FI106910B - Yhtaikaisten puhelujen toteuttaminen tietoliikenneverkossa - Google Patents

Description

1 106910

Yhtaikaisten puhelujen toteuttaminen tietoliikenneverkossa

Keksinnön tausta

Keksintö liittyy menetelmiin ja laitteistoon yhtaikaisten puhelujen toteuttamiseksi tietoliikenneverkossa. Keksintö selostetaan matkaviestinverk-5 kojen, erityisesti nk. kolmannen sukupolven (3G) matkaviestinjärjestelmien yhteydessä. Keksintöä voidaan kuitenkin soveltaa langoitetuissa verkoissa. Kolmannen sukupolven järjestelmät, kuten UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) ovat standardoitavana UMTS Forum- ja ETSI (European Telecommunication Standard Institute) järjestöissä. UMTSiin nykyinen tila il-10 menee lähteistä 1 - 4. On ehdotettu, että tulevat 3G-järjestelmät sallivat useita yhtaikaisia yhdelle matkaviestimelle päättyviä tai siltä lähteviä puheluja. Toisin sanoen matkaviestimillä tulee olla useita itsenäisesti ohjattavia liikennekana-via.

Ongelmana tunnetuissa, 3G-järjestelmiin liittyvissä julkaisuissa on, 15 että useiden puhelujen käsittely on määritelty vain ’’tulisi olla mahdollista” -tasolla. Toisin sanoen tunnetut julkaisut jättävät lähes täysin vaille huomiota usean, yhdelle matkaviestimelle päättyvän tai siltä lähtevän puhelun hallinnan yksityiskohdat. Toisen sukupolven (2G) järjestelmässä, kuten GSM:ssä, on yksi tilanne, jossa matkaviestimellä voi olla kaksi puhelua. Tällainen tilanne voi 20 syntyä, jos tilaajalla on lisäpalvelu (supplementary service, SS) nimeltä puhe-lunpito (Call Hold, CH). 2G-matkaviestimellä ei kuitenkaan ole useita itsenäisesti ohjattavia liikennekanavia, ja CH:n tilanteessa vain yksi kanava on aktiivinen, ja toinen pannaan pitoon. Jopa nk. suurnopeusdatasiirrossakin matka-viestin käyttää useita aikavälejä, mutta kaikki aikavälit osoitetaan yhteiselle lii-25 kennekanavalle.

Keksinnön lyhyt selostus

Mukavuuden vuoksi termiä ’’monipuhelu” (multicall) käytetään kuvaamaan useita yhtaikaisia puheluja yhdelle matkaviestimelle tai matkaviestimeltä, käyttäen useita itsenäisesti ohjattavia liikennekanavia. Jotkut puhelut 30 voivat olla matkaviestimeltä lähteviä (mobile-originated, MO) puheluja ja jotkut matkaviestimeltä lähteviä (mobile-terminated, MT). Keksinnön eräänä tavoitteena on tuottaa mekanismeja tällaisten monipuhelujen tukemiseksi. Matkaviestimen käyttäjän tulisi kyetä vastaanottamaan tulevia puheluja riippumatta lähtevistä puheluista sekä muodostamaan uusia lähteviä puheluja riippumatta ·: 35 tulevista puheluista. Nämä vaatimukset ovat jossakin määrin ristiriidassa tiet- 2 106910 tyjen hyvin juurtuneiden lisäpalvelujen toteuttamisproseduurien kanssa nykyisissä järjestelmissä. Keksinnön toisena tavoitteena on ratkaista ja minimoida tällaiset ristiriidat.

Nämä tavoitteet saavutetaan menetelmällä ja järjestelmällä, joille on 5 tunnusomaista se, mitä sanotaan itsenäisissä patenttivaatimuksissa. Keksinnön edulliset suoritusmuodot ovat epäitsenäisten patenttivaatimusten kohteena.

Keksintö perustuu uusiin kriteereihin tulevien ja lähtevien puhelujen sallimiseksi tietoliikenneverkossa, johon tilaajapääte on kytketty sellaisen siir-10 totien kautta, jolla on rajallinen siirtokyky, kuten esimerkiksi radiorajapinnalla. Keksinnön ensimmäisen näkökohdan mukaan tuotetaan menetelmä useiden itsenäisten, yhtaikaisten puhelujen hallitsemiseksi tietoliikenneverkon ja matkaviestimen välillä. Tunnettu menetelmä käsittää vaiheen, jossa uusi puhelu sallitaan vain mikäli sen salliminen ei aiheuta sellaisen ensimmäisen ylärajan 15 ylitystä, joka liittyy siirtotien käytettävissä olevaan kapasiteettiin.

Ensimmäistä ylärajaa voitaisiin kutsua myös ‘fyysiseksi ylärajaksi' tai ‘käytettävissä olevaksi ylärajaksi’. 2G-järjestelmissä vaihe uuden puhelun sallimiseksi vain siirtotien käytettävissä olevan kapasiteetin puitteissa on lähes triviaali, koska radiorajapinnan kapasiteetti on yksi puhelu. 3G-järjestelmissä 20 radioverkon ohjaimella (Radio Network Controller, RNC) on tyypillisesti pää-synhallintatoiminto (Admission Control function), joka allokoi tietyn määrän datanopeutta kullekin yhtaikaiselle puhelulle, kunnes radiorajapinnan maksi-midatanopeus saavutetaan. Vaihtoehtoisesti, mikäli verkko on kuormitettu, pääsynhallintatoiminto voi allokoida alemman datanopeuden kuin on pyydetty.

I « : 25 Täten ensimmäinen yläraja on lähes yhtä suuri kuin radiorajapinnan fyysinen datanopeus, mutta pääsynhallintatoiminto voi rajoittaa sitä alempaan arvoon. Keksinnön ensimmäisen näkökohdan mukaiselle menetelmälle on tunnus-maista seuraavat vaiheet: määritellään yhtaikaisten puhelujen lukumäärälle ainakin yksi toinen 30 yläraja, joka on vähintään nolla; valvotaan yhtaikaisten puhelujen määrää verkon ja tilaajapäätteen välillä; ja sallitaan uusi puhelu tilaajapäätteelle tai siltä vain mikäli yhtaikaisten puhelujen vallitseva määrä on pienempi kuin mainittu ainakin yksi toinen 35 yläraja.

• · · 3 106910

Kuvaavampi termi toiselle ylärajalle on ‘vallitseva yläraja’. Jäljempänä tässä selostuksessa ilmaus ‘yläraja’ (yksinään, ilman sanoja ‘ensimmäinen’ tai ‘fyysinen’) viittaa toiseen eli vallitsevaan ylärajaan.

Keksinnön toisen näkökohdan mukaisesti yllä selostetun menetel-5 män toteuttamiseksi tuotetaan verkkoelementti, kuten matkaviestinkeskus, jolla on puhelunohjaustoiminto (Call Control functionality, CC).

Keksinnön vielä erään näkökohdan mukaisesti tuotetaan tilaajare-kisteri, edullisesti kotirekisteri (Home Location Register, HLR) tai vierasrekisteri (Visitor Location Register, VLR) tilaajadatajoukkojen tallentamiseksi, joista kulo kin tilaajadatajoukko liittyy tiettyyn matkaviestimeen ja datajoukkoon kuuluu tai on liitetty vastaava tietorakenne tallentamaan ainakin yksi yläraja kyseiselle matkaviestimelle päättyvien tai siltä lähtevien yhtaikaisten puhelujen lukumäärälle.

Keksinnön vielä erään näkökohdan mukaisesti tuotetaan tilaaja-15 pääte, kuten matkaviestin, jossa on erityisesti sovitettu käyttöliittymä ainakin yhden ylärajan asettamiseksi yhtaikaisten puhelujen lukumäärälle siten, että matkaviestin on sovitettu lähettämään ylärajan tai -rajat tietoliikenneverkolle.

Keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaisesti puhelut luokitellaan useaan puhelutyyppiin, kuten äänipuheluihin, datapuheluihin ja faksipuhelui-20 hin. Kullekin puhelutyypille on edullisesti oma ylärajansa. Esimerkiksi multimediapalvelut voidaan toteuttaa monipuheluina, missä kukin puhelu ohjaa yhtä datavirtaa. Multimediaistunnossa audiolle, videolle ja datalle voi kullekin olla yksi datavirta. (Videon datavirta voidaan siirtää datapuhelussa tai videolle voi olla erillinen puhelutyyppi.) Tällaisten yhtaikaisten puhelujen kerääminen ja * · : 25 synkronointi ei tapahdu ydinverkossa (core network, CN). Ydinverkon ei tarvit se tunnistaa mitään yhteiseen istuntoon liittyvien puhelujen välisiä suhteita. Sen sijaa tällaisten yhtaikaisten puhelujen synkronointi kuuluu käyttäjälle tai matkaviestimessä tai siihen kytketyssä tietokoneessa tai solukkoverkkoon toiminnallisesti kytketyssä sovelluspalvelimessa suoritettavalle sovellustason 30 ohjelmalle.

Voitaisiin suorittaa erillinen tarkistus sen varmistamiseksi, että ainakin yksi toinen yläraja valitaan siten, että näin monen yhtaikaisen puhelun salliminen ei johda ensimmäisen ylärajan ylitykseen. Tämä ei kuitenkaan ole . tarkkaan ottaen välttämätöntä, ottaen huomioon että puhelunohjaustoiminto 35 suorittaa tämän vaiheen joka tapauksessa, allokoimalla datanopeutta radiorajapinnan rajoitusten puitteissa. Nykyisen vision mukaisesti 3G-matkaviestimen 4 106910 tulisi datanopeuden suhteen tukea kymmeniä yhtaikaisia puheluja. Tämä ylittää huomattavasti käyttäjän kyvyn järjestellä tällaisia puheluja, ja niinpä käytännössä toinen yläraja asetetaan yleensä niin pieneen arvoon, että radiorajapinnan maksimidatanopeutta ei saavuteta.

5 Aluksi nykyinen yläraja/rajat voidaan määritellä tilaussopimuksessa.

Yksi tai useampi yläraja tallennetaan edullisesti kotirekisteriin HLR yhdessä tavanomaisten tilaajatietojen kanssa. Ne myös siirretään matkaviestintä palvelevaan matkaviestinkeskukseen/vierasrekisteriin MSC/VLR yhdessä tavanomaisten tilaajatietojen kanssa. Matkaviestintä palveleva matkaviestinkes-10 kus/vierasrekisteri MSC/VLR valvoo yhtaikaisten puhelujen todellista lukumäärää, vertaa sitä puhelujen ylärajaan ja sallii uuden puhelun vain mikäli todellinen lukumäärä on pienempi kuin yläraja. Kuten todettiin, tallentaminen, siirtäminen, vertaaminen jne. suoritetaan erikseen kullekin puhelutyypille.

Keksinnön tosien edullisen suoritusmuodon mukaan käyttäjän sal-15 Iitaan muuttaa yhtaikaisten puhelujen vallitsevaa ylärajaa/vallitsevia ylärajoja. Jokseenkin karkeana mekanismina tämän toteuttamiseksi käyttäjä voi lähettää sopivasti muotoillun yhteydettömän sanoman, kuten lyhytsanoman (Short Message, SM) tai USSD (Unstructured Supplementary Service Data) -sanoman. Käyttäjälle ystävällisempi ratkaisu on, että hänellä on pääsy konfi-20 guraatiovaihtoehtoihin www-selaimen kautta, joka voi sijaita kehittyneessä matkaviestimessä, siihen kytketyssä tietokoneessa tai erillisessä tietokoneessa.

Fyysinen yläraja voidaan tallentaa laiterekisteriin (Equipment Identity Register, EIR). Kun vallitsevia ylärajoja muutetaan (ainakin kun niitä kas-: 25 vatetaan), EIR:ään voidaan lähettää kysely sen varmistamiseksi, että uudet varot ovat fyysisen ylärajan puitteissa. Vaihtoehtoisesti matkaviestimen fyysinen yläraja voidaan tallentaa kotirekisteriin, tai se voi olla vain matkaviestimen itsensä tiedossa, jolloin matkaviestin ja RNC neuvottelevat keskenään sovitun arvon. UMTS:n nykysuunnitelmien mukaan fyysinen yläraja ei ole kiinteä pu-30 helujen määrä vaan maksimaalinen datanopeus tai kaistaleveys. Yksi tai useammat vallitsevat ylärajat tulisi spesifioida siten, että itsenäisten yhtaikaisten puhelujen luonteenomaiset datanopeudet eivät yhteenlaskettuina ylitä matkaviestimen maksimidatanopeutta. Vaikka fyysinen yläraja ilmaistaan edullisesti datanopeuden termein (megabittiä sekunnissa), vallitseva ylärajan ilmaistaan 35 edullisesti kunkin puhelutyypin maksimimääränä, koska raja liittyy lähinnä käyttäjän kykyyn järjestellä itsenäisiä puheluja. Todennäköisimmin yhtaikaisten .· ·! · 5 106910 äänipuhelujen yläraja asetetaan yhdeksi, mutta on järkevää asettaa myös yhtaikaisten data- ja faksipuhelujen määrät kohtuulliseen arvoon. Datanopeuden suhteen UMTS-pääte voi tuke kymmeniä yhtaikaisia datapuheluja, mutta mikäli kukin datapuhelu vaatii käyttäjän huomiota jossakin puhelun vaiheessa, 5 niin käyttäjä menee sekaisin. Kunkin datapuhelun luonteenomainen datano-peus voidaan määrittää esimerkiksi kyseisen puhelun neuvotellun palvelun laadun (Quality of Service, QoS) perusteella.

Vielä muiden keksinnön edullisten suoritusmuotojen mukaan muutetaan kriteerejä tiettyjen varattu-tilanteiden ilmaisemiseksi sekä tiettyjä lisä-10 palveluja, jotka käyttävät näitä kriteerejä.

Kuvioiden lyhyt selostus

Keksintöä selostetaan nyt lähemmin edullisten suoritusmuotojen yhteydessä, viitaten oheisiin piirroksiin, joista:

Kuvio 1 on lohkokaavio kolmannen sukupolven matkaviestinver-15 kosta (UMTS);

Kuvio 2A esittää MSC/VLR:n tietorakennetta yhtaikaisten puhelujen valvomiseksi;

Kuvio 2B on vuokaavio, joka esittää testiä uusien puhelujen sallimiseksi; 20 Kuviot 3A - 3D ovat signalointikaavioita, jotka esittävät käyttäjän havaitsemien varattu-tilojen käsittelyä;

Kuvio 4 on signalointikaavio, joka esittää keksintöön liittyvää oletettua tapahtumaketjua; :* Kuvio 5 esittää tilaajapäätettä, jossa on erityisesti sovitettu käyttö- 25 liittymä ylärajan asettamiseksi yhtaikaisten puhelujen lukumäärälle.

Keksinnön yksityiskohtainen selostus

Mukavuuden vuoksi selityksessä käytetään tiettyjä lyhennettyjä merkintöjä. ‘3G-järjestelmä’ viittaa monipuheluihin kykenevään järjestelmään, esimerkiksi UMTS:iin. Vastaavasti ‘2G-järjestelmä’ viittaa monipuheluihin ky-30 kenemättömään järjestelmään, esimerkiksi GSM:ään. ‘3G-moodi’ viittaa 3G-järjestelmän toimintaan monipuheluiden ollessa sallittuina ja ‘2G-moodi’ toimintaan monipuheluiden ollessa kiellettyinä.

Kuvio 1 on lohkokaavio kolmannen sukupolven matkaviestinverkosta, kuten UMTS:ista. Tulisi ymmärtää, että 3G-järjestelmiä ei ole vielä täy- ···.

6 106910 sin standardoitu. Sen vuoksi kaikki termit ja ilmaukset ovat käytössä esimerkinomaisesti ja ne on tarkoitettu selostamaan eikä rajoittamaan.

UMTS-matkaviestin MS koostuu päätelaitteesta (Mobile Equipment, ME) ja USIM (User and Services and Identity Module) -kortista. Radiorajapinta 5 Uu liittää matkaviestimen radiopääsyverkkoon (Radio Access Network, RAN), johon kuuluu tukiasemia (Base Stations, BS) radioverkon ohjaimien (Radio Network Controllers, RNC) alaisuudessa. Piirikytkettyjä palveluja varten RNC:t on kytketty matkaviestinkeskuksiin (Mobile services Switching Centre, MSC), ja pakettikytkentäisiä palveluja varten on yhteys Gb-rajapinnan kautta palvele-10 vaan GRPS-tukisolmuun (Serving GPRS Support Nodes, SGSN). Elementit MSC ja SGSN voivat sisältää erilliset UMTS-lisäosat. Matkaviestimeen liittyvää tilaajatietoja tallennetaan pysyvästi kotirekisteriin (Home Location Register, HLR) ja piirikytkettyjä palveluja varten tiedot siirretään matkaviestintä kulloinkin palvelevan matkaviestinkeskuksen vierasrekisteriin (Visitor Location Register, 15 VLR). GSM/GPRS -järjestelmien A- ja Gb-rajapintojen sovittamiseksi UMTS:in lu-rajapintaan voi olla erillisiä verkkosovituksia (Interworking unit, IWU). Lait-teistokohtaisten tietojen tallentamiseksi verkko käsittää laiterekisterin (Equipment Identity Register, EIR). Tilaajakohtaisten tietojen syöttämiseksi ja päivittämiseksi on olemassa käyttö- ja hallintasektio (Operation and Mainte-20 nance O&M), johon kuuluu ihmis/koneliittymä (Man-Machine Interface, MMI). Lisäpalvelujen tuottamiseksi ja hallitsemiseksi on tyypillisesti erillinen palve-lunhallintasolmu (Service Control Node, SCN), joka voidaan nähdä älyverkkojen palvelun ohjauspisteen (Service Control Point, SCP) kehittyneenä versiona.

: 25 Kun uusi tilaajasopimus solmitaan, tilaajatiedot tallennetaan HLR:ään. Tilaajatietoihin kuuluu myös vallitsevat ylärajat kullekin puhelutyy-pille (ääni, data, faksi, ...). Matkaviestimen määritykset, fyysinen yläraja mukaanlukien, voidaan tallentaa EIR:ään, HLR:ään tai itse matkaviestimeen. Matkaviestimen käyttäjä voi muuttaa vallitsevia ylärajoja kullekin puhelutyypille 30 lähettämällä sopivasti muotoillun lyhytsanoman tai USSD-sanoman, tai ottamalla yhteyden sovelluspalvelimeen AS (application server) Internetin kautta, joko matkaviestimellä tai erillisellä (ei näytetyllä) tietokoneella, joka on kytketty Internetiin.

Kuvio 2A esittää MSC/VLR:n tietorakennetta 20 yhtaikaisten puhe-35 lujen valvomiseksi. Keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaisesti tietorakenne 20 käsittää erilliset ylärajat NMAXV, NMAXD, NMAXF ja erilliset vallitse- 7 106910 vat lukumäärät, vastaavasti Nv, ND, NF ääni-, data- ja faksipuheluille. Maksimi-lukumäärät tallennetaan aluksi HLR.ään, mistä ne siirretään matkaviestintä palvelevaan MSC/VLR:ään. Keskusten välisen kanavanvaihdon kuluessa tietorakenne 20 on siirrettävä uuteen MSC/VLR:ään.

5 Kuvio 2B on vuokaavio, joka esittää testiä uusien puhelujen sallimi seksi tai hylkäämiseksi. Kuvio 2B liittyy keksinnön edulliseen suoritusmuotoon, jossa on erilliset ylärajat kullekin puhelutyypille (ääni-, data- ja faksi jne.) Vaiheessa 21 havaitaan pyyntö uuden puhelun muodostamiseksi. Vaiheessa 22 määritetään puhelutyyppi (ääni-, data- tai faksi). Vaiheessa 23 tämän puhelu- 10 tyypin lukumäärää N verrataan saman puhelutyypin vallitsevaan ylärajaan NMAX. Jos N = NMAX tälle puhelutyypille (eli yläraja on jo saavutettu), puhelu hylätään vaiheessa 27. Vaihe 21 vastaa tunnetun tekniikan mukaista testiä, jossa testataan, ylittäisikö uusi puhelu siirtotien, kuten radiorajapinnan fyysisen tai käytettävissä olevan kapasiteetin. Jos kyllä, puhelu hylätään vaiheessa 27.

15 Muussa tapauksessa vaiheessa 25 tämän puhelutyypin lukumäärää N kasvatetaan yhdellä ja vaiheessa 26 puhelu sallitaan. Luonnollisesti, kun puhelu puretaan, tämän puhelutyypin lukumäärää N pienennetään yhdellä, vaikka tätä ei kuviossa 2B erikseen näytetäkään.

Muutokset varattu-tiloihin 20 On kahdenlaisia varattu-tiloja: verkon määrittämä käyttäjä varattu (network determined user busy, NDUB) ja käyttäjän määrittämä käyttäjä varattu (user determined user busy, UDUB). 2G-järjestelmissä NDUB-tilanne ilmaistaan, mikäli matkaviestimen ainoa liikennekanava on varattu. Keksinnön :\ mukaisesti NDUB-tilannetta ei välttämättä ilmaista, mikäli matkaviestimen yksi 25 liikennekanava on allokoituna. Ei myöskään ole riittävää testata, ovatko matkaviestimen kaikki liikennekanavat allokoituina. Keksinnön mukaisesti NDUB-tilanne ilmaistaan, mikäli yhtaikaisten puhelujen todellinen määrä vastaa vallitsevaa ylärajaa. NDUB-ilmaisu suoritetaan edullisesti erikseen kullekin puhelutyypille (ääni, data, faksi jne.) 30 Verkon määrittämä käyttäjä varattu (NDUB) ilmaistaan myös, mikäli käyttäjä on indikoinut UDUB-tilanteen. Tässä tapauksessa verkko ylläpitää NDUB-tilannetta, kunnes käyttäjä peruuttaa UDUB-tilanteen. Käyttäjä voi käyttää tätä piirrettä osoittamaan, että hän ei halua vastaanottaa uusia puheluja.

35 Kuten kuviossa 3A näytetään, matkaviestimeltä lähtevässä (MO) puhelunmuodostusproseduurissa käyttäjän valinta voidaan osoittaa verkolle 8 106910 seuraavasti. Vaiheessa 3-11 matkaviestin lähettää MSC:lle SETUP-sanoman. Vaiheessa 3-12 MSC vastaa Call_Proceeding -sanomalla matkaviestimelle MS. Vaiheessa 3-13 MSC lähettää matkaviestimelle ALERTiNG-sanoman. Vaiheessa 3-14 MSC lähettää matkaviestimelle CoNNECT-sanoman. Vaiheessa 5 3-15 matkaviestin vastaa Connect_Ack -sanomalla, jonka syykoodi on "käyttäjä varattu”. Vasteena "käyttäjä varattu” -tilanteelle, vaiheessa 3-16 MSC kirjaa NDUB-tilanteen tälle matkaviestimelle.

Kuvio 3B esittää, kuinka matkaviestimelle päättyvässä (MT) puhe-lunmuodostusproseduurissa matkaviestimen käyttäjän valinta voidaan osoittaa 10 verkolle. Vaiheessa 3-21 MSC lähettää matkaviestimelle Setup-sanoman. vaiheessa 3-22, mikäli käyttäjä hyväksyy puhelun, matkaviestin lähettää Call_Confirmed -sanoman, jonka syykoodi on "käyttäjä varattu”. Mikäli käyttäjä hylkää puhelun, matkaviestin lähettää Release-sanoman, jonka syykoodi on ’’käyttäjä varattu”. Vasteena "käyttäjä varattu” -tilanteelle, vaiheessa 3-23 15 MSC kirjaa NDUB-tilanteen tälle matkaviestimelle.

Kuvio 3C esittää, kuinka matkaviestimen käyttäjä voi signaloida UDUB-tilanteen peruuttamisen matkaviestimen aloittamassa puhelunpurku-proseduurissa. Vaiheessa 3-31 matkaviestin lähettää MSC:lle Disconnect-sanoman, jossa on ominaisuusinformaatioelementti ’’peruuta varattu”. Vastee-20 na UDUB-tilanteen peruuttavalle Disconnect-sanomalle, vaiheessa 3-32 MSC peruuttaa NDUB-tilanteen tälle matkaviestimelle.

Kuvio 3D esittää verkon aloittamaa puhelunpurkuproseduuria. Vaiheessa 3-41 MSC lähettää matkaviestimelle Disconnect-sanoman. Vaiheessa 3-42 matkaviestin MSC:Ile lähettää RELEASE-sanoman, jossa on ominai-: : 25 suusinformaatioelementti ’’peruuta varattu”. Vasteena UDUB-tilanteen peruut tavalle Disconnect-sanomalle, vaiheessa 3-43 MSC peruuttaa NDUB-tilanteen tälle matkaviestimelle.

Muutokset lisäpalveluihin

Seuraavat lisäpalvelut liipaistaan "käyttäjä varattu” -tilanteessa, ja 30 niiden käyttäytymistä tulisi muuttaa vastaavasti: CW (Call Waiting), CFB (Call Forwarding on Busy) ja CCBS (Completion of Calls to Busy Subscribers). Lisäksi seuraavat lisäpalvelut liittyvät elementteihin, jotka voivat vaikuttaa moni-puhelujen toimintaan: MPTY (Multiparty call), CH (Call Hold) ja ECT (Explicit Call Transfer). Seuraavassa selostetaan tarkemmin muutoksia näihin lisäpal-35 veluihin.

9 106910 CW (Call Waiting) -lisäpalvelulle puhelunmuodostussignalointi ei välttämättä poikkea tunnetusta. Nykyisten määritysten mukaisesti Signal-parametri osoittaa, että tulisi antaa erityinen hälytysääni (Call Waiting). Ei ole ehdottoman välttämätöntä välittää tätä tietoa Signal-parametrissa, koska mat-5 kaviestin voi itse havaita tämän tilanteen. Jos käyttäjä on varattu, CW-tilanteessa ei ole mitään eroa 2G- ja 3G-järjestelmien välillä. Ero on kuitenkin, mikäli matkaviestimen käyttäjä valitsee 2G-moodin ilman että CW on aktivoituna hänelle. Jos matkaviestin on varattuna, tulevaa puhelua ei tarjota, kun taas 3G-moodissa tuleva puhelu tarjotaan erillisenä puheluna. Ongelma voidaan 10 ratkaista asettamalla (tilapäisesti) yhtaikaisten puhelujen yläraja yhdeksi. Nyt jos matkaviestin on varattuna eikä CW ole aktivoituna, tulevat puhelut estyvät, kuten 2G-järjestelmässä.

CH (Call Hold) on 2G-järjestelmissä, koska useat puhelut joutuvat jakamaan yhden liikennekanavan. CH-toiminnossa yksi puhelu on aktiivinen ja 15 toinen pannaan pitoon. Näyttäisi siltä, että CH on ylimääräinen toiminto 3G-järjestelmässä. Vastaava toiminto on kuitenkin hyödyllinen niiden puhelujen mykistämiseksi, joita käyttäjä ei sillä hetkellä voi käsitellä.

Samoin MPTY (Multiparty call) voitaisiin nähdä ylimääräisenä lisäpalveluna 3G-järjestelmässä, koska usean puhelun puhetiet voidaan yhdistää 20 matkaviestimessä. On kuitenkin parempi toteuttaa MPTY erillisenä lisäpalveluna, koska puheteiden yhdistäminen verkossa (matkaviestimen sijasta) ja yhdistetyn puhetien tarjoaminen matkaviestimelle säästää ilmarajapinnan resursseja ja matkaviestimen akkua.

CFB (Call Forwarding on Busy) -lisäpalvelu mahdollistaa, että pal-.25 veltu käyttäjä antaa verkon suunnata toiselle käyttäjälle sellaiset puhelut, jotka kohdistuvat palvellun käyttäjän ISDN-numeroon ja jotka kohtaavat varattu-tilanteen, siis joko verkon määrittämän käyttäjä varattu (NDUB) tai käyttäjän määrittämän käyttäjä varattu (UDUB).

Kuvio 4 on signalointikaavio, joka esittää keksintöön liittyvää ole-30 tettua tapahtumaketjua. Tulisi ymmärtää, että selvyyden vuoksi signalointikaa-viota on huomattavasti yksinkertaistettu ja rutiinitoiminnot, kuten resurssinva-raukset ym. on jätetty pois. Vaiheessa 402 matkaviestimen määritykset fyysinen yläraja mukaanlukien tallennetaan laiterekisteriin EIR. Vaiheessa 404 tilaajatiedot, eri puhelutyyppien vallitsevat ylärajat NMAX mukaanlukien tallen-35 netaan kotirekisteriin HLR. Vaiheessa 406 matkaviestimen käyttäjä ottaa yhteyden sovelluspalvelimeen AS (Application Server) vallitsevien ylärajojen 10 106910 NMAX asettamiseksi eri puhelutyypeille. Vaiheessa 408 AS noutaa ylärajat HLR:stä. Vaiheessa 410 AS näyttää vallitsevat ylärajat matkaviestimen käyttäjälle. Vaiheessa 412 matkaviestimen käyttäjä asettaa uudet ylärajat seuraavasti: äänipuhelujen lukumäärä NMAXV = 1, datapuhelujen lukumäärä NMAXD 5 =5, faksipuhelujen lukumäärä NMAXF = 1. Koska äänipuhelujen lukumäärä rajoitetaan yhteen, tässä suhteessa matkaviestin toimii kuten 2G:n laite. Se pystyy kuitenkin käsittelemään useita datapuheluja ja - tässä esimerkissä - yhden faksipuhelun ollessaan osallisena äänipuhelussa. Vaiheessa 414 AS lähettää muutetut ylärajat HLR:lle, joka lähettää ne MSC/VLR:lle. (Valinnaisesti, 10 joko AS tai HLR voi kysellä EIR:ltä sen varmistamiseksi, että uudet rajat ovat kohtuullisia laitteiston kyvyt huomioonottaen.) Vaiheessa 416 matkaviestin aloittaa datapuhelun lähettämällä SETUP-sanoman. Vaiheissa 418 - 420 MSC vertaa senhetkisten datapuhelujen lukumäärää (ND = 0) vallitsevaan datapuhelujen maksimimäärään (NMAXD = 5), ja sallii puhelun lähettämällä matka-15 viestimelle CoNNECT-sanoman ja PSTN.IIe SETUP-sanoman. MSC kasvattaa vallitsevan datapuhelujen lukumäärän ND yhteen.

Vaihtoehtona kuviossa 4 näytetyille vaiheille 406 - 414 matkaviestimen käyttäjä voisi lähettää verkolle sopivasti muotoillun lyhytsanoman tai USSD-sanoman, josta eräs esimerkki näytetään myöhemmin kuvion 5 yhtey-20 dessä.

Vaiheessa 422 käynnissä oleva datapuhelu ei täysi varaa käyttäjän huomiota, ja hän aloittaa äänipuhelun. Vaiheissa 424 - 426 MSC vertaa senhetkisten äänipuhelujen lukumäärää (Nv = 0) vallitsevaan äänipuhelujen maksimimäärään (NMAXV = 1), ja sallii puhelun lähettämällä matkaviestimelle ; : 25 CoNNECT-sanoman. MSC kasvattaa vallitsevan äänipuhelujen lukumäärän Nv yhteen.

Vaiheessa 428 jokin toinen tilaaja yrittää muodostaa matkaviestimelle päättyvän (MT) äänipuhelun matkaviestimelle MS. Vaiheessa 430 MSC vertaa senhetkisten äänipuhelujen lukumäärää (Nv = 1) vallitsevaan äänipu-30 helujen maksimimäärään (NMAXV = 1), ja estää puhelun lähettämällä PSTN:lle RELEASE-sanoman. Jos matkaviestimen käyttäjällä on esimerkiksi CFB-lisäpalvelu, se Hipaistaisiin tässä pisteessä (puhelu suunnattaisiin vaihtoehtoiseen numeroon kuten puhepostiin).

Vaiheessa 434 oletetaan, että keskustelu meneillään olevassa ää-35 nipuhelussa vaatii käyttäjää muodostamaan toisen datapuhelun, oletettavasti tietyn tiedon kyselemiseksi. Koska käyttäjällä tulee olemaan kaksi käynnissä • » » « „ 106910 olevaa datapuhelua äänipuhelun lisäksi, hän päättää kieltäytyä mahdollisista tulevista puheluista signaloimalla varattu-tilanteen. Tällaisen signaloinnin yksityiskohdat on jo selostettu matkaviestimeltä lähtevän (MO) puhelunmuodos-tusproseduurin, kuvio 3A, yhteydessä.

5 Vaiheissa 436 - 438 MSC vertaa taas senhetkisten datapuhelujen lukumäärää (ND = 1) vallitsevaan datapuhelujen maksimimäärään (NMAXD = 5), ja sallii puhelun lähettämällä matkaviestimelle CoNNECT-sanoman. Se myös kasvattaa vallitsevan datapuhelujen lukumäärän ND kahteen. Vaiheessa 440 matkaviestin lähettää Connect_Ack -sanoman, jonka syykoodi on ’’käyttäjä 10 varattu”. Vaiheessa 442 MSC havaitsee UDUB-tilanteen ja asettaa NDUB-tilanteen.

Vaiheessa 444 jokin toinen tilaaja yrittää muodostaa matkaviestimelle päättyvän datapuhelun matkaviestimelle MS. Vaikka vallitseva datapuhelujen määrä (ND = 0) alittaa datapuhelujen ylärajan (NMAXD = 1), NDUB-15 tilanteen vuoksi MSC:n ei tarvitse suorittaa tätä vertailua. Vaiheessa 446 MSC hylkää matkaviestimelle päättyvän datapuhelun lähettämällä kutsuvalle osapuolelle RELEASE-sanoman.

Vaiheessa 448 jokin toinen tilaaja yrittää muodostaa matkaviestimelle päättyvän (MT) faksipuhelun matkaviestimelle MS. Vaiheissa 450 - 452 20 MSC vertaa senhetkisten faksipuhelujen lukumäärää (NF = 0) vallitsevaan fak-sipuhelujen maksimimäärään (NMAXF = 1), ja sallii puhelun lähettämällä kutsuvalle osapuolelle CoNNECT-sanoman. Se myös kasvattaa vallitsevan faksi-puhelujen lukumäärän NF yhteen. Näin siis keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaisesti käyttäjä voi aktivoida UDUB-tilanteen itsenäisesti kullekin pu-25 helutyypille. Tässä esimerkissä matkaviestin on varattu (UDUB-tilanteen vuoksi) datapuheluille, mutta tavoitettavissa faksipuhelulle.

Seuraavaksi matkaviestimen käyttäjä lopettaa jälkimmäisen data-puhelun. Käyttäjä haluaa myös peruuttaa UDUB-tilanteen datapuheluille. Vaiheessa 454 matkaviestin lähettää DiscoNNECT-sanoman, jossa on ominai-30 suusinformaatioelementti ’’peruuta varattu". Vasteena DiscoNNECT-sanomalle, ....,.: vaiheissa 456 - 458 MSC lähettää RELEASE-sanoman PSTN:lle, pienentää yhtaikaisten datapuhelujen määrää ND ja peruuttaa NDUB-tilanteen tälle matkaviestimelle.

Kuvio 5 esittää tilaajapäätettä, kuten matkaviestintä, jossa on käyt-35 töliittymä tiettyjen konfiguraatioparametrien asettamiseksi. Tässä esimerkissä käyttöliittymä käsittää näytön 50, ohjelmoitavat valintanäppäimet 51 ja 52 sekä 12 106910 ylä/alanäppäimet 53 ja 54. Tällainen käyttöliittymä tunnetaan esimerkiksi Nokia 2110 GSM-päätelaitteesta. Keksinnön vielä erään näkökohdan mukaisesti käyttöliittymän konfiguraatioparametrit käsittävät mainittujen yhtaikaisten puhelujen lukumäärälle ainakin yhden toisen ylärajan (NMAX), joka ei ole pie-5 nempi kuin nolla, ja tilaajapääte on sovitettu lähettämään mainitun ainakin yhden toisen ylärajan (NMAX) tietoliikenneverkolle.

Viitemerkki MS1 osoittaa matkaviestintä käyttäjän määritellessä ylärajaa yhtaikaisille datapuheluille (NMAXD). Käyttäjä voi muuttaa rajaa käyttämällä ylä/alanäppäimia 53 ja 54, ja hyväksymällä valinnan painamalla ohjel-10 moitavaa OK-näppäintä 51. Viitemerkki MS2 osoittaa matkaviestintä, käyttäjä on lopettanut rajojen määrittelyn, kuten näyttö 50 osoittaa. Tässä vaiheessa ohjelmoitava näppäin 51 tarkoittaa ’’lähetä”. Kun käyttäjä painaa tätä näppäintä, matkaviestin lähettää verkolle sanoman 55, joka käsittää käyttäjän ylärajat yhtaikaisten puhelujen lukumäärälle. Tässä esimerkissä sanoma 55 näy-15 tetään USSD-sanomana, kuten #789V1D5F1#, missä #-merkit rajaavat USSD-sanoman, 789 on tämän konfiguroinnin koodi, ja V1, D1 ja F1 määrittävät vastaavasti ylärajat ääni-, data- ja faksipuheluille.

Selostus esittää vain keksinnön erityisiä suoritusmuotoja. Keksintö on selostettu kolmannen sukupolven matkaviestinjärjestelmien yhteydessä, 20 mutta sitä voidaan soveltaa langoitetuissa verkossa, missä siirtotie tilaaja-päätteelle on suurnopeusyhteys kuten ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) -yhteys. Keksintö ei siis rajoitu näihin esimerkkeihin tai käytettyihin termeihin, vaan se voi vaihdella patenttivaatimusten puitteissa.

• I

Lähteet: 25 1. UMTS System Requirements 01.03 2. General UMTS architecture 23.01 3. Network principles 23.05 4. UMTS service aspect principles 22.01

Kaikki lähteet sisältyvät tähän selitykseen viittauksena.

• · 1

Claims (14)

1. Menetelmä useiden itsenäisten yhtaikaisten puhelujen hallitsemiseksi siirtotien (Uu) yli tietoliikenneverkon (PLMN) ja tilaajapäätteen (MS) välillä, kun kuhunkin tilaajapäätteeseen on assosioitu tilaajatietojen joukko, jossa 5 menetelmässä uusi puhelu sallitaan vain mikäli sen salliminen ei aiheuta sellaisen ensimmäisen ylärajan ylitystä, joka liittyy siirtotien käytettävissä olevaan kapasiteettiin, tunnettu siitä, että menetelmään lisäksi kuuluu vaiheet, joissa: - määritellään yhtaikaisten puhelujen lukumäärälle ainakin yksi toi-10 nen yläraja (NMAX), joka on vähintään nolla; - valvotaan yhtaikaisten puhelujen määrää (N) verkon ja tilaaja-päätteen välillä; ja - sallitaan uusi puhelu tilaajapäätteelie (MS) tai siltä vain mikäli yhtaikaisten puhelujen vallitseva määrä (N) on pienempi kuin mainittu ainakin yksi 15 toinen yläraja (NMAX).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu ainakin yksi toinen yläraja (NMAX) tallennetaan erikseen kullekin useasta tilaajasta, edullisesti yhdessä kyseiseen tilaajapäätteeseen liittyvien tilaajatietojen joukon (404) kanssa.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että: - puhelut luokitellaan useaan tyyppiin, joihin kuuluu ainakin kaksi : seuraavista: ääni, data, telefaksi ja video; ja * - mainitut määrittely-, valvonta- ja sallimisvaiheet suoritetaan erik-25 seen kullekin puhelutyypille.

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tilaajapäätteen käyttäjälle tuotetaan välineet ainakin yhden toisen ylärajan asettamiseksi. « /•t

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, 30 tunnettu siitä, että mainittu ainakin yksi toinen yläraja (NMAX) valitaan siten, että näin monen yhtaikaisen puhelun salliminen ei johda mainitun ensimmäisen ylärajan ylittämiseen. 14 106910

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ensimmäinen yläraja määrittelee maksimidatanopeuden ja kullekin puhe-lutyypille on luonteenomainen datanopeus, ja mainittu ainakin yksi toinen yläraja määritellään siten, että yhtaikaisten puhelujen luonteenomaisten datano- 5 peuksien summa ei ylitä ensimmäistä ylärajaa.

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ilmaistaan verkon havaitsema käyttäjä varattu (NDUB) -tilanne, mikäli mainittu vallitseva määrä (N) on ainakin yhtä korkea kuin mainittu ainakin yksi yläraja (NMAX).

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että verkon havaitsema käyttäjä varattu (NDUB) -tilanne ilmaistaan myös vasteena käyttäjän ilmaisemalle käyttäjä varattu (UDUB) -tilanteelle.

9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tietoliikenneverkko on solukkomainen matkaviestin- 15 verkko ja siirtotie on radiorajapinta.

10. Tietoliikenneverkon verkkoelementti, jolla on puhelunohjaustoiminto, edullisesti matkaviestinkeskus (MSC), tunnettu siitä, että verkkoelementti on sovitettu: - tallentamaan useasta tilaajapäätteestä (MS) kutakin kohti ainakin 20 yksi yläraja (NMAX) tilaajapääteestä lähtevien tai siihen päättyvien yhtaikaisten puhelujen lukumäärälle; - valvomaan yhtaikaisten puhelujen määrää (N) verkon ja tilaaja-päätteen välillä; ja - sallimaan uusi puhelu tilaajapäätteelle tai siltä vain mikäli yhtai- 25 kaisten puhelujen vallitseva määrä (N) on pienempi kuin mainittu ainakin yksi yläraja (NMAX).

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen verkkoelementti, tun- — n e 11 u siitä, että se on sovitettu tuottamaan sinänsä olennaisesti tunnettu li säpalvelu ’’puhelunsiirto varattu-tilanteessa” eli CFB (Call Forwarding on Busy) 30 ja että verkkoelementti on sovitettu tuottamaan mainittu CFB-lisäpalvelu, mikäli yhtaikaisten puhelujen vallitseva määrä (N) on ainakin yhtä suuri kuin mainittu ainakin yksi yläraja (NMAX). „ 106910 15

12. Patenttivaatimuksen 10 tai 11 mukainen verkkoelementti, tunnettu siitä, että verkkoelementti on sovitettu tuottamaan sinänsä olennaisesti tunnettu lisäpalvelu ’’puhelu odottaa” eli CW (Call Waiting), ja että CW-lisäpalvelu on sovitettu tarjoamaan päätelaitteelle päättyvä puhelu, mikäli 5 käynnissä oleva puhelu on muodostus- tai purkamisvaiheessa.

13. Tietoliikenneverkon tilaajarekisteri (HLR, VLR), tilaajatietojouk-kojen tallentamiseksi, joista kukin tilaajatietojoukko liittyy määrättyyn tilaaja-päätteeseen (MS), tunnettu siitä, että kuhunkin useasta tilaajatietojou-kosta (404) kuuluu tai liittyy vastaava tietorakenne (20) ainakin yhden ylärajan 10 (NMAX) tallentamiseksi kyseisestä tilaajapäätteestä lähtevien tai siihen päättyvien yhtaikaisten puhelujen lukumäärälle.

13 106910

14. Tilaajapääte, kuten matkaviestin (MS); - johon kuuluu siirtotie (Uu) tietoliikenneverkkoon (PLMN) ja käyttöliittymä usean konfiguraatioparametrin asettamiseksi; ja 15. joka kykenee useaan itsenäiseen samanaikaiseen puheluun en simmäisen ylärajan puitteissa, joka liittyy mainitun siirtotien (Uu) käytettävissä olevaan kapasiteettiin; tunnettu siitä, että - mainitut useat konfiguraatioparametrit käsittävät yhtaikaisten pu- 20 helujen lukumäärälle ainakin yhden toisen ylärajan (NMAX), joka ei ole pienempi kuin nolla; ja - tilaajapääte on sovitettu lähettämään mainittu ainakin yksi toinen yläraja (NMAX) tietoliikenneverkolle. 16 106910