FI111044B - Tilaajapäätelaitteen paikantaminen pakettikytkentäisessä matkapuhelinverkossa - Google Patents

Description

111044

Tilaajapäätelaitteen paikantaminen pakettikytkentäisessä matkapuhelinverkossa - Lokalisering av en abonnentterminal i ett paketförmedlande mobiltelefonsystem TEKNIIKAN ALA 5

Keksintö liittyy tilaajapäätelaitteen paikantamiseen pakettikytkentäisessä matkapuhelinverkossa.

TAUSTA

10

Tilaajapäätelaitteen paikantaminen, eli tilaajapäätelaitteen maantieteellisen sijainnin määrittäminen, on tärkeä toiminto solukkoradioverkoissa. Yhdysvalloissa liittovaltion viranomainen FCC (Federal Communication Commission) vaatii, että kaikki hätäpuhelua soittavat tilaajapäätelaitteet täytyy pystyä paikallistamaan jopa 15 50 metrin tarkkuudella. Paikantamista voidaan hyödyntää myös kaupallisissa tarkoituksissa, esimerkiksi erilaisten tariffialueiden määrittämiseksi tai käyttäjää opastavan navigointipalvelun toteuttamiseksi. Paikantamispalvelujä (Location Service, LCS) on tähän asti kehitetty sovellettavaksi lähinnä piirikytkentäisiin solukkoradioverkkoihin, esimerkiksi GSM-järjestelmään (Global System for 20 Mobile Communications).

Paikantamispalvelun toteuttamiseen käytetään erilaisia menetelmiä.

: Karkeimmalla tasolla tilaajapäätelaitteen sijainti voidaan paikantaa tilaajapäätelaitetta palvelevan solun identiteetin perusteella. Tämä ei ole 25 kovinkaan tarkka tieto, sillä solun läpimitta voi olla kymmeniä kilometrejä.

Tarkempaan tulokseen päästään käyttämällä lisätietona radioyhteyden ajastusinformaatiota, esimerkiksi ajoitusennakkoa (Timing Advance, TA). GSM-järjestelmässä TA kertoo tilaajapäätelaitteen sijainnin noin 550 metrin 30 tarkkuudella. Ongelmana on se, että jos solu on toteutettu ympärisäteilevällä antennilla, niin silloin tiedetään vain tilaajapäätelaitteen sijainti jonkin tukiaseman suhteen sen ympäri piirretyllä kehällä. Esimerkiksi kolmeen osaan sektoroitu tukiasema parantaa tilannetta hieman, mutta silloinkin tilaajapäätelaitteen sijainti 111044 2 voidaan paikallistaa vain 120 asteen suuruiselle sektorille 550 metrin syvyiselle alueelle tietyllä etäisyydellä tukiasemasta.

Nämä epätarkatkin menetelmät ovat riittäviä joihinkin sovelluksiin, esimerkiksi 5 tariffialueiden määrittämiseen. Lisäksi on kehitetty tarkempia menetelmiä.

Yleensä nämä menetelmät pohjautuvat siihen, että useat eri tukiasemat tekevät mittauksia tilaajapäätelaitteen lähettämästä signaalista, esimerkkinä voidaan mainita TOA-menetelmä (Time of Arrival).

10 Myös tilaajapäätelaite voi tehdä mittauksia usean eri tukiaseman lähettämistä signaaleista, eräs esimerkki tällaisesta menetelmästä on E-OTD -menetelmä (Enhanced Observed Time Difference). Synkronoiduissa verkoissa tilaajapäätelaite mittaa eri tukiasemilta vastaanottamiensa signaalien välisten vastaanottoajanhetkien keskinäiset suhteet. Synkronoimattomissa verkoissa 15 tukiasemien lähettämät signaalit vastaanottaa myös kiinteään tunnettuun mittauspisteeseen sijoitettu paikanmittausyksikkö (Location Measurement Unit, LMU). Tilaajapäätelaitteen sijainti määritetään aikaviiveistä saatavien geometristen komponenttien pohjalta.

20 Eräs toinen paikantamismenetelmä on tilaajapäätelaitteeseen sijoitetun GPS-vastaanottimen käyttö (Global Positioning System). GPS-vastaanotin vastaanottaa vähintään neljän maatakiertävän satelliitin lähettämän signaalin, joiden perusteella voidaan laskea/määrittää tilaajapäätelaitteen sijaintipaikan leveysaste, pituusaste ja korkeus. Tilaajapäätelaite voi suorittaa määrityksen 25 itsenäisesti, tai sitten tilaajapäätelaitetta voidaan avustaa. Radiojärjestelmän verkko-osa voi lähettää apuviestin tilaajapäätelaitteelle, jonka perusteella paikannus tapahtuu nopeammin, eli tilaajapäätelaitteen virrankulutus vähenee. Apuviesti voi sisältää kellonajan, näkyvien satelliittien listan, satelliittisignaalin Doppler-vaiheen ja koodivaiheen etsintäikkunan. Tilaajapäätelaite voi lähettää 30 vastaanottamansa tiedot verkko-osalle, jossa sitten suoritetaan varsinainen sijainnin laskenta/määritys.

111044 3

Radiojärjestelmän verkko-osalla tarkoitetaan tässä hakemuksessa radiojärjestelmän kiinteätä osaa eli joko koko järjestelmää lukuunottamatta tilaajapäätelaitetta tai määrättyä verkossa olevaa elementtiä (eli kaikkiin verkon tekemiin toimintoihin ei tarvita kaikkia verkko-elementtejä ja siten ilmaisu 'verkko' 5 voi tarkoittaa myös yksittäisen verkkoelementin tekemää toimenpidettä). Verkko-osa siis koostuu toistensa kanssa eri tavalla kommunikoivista verkkoelementeistä.

TEKNIIKAN TASO

10

Aikaisemmin tunnetuissa verkko-osan paikallistamismenetelmissä, kuten piirikytkentäisessä GSM-järjestelmässä, käytetään hyväksi SMLC (Serving Mobile Location Center) verkkoelementtiä, ja yhteys paikannukseen tarvittavien verkko-elementtien välillä käydään sekä siirtotiekerroksen että korkeimpien 15 kerroksien signalointisanomien avulla. SMLC-verkkoelementti suorittaa siis pyynnöstä varsinaisen paikantamislaskennarV-määrittämisen.

Kun kyseessä on joko käyttäjän terminaalista alullepantu paikantamispyyntö MO-LR (Mobile Originated Location Request) tai ulkoisen asiakkaan alullepanema 20 MTLR (Mobile Terminated Location Request) avataan kaksi SCCP-yhteyttä (Signalling Connection Control Part), jotta saataisiin käyttöön verkkotason toiminnallisuus, koska SCCP antaa mahdollisuuden vaihtaa paikantamiseen tarvittavia sanomia. Toinen SCCP on MSC:n (Mobile Switching Center) ja BSC:n (Base Station Controller) välillä ja toinen SCCP on BSC:n ja käytetyn SMLC:n 25 (Serving Mobile Location Centre) välillä. SCCP-yhteys on ns. yhteysorientoitunut yhteys. Jokaisella SCCP-yhteydellä on oma identifikaatiotunniste (SCCP Connection ID), jota voidaan käyttää hyväksi assosiaation aikaansaamiseksi.

Kun nämä kaksi SCCP-yhteyttä on avattu, on mahdollista välittää 30 paikantamispyyntö SMLC.IIe, ja BSC välittää radiotien kautta paikantamis-sanomat liikkuvan päätteen ja SMLC:n välillä. Samaa yhteyttä voidaan käyttää myöskin BSSLAP (Base Station Subsystem Link Access Protocol) -sanomien välittämiseen SMLC:n ja palvelevan tukiaseman välillä. Koska 111044 4 tukiasemaohjaimen BSC tehtäväksi jää huolehtia siitä, että yhteydet osoitetaan aina oikealle matkaviestinpäätteelle MS (Mobile Station), mainittujen korkeimpien kerroksien sanomien ei tarvitse sisältää tietoa yhteyksistä eikä päätteiden identifioimistietoja.

5

Pakettikytkentäisessä verkossa yllä olevaa menetelmää ei voida käyttää, koska piirikytkentäistä signalointia ei voida käyttää hyväksi. Esimerkiksi SCCP-yhteyttä ei ole käytettävissä tähän tarkoitukseen. Pakettikytkentäisissä verkoissa on siksi liitettävä sanomaan kolmannen kerroksen yhteyttä identifioivaa tietoa.Esimerkiksi 10 niin kutsuttu TLLI (Temporary Logical Link Identity) -tieto voidaan liittää tämän kolmannen kerroksen tai korkeimpien kerroksien sanomiin. Tämä TLLI on myöskin käytössä radioyhteyden RLC/MAC (Radio Link Control/Media Access Control) protokollassa.

15 Ongelmana on kommunikointi tukiasemaohjaimen BSC ja paikannuslaskentakeskuksen SMLC välillä, jossa on Lb rajapinta, ja siten se miten saadaan Lb rajapinta tukemaan pakettikytkentäistä kommunikointia. Vaikeutena on saada aikaan signalointia kolmen tahon, eli SMLC:n, MS:n ja SGSN:n (Serving GPRS Support Node) välillä. SGSN tunnetaan GPRS (General 20 Packet Radio Service) -järjestelmästä. Erityisesti vaikeutena on, että pakettiohjain PCU (Packet Control Unit) ei pysty assosioimaan Lb rajapinnan kautta tapahtuvaa kommunikointia määrätyn päätteen kommunikointiin.

e • e

Pakettikytkentäisissä radiojärjestelmissä, kuten esimerkiksi GPRS:ssä tai 25 EGPRS:ssä (Enhanced General Packet Radio Service), paikantamispalvelun toteuttamiseen on toistaiseksi kiinnitetty melko vähän huomiota. EGPRS on GSM-pohjainen (Global System for Mobile Communications) pakettikytkentäistä siirtoa hyödyntävä järjestelmä. EGPRS käyttää EDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolution) -tekniikkaa tiedonsiirtokapasiteetin lisäämiseksi. Normaalisti 30 GSMtssä käytettävän GMSK-moduloinnin (Gaussian Minimum Shift Keying) lisäksi voidaan käyttää 8-PSK (8-Phase Shift Keying) -modulointia pakettidatakanaville. Tavoitteena on lähinnä toteuttaa ei-reaaliaikaisia tiedonsiirtopalvelulta kuten tiedoston kopiointia ja Internet-selaimen käyttöä, 111044 5 mutta myös reaaliaikaisia palveluita pakettikytkentäisesti esimerkiksi puheen ja videokuvan siirtoon.

Edellä kuvatuissa paikantamismenetelmissä tarvittavan tiedon siirtämiseksi on 5 pakettikytkentäisissä radiojärjestelmissä avattava pakettikytkentäinen siirtoyhteys (joka on tapahtuu ns. yhteydetöntä protokollaa hyödyntäen) radiojärjestelmän ydinverkon (kuten SGSN) ja tilaajapäätelaitteen MS välille. Ydinverkko siis pyytää radiojärjestelmän radioverkkoa (kuten BSC:tä) avaamaan yhteyden. Tarvittava signalointi on suhteellisen raskasta ja hidasta. Kuitenkin aikakriittisissä 10 sovelluksissa olisi tärkeätä saada paikantamispalvelulta nopeasti tiedoksi tilaajapäätelaitteen sijainti.

ESILLÄ OLEVA KEKSINTÖ 15 Esillä olevan keksinnön ajatuksena on hyödyntää pakettiverkon matkaviestimen paikallistamiseen sekä pakettikytkentäisiä (eli yhteydentöntä) kommunikointia että piirikytkentäistä (yhteysorientoitunutta) kommunikointia paikallistamiseen tarvittavien verkkoelementtien välillä. Erityisesti keksinnön ajatuksena on käyttää piirikytkentäistä yhteyttä tukiasemaohjaimen ja paikantamiskeskuksen välillä ja 20 pakettikytkentäistä yhteyttä muiden verkkoelementtien välillä. Keksinnössä luodaan assosiaatio tukiasemaohjaimessa paketti- ja piirikytkentäisen toiminnallisuuden välille.

t •»

Edullisessa suoritusmuodossa kyseinen assosiaatio voidaan toteuttaa luomalla 25 assosiaatio paketti- ja piirikytkentäisten sanomien välille tai esim. luomalla assosiaatio paketti- ja piirikytkentäisten protokollakerrosten välille. Edelleen eräässä suoritusmuodossa assosiaatio voidaan muodostaa taulukkona jossa pakettisanoman tunnus assosioidaan piirikytkentäisen sanoman tunnuksen kanssa.

30

Keksinnön eräässä suoritusmuodossa käyttetään hyväksi SS7-protokollaan perustuvaa signalointia tukiasemaohjaimen ja paikantamiskeskuksen välillä. CCITT:n SS7 (Signalling System 7) protokolla on yleisesti käytössä oleva 111044 6 puhelinlaitosten signalointiprotokolla, joka siirtää signalointia verkkoelementtien välillä erityisen signalointikanavan kautta protokollakerrosten avulla. Käytetyt protokollakerrokset ovat pitkälle yhtenäisiä yleiskäyttöisen 7-kerroksisen protokollamallin mukaan.

5

Keksinnön ensimmäisenä aspektina on menetelmä tilaajapäätelaitteen paikantamisessa pakettikytkentäisessä matkapuhelinverkossa, jossa päätelaitteen paikantamiseksi välitetään sanoma matkapuhelinverkon tukiasemaohjaimen kautta, ja menetelmälle on tunnusomaista se, että 10 paikantamiseen tarvittavan viestinnän toteuttamiseksi käytetään matkapuhelinverkon tukiasemaohjaimessa sekä piirikytkentäisiä että pakettikytkentäisiä sanomia, joiden välille luodaan assosiaatio, jonka avulla määrättyyn paikannukseen liittyvä tieto siirretään pakettikytkentäisen toiminnallisuuden ja piirikytkentäisen toiminnallisuuden välillä.

15

Menetelmän mukaan voidaan suorittaa paikantamista pakettikytkentäisessä verkossa käyttäen hyväksi piirikytkentäistä paikantamispalvelinta. Menetelmän eräänä etuna on, että SS7-protokollan signalointia voidaan käyttää hyväksi pakettikytkentäiseen paikantamiseen ja että tämä signalointi säilyy 20 muuttumattomana nykyisessä piirikytkentäisessä paikantamisessa käytettävän signaloinnin suhteen (koska paikantamiseen tarvittavat lisätiedot kuljetetaan kuljetuskerroksessa), jolloin pakettikytkentäisen verkon paikantamisen toteuttamisessa voidaan hyödyntää (vanhan) piirikytkentäisen verkon (SS7-signalointia käyttävää) paikantamiskeskusta 25

Keksinnön toisen aspektin mukaan esitetään järjestelmä tilaajapäätelaitteen paikantamisen suorittamiseksi pakettikytkentäisessä matkapuhelinverkossa, joka matkapuhelinverkko käsittää ydinverkon elementin, tukiasemia sekä tukiasemia ohjaavan tukiasemaohjaimen sekä 30 matkapuhelinverkon päätelaitteen, ja yhteydet matkapuhelinverkossa on järjestetty pakettikytkentäisiksi, ja järjestelmälle on tunnusomaista se, että se käsittää matkapuhelinverkkoon tukiasemaohjaimen kanssa toiminnalliseen 111044 7 yhteyteen liitetyn paikantamisyksikön päätelaitteen paikan määrittämiseksi, ja että yhteys tukiasemaohjaimen ja paikantamisyksikön välillä on piirikytkentäinen, ja mainittu tukiasemaohjain käsittää sekä piirikytkentäisen että pakettikytkentäisen toiminnallisuuden 5 piirikytkentäisten ja vastaavasti pakettikytkentäisten sanomien käsittelemiseksi, välineet assosiaation muodostamiseksi piirikytkentöisen ja pakettikytkentäisen toiminnallisuuden välille määrättyyn paikannukseen liittyvän tiedon siirtämiseksi pakettikytkentäisen toiminnallisuuden ja piirikytkentäisen toiminnallisuuden välillä.

10

Keksintö soveltuu paikantamiseen suorittamiseen esim. GSM pohjaisessa GPRS tai EGPRS pakettivälitteisessä radiojärjestelmässä jossa on käytössä GERAN (GSM EDGE Radio Access Network) tukiasemaohjain.

15 Keksinnön kolmannen aspektin mukaan on toteutettu pakettikytkentäisen matkaviestintäjärjestelmän verkkoelementti, joka käsittää välineet pakettivälitteisen toiminnallisuuden toteuttamiseksi pakettivälitteisten sanomien käsittelemiseksi, verkkoelementille on tunnusomaista se, että se käsittää välineet piirikytkentäisen toiminnallisuuden toteuttamiseksi 20 piirikytkentäisten sanomien käsittelemiseksi, ja välineet assosiaation muodostamiseksi piirikytkentäisen ja pakettikytkentäisen toiminnallisuuden välille määrättyyn viestintään liittyvän « tiedon siirtämiseksi pakettikytkentäisen toiminnallisuuden ja piirikytkentäisen toiminnallisuuden välillä.

25

Keksinnön edulliset suoritusmuodot ovat epäitsenäisten patenttivaatimusten kohteena.

Keksinnön mukaisella menetelmällä ja järjestelmällä on seuraavanlaisia etuja.

30 Voidaan välttää erillisten laitteiden käyttö pakettikytkentäisen paikantamispalvelun toteuttamisessa. Lisäksi keksinnön mukaan ei suuria muutoksia olemassaoleviin laitteisiin tarvitse tehdä, ja verkon signalointi yhdenmukaistuu, ja aikaansaadaan suhteellisen nopea paikantamispalvelun 111044 8 jonka toteuttaminen on ajallisesti nykyiseen pakettikytkentäiseen verkkoon suhteellisen nopeaa ja kustannuksiltaan verkko-operaattorille suhteellisen edullista. Paikantamistoiminta nopeutuu kun tietyissä tapauksissa ei tarvitse ollenkaan avata erityistä pakettisii rtoyhteyttä päätelaitteen ja 5 paikantamiskeskuksen välillä.

Keksinnön mukaisella menetelmällä mahdollistetaan paikantamistapalveluja GERAN (GSM EDGE Radio Access Network) -järjestelmässä käyttämällä Lb liityntäpintaa pakettikytkentään soveltuvalla tavalla sekä ottamalla käyttöön 10 pakettikytkentään soveltuvia protokollapinoja GERAN-järjestelmän BSC- ja SMLC- verkko-elementeissä.

KUVIOIDEN LYHYT SELOSTUS

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

Kuvio 1A esittää esimerkkiä solukkoradioverkon rakenteesta; 20 Kuvio 1B esittää tarkemmin solukkoradioverkkoa lohkokaaviona,

Kuvio 1C esittää piirikytkentäistä yhteyttä; *<

Kuvio 1 D esittää pakettikytkentäistä yhteyttä; 25

Kuvio 2 kuvaa esimerkkiä solukkoradioverkon tiettyjen osien protokollapinoista;

Kuvio 3 on vuokaavio havainnollistaen paikantamismenetelmässä suoritettavia toimenpiteitä; 30

Kuvio 4 on signaalisekvenssikaavio kuvaten paikantamismenetelmässä suoritettavaa signalointia, 111044 9

Kuvio 5 esittää keksinnön mukaisen tukiasemaohjaimen toteutuksen lohkokaaviona; ja

Kuvio 6 esittää keksinnön mukaista piirikytkentäistä protokollasignalointia Lb-5 rajapinnan yli.

KEKSINNÖN YKSITYISKOHTAINEN SELITYS

Viitaten kuvioihin 1A ja 1B selostetaan tyypillinen pakettikytkentäisen 10 radiojärjestelmän rakenne ja sen liittymät kiinteään puhelinverkkoon ja pakettisiirtoverkkoon. Kuvio 1B sisältää vain sovellusmuotojen selittämisen kannalta oleelliset lohkot, mutta alan ammattimiehelle on selvää, että tavanomaiseen pakettisolukkoradioverkkoon sisältyy lisäksi muitakin toimintoja ja rakenteita, joiden tarkempi selittäminen ei tässä ole tarpeen. Radiojärjestelmä voi 15 olla esimerkiksi GSM-pohjainen GPRS tai EGPRS, laajakaistaista koodijakoista monikäyttömenetelmää (Wideband Code Division Multiple Access) käyttävä universaali matkapuhelinjärjestelmä UMTS, tai kyseisten järjestelmien välimuoto, jossa radioverkon rakenne on hahmotettu UMTS-tyylisesti ja radioverkkoa kutsutaan GERAN:iksi (GSM Enhanced Radio Access Network), ja jossa 20 radiorajapinta on kuitenkin GSM-pohjainen normaali radiorajapinta tai EDGE-modulaatiota käyttävä radiorajapinta.

Kuvioiden 1A ja 1B kuvaus pohjautuu lähinnä UMTSrään.

Matkapuhelinjärjestelmän pääosat ovat ydinverkko (Core Network) CN, 25 universaalin matkapuhelinjärjestelmän maanpäällinen radioliittymäverkko (UMTS Terrestrial Radio Access Network) eli lyhyemmin ilmaistuna radioverkko UTRAN ja tilaajapäätelaite (User Equipment) UE. CN:n ja UTRAN:in välinen rajapinta on nimeltään lu, ja UTRAN:in ja UE:n välinen ilmarajapinta on nimeltään Uu.

30 UTRAN muodostuu radioverkkoalijärjestelmistä (Radio Network Subsystem) RNS. RNS:ien välinen rajapinta on nimeltään lur. RNS muodostuu radioverkkokontrollerista (Radio Network Controller) RNC ja yhdestä tai useammasta B-solmusta (Node B) B. RNC:n ja B:n välinen rajapinta on 111044 10 nimeltään lub. B-solmun kuuluvuusaluetta eli solua merkitään kuviossa 1A C:llä. RNS:ää voidaan myös kutsua perinteisemmällä nimellä tukiasemajärjestelmä (Base Station Subsystem, BSS). Radiojärjestelmän verkko-osa käsittää siis radioverkon UTRAN ja ydinverkon CN.

5

Kuviossa 1A esitetty kuvaus on hyvin yleisellä tasolla, joten sitä selvennetään kuviossa 1B esittämällä mikä GSM-järjestelmän osa suunnilleen vastaa mitäkin UMTS:in osaa. On huomattava, että esitetty kuvaus ei ole mitenkään sitova, vaan suuntaa antava, sillä UMTS:in eri osien vastuut ja toiminnot ovat vielä 10 suunnittelun alla.

Tilaajapäätelaite 150 voi olla esimerkiksi kiinteästi sijoitettu, ajoneuvoon sijoitettu tai kannettava mukana pidettävä päätelaite. Radioverkon infrastruktuuri UTRAN muodostuu radioverkkoalijärjestelmistä RNS eli tukiasemajärjestelmistä.

15 Radioverkkoalijärjestelmä RNS muodostuu radioverkkokontrollerista RNC eli tukiasemaohjaimesta 102 ja sen ohjauksessa olevasta ainakin yhdestä B-solmusta eli tukiasemasta 100.

Tukiasemassa 100 on multiplekseri 116, useita lähetinvastaanottimia 114, ja 20 ohjausyksikkö 118, joka ohjaa lähetinvastaanottimien 114 ja multiplekserin 116 toimintaa. Multiplekserillä 116 sijoitetaan useiden lähetinvastaanottimen 114 käyttämät liikenne- ja ohjauskanavat siirtoyhteydelle 160.

Tukiaseman 100 lähetinvastaanottimista 114 on yhteys antenniyksikköön 112, 25 jolla toteutetaan kaksisuuntainen radioyhteys Uu tilaajapäätelaitteeseen 150. Kaksisuuntaisessa radioyhteydessä Uu siirrettävien kehysten rakenne on tarkasti määritelty.

Tukiasemaohjain RNC (viite 102) käsittää ryhmäkytkentäkentän 120 ja 30 ohjausyksikön 124. Ryhmäkytkentäkenttää 120 käytetään puheen ja datan kytkentään sekä yhdistämään signalointipiirejä. Tukiaseman 100 ja tukiasemaohjaimen 102 muodostamaan tukiasemajärjestelmään RNS kuuluu lisäksi transkooderi 122.

111044 11

Tukiasemaohjaimen 102 ja tukiaseman 100 välinen työnjako ja fyysinen rakenne voivat vaihdella toteutuksesta riippuen. Tyypillisesti tukiasema 100 huolehtii edellä kuvatulla tavalla radiotien toteutuksesta. Tukiasemaohjain 102 hallinnoi 5 tyypillisesti seuraavia asioita: radioresurssien hallinta, solujen välisen kanavanvaihdon kontrolli, tehonsäätö, ajastus ja synkronointi, tilaajapäätelaitteen kutsuminen (paging).

Transkooderi 122 sijaitsee yleensä mahdollisimman lähellä 10 matkapuhelinkeskusta 132 (MSC, Mobile services Switching Centre), koska puhe voidaan tällöin siirtokapasiteettia säästäen siirtää matkapuhelinjärjestelmän muodossa transkooderin 122 ja tukiasemaohjaimen 102 välillä. Transkooderi 122 muuntaa yleisen puhelinverkon ja radiopuhelinverkon välillä käytettävät erilaiset puheen digitaaliset koodausmuodot toisilleen sopiviksi, esimerkiksi kiinteän 15 verkon 64 kbit/s muodosta solukkoradioverkon johonkin muuhun (esimerkiksi 13 kbit/s) muotoon ja päinvastoin. Tässä ei tarkemmin kuvata vaadittavia laitteistoja, mutta voidaan kuitenkin todeta, ettei muulle datalle kuin puheelle suoriteta muunnosta transkooderissal 22.

20 Ohjausyksikkö 124 suorittaa puhelunohjausta, liikkuvuuden hallintaa, tilastotietojen keräystä ja signalointia.

» I

> · : Ydinverkko CN muodostuu UTRAN:in ulkopuolisesta matkapuhelinjärjestelmään kuuluvasta infrastruktuurista. Kuviossa 1 B kuvataan ydinverkon CN 25 piirikytkentäiseen siirtoon kuuluvista laitteista matkapuhelinkeskus 132.

Kuten kuviosta 1B nähdään voidaan kytkentäkentällä 120 suorittaa kytkentöjä (kuvattu mustilla palloilla) sekä yleiseen puhelinverkkoon 134 (PSTN, Public Switched Telephone Network) matkapuhelinkeskuksen 132 välityksellä että 30 pakettisiirtoverkkoon 142, kuten GPRS-verkkoon. Yleisessä puhelinverkossa 134 tyypillinen päätelaite 136 on tavallinen tai ISDN-puhelin (Integrated Services Digital Network). Pakettisiirto suoritetaan tietoverkon, kuten Internetin, 146 välityksellä matkapuhelinjärjestelmään liittyvästä tietokoneesta 148 111044 12 tilaajapäätelaitteeseen 150 liitettyyn kannettavaan tietokoneeseen 152. Tilaajapäätelaitteen 150 ja kannettavan tietokoneen 152 yhdistelmän asemasta voidaan käyttää esim. WAP-puhelinta (Wireless Application Protocol) tai ns. kommunikaattoria eli Nokia 9110 Communicator-tyyppistä laitetta joka sisältää 5 sekä matkaviestimen että PDA-laitteen (Personal Digital Assistant).

Pakettisiirtoverkon 142 ja kytkentäkentän 120 välisen yhteyden luo tukisolmu 140 (SGSN ss Serving GPRS Support Node). Tukisolmun 140 tehtävänä on siirtää paketteja tukiasemajärjestelmän ja porttisolmun (GGSN = Gateway GPRS 10 Support Node) 144 välillä, ja pitää kirjaa tilaajapäätelaitteen 150 sijainnista alueellaan.

Porttisolmu 144 yhdistää julkisen pakettisiirtoverkon 146 ja pakettisiirtoverkon 142. Rajapinnassa voidaan käyttää Internet-protokollaa tai X.25-protokollaa.

15 Porttisolmu 144 kätkee kapseloimalla pakettisiirtoverkon 142 sisäisen rakenteen julkiselta pakettisiirtoverkolta 146, joten pakettisiirtoverkko 142 näyttää julkisen pakettisiirtoverkon 146 kannalta aliverkolta, jossa olevalle tilaajapäätelaitteelle 150 julkinen pakettisiirtoverkko 146 voi osoittaa paketteja ja jolta voi vastaanottaa paketteja.

20

Pakettisiirtoverkko 142 on tyypillisesti yksityinen Internet-protokollaa käyttävä verkko, joka kuljettaa signalointia ja käyttäjän dataa. Verkon 142 rakenne voi vaihdella operaattorikohtaisesti sekä arkkitehtuuriltaan että protokollaltaan

Internet-protokollakerroksen alapuolella.

25

Julkinen pakettisiirtoverkko 146 voi olla esimerkiksi maailmanlaajuinen Internet, johon yhteydessä oleva päätelaite 148, esimerkiksi palvelintietokone, haluaa siirtää paketteja tilaajapäätelaitteelle 150.

30 Kuviossa 1C kuvataan kuinka tilaajapäätelaitteen 150 ja yleisen puhelinverkon päätelaitteen 136 välille luodaan piirikytkentäinen siirtoyhteys. Kuvioissa kuvataan vahvennetulla viivalla miten data kulkee järjestelmän läpi . ilmarajapinnassa 170, antennista 112 lähetinvastaanottimeen 114 ja sieltä 111044 13 multiplekserissä 116 multipleksattuna siirtoyhteyttä 160 pitkin kytkentäkenttään 120, jossa on muodostettu kytkentä transkooderiin 122 menevään ulostuloon, ja sieltä edelleen matkapuhelinkeskuksessa 132 tehdyn kytkennän kautta yleiseen puhelinverkkoon 134 kytkettyyn päätelaitteeseen 136. Tukiasemassa 100 5 ohjausyksikkö 118 ohjaa multiplekseria 116 siirron suorittamisessa, ja tukiasemaohjaimessa 102 ohjausyksikkö 124 ohjaa kytkentäkenttää 120 oikeankytkennän suorittamiseksi.

Kuviossa 1 D kuvataan pakettikytkentäinen siirtoyhteys. Tilaajapäätelaitteeseen 10 UE (viite 150 kuviossa 1B) on nyt kytketty kannettava tietokone 152. Vahvennettu viiva kuvaa kuinka siirrettävä data kulkee palvelintietokoneelta 148 kannettavalle tietokoneelle 152. Tietoa voidaan siirtää tietysti myös päinvastaisessa siirtosuunnassa, siis kannettavalta tietokoneelta 152 palvelintietokoneelle 148.

Data kulkee järjestelmän läpi ilmarajapinnassa eli Um-rajapinnassa 170, 15 antennista 112 lähetinvastaanottimeen 114 ja sieltä multiplekserissä 116 multipleksattuna siirtoyhteyttä (viite 160 kuviossa 1B) Abis-rajapinnassa pitkin kytkentäkenttään 120, jossa on muodostettu kytkentä tukisolmuun 140 menevään ulostuloon Gb-rajapinnassa, tukisolmusta 140 data viedään pakettisiirtoverkkoa 142 pitkin porttisolmun 144 kautta kytkeytyen julkiseen 20 pakettisiirtoverkkoon 146 kytkeytyneeseen palvelintietokoneeseen 148.

Kuvioissa 1 C ja 1 D ei ole selvyyden vuoksi kuvattu tapausta, jossa siirretään samanaikaisesti sekä piiri- että pakettikytkentäistä dataa. Tämä on kuitenkin täysin mahdollista ja yleistä, sillä piirikytkentäisen datan siirrosta vapaata 25 kapasiteettia voidaan joustavasti ottaa käyttöön pakettikytkentäisen siirron toteuttamiseksi. Myös sellainen verkko voidaan rakentaa, jossa verkossa ei siirretä ollenkaan piirikytkentäistä dataa vaan ainoastaan pakettidataa. Tällöin verkon rakennetta voidaan yksinkertaistaa.

30 Tarkastellaan vielä uudestaan kuviota 1D. UMTS-järjestelmän eri kokonaisuudet - CN, UTRAN, RNS, RNC, B - on hahmotettu kuvioon katkoviivalla toteutetuilla laatikoilla. Ydinverkon CN pakettikytkentäiseen siirtoon kuuluvia laitteita kuvataan nyt myös tarkemmin. Tukisolmun 140, pakettisiirtoverkon 142 ja porttisolmun 144 14 111044 lisäksi ydinverkkoon kuuluu myös porttipaikannuskeskus (Gateway Mobile Location Center, GMLC) 186, ja kotirekisteri (Home Location Register, HLR) 184.

Porttipaikannuskeskuksen 186 tehtävä on tarjota ulkopuoliselle 5 paikannuspalvelun asiakkaalle 188 kyseinen palvelu. Kotirekisteri 184 sisältää paikannuspalvelun tilaajatiedot ja reititysinformaation. Lisäksi paikannuspalvelussa tarvittavista laitteista kuvataan kuviossa 1D paikannuskeskus (Serving Mobile Location Center) 182, joka voi sijaita kuvatulla tavalla tukiasemaohjaimessa RNC, esimerkiksi sen ohjausosassa 124, tai sitten 10 se voisi sijaita myös erillisenä laitteena, joka on kytketty joko tukiasemaohjaimeen RNC tai tukisolmuun 140.

Edelleen kuvataan vielä paikan mittausyksikkö (Location Measurement Unit, LMU) 180, joka voi sijaita joko tukiasemassa B, esimerkiksi sen ohjausosassa 15 118, tai sitten erillisenä tukiasemaan B kytkettynä laitteena.

Paikanmittausyksikön 180 tehtävänä on suorittaa paikannusmenetelmässä mahdollisesti tarvittavia radiomittauksia.

Tilaajapäätelaitteen paikanmittausyksikkö 180 on verkkoelementti josta 20 käytetään myöskin nimitystä SMLC (Serving Mobile Location Center).

Kuviossa 1D kuvataan myös tilaajapäätelaitteen UE rakennetta esillä olevan sovelluksen kannalta mielenkiintoisilta osiltaan. Tilaajapäätelaite UE käsittää antennin 190, jonka välityksellä lähetinvastaanotin 192 vastaanottaa signaalin 25 radiotieltä 170. Tilaajapäätelaitteen UE toimintaa ohjaa ohjausosa 194, joka tyypillisesti on mikroprosessori tarvittavine ohjelmistoineen.

Tilaajapäätelaite UE käsittää kuvattujen osien lisäksi myös käyttöliittymän, joka muodostuu tyypillisesti kaiuttimesta, mikrofonista, näytöstä ja näppäimistöstä, ja 30 akun. Näitä ei kuitenkaan tässä tarkemmin kuvata koska ne eivät ole esillä olevan keksinnön kannalta kiinnostavia.

« 111044 15 Tässä ei myöskään tämän tarkemmin kuvata tukiaseman B lähetinvastaanottimen rakennetta, eikä myöskään tilaajapäätelaitteen UE lähetinvastaanottimen rakennetta, koska alan ammattimiehelle on selvää miten kyseiset laitteet toteutetaan. Voidaan esimerkiksi käyttää normaalia EGPRSin 5 mukaista radioverkon lähetinvastaanotinta ja tilaajapäätelaitteen lähetinvastaanotinta. Paikantamiseen liittyvä toiminta suoritetaan ylemmillä OSI-mallin (Open Systems Interconnection) tasoilla, erityisesti kolmoskerroksessa.

Kuviossa 2 kuvataan esimerkinomaisesti EGPRS:n ohjaustason (Control Plane) 10 protokollapinoja. Todettakoon tässä, että sovellusmuodot eivät kuitenkaan ole rajoittuneet EGPRS:ään. Protokollapinot on muodostettu ISO:n (International Standardization Organization) OSI-mallin (Open Systems Interconnection) mukaisesti. OSI-mallissa protokollapinot jaetaan kerroksiin. Kerroksia voi periaatteessa olla seitsemän. Kuviossa 2 on kuvattu kunkin verkkoelementin 15 osalta mitä protokollan osia kyseisessä verkkoelementissä käsitellään.

Verkkoelementit ovat tilaajapäätelaite MS, tukiasemajärjestelmä BSS, tukisolmu SGSN ja paikannuskeskus SMLC. Tukiasemaa ja tukiasemaohjainta ei ole kuvattu erikseen, koska niiden välille ei ole määritetty rajapintaa. Tukiasemajärjestelmälle BSS määrätty protokollakäsittely voidaan siis 20 periaatteessa jakaa vapaasti tukiaseman 100 ja tukiasemaohjaimen 102 kesken, käytännössä ei kuitenkaan transkooderille 122, vaikka se tukiasemajärjestelmään BSS kuuluukin. Eri verkkoelementit on erotettu niiden välisillä rajapinnoilla Um,

Gb ja Gn.

25 Kussakin laitteessa MS, BSS, SGSN, SMLC, oleva kerros viestii toisessa laitteessa olevan kerroksen kanssa loogisesti. Ainoastaan alimmat, fyysiset kerrokset viestivät toistensa kanssa suoraan. Muut kerrokset käyttävät aina seuraavan, alemman kerroksen tarjoamia palveluita. Viestin on siis fyysisesti kuljettava pystysuunnassa kerroksien välillä, ja ainoastaan alimmassa 30 kerroksessa (ns. fyysinen kerros) viesti kulkee vaakasuunnassa kerrosten välillä.

16 111044

Varsinainen bittitason tiedonsiirto tapahtuu alinta ensimmäistä eli fyysistä kerrosta RF, L1 käyttäen. Fyysisessä kerroksessa määritellään mekaaniset, sähköiset ja toiminnalliset ominaisuudet fyysiseen siirtotiehen liittymiseksi.

5 Seuraava toinen kerros eli siirtoyhteyskerros käyttää fyysisen kerroksen palveluita luotettavan tiedonsiirron toteuttamiseksi huolehtien esimerkiksi siirtovirheiden korjauksesta. Ilmarajapinnassa 170 siirtoyhteyskerros jakautuu RLC/MAC-alikerrokseen ja LLC-alikerrokseen. Kolmas kerros eli verkkokerros tarjoaa ylemmille kerroksille riippumattomuuden tiedonsiirto- ja 10 kytkentätekniikoista, joilla hoidetaan laitteiden välinen yhteys.

Verkkokerros huolehtii esimerkiksi yhteyden muodostuksesta, ylläpidosta ja purusta. GSM:ssä verkkokerrosta nimitetään myös signalointikerrokseksi. Sillä on kaksi päätehtävää: viestien reititys (routing), ja useiden itsenäisten yhteyksien 15 mahdollistaminen samanaikaisesti kahden entiteetin välillä. Verkkokerros käsittää istunnonhallinta-alikerroksen SM (Session management) ja liikkuvuudenhallinta-alikerroksen GMM (GPRS Mobility Management).

Liikkuvuudenhallinta-alikerros GMM huolehtii tilaajapäätelaitteen käyttäjän 20 liikkumisesta aiheutuvista seurauksista, jotka eivät suoraan liity radioresurssienhallintaan. Kiinteän verkon puolella tämä alikerros huolehtisi käyttäjän valtuuksien tarkastamisesta ja verkkoon kytkemisestä. Solukkoradioverkoissa tämä alikerros siten tukee käyttäjän liikkuvuutta, rekisteröitymistä ja liikkumisen aiheuttaman datan hallintaa. Lisäksi tämä 25 alikerros tarkastaa tilaajapäätelaitteen identiteetin ja sallittujen palveluiden identiteetit. Tämän alikerroksen viestiensiirto tapahtuu tilaajapäätelaitteen MS ja tukisolmun SGSN välillä.

Istunnonhallinta-alikerros SM hallitsee kaikkia pakettikytkentäisen puhelun 30 hallintaan liittyviä toimintoja, mutta se ei havaitse käyttäjän liikkumista.

Istunnonhallinta-alikerros SM perustaa, ylläpitää ja vapauttaa yhteydet. Sillä on omat proseduurinsa tilaajapäätelaitteen 150 aloittamille ja siihen päättyville « 111G44 17 puheluille. Tämänkin alikerroksen viestiensiirto tapahtuu tilaajapäätelaitteen MS ja tukisolmun SGSN välillä.

Tukiasemajärjestelmässä BSS istunnonhallinta-alikerroksen SM ja 5 liikkuvuudenhallinta-alikerroksen GMM viestit käsitellään läpinäkyvästi, eli niitä vain siirretään edestakaisin.

LLC-kerros (Logical Link Control) toteuttaa luotettavan salaavan loogisen linkin SGSN:n ja MS:n välille. LLC on itsenäinen ja alemmista kerroksista riippumaton, 10 jotta ilmarajapinnan muuttuminen vaikuttaisi matkapuhelinverkon verkko-osaan mahdollisimman vähän. Siirrettävä informaatio ja käyttäjätiedot suojataan salauksella. Um ja Gb-rajapintojen välillä LLC-data siirretään LLC:n välittävällä tasolla LLC RELAY. MAC-taso (Medium Access Control) on vastuussa seuraavien tehtävien suorittamisesta: datan ja signaloinnin multipleksoiminen 15 sekä nousevan siirtotien (ti laaj apaäte I a itte e Itä verkko-osaan päin) että laskevan siirtotien (verkko-osasta tilaajapäätelaitteelle päin) yhteyksillä, nousevan siirtotien resurssipyyntöjen hallinta sekä laskevan siirtotien liikenteen resurssien jako ja ajoitus. Myös liikenteen priorisoinnin hallinta kuuluu tälle tasolle. RLC-taso (Radio Link Control) huolehtii LLC-tason datan eli LLC-kehyksien välittämisestä MAC-20 tasolle; RLC pilkkoo LLC-kehykset RLC-datablokeiksi jotka se välittää MAC-kerrokselle. Nousevan siirtotien suunnassa RLC rakentaa RLC-datablokeista LLC-kehyksiä, jotka se siirtää LLC-kerrokselle. Fyysinen taso toteutetaan « i

Um-rajapinnassa radioyhteydellä, esimerkiksi GSM:ssä määritellyllä ilmarajapinnalla. Fyysisellä tasolla suoritetaan esimerkiksi kantoaallon modulointi, 25 lomitus ja virheenkorjaus lähetettävälle datalle, synkronointi, ja lähettimen tehon säätö.

GPRS tunnelointiprotokolla GTP (GPRS Tunnelling Protocol) tunneloi signaloinnin runkoverkkoa pitkin eri SGSN:n GGSN:n välillä. GTP voi, jos niin 30 halutaan, toteuttaa vuonvalvonnan SGSN:n ja GGSN:n välillä. UDP (User Datagram Protocol) siirtää ne GTP-kerroksen datapaketit, joiden protokolla ei tarvitse luotettavaa linkkiä, esimerkiksi käytettäessä internet-protokollaa IP (Internet Protocol). Käyttäjätasolla voitaisiin käyttää myös TCP:tä (Transmission 111044 18

Control Protocol), joka tuottaa sen välityksellä siirrettäville paketeille vuonvalvonnan, sekä suojan katoamista ja korruptoitumista vastaan. UDP vastaavasti tuottaa vain suojan paketin korruptoitumista vastaan.

5 IP on GPRS:n runkoverkkoprotokolla, jonka toimintoina ovat käyttäjän datan ja kontrollidatan reitittäminen. IP voi perustua IPv4-protokollaan, mutta myöhemmässä vaiheessa siirrytään protokollan IPv6 käyttöön. BSSGP-taso (Base Station Subsystem GPRS Protocol) kuljettaa ylempien kerrosten datan lisäksi reititykseen ja palvelun laatuun liittyvää informaatiota BSS:n ja SGSN:n 10 välillä. Tämän informaation fyysisen kuljettamisen suorittaa FR-taso (Frame Relay). NS (Network Service) välittää BSSGP protokollan mukaiset sanomat.

Seuraavaksi kuvataan kuvioihin 3 - 6 viitaten esimerkkinä siitä miten tilaajapäätelaitteen paikantamismenetelmän signalointi keksinnön mukaan voi 15 toimia ja kuinka sitä voidaan käyttää. Kuvio 3 on vuokaavio havainnollistaen paikantamismenetelmässä suoritettavia toimenpiteitä, ja kuvio 4 on signaalisekvenssikaavio kuvaten paikantamismenetelmässä suoritettavaa signalointia.

20 On otettava huomioon että kuvattu esimerkki käyttää toimenpiteitä joita ei vielä ole spesifioitu 3GPP (3rd Generation Partnership Project) kolmannessa vaiheessa, joten käytetyt nimitykset saattavat tulevaisuudessa muuttua tässä : käytetyistä.

25 Lisäksi esimerkiksi SMLC ja tukiasemaohjain saattavat käytännössä olla samaa laitetta. Keksinnön mukaista menetelmää kannattaa kuitenkin käyttää silloinkin mahdollistamaan assosiaation avulla luotavaa yhteyttä haluttuun päätteeseen.

Toiminta alkaa vaiheesta 301 paikantamispyynnöllä vaiheessa 302. Tällainen 30 pyyntö 400, 401 voi olla joko käyttäjän liikkuvasta terminaalista saatu MOLR pyyntö 401 tai toisen verkkoelementin kautta saatu MTLR pyyntö 400. Toiminta on molemmissa tapauksessa samanlainen.

111044 19

Kuvion 4 mukaan paikantamispalveiun sisäinen tai ulkopuolinen asiakas tai vaihtoehtoisesti liikkuva pääte MS pyytää tietoa jonkin tilaajapäätelaitteen sijainnista lähettämällä paikantamispalvelupyynnön 400,401, jonka pyynnön vastaanottaa SGSN. Tarvittava reititysinformaatio oikealle SGSN:lle saadaan 5 HLR:stä erityisellä reititysinformaatiopyynnöllä, johon reititysinformaatiopyyntöön HLR vastaa reititysinformaatiokuittauksella. Tämä toiminta katsotaan tunnetuksi eikä sitä käsitellä sen enempää. Reititysinformaation perusteella GMLC tietää oikean SGSN:n, jolle lähetetään pyyntö saada tilaajapäätelaitteen sijainti.

10 Kuvion 3 seuraavassa vaiheessa 303 kyseinen SGSN lähettää seuraavaksi BSSGP-sanoman 402 pakettiohjaimelle (eli tukiasemaohjaimen GERAN pakettikytkentäiselle toiminnallisuudelle PCU) liittäen mukaan vähintään TLLI-tiedon (Temporary Logical Link Identity) sekä BVCI-tiedon (BSSGP Virtual Connection Identifier). BVCI-tieto ilmoittaa sen solun, jossa liikkuva pääte toimii.

15

Pakettiohjain PCU tutkii vaiheessa 304 vastaanotettua BSSGP sanomaa 402, ja jos sanoma on paikantamissanoma, konvertoi sanoman BSSAP-LE protokollaan sopivaksi, jotta piirikytkennän ohjain, eli tukiasemaohjaimen GERAN piiriikytkentäinen toiminnallisuus BSC (ks. Kuvio 5) pystyisi välittämään sanoman 20 403 edelleen SMLC:lle sanomalle 403 avattavan SCCP yhteyden kautta.

Seuraavassa vaiheessa 305 paikannuspyyntösanoma 403 välitetään SMLC:lle * muodostetun SCCP-yhteyden välityksellä lisätietona BSSAP-LE-protokollan avulla.

25 SMLC vastaanottaa vaiheessa 306 avatun SCCP yhteyden kautta paikantamis-pyyntösanoman 403, johon on liitetty sanottu BSSAP-LE tasoinen sanoma sekä toteuttaa paikantamispyynnön halutulla menetelmällä. Koska on luotu SCCP yhteys, SMLC voi vaiheessa 306 aloittaa kommunikoinnin MS suuntaan 30 tukiasemaohjaimen kautta käyttäen tätä avattua SCCP yhteyttä. Koska tukiasemaohjain BSC tietää TLLI-tiedon avulla mihin pakettiyhteyteen SCCP yhteys liittyy (assosiaatio), niin tukiasemaohjain voi aloittaa kommunikoinnin . oikean päätteen kanssa. Tämän 409 kommunikoinnin avulla toteutetaan 111044 20 paikantamista käyttäen pyydettyä menetelmää, ja paikkatieto tai paikkatietoon perustuvaa muuta tietoa palautetaan käyttäen BSSAP-LE sanomaa luodun SCCP yhteyden 405 kautta. Tieto joka tässä siirtyy on pitkälti riippuvainen käytettävästä paikannusmenetelmästä. Yhteistä eri menetelmille on kuitenkin se 5 että jonkunlainen signaali tarvitaan päätelaitteelta MS (eli joko matkaviestinverkon rf-linkin yli lähetettävä tai esim. GPS lähetinvastaanottimen signaali riippuen käytettävästä paikannusmenetelmästä), jotta se voidaan paikantaa tarvittavalla tarkkuudella.

10 Vaiheessa 307 piirikytkennän ohjain BSC välittää sanoman pakettiohjaimelle PCU joka lähettää sanoman 406 edelleen BSSGP protokollan kuljetettavaksi SGSN:lle. Tämän jälkeen SCCP yhteys voidaan purkaa. Kun SGSN on välittänyt palautetun tiedon 407,408 sen tilaajalle, niin toiminta loppuu vaiheessa 309.

15 Kuviossa 5 on esitetty karkea lohkokaavio keksinnön mukaisesta tukiasemaohjaimesta assosiaation toteuttamiseksi. Keksinnön mukaisessa GERAN (BSC, PCU) tukiasemaohjaimessa 501 on pakettikytkentäisen toiminnallisuuden protokollapino 502 ja piirikytkentäisen toiminnallisuuden protokollapino 503. Pakettikytkentäisen protokollapinon 502 avulla 20 tukiasemaohjain on pakettikytkentäisessä yhteydessä SGSN:ään 504 ja piirikytkentäisen protokollapinon 503 kautta tukiasemaohjain on piirikytkentäisessä yhteydessä SMLC-paikannuspalvelimeen 505.

Tukiasemaohjain 501 on lisäksi yhteydessä liikkuvaan MS asemaan ilmaliitynnän 25 Um kautta, mutta tätä ei yksinkertaisuuden vuoksi näytetä kuviossa 5.

Ohjainyksikkö 506 ohjaa assosiointia ja siten paketti- ja piirikytkentäistä kommunikointia tukiasemaohjaimessa, tallentaa assosiaation luomiseksi määrättyyn yhteyteen liittyvän paketti- ja piirikytkentäisten sanomien 30 identifikaatiotiedot (tai jopa koko paikantamissanoman) muistivälineeseen 507 sekä siirtää sanomat assosiaation löytymisen jälkeen vastaavaan kerrokseen toisessa protokollapinossa. Assosiaatiomuistiin on 505 tallennettu tarvittavat .· tiedot eli koko paikantamissanoma tai sanoman identifikaatiotiedot, eli 111044 21 määrättyyn LCS-sanomaan liittyvä TLLI-tunniste pakettiyhteyden tunnisteena ja esim. SCCP-tunniste (SCCP Connection ID) piirikytkentäisen yhteyden tunnisteena. Tämä voidaan toteuttaa esim taulukkona (kuten on kuviossa esitetty), jossa kullakin pakettiyhteyden tunnisteella TLLI1, TLLI2, TLLI3 jne on 5 vastaava piirikytkentäisen yhteyden tunniste SCCP-IDi, SCCP-ID2, SCCP-ID3 jne. Kun paikallistamisen paluuviesti saapuu, niin assosiaatiomuistin 507 tietojen avulla sanoma voidaan ohjata (eli konvertoida liittämällä siihen aina kulloinkin oikea tunniste ja muuttaa paketti- tai vastaavasti piirikytkentäiseksi viestiksi) siirrettäväksi toiseen protokollapinoon ja oikealle vastaanottajalle.

10

Kuviossa 6 on esitetty keksinnön mukainen yhteys Lb rajapinnan yli käyttäen SS7 protokollaa. L1 eli ensimmäinen kerros on fyysinen kerros ja MTP-protokollakerrosta käytetään viestien siirtämiseen paikantamiskeskuksen SMLC ja tukiasemaohjaimen BSC välillä (eli tukiasemaohjaimen GERAN

15 piirikytkentäisen tukiasemaohjain toiminnallisuuden välillä). SCCP-kerros toteuttaa virtuaalisen yhteyden vastekerrosten välille. Kolmas kerros L3 toteutetaan edullisesti BSSAP-LE protokollan mukaisesti ja toimii siirtoprotokollana sovelluskerroksille.

20 Keksinnön eräässä vaihtoehtoisessa suoritusmuodossa paikantamiskeskus SMLC on integroitu yhteen tukiasemaohjaimen GERAN kanssa. Kuitenkin tällöinkin paikantamiskeskus sijaitsee edullisesti tukiasemaohjaimen piirikytkentäisen toiminnallisuuden puolella toteuttaen edelleen keksinnön mukaisen assosioinnin tukiasemaohjaimen sisällä.

25

Tunnettuun tekniikkaan verrattuna uudet asiat toteutetaan edullisesti ohjelmallisesti, jolloin paikantamismenetelmä vaatii suhteellisen yksinkertaisia ohjelmistomuutoksia tarkasti rajattuihin toimintoihin radiojärjestelmän verkko-osassa ja paikantamispalvelimessa.

30

Edullisessa suoritusmuodossa verkon pakettivälitteisen puolen protokollapino käsittää ohjelmalliset välineet pakettiverkosta saadun paikantamiseen tarvittavan . sanoman havaitsemiseksi ja välineet tämän pakettiverkosta saadun sanoman 22 ή *: f' / I i iU^^f konvertoimiseksi sopivaksi välitettäväksi piirikytkentäisessä verkossa piirikytkentäisen protokollan alaisena oikealle päätteelle ja vastaavasti piirikytkentäisen puolen protokollapino käsittää ohjelmalliset välineet paikantamiseen tarvittavan sanoman havaitsemiseksi ja välineet tämän verkon 5 piirikytkentäisestä puolesta saadun sanoman konvertoitavaksi sopivaksi välitettäväksi pakettikytkentäisessä verkossa pakettikytkentäisen protokollan alaisena varustettuna oikealla pakettitunnisteella.

Keksinnön mukainen tukiasemaohjain käsittää tämän lisäksi välineet sanoman 10 siirtämiseksi pakettiverkon puolelta piirikytkentäisen verkon puolelle ja päinvastoin.

Paikantamisen ajaksi avattu SCCP-yhteys voidaan edullisesti käyttää hyväksi paikantamismenetelmän toteuttamisessa ja yhteys voidaan purkaa kun 15 paikantamisvastaus on annettu.

Vaikka keksintöä on edellä selostettu viitaten oheisten kuvioiden esimerkkiin, on selvää, että keksintöä ei ole rajoitettu siihen, vaan tällaista ohjelmallista toteutusta voidaan muuntaa monin tavoin oheisten patenttivaatimusten esittämän 20 keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

Claims (19)

111044

1. Menetelmä tilaajapäätelaitteen (MS) paikantamisessa pakettikytkentäisessä matkapuhelinverkossa, jossa päätelaitteen paikantamiseksi 5 välitetään sanoma matkapuhelinverkon tukiasemaohjaimen (GERAN, BSC, PCU) kautta, tunnettu siitä, että paikantamiseen tarvittavan viestinnän toteuttamiseksi käytetään matkapuhelinverkon tukiasemaohjaimessa (GERAN, BSC, PCU, 102, RNC) sekä piirikytkentäisiä että pakettikytkentäisiä sanomia, joiden välille luodaan assosiaatio (507), jonka avulla määrättyyn paikannukseen 10 liittyvä tieto siirretään pakettikytkentäisen toiminnallisuuden ja piirikytkentäisen toiminnallisuuden välillä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu määrättyyn paikannukseen liittyvä tieto on määrättyyn 15 paikannuspyyntöön liittyvä tieto.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu määrättyyn paikannukseen liittyvä tieto on määrätyn tilajaapäätelaitteen paikantamiseen liittyvä tieto. 20

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että paikantamismäärityksen suorittaa paikantamiskeskus (SMLC), ja tukiasemaohjaimen (GERAN, BSC) ja paikantamiskeskuksen (SMLC) välinen yhteys suoritetaan piirikytkentäisenä yhteytenä ja matkapuhelinverkon muut 25 yhteydet suoritetaan pakettikytkentäisinä yhteyksinä.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että , matkapuhelinverkon ydinverkon elementti (SGSN) välittää paikantamispyynnön tukiasemaohjaimelle (GERAN, BSC) pakettivälitteisenä pakettitunnisteella 30 varustettuna (BSSGP/TLLI) piirikytkentäisen yhteyden luomiseksi.

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, 111044 tunnettu siitä, että mainittu assosiaatio luodaan korreloimalla toisiinsa pakettikytkentäisen sanoman tunnus (TLLI) ja piirikytkentäisen sanoman tunnus (SCCP-ID).

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pakettikytkentäinen sanoma konvertoidaan sanomaksi, joka voidaan välittää piirikytkentäisen protokollan alaisena.

8. Patentivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 10 piirikytkentäinen sanoma konvertoidaan sanomaksi, joka voidaan välittää pakettikytkentäisen protokollan alaisena.

9. Patentivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pakettikytkentäinen toiminnallisuus käsittää pakettikytkentäisen protokollan 15 (BSSGP).

10. Patentivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että piirikytkentäinen toiminnallisuus käsittää piirikytkentäisen protokollan (SS7).

11. Patentivaatimuksen 4 ja 10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tukiasemaohjaimen (GERAN, BSC, RNC, 102) ja paikantamiskeskuksen (SMLC) välinen yhteys suoritetaan Lb rajapinnan yli käyttäen SS7-protokollaa.

12. Järjestelmä tilaajapäätelaitteen paikantamisen suorittamiseksi 25 pakettikytkentäisessä matkapuhelinverkossa, joka matkapuhelinverkko käsittää ydinverkon elementin (SGSN, 140), tukiasemia (100, B) sekä tukiasemia ohjaavan tukiasemaohjaimen (102, RNC, GERAN) sekä matkapuhelinverkon . päätelaitteen (MS, 150), ja yhteydet matkapuhelinverkossa on järjestetty pakettikytkentäisiksi, 30 tunnettu siitä, että järjestelmä käsittää matkapuhelinverkkoon tukiasemaohjaimen kanssa toiminnalliseen yhteyteen liitetyn paikantamisyksikön (SMLC) päätelaitteen (MS, 150) paikan määrittämiseksi, ja että yhteys tukiasemaohjaimen (102, RNC, GERAN) ja 111044 paikantamisyksikön (SMLC) välillä on piirikytkentäinen, ja mainittu tukiasemaohjain (102, RNC, GERAN) käsittää sekä piirikytkentäisen (BSC, SS7) että pakettikytkentäisen (PCU, BSSGP) toiminnallisuuden piirikytkentäisten ja vastaavasti pakettikytkentäisten sanomien 5 käsittelemiseksi, välineet (506, 507) assosiaation muodostamiseksi piirikytkentäisen ja pakettikytkentäisen toiminnallisuuden välille määrättyyn paikannukseen liittyvän tiedon siirtämiseksi pakettikytkentäisen toiminnallisuuden ja piirikytkentäisen toiminnallisuuden välillä. 10

13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että piirikytkentäinen toiminnallisuus käsittää piirikytkentäisen protokollapinon (SS7) ja pakettikytkentäinen toiminnallisuus käsittää pakettikytkentäisen protokollapinon (BSSGP). 15

14. Patenttivaatimuksen 12 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että tukiasemaohjain (501,102, RNC, GERAN) käsittää välineet (506) pakettivälitteisen sanoman konvertoimiseksi piirikytkentäiseksi sanomaksi.

15. Patenttivaatimuksen 12 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että tukiasemaohjain (501,102, RNC, GERAN) käsittää välineet (506) piirikytkentäisen sanoman konvertoimiseksi pakettivälitteiseksi sanomaksi.

16. Patenttivaatimusten 12 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että 25 tukiasemaohjaimen (102, RNC, GERAN) ja paikantamisyksikön (SMLC) välissä on Lb-rajapinta, ja kommunikointi mainitun Lb-rajapinnan yli on järjestetty hoidettavaksi SS7-protokollan mukaisesti. «-

17. Patenttivaatimusten 12 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että 30 järjestelmä käsittää signaalin saamisen päätelaitteelta (MS), jotta paikantamisyksikkö (SMLC) voi määrittää päätelaitteen paikan. • 111044

18. Pakettikytkentäisen matkaviestintäjärjestelmän verkkoelementti (501,

102, RNC, GERAN), joka käsittää välineet (PCU, BSSGP, 502) pakettivälitteisen toiminnallisuuden toteuttamiseksi pakettivälitteisten sanomien käsittelemiseksi, tunnettu siitä, että verkkoelementti käsittää 5 välineet piirikytkentäisen (BSC, SS7) toiminnallisuuden toteuttamiseksi piirikytkentäisten sanomien käsittelemiseksi, ja välineet (506, 507) assosiaation muodostamiseksi piirikytkentäisen ja pakettikytkentäisen toiminnallisuuden välille määrättyyn viestintään liittyvän tiedon siirtämiseksi pakettikytkentäisen toiminnallisuuden ja piirikytkentäisen 10 toiminnallisuuden välillä.

19. Patenttivaatimuksen 18 mukainen verkkoelementti, tunnettu siitä, että verkkoelementti käsittää välineet (502) piirikytkentäisen yhteyden muodostamiseksi 15 paikantamisyksikköön (SMLC), välineet (503) pakettivälitteisen yhteyden muodostamiseksi matkaviestinjärjestelmän ydinverkkoon päin, ja välineet (506, 507) matkaviestinjärjestelmän päätelaitteen paikantamisviestinnän käsittelemiseksi ja paketti- ja piirikytkentäisen 20 paikantamisviestinnän assosioimiseksi keskenään. » 111044