavalla ja deaktivoi- T\ daan DTX-tila ilmaistu -signaali, kun tukiasemalla vastaanotetaan puhekehys « · · [l 25 DTX-tilassa, ja • · : ” allokoidaan downlink-liikennekanava pakettimuotoiselle datasiirrolle ; ainakin DTX-tilan ajaksi pakettimuotoisen datasiirron radioresurssien allokoin- tiyksikön toimesta, joka on erillinen piirikytkettyjen puheluiden radioresurssien • » * allokoinnista, ilmaistaan epäjatkuva lähetystila piirikytketyn puhelun informaatio- • · · 30 virrassa liikennekanavalla, ,·. allokoidaan downlink-liikennekanava pakettimuotoiselle datasiirrolle toistaiseksi, • · ilmaistaan piirikytketyn puhelun lähetystauot, * · ';·[ lähetetään pakettimuotoisen puhelun informaatiota mainittujen lähe- « · · '· " 35 tystaukojen aikana. 20 105306

11. Jonkin patenttivaatimuksen 7-10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pakettimuotoinen datasiirto on GPRS-järjestelmän mukaista datasiirtoa.

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, 5 että allokoidaan liikennekanava pakettimuotoiselle datasiirrolle ja signa-loidaan allokointi pakettidatapäätelaitteelle GPRS-järjestelmän proseduurien mukaisesti.

13. Jonkin patenttivaatimuksen 7-12 mukainen menetelmä, tun-10 n e tt u siitä, että piirikytketty puhelu muodostetaan ja epäjatkuva lähetys suoritetaan GSM-järjestelmän proseduurien mukaisesti.

14. Radiojärjestelmän lähetyslaitteisto, joka tukee sekä piirikytkettyjä puheluita että pakettimuotoista datasiirtoa ja jossa piirikytketylle puhelulle on aktivoitavissa epäjatkuva lähetystila, 15 tunnettu siitä,että lähetyslaitteiston (BTS) liikennekanava, jolla on käynnissä epäjatkuvassa lähetystilassa oleva piirikytketty puhelu, on allokoitavissa erilliselle pakettimuotoiselle datasiirrolle piirikytketyn puhelun epäjatkuvan lähetystilan (DTX) ajaksi.

15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen lähetyslaitteisto, tunnettu . siitä, että lähetyslaitteisto on tukiasema (BTS) ja epäjatkuva lähetys on aktivoi- I · tavissa downlink-liikennekanavalle. * I I

16. Patenttivaatimuksen 15 mukainen lähetyslaitteisto, tunnettu i lii •;,:f siitä, että tukiasema (BTS) käsittää pakettimuotoisen datasiirron radioresurssien '· ’· 25 allokointiyksikön (PCU/CCU), joka on järjestetty allokoimaan pakettimuotoiselle : datasiirrolle DTX-tilassa olevia piirikytkettyjen puheluiden downlink- ··· : liikennekanavia, mikäli pakettimuotoiselle datasiirrolle tarvitaan lisäkapasiteettia downlink-suunnassa. '·'”/· 17. Patenttivaatimuksen 15 tai 16 mukainen lähetyslaitteisto, tu n- 30. e 11 u siitä, että piirikytketty puhelu on puhepuhelu, ja että tukiasema (BTS) on **c jäljestetty vastaanottamaan puheparametrikehyksiä tai kohinaparametrikehyksiä tukiasemasta erilleen sijoitetulta puhetranskooderilta (TRCU), joka lähettää tuki- f · asemalle (BTS) puheparametrikehyksiä tai kohinaparametrikehyksiä sen mu-kaan esiintyykö puhetta vai ei, ja että tukiasema on järjestetty käynnistämään • * \*·: 35 downlink-DTX-tila downlink-liikennekanavalla ja aktivoimaan DTX-tila ilmaistu - 21 105306 signaalin vasteena kohinaparametrikehyksen vastaanottamiselle, ja että tukiasema (BTS) on järjestetty lopettamaan downlink-DTX-tila downlink-liikennekanavalla ja deaktivoimaan DTX-tila ilmaistu -signaali vasteena puheke-hyksen vastaanottamiselle DTX-tilassa, ja että tukiasema (BTS) käsittää paket-5 timuotoisen datasiirron radioresurssien allokointiyksikön (PCU/CCU), joka vasteena aktivoidulle DTX-tila ilmaistu -signaalille allokoi downlink-liikennekanavan pakettimuotoiselle datasiirrolle ainakin DTX-tilan ajaksi.

18. Jonkin patenttivaatimuksen 14-17 mukainen lähetyslaitteisto, tunnettu siitä, että pakettimuotoinen datasiirto on GPRS-jäijestelmän mu- 10 kaista pakettisiirtoa.

19. Patenttivaatimuksen 18 mukainen lähetyslaitteisto, tunnettu siitä, että mainittu radioresurssien allokointiyksikkö käsittää GPRS-järjestelmän pakettiohjausyksikön (PCU).

20. Jonkin patenttivaatimuksen 14-19 mukainen lähetyslaitteisto, 15 tunnettu siitä, että piirikytketty puhelu on GSM-matkaviestinjärjestelmän puhelu. I » I · · < « < I I I «Il r i t t «14 1 K « P P P P · · • P • P • P • · · • • · P P · · • I · • • · · • · • r • · · • · · P P P P p p P • * I C I V 11«· 1 * I I · I I I • P · P « · « · P · P P · P · » · t P · 105306 22