FI110732B - Langaton tietoliikennejärjestelmä, lähetin ja päätelaite - Google Patents

Description

Langaton tietoliikennejärjestelmä, lähetin ja päätelaite

Keksinnön kohteena on langaton, digitaalinen tietoliikennejärjestelmä, joka käsittää päälähettimen ja päätelaitteen, joka päälähetin on järjestetty 5 siirtämään yhteislähetyspalveluita (broadcast) päätelaitteelle yhdellä taajuudella multipleksatussa kehysmuodossa. Keksinnön kohteena ovat myös järjestelmässä käytettävä lähetin ja päätelaite.

Tässä selostuksessa termillä broadcast-lähetys tarkoitetaan yleis-radiotyyppistä yhteislähetystä, kuten radio- ja televisiolähetyksiä, tietyllä 10 maantieteellisellä alueella sijaitseviin päätelaitteisiin. Kyseisiä broadcast-lähetyksiä voivat lähettää julkisten yleisradioyhtiöiden lisäksi yksityiset yhtiöt, jotka molemmat voivat halutessaan rajata palveluntarjontaa vain osalle päätelaitteista.

Ääni- ja videosignaalien digitaaliset käsittely- ja tallennusmenetel-15 mät ovat viime vuosina kehittyneet niin nopeasti, että perinteinen analoginen siirtotekniikka ei enää pysty vastaamaan digitaalitekniikan mukanaan tuomiin laatuvaatimuksiin. Sen vuoksi lähivuosina otetaankin käyttöön uusia digitaalisia broadcast-verkkoja radio- ja televisiolähetysten välittämiseksi. Kyseisiä ... verkkoja ovat mm. digitaalinen radioverkko DAB (Digital Audio Broadcasting), ‘ 20 josta käytetään myös lyhennettä T-DAB (Terrestrial DAB) sekä digitaalinen ’’ televisioverkko DVB (Digital Video Broadcasting), josta käytetään joskus ly hennettä DVB-T (DVB-Terrestrial). Näiden verkkojen kehittämisen pääsyynä on ollut juuri radio- ja TV-lähetysten äänen- ja kuvanlaadun parantaminen.

: : Kyseiset verkot toteutetaan ns. yksitaajuusverkkoina, joissa tarjot- : 25 tavat palvelut lähetetään samanaikaisesti samalla taajuudella. Molemmissa verkoissa käytetään OFDM-modulaatiota (Orthogonal Frequency Division Multiplexing), joka mahdollistaa yhden taajuuden käytön ilman, että eri lähettimien lähettämät signaalit häiritsisivät toisiaan. Yksitaajuisen verkon etuna on, että . : se käyttää taajuuskaistaa tehokkaasti hyväkseen. Esim. DAB-verkossa lähetys 30 tapahtuu 1,536 MHz:n taajuuslohkoissa, joissa voidaan lähettää esim. kuusi korkealuokkaista stereokanavaa tai kolminkertainen määrä puhekanavia. Taajuuslohkon sisällä kanavat sijoitetaan lähetteeseen multipleksatussa muo-·:··: dossa. Yksitaajuinen verkko edellyttää riittävää uudelleentoistoetäisyyttä eli välimatkaa kahden samalla taajuudella eri ohjelmaa lähettävän aseman välillä. 35 Verkon on toisaalta oltava tarpeeksi tiheä, jolloin lähetysteho voidaan pitää al-" haisena, eivätkä kaukaa tulevat viivästyneet signaalit häiritse verkon kuulu- 2 110732 vuutta. Perinteiseen analogiseen radiolähetykseen verrattuna lähetystehoksi riittää vain murto-osa, koska vaadittava signaali/kohinasuhde on huomattavasti pienempi.

DAB-verkkoon on tarkoitus toteuttaa monikansallisia, kansallisia, 5 alikansallisia, alueellisia ja paikallisia palveluita. DAB-verkon suunnittelussa lähtökohtana on, että kansallisissa ja tätä suppeammissa verkoissa lähettimet toimivat samalla taajuudella ja että tällaisissa verkoissa päätelaitteille siirrettävät palvelut voidaan toteuttaa yhdeltä päälähettimeltä, jota voidaan tarvittaessa tukea pienempitehoisilla releointiasemilla. Tällöin esimerkiksi paikallispal-10 velut siirretään osana aluelähetteen multipleksiä, jotta yhden taajuuden vaatimus pystytään toteuttamaan koko aluelähettimen kattamalla alueella. Tällöin kuitenkin aluelähetteen taajuuslohkoa hyödynnetään hyvin tehottomasti, koska paikalliseksi tarkoitettu palvelu lähetetään koko aluelähettimen kattamalle alueelle. Mitä suurempi aluelähettimen peittoalue on, sitä vähemmän paikallislä-15 hetteitä voidaan käytettävissä olevaan taajuuskaistaan sijoittaa. Jos paikallispalvelujen määrää aiotaan nostaa, täytyy aluelähettimien peltoalueita pienentää, mikä puolestaan nostaa kustannuksia ja on aluelähetykseen tarkoitettujen muiden palvelujen kannalta epäedullista. DAB-verkon aluelähettimet ovat lisäksi toteutukseltaan erittäin monimutkaisia, koska DAB-verkossa pyri-20 tään tarjoamaan paikalliset palvelut perustuen ennalta määritettyyn maantieteelliseen alueeseen. Tällöin kullekin maantieteelliselle alueelle suunnatulle paikallislähetteelle täytyy määrittää koodi, jonka perusteella päätelaite pystyy ’;;;' konfiguroitumaan paikalliseen palveluun.

' · · ·' Edelleen ongelmana yllä kuvatussa järjestelyssä on, että huolimatta · 25 DAB-verkon tarjoamasta kasvaneesta tiedonsiirtokapasiteetista mainittua ka- : : pasiteettia ei voida hyödyntää päätelaitekohtaisesti tilattavissa olevien palve luiden välittämiseen. DAB-verkon päätelaitteet käsittävät tyypillisesti vain vastaanottimen, jolloin palvelutilausten välittäminen päätelaitteelta käsin ei ole mahdollista. Edelleen DAB-verkko on suunniteltu broadcast-tyyppisten lähe-.·. : 30 tysten välittämiseen, joten järjestelmässä on vain rajoitetusti mahdollisuuksia . · · · lähetysten kohdentamiseksi tietyille päätelaitteille.

Tämän keksinnön tarkoituksena on luoda tietoliikennejärjestelmä, jolla edellä kuvatut haitat vältetään.

Keksinnön mukaiselle järjestelmälle on tunnusomaista, että järjes-35 telmä käsittää lisäksi alilähettimen, jonka peittoalue on oleellisesti päälähetti-men peittoaluetta suppeampi ja joka alilähetin on tahdistettu päälähettimen 3 110732 kanssa ja joka alilähetin on järjestetty lähettämään yhteislähetyspalveluita päätelaitteelle ennaltamäärätyssä päälähettimen multipleksikehyksen aikavälissä.

Keksinnön mukaiselle lähettimelle on tunnusomaista, että mainittu 5 lähetin on järjestetty tahdistumaan päälähettimeen, jonka peittoalue on oleellisesti mainitun lähettimen peittoaluetta laajempi ja että mainittu lähetin on järjestetty lähettämään yhteislähetyspalveluita ennalta määrätyssä päälähettimen multipleksikehyksen aikavälissä.

Keksinnön mukaiselle päätelaitteelle on tunnusomaista, että pääte-10 laite on järjestetty mainitun kehyksen kontrolli- ja tunnistetietokentässä olevan informaation perusteella konfiguroitumaan toisen lähettimen lähettämään paikalliseen palveluun.

Keksinnön olennainen ajatus on, että aluelähettimen peittoalueelle sijoitetaan tekniikaltaan yksinkertaistettuja, pienempitehoisia paikallislähetti-15 miä, jotka lähettävät kunkin paikallislähettimen peittoalueelle tarkoitettuja palveluita. Edelleen keksinnön ajatuksena on, että multipleksatussa muodossa aluelähetteessä lähetettävien palveluiden kontrolli- ja tunnistetietoja käytetään varaamaan multipleksatusta aluelähetteestä tietty aikaväli, jonka aikana pai-kallislähettimet lähettävät omaa lähetettään. Keksinnön erään edullisen so-.···. 20 vellusmuodon ajatuksena on, että päätelaitteesta muodostetaan yhteys palve limelle, josta voidaan tilata päätelaitekohtaisia palveluja toimitettavaksi paikal-'... lislähettimen välityksellä. Vielä keksinnön erään edullisen sovellusmuodon ajatuksena on, että multipleksatussa muodossa paikallislähetteessä lähetettä-' vien palveluiden kontrolli- ja tunnistetietoja käytetään varaamaan paikallislä- ‘ 25 hetteen tiedonsiirtokapasiteettia päätelaitekohtaisten tilaajapalveluiden lähet tämistä varten.

Keksinnöllä saavutetaan huomattavia etuja. Aluelähettimen käytössä olevaa taajuuslohkoa voidaan hyödyntää huomattavasti tehokkaammin, kun aluelähete ei sisällä jokaista paikallislähetettä, vaan kaikki paikallislähetti-;'v 30 met käyttävät tiettyjä aikavälejä omien paikallispalveluidensa välittämiseen.

. ·· Edelleen keksinnön etuna on, että aluelähetinten hallinta tulee huomattavasti yksinkertaisemmaksi. Vielä etuna on, että paikallislähettimien tekniikka voidaan pitää yksinkertaisena ja edullisena toteuttaa, koska niiden tarvitsee huo-:”· lehtiä lähetyksestä vain omalle peltoalueelleen. Keksinnön erään edullisen . > 35 sovellusmuodon etuna on lisäksi se, että pääasiassa yhteislähetyspalveluihin 4 110732 suunniteltua verkkoratkaisua voidaan hyödyntää myös päätelaitekohtaisten tilaajapalveluiden lähettämiseen yksittäisille päätelaitteille.

Keksintöä selostetaan seuraavassa tarkemmin viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa 5 kuvio 1 esittää esimerkinomaisesti aluelähettimen peltoaluetta, minne keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaisesti on sijoitettu pai-kallislähettimiä; kuvio 2 esittää esimerkinomaisesti tyypillistä multipleksattua aluelä-hetteen kehystä ja 10 kuvio 3 esittää esimerkinomaisesti tyypillistä multipleksattua paikal- lislähetteen kehystä.

Kuviossa 1 on esitetty erään aluelähettimen AT peittoalue, joka peittoalue käsittää keksinnön edullisen toteutusmuodon mukaan myös kolme paikallislähetintä LT1, LT2 ja LT3 peittoalueineen. Paikallislähetinten määrä 15 yhden aluelähettimen peittoalueella voi luonnollisesti vaihdella nollasta esimerkiksi useisiin kymmeniin paikallislähettimiin. Tämä taas riippuu esimerkiksi aluelähettimen peittoalueen koosta ja tarvittavien paikallispalveluiden määrästä, johon taas vaikuttaa ensisijaisesti väestön alueellinen jakauma ja määrä. Aluelähetin AT lähettää koko peittoalueelleen aluelähetettä, jossa tarjotta-.···. 20 vat palvelut multipleksataan aluelähetteen kehyksen aikaväleihin. Liikkuvat ;·*' päätelaitteet MT1 ja MT2 pystyvät vastaanottamaan aluelähettimen AT tarjo amia palveluita koko aluelähettimen AT peittoalueella ja kunkin paikallislähet-timen LT1 - LT3 tarjoamia palveluita vastaavasti kunkin paikallislähettimen LT1 - LT3 peittoalueella. Kuviossa 1 esitettyä langallista verkkoa NW ja satelliitti-' : 25 paikannusjärjestelmän satelliittia ST voidaan käyttää lähettimien synkronointiin ; myöhemmin selitettävällä tavalla. Palvelinta SR ja tämän yhteyksiä palvelun tarjoajiin SP1 ja SP2 voidaan hyödyntää päätelaitekohtaisten tilaajapalveluiden välittämisessä myös myöhemmin kuvattavalla tavalla.

Kuviossa 2 on kaavamaisesti esitetty aluelähetteen tyypillinen mul-30 tipleksattu kehys 1, jossa eri palvelut on kukin sijoitettu omiin aikaväleihinsä. Kehyksen 1 alussa on varattu kenttiä (1a) kehyksen 1 käsittämien palveluiden ; · kontrolli-ja tunnistetietojen (CD, ID) esittämiseksi. Näiden kontrolli-ja tunnis tetietojen avulla määritetään esimerkiksi, mitä palveluita kehykseen on sijoi-:”· tettu, mille alueelle palvelu on tarkoitettu ja mihin aikaväliin kukin palvelu on 35 sijoitettu. Lisäksi kontrolli- ja tunnistetiedot käsittävät tiedon kullakin paikallis-: alueella käytettävästä lähetyskoodista, jonka perusteella päätelaite pystyy 5 110732 konfiguroitumaan paikallispalveluun. Esimerkiksi DAB-standardissa ETS 300 401 on varattu joko 16 tai 32 bitin kenttä palvelun tunnistetietojen esittämiseksi ja 11 bitin kenttä palvelun maantieteellisen kohdealueen määrittämiseksi. Kehyksen 1 muihin aikaväleihin (1b, 1c,...) on sijoitettu alueellisia palveluita (AS1, 5 AS2,...) ja paikallisia palveluita (LS1, LS2,...).

Keksinnön edullisen toteutusmuodon mukaan paikallislähettimet lähettävät peittoalueellaan paikallisia palveluita ennalta määrätyissä aikaväleissä, joiden aikana kyseisten paikallislähettimien peltoalueet kattava aluelähetin ei lähetä mitään palveluita. Edellä kuvatusta kehyksestä 1 voidaan valita yksi 10 tai useampia aikavälejä, joissa tunnetun tekniikan mukaisesti lähetettäisiin paikallispalveluja (LS1, LS2,...) aluelähetteen multipleksissä, mutta joissa aikaväleissä keksinnön mukaan paikallislähettimet hoitavatkin paikallispalvelui-den lähettämisen yhtäaikaisesti. Tällöin aluelähettimen käytössä olevaa taa-juuslohkoa voidaan hyödyntää huomattavasti tehokkaammin, kun aluelähet-15 teeseen ei tarvitse sisällyttää jokaista paikallislähetettä, vaan kaikki paikallislähettimet käyttävät samoja aikavälejä omien paikallispalveluidensa välittämiseen. Edelleen keksinnön etuna on, että aluelähetinten hallinta ja rakenne tulee huomattavasti yksinkertaisemmaksi, koska niiden ei tarvitse huolehtia erikseen pienten maantieteellisten alueiden koodaamisesta paikallislähetteisiin. 20 Samoin paikallislähettimien toteuttamiseksi vaadittava tekniikka voidaan pitää :*’ yksinkertaisena, koska niiden tarvitsee huolehtia lähetyksestä vain omalle peltoalueelleen. Paikallislähetteen koodaustoimenpiteet voidaan tarvittaessa toteuttaa etukäteen muualla, jolloin paikallislähettimen modulaattorille syötet-'·;· tävä data on valmiiksi lähde-ja kanavakoodattua. Tällöin palveludata voidaan 25 siirtää muokattuna esim. langallisen dataverkon kautta lähettimen muistiin. Näin paikallislähettimen tekniikka pidetään mahdollisimman yksinkertaisena ja edullisena toteuttaa.

Keksinnön erään edullisen toteutusmuodon mukaan aluelähetteen kehyksen sisältämiä kontrolli- ja tunnistetietoja käytetään varaamaan paikal-30 lislähettimille yksi tai useampia aikavälejä, joiden aikana paikallislähettimet lähettävät paikallisia palveluita paikallislähettimien peittoalueilla. Edellä kuvatun · kehysrakenteen mukaan kehyksen alussa olevissa kontrolli-ja tunnistetietojen kentissä on kuvattu mm. se, mitkä aikavälit on varattu paikallispalveluiden lä-hettämiseksi. Paikallislähetin on sovitettu myös vastaanottamaan aluelähetet-.: 35 tä, josta paikallislähetin saa tiedon aikaväleistä, joita se voi käyttää omaan lä- hetykseensä. Edelleen kontrolli-ja tunnistetietojen kentissä on kuvattu kullakin 6 110732 paikallisalueella käytettävä koodi, jota koodia paikallislähetin käyttää oman lähetyksensä koodaamiseen. Tämä koodi voidaan edullisesti tallettaa paikallis-lähettimen muistiin tai se voidaan toimittaa paikallislähettimelle aluelähetteen mukana esimerkiksi tilanteessa, jossa koodi halutaan resetoida. Paikallislähe-5 tin lähettää tämän koodin edelleen paikallislähetteessä, jolloin päätelaitteet osaavat konfiguroitua paikallisiin palveluihin vastaanotetun koodin perusteella.

Keksinnön toteutuksen kannalta alue- ja paikallislähettimien synkronointi on erittäin tärkeää, erityisesti koska kyseessä on yksitaajuusverkko ja koska päätelaitteet ovat synkronoituneita aluelähetteen multipleksiin. Esimerkit) keinä mainitut DAB- ja DVB-verkot käyttävät OFDM-modulaatiota, jolloin päätelaitteet ovat suhteellisen immuuneja esimerkiksi monitie-etenemisen aiheuttamille häiriöille, mikä johtuu signaaleissa käytettävästä pitkästä suojajaksosta (guard period). Paikallislähettimien signaalien viive ei saa kuitenkaan merkittävästi ylittää edellä mainitun suojajakson pituutta. Synkronointi voidaan keksin-15 nön erään edullisen toteutusmuodon mukaan suorittaa kytkemällä paikallislä-hettimet ulkoiseen referenssiin, kuten kuvion 1 mukaiseen langalliseen tai langattomaan tahdistussignaalia syöttävään verkkoon NW tai satelliittipaikannusjärjestelmään lukittuun kelloon, joka pidetään tahdissa satelliitista ST saatavan signaalin avulla. Paikallislähetin on myös mahdollista tahdistaa aluelä-.···. 20 hetteen signaaliin samalla, kun paikallislähetin etsii aluelähetteen kontrolli-ja : · ’ ’ tunnistetiedoista paikallislähetteille varattuja aikavälejä.

"... Verkkosuunnittelussa on paikallislähettimien suhteen otettava huo- mioon riittävä uudelleentoistoetäisyys. Tällöin riittävän kaukana toisistaan si-jaitsevat heikkotehoiset paikallislähettimet voivat edullisesti käyttää samaa 25 taajuuslohkoa. Päätelaitteet vastaanottavat aluelähetteen kontrolli- ja tunniste-: tiedoissa tiedon paikallislähetteille multipleksatuista aikaväleistä, kyseisissä ai kaväleissä välitettävistä palveluista, palveluiden koosta ja aikavälien paikasta multipleksatussa kehyksessä. Näiden tietojen avulla päätelaite pystyy konfigu-roitumaan paikallislähetteeseen. Mikäli paikallislähettimet joudutaan sijoitta-30 maan fyysisesti lähelle toisiaan, on niiden käyttöön keksinnön erään edullisen . ·· toteutusmuodon mukaan allokoitava eri taajuuslohkot. Koska päätelaitteet ovat · tahdistettuja aluelähetteeseen, on päätelaitteen konfiguroiduttava uudelleen halutessaan vastaanottaa taajuuslohkoa käyttävää paikallislähetettä. Keksin-nön erään edullisen toteutusmuodon mukaan tämä voi tapahtua satelliittipai-35 kannusjärjestelmän avulla. Päätelaitteeseen on integroitu jonkin satelliittipaikannusjärjestelmän, kuten GPS-järjestelmän (Global Positioning System), 7 110732 vastaanotin, jonka avulla päätelaite pystyy määrittämään sijaintinsa. Vasteena sijaintitiedoille päätelaite määrittää kyseisellä alueella käytettävän paikallislä-hetteen koodin. Koodin määritykseen voidaan käyttää kyseiselle järjestelmälle ominaista algoritmia, kuten esim. DAB-standardissa ETS 300 401 (kesäkuu 5 1996, ss. 118-121) esitettyä koodinmääritystapaa.

Keksinnön erään edullisen sovellusmuodon mukaan paikallislähet-timille varatun multipleksikehyksen aikana voidaan lähettää myös päätelaite-kohtaisia tilaajapalvelulta. Tämän mahdollistamiseksi päätelaitteesta täytyy olla takaisinkytkentäyhteys paikallislähettimeen, mikä keksinnön erään edulli-10 sen sovellusmuodon mukaan toteutetaan tilaajapalvelulta toimittavan palvelimen kautta. Kuvion 1 mukaisesti päätelaite voi olla yhteydessä palvelimeen SR joko langattomasi, esimerkiksi solukkoverkon, kuten GSM-verkon välityksellä, kuten liikkuva päätelaite MT1 kuviossa 1 tai kiinteän langallisen verkon välityksellä, kuten päätelaite MT2. Langallinen yhteys voidaan toteuttaa minkä 15 tahansa datasiirtoon kykenevän langallisen verkon avulla, kuten esimerkiksi yleisen puhelinverkon PSTN (Public Switched Telephone Network) tai yksityisen lähiverkon LAN (Local Area Network) välityksellä. Langattoman tai langallisen takaisinkytkentäyhteyden muodostaminen palvelimelle SR sinänsä tunnettujen verkkoratkaisujen avulla on alan ammattimiehelle itsestään selvää ei-20 kä niiden tarkempi selostaminen ole tässä yhteydessä tarpeen. Palvelin SR voi sinänsä käsittää tarjolla olevat tilaajapalvelut tai se voi toimia palvelutilauk-[... set muodostavana reitittimenä, joka edelleen muodostaa yhteyden haluttuun il! palveluntarjoajaan.

Kuviossa 1 on esimerkinomaisesti havainnollistettu yhteyttä palve-*;* 25 limelta SR kahteen palveluntarjoajaan SP1 ja SP2. Palveluntarjoaja SP1 on v yleinen Internet-palveluntarjoaja, johon palvelin SR on yhteydessä yleisen In- ternet-verkon kautta. Palveluntarjoajalta SP1 voi päätelaite MT2 tilata palvelimen SR välityksellä tyypillisiä Internet-tiedostoja, kuten HTML-tiedostoja tai Internetissä saatavilla olevia ääni-, kuva- tai videotiedostoja, toimitettavaksi 30 palvelimen SR kautta paikallislähettimelle LT1, joka lähettää tilatut tiedostot .··· edelleen päätelaitteelle. Palveluntarjoaja SP2 on yksityinen ääni- tai videotie- ; · dostoja välittävä maksullinen palveluntarjoaja, johon voidaan olla yhteydessä joko yleisen tai yksityisen dataverkon kautta. Palveluntarjoaja SP2 toimittaa päätelaitteiden tilausten perusteella esimerkiksi äänitteitä tai videoelokuvia .: 35 palvelimen SR kautta lähetettäväksi paikallislähettimellä LT1. Tällaisten ns. on .·. . demand-periaatteella toimivien maksullisten palveluiden määrää on mahdol- β 110732 lista kasvattaa keksinnön mukaisten tietoliikennejärjestelmien tiedonsiirtokapasiteetin lisääntyessä. On selvää, että palvelimen SR käytettävissä olevien palveluntarjoajien määrä voi poiketa edellä mainitusta kahdesta, samoin kuin että palveluntarjoajien välittämien palveluiden muoto voi olla myös edellä ku-5 vatuista tiedosto- ja palvelumuodoista poikkeava. Koska keksinnön mukainen tietoliikennejärjestelmä on ensisijaisesti suunniteltu yhteislähetyspalveluiden välittämiseen, on edullista lähettää paikallispalveluille osoitetussa multipleksi-kehyksen aikavälissä sellaisia tilaustiedostoja tai -palveluita, joita mahdollisimman moni paikallislähettimen peittoalueella sijaitseva päätelaite on tilannut. 10 Tämä pätee varsinkin silloin, jos päätelaitekohtaisten tilaajapalveluiden käyttöön varattu osuus koko paikallislähetteestä on pieni.

Kuvion 1 mukaisesti palvelin SR on edullisesti kytketty paikallislä-hettimien LT1 ja LT3 yhteyteen. Keksinnön mukaisesti paikallislähettimet huolehtivat itse paikallislähetteiden muodostamisesta ja lähettämisestä niille 15 osoitetuissa multipleksikehyksen aikaväleissä. Tällöin on edullista kytkeä tilaajapalvelulta toimittava palvelin suoraan paikallislähettimien yhteyteen, koska kukin paikallislähetin pystyy määrittämään paikallislähetteen käsittäneen yhteislähetyspalveluiden tarvitseman kapasiteetin, jolloin ylimääräinen kapasiteetti voidaan käyttää palvelimen välittämien tilaajapalveluiden lähettämi-.··* 20 seen.

:·'/ Keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaan tilattavan pal- "... velun valintatiedot muodostetaan palvelimella SR palveluntarjoajilta vastaan- ;;; otettavien palvelutiedostojen multipleksikehysten käsittämistä tunniste- ja kont- rollitiedoista. Tämä keksinnön sovellusmuoto perustuu siihen, että palvelutie-’* 25 dostot lähetetään palvelimelle SR multipleksikehyksenä, joka käsittää myös kehyksessä olevien palveluiden tunniste- ja kontrollitietoja sekä mahdollisia päätelaitekonfigurointeja. Näitä kehysten tunniste- ja kontrollitietoja käytetään muodostamaan tilattavissa olevien palveluiden valintatiedot käyttäjälle näytettäväksi. Edullisimmin nämä kootaan palvelujentarjoamistiedostoksi, joka tal-30 lennetään palveluita toimittavalle palvelimelle SR ja/tai tarjotaan broadcasting-.*·· tyyppisenä datapalveluna niin, että palveluiden tarjontatiedot siirretään auto- · maattisesti verkkoon kytkeytyvälle päätelaitteelle. Asiakkaan valitessa päätelaitteeltaan palveluluettelosta haluamansa palvelun tämä valintatieto toimitetaan tilaajapalvelulta toimittavalle palvelimelle joko langallisen tai langattoman • 35 yhteyden välityksellä. Tämän jälkeen valittu palvelu toimitetaan tunniste- ja . . kontrollitietojen määrittelemissä kehyksissä mahdollisten laitteistomäärittelyjen 9 110732 mukaisesti paikallislähettimeltä päätelaitteelle. Tällöin riippumatta palvelun kulkureitistä ja palvelun tarjoajan sijainnista käyttäjä voi selata palveluluetteloa omalta päätelaitteeltaan tai siihen kytketyltä näytöltä esimerkiksi palvelun nimiluettelona ilman, että käyttäjän täytyy tietää missä muodossa, mistä, mitä 5 kautta ja minkälaisella laitteella palvelu voidaan toimittaa. Palvelun valinta voidaan toteuttaa myös siten, että pelkät ohjelman valintatiedot ovat saatavilla valintaa varten jossakin toisessa laitteessa kuin palvelua vastaanottavassa päätelaitteessa. Tällöin valinta ja valintatiedon välittäminen edelleen palvelimelle voidaan tehdä tämän mainitun toisen laitteen, esimerkiksi tietokoneen 10 avulla, edellyttäen, että mainitun valintatiedon kanssa samalla toimitetaan myös identifiointitiedot siitä päätelaitteesta, jolla tilattu palvelu halutaan vastaanottaa. Tämä mahdollistaa palvelun toimittamisen oikeaan päätelaitteeseen riippumatta siitä, mitä laitetta käytetään palvelun valintaan.

Keksinnön edellä kuvattu sovellusmuoto perustuu siis siihen ajatuk-15 seen, että tiedot tarjolla olevista tilauspalveluista kootaan palvelimelle SR, edullisesti erilliseksi palvelujentarjoamistiedostoiksi, hyödyntäen palvelujen siirtoon käytettävien multipleksikehysten kontrolli- ja tunnistetietoja. Palvelimelta SR tiedot tarjolla olevista tilauspalveluista toimitetaan paikallislähettimen välityksellä päätelaitteille ilman, että siirretään varsinaisia palvelutiedostoja. .**· 20 Tämä palvelutarjoamistiedoston siirtäminen päätelaitteelle voi tapahtua auto- maattisesti päätelaitteen liittyessä verkkoon tai vasteena palveluntarjoamistie-doston tilauspyynnölle. Palvelutarjoamistiedosto voidaan edullisesti toimittaa myös suoraan palvelimelta SR, mikäli palvelimen SR ja päätelaitteen välinen yhteys on kaksisuuntainen.

’·’ 25 Edelleen keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaan pai- kallislähetteen kontrolli- ja tunnistetietoja voidaan edullisesti hyödyntää siirtokapasiteetin varaamiseksi tilauspalveluille paikallislähetteestä. Kuvion 2 mukaisesti paikallislähetteelle varataan aluelähetteen multipleksikehyksestä yksi tai useampia aikavälejä, joiden aikana paikallislähettimet voivat lähettää omia f·. 30 lähetyksiään. Kukin paikallislähete muodostetaan edelleen multipleksattuun .·*· kehysmuotoon kuvion 3 mukaisesti. Kehyksen 2 alussa on varattu kenttiä (2a) ’; · kehyksen 2 käsittämien paikallispalveluiden kontrolli- ja tunnistetietojen (CD, ‘· · ID) esittämiseksi. Näiden kontrolli- ja tunnistetietojen avulla määritetään esi- merkiksi, mitä palveluita kehykseen on sijoitettu ja mihin aikaväliin kukin pal-.: 35 velu on sijoitettu. Lisäksi kontrolli- ja tunnistetiedot käsittävät tiedon kullakin paikallisalueella käytettävästä lähetyskoodista, jonka perusteella päätelaite 10 1 10732 pystyy konfiguroitumaan paikallispalveluun. Kehyksen 2 muihin aikaväleihin (2b, 2c,...) on sijoitettu paikallisia yhteislähetyspalveluita (BS1, BS2,...). Tilauspalvelulta (OS1, OS2,...) varten paikallislähetteen multipleksikehyksestä 2 voidaan varata aikavälejä, kuten aikavälit 2d ja 2f kuviossa 3. Myös tilantees-5 sa, jossa paikalliset yhteislähetyspalvelut eivät käytä kaikkia kehyksen aikavälejä, voidaan ylimääräiset aikavälit osoittaa tilauspalvelulähetysten käyttöön. Paikallislähetteen multipleksikehyksen 2 alussa on kuitenkin aina kontrolli- ja tunnistetiedot käsittävä kenttä 2a, jonka perusteella päätelaitteen käyttäjä saa tiedon tilauspalveluille varatusta kapasiteetista. Tämän tiedon perusteella 10 päätelaitteen käyttäjä voi esittää paikallislähettimelle kapasiteetin varauspyyn-nön, mikä voi edullisesti tapahtua palvelimelle SR esitettävän palvelutilauksen yhteydessä. Tällöin palvelin SR voi välittää kapasiteettipyynnön edelleen paikallislähettimelle, jolta kuittauksen saatuaan palvelin SR aloittaa toimenpiteet tilatun palvelun toimittamiseksi edelleen paikallislähettimelle sijoitettavaksi pai-15 kallislähetteen kehykseen. Vastaavasti myös palvelin SR voi toimia suoraan kapasiteettivarauksia hoitavana elementtinä, jolloin saatuaan tiedon paikallis-lähetteestä tilauspalveluille varatusta kokonaiskapasiteetista ja aikaväleistä palvelin SR voi jakaa mainittua kapasiteettia päätelaitteiden esittämien tilaus-pyyntöjen pohjalta, esimerkiksi tiettyjen prioriteettisääntöjen perusteella. Koska 20 paikallislähettimen toiminta on suunniteltu ensisijaisesti yhteislähetyspalvelui-den välittämiseen, on kapasiteetin jakamisessa järkevää priorisoida palveluita, ta joita mahdollisimman moni päätelaitteen käyttäjä haluaa tilata.

Jotta tilauspalvelut voidaan toimittaa oikeille päätelaitteille ja jotta estetään tilauspalveluiden luvaton vastaanottaminen, on päätelaitteet ja lähet-25 timet identifioitava jollakin tavalla. Keksinnön erään edullisen sovellusmuodon mukaan tähän tarkoitukseen voidaan hyödyntää Internet-protokollan (IP) mukaista osoitekäytäntöä, jolloin esimerkiksi paikallislähetteen multipleksikehys käsittää tunnistetietona mainitun paikallislähettimen IP-osoitteen. Tämä on erityisen hyödyllinen tapa keksinnön mukaisessa verkkojärjestelyssä, jossa ti-30 laajapalveluiden tilaaminen ja toimitus tapahtuu pitkälti Internet-pohjaisissa verkoissa. Keksinnön erään edullisen sovellusmuodon mukaan kullekin paikal-‘ · lislähettimelle voidaan määrittää oma IP-osoitekäytännön mukainen lähiverk- ko-osoite, jolloin kunkin paikallislähettimen peittoalue muodostaa eräänlaisen langattoman lähiverkon. IP-osoite käsittää protokollaversiosta riippuen ainakin 35 neljä tavua ja kukin tavu kahdeksan bittiä, josta lähiverkko-osoitteen muodos-tamiseen voidaan käyttää esimerkiksi kaksi tai kolme ensimmäistä tavua.

11 110732 Tällöin jäljelle jäävien tavujen avulla voidaan määritellä paikallislähettimen peittoalueella kotiverkkoonsa rekisteröityneet päätelaitteet. Järjestelmään liittyvät palvelimet on myös edullisesti identifioitu IP-käytännön mukaisesti.

Keksinnön erään edullisen sovellusmuodon mukaan päätelaitteiden 5 osoitekäytäntönä voidaan käyttää sinänsä tunnettua Mobile IP-protokollan mukaista menettelyä. Mobile IP-käytännön mukaisesti päätelaitteen identifioimiseksi määritetään kaksi IP-osoitetta, ns. kotiosoite (home address) ja vieraileva osoite (care-of-address). Kotiosoite määritetään päätelaitteen kotiverkon perusteella, jolloin päätelaitteen ollessa kotiverkon alueella päätelaite 10 identifioidaan ja sille lähetettävä data reititetään kotiosoitteen perusteella. Kun päätelaite siirtyy toisen verkon yhteyteen, esimerkiksi toisen paikallislähettimen peittoalueelle, otetaan päätelaitteen identifioinnissa käyttöön vieraileva osoite. Vieraileva osoite määritetään joka kerta uudestaan päätelaitteen siirtyessä uuden verkon alueelle, jolloin osoitteen dynaamiseen määritykseen voi-15 daan käyttää esimerkiksi tunnettua DHCP-käytäntöä (Dynamic Host Configuration Protocol). Kotiverkko käsittää palvelimen (Home Agent), joka ylläpitää tietoja kuhunkin kotiosoitteeseen liittyvästä vierailevasta osoitteesta. Tällöin mainittu palvelin osaa reitittää päätelaitteen kotiosoitteen perusteella lähetetyt tiedostot edelleen vierailevaan osoitteeseen, mikä tapahtuu vierailevan verkon .··· 20 palvelimen (Foreign Agent) kautta.

Päätelaite sinänsä tunnistaa vain oman kotiosoitteensa ja vieraile-*... vaa osoitetta käytetään vain lähetyksen reitittämiseen oikeaan verkkoon, esi- ;;; merkiksi oikealle paikallislähettimelle. Tämän vuoksi langattomalta lähettimeltä välitettävän tiedoston kohdeosoite on muutettava siten, että päätelaite osaa * · ** 25 tunnistaa sille osoitetun tiedoston. Osoitteen muutoksen tekee kotiverkon pal velin (Home Agent), joka lisää välitettävään tiedostoon päätelaitteen vierailevan osoitteen muokkaamatta itse tiedostoa ja alkuperäistä osoitetta mitenkään. Vierailevan verkon palvelin (Foreign Agent) osaa siten tämän osoitetiedon perusteella välittää tiedoston edelleen päätelaitteelle. Mobile IP-käytäntö 30 on sinänsä tunnettu ja se kuvattu tarkemmin esimerkiksi Internet-.·” kommenttipyynnössä RFC 2002. Täten Mobile IP:n tarkempi selostaminen ’ * · tässä yhteydessä ei ole keksinnön toteutuksen kannalta tarpeen.

Keksintöä on edellä selityksessä ja piirustuksissa esitetty vain esi-merkinomaisesti, eikä sitä ole millään tavalla rajoitettu näihin esimerkkeihin.

» * .: 35 Alan ammattimiehelle on selvää, että keksintöä voidaan soveltaa myös missä tahansa muussa vastaavalla tavalla toimivassa verkossa, kuten esimerkiksi 12 110732 DVB-järjestelmän mukaisessa verkossa. Näin ollen keksinnön eri toteutus-muodot voivat vaihdella oheisten patenttivaatimusten puitteissa.

* · » * f » ♦ * t » > » i i i

t I

% t t

Mtl

Claims (27)

1. Langaton digitaalinen tietoliikennejärjestelmä, joka käsittää pää-lähettimen ja päätelaitteen, joka päälähetin on järjestetty siirtämään yhteislä- 5 hetyspalveluita (broadcast) päätelaitteelle yhdellä taajuudella multipleksatussa kehysmuodossa, tunnettu siitä, että järjestelmä käsittää lisäksi alilähettimen, jonka peittoalue on oleellisesti päälähettimen peittoaluetta suppeampi ja joka alilähetin on tahdistettu päälähettimen kanssa ja joka alilähetin on järjestetty lähettämään vain alilä-10 hettimen peittoalueelle tarkoitettuja yhteislähetyspalveluita päätelaitteelle ennalta määrätyssä päälähettimen multipleksikehyksen aikavälissä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tietoliikennejärjestelmä, tunnettu siitä, että alilähettimen käyttöön tarkoitettu aikaväli on määritetty päälähetti-15 men lähettämän multipleksikehyksen kontrolli- ja tunnistetietokentässä, jota kehystä alilähetin on järjestetty vastaanottamaan.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen tietoliikennejärjestelmä, tunnettu siitä, että ,,, päälähetin ja alilähetin on tahdistettu käyttäen erillistä referenssi- ';* 20 signaalia.

: '· 4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen tietoliikennejärjestel- • t · ;, mä, tunnettu siitä, että : alilähetin on järjestetty lähettämään yhteislähetyspalveluiden muka- na koodia, joka koodi on määritetty alilähettimen peittoalueen sijainnin perus- : Y 25 teella ja jonka koodin perusteella päätelaite on järjestetty konfiguroitumaan alilähettimen palveluihin.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen tietoliikennejärjestelmä, tunnettu siitä, että , päätelaite on järjestetty määrittämään sijaintitietonsa, joiden sijainti- » I ’ γ 30 tietojen perusteella päätelaite on järjestetty määrittämään päätelaitteen sijain- ’ · t tialueella käytettävän alilähettimen koodin.

: “ ’ 6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen tietoliikennejärjestelmä, t u n - t » t n e 11 u siitä, että päätelaite on järjestetty määrittämään sijaintitietonsa satelliittipai-35 kannusjärjestelmän avulla. 14 110732

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen tietoliikennejärjestelmä, tunnettu siitä, että alilähetin on järjestetty lähettämään päätelaitekohtaisia tilaajapalvelulta ainakin yhdelle päätelaitteelle alilähettimelle ennalta määrätyssä pää-5 lähettimen multipleksikehyksen aikavälissä.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen tietoliikennejärjestelmä, tunnettu siitä, että järjestelmä käsittää lisäksi ainakin yhden päätelaitekohtaisia tilaajapalvelulta välittävän palvelimen, jolta palvelimelta on järjestetty tiedonsiirtoyh-10 teys ainakin yhteen alilähettimeen ja ainakin yhden päätelaitteen, joka on järjestetty muodostamaan tiedonsiirtoyhteys ainakin yhteen päätelaitekohtaisia tilaajapalvelulta toimittavaan palvelimeen, joka mainittu tiedonsiirtoyhteys on järjestetty käytettäväksi mainittujen tilaajapalveluiden tilausten välittämiseksi mainitulle palvelimelle.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen tietoliikennejärjestelmä, tun nettu siitä, että mainittu päätelaitekohtaisia tilaajapalvelulta välittävä palvelin on järjestetty muodostamaan yhteys ainakin yhteen tilaajapalvelupalvelimeen, jonka käsittämiä palveluita mainittu tilaajapalvelulta välittävä palvelin on jär-20 jestetty siirtämään alilähettimelle lähetettäväksi tilauksen tehneelle päätelait-:·. teelle.

!· 10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen tietoliikennejärjestelmä, t u n - n ett u siitä, että mainittu päätelaitekohtaisia tilaajapalvelulta välittävä palvelin on ' 25 järjestetty muodostamaan tilaajapalveluiden valintatiedot vastaanottamiensa tilaajapalvelutiedostojen siirtoon käytettävien multipleksikehysten kontrolli- ja tunnistetietojen perusteella, jotka valintatiedot on järjestetty toimitettavaksi ainakin yhdelle päätelaitteelle ilman mainittuja tilaajapalvelutiedostoja.

11. Jonkin patenttivaatimuksen 8-10 mukainen tietoliikennejärjes-30 telmä, tunnettu siitä, että päätelaite on järjestetty vastaanottamaan paikallislähetteen multipleksikehyksen kontrolli- ja tunnistetietokenttien käsittämän tiedon paikallislä-hetteestä päätelaitekohtaisille tilaajapalveluille varatusta kapasiteetista ja mainittu päätelaite on järjestetty muodostamaan tiedonsiirtoyhteys 35 ainakin yhteen päätelaitekohtaisia tilaajapalvelulta toimittavaan palvelimeen, joka mainittu tiedonsiirtoyhteys on järjestetty käytettäväksi kapasiteetin varaa- is 110732 miseksi paikallislähetteestä mainitulle päätelaitteelle lähetettävää tilaajapalvelua varten.

12. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen tietoliikennejärjestelmä, tunnettu siitä, että 5 alilähettimien ja päätelaitteiden identifiointitiedot on muodostettu Internet-protokollan (IP) mukaisen osoitekäytännön mukaisesti.

13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen tietoliikennejärjestelmä, t u n-n e 11 u siitä, että liikkuvien päätelaitteiden identifiointitiedot on muodostettu Mobile 10 IP-protokollan mukaisen osoitekäytännön mukaisesti.

13 110770 Patenttivaatimukset 1

14. Lähetin yhteislähetyspalveluiden (broadcast) lähettämiseksi yhdellä taajuudella multipleksatussa kehysmuodossa, tunnettu siitä, että mainittu lähetin on järjestetty tahdistumaan päälähettimeen, jonka peittoalue on oleellisesti mainitun lähettimen peittoaluetta laajempi ja että 15 mainittu lähetin on järjestetty lähettämään vain mainitun lähettimen peltoalueelle tarkoitettuja yhteislähetyspalveluita ennalta määrätyssä päälä-hettimen multipleksikehyksen aikavälissä.

15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen lähetin, tunnettu siitä, että ;··. 20 mainittu lähetin on järjestetty vastaanottamaan päälähettimen lä- : ·. hettämää multipleksikehystä ja että ’ · ·, mainittu lähetin on järjestetty määrittämään päälähettimen mul- tipleksikehyksen kontrolli- ja tunnistetietokentän perusteella mainitun lähettimen käyttöön tarkoitetun ainakin yhden aikavälin. '·' 25

16. Patenttivaatimuksen 14 tai 15 mukainen lähetin, tunnettu * siitä, että mainittu lähetin on järjestetty tahdistumaan päälähettimeen erillisen referenssisignaalin avulla.

17. Jonkin patenttivaatimuksen 14-16 mukainen lähetin, tunnet- : 30 tu siitä, että : mainittu lähetin on järjestetty lähettämään yhteislähetyspalveluiden mukana koodia, joka koodi on määritetty mainitun lähettimen peittoalueen si- · jainnin perusteella.

18. Jonkin patenttivaatimuksen 14-17 mukainen lähetin, tunnet-35 t u siitä, että ie 110732 mainittu lähetin on järjestetty lähettämään päätelaitekohtaisia tilaajapalvelulta ainakin yhdelle päätelaitteelle mainitun lähettimen käyttöön tarkoitetussa aikavälissä.

19. Patenttivaatimuksen 18 mukainen lähetin, tunnettu siitä, 5 että lähettimeltä on järjestetty tiedonsiirtoyhteys ainakin yhteen päätelaitekohtaisia tilaajapalvelulta välittävän palvelimen, joka on järjestetty muodostamaan yhteys ainakin yhteen tilaajapalvelupalvelimeen, jonka käsittämiä palveluita mainittu tilaajapalvelulta välittävä palvelin on järjestetty siirtämään 10 mainitulle lähettimelle lähetettäväksi tilauksen tehneelle päätelaitteelle.

20. Jonkin patenttivaatimuksen 14-19 mukainen lähetin, tunnet-t u siitä, että lähettimen identifiointitiedot on muodostettu Internet-protokollan (IP) mukaisen osoitekäytännön mukaisesti. 15

21. Päätelaite yhdellä taajuudella multipleksatussa kehysmuodossa välitettyjen yhteislähetyspalveluiden (broadcast) vastaanottamiseksi, joka päätelaite on järjestetty vastaanottamaan päälähettimen lähettämää multiplek-sikehystä ja joka päätelaite on järjestetty konfiguroitumaan haluttuun palveluun mainitun kehyksen kontrolli- ja tunnistetietokentässä olevan informaation pe-: 20 rusteella, tunnettu siitä, että päätelaite on järjestetty mainitun kehyksen kontrolli- ja tunnistetie-.· ··. tokentässä olevan informaation perusteella konfiguroitumaan toisen lähettimen ,_ mainitun kehyksen tietyssä aikavälissä lähettämään paikalliseen palveluun.

22. Patenttivaatimuksen 21 mukainen päätelaite, tunnettu siitä, 25 että * I ‘ ·‘ päätelaite on järjestetty määrittämään sijaintitietonsa, joiden sijainti tietojen perusteella päätelaite on järjestetty määrittämään mainitun toisen lähettimen käyttämän koodin.

23. Patenttivaatimuksen 22 mukainen päätelaite, tunnettu siitä, :' *.30 että • * : " päätelaite on järjestetty määrittämään sijaintitietonsa satelliittipai kannusjärjestelmän avulla.

24. Jonkin patenttivaatimuksen 21 - 23 mukainen päätelaite, tunnettu siitä, että 35 päätelaite on järjestetty muodostamaan tiedonsiirtoyhteys ainakin yhteen päätelaitekohtaisia tilaajapalvelulta toimittavaan palvelimeen, joka mai- 17 1 10732 nittu tiedonsiirtoyhteys on jäljestetty käytettäväksi mainittujen tilaajapalveluiden tilausten välittämiseksi mainitulle palvelimelle, joita mainittuja tilaajapalvelulta päätelaite on järjestetty vastaanottamaan paikallislähetteessä.

25. Patenttivaatimuksen 24 mukainen päätelaite, tunnettu siitä, 5 että päätelaite on järjestetty vastaanottamaan tilaajapalvelutiedostojen valintatietoja ilman mainittuja tilaajapalvelutiedostoja, jotka tilaajapalvelutiedostojen valinta tiedot on muodostettu tilaajapalvelutiedostojen siirtoon käytettävien multipleksikehysten kontrolli- ja tunnistetietojen perusteella.

26. Patenttivaatimuksen 24 tai 25 mukainen päätelaite, tunnet- t u siitä, että päätelaite on järjestetty vastaanottamaan paikallislähetteen mul-tipleksikehyksen kontrolli- ja tunnistetietokenttien käsittämän tiedon paikallislä-hetteestä päätelaitekohtaisille tilaajapalveluille varatusta kapasiteetista ja 15 mainittu päätelaite on jäljestetty muodostamaan tiedonsiirtoyhteys ainakin yhteen päätelaitekohtaisia tilaajapalvelulta toimittavaan palvelimeen, joka mainittu tiedonsiirtoyhteys on järjestetty käytettäväksi kapasiteetin varaamiseksi paikallislähetteestä mainitulle päätelaitteelle lähetettävää tilaajapalvelua varten.

27. Jonkin patenttivaatimuksen 21 - 26 mukainen päätelaite, tun- :' n e 11 u siitä, että ’···, päätelaitteen identifiointitiedot on muodostettu Internet-protokollan ► , (IP) tai Mobile IP-protokollan mukaisen osoitekäytännön mukaisesti. ' I f • · t · 110732 18