FI109252B

FI109252B - Tietoliikennejärjestelmän uudelleenlähetysmenetelmä, jossa on pehmeä yhdistäminen

Info

Publication number: FI109252B
Application number: FI991106A
Authority: FI
Inventors: Esa Malkamaeki; Kalle Ahmavaara; Jukka Vialen; Fabio Longoni
Original assignee: Nokia Corp
Priority date: 1999-04-13
Filing date: 1999-05-14
Publication date: 2002-06-14
Also published as: EP1088418A1; CN1304603A; US20040013105A1; FI991106A0; WO2000062467A1; AU3968200A; FI991106A; US6842445B2

Description

109252

Tietoliikennejärjestelmän uudelleenlähetysmenetelmä, jossa on pehmeä yhdistäminen

Keksinnön tausta

Keksintö liittyy uudelleenlähetysmekanismeihin, jotka käyttävät 5 pehmeää yhdistämistä (soft combining) erityisesti salauksen yhteydessä tietoliikennejärjestelmissä ja varsinkin langattomissa tietoliikennejärjestelmissä.

Keksinnön tausta

Langaton tietoliikennejärjestelmä viittaa yleensä mihin tahansa tietoliikennejärjestelmään, joka mahdollistaa langattoman liikennöinnin käyttäjien 10 ja verkon välillä. Matkaviestinjärjestelmissä käyttäjät kykenevät liikkumaan järjestelmän palvelualueella. Tyypillinen matkaviestinjärjestelmä on yleinen maanpäällinen matkaviestinverkko (Public Land Mobile Nertwork, PLMN).

Tällä hetkellä ollaan kehittämässä kolmannen sukupolven järjestelmiä, kuten Universal Mobile Communication System (UMTS) ja Future Public 15 Land Mobile Telecommunication System (FPLMTS), jolle myöhemmin annettiin uusi nimi IMT-2000 (International Mobile Telecommunication 2000).

UMTS:aa ollaan standardisoimassa ETSLssä (European Telecommunication ·.·. Standards Institute), kun taas ITU (International Telecommunication Union) on määrittelemässä IMT-2000 -järjestelmää. 3G-matkaviestinjärjestelmien radio-]'. 20 rajapinta perustuu todennäköisesti laajakaistaiseen CDMA:han (code division multiple access), ja tämän vuoksi kolmannen sukupolven järjestelmiä kutsuin' taan usein Wideband CDMA -järjestelmiksi (WCDMA). Nämä tulevaisuuden v * järjestelmät ovat periaatteessa hyvin samanlaisia.

: Kuvio 1 havainnollistaa tietoliikenneverkkoa, jossa keksintöä voi- 25 daan soveltaa. Tietoliikenneverkko voisi olla esimerkiksi kolmannen sukupol-ven solukkomatkaviestinverkko, kuten UMTS. Tietoliikenneverkko käsittää en-simmäisen päätesolmun, kuten matkaviestinaseman MS (jota kutsutaan käyt-täjälaitteistoksi UE, User Equipment, UMTS-terminologiassa) ja toisen pää-tesolmun, kuten radioverkko-ohjain RNC21 tai RNC2 (Radio Network Control-'·;· 30 ler). Verkko voi myös käsittää useita välisolmuja, kuten tukiasemat BS1 - BS4.

Informaatio, joka lähetetään pääsolmujen välillä, formatoidaan kehyksiksi ·;··« (esim. RLC PDU:t). Päätesolmujen välillä voi olla useita (kaksi tai useampia) rinnakkaisia yhteyksiä useiden välisolmujen kautta, mikä mahdollistaa makro-diversiteetin, diversiteettiyhdistämisen (diversity combining) tai pehmeän hand-35 overin (soft handover).

2 109252

Rinnakkaisessa suomalaisessa patenttihakemuksessa 982399, jonka sama hakija on jättänyt 5.11.1998, esittää uuden synkronointimekanismin, jota kutsutaan yhteyskehysnumero (CFN, Connection Frame Number) -periaatteeksi, synkronointiongelmien välttämiseksi erityisesti makrodiversiteettiso-5 velluksista. UMTS:in nykyisen näkemyksen mukaan osa liikenteen overhea-dista eliminoidaan siten, että kehysnumeroita ei lähetetä kehyksien kanssa (ts. liikennekanavalla) radiorajapinnan Uu yli. Sensijaan, suunnassa BS-UE, ke-hysnumerot yleislähetetään samanaikaisesti kaikille matkaviestimille ja, suunnassa BS-RNC, tukiasemat lisäävät kehysnumerot modulo-p -sekvenssissä, 10 missä nykyisin ehdotettu arvo parametrille p on 72. Toisin sanoen kehysnumerot toistuvat syklisesti: 0, 1, .... 71, 0, 1, jne. Tukiasemat eivät ole keskenään synkronoituja. Tämän vuoksi kehysnumerot ovat suhteellisia ja sellaisina merkityksettömiä ilman ainakin implisiittistä informaatiota ajoitusreferenssistä, joihin nämä kehysnumerot perustuvat. Koska kehysnumeroa ei lähetetä radio-15 rajapinnan yli ja koska tukiasemat käyttävät erilaisia ajoitusreferenssejä, kehys N, jonka matkaviestin lähettää tukiasemille BS1 ja BS2, voi tulla välitetyksi tukiasemalta BS1 BNC:lle kehyksenä N’, kun taas BS2 lähettäisi saman kehyksen RNC.IIe kehyksenä N”. Tämän seurauksena diversiteettiyhdistäminen RNC:ssä epäonnistuu.

20 Uudessa mekanismissa, jota FI982399 ehdottaa ja joka on myös hyväksytty nykyisissä UMTS-skenaarioissa, muodostetaan yhteysspesifinen .*··; ajoitusreferenssi (jota kutsutaan nimellä CFN) ja joka on yhteinen kaikille yhte- yteen liittyville solmuille, niin että minkä tahansa välisolmun (BS) on mahdol-.·:·. lista määrittää ja kompensoida offset, joka esiintyy sen paikallisen ajoitusrefe- 25 renssin ja CFN:n välillä. Päätesolmut (RNC ja UE) sopivat CFN:n yhteyden alussa kaistan ulkopuolisella (outband) signaloinnilla. CFN on sidottu yleislä-hetysohjauskanavan (BCCH) ajoitukseen solussa, ts. sitä kasvatetaan joka 10.

• " millisekunti. Joukko RLC PDU:ita sisällytetään suurempaan datayksikköön, siirtolohkpjoukkoon (TBS, Transport Block Set), joka lähetetään yhdessä lo-30 mitusjaksossa (10 millisekunnin radiokehysten monikerta). Täten CFN lähete-,···, tään siirtokanavan läpi UE:n ja RNC:n välillä, ts. CFN kasvatetaan paikallisesti sekä UE.ssa ja RNC.ssä, jokaiseen TBS liittyen. Tapauksessa, jossa lomitus-jaksot ovat pitempiä kuin 10 millisekuntia (ts. TBS ulottuu kahden tai useam-man radiokehyksen yli), CFN viittaa ensimmäiseen radiokehykseen, jota käy-35 tettiin lomituskehyksen lähettämiseen.

3 109252

Jotta täytettäisiin salaukseen käytetyn kehysnumeron pituusvaati-mukset, on otettu käyttöön CFN:n laajennus, hyperkehysnumero HFN (Hyper Frame Number). HFN:n pituus on ainakin 25 bittiä, niin että kokonaispituus HFN+CFN on ainakin 32 bittiä. HFN alustetaan yhteiseen arvoon UE:ssä ja 5 SRNC:ssä, ja sitten sitä inkrementoidaan jokaisen loppuunsaatetun CFN-jakson kohdalla, ts. joka 72. millisekunti. Tämän seurauksena kehysnume-rointia ja synkronointia varten on aikaansaatu kuviossa 2 esitetty konfiguraatio.

Yllä mainittu suomalainen patenttihakemus FI982399 edelleen ehdottaa, kuten on myös hyväksytty nykyisissä UMTS-luonnoksissa, UEFN.n (ts.

10 CFN+HFN) käyttöä salausavaimena, koska CFN+HFN:n pituus on riittävä luotettavaan salaukseen. Muut sisääntulot salausalgoritmille voivat olla salausavain Ke, verkkopalvelun tunniste (Bearer ID) ja suunta (Direction), kuten kuviossa 3 on havainnollistettu. Salausavaimet Ke lasketaan UE:ssä ja SRNC:ssä autentikointiproseduurin aikana. Suuntaparametri määrittää missä 15 suunnassa dataa lähetetään (uplink/downlink). Bearer ID (RAB ID) on radio access bearer -spesifinen tai signalointilinkkispesifinen parametri, joka on uniikki yhden RRC-yhteyden sisällä. Sitä käytetään sisääntuloparametrina salausta varten varmistamaan, että samaa salausmaskia ei käytetä kahdelle verkkopalvelulle, joilla on sama Ke ja jotka lähetetään varustettuna samalla 20 UEFN:llä (L1- tai MAC-multipleksoinnin tapauksessa). Salausalgoritmi syn-nyttää salausmaskin. On todennäköistä, että UMTSin radiorajapinnan salaus :··: tulee olemaan MAC-toiminnallisuus, joka sallii MAC SDU.eiden (RLC PDUt) ·:··; salauksen/salauksenpurun, joka perustuu XOR-yhdistämiseen salausmaskin :·. kanssa. Tämän salausratkaisun päähyöty on yhden ja saman mekanismin : ·. 25 käyttö kaikille kanavatyypeille ja verkkopalvelutyypeille.

Alustuksessa UE (joka toimii masterina) asettaa oman referenssin- . . sä, UEFN, kehysnumeroinnille. HFN alustetaan ennen kuin salaus aloitetaan, » * * esim. RRC-yhteyden pystyttämisen aikana tai salausmoodin asettamisen ai- • kana, ja se säilytetään (ajetaan) koko sen ajan kun UE on RRC-kytketyssä ;· 30 moodissa (RRC connected mode). HFN alustetaan edullisesti arvoon, jota • ·. väärinkäyttäjän on vaikea ennustaa. Syy miksi HFN:ää ei pitäisi alustaa kiinte- ään arvoon (esim. 0) on, että halutaan estää samojen salausmaskien uudel- • ·' leenkäyttö liian lyhyen ajanjakson sisällä tapauksessa, jossa Ke ei muutu.

Perusyksikkö salausta varten on 1 RLC PDU, ts. (uplink-35 suunnassa) UE salaa jokaisen RLC PDU:n vastaavalla UEFN:llä MAC-kerroksessa ennen kehyksen lähettämistä RNC.IIe. MAC-kerros RNC:ssä 4 109252 tuntee UEFN:n (CFN-konseptin periaatteiden mukaisesti), jota UE käyttää, ja kykenee purkamaan vastaanotetun kehyksen salauksen. Tämän seurauksena salausmaskia vaihdetaan kun CFN tai HFN inkrementoidaan.

CFN-pohjaisen salauksen parannus on selostettu rinnakkaisessa 5 suomalaisessa patenttihakemuksessa 990499, jonka sama hakija on jättänyt 8.3.1999.

Ongelmia voi syntyä kun ”CFN-salausta” käytetään joidenkin ARQ (Automatic Repeat Request) -tekniikkojen kanssa. Yleensä ARQ on lähetys-menetelmä, jossa virheenkorjaus perustuu uudelleenlähetykseen. Aivan pe-10 rus-ARQ-menetelmä sisältää vain virheenilmaisun ja uudelleenlähetyksen.

Jos paketin havaitaan sisältävän virheitä dekoodauksen jälkeen, tämä paketti hylätään ja pyydetään uudelleenlähetystä. Lähde lähettää sitten uudelleen tarkan kopion tästä paketista. Hybridi-ARQ on lähetysmenetelmä, joka yhdistää virheenilmaisun/korjauksen (kuten FEC, Forward Error Correction) ja virheelli-15 sen kehyksen uudelleenlähetyksen. On määritelty kolmen tyyppisiä hybridi-ARQ-menetelmiä:

Tyyppi I: Tyypin I hybridi-ARQ on ACR (Adaptive Coding Rate)-me-netelmä. Perusideana ACR ARQ -menetelmien takana on muutella virheenkorjauksen koodausnopeutta järjestelmän ehtojen mukaan, sellaisten kuten ,i.: 20 signaalikohinasuhde tietyssä ympäristössä. Aina kun ACR ARQ:ssa vastaan- : otetaan data-RLC-PDU, jossa on korjaamaton virhekuvio, tämä RLC-PDU hy- :··· lätään ja uudelleenlähetyspyyntö lähetetään takaisin lähettimelle paluukana- van kautta. Lähetin sitten uudelleenlähettää alkuperäisen RLC-PDU:n tarkan kopion.

25 Tyyppi II: Tyypin II hybridi-ARQ kuuluu AIR ARQ -menetelmiin (Adaptive Incremental Redundancy). AIR ARQ -menetelmissä RLC-PDU:ta, . . joka täytyy uudelleenlähettää, ei hylätä vaan se yhdistetään joidenkin lähetti- men tuottamien redundanttisten lisäbittien kanssa myöhempää dekoodausta varten. Tyypin II hybridi-ARQ:n etu verrattuna tyypin I hybridi-ARQ:hun, on ·· 30 että jos häiriön jakautuminen radiosoluun on sellainen, että merkittävä osa | .···. RLC-PDU:ista vastaanotetaan oikein jopa alhaisella alkuperäisellä FEC- j koodausnopeudella, niin saavutetaan suurempi läpimenoaste. Lisäksi koska ’ · · · ‘ toistetut lähetykset voidaan yhdistää pehmeästi (soft combining), todennäköi- : syys RLC-PDU:n virheettömälle dekoodaukselle kasvaa.

35 Tyyppi III: Uudelleenlähetetty paketti voidaan yhdistää aikaisempi en versioiden kanssa, jos niitä on käytettävissä, mutta jokainen versio sisältää 5 109252 kaiken informaation, joka tarvitaan datan oikeaa vastaanottoa varten. Tämä ei tarjoa ilmeistä etua läpimenoasteessa, kun sitä verrataan tyypin 1 hybridiin ARQ:hun, mutta peräkkäisten lähetysten yhdistäminen tarjoaa paremman de-koodaustodennäköisyyden kuin toistetut lähetykset tyypin I hybridi ARQ:n yh-5 teydessä ja tämä voi olla merkittävä etu.

Tyypin I hybridi-ARQ, jossa on soft combining: Tyypin I hybridi-ARQ:n yhteydessä on myös mahdollista tallettaa virheellinen paketti vastaan-ottimessa ja yhdistää se uudelleenlähetetyn paketin kanssa. Tätä voidaan pitää lisääntyneenä redundanttisuutena toistokoodin muodossa ja tämän vuoksi 10 sitä voidaan pitää tyypin ll/lll hybridi-ARQ:n erikoistapauksena.

Kaikki hybridi-ARQ-menetelmät, jotka käyttävät eri lähetysten pehmeää yhdistämistä, ts. tyypin II ja tyypin ill sekä tyypin I hybridi-ARQ, jossa on soft combining, vaativat, että informaatio siitä, mitkä paketit yhdistetään, täytyy signaloida kaistan ulkopuolella (outband), jotta on mahdollista assosioida toi-15 siinsa ja pehmeästi yhdistää paketin eri versiot. Tämä informaatio voi olla esimerkiksi paketin PDU-numero. Vastaanotin yhdistää paketin versiot, jotka on ilmaistu outband-signaloinnilla, esim. joilla on sama PDU-numero. Outband” tarkoittaa, että tämä informaatio on suojattu erillisellä virheenilmaisukoodilla (esim., CRC) ja outband-informaation oletetaan yleensä olevan luotettavam-20 paa kuin kaistan sisäisen (inband) datan. Voidaan käyttää erillistä luotetta-vampaa kanavaa (jossa on enemmän tehoa tai tehokkaampi virheenkorjaus-;··| menetelmä) tai paremmin suojattua otsikkoa, jolla on oma CRC. On myös mahdollista lähettää dataa ’’inband” (käyttäen samaa kanavaa kuin data) mutta . ·: ·. paremmalla suojauksella. Ongelmana on, että yllä kuvattu CFN-pohjainen sa- 25 lausmenetelmä ei toimi yhdessä tyypin ll/lll hybridi-ARQ:n kanssa. Koska tyypin ll/lll hybridi-ARQ vaatii, että uudelleenlähetetty data on tarkalleen identtinen ensimmäisen lähetysyrityksen kanssa (jotta mahdollistetaan soft combi-

* · I

ning), perusongelma CFN-pohjaisen salauksen kanssa on, että kuinka vas-taanotin tietää mitä CFN:ää pitäisi käyttää salauksen purkuun, jos uudelleen- ;· 30 lähetyksiä tarvittiin ennenkuin data vastaanotettiin oikein. "Normaalin” CFN- . ·. pohjaisen salausmenetelmän yhteydessä uudelleenlähetetty RLC PDU käyt tää salausmaskia, joka on erilainen kuin alkuperäisessä lähetyksessä, mikä tekee kahden PDU version pehmeän yhdistämisen vastaanotin puolella (kerroksessa L1, salauksen alapuolella) mahdottomaksi. Toisaalta, jos salattu 35 PDU tallennetaan L1-kerroksessa uudelleenlähetystä varten (ei uudelleensa-lausta uudelleenlähetyksen yhteydessä) niin soft combining on vastaanotin- 6 109252 puolella mahdollinen, mutta ongelmana on, että salauksen purku ei ole mahdollinen, koska vastaanotin ei tiedä alkuperäisesti lähetetyn PDU:n CFN:ää.

Tämän seurauksena CFN-pohjaista salausta ei voida käyttää kaikille palvelu-tyypeille tietoliikennejärjestelmässä, vaan tarvitaan erilainen salausmenetelmä 5 verkkopalveluille, jotka hyödyntävät tyypin ll/lll hybridi-ARQ:ta.

Samanlaisia ongelmia voidaan kohdata missä tahansa tietoliikennejärjestelmässä, joka käyttää ARQ:ta, jossa on soft combining, jopa ilman CFN-pohjaista salausta.

Keksinnön yhteenveto 10 Esillä olevan keksinnön tavoitteena on mahdollistaa ARQ-operaatio, joka käyttää alkuperäisen ja uudelleenlähetetyn version yhdistämistä (esim. incremental redundancy ARQ), kun soft combining -informaatiota ei lähetetä alkuperäisen lähetyksen yhteydessä.

Keksinnön lisätavoitteena on mahdollistaa ARQ-operaatio, kuten 15 tyypin ll/lll hybridi-ARQ, joka käyttää alkuperäisen ja uudelleenlähetetyn version yhdistämistä yhdessä yhteiskehysnumeropohjaisen salauksen kanssa.

Nämä ja muut tavoitteet saavutetaan menetelmällä, järjestelmällä ja lähetin- ja vastaanotinyksiköillä, joille on tunnusomaista se, mitä on esitetty oheisissa itsenäisissä patenttivaatimuksissa. Edulliset suoritusmuodot kahden ’ ·* 20 muun ongelman ratkaisemiseksi on esitetty oheisissa epäitsenäisissä patentti- vaatimuksissa. Virheellisten pakettien uudelleenlähetystä varten ARQ-mekanismi (kuten tyypin ll/lll hybridi-ARQ), joka sisältää paketin alunperin lä-:T: hetetyn version ja uudelleenlähettyjen versioiden (pehmeän tai kovan) yh- : distämisen. Tässä datapaketti ymmärretään datayksikkönä, jonka virheet il- 25 maistaan perustuen johonkin virheenilmaisukoodiin, esim. CRC (cyclic redun-. ·, : dancy code). Esimerkiksi datapaketti voi koostua MAC/RLC -otsikosta, datasta ja CRC.stä. Jos paketin havaitaan olevan virheellinen, mitään osaa paketista ei voida käyttää, ts. myös otsikko on epäluotettava. Esillä olevan keksinnön mukaisesti, kunkin uudelleenlähetyksen yhteydessä, tapahtuu lähettimeltä :,,t: 30 vastaanottimelle outband-signalointi, joka yksikäsitteisesti indikoi milloin, esim.

, · ·. tarkka aika tai fyysinen sijainti, paketin ensimmäinen lähetys tehtiin, niin että ‘\ on mahdollista yhdistää paketin uudelleenlähetetty versio aikaisemman versi on (versioiden) kanssa. Tässä outband-signalointi tarkoittaa, että toista (outband), luotettavampaa kanavaa käytetään informaation lähettämiseen.

35 Toista kanavaa käytetään vain, kun paketteja uudelleenlähetetään. Keksinnön 7 109252 toisessa suoritusmuodossa "outband-signalointi” voidaan lähettää samassa kanavassa datan kanssa, mutta paremmalla virhesuojauksella (esim. korkeampi kanavakoodaus).

Keksinnön etu on, että minkäänlaista ylimääräistä otsikkoinformaa-5 tiota tai outband-signalointia ei tarvita, kun paketit käyvät läpi ensimmäisen (alkuperäisen) lähetyksen. Ylimääräinen soft combining -informaatio lähetetään vain, kun sitä todella tarvitaan. Tämä säästää lähetysresursseja. Tämä pätee sekä tietoliikennejärjestelmissä, joissa kehysnumero lähetetään datapaketeissa, että tietoliikennejärjestelmissä, jotka käyttävät yleiskehysnumeron 10 (CFN)-pohjaista kehyssynkronointia.

Useiden lähetysten pehmeä yhdistäminen, kun virheellisiä paketteja ei hylätä, vaatii että yhdistettävät siirtolohkot (esim. MAC PDU:t) ovat identtiset. Tarkemmin sanottuna lohkon koodattujen versioiden ei tarvitse olla identtisiä mutta koodaukseen käytetyn alkuperäisen datan täytyy olla identtistä.

15 Esimerkiksi MAC-protokolladatayksikkö (PDU, protocol data unit) sisältää, datan lisäksi, myös MAC-otsikon ja RLC-otsikon kolmannen sukupolven matkaviestinjärjestelmissä. Soft combining voi nyt vaatia, että uudelleenlähetetyn MAC PDU:n täytyy olla identtinen alunperin lähetetyn MAC PDU:n kanssa, ja tämän vuoksi myös RLC- ja MAC-otsikoiden täytyy olla identtisiä. Saattaa 20 kuitenkin olla jotakin otsikkoinformaatiota, joka täytyy vaihtaa alkuperäisen lä- · hetyksen ja uudelleenlähetyksen välillä, kuten polling-bitti, jota käytetään pyy- :··: tämään kuittaussanomaa. Joissakin radiojärjestelmissä myös seuraavan lä- hetyspurskeen lähetystehotaso annetaan lähetetyssä paketissa ja pääinfor-maatio voi muuttua paketin alkuperäisen lähetyksen ja uudelleenlähetyksen 25 (lähetysten) välillä. Nyt on siis olemassa ristiriita soft combining -menetelmän vaatimien identtisten pakettien ja otsikkoinformaation muuttamistarpeen välillä. Keksinnön eräässä suoritusmuodossa tämän ongelman voittamiseksi infor- • ” maatio, joka täytyy muuttaa paketin alkuperäisen lähetyksen ja uudelleenlä- hetyksen (lähetysten) välillä, lähetetään kaistan ulkopuolella muun outband-30 signalointi-informaation kanssa, joka ilmaisee paketin alkuperäisen version.

.···. Täten uudelleenlähetetty paketti voidaan säilyttää muuttumattomana ja vaati- mus, että paketit ovat identtisiä soft combining.ssa täyttyy. Kun vastaanote-taan uudelleenlähetetty paketti, informaatio, joka saattaa muuttua, luetaan outband-signaloinnista ja se korvaa vastaavan inband-informaation vastaan-35 otetussa paketissa. Paketin alkuperäisessä (ensimmäisessä) lähetyksessä lähetetään ja käytetään vain inband-informaatio, ts. keksinnöllinen outband- 8 109252 signalointi-informaatio lähetetään vain paketin uudelleenlähetysten yhteydessä, jos sellaisia on.

Keksinnön ensisijaisessa suoritusmuodossa pakettien alkuperäinen lähetys suoritetaan käyttäen Connection Frame Number -pohjaista synkro-5 nointia, jossa, yhteyden alustuksen jälkeen, ei lähetetä kehysnumeroita vaan lähetinvastaanotin itsenäisesti laskeva CFN:n (Connection Frame Number) (ja edullisesti myös sen laajennuksen, Hyper Frame Number HFN), jokaiselle lähetetylle ja vastaanotetulle kehykselle, perustuen yhteysspesifiseen ajoitusre-ferenssiin, joka on yhteinen lähettimelle ja vastaanottimelle sekä mille tahansa 10 yhteyden välisolmulle. Jokainen paketti salataan lähettimessä ja paketin salaus puretaan vastaanottimessa vastaavan paketin paikallisesti lasketun UEFN:n avulla. ARQ (Automatic Repeat Request) -mekanismi (kuten tyypin ll/lll hybridi-ARQ), joka sisältää paketin alunperinlähetetyn ja uudelleenlähe-tetyn version pehmeän yhdistämisen, on käytössä virheellisten pakettien uu-15 delleenlähetyksiä varten. Esillä olevan keksinnön mukaisesti mikä tahansa uudelleenlähetettävä paketti salataan saman UE-kehysnumeron (UE Frame Number) mukaisesti, jota käytettiin salaamaan paketin alunperinlähetetty (ensimmäinen) versio. Lisäksi joka kerta kun paketti (PDU) uudelleenlähete-tään, tapahtuu lähettimeltä vastaanottimelle outband-signalointi, joka indikoi .·.! 20 tarkan ajan, jolloin paketin ensimmäinen versio lähetettiin, niin että on mahdol- • lista yhdistää paketin uudelleenlähetetty versio aikaisemman version :··; (versioiden) kanssa ja myöskin purkaa yhdistetyn paketin salaus vastaanotti- messa. Jos lähetyksille käytetään erilaista koodausta, ts. lohkojen koodatut versiot eivät ole identtisiä, paketin versio tulisi myös indikoida outband-J; . 25 signaloinnilla (joka kertoo, mitä dekoodausta tulisi käyttää).

Vaihtoehtoisesti esillä olevassa keksinnössä voidaan käyttää muita salausmenetelmiä CFN-pohjaisen salausmenetelmän sijasta. Myös muun-; tyyppistä kehysnumerointia voidaan käyttää CFN:n sijasta. Sovelletusta sa- lausratkaisusta tai kehysnumeroinnista riippumatta keksinnöllä on se etu, että ·. 30 outband-signalointia ei tarvita paketin ensimmäisen version lähetyshetkellä.

,*··. Toinen etu on mahdollisuus käyttää tyypin ll/lll hybridi-ARQ:ia yh dessä CFN-pohjaisen salauksen kanssa, tai muun kehysnumeropohjaisen salauksen kanssa, mikä tarkoittaa, että samaa salausmenetelmää voidaan : käyttää kaiken tyyppisille palveluille. Yhden ainoan salausmenetelmän etu on 35 järjestelmän vähäisempi kompleksisuus (erityisesti ei ole tarve alustaa ja ylläpitää erillisiä salauslaskureita jokaiselle rinnakkaiselle verkkopalvelulle).

9 109252

Piirrosten lyhyt selostus

Seuraavassa keksintö tullaan kuvaamaan yksityiskohtaisemmin ensisijaisten suoritusmuotojen avulla viitaten oheisiin piirroksiin, joissa kuvio 1 havainnollistaa tietoliikenneverkkoa, jossa keksintöä voi-5 daan soveltaa.

Kuvio 2 on lohkokaavio, joka havainnollistaa CFN:n ja HFN:n laskemista UE:ssa ja RNC:ssä, kun käytetään CFN-pohjaista kehyssynkronointia, kuvio 3 on lohkokaavio, joka havainnollistaa CFN-pohjaista salaus-ja salauksenpurkuyksikköä sekä sen sisääntuloparametrejä, 10 kuvio 4 havainnollistaa esimerkkiä protokollarakenteesta, jota voi daan käyttää UMTS-järjestelmässä, kuvio 5 havainnollistaa outband-informaatiota, joka signaloidaan yhden RLC PDU:n uudelleenlähetetyn version yhteydessä, kuviot 6 ja 7 ovat signalointikaavioita, jotka havainnollistavat RLC 15 PDU:n alkuperäistä (ensimmäistä) lähetystä ja uudelleenlähetystä käyttäen tyypin ll/lll hybridi-ARQ.ia.

Keksinnön ensisijaiset suoritusmuodot

Keksinnön ensisijaiset suoritusmuodot ovat seuraavassa kuvattu toteutettuna UMTS-järjestelmässä. Keksintö on sovellettavissa käytettäväksi 20 missä tahansa tietoliikennejärjestelmässä, joka käyttää ARQ:ia yhdessä :*·: (pehmeän) yhdistämisen kanssa. Keksintö on erityisen hyvin sovellettavissa, kun salausta käytetään yhdessä (soft) combining-ARQ:in kanssa. Lupaavin sovellusalue on järjestelmä, joka käyttää CFN-pohjaista salausta tai muuta kehysnumeropohjaista salausta, yhdessä soft combining -menetelmän kans-25 sa.

, , Kuvio 4 antaa yleiskuvan oletetusta protokollaympäristöstä kolman- I · ’· nen sukupolven matkaviestinjärjestelmissä. Kategorisesti voimme löytää kol- me ISO/OSI -kerrosmallin (International Standards Organisation/Open Sys-·· terns Interconnection) kerrosta: fyysinen kerros (Layer 1, L1), datalinkkikerros ,·*. 30 (Layer 2, L2) ja verkkokerros (Layer 3, L3). Kerros L3 sisältää radioresurssien ohjausprotokollan (RRC Radio Resources Control) sekä ylemmät käyttäjäta-*·· son protokollat (kaikki ylemmän kerroksen transmission- ja signalointiproto- : kollat). L2 sisältää linkkiinpääsyprotokollan LAC (Link Access Protocol), RLC.n (Radio Link Access Protocol ja MAC:n (Media Access Control).

10 109252

Keksinnön ensisijainen suoritusmuoto tullaan kuvaamaan kuviossa 1 esitetyssä tietoliikennejärjestelmässä, ilman tarkoitusta rajoittaa keksintöä siihen. Kehysnumerointimenetelmä on yllä kuvattu CFN-pohjainen kehyssynk-ronointi (suomalaiset patenttihakemukset 982399 ja 990499 sisällytetään tä-5 hän viitteenä), mutta muitakin kehyssynkronointimenetelmiä voidaan vaihtoehtoisesti käyttää, esim. menetelmää, joka on kuvattu tekniikan tasona suomalaisessa patenttihakemuksessa 982399. Myös yllä kuvioon 3 viitaten kuvattua CFN-pohjaista salausta käytetään, mutta myös muita salausmenetelmiä voidaan käyttää yhtä hyvin. Lisäksi käytetään tyypin ll/lll hybridi-ARQ:ia, mutta 10 sen sijaan voidaan käyttää mitä tahansa muuta ARQ:ia, jossa on pehmeä (tai kova) yhdistäminen.

Perusdatapaketti on RLC PDU. Datapaketit lähetetään liikenneka-navan läpi, kuten Dedicated Transport Channel (DCH), Downlink Shared Channel (DSCH) tai Uplink Shared Channel (USCH) UMTS-järjestelmässä.

15 Tässä esimerkissä oletamme, että RLC PDU itse sisältää PDU-numeron tai että vastaanottava RLC kykenee jollakin muulla tavalla laskemaan mitkä PDU-numerot puuttuvat, jolloin uudelleenlähetykset tehdään käyttäen RLC PDU-numeroita. Lähetinpuolen MAC-yksikkö ylläpitää taulukkoa lähetettyjen RLC PDU:den RCL PDU -numeroista ja vastaavasta UEFN-informaatiosta. Sen jäl-20 keen kun on vastaanottanut uudelleenlähetyskutsun yhdessä RLC PDU -nu-: meron kanssa, lähetin hakee UEFN:n, jota käytettiin tälle RLC PDU -numerolle :··; alkuperäisessä lähetyksessä, ja käyttää haettua UEFN:tä uudelleenlähetettä- vän RLC PDU.n salaukseen. Sitten kun RLC PDU uudelleenlähetetään, UEFN-informaatio, jota käytettiin salaukseen, outband-signaloidaan vastaan-25 ottimelle, kuten alla selitetään yksityiskohtaisemmin.

Esillä olevan keksinnön mukaisesti muodostetaan varsinaiseen datakanavaan liittyvä outband-kanava siirtämään informaatiota, joka tarvitaan ” RLC PDU:n alkuperäisen ja uudelleenlähetetyn version pehmeään yhdistämi- seen ja salauksen purkuun. Se voi olla joko FACH, erillinen DCH tai tehok-.30 kaammin virheenkorjauskoodattu osa samasta DCH:stä, jolla data lähetetään.

’*. Keksinnön mukaisesti on tarpeetonta lähettää mitään outband-informaatiota alkuperäisen lähetyksen kanssa, koska UEFN-informaatio voidaan saada : ’’implisiittisesti”.

Informaatio, joka outband-signaloidaan yhden RLC PDU.n uudel-35 leenlähetetyn version ohessa keksinnön ensisijaisessa suoritusmuodossa, kuvataan alla viitaten kuvioon 5. Tätä informaatiota kutsutaan tässä PDU-refe- 11 109252 renssinumeroksi, koska epäsuorasti ilmaisee RLC PDU:n alunperin lähetetyn version. PDU-referenssinumero sisältää: 1) CFN.n, jota käytettiin PDU.n ensimmäisen (alkuperäisen version) lähetykseen. Tätä informaatiota tarvitaan sekä pehmeää yhdistämistä että sa- 5 lauksenpurkua varten vastaanotinpuolella.

2) Position in TBS. CFN:n lisäksi, joka indikoi alkuperäiseen lähetykseen käytetyn radiokehyksen, tämä ”paikkainformaatio”-parametri tarvitaan ilmaisemaan, missä siirtolohkossa (TB) radiokehyksessä kyseinen RLC PDU oli (yksi radiokehys kuljettaa siirtolohkojoukkoa (TBS), joka voi sisältää useita 10 TB:tä). Jokainen siirtolohko kuljettaa yhden RLC PDU:n. Tämä informaatio tarvitaan vain pehmeää yhdistämistä varten vastaanotinpuolella.

3) CFN Cycles. Koska CFN juoksee 720 ms sykleissä (ekvivalentti ”superkehys”-jaksolle), voidaan tarvita joitakin bittejä ilmoittamaan kuinka monta kertaa CFN on kulunut (ts. kuinka monta kertaa HFN on inkrementoitu) 15 tämän PDU:n alkuperäisen lähetyksen jälkeen. Tämän parametrin tarve on riippuvainen maksimaalisesta sallitusta uudelleenlähetysviiveestä. Jos maksimaalinen sallittu viive on 720 ms, mitään CFN-jaksoparametribittejä ei tarvita.

Jos maksimi sallittu viive on 1440 ms, tarvitaan yksi CFN-jaksoparametribitti, jne. Vastaanotinpuolella nykyistä HFN-arvoa käytetään tai pienennetään CFN-20 jaksoparametrin mukaisesti, jotta saadaan HFN-arvo, jota käytettiin alkuperäi-sen lähetyksen aikaan. Toisin sanoen CFN+CFN_cycles-parametrista vas-:*·: taanotin voi laskea mikä oli alkuperäinen PDU, joka pitäisi yhdistää pehmeästi vastaanotettuun dataan. Samasta informaatiosta vastaanotin voi laskea myös UEFN:n (ts. HFN+CFN), jota käytettiin alkuperäisessä lähetyksessä. Mainitut , ·; ·, 25 laskutoimitukset voidaan toteuttaa L1 -, MAC- tai RLC-kerroksissa.

4) DCH id. Lisäksi, jos yhtä outband-kanavaa käytetään ohjaamaan , , useita liikennekanavia (siirtokanavia), myös sen liikennekanavan, johon tietty

* » I

outband-informaatio viittaa, DCH id täytyy olla mukana. Jos outband-· ·' informaatio (PDU-referenssinumero) lähetetään käyttäen samaa fyysistä ka- I · 30 navaa kuin data, erillinen DCH id ei ole tarpeen.

Täten ensisijaisessa suoritusmuodossa RLC PDU -referenssi-numero on minimissään [CFD, position]. Yleensä outband-signaloinnin täytyy * ’ kuljettaa jotakin, josta on mahdollista johtaa ensimmäisen lähetyksen CFN,

mutta ei välttämättä CFN.ää itseään. Jos CFN-jakso ei ole tarpeeksi pitkä, niin 35 RLC PDU -referenssinumero = [CFN, position, CFN cycles]. Jos käytetään yhteistä outband-kanavaa, RLC PDU -referenssinumero = [CFN, position, CFN

12 109252 cycles, DCH id]. Koska outband-informaatiota voidaan käyttää myös pehmeää yhdistämistä varten kerroksessa L1, RLC PDU -numeroa ei tarvita enää out-band-informaatiossa.

Yllä kuvattu lähestymistapa modifioi tyypin ll/lll hybridi ARQ -määri-5 tyksiä, joissa konkreettista RCL PDU -numeroa käytetään identifioimaan RLC PDU:t pehmeää yhdistämistä varten. Jos ei ole hyväksyttävää tehdä tätä muutosta, ts. poistaa RLC PDU -numeroa, niin toinen mahdollisuus on lähettää seuraava outband-signalointi-informaatio: RLC PDU -numero + CFN + CDN cycles (jos tarpeen). RLC PDU:ta käytetään pehmeässä yhdistämisessä 10 ja CFN-jaksot + CFN käytetään salauksenpurkuun vastaanotinpuolella. Tässä tapauksessa ’’Position in TBS” -parametriä ei tarvita outband-informaatiossa, koska se ei ole tarpeellinen salauksenpurkua varten.

Ensimmäisen version tarkka aika voitaisiin kertoa fyysisenä aika-offsettina (ms) lähetysten välillä, jos paketin paikka kehyksen sisällä voidaan 15 antaa tarkasti millisekunteina tai edullisesti kokonaisten fyysisten kehysten (10 ms) lukumääränä + paikkana kehyksen sisällä.

Seuraavassa kuvataan esimerkki RLC PDU:iden lähetyksestä ja uudelleenlähetyksestä viitaten kuvioihin 6 ja 7. Esimerkit koskevat ainoastaan downlink-suuntaa, mutta samanlaisia proseduureja voidaan käyttää myös up-20 link-lähetyksessä. Esimerkkien tarkoituksena ei ole esittää optimaalista signa-lointiratkaisua tyypin ll/lll hybridi ARQ:lle, vaan ainoastaan havainnollistaa :··· kuinka CFN-pohjainen salaus voi toimia yhdessä tyypin ll/lll hybridi ARQ:n kanssa. Jos yhdistäminen perustuu RLC PDU -numeroon, niin se täytyy lä-hettää outband-signalointina kaikille lähetyksille, myös alkuperäiselle lähetyk- i * · 25 selle.

’ Kuvio 6 havainnollistaa RLC PDU:iden #1 ja #2 alkuperäistä (ensimmäistä) lähetystä. Tässä esimerkissä RLC lähettää kaksi PDU:ta

* * I

MACille yhden lähetysintervallin aikana, jolloin TBS sisältää molemmat RLC PDU:t #1 ja #2. Seuraavassa numerointi viittaa kuviossa 6 käytettyyn nume- ·. 30 rointiin.

.**·. 1-2. RLC-kerros RNC:ssä lähettää MAC_Data req, joka sisältää RLC PDU -numeron (esimerkissä #1) ja RLC PDU:n MAC-kerrokselle. RLC PDU#1 salataan käyttäen senhetkistä UEFN:ää ja TB#1 rakennetaan sala-tusta PDU.sta ja optionaalisesta MAC-otsikosta. MAC-otsikon sisältö riippuu 35 käytetyn siirtokanavan tyypistä (yhteisillä ja dedikoiduilla kanavilla on eri MAC-otsikot).

13 109252 3-4. Samalla tavoin saman lähetysintervallin aikana, RLC-kehys RNC:ssä lähettää MAC-kerrokselle toisen MAC_Data_req, joka sisältää RLC PDU.n #2. RLC PDU#2 salataan ja TB#2 rakennetaan.

5. MAC-kerros rakentaa siirtolohkojoukon (TBS), joka sisältää kaksi 5 TB:tä, nimittäin TB#1 ja TB#2 tässä esimerkissä. MAC myöskin ylläpitää, jokaiselle lähetetylle RLC PDU:lle, paikallista taulukkoa, jossa on minimissään seuraava informaatio: [RAB#, PDU#, UEFN, Position_in_TBS].

6. MAC lähettää TBS:n yhdessä Transport Format Indicatonin (TFI) kanssa kerrokselle 1. Kerros 1 lisää CRC:n erikseen kuhunkin siirtolohkoon 10 (TB) TBS:ssä.

7. Data (TBS) lähetetään UE:lle solmun B1 (tukiasema) kautta, tai yleisemmin radioaccessverkon (RAN) kerroksen L1 kautta, liikennekanavan DCH yli.

8. Kerros 1 UE.ssä suorittaa CRC-tarkistuksen jokaiselle TB.IIe, ja 15 jos CRC:llä oleva virhe havaitaan, virheellinen TB puskuroidaan. Tässä esimerkissä UE L1 ilmaisee CRC-virheen TB#2:ssa (vastaa RLC PDU:ta #2 tässä esimerkissä).

9. L1-operaatioiden (esim. kanavadekoodaus) jälkeen UE L1 siirtää TBS:n MAC-kerrokselle ja indikoi, että TB#2:ssa on CRC-virhe.

* * ,,v 20 10. UE MAC purkaa oikein vastaanotettuja RLC PDU:iden (tässä •tapauksessa vain TB#1) salauksen.

:" j 11. Oikein vastaanotetut ja salauksesta puretut RLC PDU:t viedään •;. f eteenpäin RLC.IIe.

t 12. CRC-virheet indikoidaan RLC:lle. RLC-protokollan yksityiskoh-25 dista riippuen on mahdollista, että virheitä ei tarvitse indikoida MAC/RLC- * « · kerroksille lainkaan vaan RLC pyytää uudelleenlähetyksiä puuttuvien . . PDU:iden perusteella.

13. UE RLC kuittaa (ACK) RLC PDU:n #1 ja pyytää PDU:n #2 uu- • ·: delleenlähetystä (negatiivinen (NACK) tai puuttuva PDU#2-kuittaus).

··· 30 Kuvio 7 havainnollistaa RLC PDU:n #2 uudelleenlähetystä. Seuraa-

Iti» . · * ·. vassa numerointi viittaa kuviossa 7 käytettyyn numerointiin.

14. RNC RLC pyytää MAC-kerrosta lähettämään PDU:n #2, ts. tuottaa sanoman MAC_Data_req, joka sisältää RLC PDU -numeron (#2), : PDU.n itsensä ja Redundancy-informaation. Redundanttisen informaation 35 olemassaolosta MAC-kerros päättelee, että tämä on uudelleenlähetys ja että 14 109252 salausta täytyy tehdä tallennetun UEFN-informaation avulla nykyisen UEFN sijasta. Varsinaista redundanttista informaatiota tarvitaan kerroksessa L1.

15. MAC-kerros käyttää RLC PDU -numeroa indeksinä ja hakee UEFN ja Position_in_TBS -informaation, joita käytetiin RLC PDU:n #2 alkupe- 5 Täisessä lähetyksessä ja joita säilytetään taulukossa.

16. RNC MAC salaa RLC PDU:n käyttäen UEFN:ää, joita käytettiin alkuperäiseen lähetykseen.

17. Tarvittava outband-informaatio (DCH#, CFN cycles, CFN, Position in TBS, Redundancy) lähetetään vastaanottimet L1. On olemassa useita 10 menetelmiä, joilla tämä "outband-informaatio” voidaan lähettää, mutta ne eivät ole relevantteja tälle keksinnölle.

18. Data lähetetään lähettimellä L1 yhdessä opasteen kanssa, joka liittyy redundanssi-informaatioon.

19. Data lähetetään UE:lle.

15 20. Outband-informaatiota käyttäen kerros L1 UE:ssä yhdistää uu- delleenlähetetyn PDU:n #2 aikaisemmin puskuroidun kanssa. Toisin sanoen UE L1 ensin etsii TBS:n, joka lähetettiin indikoidulla CFN:llä ja HFN:llä, joka oli current HFN - CFN_cycles, ja etsii sitten puskuroidun TB:n, joka lähetettiin löydetyssä TBS:ssä paikassa, jonka Position_in_TBS -parametri indikoi. Jos V: 20 yhdistetyn PDU:n CRC yhä on väärä, yhdistetty PDU#2 saatetaan puskuroi- da jälleen ja uudelleenlähetys saatetaan toistaa. Tässä esimerkissä kuitenkin oletetaan, että CRC-tarkistus on onnistunut, ts. että uudelleenlähetetty PDU#2 .,..: vastaanotettiin oikein. Onnistuneen CRC-tarkistuksen jälkeen kerros 1 suorit- , : ·. taa kanavadekoodauksen.

!., 25 21. UE L1 siirtää MAC-kerrokselle TBS:n, joka sisältää PDU:n #2.

I I * ’ 22. UE MAC laskee UEFN:n vastaanotetusta outband- informaatiosta, ts. UEFN=CFN+HFN’, missä FIFN’ = current HFN - * « i CFN_cycles, ja purkaa sitten vastaanotetun PDU:n salauksen lasketun .,.: UEFN:n mukaisesti.

.:. 30 23. Vastaanotettu PDU#2 siirretään UE RLC -kerrokselle. Sen jäl- J··. keen kun PDU#2 on vastaanotettu oikein, UE RLC voi kuitata tämän vasta- « · puolen yksikölle, ts. RNC:lle. On huomattava, että se lähetetäänkö kuittaus ...: tässä vai myöhemmin riippuu käytetystä ARQ-menetelmästä.

Yllä kuvatussa pehmeässä yhdistämisessä (soft combining) yhdis- 35 tettävät siirtolohkot (esim. MAC PDU:t) ovat identtisiä, sisältäen käyttäjädataa, MAC-otsikon ja RLC-otsikon kolmannen sukupolven matkaviestinjärjestelmis- 15 109252 sä. Kuten yllä todettiin, saattaa olla tarvetta vaihtaa jotakin otsikkoinformaa-tiota alkuperäisen lähetyksen ja uudelleenlähetyksen välillä, kuten polling-bittiä, jota käytetään pyytämään kuittaussanoma. Keksinnön ensisijaisessa suoritusmuodossa tämän ongelman voittamiseksi informaatio, joka täyttyy 5 muuttaa paketin alkuperäisen lähetyksen ja uudelleenlähetyksen (-lähetysten) välillä lähetetään kaistan ulkopuolisesti muun outband-signalointi-informaation kanssa, joka indikoi paketin alkuperäisen version.

Paketin alkuperäinen lähetys voi olla tarkalleen samanlainen kuin yllä kuvattiin kuvioon 6 viitaten. Paketin RLC-otsikko sisältää polling-bitin, jolla 10 on ensimmäinen status, joka ilmoittaa että kuittaussanomaa pyydetään vastaanottavalta päältä, ts. UE:lta. Toisin sanoen UE lukee polling-bitin inband-RLC-otsikosta. Myös paketin uudelleenlähetys on samanlainen kuin kuvattiin kuvioon 7 viitaten. Kuitenkin uudelleenlähetetyn paketin polling-bitillä pitäisi olla toinen status, joka indikoi että mitään kuittaussanomaa ei tarvita. RNC 15 MAC lähettää alkuperäisen RLC PDU:n ensimmäisellä polling-bitin statuksella kuten kuvattiin yllä kuvioon 7 viitaten. Lisäksi outband-informaatio, jonka RNC lähettää vaiheessa 17, sisältää myös polling-bitin uuden statuksen. UE:ssa suoritetaan vaiheet 20, 21 ja 22 kuten yllä kuvattiin. Vaiheessa 23 UE-MAC saattaa lähettää UE-RLC:lle RLC PDU:n, jossa polling-bitin status on muutettu V: 20 outband-informaatiossa olleen polling-bitin statuksen mukaan. Täten RLC- kerros jatkaa uuden polling-bitin statuksen mukaisesti. Vaihtoehtoisesti UE-MAC voi antaa UE-RLC:lle alkuperäisen (muuttamattoman) RLC PDU:n ja UE-RLC korvaa RLC PDU.ssa olevan polling-bitin inband-statuksen polling-bitin statuksella, joka vastaanotettiin outband-informaation mukana.

25 Keksintö on yllä kuvattu ensisijaisten suoritusmuotojen avulla kek- ‘ ’ sinnön periaatteiden havainnollistamiseksi. Keksinnön yksityiskohdat voivat vaihdella oheisten patenttivaatimusten puitteissa ja hengessä.

t

Claims

1. Datansiirtomenetelmä tietoliikennejäijestelmässä, käsittäen vaiheet lähetetään datapaketteja lähettimeltä vastaanottimelle, 5 käytetään automaattista toistonpyyntömekanismia uudelleenlähe tyksiin, mainitun mekanismin sisältäessä datapaketin alunperin lähetetyn version ja uudelleenlähetetyn version yhdistämisen, tunnettu lisävaiheista lähetetään, kuhunkin paketin uudelleenlähetykseen liittyen, out-10 band-signalointi-informaatiota, joka yksikäsitteisesti ilmaisee, milloin datapaketin alkuperäinen versio lähetettiin, yhdistetään vastaanottimessa datapaketin uudelleenlähetetty versio ainakin datapaketin alkuperäisen version kanssa, jonka mainittu outband-signalointi-informaatio ilmaisee.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu outband-signalointi-informaatio ilmaisee tarkan hetken tai fyysisen paikan, jolloin datapaketin alkuperäisen versio lähetettiin.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu y; siitä, että lähetetään mainitut datapaketit käyttäen kehysnumeropohjaista .···. 20 synkronointia, edullisesti yhteyskehysnumerosynkronointia.

4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen menetelmä, tun- . n e 11 u lisävaiheista salataan kukin datapaketti lähettimessä kehysnumeron mukaan, ';' ' jota käytetään vastaavalle datapaketille kehyssynkronoinnissa, ' 25 puretaan kunkin datapaketin salaus vastaanottimessa saman ke hysnumeron mukaisesti, jota käytettiin vastaavan datapaketin salaukseen, i :. ’ · · salataan datapaketin jokainen uudelleenlähetetty versio saman ke- i ·[”: hysnumeron mukaisesti, jota käytettiin datapaketin alunperin lähetetyn version salaukseen, 30 puretaan yhdistetyn datapaketin salaus kehysnumeron mukaisesti, ’y’ joka sisältyy datapaketin uudelleenlähetettyyn versioon liittyvään outband- y’: signalointi-informaatioon.

·;*·: 5. Patenttivaatimuksen 3 tai 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu outband-signalointi-informaatio sisältää ainakin kehysnume-35 ron, joka ilmaisee ensimmäisen datapaketin siirtokehyksessä, jossa datapake- 17 109252 tin alkuperäinen versio lähetettiin, sekä datapaketin alkuperäisen version paikan mainitun siirtokehyksen sisällä.

6. Patenttivaatimuksen 3 tai 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu outband-signalointi-informaatio sisältää kehysnumeron, joka 5 ilmaisee ensimmäisen datapaketin siirtokehyksessä, jossa datapaketin alkuperäinen versio lähetettiin, sekä datapaketin alkuperäisen version paikan mainitun siirtokehyksen sisällä sekä kehyksen alkuperäisen version lähetyksen jälkeen kuluneiden kehysnumerojaksojen lukumäärän.

7. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, 10 että mainittu outband-informaatio sisältää datapaketin alkuperäisen version datapakettinumeron sekä kehysnumeron, jota käytettiin datapaketin alkuperäisen version salaukseen.

8. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu outband-informaatio sisältää datapaketin alkuperäisen version 15 datapakettinumeron sekä kehysnumeron, jota käytettiin datapaketin alkuperäisen version salaukseen, sekä kehyksen alkuperäisen version lähetyksen jälkeen kuluneiden kehysnumerojaksojen lukuumärän.

9. Jonkin patenttivaatimuksista 1-8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että datapaketti on radiolinkin ohjauskerrosprotokollan (RLC) V: 20 protokolladatayksikkö (PDU) matkaviestinjärjestelmässä.

:***: 10. Jonkin patenttivaatimuksista 1-9 mukainen menetelmä, tun- nettu siitä, että mainittu informaatio datapaketin paikasta siirtokehyksessä ....: ilmaisee datapaketin paikan siirtolohkojoukossa (TBS).

11. Jonkin patenttivaatimuksista 1-10 mukainen menetelmä, 25. u n n e tt u siitä, että ‘ lähetetään paketin uudelleenlähetetty versio, jonka inband- informaatiosisältö on identtinen paketin alkuperäisen version informaatiosisäl-lön kanssa, lähetetään mainitun outband-informaation kanssa sellainen paketin 30 uudelleenlähetetyn version inband-informaatio, joka täytyy muuttaa suhteessa * · · ·, paketin alkuperäisen version vastaavaan inband-informaatioon, suoritetaan paketin identtisten alkuperäisen ja uudelleenlähetetyn version pehmeä yhdistäminen, korvataan outband-informaation mukana vastaanotetulla inband-35 informaatiolla vastaava inband-informaatio, joka vastaanotettiin paketin uu-delleenlähetetyssä versiossa. 18 109252

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu inband-informaatio on inband-otsikkoinformaatiota, kuten medium access control (MAC) -otsikkoinformaatiota tai radio link access cont-5 rol (RLC) -otsikkoinformaatiota.

13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu inband-otsikkoinformaatio sisältää bitin, jota käytetään pyytämään kuittaussanoma, kuten polling-bitin.

14. Tietoliikennejärjestelmä, joka käsittää 10 välineet datapakettien lähettämiseksi lähettimeltä vastanottimelle, automaattisen toistonpyyntömekanismin uudelleenlähetyksiä varten, mainitun mekanismin sisältäessä datapaketin alunperin lähetetyn version ja uudelleenlähetetyn version yhdistämisen, tunnettu siitä, että järjestelmä lisäksi käsittää 15 välineet, jotka kunkin paketin uudelleenlähetyksen yhteydessä lä hettävät outband-signalointi-informaation, joka yksikäsitteisesti ilmaisee milloin datapaketin alkuperäinen versio lähetettiin, välineet vastaanottimessa datapaketin uudelleenlähetetyn version yhdistämiseksi ainakin datapaketin alkuperäisen version kanssa, jonka mai-Y: 20 nittu outband-signalointi-informaatio ilmaisee.

15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että mainittu outband-signalointi-informaatio ilmaisee tarkan ajan tai fyy- .,..: sisen paikan, jolloin datapaketin alkuperäinen versio lähetettiin.

16. Patenttivaatimuksen 14 tai 15 mukainen järjestelmä, tun- ;,. 25 n e 11 u siitä, että datapakettien lähetys on järjestetty käyttämään kehysnu- meropohjaista synkronointia, edullisesti yhteyskehysnumeropohjaista synkronointia. Y·:

17. Patenttivaatimuksen 14, 15 tai 16 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että se lisäksi käsittää I 30 välineet kunkin datapaketin salaamiseksi lähettimessä kehysnume- ron mukaisesti, jota käytetään vastaavalle datapaketille kehyssynkronoinnissa, välineet kunkin datapaketin salauksen purkamiseksi vastaanottimessa saman kehysnumeron mukaisesti, jota käytettiin vastaavan datapaketin ': salaamiseen lähettimessä, 19 109252 välineet datapaketin minkä tahansa uudelleenlähetetyn version salaamiseksi saman kehysnumeron mukaisesti, jota käytettiin datapaketin alunperin lähetetyn version salaamiseen, välineet yhdistetyn datapaketin salauksen purkamiseksi kehysnu-5 meron mukaisesti, joka sisältyy mainittuun outband-signalointi-informaatioon, joka liittyy datapaketin uudelleenlähetettyyn versioon.

16 109252

18. Patenttivaatimuksen 16 tai 17 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että mainittu outband-signalointi-informaatio sisältää ainakin kehysnumeron, joka ilmaisee ensimmäisen datapaketin siirtokehyksessä, jossa 10 datapaketin alkuperäinen versio lähetettiin, sekä datapaketin alkuperäisen version paikan mainitun siirtokehyksen sisällä.

19. Patenttivaatimuksen 16 tai 17 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että mainittu outband-signalointi-informaatio sisältää kehysnumeron, joka ilmaisee ensimmäisen datapaketin siirtokehyksessä, jossa data- 15 paketin alkuperäinen versio lähetettiin, ja datapaketin alkuperäisen version paikan mainitussa siirtokehyksessä, sekä kehyksen alkuperäisen version lähetyksen jälkeen kuluneiden kehysnumerojaksojen lukumäärän.

20. Patenttivaatimuksen 17 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että mainittu outband-informaatio sisältää datapaketin alkuperäisen ver- Y: 20 sion datapakettinumeron sekä datapaketin alkuperäisen version salaukseen :''': käytetyn yhteysnumeron.

21. Patenttivaatimuksen 17 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että mainittu outband-informaatio sisältää datapaketin alkuperäisen ver-sion datapakettinumeron sekä kehysnumeron, jota käytettiin datapaketin alku- 25 peräisen version salaukseen, sekä kehyksen alkuperäisen version lähetyksen ' jälkeen kuluneiden kehysnumerojaksojen lukumäärän.

22. Jonkin patenttivaatimuksista 15-21 mukainen järjestelmä, Y·: tunnettu siitä, että datapaketti on radiolinkkiohjauskerroksen (RLC) proto- kolladatayksikkö (PDU) matkaviestinjärjestelmässä. ! 30

23. Jonkin patenttivaatimuksista 15-22 mukainen järjestelmä, /··. tunnettu siitä, että informaatio datapaketin paikasta siirtokehyksessä il- maisee datapaketin paikan siirtolohkojoukossa.

24. Jonkin patenttivaatimuksista 15-23 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että 20 109252 paketin uudelleenlähetetyn version inband-informaatiosisältö on identtinen paketin alkuperäisen version inband-informaatiosisällön kanssa, jotta mahdollistetaan pehmeä yhdistäminen vastaanottimessa, mainittu outband-informaatio sisältää paketin uudelleenlähetetyn 5 version sellaisen inband-informaation, joka täytyy muuttaa suhteessa paketin alkuperäisen version vastaavaan inband-informaatioon, outband-informaation kanssa vastaanotettu inband-informaatio korvaa paketin uudelleenlähetetyssä versiossa vastaanotetun vastaavan inband-informaation.

25. Patenttivaatimuksen 24 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että mainittu inband-informaatio on inband-otsikkoinformaatiota, kuten medium access control (MAC) -otsikkoinformaatiota tai radio link access control (RLC) -otsikkoinformaatiota.

26. Patenttivaatimuksen 25 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että mainittu inband-otsikkoinformaatio sisältää bitin, jota käytetään pyytämään kuittaussanoma, kuten polling-bitin.

27. Lähetinyksikkö tietoliikennejärjestelmässä, joka lähetinyksikkö käsittää V: 20 välineet datapakettien lähettämiseksi vastaanottimelle, automaattisen toistonpyyntömekanismin uudelleenlähetyksiä var-ten, tunnettu siitä, että lähetinyksikkö lisäksi käsittää .. välineet, jotka kunkin paketin uudelleenlähetyksen yhteydessä lä- 25 tiettävät outband-signalointi-informaatiota, joka yksikäsitteisesti ilmaisee mil-· ' ' loin datapaketin alkuperäinen versio lähetettiin, jotta mahdollistetaan datapa ketin uudelleenlähetetyn version yhdistäminen vastaanottimessa ainakin data-paketin alkuperäisen version kanssa, jonka mainittu outband-signalointi-informaatio ilmaisee. :. 30

28. Patenttivaatimuksen 27 mukainen lähetin, tunnettu siitä, ‘:y että mainittu outband-signalointi-informaatio ilmaisee tarkan hetken tai fyysi sen sijainnin, jolloin datapaketin alkuperäinen versio lähetettiin.

29. Patenttivaatimuksen 27 tai 28 mukainen lähetinyksikkö, t u n -": n e 11 u siitä, että yksikkö on järjestetty käyttämään kehysnumeropohjaista 35 synkronointia, edullisesti yhteyskehyspohjaista synkronointia. 21 109252

30. Patenttivaatimuksen 27, 28 tai 29 mukainen lähetinyksikkö, tunnettu siitä, että yksikkö on järjestetty käyttämään kehysnumeropoh-jaista salausta datapaketeille, ja että yksikkö on järjestetty salaamaan datapaketin minkä tahansa uudelleenlähetetyn version samalla kehysnumerolla, jota 5 käytettiin datapaketin alunperin lähetetyn version salaukseen, sekä ilmaisemaan kehysnumero vastaanottimelle salauksenpurkua varten.

31. Jonkin patenttivaatimuksista 27-30 mukainen lähetin, tunnettu siitä, että lähetin on järjestetty lähettämään paketin uudelleenlähetetty versio 10 inband-informaatiosisällöllä, joka on identtinen paketin alkuperäisen version inband-informaatiosisällön kanssa, lähetin on järjestetty lähettämään mainitun outband-informaation kanssa paketin uudelleenlähetetyn version sellainen inband-informaatio, joka täytyy muuttaa suhteessa paketin alkuperäisen version vastaavaan inband-15 informaatioon.

32. Vastaanotinyksikkö tietoliikennejärjestelmässä, joka vastaan-otinyksikkö käsittää välineet datapakettien vastaanottamiseksi lähettimeltä, automaattisen toistonpyyntömekanismin uudelleenlähetyksiä var- Y: 20 ten, mainitun mekanismin sisältäessä datapaketin alunperin lähetetyn ja uu- ' * * delleenlähetetyn version yhdistämisen, i tunnettu siitä, että vastaanotinyksikkö lisäksi käsittää it. välineet, jotka kunkin paketin uudelleenlähetyksen yhteydessä vastaanottavat lähettimeltä outband-signalointi-informaatiota, joka yksikäsittei-25 sesti ilmaisee milloin datapaketin alkuperäinen versio lähetettiin, • ‘ ’ välineet datapaketin uudelleenlähetetyn version yhdistämiseksi ai nakin datapaketin alkuperäisen version kanssa, jonka mainittu outband- § · ,*·· signalointi-informaatio ilmaisee.

33. Patenttivaatimuksen 32 mukainen vastaanotin, tunnettu 30 siitä, että mainittu outband-signalointi-informaatio ilmaisee tarkan hetken tai ‘ I I ‘t fyysisen paikan, jolloin datapaketin alkuperäinen versio lähetettiin. T*

34. Patenttivaatimuksen 32 tai 33 mukainen vastaanotinyksikkö, tunnettu siitä, että yksikkö on järjestetty käyttämään kehysnumeropoh-•: *: jäistä synkronointia, edullisesti yhteyskehysnumeropohjaista synkronointia.

35. Patenttivaatimuksen 32, 33 tai 34 mukainen vastaanotinyksik kö, tunnettu siitä, että yksikkö on järjestetty käyttämään kehysnumero- 22 109252 pohjaista salausta datapaketeille, ja että yksikkö on järjestetty purkamaan datapaketin minkä tahansa uudelleenlähetetyn version kehysnumeron mukaisesti, joka sisältyy mainittuun outband-signalointi-informaatioon.

36. Jonkin patenttivaatimuksista 32-35 mukainen vastaanotin, 5 tunnettu siitä, että paketin uudelleenlähetetyn version inband-informaatiosisältö on identtinen paketin alkuperäisen version inband-informaatiosisällön kanssa, jotta mahdollistetaan pehmeä yhdistäminen vastaanottimessa, mainittu outband-informaatio sisältää paketin uudelleenlähetetyn 10 version sellaisen inband-informaation, joka täytyy muuttaa suhteessa paketin alkuperäisen version vastaavaan inband-informaatioon, vastaanotinyksikkö on järjestetty käyttämään mainittua inband-informaatiota, joka vastaanotettiin outband-informaation mukana, paketin uu-delleenlähetetyssä versiossa vastaanotetun vastaavan inband-informaation 15 kanssa. I · t * · » · I I » * * * » · > ' » » > » * * « » 1 > « l 23 109252