FI109437B

FI109437B - Resurssien varaus pakettimuotoisessa tiedonsiirrossa

Info

Publication number: FI109437B
Application number: FI20000779A
Authority: FI
Inventors: Arto Leppisaari; Mika Forssell; Minna Koivula
Original assignee: Nokia Corp
Priority date: 2000-04-03
Filing date: 2000-04-03
Publication date: 2002-07-31
Also published as: CA2404016C; KR20020087120A; EP1269698A1; WO2001076156A1; CN1190929C; JP2003530017A; BR0109741B1; EP1269698B1; ATE285149T1; US7706322B2; KR100585435B1; DE60107827D1; ES2233623T3; BR0109741A; DE60107827T2; US20010038614A1; US7123595B2; AU2001250446A1; FI20000779A0; CN1430842A

Description

, 109437

Resurssien varaus pakettimuotoisessa tiedonsiirrossa

Nyt esillä oleva keksintö kohdistuu oheisen patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukaiseen menetelmään, oheisen patenttivaatimuksen 13 5 johdanto-osan mukaiseen tiedonsiirtojärjestelmään, ja oheisen patenttivaatimuksen 18 johdanto-osan mukaiseen langattomaan tiedonsiirto-laitteeseen.

Termillä "langaton tiedonsiirtojärjestelmä" tarkoitetaan yleisesti mitä 10 tahansa tiedonsiirtojärjestelmää, joka mahdollistaa langattoman tiedonsiirtoyhteyden langattoman tiedonsiirtolaitteen (MS, Mobile Station) ja järjestelmän kiinteiden osien välillä langattoman tiedonsiirtolaitteen käyttäjän liikkuessa järjestelmän toiminta-alueella. Tyypillinen langaton tiedonsiirtojärjestelmä on yleinen maanpäällinen matkaviestinverkko 15 PLMN (Public Land Mobile Network). Valtaosa langattomista tiedonsiirtojärjestelmistä tämän hakemuksen tekemisen aikaan kuuluvat ns. toisen sukupolven matkaviestinjärjestelmiin, joista esimerkkinä mainittakoon laajalti tunnettu GSM-matkaviestinjärjestelmä (Global System for Mobile telecommunications). Nyt esillä oleva keksintö soveltuu eri-20 tyisesti kehitteillä oleviin pakettivälitteisiin matkaviestinjärjestelmiin. Esimerkkinä tällaisesta matkaviestinjärjestelmästä käytetään tässä selostuksessa GPRS-järjestelmää (General Packet Radio Service), jonka standardointi tällä hetkellä on käynnissä. On selvää, että keksintöä voidaan soveltaa myös muissa matkaviestinjärjestelmissä, joissa paketti-·’* 25 tiedonsiirtoa sovelletaan.

i *·· Yleinen pakettiradiopalvelu GPRS on GSM-matkaviestinjärjestelmään kehitteillä oleva uusi palvelu. GPRS-järjestelmän toiminnallinen ympä-ristö käsittää yhden tai useamman aliverkkopalvelualueen (subnetwork :*··,. 30 service area), jotka on yhdistetty GPRS-runkoverkoksi (backbone network). Aliverkko käsittää lukuisia tukisolmuja (SN, Support Node), joista tässä selityksessä käytetään esimerkkinä palvelevia GPRS-tukisolmuja (SGSN, Serving GPRS Support Node), jotka on liitetty matkaviestinverkkoon (tyypillisesti liityntäyksikön välityksellä tukiasemaan) siten, 35 että ne voivat tarjota pakettivälityspalveluita langattomille tiedonsiirto-laitteille tukiasemien (solujen) välityksellä. Matkaviestinverkko tarjoaa .···. pakettikytkentäisen informaation välityksen tukisolmun ja langattoman ... tiedonsiirtolaitteen välillä. Eri aliverkot on puolestaan liitetty GPRS yh- 2 109437 dyskäytävätukisolmujen (GGSN, GPRS Gateway Support Node) välityksellä ulkoiseen tietoverkkoon, esimerkiksi yleiseen kytkentäiseen tietoverkkoon (PSDN, Public Switched Data Network). GPRS-palvelu mahdollistaa siis pakettimuotoisen informaation välityksen langattoman 5 tiedonsiirtolaitteen ja ulkoisen tietoverkon välillä, jolloin matkaviestinverkon tietyt osat muodostavat kytkeytymisverkon (access network).

GPRS-palveluiden käyttämiseksi langaton tiedonsiirtolaite suorittaa ensin verkkoon sisäänkirjautumisen (GPRS attach), jolla langaton tiedon-10 siirtolaite ilmoittaa olevansa valmis pakettidatan välitykseen. Sisäänkir-jautuminen muodostaa loogisen linkin langattoman tiedonsiirtolaitteen ja tukisolmun SGSN välille mahdollistaen lyhytsanomien välityksen (SMS, Short Message Services) GPRS-verkon kautta, hakupalvelut (paging) tukisolmun kautta, ja saapuvasta pakettidatasta ilmoittamisen 15 langattomalle tiedonsiirtolaitteelle. Langattoman tiedonsiirtolaitteen sisäänkirjautumisen yhteydessä muodostaa tukisolmu vielä liikkuvuuden hallintatoiminnon (MM, Mobility Management) sekä suorittaa käyttäjän tunnistuksen. Tiedon lähettämiseksi ja vastaanottamiseksi suoritetaan pakettidataprotokollan (PDP, Packet Data Protocol) aktivointi, jolla lan-20 gattomalle tiedonsiirtolaitteelle määritetään pakettidatayhteydessä käytettävä pakettidataosoite, jolloin langattoman tiedonsiirtolaitteen osoite on tiedossa yhdyskäytävätukisolmussa. Sisäänkirjautumisessa muodostetaan siis tiedonsiirtoyhteys langattomaan tiedonsiirtolaitteeseen, tukisolmuun ja yhdyskäytävätukisolmuun, jolle yhteydelle määri-*;* ' 25 tetään protokolla (esim. X.25 tai IP), yhteysosoite (esim. X. 121-osoite), • '· palvelun laatutaso ja verkon palvelurajapintalohkon tunniste (NSAPI, : ’·· Network Service Access Point Identifier). Langaton tiedonsiirtolaite ak- tivoi pakettidatayhteyden pakettidatayhteyden aktivointipyyntösano-··*’*: maila (Activate PDP Context Request), jossa langaton tiedonsiirtolaite : 30 ilmoittaa väliaikaisen loogisen linkin tunnuksen (TLLI, Temporary

Logical Link Identity), pakettidatayhteyden tyypin, osoitteen, vaaditun palvelun laatutason, verkon palvelurajapintalohkon tunnisteen, ja mahdollisesti myös kytkeytymispisteen nimen (APN, Access Point Name).

35 Palvelun laatutaso määrittelee mm. sen, kuinka paketteja (PDU, Packet Data Units) käsitellään siirron aikana GPRS-verkossa. Esimerkiksi yh-.·:·. teysosoitteita varten määritellyillä palvelun laatutasoilla kontrolloidaan lähetysjärjestystä, puskurointia (pakettijonot) ja pakettien hylkäystä tu- 3 109437 kisolmussa ja yhdyskäytävätukisolmussa erityisesti tilanteissa, joissa kahdessa tai useammassa yhteydessä on samanaikaisesti paketteja lähetettävänä. Erilaiset palvelun laatutasot määrittävät erilaiset viiveet pakettien siirtymiselle yhteyden eri päiden välillä, erilaiset bittinopeudet 5 ja hylättävien pakettien määrä voi eri palvelun laatutason yhteyksissä olla erilainen. GPRS-järjestelmään on muodostettu neljä palvelun laa-tutasoluokkaa, jotka määrittelevät LLC-kerroksen tarjoaman palvelun laatutason yhteydelle.

10 Luotettavuus määrittelee sen, käytetäänkö tiedonsiirrossa siirtoyhteyskerroksessa LLC (Logical Link Control) ja radiolinkkikerroksessa RLC kuittausta (ARQ) vai ei (no ARQ). Lisäksi luotettavuudella määritellään se, käytetäänkö kuittaamattomassa tiedonsiirrossa suojattua moodia ja käyttääkö GPRS-runkoverkko TCP- vai UDP-protokollaa yhteyteen 15 kuuluvien pakettien siirrossa.

Oheinen kuva 1 esittää erään tunnetun LLC-protokollakerroksen 101 toimintaa langattomassa tiedonsiirtolaitteessa sekä GPRS-tukisol-mussa. Lohko 102 esittää tunnetun RLC/MAC (Radio Link 20 Control/Media Access Control) kerroksen toimintoja, jotka ovat tarpeen LLC-kerroksen 101 ja langattoman tiedonsiirtolaitteen (ei esitetty) välissä. Vastaavasti lohko 103 esittää tunnetun BSSGP (Base Station Subsystem GPRS Part) kerroksen toimintoja, jotka ovat tarpeen LLC-kerroksen 101 ja lähimmän palvelevan GPRS-tukisolmun (ei esitetty) ‘ 25 välissä. LLC-kerroksen 101 ja RLC/MAC-kerrosten välistä rajapintaa • '· nimitetään RR-rajapinnaksi ja LLC-kerroksen 101 ja BSSGP-kerrosten '·· välistä rajapintaa nimitetään BSSGP-rajapinnaksi.

LLC-kerroksen 101 yläpuolella ovat tunnetut GPRS liikkuvuuden hallin-30 tatoiminnot 104, SNDCP-toiminnot 105 ja lyhytsanomapalvelutoiminnot 106, jotka kuuluvat kerrokseen 3 tässä esitetyssä kerrosrakenteessa. Jokaisella näistä lohkoista on yksi tai useampi liityntä LLC-kerrokseen 101 sen eri osiin kytkeytymiseksi. Loogisen linkin hallintalohkolla 107 on LLGMM-ohjausliityntä (Logical Link - GPRS Mobility Management) 35 lohkoon 104. Liikkuvuuden hallintatieto reititetään LLGMM-liitynnän ·’...· kautta lohkojen 104 ja LLC-kerroksen ensimmäisen LLE-lohkon .···. (Logical Link Entity) välillä. Toinen 109, kolmas 110, neljäs 111 ja viides 112 LLE-lohko kytkeytyy lohkoon 105 vastaavien liityntöjen kautta.

4 109437 Näistä lohkoista käytetään myös nimitystä QoS 1, QoS 2, QoS 3 ja QoS 4 sen mukaan, minkä palvelun laatutason mukaisia paketteja nämä lohkot käsittelevät. Kuudes LLC-kerroksen LLE-lohko 113 on kytketty lohkoon 106 LLSMS-liitynnän (Logical Link - Short Message 5 Service) kautta. Ensimmäisen 108, toisen 109, kolmannen 110, neljännen 111, viidennen 112 ja kuudennen LLE-lohkon palvelurajapintaloh-kon tunnukset (Service Access Point Identifier) ovat vastaavasti 1, 3, 5, 9, 11, ja 7. Jokainen näistä LLE-lohkoista on kytketty LLC-kerroksessa multipleksauslohkoon 114, joka käsittelee yhteyksiä RR-rajapinnan 10 kautta lohkoon 102 ja edelleen langattomaan tiedonsiirtolaitteeseen kuten myös yhteyksiä BSSGP-liitynnän kautta lohkoon 103 ja edelleen kohti tukisolmua SGSN.

Multipleksauslohkon 114 ja alemman kerroksen lohkon 102 välistä yh-15 teyttä langattoman tiedonsiirtolaitteen suuntaan nimitetään "lähetysput-keksi" (transmission pipe). Kaikki pakettivirtaukset LLC-kerroksen ylempien osien ja alempien kerrosten 102 välillä kulkevat saman multipleksauslohkon 114 ja lähetysputken kautta. LLC-kerroksen 101 paket-titiedonsiirtoa varten voidaan GPRS-järjestelmässä luoda väliaikaisia 20 pakettivirtauksia (TBF, Temporary Block Flow) langattoman tiedonsiirtolaitteen ja matkaviestinverkon välille. Tällaisen väliaikaisen paketti-virtauksen muodostuksen voi käynnistää joko langaton tiedonsiirtolaite tai matkaviestinverkko. Nämä väliaikaiset pakettivirtaukset ovat RLC/MAC-kerroksen väliaikaisia pakettivirtauksia, joissa siirretään LLC-’ 25 kerroksen tietoa. Väliaikainen pakettivirtaus voi olla tarkoitettu tiedon- • ’*· siirtoon joko matkaviestinverkosta langattomaan tiedonsiirtolaitteeseen,

: *·· josta kuvien 2, 3a ja 3b signalointikaavioissa on käytetty lyhennettä DL

TBF (Downlink TBF), tai langattomasta tiedonsiirtolaitteesta matkavies-tinverkkoon, jolloin vastaavasti on käytetty lyhennettä UL TBF (Uplink 30 TBF).

Kuvassa 2 on signalointikaaviona esitetty erästä tunnetun tekniikan .···. mukaista pakettitiedonsiirtoa käyttämällä väliaikaisia pakettivirtauksia.

Pakettivirtauksen muodostus suoritetaan edullisesti ohjauskanavan, : 35 kuten PCCCH tai CCCH, avulla konfiguroimalla pakettikanava PDTCH.

Tätä esittää lohko 201 kuvassa 2. Sen jälkeen kun väliaikainen paket-tivirtaus on muodostettu, aloitetaan pakettien siirto (nuoli 202). Jokai-.·’··. seen matkaviestinverkon langattomalle tiedonsiirtolaitteelle lähettämä 109437

O

RLC-paketti sisältää pakettien loppubitin (FBI, Final Block Indicator).

Tämän loppubitin tarkoituksena on ilmoittaa langattomalle tiedonsiirto-laitteelle, milloin matkaviestinverkolla ei enää ole langattomalle tiedonsiirtolaitteelle kyseisessä pakettivirtauksessa lähetettävää informaa-5 tiota, jolloin tämä väliaikainen paketti virtaus voidaan lopettaa. Pakettien vastaanottamiseksi langaton tiedonsiirtolaite siirtyy pakettien siirtotilaan (Packet Transfer Mode) ja aloittaa pakettidatakanavan kuuntelun ja pakettien vastaanoton.

10 Viimeiseen lähetettävään pakettiin (nuoli 203) matkaviestinverkko asettaa tästä tiedon, esim. paketin otsikkokentässä olevan pakettien loppubitin arvoon tosi (esim. looginen 1 -tila). Tällöin langaton tiedonsiirtolaite tietää, että kyseessä oli tässä pakettivirtauksessa viimeinen vastaanotettava paketti. Tässä paketissa on myös varattu lähetysjakso-15 kenttä (Relative Reserved Block Period, RRBP), jossa matkaviestinverkko voi ilmoittaa langattomalle tiedonsiirtolaitteelle sen, missä aikajaksossa langaton tiedonsiirtolaite voi lähettää kuittaussanoman. Vastaanotettuaan tämän viimeisen paketin, langaton tiedonsiirtolaite lähettää kuittaussanoman (204) matkaviestinverkkoon osoitetussa aikajak-20 sossa ja käynnistää ajastimen (lohko 205), kuten T3192 GPRS-järjes-telmässä, aikavalvontaa varten. Jos pakettivirtauksessa on käytetty kuittausmoodia (RLC Acknowledged Mode), langaton tiedonsiirtolaite lähettää kuittaussanomana Packet Downlink Ack/Nack -viestiä, jossa loppubitti (FAI, Final Ack Indicator) asetetaan arvoon tosi, edullisesti ’ 25 looginen 1 -tila. Tämä loppubitin arvo ilmaisee matkaviestinverkolle sen, : * että pakettien uudelleenlähetyksiä ei (enää) tarvita, vaan kaikki paketit l ’·· on saatu vastaanotettua. Jos pakettivirtauksessa on käytetty moodia, jossa ei lähetetä kuittauksia (RLC Unacknowledged Mode), langaton tiedonsiirtolaite lähettää kuittaussanomana Packet Control Ack -viestin.

30 Langaton tiedonsiirtolaite jatkaa edelleen pakettidatakanavan PDTCFI kuuntelua siltä varalta, että langattoman tiedonsiirtolaitteen on lähetet-tävä kuittaussanoma uudelleen, kunnes ajastimeen T3192 asetettu aika on kulunut umpeen. Tämän jälkeen langaton tiedonsiirtolaite siirtyy tyhjäkäyntitilaan.

35 ·’...* Myös matkaviestinverkossa käynnistetään ajastin, esim. T3193 GPRS- : järjestelmässä, sen jälkeen kun matkaviestinverkko on vastaanottanut .···. mainitun kuittaussanoman langattomasta tiedonsiirtolaitteesta. Ajasti- ! 6 109437 meen määritetyn ajan kuluttua umpeen, matkaviestinverkko vapauttaa väliaikaisen pakettivirtauksen.

Mikäli langattomalla tiedonsiirtolaitteella on tyhjäkäyntitilassa paketteja 5 lähetettävänä, langaton tiedonsiirtolaite ei voi suoraan käynnistää näiden pakettien lähetystä, vaan ensin langattoman tiedonsiirtolaitteen on siirryttävä tyhjäkäyntitilasta aktiivitilaan (pakettien lähetystilaan). Tämän jälkeen langaton tiedonsiirtolaite käynnistää väliaikaisen pakettiyhtey-den muodostustoimenpiteet ohjauskanavalla, kuten edellä mainitulla 10 PCCCH- tai CCCH-ohjauskanavalla (lohko 206). Pakettien siirto langattomasta tiedonsiirtolaitteesta matkaviestinverkkoon voidaan aloittaa sen jälkeen kun väliaikainen paketti virtaus on muodostettu. Muodostuksessa suoritettavaa signalointia esittävät nuolet 207 ja 208, sekä paket-tikanavan konfigurointia lohko 209. Resurssien pyyntöön ja väliaikaisen 15 pakettivirtauksen muodostukseen kuluva aika voi olla jopa useita sekunteja. Käytännössä edellä kuvatun kaltainen järjestely hidastaa pakettien siirtoa, koska langattoman tiedonsiirtolaitteen on ensin odotettava aikavalvonnan päättymistä ja siirryttävä tyhjäkäyntitilaan, ennen kuin uusi väliaikainen pakettivirtaus voidaan muodostaa. Lisäksi yhtey-20 den muodostaminen aiheuttaa ohjauskanavalle lisäkuormitusta. Edellä mainitun kaltaisia tilanteita syntyy erityisesti signalointiprosessien yhteydessä, joissa matkaviestinverkon lähettämään sanomaan langattoman tiedonsiirtolaitteen on lähetettävä vastaus olennaisesti välittömästi.

' 25 Mikäli matkaviestinverkko on pakettien lähetyksen yhteydessä pyytänyt ; ' langatonta viestintä lähettämään kuittaussanomia, voi langaton tiedon-*· siirtolaite näissä kuittaussanomissa ilmoittaa matkaviestinverkolle pa- * t 4 kettien lähetystarpeesta. Kuitenkaan matkaviestinverkko ei aina pyydä kuittauksia, joten langattomalla tiedonsiirtolaitteella ei tällaisessa tilan-30 teessä ole mahdollisuutta pyytää resursseja pakettien siirtoa varten ennen viimeisen paketin vastaanoton jälkeistä kuittausta. Koska tässä vaiheessa väliaikainen pakettivirtaus on päättynyt ja langattomalle tiedonsiirtolaitteelle ei ole varattu yhtään lähetysaikajaksoa, langaton tiedonsiirtolaite ei voi lähettää resurssipyyntöä. Tämä tarkoittaa sitä, että 35 langattoman tiedonsiirtolaitteen on käytävä tyhjäkäyntitilassa, ennen :...: kuin se voi pyytää resursseja pakettien lähetystä varten.

7 109437

Ongelmia pakettivirtauksen pyynnön ajallaan lähettämisessä voi tulla myös kuittausmoodiakin käytettäessä. Langaton tiedonsiirtolaite voi asettaa kuittaussanomaan resurssien varauspyynnön (Channel Request Description IE), jolloin matkaviestinverkko voi pyrkiä varaa-5 maan resursseja väliaikaisen pakettivirtauksen muodostamiseksi langattomasta tiedonsiirtolaitteesta matkaviestinverkkoon päin. Tässä tilanteessa matkaviestinverkko lähettää resurssien osoitussanoman (esim. Packet Uplink Assignment) langattomalle tiedonsiirtolaitteelle, minkä jälkeen langaton tiedonsiirtolaite voi aloittaa pakettien lähetyk-10 sen. Kaikissa tilanteissa langaton tiedonsiirtolaite ei kuitenkaan ehdi | pyytää resurssien varaamista, ennen kuin langattoman tiedonsiirtolait teen on lähetettävä mainittu kuittaussanoma. Tämä voi johtua esimerkiksi siitä, että langattoman tiedonsiirtolaitteen pakettivirtauksessa vastaanottamassa RLC-paketissa välitetään jonkin sovelluskerroksen 15 paketteja (esim. Internet-selainohjelmaan liittyvää informaatiota, kuten jonkin kotisivun tietoa), jolloin paketti on siirrettävä RLC-kerroksesta LLC-kerrokseen. LLC-kerroksessa suoritetaan LLC-kehysrakenteen purku ja siirto TCP/IP-kerrokseen SNDCP-kerroksen kautta. TCP/IP-kerroksesta paketin sisältämä informaatio välitetään sovellukselle. Tä-20 män jälkeen sovellus voi muodostaa esimerkiksi vastaussanoman lähetettäväksi matkaviestinverkon kautta eteenpäin. Tällöin suoritetaan käänteiset toimenpiteet, eli sovelluskerroksen informaatio muunnetaan välikerrosten kautta LLC-kerroksen informaatioksi ja edelleen RLC-pa-keteiksi. Tähän koko prosessiin menevä aika voi olla niin pitkä, ettei ‘ 25 RLC-kerrokseen saada tietoa pakettien lähetystarpeesta, ennen kuin : ’*· RLC-kerroksen kuittaussanoma lähetetään matkaviestinverkkoon.

GPRS-järjestelmässä langattomalla tiedonsiirtolaitteella on 13—26 ··’’’: TDMA-kehyksen mittainen aika (yksi kehys on n. 4,615 ms) lähettää 30 kuittaussanoma. Tähän aikaan vaikuttaa se, mikä on ollut matkaviestinverkon lähettämässä paketissa RRBP-kentän arvo. Tämä tarkoittaa sitä, että protokollapinon ylemmillä kerroksilla on n. 60—120 ms aikaa muodostaa lähetettävä paketti ja siirtää se RLC-kerrokseen. Käytännön tilanteissa tämä ei useinkaan onnistu, joten langattoman tiedonsiirto- a 35 laitteen on ensin siirryttävä tyhjäkäyntitilaan, ennen kuin väliaikainen pakettivirtaus voidaan muodostaa langattomasta tiedonsiirtolaitteesta . matkaviestinverkkoon.

8 109437

Nyt esillä olevan keksinnön tarkoituksena on pienentää edellä mainittuja epäkohtia ja aikaansaada tehokkaampi menetelmä ja järjestelmä langattoman tiedonsiirtolaitteen ja matkaviestinverkon välisessä pakettimuotoisessa tiedonsiirrossa. Keksintö perustuu siihen ajatukseen, että 5 sen jälkeen kun kulloinkin suoritettavan pakettien siirron viimeinen paketti on siirretty matkaviestinverkosta langattomaan päätelaitteeseen, kuten langattomaan tiedonsiirtolaitteeseen, lähetetään matkaviestinverkosta kyselysanoma langattomalle päätelaitteelle, johon langaton päätelaite voi lähettää vastauksen ja tarvittaessa pyytää resursseja lan-10 gattomasta päätelaitteesta matkaviestinverkkoon päin suoritettavaa tiedonsiirtoa varten. Jos langattomassa päätelaitteessa on paketteja lähetettävänä, voidaan aloittaa väliaikaisen pakettivirtauksen muodostus ilman, että langaton tiedonsiirtolaite siirtyy välillä tyhjäkäyntitilaan. Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, mitä on esitetty 15 oheisen patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa. Keksinnön mukaiselle tiedonsiirtojärjestelmälle on tunnusomaista se, mitä on esitetty oheisen patenttivaatimuksen 13 tunnusmerkkiosassa. Keksinnön mukaiselle langattomalle tiedonsiirtolaitteelle on vielä tunnusomaista se, mitä on esitetty oheisen patenttivaatimuksen 18 tunnusmerkki-20 osassa.

Nyt esillä olevalla keksinnöllä saavutetaan merkittäviä etuja tunnetun tekniikan mukaisiin menetelmiin ja järjestelmiin verrattuna. Keksinnön mukaisella menetelmällä voidaan pakettien siirto langattomasta tiedon- ‘ 25 siirtolaitteesta käynnistää nopeammin kuin tunnetun tekniikan mukai- ; “ sissa ratkaisuissa. Lisäksi keksinnöllä voidaan vähentää ohjauskana- : ’·· valla suoritettavaa liikennettä väliaikaista paketti virtausta muodostetta- * · · essa, joten matkaviestinverkon resursseja saadaan tehokkaammin hyödynnettyä.

30

Keksintöä selostetaan seuraavassa tarkemmin viitaten samalla oheisiin ....: piirustuksiin, joissa kuva 1 esittää erästä tunnetun tekniikan mukaista protokollapinoa, 35 kuva 2 esittää pelkistettynä signalointikaaviona tunnetun tekniikan */·. mukaista pakettiyhteyden muodostusta, 9 109437 kuva 3a esittää pelkistettynä signalointikaaviona keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaista pakettiyhteyden muodostusta langattomasta tiedonsiirtolaitteesta matkaviestinverkkoon, 5 kuva 3b esittää pelkistettynä signalointikaaviona tilannetta, jossa langattomassa tiedonsiirtolaitteessa ei ole matkaviestinverkkoon lähetettäviä paketteja, 10 kuva 3c esittää pelkistettynä signalointikaaviona keksinnön erään toisen edullisen suoritusmuodon mukaista pakettiyhteyden muodostusta langattomasta tiedonsiirtolaitteesta matkaviestinverkkoon, 15 kuva 3d esittää pelkistettynä signalointikaaviona keksinnön vielä erään edullisen suoritusmuodon mukaista pakettiyhteyden muodostusta langattomasta tiedonsiirtolaitteesta matkaviestinverkkoon, ja 20 kuva 4 esittää erästä edullista järjestelmää, jossa keksintöä voidaan soveltaa.

Esimerkkinä seuraavassa keksinnön edullisen suoritusmuodon selostuksessa käytetään kuvassa 4 pelkistettynä kaaviona esitettyä GPRS-' 25 tyyppistä langatonta tiedonsiirtojärjestelmää, mutta on selvää, ettei • **· keksintöä ole rajoitettu ainoastaan tähän järjestelmään, vaan sitä voi- : *·· daan soveltaa myös muissa viestinvälitysjärjestelmissä, joissa käyte- • * · tään pakettimuotoista tiedonvälitystä. GPRS-järjestelmää soveltavassa matkaviestinverkossa NW tiedonvälitys langattoman tiedonsiirtolaitteen 30 MS ja matkaviestiverkon NW tukisolmun SGSN välillä suoritetaan edullisesti tukiaseman BS välityksellä.

Seuraavassa selostetaan ensin pakettien siirtoa matkaviestinverkosta NW langattomaan tiedonsiirtolaitteeseen MS päin. Oletetaan, että lan- 35 gaton tiedonsiirtolaite MS on tyhjäkäyntitilassa ja että langaton tiedonsiirtolaite MS kuuntelee jollakin ohjauskanavalla suoritettavaa liiken-. nettä havaitakseen langattomalle tiedonsiirtolaitteelle mahdollisesti lä hetettyjä sanomia.

ίο 109437

Pakettien siirron käynnistämiseksi aloitetaan ensin väliaikaisen paketti-virtauksen muodostustoimenpiteet. Seuraavassa esimerkissä väliaikaisen virtauksen muodostusta selostetaan käyttäen ohjauskanavana 5 PCCCH-kanavaa, mutta vastaavat periaatteet soveltuvat myös CCCH-kanavan tapaukseen. Oheisessa kuvassa 3a on esitetty pelkistettynä signalointikaaviona tätä yhteyden muodostusta ja pakettien siirtoa langattoman tiedonsiirtolaitteen MS ja matkaviestinverkon NW välillä. Vastaavasti kuvassa 3b on esitetty pelkistettynä signalointikaaviona 10 tilannetta, jossa langattomasta tiedonsiirtolaitteesta MS ei aloiteta pakettien lähetystä matkaviestinverkosta NW vastaanotettujen pakettien lähetyksen päätyttyä. Tilanteessa, jossa matkaviestinverkosta NW on LLC-kerroksen paketteja lähetettävänä langattomalle tiedonsiirtolaitteelle MS, käynnistää tukisolmu SGSN väliaikaisen yhteyden muodos-15 tuksen. Langaton tiedonsiirtolaite on tällöin edullisesti tyhjäkäyntitilassa (Idle mode) ja kuuntelee ohjauskanavalla tapahtuvaa liikennettä. Tiedonsiirtoa varten suoritetaan pakettikanavan PDTCH konfigurointi (lohko 301), jossa varataan resurssit pakettiyhteyttä varten. Matkaviestinverkko NW varaa yhden tai useamman pakettikanavan (PDTCH, 20 Packet Data Traffic Channel) yhteyttä varten. Varattavien kanavien (esim. aikajaksojen) määrään vaikuttavat mm. matkaviestinverkon NW operaattorin suorittamat asetukset, yhteydelle varattava palvelun laatutaso, vastaanottavan langattoman tiedonsiirtolaitteen pakettiyhteys-ominaisuudet, yms. Matkaviestinverkko NW lähettää pakettiyhteyden ' 25 varaussanoman (Packet Downlink Assignment) langattomalle tiedon-; siirtolaitteelle MS. Varaussanomassa voidaan välittää mm. pakettiyh- i *·· teyden tunnuksen (TFI, Temporary Flow Identity), ajoitustietoa, jonka ·'...·· perusteella langaton tiedonsiirtolaite voi arvioida datapakettien lähetyksen aloitushetken, sekä tietoa siitä, missä aikajaksossa tai aikajak-30 soissa kyseisen pakettiyhteyden paketteja siirretään. Pakettien vastaanottamiseksi langaton tiedonsiirtolaite siirtyy pakettien siirtotilaan ....: (Packet Transfer Mode) ja edullisesti käynnistää ajastimen. Tästä ajas timesta käytetään tunnusta T3190 GPRS-järjestelmässä. Tämän jälkeen langaton tiedonsiirtolaite aloittaa pakettidatakanavan kuuntelun ja :35 pakettien vastaanoton. Ajastimen tarkoituksena on estää langattoman tiedonsiirtolaitteen jääminen pakettien vastaanottotilaan virhetilanteissa . ja pakettien lähetyksen päätyttyä. Vikatilanteita voi syntyä mm. silloin, kun langaton tiedonsiirtolaite ei jostain syystä saa vastaanotettua pa- n 109437 ketteja tai matkaviestinverkko ei lähetä paketteja. Tässä selityksessä ei vikatilanteita tarkastella lähemmin, vaan se on sinänsä tunnettua tekniikkaa.

5 Matkaviestinverkko lähettää paketteja pakettikanavalla PDTCH (nuoli 302). Langaton tiedonsiirtolaite MS vastaanottaa kunkin paketin ja lähettää kuittaussanoman, mikäli matkaviestinverkko NW on sitä pyytänyt.. Kuittaussanoman avulla langaton tiedonsiirtolaite MS voi informoida matkaviestinverkkoa NW siitä, että paketti on vastaanotettu joko 10 virheettömästi (ACK) tai vastaanotossa on tullut virheitä (NACK). Jos matkaviestinverkko NW on pyytänyt kuittaussanomienlähetystä, voi langaton tiedonsiirtolaite MS kuittaussanoman yhteydessä myös ilmoittaa matkaviestinverkolle NW pakettien lähetystarpeesta niin kauan kuin väliaikainen paketti virtaus DL TBF on aktivoituna.

15

Viimeiseen lähetettävään pakettiin (nuoli 303) matkaviestinverkko NW asettaa tiedon pakettien loppumisesta, esim. paketin otsikkokentässä olevan loppubitin (FBI, Final Block Indicator) arvoon tosi (esim. looginen 1 -tila). Tällöin langaton tiedonsiirtolaite MS tietää, että kyseessä oli 20 tässä pakettivirtauksessa viimeinen vastaanotettava paketti. Langaton tiedonsiirtolaite lähettää kuittaussanoman matkaviestinverkkoon (nuoli 304) ja käynnistää toisen ajastimen, kuten T3192 GPRS-järjestelmässä (lohko 305).

* · · * 25 Sen jälkeen kun matkaviestinverkko NW on saanut tiedon siitä, että : '·* viimeinenkin paketti on vastaanotettu, keksinnön erään edullisen suori- : '·· tusmuodon mukaisessa järjestelmässä matkaviestinverkko lähettää ky- selysanoman 306 (esim. Packet Power Control/Timing Advance (RRBP)), jossa kyselytieto (GPRS-järjestelmässä RRBP-kenttä) on 30 asetettu ja langaton tiedonsiirtolaite voi vastata kyselyyn kyselysano-massa ilmoitettua langattomalle tiedonsiirtolaitteelle MS varattua radio-resurssia käyttäen. Lisäksi tässä kyselysanomassa käytetään edullisesti samaa langattomalle tiedonsiirtolaitteelle varattua tunnusta TFI, kuin päättyneessä pakettivirtauksessa käytettiin. Kyselytiedon asetta-·’"·' 35 minen sanomassa merkitsee käytännössä sitä, että langattomalta tie donsiirtolaitteelta MS odotetaan vastaussanoman lähetystä varatussa radioresurssissa.

12 109437

Jos langattomalla tiedonsiirtolaitteella MS on kuitenkin paketteja lähetettävänä, ei se lähetä normaalia pakettikuittaussanomaa (Packet Control Acknowledgement), vaan vastaanotettuaan tämän kyselysa-noman langaton tiedonsiirtolaite lähettää pakettiresurssien varauspyyn-5 nön 307 (PACKET_RESOURCE_REQUEST) matkaviestinverkkoon NW väliaikaisen pakettivirtauksen muodostamiseksi pakettien siirtoa varten, mikäli langattomassa tiedonsiirtolaitteessa MS on paketteja odottamassa lähetystä. Lisäksi langaton tiedonsiirtolaite MS edullisesti käynnistää ajastimen T3168 ja jatkaa pakettikanavien PDTCH kuunte-10 lua. Muussa tapauksessa langaton tiedonsiirtolaite MS vastaa normaalisti kuittaussanomalla 310 (kuva 3b) (PACKET_CONTROL_ACKNOWLEDGEMENT). Jos langaton tiedonsiirtolaite MS lähetti pakettiresurssien varauspyynnön, matkaviestinverkko NW havaitsee tällöin sen, että langattomalla tiedonsiirtolaitteella 15 MS on paketteja lähetettävänä ja voi aloittaa resurssien varauksen uutta väliaikaista paketti virtausta varten.

Mikäli langaton tiedonsiirtolaite MS lähetti resurssien varauspyynnön 307 matkaviestinverkkoon NW, tutkitaan, onko sillä hetkellä riittävästi 20 resursseja pakettivirtauksen muodostusta varten. Mikäli resursseja on riittävästi, lähettää matkaviestinverkko NW pakettivirtauksen osoitussa-noman 308 PACKET_UPLINK_ASSIGNMENT langattomalle tiedonsiirtolaitteelle MS. Sen jälkeen kun väliaikaisen pakettivirtauksen muodostamisessa tarvittavat konfirgurointitoimenpiteet on suoritettu, lan-' 25 gaton tiedonsiirtolaite MS voi aloittaa pakettien siirron olennaisesti vä-: ’·· littömästi (lohko 309). Tämän jälkeen toiminta jatkuu sinänsä tunnetulla i ’·· tavalla.

»· ·

* I

ί’’*: Keksinnön erään toisen edullisen suoritusmuodon mukaisessa järjes- i‘": 30 telmässä, jota kuva 3c esittää pelkistettynä signalointikaaviona, toimitaan seuraavasti. Sen jälkeen kun matkaviestinverkko NW on saanut tiedon siitä, että viimeinenkin paketti on vastaanotettu, matkaviestinverkko lähettää datakanavalla osoitussanoman 312 (esim. Packet Uplink Assignment), jossa langattomalle tiedonsiirtolaitteelle on ilmoitettu 35 se, missä aikajaksossa se tarvittaessa voi lähettää väliaikaisen paketti-resurssien varauspyynnön 307. Tämän jälkeen toimitaan kuten kuvassa 3a on esitetty.

13 109437

Keksinnön vielä erään edullisen suoritusmuodon mukaisessa järjestelmässä voidaan toimia myös seuraavasti (kuva 3d). Matkaviestinverkko lähettää 311 viimeisen datapaketin uudestaan sen jälkeen kun matkaviestinverkko NW on saanut tiedon siitä, että viimeinenkin paketti on 5 vastaanotettu. Tässä uudelleen lähetetyssä paketissa on lopputieto asetettu arvoon tosi, ja langattomalle tiedonsiirtolaitteelle on osoitettu resurssi kuittauksen lähettämistä varten. Lisäksi tässä toistettavassa paketissa voidaan myös RRBP-kentän arvo pyrkiä asettamaan sellaiseksi, että langatomalla tiedonsiirtolaitteella MS olisi mahdollisimman 10 pitkä aika kuittaussanoman lähettämiseen. Langattoman tiedonsiirto-laitteen odotetaan lähettävän kuittaus tähän sanomaan. Jos nyt RLC-kerrokselle langattomassa tiedonsiirtolaitteessa on tullut tieto, että paketteja on lähetettävänä matkaviestinverkkoon, voi langaton tiedonsiirtolaite lähettää väliaikaisen pakettiresurssien varauspyynnön 307, ku-15 ten jo aikaisemmin tässä selityksessä on esitetty, asettamalla kuittaus-sanomaan resurssien varauspyyntö.

Vastaanotettuaan kuittaussanoman matkaviestinverkko tutkii, onko siinä resurssien varauspyyntö asetettu. Jos sitä ei ole asetettu, voi mat-20 kaviestinverkko toistaa tätä viimeisen paketin lähetystä N kertaa, missä N on ennalta valittu arvo. Tällöin langattomalle tiedonsiirtolaitteelle annettavan resurssien pyyntöajan pituutta voidaan jo olemassa olevissa järjestelmissä asettaa sopivaksi valitsemalla N siten, että toisaalta tarpeettoman pitkiltä odotusajoilta vältytään, ja toisaalta langattomalla tie- * ·

* 25 donsiirtolaitteella on käytännön tilanteissa pääsääntöisesti riittävä aika • *·· resurssien varauspyynnön lähettämiseen. Jos matkaviestinverkko NW

: '·· havaitsi, että resurssien varauspyyntö on asetettu, aloittaa matkavies- ·."· tinverkko toimenpiteet väliaikaisen paketti virtauksen muodostamiseksi ·· ": ja lopettaa viimeisen paketin toistolähetykset. Tässä suoritusmuodossa 30 langaton tiedonsiirtolaite käynnistää ajastimen T3192 sopivimmin uudelleen kuittaussanoman lähetyksen yhteydessä. Vastaavasti matka- ... ,· viestinverkko NW käynnistää ajastimen T3193 uudelleen vastaanotet- ! * » tuaan kuittaussanoman langattomalta tiedonsiirtolaitteelta MS.

; 35 Edellä mainittujen ajastimien T3168, T3192 käynnistyksen tarkoituk- sena on mm. estää langattoman tiedonsiirtolaitteen MS jääminen .··, odottamaan matkaviestinverkon NW lähettämiä sanomia tarpeettoman pitkäksi ajaksi, esim. vikatilanteissa. Tällöin, mikäli langaton tiedonsiir- I , i „ 109437 14 tolaite MS ei vastaanota matkaviestinverkosta NW esim. pakettiyhtey-den osoitussanomaa 308, ennen kuin ajastimeen T3192 asetettu aika on kulunut umpeen, siirtyy langaton tiedonsiirtolaite MS edullisesti tyhjäkäyntitilaan sinänsä tunnetusti.

5

Keksinnön vielä erään edullisen suoritusmuodon mukaisessa järjestelmässä matkaviestinverkko NW ei automaattisesti lähetä kyselysano-maa 306 viimeisen lähetetyn datapaketin jälkeen, vaan matkaviestinverkko NW päättelee esim. siirrettävän informaation tyypin perusteella 10 sen, onko odotettavissa pakettien siirtotarvetta langattomasta tiedonsiirtolaitteesta MS matkaviestinverkkoon NW. Tällainen tilanne on edullisesti esim. silloin, kun siirrettävä informaatio on matkaviestinverkon NW ja langattoman tiedonsiirtolaitteen MS signalointisanomia, joihin langattomalta tiedonsiirtolaitteelta MS odotetaan vastaussanomaa.

15

Keksinnön vielä erään edullisen suoritusmuodon mukaisessa järjestelmässä voi langaton tiedonsiirtolaite MS päätellä sen, onko sillä mahdollisesti tarve pakettien lähetykseen matkaviestinverkkoon NW sen jälkeen, kun langaton tiedonsiirtolaite MS on vastaanottanut matkaviestin-20 verkosta NW lähetetyt paketit. Tällöin voidaan toimia edullisesti seuraavasti. Langaton tiedonsiirtolaite MS asettaa viimeiseen vastaanotettuun pakettiin lähettämäänsä kuittaussanomaan tiedon siitä, että langattomalla tiedonsiirtolaitteella MS voi olla pakettien lähetystarve suhteellisen pian. Tällöin tämä tieto voi sisältää aikatiedon, jonka ku-'·* ; 25 luttua langaton tiedonsiirtolaite MS tarvittaessa pyytää resursseja pa- : ’*· kettien lähetystä varten. Matkaviestinverkko voi tällöin asettaa aikaval-< · : '·· vonnan ja ylläpitää uuden väliaikaisen pakettivirtauksen muodostami-·' seksi tarvittavaa informaatiota. Tässä suoritusmuodossa matkaviestin-

' * I

verkko NW lähettää keksinnön ensimmäisen edullisen suoritusmuodon * · · 30 selostuksen yhteydessä mainitun kyselysanoman 306 edullisesti lan- * * · gattoman tiedonsiirtolaitteen MS ilmoittaman aikatiedon kuluttua. Vas-tauksena tähän kyselyanomaan langaton tiedonsiirtolaite MS lähettää mainitun resurssien varauspyynnön 307 tilanteessa, jossa langattomalla tiedonsiirtolaitteella MS on paketteja lähetettävänä. Mikäli paket-35 teja ei kuitenkaan ole lähetettävänä mainitun aikavalvontatiedon mää-rittelemän ajan kuluessa, toiminta jatkuu edullisesti tunnetun tekniikan , ; . mukaisesti. Tällä järjestelyllä voidaan vielä vähentää radioresurssien , ‘. käyttöä pakettivirtauksia muodostettaessa.

t t is 109437

Keksinnön mukaisella järjestelyllä voidaan yhteisten ohjauskanavien kuormitusta vähentää, koska resurssien varauspyyntö voidaan edellä esitetyn kaltaisissa tilanteissa toteuttaa sellaista datakanavaa käyttäen, 5 joka on osoitettu ainakin kyseiselle langattomalle tiedonsiirtolaitteelle. Ohjauskanavista vapautuu tällöin resursseja muuhun sanomavälitykseen.

Edellä keksinnön kuvauksessa mainittua lähetysjakso-kenttää RRBP 10 voidaan mm. GPRS-järjestelmässä soveltaa edullisesti seuraavalla tavalla. Kentälle on tällä hetkellä varattu kaksi bittiä, joiden merkitys nyt esillä olevaa keksintöä sovellettaessa voidaan eräässä esimerkkijärjestelmässä määritellä seuraavan taulukon 1 mukaisesti.

| BO B1 Langattomalle tiedonsiirtolaitteelle varattava lähetysjakso _0__0 TDMA-kehysnumero = (N+13) mod 2715648_ _0__1 TDMA-kehysnumero = (N+17 tai N+18) mod 2715648_ _1__0 TDMA-kehysnumero = (N+21 tai N+22) mod 2715648_ _1__1 TDMA-kehysnumero = (N+52 tai N+78) mod 2715648_ 15 TAULUKK01

Kun langaton tiedonsiirtolaite MS vastaanottaa sanoman, joka sisältää mainitun lähetysjakso-kentän RRBP, langattoman tiedonsiirtolaitteen MS on tulisi vastausjakso-kentän arvosta riippuen lähettää vastaussa- :·. 20 noma matkaviestinverkkoon NW n. 60—120 ms (taulukon 3 ensim-• · · mäistä vaihtoehtoa) kuluessa tämän sanoman vastaanottamisesta. Lä-’ hetysjakso.kentästä on varattu tässä edullisessa suoritusmuodossa yksi rivi (B0=1, B1=1) sellaista tilannetta varten, jossa langattomalle ··;' tiedonsiirtolaitteelle varataan pidempi aika vastaussanoman muodos- 25 tamiselle. Taulukon 1 esimerkissä tämä tarkoittaa sitä, että langattomalla tiedonsiirtolaitteella MS on n. 240 ms ((N+52) mod 2715648) tai jopa n. 360 ms ((N+78) mod 2715648) aikaa vastaussanoman muo-·:··: dostamiseen. Tällöin väliaikaisen pakettivirtauksen langattomasta tie- donsiirtolaitteesta MS matkaviestinverkkoon NW muodostaminen voi- * · · 30 daan toteuttaa esim. seuraavasti.

• · # · t 1R 109437

Matkaviestinverkko NW asettaa viimeiseen datakehykseen otsikkokentässä olevan loppubitin arvoon tosi sekä lähetysjakso-kenttään ar-| von 3 (B0=1, B1=1), mikäli langattomalla tiedonsiirtolaitteella ei sillä hetkellä ole väliaikaista paketti virtausta matkaviestinverkon suuntaan.

; 5 Vastaussanomaan langaton tiedonsiirtolaite asettaa tarvittaessa tiedon väliaikaisen pakettivirtauksen muodostustarpeesta. Jos sen sijaan tällainen väliaikainen paketti virtaus jo on olemassa, matkaviestinverkko asettaa mainittuun lähetysjakso-kenttään edullisesti arvon 0 (B0=0, B1=0), jolloin väliaikainen paketti virtaus matkaviestinverkosta langatto-10 man tiedonsiirtolaitteen suuntaan saadaan lopetettua mahdollisimman nopeasti.

Tämän edellä esitetyn suoritusmuodon etuna on mm. se, ettei tarvita uuden kyselysanoman lähettämistä matkaviestinverkosta NW langat-15 tomaan tiedonsiirtolaitteeseen MS, vaan langattomalle tiedonsiirtolaitteelle jää tästä huolimatta enemmän aikaa kuittaussanoman muodostamiseen verrattuna tunnetun tekniikan mukaisiin ratkaisuihin.

Väliaikaisissa pakettivirtauksissa siirrettävät paketit voivat olla esim.

20 jonkin sovelluksen informaation siirtoon käytettäviä paketteja, jolloin informaatiopaketit siirretään sinänsä tunnetusti sovellustasolta protokollapinon alemmille kerroksille siirrettäväksi RLC/MAC-kerroksen paketteina. SNDCP-lohkossa (Subnetwork Dependent Convergence Protocol) paketit jaotellaan tarvittaessa eri jonoihin sen mukaan, minkälaisia 25 palvelun laatutasovaatimuksia kuhunkin pakettiin on määritetty. Kuvassa 1 on esitetty esimerkinomaisesti neljää palvelun laatutasoa QoS : '·· (Quality of Service): ensimmäinen luokka, toinen luokka, kolmas luokka • *·· ja neljäs luokka. Tämän keksinnön soveltamisen kannalta ei kuitenkaan ole sinänsä merkitystä sillä, minkälaisia palvelun laatutasovaatimuksia 30 eri paketeille on asetettu.

* · · SNDCP-lohko välittää paketit laatutasoa vastaavan palvelurajapinta-lohkon (SAP, Service Access Point) kautta LLC-kerrokseen. Tähän linkkiyhteyskerrokseen on muodostettu edullisesti yksi LLE-lohko ;·’ 35 (Logical Link Entity) kullekin palvelun laatutasoa vastaavalle paketti- jonolle.

* · * it 109437 LLE-lohko toteuttaa LLC-protokollakerroksen toiminnot, kuten mahdolliset pakettien uudelleenlähetykset. LLC-kerroksen alapuolella langattoman tiedonsiirtolaitteen ja matkaviestinverkon välisessä liitynnässä on kuvan 1 protokollapinossa radiolinkkikerros RLC/MAC (Radio Link 5 Control/ Medium Access Control). Tässä käytetyn esimerkin mukaisessa protokollapinossa tämä on toteutettu yhdellä RLC-lohkolla, joka huolehtii mm. resurssien varaamisen pyytämisestä matkaviestinverkkoon päin kaikille radiotielle lähetettäville paketeille.

10 Kuvassa 1 on LLE-lohkon ja RLC-lohkon välille muodostettu tiedonsiir-| toyhteys RR-rajapinnan kautta, mutta on selvää, että keksinnön yhtey dessä voidaan käyttää myös useammasta RLC-lohkosta koostuvaa järjestelyä.

15 Kuvassa 4 on esitetty televerkon yhteyksiä pakettikytkentäisessä GPRS-palvelussa. Verkon infrastruktuurin pääelementti GPRS-palve-luja varten on GPRS-tukisolmu, ns. GSN (GPRS Support Node). Se on liikkuvuusreitittäjä joka toteuttaa kytkennän ja yhteistyöskentelyn eri dataverkkojen välillä, esim. yleiseen pakettidataverkkoon PSPDN 20 (Public Switched Packet Data Network) yhteyden Gi kautta tai toisen operaattorin GPRS-verkkoon yhteyden Gp kautta, liikkuvuuden hallintaa GPRS-rekisterien kanssa yhteyden Gr välityksellä ja datapakettien välittämisen langattomille tiedonsiirtolaitteille MS niiden sijainnista riippumatta. Fyysisesti GPRS-tukisolmu GSN voidaan integroida matka-25 puhelinkeskuksen kanssa MSC (Mobile Switching Center) tai se voi olla erillisenä verkkoelementtinä perustuen dataverkkoreitittäjien arkkiteh-: '·· tuuriin. Käyttäjädata kulkee suoraan tukisolmun GSN ja tukiasemista • *·· BTS ja tukiasemaohjaimista BSC muodostuvan tukiasemajärjestelmän BSS välillä yhteyden Gb kautta, mutta tukisolmun GSN ja matkapuhe-: 30 linkeskuksen MSC välillä on signalointiyhteys Gs. Kuvassa 4 yhtenäiset .··*·. viivat lohkojen välillä kuvaavat dataliikennettä (eli puheen tai datan siirtoa digitaalisessa muodossa) ja katkoviivat signalointia. Fyysisesti data voi kulkea transparentisti matkapuhelinkeskuksen MSC kautta.

... Radiorajapinta langattoman tiedonsiirtolaitteen MS ja kiinteän verkon 35 välillä kulkee tukiaseman BTS kautta ja on merkitty viitteellä Um. Viit-teet Abis ja A kuvaavat rajapintaa tukiaseman BTS ja tukiasemaohjaimen BSC välillä ja vastaavasti tukiasemaohjaimen BSC ja matkapuhe-, linkeskuksen MSC välillä, joka on signalointiyhteys. Viite Gn kuvaa yh- 18 109437 teyttä saman operaattorin eri tukisolmujen välillä. Tukisolmut on tavallisesti jaettu yhdystukisolmuihin GGSN (Gateway GSN) ja palveleviin eli kotitukisolmuihin SGSN (Serving GSN) kuten kuviossa 4 on esitetty. GSM-järjestelmä on aikajakomonikäyttötyyppinen (TDMA, Time 5 Division Multiple Access) järjestelmä, jossa liikennöinti radiotiellä on aikajakoinen tapahtuen peräkkäin toistuvissa TDMA-kehyksissä, joista kukin muodostuu useasta (kahdeksasta) aikavälistä. Kussakin aikavälissä lähetetään informaatiopaketti äärellisen kestoisena radiotaajuisena purskeena, joka muodostuu joukosta moduloituja bittejä. Aikavä-10 lejä käytetään pääasiassa ohjauskanavina ja liikennekanavina. Liiken-nekanavilla siirretään puhetta ja dataa ja ohjauskanavilla suoritetaan merkinantoa tukiaseman BTS ja langattomien tiedonsiirtolaitteiden MS välillä.

15 Keksinnön mukainen RLC-lohko sekä sen toiminnallisuus voidaan toteuttaa nykyisissä matkaviestinjärjestelmissä käytettäviin laitteistoihin ohjelmallisilla muutoksilla pääasiassa protokollapinojen toteutusosuuk-siin. Langattomassa päätelaitteessa MS toiminnot voidaan toteuttaa suurelta osin suoritinvälineiden CPU yhteyteen ainakin osittain ohjel-20 mallisesti. Nämä suoritinvälineet CPU käsittävät edullisesti ainakin yhden suorittimen ja ne voivat olla toteutettu esim. sovelluskohtaisesti ohjelmoitavan integroidun piirin (ei esitetty) avulla. Radiotiedonsiirtoa varten langattomaan tiedonsiirtolaitteeseen MS on muodostettu radio-osa RF sinänsä tunnetusti.

... 25

Nyt esillä olevaa keksintöä ei ole rajoitettu ainoastaan edellä esitettyihin : '·· suoritusmuotoihin, vaan sitä voidaan muunnella oheisten patenttivaati-: '·· musten puitteissa. Keksintöä voidaan soveltaa myös esimerkiksi UMTS-järjestelmässä (Universal Mobile Telecommunication System).

30

Claims

1. Menetelmä pakettien siirron järjestämiseksi langattoman tiedonsiirto-laitteen (MS) ja matkaviestinverkon (NW) välillä, jossa menetelmässä 5 pakettien siirtämiseksi langattoman tiedonsiirtolaitteen (MS) ja matkaviestinverkon (NW) välillä muodostetaan väliaikaisia pakettivirtauk-sia (UL TBF, DL TBF), joissa tietoa siirretään yhdessä tai useammassa pakettikanavassa (PDTCH) joko ensimmäiseen suuntaan matkaviestinverkosta (NW) langattomaan tiedonsiirtolaitteeseen (MS), tai toiseen 10 suuntaan langattomasta tiedonsiirtolaitteesta (MS) matkaviestinverkkoon, ja jossa menetelmässä pakettivirtauksessa tiedonsiirron loppuessa asetetaan lähetettävään pakettiin (302) tieto pakettivirtauksen päättymisestä, tunnettu siitä, että pakettien siirron mainitussa ensimmäisessä suunnassa loputtua, matkaviestinverkosta (NW) lisäksi lähe-15 tetään ainakin yksi kyselysanoma (306) langattomaan tiedonsiirto-laitteeseen (MS), ja että mikäli langattomassa tiedonsiirtolaitteessa (MS) on paketteja lähetettävänä matkaviestinverkkoon (NW), langattomasta tiedonsiirtolaitteesta lähetetään mainittuun sanomaan (306) vastaussanoma (307), johon langaton tiedonsiirtolaite (MS) aset- ... 20 taa tiedon pakettien lähetystarpeesta.

* · : ’*· 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ; ’·· väliaikaisten pakettivirtausten muodostaminen suoritetaan yhdessä tai '·.”·· useammassa ohjauskanavassa (PCCCH, CCCH, PACCH) välitettävän 25 signalointitiedon avulla.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, : että lähetettävän informaation käsittely suoritetaan protokollapinon mukaan, jossa protokollapinossa on ainakin RLC/MAC-kerros. :·’ 30

4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu vastaussanoma (307) on pakettiresurssien varauspyyntö- .v. sanoma. ’**’ 35

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1—4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittuna kyselysanomana (306) käytetään viimeksi lähetettyä pakettia (302). 20 109437

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1—4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittuna kyselysanomana (306) käytetään Packet Power Control/Timing Advance -sanomaa.

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1—4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittuna kyselysanomana (306) käytetään osoitussanomaa Packet Uplink Assignment.

8. Patenttivaatimuksen 5, 6 tai 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, 10 että mainittua kyselysanoman (306) lähetystä toistetaan, jolloin menetelmässä suoritetaan lisäksi seuraavia vaiheita: - langattomasta tiedonsiirtolaitteesta lähetetään vastaussanoma (307), johon langaton tiedonsiirtolaite (MS) asettaa tiedon pakettien lähetys-tarpeesta, 15. matkaviestinverkossa vastaanotetaan mainittu vastaussanoma (307) ja tutkitaan, onko vastaussanomaan asetettu mainittu tieto pakettien lähetystarpeesta, jolloin mikäli tieto pakettien lähetystarpeesta on asetettu, aloitetaan väliaikaisen paketti virtauksen langattomasta tiedonsiirtolaitteesta matkaviestinverkkoon muodostus, muussa ... 20 tapauksessa lähetetään mainittu kyselysanoma (306) uudestaan.

• · *· 9. Jonkin patenttivaatimuksen 1—8 mukainen menetelmä, tunnettu : *·· siitä, että matkaviestinverkko on GPRS-pakettiverkko. : 25

10. Jonkin patenttivaatimuksen 1—5 mukainen menetelmä, jossa lan- : gattomalla tiedonsiirtolaitteella (MS) on ainakin aktiivitila ja tyhjäkäynti tila, tunnettu siitä, että mikäli langattomalla tiedonsiirtolaitteella (MS) ei , : ole siirrettäviä paketteja lopetettaessa pakettien siirto ensimmäisessä . i · ·suunnassa, asetetaan langaton tiedonsiirtolaite (MS) tyhjäkäyntitilaan. :· 30

11. Jonkin patenttivaatimuksen 1—10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että langaton tiedonsiirtolaite (MS) lähettää pakettien siirron lopettamisen yhteydessä kuittaussanoman (304) matkaviestinverkkoon (NW), ja että langaton tiedonsiirtolaite (MS) asettaa mainittuun kuittaus-35 sanomaan (304) ainakin tiedon pakettien lähetystarpeesta. i 109437 21

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että langaton tiedonsiirtolaite (MS) asettaa mainittuun kuittaussanomaan (304) lisäksi tiedon kyselysanoman (306) lähetysajankohdasta.

13. Tiedonsiirtojärjestelmä, jossa informaatiota on järjestetty siirrettä väksi pakettimuotoisena langattoman tiedonsiirtolaitteen (MS) ja matkaviestinverkon (NW) välillä, ja joka tiedonsiirtojärjestelmä käsittää välineet (RF, BTS) pakettien siirtämiseksi langattoman tiedonsiirto-laitteen (MS) ja matkaviestinverkon (NW) välillä väliaikaisissa paketti-10 virtauksissa (UL TBF, DL TBF), joissa tietoa on järjestetty siirrettäväksi yhdessä tai useammassa pakettikanavassa (PDTCH) joko ensimmäiseen suuntaan matkaviestinverkosta (NW) langattomaan tiedonsiirto-laitteeseen (MS), tai toiseen suuntaan langattomasta tiedonsiirto-laitteesta (MS) matkaviestinverkkoon (NW), ja välineet tiedon paketti-15 virtauksen päättymisestä asettamiseksi lähetettävään pakettiin (302) tiedonsiirron loppuessa pakettivirtauksessa, tunnettu siitä, että tiedonsiirtojärjestelmä käsittää lisäksi ainakin välineet (SGSN, BTS) ainakin yhden kyselysanoman (306) lähettämiseksi matkaviestinverkosta (NW) langattomaan tiedonsiirtolaitteeseen (MS) pakettien siirron 20 mainitussa ensimmäisessä suunnassa loputtua, välineet (CPU) sen ** : tutkimiseksi, onko langattomassa tiedonsiirtolaitteessa (MS) paketteja : '·· lähetettävänä matkaviestinverkkoon (NW), jolloin langaton tiedonsiirto- .· ’·· laite (MS) käsittää ainakin välineet (CPU) vastaussanoman (307) muo- dostamiseksi mainittuun kyselysanomaan (306), ja välineet (CPU) tie-25 don pakettien lähetystarpeesta asettamiseksi mainittuun vastaus-;··. sanomaan (307).

. 14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen tiedonsiirtojärjestelmä, tunnettu siitä, että väliaikaisten pakettivirtausten muodostaminen on järjestetty ;·' 30 suoritettavaksi yhdessä tai useammassa ohjauskanavassa (PCCCH, , j' CCCH, PACCH) välitettävän signalointitiedon avulla. * ,vt

15. Patenttivaatimuksen 13 tai 14 mukainen tiedonsiirtojärjestelmä, ;tunnettu siitä, että langattomaan tiedonsiirtolaitteeseen (MS) ja matka-35 viestinverkkoon (NW) on muodostettu protokollapino lähetettävän informaation käsittelemiseksi, ja joka protokollapino käsittää ainakin RLC/MAC-kerroksen. 22 109437

16. Patenttivaatimuksen 13, 14 tai 15 mukainen tiedonsiirtojärjestelmä, tunnettu siitä, että mainittu vastaussanoma (307) on pakettiresurssien varauspyyntösanoma.

17. Jonkin patenttivaatimuksen 13—16 mukainen tiedonsiirtojärjes telmä, tunnettu siitä, että matkaviestinverkko on GPRS-pakettiverkko.

18. Langaton tiedonsiirtolaite käytettäväksi tiedonsiirtojärjestelmässä, jossa informaatiota on järjestetty siirrettäväksi pakettimuotoisena lan-10 gattoman tiedonsiirtolaitteen (MS) ja matkaviestinverkon (NW) välillä, ja joka tiedonsiirtojärjestelmä käsittää välineet (RF, BTS) pakettien siirtämiseksi langattoman tiedonsiirtolaitteen (MS) ja matkaviestinverkon (NW) välillä väliaikaisissa pakettivirtauksissa (UL TBF, DL TBF), joissa tietoa on järjestetty siirrettäväksi yhdessä tai useammassa paketti-15 kanavassa (PDTCH) joko ensimmäiseen suuntaan matkaviestinverkosta (NW) langattomaan tiedonsiirtolaitteeseen (MS), tai toiseen suuntaan langattomasta tiedonsiirtolaitteesta (MS) matkaviestinverkkoon (NW), tunnettu siitä, että langaton tiedonsiirtolaite (MS) käsittää I lisäksi ainakin 20. välineet (RF) matkaviestinverkosta (NW) lähetetyn kyselysano- ·:·. man (306) vastaanottamiseksi, joka kyselysanoma (306) on lähetetty • · pakettien siirron loputtua mainitussa ensimmäisessä suunnassa, - välineet (CPU) sen tutkimiseksi, onko langattomassa tiedonsiirtolait-teessä (MS) paketteja lähetettävänä matkaviestinverkkoon (NW), 25. välineet (CPU) vastaussanoman (307) muodostamiseksi mainittuun :: kyselysanomaan, ja - välineet (CPU) tiedon pakettien lähetystarpeesta asettamiseksi mainittuun vastaussanomaan (307). » · ·*·; 30 19. Jonkin patenttivaatimuksen 18 mukainen langaton tiedonsiirto- laite (MS), tunnettu siitä, että langaton tiedonsiirtolaite (MS) käsittää i I i ·;;; välineet (RF) kuittaussanoman (304) lähettämiseksi matkaviestinverk- *··: koon (NW) pakettien siirron lopettamisen yhteydessä, ja välineet (CPU) : ainakin tiedon pakettien lähetystarpeesta asettamiseksi mainittuun ;···; 35 kuittaussanomaan (304).

19 109437

20. Patenttivaatimuksen 19 mukainen langaton tiedonsiirtolaite (MS), tunnettu siitä, että langaton tiedonsiirtolaite (MS) käsittää välineet 23 109437 (CPU) tiedon kyselysanoman (306) lähetysajan kohdasta asettamiseksi mainittuun kuittaussanomaan (304). 5 ) 24 109437