FI112138B - Kehittynyt menetelmä ja järjestely tiedon siirtämiseksi pakettiradiopalvelussa - Google Patents

Description

112138

Kehittynyt menetelmä ja järjestely tiedon siirtämiseksi pakettiradiopalve-lussa - Avancerat förfarande och anordning for att överföra information i ett paketradioservice 5 Keksintö liittyy yleisesti menetelmään ja järjestelyyn tiedon siirtämiseksi pakettira-diopalvelussa. Keksintö liittyy lisäksi tekniikkaan yksittäisten pakettikytkentäisten radioyhteyksien pakettitiedonsiirtoresursseihin liittyvien ohjaustietojen siirtämiseksi lähettävän laitteen ja vastaanottavan laitteen välisessä rajapinnassa.

Nimitys ’’matkaviestintäjärjestelmä” tarkoittaa yleisesti mitä tahansa tietoliikenne-10 järjestelmää, joka mahdollistaa langattoman tiedonsiirtoyhteyden matkaviestimen (MS) ja järjestelmän kiinteiden osien välillä, kun matkaviestimen käyttäjä on järjestelmän palvelualueella. Eräs tyypillinen matkaviestintäjärjestelmä on yleinen maanpäällinen matkaviestinverkko PLMN (Public Land Mobile Network). Suurin osa tämän patenttihakemuksen jättämisen ajankohtana käytössä olevista matkaviestintä-15 järjestelmistä kuuluu näiden järjestelmien toiseen sukupolveen, josta hyvin tunnettu esimerkki on GSM-järjestelmä (Global System for Mobile telecommunications). Keksintö koskee kuitenkin myös seuraavan eli kolmannen sukupolven matkaviestintäjärjestelmiä, kuten lyhenteellä UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) tunnettua järjestelmää.

MM

• · | ; ; 20 Useiden käyttäjien tietoliikennejärjestelmissä on oltava hyvin määritellyt menettely-• · » · ·. : tavat radioresurssien (aika, taajuus) varaamiseksi yksittäisille radioyhteyksille. Täs- .···* sä patenttihakemuksessa käsittelemme erityisesti pakettikytkentäisiä radioyhteyksiä • * " . solukkoradiojärjestelmissä, joissa jokaisessa solussa on tukiasema, joka on järjestetty olemaan yhteydessä useisiin matkaviestimiin. Esimerkkinä tarkastelemme tunnet-' · · · * 25 tua GPRS-järjestelmää (General Packet Radio Service), jonka tunnetut resurssienva-rausmenettelyt on esitetty ETSIn (European Telecommunications Standards Institu- • * :: te) julkaisemassa teknisessä spesifikaatiossa numero GSM 04.60. [1]

Pakettikytkentäiset langattomat verkot, kuten GPRS (General Packet Radio Service) • · · *;;·* on suunniteltu tarjoamaan tietopalveluja, kuten Intemet-palveluja, kustannus-:...;30 tehokkaasti. GPRS-järjestelmässä kanavia ei varata jatkuvasti yhdelle käyttäjälle, vaan ne jaetaan usean käyttäjän kesken. Tämä helpottaa tietojen tehokasta mul-.···. tipleksointia. Erilaisilla tietopalveluilla on kuitenkin erilaiset vaatimukset tiedonsiirtoyhteydelle. Esimerkiksi Internetin reaaliaikaiset palvelut ovat kasvattaneet suosiotaan muutaman viime vuoden aikana; IP (Internet Protocol) -puhelut ja erilai- 112138 2 set virtaussovellukset ovat jo yleisiä Internetissä. Näillä palveluilla on erilaiset vaatimukset tiedonsiirtoyhteydelle verrattuna esimerkiksi telekopioiden tai sähköpostiviestien siirtämiseen. Siksi tiedonsiirtoyhteys muodostetaan tavallisesti palveluvaatimusten, kuten palvelun laatutason (QoS) mukaan. Monenlaisten palveluiden 5 käyttäminen saman istunnon aikana edellyttää kuitenkin useiden yhteyksien eli ’’väliaikaisten lohkovirtausten” (TBF) käyttöä, jolloin niistä jokainen on omistettu tietyntyyppiselle palvelulle.

Tunnetun tekniikan ratkaisuihin liittyvien ongelmien ja tämän keksinnön idean ymmärtämisen helpottamiseksi kuvataan seuraavaksi lyhyesti tunnetun tekniikan mu-10 kaisen digitaalisen solukkoradiojärjestelmän rakennetta, ja sen jälkeen selostetaan tarkemmin GPRS-järjestelmää kuvaamalla lyhyesti mainitun spesifikaation [1] eräitä osia.

Kuva la esittää erästä versiota tekniikan tason mukaisesta GSM-solukkoradiojär-jestelmästä. Päätteet MS on kytketty radioverkkoon RAN, joka sisältää tukiasemat 15 ja tukiasemaohjaimet / radioverkko-ohjaimet RNC. Solukkoradiojärjestelmän ydin-verkossa CN on matkaviestinkeskuksia (MSC) ja niihin liittyviä tiedonsiirtojärjestelmiä. Jos järjestelmä tukee GPRS-palveluita, ydinverkossa on myös palvelevia GPRS-tukisolmuja (SGSN) ja GPRS-yhdysväylätukisolmuja (GGSN). Esimerkiksi GSM:stä kehitettyjen GSM vaihe 2+ -spesifikaatioiden mukaan ydin-.20 verkko voi tarjota uusia palveluja, kuten GPRS. Uudentyyppiset radioverkot voivat . . toimia yhdessä erityyppisten kiinteiden ydinverkkojen CN kanssa ja erityisesti ·;· ; GSM-järjestelmän GPRS-verkon kanssa.

• «

Kuva Ib esittää yleisen pakettiradiopalvelun (GPRS) arkkitehtuuria. GPRS on uusi •;. ·; palvelu, joka perustuu nyt GSM-järjestelmään, mutta sen on tarkoitus olla tulevai- .•••.25 suudessa yleinen. GPRS on yksi 3GPP:n (3. sukupolven yhteistyöprojektin) GSM vaihe 2+- ja UMTS-järjestelmiä koskevan standardointityön tavoitteista. GPRS-. . toimintaympäristössä on yksi tai useampia aliverkkopalvelualueita, jotka on kyt-ketty toisiinsa GPRS-runkoverkolla. Aliverkossa on joukko pakettiverkon palve-lusolmuja (SN), joista tässä patenttihakemuksessa käytetään nimitystä palveleva : : *: 30 GPRS-tukisolmu (SGSN) 153, joista jokainen on kytketty langattomaan tietolii- kennejärjestelmään (tyypillisesti tukiasemaan välitinyksikön kautta) siten, että se .. ’ voi tarjota pakettipalvelun langattomille päätelaitteille 151 useiden tukiasemien 152 eli solujen kautta. Välissä oleva matkaviestintäverkko tarjoaa pakettikytkentäisen ···’ tiedonsiirron tukisolmun ja langattomien päätelaitteiden 151 välillä. Eri aliverkot 35 on puolestaan kytketty ulkoiseen tietoverkkoon, esimerkiksi yleiseen tietoverkkoon PDN (Public Data Network) 155 GPRS-yhdysväylätukisolmujen (GGSN) 154 väli- 112138 3 tyksellä. Näin GPRS-palvelu sallii pakettimuotoisen tiedonsiirron tarjoamisen langattomien päätelaitteiden ja ulkoisten tietoverkkojen välillä, kun matkaviestintäjärjestelmän asianmukaiset osat toimivat kytkeytymisverkkona.

Päästäkseen käyttämään GPRS-palveluita matkaviestimen on ensin kytkeydyttävä 5 verkkoon suorittamalla GPRS-sisäänkirjautuminen. Tämä toiminto muodostaa loogisen linkin matkaviestimen ja SGSN:n välille ja tällöin matkaviestin voi käyttää lyhytsanomien välitystä SMS (Short Message Services) 158, 159 GPRS-verkon kautta, hakupalveluita SGSN:n kautta ja saada ilmoituksen tulevasta GPRS-datasta. Tarkemmin sanottuna tämä tapahtuu niin, että matkaviestimen kytkeytyessä GPRS-10 verkkoon GPRS-sisäänkirjautumismenettelyllä SGSN muodostaa liikkuvuudenhal-lintakontekstin eli MM-kontekstin. SGSN suorittaa myös käyttäjän tunnistuksen GPRS-sisäänkirjautumismenettelyssä. GPRS-tietojen lähettämiseksi ja vastaanottamiseksi matkaviestin MS aktivoi käytettävän pakettiverkko-osoitteen (PDP-osoit-teen) pyytämällä PDP-aktivointiprosessia (Packet Data Protocol). Tämän toiminnon 15 avulla vastaava GGSN saa tiedon matkaviestimestä, ja yhteys ulkoisiin tietoverkkoihin voi alkaa. Toisin sanoen luodaan PDP-konteksti matkaviestimeen, yhdys-väylätukisolmuun GGSN ja palvelevaan tukisolmuun SGSN. PDP-konteksti määrittelee erilaisia tiedonsiirtoparametreja, kuten PDP-tyypin (esim. X.25 tai IP), PDP-osoitteen (esim. X. 121-osoite), palvelun laatutason (QoS) ja verkon palvelurajapin-20 talohkon tunnisteen NSAPI (Network Service Access Point Identifier). Matkaviestin :··· aktivoi PDP-kontekstin erityisellä sanomalla, Activate PDP Context Request, jossa : se ilmoittaa väliaikaisen loogisen linkin tunnuksen TLLI, PDP-tyypin, PDP-osoit- ·. : teen, vaadittavan palvelun laatutason QoS ja verkon palvelurajapintalohkon tunnis- ,«· · ’ teen NSAPI sekä valinnaisesti kytkeytymispisteen nimen (APN).

':‘‘:25 Kuvassa Ib on myös esitetty seuraavat GSM-toimintolohkot: matkaviestinkeskus (MSC) / vierailijarekisteri (VLR) 160, kotirekisteri (HLR) 157 ja laitetunnusrekisteri (EIR) 161. GPRS-järjestelmä on tavallisesti myös kytketty muihin yleisiin maan-: ‘ . I päällisiin matkaviestintäverkkoihin (PLMN) 156.

·;’ Digitaalisiin tiedonsiirtoprotokolliin liittyvät toiminnot kuvataan tavallisesti OSI-: : :30 mallin mukaisena pinona (OSI = Open Systems Interface), jossa on tarkasti määri- :' *': telty pinon eri kerrosten tehtävät sekä tiedonsiirto kerrosten välillä. GSM-järjestel- ./ män vaiheessa 2+, jota tässä patenttihakemuksessa tarkastellaan esimerkkinä digi- :. taalisesta matkaviestintäjärjestelmästä, on määritelty viisi toiminnallista kerrosta.

Protokollakerrosten väliset suhteet on esitetty kuvassa 2. Alin matkaviestimen MS 35 ja tukiasemajärjestelmän välinen protokollakerros on kerros 1 (LI) 200, 201, joka 112138 4 vastaa fyysistä radioyhteyttä. Sen yläpuolella on tavanomaisen OSI-mallin kerroksia 2 ja 3 vastaava yksikkö, jossa alin kerros on RLC/MAC-kerros 202, 203, sen päällä PDCP-kerros 204, 205, ja ylimpänä RRC-kerros 206, 207. Yleisen radioverkon tukiasemajärjestelmän GERAN BSS ja ydinverkossa sijaitsevan välitinyksikön/ydin-5 verkon IWU/CN välillä oletetaan käytettävän ns. Iu-rajapintaa, jossa edellä kuvattuja kerroksia LI - PDCP vastaavat kerrokset ovat OSI-mallin kerrokset LI ja L2 (lohkot 208 ja 209 piirustuksessa), ja edellä kuvattua RRC-kerrosta vastaava kerros on OSI-mallin kerros L3 (lohkot 210 ja 211 piirustuksessa).

Matkaviestimessä MS on oltava korkeamman tason ohjausprotokolla 212 ja proto-10 kolia 213 korkeamman tason sovellusten palvelemiseksi. Näistä ensin mainittu kommunikoi RRC-kerroksen 206 kanssa tiedonsiirtoyhteyksiin liittyvien ohjaustoimintojen toteuttamiseksi, ja viimeksi mainittu kommunikoi suoraan PDCP-ker-roksen 204 kanssa lähettääkseen sellaisia tietoja, jotka palvelevat suoraan käyttäjää (esimerkiksi digitaalisesti koodattua puhetta). GSM-järjestelmän matkaviestimessä 15 lohkot 212 ja 213 sisältyvät edellä mainittuun MM-kerrokseen.

GPRS-järjestelmässä luodaan väliaikainen lohkovirtaus (TBF, Temporary Block Flow) tietopakettien siirtämiseksi pakettidatakanavalla. TBF on kahden keskenään viestivän radioresurssin (RR) vertaisyksiköiden käyttämä fyysinen yhteys ylemmiltä PDCP-kerroksilta tulevien pakettien (PDU, Packet Data Unit) yksisuuntaisen siirron .20 tukemiseksi fyysisillä pakettidatakanavilla. Tarkastelemme erikseen ylössuuntaisia . . väliaikaisia lohkovirtauksia TBF (tiedonsiirtoa matkaviestimeltä tukiasemalle) ja ·;· ; alassuuntaisia väliaikaisia lohkovirtauksia TBF (tiedonsiirtoa tukiasemalta matka- viestimelle).

·...: Ylössuuntaisen väliaikaisen lohko virtauksen TBF aikana matkaviestin järjestää siir- .’".25 rettävät tiedot PDU-yksiköiksi (Protocol Data Units). Nämä taas jaetaan pienemmiksi osiksi, jotka jaetaan tietopaketeiksi RLC-kerroksessa, joka määrittelee tiedon-. . siirtoon radiorajapinnan yli liittyvät menettelyt. Jokaisella RLC-datapaketilla on vastaava tunnistenumero sekä joukko siihen liittyviä kenttiä, jotka sisältävät RLC-·;·’ datapaketin sisältöön ja tarkoitukseen liittyviä tietoja. Alassuuntaisen väliaikaisen :::30 lohkovirtauksen TBF aikana verkko tuottaa vastaavan, peräkkäisten RLC- : : datapakettien järjestelyn ja lähettää sen matkaviestimelle.

• • '· Väliaikainen lohkovirtaus TBF muodostetaan siten käyttäen tiedonsiirrolle määri-L..: tettyä parametrijoukkoa, kuten kuitattu / kuittaamaton RLC-moodi, radioprioriteetti jne. Jos matkaviestimen, jolla on käytössä väliaikainen lohkovirtaus TBF, on siirret-35 tävä ylemmän kerroksen (PDCP.n) paketteja, joilla on erilainen RLC-moodi, käy- 112138 5 tössä oleva väliaikainen lohkovirtaus TBF vapautetaan ja uusi väliaikainen lohko-virtaus TBF muodostetaan uudelle RLC-moodille. Tämä tarkoittaa sitä, että matkaviestimen on pyydettävä kokonaan uutta radioresurssien varausta lähettämällä ensin pyyntösanoma kytkeytymiskanavalla (PRACH tai RACH, Packet Random Access 5 Channel tai Random Access Channel) riippuen siitä, onko näistä ensimmäinen käytettävissä). Verkko joko hyväksyy tai hylkää pyynnön lähettämällä vastaavan sanoman kytkeytymisen hyväksymiskanavalla (PAGCH tai AGCH, Packet Access Grant Channel tai Access Grant Channel, samojen käytettävyysehtojen mukaan).

RLC-moodin vaihtamiseksi alassuuntaisessa tiedonsiirrossa verkon on sallittava 10 matkaviestimen päättymisajastimen ajan kulua umpeen senhetkisen TBF-varauksen päättämiseksi ja muodostettava kokonaan uusi väliaikainen lohkovirtaus TBF lähettämällä Packet Downlink Assignment -sanoma PCCCH- tai CCCH-kanavalla (Packet Common Control Channel tai Common Control Channel käytettävyydestä riippuen).

15 Tunnetun tekniikan mukaisissa järjestelmissä ei ole ollut mahdollista siirtää PDCP.n PDU-yksiköitä samanaikaisesti käyttäen erilaisia RLC-moodeja, erilaisia radioprioriteetteja tai erilaisia suorituskykyluokkia. Tämä on hankala rajoitus, koska GPRS-järjestelmässä matkaviestin voi tukea erityyppisiä palveluja, ja siksi voi olla myös tarvetta siirtää PDCP:n PDU-yksiköitä samanaikaisesti erilaisilla paramet- ,.,:20 reillä. Erityisesti silloin, jos jokin tuetuista palveluista on reaaliaikainen palvelu, • · . . käytössä olevan väliaikaisen lohkovirtauksen TBF vapauttaminen ja uuden väliai- ; kaisen lohkovirtauksen TBF muodostaminen palvelun tukemiseksi voi aiheuttaa kohtuuttoman pitkän viiveen.

:··· Suuremmat bittinopeudet ovat uusien pakettidatapalveluiden standardisoinnin tär- .•".25 keimpiä tavoitteita. Palvelujen joustavuus ja päätelaitteiden yksinkertaisuus ovat muita tärkeitä tavoitteita. Suurempien bittinopeuksien saavuttamiseksi päätelaitteet ... ; voivat käyttää useita aikavälejä. Tämä useiden aikavälien käyttömahdollisuus tar-• < · * koittaa sitä, että matkaviestin pystyy lähettämään useampaa kuin yhtä kanavaa ja/tai 1: · * vastaanottamaan useampaa kuin yhtä kanavaa TDMA-kehyksessä. Useimmat palve- :,: :30 luskenaariot ovat luonteeltaan epäsymmetrisiä, ja liikenteen katsotaan tavallisesti olevan runsaampaa alassuunnassa kuin ylössuunnassa. Tästä syystä esitetään esi-merkiksi sellaisia liikenneskenaarioita kuin 3+1, joka tarkoittaa sitä, että alassuunnassa käytetään kolme aikaväliä ja ylössuunnassa yksi aikaväli. Nykyinen GPRS-spesifikaatio tukee enimmillään yhtä yhteyden väliaikaista lohkovirtausta 35 TBF kummassakin suunnassa (ylössuunta, alassuunta) riippumatta siitä, kuinka monta aikaväliä on varattu. Asiakirjassa WO 00/54464 [2] on kuitenkin esitetty me- 112138 6 netelmä, jossa yhdessä tiedonsiirtosuunnassa voidaan käyttää ainakin kahta väliaikaista lohkovirtausta TBF.

Yhteydellä on saraa tunnus jokaisessa yhteyteen käytettävässä TDMA-aikavälin PDCH-kanavassa (Packet Data CHannel). Tämän tunnuksen nimitys on TFI (Tem-5 porary Flow Identifier) GPRS:ssä. Tämä TFI on ainutkertainen kaikilla väliaikaiseen lohkovirtaukseen käytettävillä PDCH-kanavilla. Tulevaisuudessa, kun paketti-datapalveluita käytetään yleisesti, enintään yksi yhteys kummassakin suunnassa on tarpeeton rajoitus, ja siksi tuetaan useita samanaikaisia yhteyksiä samassa suunnassa, ja ne tunnistetaan käyttämällä erilaisia tai samoja pakettiyhteyden tunnuksia 10 (TFI). Tähän viitataan tavallisesti puhumalla usean TBF:n järjestelmistä. Näissä skenaarioissa ei ole kuitenkaan esitetty mitään soveltamiskelpoista ratkaisua siihen, kuinka ohjaukseen käytettävä merkinanto suoritetaan, jos oletetaan käytettävän tämänhetkisten määritysten mukaisia moniaikaväliluokkia.

Seuraavaksi kuvataan PACCH-kanavan (Packet Associated Control CHannel) esiin-15 tyrnistä kun TBF on muodostettu, riippuen erilaisista tietojen varausmekanismeista yleissuunnassa, [1], Tässä tekstissä PACCH/U tarkoittaa PACCH:n ylössuuntaista osaa, PDCH/D tarkoittaa alassuuntaista PDCH:ta ja PDCH/U tarkoittaa ylössuuntaista PDCH:ta.

Jos kyseessä on vain alassuuntainen TBF, PACCH/U:n varaamiseen käytetään * '20 RRBP-kenttää. RRBP-arvo määrittää yhden ylössuuntaisen paketin, jossa matka-

· viestin lähettää verkkoon joko PACKET CONTROL ACKNOWLEDGEMENT

* * ·/·· -sanoman tai PACCH-paketin. Kun tietty alassuuntainen PDCH vastaanotetaan, :"': RRBP viittaa samaan ylössuuntaiseen PDCH-kanavaan.

• a ... Dynaaminen varaus • · 25 Matkaviestin yrittää dekoodata jokaisen alassuuntaisen RLC/MAC-paketin kaikilla :' ·, · varatuilla PDCH-kanavilla. Aina, kun matkaviestin vastaanottaa RLC/MAC-ohjaus- a ·’*·. lohkon sisältävän RLC/MAC-paketin, matkaviestin yrittää tulkita siihen sisältyvän ·. sanoman. Jos sanoma koskee matkaviestintä, matkaviestin toimii sanoman perus-:·:··: teella.

I · · * a a i a 30 Aina, kun matkaviestin havaitsee varatun USF-arvon jollakin varatulla PDCH-kana- a aa "... valla, matkaviestin voi lähettää PACCH-paketin samalla PDCH-kanavalla seuraa- a a vassa pakettijaksossa. Matkaviestin ei lähetä RLC-datapakettia missään kiertokyse-lymekanismilla varatussa ylössuuntaisessa radiopaketissa.

7 112138

Laajennettu dynaaminen varaus

Matkaviestin yrittää dekoodata jokaisen alassuuntaisen RLC/MAC-paketin kaikilla seurattavilla PDCH-kanavilla. Aina, kun matkaviestin vastaanottaa RLC/MAC-ohjauslohkon sisältävän RLC/MAC-paketin, matkaviestin yrittää tulkita siihen si-5 sältyvän sanoman. Jos sanoma koskee matkaviestintä, matkaviestin toimii sanoman perusteella.

Verkko lähettää kaikki PACCH-sanomat PDCH-kanavalla, joka on varauksen pienimmällä numerolla merkityssä aikavälissä.

Aina, kun matkaviestin havaitsee varatun USF-arvon jollakin varatulla PDCH-kana-10 valla, matkaviestin voi lähettää PACCH-paketin samalla PDCH-kanavalla seuraa-vassa pakettijaksossa. Matkaviestin ei lähetä RLC-datapakettia missään kiertokyse-lymekanismilla varatussa ylössuuntaisessa radiopaketissa.

Kiinteä ylössuuntainen varaus

Moniaikaväliluokan tyyppiä 1 oleva matkaviestin seuraa radiolohkoa varatulla 15 PDCH-kanavalla alassuuntaisen PACCH-paketin löytämiseksi moniaikaväliominai-suuksiensa mukaisesti: jos radiolohkoa ei ole varattu mittausaukon osana; ja : * - ylössuuntaa ei ole varattu radiolohkon aikana; ja t I < välittömästi radiolohkon jälkeen tulevan TjD-aikavälin tai aikavälien ylössuuntaa ei ,*··]20 ole varattu [3]; ja jos matkaviestin on moniaikaväliluokkaa 1—12, välittömästi ennen radiolohkoa olevan Tra-aikavälin tai aikavälien ylössuuntaa ei varata, [3], . . jos matkaviestin on moniaikaväliluokkaa 19—29, välittömästi ennen radiolohkoa ;.. * olevan Trb-aikavälin tai aikavälien ylössuuntaa ei varata, [3], , ,-.25 Verkko jättää nämä aukot ylössuuntaisessa kiinteässä varauksessa alassuuntaisen t i , PACCH-kanavan lähetystä varten.

* * •' ·,. Alassuuntaisen PACCH-kanavan varaamiseksi matkaviestimen on seurattava yhtä . * · . PDCH-kanavaa muulloin paitsi mittausvälin aikana. Verkon on osoitettava kyseinen PDCH ylössuuntaisten resurssien varauksessa (DOWNLINKCONT-30 ROL TIMESLOT -parametri) matkaviestimen moniaikaväliluokan mukaisesti.

112138 8 DOWNLINK CONTROL TIMESLOT-parametrin on aina osoitettava TBF:lle ylössuuntaan käytettävän aikavälin numero.

Moniaikaväliluokkaan 2 kuuluvan matkaviestimen on seurattava kaikkia PACCH:lle varattuja PDCH-kanavia, ellei matkaviestimellä ole myös voimassaole-5 vaa alassuuntaista TBF:ää, jossa tapauksessa alassuuntaiselle TBF:lle varattu PDCH on etusijalla.

Kun kiinteä varaus on käytetty loppuun, matkaviestimen on jatkettava kaikkien niiden varattujen PDCH-kanavien seuraamista, joita se moniaikaväliluokkansa perusteella pystyy seuraamaan.

10 Silloin, kun on samanaikaisesti ylös- ja alassuuntaisia TBF:iä, matkaviestimen on seurattava kaikkia varattuja alassuuntaisia PDCH-kanavia ja kaikkia niitä ylössuun-taisia PDCH-kanavia, joita se pystyy seuraamaan.

Matkaviestin voi lähettää PACCH-paketin missä tahansa ylössuuntaisessa radioloh-kossa, joka on varattu ALLOCATION BITMAP-sanomalla.

15 Silloin, kun on samanaikaisesti ylös- ja alassuuntaisia TBF:iä, matkaviestimen ei pidä lähettää RLC-datapakettia missään kiertokyselymekanismilla varatussa ylössuuntaisessa radiolohkossa [1] (alakohta 10.4.4).

4 ‘ ' Seuraavaksi kuvataan tarkemmin ylössuuntaisen ohjauksen ongelmaa viitaten ku-* vaan 3. Kuva 3 esittää alassuuntaista TDMA-kehystä 301 ja ylössuuntaista TDMA-·,* j 20 kehystä 302, joissa molemmissa on 8 aikaväliä TN0...TN7. Kuva 3 esittää moniai-kaväliluokan 4 mukaista matkaviestintä eli sellaista, joka käyttää 3 aikaväliä alas-·:«*· suuntaan ja 1 aikavälin ylössuuntaan. Alassuuntaisessa tiedonsiirrossa on aktiivise-.'’\ na kaksi rinnakkaista yhteyttä, jotka käyttävät ylössuuntaisia aikavälejä TNI, TN2 ja TN3, 310. Väliaikainen lohkovirtaus TBF-A siirretään aikaväleissä TN1 ja TN2, . . 25 ja väliaikainen lohkovirtaus TBF-B siirretään aikavälissä TN3. Ylössuunnassa on • I t yksi yhteys TBF-U, joka varataan ylössuuntaisessa aikavälissä TN2, 322. Jos yh- I « teydet käyttävät kuittausmallin mukaista RLC.tä, kaikkien TBF:ien RLC-paketit on : : *: kuitattava samalla ylössuuntaisella kanavalla PACCH/U (Packet Associated Control :" ’: CHannel / Uplink) aikavälissä 322, moniaikaväliluokan rajoitusten vuoksi.

; ’· 30 Ylössuuntaisella ohjauskanavalla lähetetään esimerkiksi kuittaussanomia, joilla il-L,.·’ moitetaan, onko määrätyn TBF:n alassuuntainen tiedonsiirto onnistunut. Alas-suuntaisen paketin ack/nack-sanomassa on tietoelementti ’’Global TFT”, joka osoittaa sen väliaikaisen lohkovirtauksen, johon kuittaus liittyy. Jos verkko on varannut 112138 9 samat TFI-arvot kahdelle yhteydelle, jolloin esimerkiksi TFI-A.lla ja TFI-B.llä on sama arvo, niin alassuuntaista TBF:ää ei voida yksikäsitteisesti tunnistaa alassuun-taisen paketin ack/nack-sanomassa. RRBP:tä (Relative Reserved Block Period) ei voida käyttää sellaisenaan TBF:ille, koska esimerkiksi edellisessä esimerkissä se 5 voisi varata paketteja aikavälissä TN 1 tai TN3, mikä ei olisi sallittua.

Tämän keksinnön tavoitteena on esittää menetelmä ja järjestelmä, joka tarjoaa ratkaisuja tunnetun tekniikan ongelmiin. Erityisesti tämän keksinnön tavoitteena on esittää merkinantoon ratkaisu, joka mahdollistaa useamman kuin yhden yhteyden (TBF) ja aikavälin käytön pakettimuotoisessa tiedonsiirrossa yhdessä tiedonsiirto-10 suunnassa sekä epäsymmetristen resurssien käytön ylös-/alassuuntaisessa tiedonsiirrossa.

Keksinnön tavoitteet saavutetaan esittämällä menettely, jossa yhtä ja samaa ylös-suuntaista ohjauskanavaa käytetään ainakin kahteen alassuuntaiseen TBF:ään liittyvien ylössuuntaisten ohjaustietojen siirtämiseen. Tämä saadaan aikaan sisällyttämäl-15 lä ylössuuntaiseen ohjaussanomaan tieto siitä, missä alassuuntaisessa aikavälissä kyseinen TBF siirretään. Tämä saadaan myös edullisesti aikaan sisällyttämällä alassuuntaiseen ohjaussanomaan tieto siitä, missä ylössuuntaisessa aikavälissä määrättyä TBF:ää vastaavat ohjaustiedot siirretään.

GPRS .ssä keksinnön mukainen menetelmä sallii siten sen, että matkaviestimen mo- ‘ ' 20 niaikaväliluokan rajoitusten noudattamiseksi yhdessä ylössuuntaisessa PDCH/U:ssa • · : siirretään useiden eri alassuuntaisilla PDCH/D-kanavilla varattujen useiden alas- ·.*·· suuntaisten TBF:ien PACCH/U:t, ja näin se sallii useiden TBF:ien käytön missä ta-hansa nykyisessä standardissa [1] määritellyistä moniaikaväliluokista. Se tarjoaa •: · ·: myös välineet tämänhetkisen RRBP-kentän käytön laajentamiseksi niin, että se nou- .'*.25 dattaa uutta, ehdotettua PACCH-kanavan (Packet Associated Control CHannel) käyttöä.

Keksintö voidaan myös toteuttaa GPRS:ssä esimerkiksi ottamalla käyttöön uusi kenttä, UPLINKCONTROLTIMESLOT, varattaessa alassuuntaista TBF:ää tai . varattaessa uudelleen alassuuntaisen TBF:n resursseja, jotta voitaisiin ilmoittaa ,-••.30 matkaviestimelle, mitä ylös suuntaista aikaväliä sen on käytettävä ohjaussanomien lähettämiseksi kyseiselle TBF:lle. Tässä yhteydessä on myös edullista määrittää : ’*· RRBP:tä käyttämällä UPLINK_CONTROL_TIMESLOT-kentässä yksi ylössuun-täinen paketti, jossa matkaviestin lähettää verkkoon joko PACKET CONTROL ACKNOWLEDGEMENT -sanoman tai PACCH-paketin.

112138 10

Keksinnön mukaiselle menetelmälle ainakin yhden tiedonsiirtovirtauksen siirtämiseksi muodostamalla ainakin yksi yhteys matkaviestimen ja verkon välille tietoliikennejärjestelmän pakettiradiopalvelussa, mainitun ainakin yhden yhteyden muodostaessa väliaikaisen lohkovirtauksen pakettidatakanavalla, joka on osoitettu alas-5 suuntaisen TDMA-kehyksen (Time Division Multiple Access) aikavälille, jolloin ainakin kaksi samanaikaista väliaikaista lohkovirtausta on varattu mainitun ainakin yhden tiedonsiirtovirtauksen siirtämiseen, ja väliaikaista lohkovirtausta koskevat ylössuuntaiset ohjaustiedot siirretään ylössuuntaisella ohjauskanavalla, joka on osoitettu ylössuuntaisen TDMA-kehyksen aikavälille, on siis tunnusomaista se, että 10 mainittuihin ainakin kahteen samanaikaiseen alassuuntaiseen väliaikaiseen lohko-virtaukseen liittyvät ylössuuntaiset ohjaustiedot siirretään yhdellä ja samalla ylössuuntaisella ohjauskanavalla, ja ainakin toinen mainituista ainakin kahdesta samanaikaisesta alassuuntaisesta väliaikaisesta lohkovirtauksesta siirretään yhdessä tai useassa alassuuntaisessa TDMA-aikavälissä, joista jokainen eroaa mainitulle yhdel-15 le ja samalle ylössuuntaiselle ohjauskanavalle käytettävää ylössuuntaista TDMA-aikaväliä vastaavasta alassuuntaisesta TDMA-aikavälistä.

Keksintö koskee myös tietoliikennejärjestelmää ainakin yhden tiedonsiirtovirtauksen siirtämiseksi muodostamalla ainakin yksi yhteys matkaviestimen ja verkon välille tietoliikennejärjestelmän pakettiradiopalvelussa, mainitun ainakin yhden yh-20 teyden muodostaessa väliaikaisen lohkovirtauksen pakettidatakanavalla, joka on :··: osoitettu alassuuntaisen TDMA-kehyksen (Time Division Multiple Access) aikavä- ; lille, jolloin ainakin kaksi samanaikaista väliaikaista lohkovirtausta on varattu mai- : nitun ainakin yhden tiedonsiirtovirtauksen siirtämiseen, ja väliaikaista lohkovir- . · · ·. tausta koskevat ylössuuntaiset ohjaustiedot siirretään ylössuuntaisella ohjauskana-

• I

’^.25 valla, joka on osoitettu ylössuuntaisen TDMA-kehyksen aikavälille, jolle menetelmälle on tunnusomaista se, että siinä on välineet mainittuihin ainakin kahteen sa-*’·’ manaikaiseen väliaikaiseen lohkovirtaukseen liittyvien ylössuuntaisten ohjaustietojen siirtämiseksi yhdellä ja samalla ylössuuntaisella ohjauskanavalla, ja ainakin toinen mainituista ainakin kahdesta samanaikaisesta alassuuntaisesta väliaikaisesta 30 lohkovirtauksesta siirretään yhdessä tai useassa alassuuntaisessa TDMA-aikavä- . . ·. Iissä, joista jokainen eroaa mainitulle yhdelle ja samalle ylössuuntaiselle ohjaus- .···, kanavalle käytettävää ylössuuntaista TDMA-aikaväliä vastaavasta alassuuntaisesta TDMA- aikavälistä.

• ·»

Lisäksi keksintö koskee matkaviestintä, jossa on välineet ainakin yhden tiedonsiir-35 tovirtauksen lähettämiseksi/vastaanottamiseksi ainakin yhdellä matkaviestimen ja verkon välisellä yhteydellä tietoliikennejärjestelmän pakettiradiopalvelussa, maini- 112138 11 tun ainakin yhden yhteyden muodostaessa väliaikaisen lohko virtauksen pakettidata-kanavalla, joka on osoitettu alassuuntaisen TDMA-kehyksen (Time Division Multiple Access) aikavälille, jolloin ainakin kaksi samanaikaista väliaikaista lohkovir-tausta on varattu mainitun ainakin yhden tiedonsiirtovirtauksen siirtämiseen, ja väli-5 aikaista lohkovirtausta koskevat ylössuuntaiset ohjaustiedot siirretään ylössuuntai-sella ohjauskanavalla, joka on osoitettu ylössuuntaisen TDMA-kehyksen aikavälille, jolle matkaviestimelle on tunnusomaista se, että siinä on välineet mainittuihin ainakin kahteen samanaikaiseen väliaikaiseen lohkovirtaukseen liittyvien ylössuuntais-ten ohjaustietojen siirtämiseksi yhdellä ja samalla ylössuuntaisella ohjauskanavalla, 10 ja ainakin toinen mainituista ainakin kahdesta samanaikaisesta alassuuntaisesta väliaikaisesta lohkovirtauksesta siirretään yhdessä tai useassa alassuuntaisessa TDMA-aikavälissä, joista jokainen eroaa mainitulle yhdelle ja samalle ylössuuntai-selle ohjauskanavalle käytettävää ylössuuntaista TDMA-aikaväliä vastaavasta alassuuntaisesta TDMA-aikavälistä.

15 Keksinnön edulliset toteutusmuodot esitetään epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa.

Keksintöä kuvataan seuraavassa yksityiskohtaisemmin viitaten liitteenä oleviin kuviin, joissa kuva la esittää tunnetun tekniikan mukaista solukkorakenteista tietoliikennejär- . jestelmää, • · · · • · : .*.20 kuva Ib esittää yleisen pakettiradiopalvelun (GPRS) arkkitehtuuria, kuva 2 esittää tunnetun tekniikan mukaisen solukkorakenteisen tietoliikennejär- . ·". jestelmän protokollatasoja, • · · :**: kuva 3 esittää TDMA-aikavälien käyttöä esimerkinomaisessa moniaikavälijär- jestelmässä, 25 kuva 4 esittää signaalivuokaaviota keksinnön mukaisesta, esimerkinomaisesta : ’.: menetelmästä, kuva 5 esittää TDMA-aikavälien käyttöä keksinnön mukaisessa esimerkinomai-: sessajärjestelmässä, :: kuva 6A esittää keksinnön mukaisen esimerkinomaisen matkaviestimen perusosia, ! '.. 30 kuva 6B esittää lohkokaaviota keksinnön mukaisesta esimerkinomaisesta matka- viestimestä, ja kuva 7 esittää keksinnön mukaisen langattoman tietoliikennejärjestelmän esimerkinomaisen tukiaseman perusosia.

112138 12

Kuvia IA, IB, 2 ja 3 selostettiin edellä tekniikan tason kuvauksen yhteydessä. Seu-raavaksi selostetaan keksinnön mukaisen menetelmän esimerkinomaista toteutus-muotoa viitaten kuvaan 4, ja toista esimerkinomaista toteutusmuotoa GPRS-ympä-ristössä selostetaan viitaten kuvaan 5. Lisäksi kuvataan esimerkkejä sanomista, joita 5 voidaan käyttää GPRS-toteutuksessa. Lopuksi kuvataan lyhyesti keksinnön mukaista matkaviestintä ja solukkojärjestelmää viitaten kuviin 6 ja 7.

Kuva 4 esittää matkaviestintä ja tukiasemaa kaavamaisesti tiedonsiirron osapuolina. Oletamme, että matkaviestin ja tukiasema toimivat monikäyttäjäympäristössä, jossa on tietty määrä yleisiä ohjauskanavia käytettävissä suurelle määrälle käyttäjiä ja 10 jossa erityisiä tiedonsiirtokanavia boidaan varata yksittäisille yhteyksille tarpeen mukaan.

Viivoitettu lohko 401 edustaa pakettikytkentäisen tietoliikenneyhteyden muodostamista, joka alkaa yhteydenmuodostamistarvetta koskevalla ilmoituksella. Tämä aloituslähetys tapahtuu tavallisesti yleisellä ohjauskanavalla, kuten lohkon 401a 15 ylempi nuoli osoittaa, ja sen jälkeen voi seurata muuta tietojenvaihtoa yleisillä oh-jauskanavilla tai erityiskanavilla, kuten lohkon 401a alempi nuoli osoittaa. Tiedonsiirtokanavat on varattu yhteyden tarpeisiin; lohkon 401a kaksipäinen nuoli edustaa sitä seikkaa, että kaksisuuntainen liikenne voi olla tarpeen varauksen kuittaamiseksi. Erityisissä tiedonsiirtokanavissa voi olla datakanavia, ohjauskanavia ja/tai muunlai-..,: 20 siä kanavia tarpeen mukaan. Alassuuntaiset ohjaussanomat alassuuntaisen paketti-. . datakanavan varaamiseksi voivat tämän keksinnön mukaan sisältää myös tiedon ! ylössuuntaisesta ohjauskanavasta, jota matkaviestimen on käytettävä varattuun alas-suuntaiseen datakanavaan liittyviin ohjaussanomiin. Sellainen sanoma on esitetty *···' lohkossa 401b. Keksinnön mukaan alassuuntaisen TDMA-kehyksen eri aikavälien * * 25 eri TBF:iin liittyvät ohjaussanomat voidaan lähettää käyttämällä TDMA-kehyksen :... · yleisiä aikavälejä.

.·. : Alassuuntaisten tietopakettien varsinainen siirto tapahtuu erityisillä tiedonsiir- !./ tokanavilla lohkon 403 mukaan. Tiedonsiirto virtaus voi sisältää myös ohjaustietoja, ':' ja siten on myös mahdollista ilmoittaa matkaviestimelle, mikä ylössuuntaisen kana-:,:.:30 van lohko on varattu kyseiseen alassuuntaiseen TBF:ään liittyville ylössuuntaisille :>>t: ohjaussanomille. Siten on mahdollista lähettää alassuuntainen ohjaus datakanavan varausvaiheessa esimerkiksi aikavälin varaamiseksi pakettidatakanavalle ja ohjauskanavalle ja/tai pakettitiedonsiirto virtauksen otsikoissa tietopaketin varaamiseksi ylössuuntaisille ohjaussanomille ja niihin liittyvälle alassuuntaiselle 35 TBF:lle ilmoittamiseksi.

112138 13

Matkaviestin kuittaa sitten vastaanotetun alassuuntaisen tiedonsiirtovirtauksen ylös-suuntaisella ohjauskanavalla, joka on varattu alassuuntaiselle datakanavalle, 404. Matkaviestin sisällyttää sitten ohjaussanomaan tiedon siitä, mihin alassuuntaiseen TFI.hin se liittyy. Tämän keksinnön mukaan matkaviestin sisällyttää ohjaus-5 sanomaan myös tiedon siitä, mitä aikaväliä siihen liittyvä alassuuntainen TBF käyttää, joten verkko voi määrittää tämän TBF:n yksikäsitteisesti. Matkaviestin voi lähettää varatulla ohjauskanavalla myös muita merkinantotietoja, kuten mittaustuloksia, jotka liittyvät kyseiseen alassuuntaiseen pakettidatakanavaan.

Tukiasema jatkaa sitten pakettidatan siirtoa, 406. Jos matkaviestin ei onnistunut 10 vastaanottamaan aiemmin lähetettyä pakettidataa, tukiasema saa tästä tiedon kuittaussanoman avulla ja lähettää sitten datan uudelleen suuremmalla prioriteetilla verrattuna seuraaviin lähetettäviin datapaketteihin. Alassuuntainen tiedonsiirto kuitataan taas ohjaussanomalla, 404. Vaiheita 403—406 voidaan toistaa niin kauan kuin siirrettävänä on alassuuntaisia tietoja. Keksinnössä ei rajoiteta vaiheissa 403—406 15 tapahtuvien toistojen määrää. Sen jälkeen, kun jonkin yhteyden pakettivaranto on käytetty loppuun, yhteys voidaan päättää tunnetun menettelyn mukaisesti.

Ylössuuntaisen TBF:n muodostaminen ja RLC-datalohkovirtauksen lähettäminen sen kautta tapahtuu sellaisten tunnettujen menettelyjen mukaan, jotka ovat tämän keksinnön suojapiirin ulkopuolella ja joita ei kuvata tarkemmin. Nämä menettelyt 20 alkavat tavallisesti yleisistä ohjauskanavista. Jos ylössuuntaista TBF:ää muodostet-; . taessa matkaviestimen ja tukiaseman välillä on jo voimassa alassuuntainen TBF, ! matkaviestin lähettää ensimmäisen pyynnön ylössuuntaisen TBF:n muodosta-miseksi alassuuntaiseen TBF:ään liittyvien merkinantomekanismien avulla. Sano-'··* mat, joissa sellainen pyyntö välitetään, ovat alassuuntaisen paketin Ack/Nack-' : 25 sanomia, jotka matkaviestin lähettää PACCH-kanavalla (Packet Associated Control Channel). Keksintö ei aseta mitään erityisiä rajoja menettelyille, joita käytetään TBF.n muodostamiseen, mutta keksinnön sovellettavuutta kuvaa se, että muodosta-: ’ ·.: misen ajatellaan tapahtuvan yleisillä ohjauskanavilla.

:* Kuva 5 esittää esimerkkiä siitä, miten TDMA-aikavälejä käytetään pakettidatan ja 30 ohjausdatan siirtämiseen keksinnön mukaisessa menetelmässä GPRS:ssä. TDMA-kehykset esitetään siten, että samanaikaiset alas- ja ylössuuntaiset aikavälit ovat : · ‘ päällekkäin. Käytettäessä matkaviestimen moniaikaväliominaisuuksia, alas- ja ylös suuntaista tiedonsiirtoa ei pitäisi varata samanaikaisille aikaväleille. Verkon olisi myös otettava huomioon, että matkaviestin voi tarvita aikavälejä kanava- ja naapu-35 risolumittausten suorittamiseksi.

112138 14 Käytössä on kolme väliaikaista lohkovirtausta TBF-A, TBF-B ja TBF-C, joiden pa-kettiyhteyden tunnukset ovat TFI-A, TFI-B ja TFI-C. Väliaikaisille lohkovir-tauksille on vastaavasti varattu alassuuntaiset aikavälit TNO, TN1 ja TN2. Ylös-suuntaisen TDMA-kehyksen 502 ylössuuntainen aikaväli TN 1 tai TN2, 522 voidaan 5 varata ylössuuntaisille pakettidata- ja ohjauskanaville. Jotta yhdessä PDCH/U:ssa voitaisiin kuljettaa useiden alassuuntaisten, eri PDCH/D-kanaville osoitettujen TBF:ien PACCH/U:t, on oltava mahdollista erottaa jokaiseen TBF:ään liittyvät oh-jaussanomat. Koska samaa TFI-arvoa voi käyttää kaksi eri TBF:ää kahdella eri PDCHTla, TFI ei yksin riitä lähetetyn ohjaussanoman omistajan (TBF) tunnista-10 miseen, kuten aiemmin on todettu. Koska TFI on ainutkertainen kaikilla vastaavalle TBF:Ile käytetyillä PDCH-kanavilla, aikavälin numero (pääaikavälin numero moni-aikaväli-TBF:ää käytettäessä) on lisättävä uutena kenttänä ohjaussanomien TFI-kenttään sen TBF:n tunnistamiseksi yksikäsitteisesti, johon ohjaussanoma viittaa. TFI-arvot voidaan määrittää esimerkiksi seuraavasti: 15 TBF-A:n tunnuksina ovat (TFI=9; TN=1) TBF-B:n tunnuksina ovat (TFI=9; TN=2) TBF-C:n tunnuksina ovat (TFI=17; TN=3)

Seuraavaksi kuvataan eräitä esimerkinomaisia sanomia ja tietokenttiä, joita voidaan käyttää tämän keksinnön toteuttamiseen GPRS:ssä.

’ 20 RRBP-kenttä • · · ‘: Tässä osassa kuvataan, kuinka RRBP:tä käytetään nyt, sekä uutta tapaa, jolla sitä ehdotetaan käytettäväksi keksinnön mukaan. RRBP-kentän (Relative Reserved Block Period) arvo määrittää yhden ylössuuntaisen paketin, jossa matkaviestin lähettää verkkoon joko PACKET CONTROL ACKNOWLEDGEMENT -sanoman tai *** 25 PACCH-paketin.

RRBP sisältyy kaikkiin RLC/MAC-tietopaketteihin ja se voidaan sisällyttää ·*"; RLC/MAC-ohjauspaketteihin. RLC/MAC-tietopaketissa RRBP:n voimassaolo ilmoitetaan (E)S/P bit(field)-tunnisteella. RLC/MAC-ohjauspaketissa RRBP on aina ;;;* voimassa. Kun RRBP vastaanotetaan RLC/MAC-paketin osana PDCH-kanavalla, ‘-‘•'30 ylössuuntainen paketti varataan samalta PDCH:lta ylössuuntaan (eli sillä on sama i ‘ . aikaväli TN) kuten on esitetty viitteessä [1] (kohta 10.4.5).

RRBP:n käyttäminen tällä tavalla silloin, kun on useita väliaikaisia lohko virtauksia, ei ole mahdollista kaikissa moniaikaväliluokissa, kuten aiemmin on todettu. RRBP.n puuttuminen osoittaa, ettei verkko voi tilata mittauksia eikä kuit- 112138 15 tausbittikarttoja matkaviestimelle luomatta uusia sanomia, joissa määrätään matkaviestin lähettämään nämä tiedot. Siksi ehdotetaan käytettäväksi RRBP-kenttää, mutta mukauttamaan sen määritelmää niin, että sitä voidaan käyttää PACCH/U:n uuden käytön yhteydessä, kuten aiemmin on kuvattu.

5 Tämän keksinnön erään toteutusmuodon mukaan ehdotetaan, että otetaan käyttöön uusi kenttä, UPLINK CONTROL TIMESLOT, varattaessa alassuuntaista TBF:ää tai varattaessa uudelleen alassuuntaisen TBF:n resursseja, jotta voitaisiin ilmoittaa matkaviestimelle, mitä ylössuuntaista aikaväliä sen on käytettävä kyseistä TBF:ää koskevien ohjaussanomien lähettämiseen. Tässä yhteydessä ehdotetaan myös 10 RRBP:n käyttöä määrittämään UPLINKCONTROLTIMESLOT-kentässä yksi ylössuuntainen paketti, jossa matkaviestin lähettää verkkoon joko PACKET CONTROL ACKNOWLEDGEMENT -sanoman tai PACCH-paketin.

Olisi huomattava, että matkaviestimen moniaikaväliluokan noudattamiseksi TBF:n UPLINK CONTROL TIMESLOT voidaan vaihtaa, jos matkaviestin saa uusia 15 TBF:iä eri PDCH-kanavilta.

PACKET DOWNLINK ASSIGNMENT

Verkko lähettää tämän sanoman PCCCH- tai PACCH-kanavalla matkaviestimelle alassuuntaisten resurssien osoittamiseksi matkaviestimelle.

. . Matkaviestimelle, joka on määrätty toimimaan kiinteiden varausten MAC-moo- V ‘20 dissa, verkko voi varata säännöllisesti toistuvat välit, joiden aikana matkaviestin ; / mittaa naapurisolujen tehotasoja. Tämän varaussanoman osana vastaanotettu liik- '···] kuva varaus eli vertailutaajuusluettelo on voimassa, kunnes uusi varaus vastaan- ’ ‘ otetaan tai matkaviestimen sellainen TBF päättyy. Tämä sanoma luokitellaan ei- *,,. · jakelusanomaksi.

t 16 112138

Taulukko 2 PACKET DOWNLINK ASSIGNMENT -tietoelementit < Packet Downlink Assignment message content > ::= < PAGE MODE : bit (2) > {0 |1 <PERSISTENCE_LEVEL : bit (4) > 4} 5 { { 0 < Global TFI;<Global TFIIE» 110 < TLLI: bit (32) > } (0 — Message escape { < MAC-MODE: bit (2) > < RLC-MODE: bit (1) > 10 < CONTROL-ACK: bit (1) > < TIMESLOT_ALLOCATION : bit (6) > < Packet Timing Advance : < Packet Timing Advance IE > >} {0 |1 <PO: bit (4) > < BTSPWRCTRLMODE: bit (1) > 15 < PR-MODE: bit (1)>) {{0 |1 < Frequency Parameters: < Frequency Parameters IE > > } {0 |1 < DOWNLINK_TFI_ASSIGNMENT: bit (5) > } (0|1 < Power Control Parameters: < Power Control Parameters IE » j {0 |1 < TBF Starting Time: < Starting Frame Number Description IE > > j 20 {0 |1 < Measurement Mapping: < Measurement Mapping struct > > } :: (null | 0 bit** = <no string> : : 11 (0 11 < EGPRS Window Size: < EGPRS Window Size IE »} ‘ \ : < LINK QUALITY MEASUREMENT MODE: bit (2) > ,···; {0 |1 < BEP_PERIOD2: bit(4) > }} “ .25 {0 11 <Packet Extended Timing Advance: bit (2)> } !.. ’ {0|1< COMPACT reduced MA: < COMPACT reduced MA IE » ) ’··' {null I 0 bit** = <no string> |1 {0 |1< UPLINK CONTROL TIMESLOT: bit (3)}}, :,' i < padding bits > } } // — katkaisu sanoman lopussa sallittu, bitit '0' oletettu *,,,: 30 ! < Non-distribution part error: bit (*) = < no string »} . ·. ! < Message escape: 1 bit (*) = < no string »} t * ’, ! < Address information part error: bit (*) = < no string > > } ! < Distribution part error: bit (*) = < no string > >; : ' · · < Measurement Mapping struct > :: = :,,, ’ 35 < Measurement Starting Time: < Starting Frame Number Description IE > > < MEASUREMENT_INTERVAL: bit (5) > < MEASUREMENT BITMAP: bit (8) >; 112138 17

Kuvaamme seuraavassa lyhyesti keksinnön erään edullisen toteutusmuodon mukaista matkaviestintä ja tukiasemajärjestelmää. Kuva 6A esittää kaavamaisesti matkaviestintä, jossa on sinänsä tunnettu GSM-radiolähetinvastaanotin 601 välineenä pakettikytkentäisten radioyhteyksien toteuttamiseksi etätukiasemalla. Pakettidataosa 5 602 on kytketty GSM-radiolähetinvastaanottimeen. Lähetettyjen ja vastaanotettujen tietojen lähde ja kohde on sovelluslohko 603, ja tietojen lähetys senja GSM-radio-lähetinvastaanottimen välillä kulkee RLC-datapakettien kokoojan/purkajan (assem-bler/disassembler) 604 kautta. TBF-ohjain 605 vastaa TBF.ien muodostamisesta ja ylläpitämisestä sovelluslohkon ilmaisemien tarpeiden mukaan toisaalta ja verkosta 10 vastaanotettujen yhteydenmuodostuspyyntöjen mukaan toisaalta. Keksinnön mukaan TBF-ohjain 605 on järjestetty muodostamaan ja lähettämään ohjaussanomia, jotka liittyvät ainakin kahteen TBF:ään samalla ylössuuntaisella ohjauskanavalla.

Kuva 6B esittää yksityiskohtaisempaa lohkokaaviota keksinnön mukaisesta matkaviestimestä 100. Matkaviestimessä on antenni 101 radiotaajuussignaalien vastaanot-15 tamiseksi tukiasemilta. Vastaanotettu RF-signaali johdetaan kytkimellä 102 RF-vastaanottimeen 111, jossa RF-signaali vahvistetaan ja muunnetaan digitaaliseksi. Sen jälkeen signaali ilmaistaan ja demoduloidaan lohkossa 112. Demodulaattorin tyyppi riippuu järjestelmän radiorajapinnasta. Se voi sisältää QAM-demodulaattorin tai RAKE-yhdistimen. Lomituksen purku suoritetaan lohkossa 113. Tämän jälkeen 20 signaali käsitellään signaalityypin mukaan (puhe/data). Vastaanotettu pakettidata voidaan muuntaa akustiseksi kaiuttimella, tai vastaanotettu pakettidata voidaan siir- : tää erilliseen laitteeseen, kuten näyttölaitteeseen. Ohjausyksikkö 103 ohjaa vastaan- ♦ * * ! otinlohkoja muistiin 104 tallennetun ohjelman mukaan. Erityisesti ohjausyksikkö !,.' ohjaa ohjaussanomien vastaanottoa ja sitä, kuinka sanomista luetaan tieto ylössuun- '••*25 täisestä ohjauskanavasta/aikavälistä, jota pitäisi käyttää määrättyyn alassuuntaiseen ’ ’ TBF.ään liittyvien ohjaustietojen lähettämiseen.

» ·

Signaalin lähetyksessä ohjausyksikkö ohjaa signaalinkäsittelylohkoa 133 signaali- : tyypin mukaisesti. Lohko 121 suorittaa sitten signaalille salauksen ja lomituksen.

,···[ TDMA-lähettimessä purskeita muodostetaan koodatuista tiedoista lohkossa 122.

"* 30 Sen jälkeen purskeet moduloidaan ja vahvistetaan lohkossa 123. RF-signaali johde- taan kytkimen 102 kautta antenniin 101 lähetettäväksi. Ohjausyksikkö ohjaa myös purskeiden ja pakettien käsittelyä ja lähetystä. Erityisesti ohjausyksikkö ohjaa ohja- : ·. uspurskeiden lähetystä siten, että ne koodataan ja lähetetään tämän keksinnön mu-• · V. kaisesti. Ohjausyksikkö ohjaa siten ohjauspurskeiden muodostamista sillä tavalla, * ” 35 että ne koodataan niihin liittyvän TBF:n tiedoilla. Ohjausyksikkö ohjaa myös kana van valintaa siten, että käytetään varattua ohjauskanavaa ja aikaväliä.

112138 18

Kuva 7 esittää kaavamaisesti tukiasemaa, jossa on joukko lähetys- (TX) ja vastaanottoyksikköjä (RX) 701, lähetysyksikkö 702 pakettikytkentäisen verkon (GPRS) kanssa tapahtuvaa viestintää varten ja ristikytkentäyksikkö 703 datan sovituksen järjestämiseksi radioyhteyksien ja verkkoyhteyksien välillä. Siinä on myös TBF-ohjain 5 704, joka vastaa TBF:ien muodostamisesta ja ylläpitämisestä toisaalta verkosta vas taanotettujen muodostuspyyntöjen mukaan ja toisaalta matkaviestimiltä vastaanotettujen muodostuspyyntöjen mukaan. Keksinnön mukaan TBF-ohjain 704 on järjestetty ensin tekemään varauksia useille TBF:ille ja muodostamaan ja lähettämään oh-jaussanomia, jotka sisältävät tietoja esimerkiksi TBF:n ylössuuntaisten ohjaussano-10 mien ylössuuntaisten aikavälien määrästä. Se on myös järjestetty vastaanottamaan ohjaussanomia, jotka liittyvät yhden ja saman ohjauskanavan/aikavälin erilaisiin väliaikaisiin lohkovirtauksiin.

Yleensä informaation käsittely tietoliikennelaitteessa tapahtuu käsittelykapasi-teettijärjestelyssä mikroprosessorien muodossa ja muistissa muistipiirien muo-15 dossa. Sellaiset järjestelyt ovat sinänsä tunnettuja matkaviestimien ja kiinteiden verkkoelementtien tekniikasta. Tunnetun tietoliikennelaitteen muuntamiseksi keksinnön mukaiseksi tietoliikennelaitteeksi on tarpeen tallentaa muistivälineisiin joukko konekielisiä käskyjä, jotka käskevät yhtä tai useampaa mikroprosessoria suorittamaan edellä kuvatut toiminnot. Sellaisten käskyjen muodostaminen ja tallentami-20 nen muistiin on tunnettua tekniikkaa, joka yhdessä tämän patenttihakemuksen sisäl-...: tämien tietojen kanssa on helposti alan asiantuntijan toteutettavissa.

m Edellä on kuvattu keksinnön mukaisen ratkaisun erästä esimerkinomaista toteutus- •, ‘ ·: muotoa. Keksinnön mukaista periaatetta voidaan luonnollisesti muunnella oheisten patenttivaatimusten määrittelemän suojapiirin puitteissa esimerkiksi muuttamalla •:'' i 25 toteutuksen yksityiskohtia ja käyttöaluetta.

Vaikka edellä esitetyssä kuvauksessa on käytetty tiettyjen sanomien ja tiedonsiir-tokäsitteiden varattuja nimiä, jotka liittyvät nimenomaan yhden pakettikytkentäisen ' ; tietoliikennejärjestelmän tiettyyn spesifikaatioon, on huomattava, että keksintö on yleisesti sovellettavissa kaikkiin sellaisiin tietoliikennejärjestelmiin, joissa varataan i :': 30 erityiskanavia datapalveluja varten. Olisi myös huomattava, että tiedonsiirtoa voi ol-. · · ·. la matkaviestimen ja useiden tukiasemien välillä jompaankumpaan suuntaan.

Edellä on annettu eräitä esimerkkejä TBF-tiedonsiirtoparametreista. Monia muita vaihtoehtoisia tietoliikenneparametreja, jotka määrittävät TBF:n identiteetin, siihen liittyvän ohjauskanavan tai aikavälin numeron, voidaan kuitenkin käyttää.

19 112138

Hakemuksessa mainitut asiakirjat [1] Digital cellular telecommunications system (Phase 2+); General Packet Radio Service (GPRS); Mobile Station (MS) - Base Station System (BSS) interface; Radio Link Control/ Medium Access Control (RLC/MAC) protocol (GSM 04.60 version 5 6.1.0); European Telecommunications Standards Institute (ETSI) [2] WO 00/54464 [3] Digital cellular telecommunications system (Phase 2+); Multiplexing and multiple access on the radio path (GSM 05.02 version 5.1.0); European Telecommunications Standards Institute (ETSI)

Claims (19)

20 112138

1. Menetelmä ainakin yhden tiedonsiirtovirtauksen siirtämiseksi muodostamalla ainakin yksi yhteys matkaviestimen ja verkon välille tietoliikennejäijestelmän pa-kettiradiopalvelussa, mainitun ainakin yhden yhteyden muodostaessa väliaikaisen 5 lohkovirtauksen yhdellä tai usealla pakettidatakanavalla, joista jokaiselle on varattu alassuuntaisen TDMA-kehyksen (Time Division Multiple Access) eri aikaväli, jolloin ainakin kaksi samanaikaista väliaikaista lohkovirtausta on varattu mainittujen ainakin kahden tiedonsiirtovirtauksen siirtämiseen, ja väliaikaista lohkovirtausta koskevat ylössuuntaiset ohjaustiedot siirretään ylössuuntaisella ohjauskanavalla, jol-10 le on varattu ylössuuntaisen TDMA-kehyksen aikaväli, tunnettu siitä, että - mainittuihin ainakin kahteen samanaikaiseen alassuuntaiseen väliaikaiseen lohkovirtaukseen liittyvät ylössuuntaiset ohjauskanavat siirretään yhdessä ja samassa ylössuuntaisessa TDMA-aikavälissä, - ainakin toinen mainituista ainakin kahdesta samanaikaisesta alassuuntaisesta 15 väliaikaisesta lohkovirtauksesta siirretään yhdessä tai useassa alassuuntaisessa TDMA-aikavälissä, joista jokainen eroaa mainituille ainakin kahdelle ylös-suuntaiselle ohjauskanavalle käytettävää ylössuuntaista TDMA-aikaväliä vastaavasta alassuuntaisesta TDMA-aikavälistä, : - mainittu ylössuuntainen ohjauskanava varataan alassuuntaisessa sanomassa, ja : 20 mainittu sanoma sisältää tietoja mainitusta ylössuuntaisesta ohjauskanavasta, Ja • - mainitut tiedot mainitusta ylössuuntaisesta ohjauskanavasta sisältävät mainitun ·...·' ohj auskanavan aikavälin numeron.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu sa-25 noma on Packet Downlink Assignment -sanoma.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu pa- : " kettiradiopalvelu on GPRS (General Packet Radio Service).

4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ylössuuntai-nen ohjauskanava käsittää mainittuun alassuuntaiseen väliaikaiseen lohkovirtauk- . * · ·. 30 seen liityvän PACCH-ohjauskanavan. 112138 21

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainitun PACCH-ohjauskanavan yksi ylössuuntainen paketti varataan mainitussa alas-suuntaisessa väliaikaisessa lohkovirtauksessa lähetettävällä RRBP-kentällä.

6. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu 5 PACCH-ohjauskanava sisältää ylössuuntaisia ohjaustietoja, jotka sisältävät mainitun väliaikaisen lohko virtauksen pakettiyhteyden tunnuksen (TFI) ja aikavälin numeron.

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainitut ainakin kaksi alassuuntaista väliaikaista lohkovirtausta siirretään ainakin kahdella 10 alassuuntaisella pakettidatakanavalla, ja ylössuuntainen data siirretään ainakin yhdellä pakettidatakanavalla, jolloin mainittujen alassuuntaisten pakettidatakanavien määrä on suurempi kuin ylössuuntaisten pakettidatakanavien määrä.

8. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainitut ylös-suuntaiset ohjaustiedot siirretään samassa aikavälissä, jota jokin mainituista ainakin 15 yhdestä ylössuuntaisesta pakettidatakanavasta käyttää.

9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainitut ylös-suuntaiset ohjaustiedot siirretään ylössuuntaisessa aikavälissä, jonka numero vastaa sen alassuuntaisen aikavälin numeroa, jolle jokin mainituista pakettidatakanavista, • jotka siirtävät jonkin mainituista ainakin kahdesta väliaikaisesta lohkovirtausta, on ;\ : 20 osoitettu.

10. Tietoliikennejäijestelmä ainakin yhden tiedonsiirtovirtauksen siirtämiseksi muodostamalla ainakin yksi yhteys matkaviestimen ja verkon välille tietoliiken- :...· nejäijestelmän pakettiradiopalvelussa, mainitun ainakin yhden yhteyden muodos taessa väliaikaisen lohkovirtauksen yhdellä tai usealla pakettidatakanavalla, joista 25 jokaiselle on varattu alassuuntaisen TDMA-kehyksen (Time Division Multiple Access) eri aikaväli, jolloin ainakin kaksi samanaikaista väliaikaista lohkovirtausta on varattu mainittujen ainakin kahden tiedonsiirtovirtauksen siirtämiseen, ja väliaikaista lohkovirtausta koskevat ylössuuntaiset ohjaustiedot siirretään ylössuuntaisella ’ ohjauskanavalla, jolle on varattu ylössuuntaisen TDMA-kehyksen aikaväli, tunnet- 30 tu siitä, että - siinä on välineet mainittuihin ainakin kahteen samanaikaiseen väliaikaiseen lohko virtaukseen liittyvien ylössuuntaisten ohjaustietojen siirtämiseksi niihin : liittyvillä ainakin kahdella ylössuuntaisella ohjauskanavalla, ja mainitut aina- 112138 22 kin kaksi ylössuuntaista ohjauskanavaa siirretään yhdessä ja samassa ylös-suuntaisessa TDMA-aika välissä, ja - ainakin toinen mainituista ainakin kahdesta samanaikaisesta alassuuntaisesta väliaikaisesta lohkovirtauksesta siirretään yhdessä tai useassa alassuuntaisessa

5 TDMA-aikavälissä, joista jokainen eroaa mainituille ainakin kahdelle ylös- suuntaiselle ohjauskanavalle käytettävää ylössuuntaista TDMA-aikaväliä vastaavasta alassuuntaisesta TDMA-aikavälistä, - mainittu ylössuuntainen ohjauskanava varataan alassuuntaisessa sanomassa, ja mainittu sanoma sisältää tietoja mainitusta ylössuuntaisesta ohjauskanavasta, 10 ja - mainitut tiedot mainitusta ylössuuntaisesta ohjauskanavasta sisältävät mainitun ohjauskanavan aikavälin numeron.

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen tietoliikennejäqestelmä, tunnettu siitä, että mainitut ylössuuntaiset ohjaustiedot siirretään ylössuuntaisessa aikavälissä, jonka 15 numero vastaa sen alassuuntaisen aikavälin numeroa, jolle jokin mainituista paketti datakanavista, jotka siirtävät jonkin mainituista ainakin kahdesta väliaikaisesta lohkovirtauksesta, on osoitettu. ♦ » I « ; ,· 12. Patenttivaatimuksen 10 mukainen tietoliikennejärjestelmä, tunnettu siitä, että '! ‘ mainittu pakettiradiopalvelu on GPRS (General Packet Radio Service). :,,, · 20 13. Matkaviestin, jossa on välineet ainakin yhden tiedonsiirto virtauksen lähettämi- seksi/vastaanottamiseksi ainakin yhdellä matkaviestimen ja verkon välisellä yhtey- ' dellä tietoliikennejärjestelmän pakettiradiopalvelussa, mainitun ainakin yhden yh- > » teyden muodostaessa väliaikaisen lohkovirtauksen yhdellä tai usealla pakettidata-kanavalla, joista jokaiselle on varattu alassuuntaisen TDMA-kehyksen (Time Divi-25 sion Multiple Access) eri aikaväli, jolloin ainakin kaksi samanaikaista väliaikaista . . lohko virtausta on varattu mainittujen ainakin kahden tiedonsiirto virtauksen siirtämi- seen, ja väliaikaista lohkovirtausta koskevat ylössuuntaiset ohjaustiedot siirretään ylössuuntaisella ohjauskanavalla, jolle on varattu ylössuuntaisen TDMA-kehyksen ; T aikaväli, tunnettu siitä, että 30. siinä on välineet mainittuihin ainakin kahteen samanaikaiseen väliaikaiseen lohkovirtaukseen liittyvien ylössuuntaisten ohjaustietojen siirtämiseksi niihin liittyvillä ainakin kahdella ylössuuntaisella ohjauskanavalla, ja mainitut aina- 112138 23 kin kaksi ylössuuntaista ohjauskanavaa siirretään yhdessä ja samassa ylös-suuntaisessa TDMA-aikavälissä, ja - ainakin toinen mainituista ainakin kahdesta samanaikaisesta alassuuntaisesta väliaikaisesta lohkovirtauksesta siirretään yhdessä tai useassa alassuuntaisessa

5 TDMA-aikavälissä, joista jokainen eroaa mainituille ainakin kahdelle ylös- suuntaiselle ohjauskanavalle käytettävää ylössuuntaista TDMA-aikaväliä vastaavasta alassuuntaisesta TDMA-aikavälistä - mainittu ylössuuntainen ohjauskanava varataan alassuuntaisessa sanomassa, ja mainittu sanoma sisältää tietoja mainitusta ylössuuntaisesta ohjauskanavasta, 10 ja - mainitut tiedot mainitusta ylössuuntaisesta ohjauskanavasta sisältävät mainitun ohjauskanavan aikavälin numeron.

14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen matkaviestin, tunnettu siitä, että siinä on välineet alassuuntaisen sanomakentän vastaanottamiseksi ja välineet, joilla luetaan 15 mainitusta sanomasta tieto siitä, mitä ylössuuntaista ohjauskanavaa käytetään määrätylle alassuuntaiselle väliaikaiselle lohkovirtaukselle.

15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen matkaviestin, tunnettu siitä, että mainitut . . tiedot mainitusta ylössuuntaisesta ohjauskanavasta sisältävät mainitun ohjauska- :;: navan aikavälin numeron. t I :**’ 20 16. Patenttivaatimuksen 13 mukainen matkaviestin, tunnettu siitä, että siinä on välineet mainittujen ainakin kahden samanaikaisen alassuuntaisen väliaikaisen loh- .* " kovirtauksen vastaanottamiseksi ainakin kahdella alassuuntaisella pakettidata- « * kanavalla, ja välineet ylössuuntaisen datan siirtämiseksi ainakin yhdellä paketti-datakanavalla, jolloin mainittujen alassuuntaisten pakettidatakanavien määrä on 25 suurempi kuin ylössuuntaisten pakettidatakanavien määrä.

17. Patenttivaatimuksen 16 mukainen matkaviestin, tunnettu siitä, että mainitut ylössuuntaiset ohjaustiedot siirretään samassa aikavälissä, jota jokin mainituista ai-nakin yhdestä ylössuuntaisesta pakettidatakanavasta käyttää. * · * »»

18. Patenttivaatimuksen 13 mukainen matkaviestin, tunnettu siitä, että mainitut 30 ylössuuntaiset ohjaustiedot siirretään ylössuuntaisessa aikavälissä, jonka numero v vastaa sen alassuuntaisen aikavälin numeroa, jolle jokin mainituista pakettida- 112138 24 takanavista, jotka siirtävät jonkin mainituista ainakin kahdesta väliaikaisesta lohko-virtauksesta, on osoitettu.

19. Patenttivaatimuksen 13 mukainen matkaviestin, tunnettu siitä, että mainittu pakettiradiopalvelu on GPRS (General Packet Radio Service).

5 Patentkrav