FI112154B - Parannuksia matkaviestinverkoissa tai niihin liittyen - Google Patents

Description

112154

Parannuksia matkaviestinverkoissa tai niihin liittyen - Förbättringar i eller vid mobilnät

Esillä oleva keksintö liittyy matkaviestinverkkoihin.

Sellaisissa verkoissa kanavanvaihto voi johtaa siihen, että kiinteän verkon infra-5 struktuurissa yhteydet eivät ole optimaalisia, joka johtaa verkkoresurssien tuhlaavaan käyttöön, mutta verkon optimointi voi aiheuttaa yhteyden katkoksia ja siitä johtuvaa käyttäjädatan vääristymää. Tulevaisuuden matkaviestimiä voidaan tukea verkoilla, joissa käytetään asynkronista siirtotapaa (ATM, Asynchronous Transfer Mode) sekä siirtoyhteyksillä että keskuksissa, ja joihin sisältyy laajakaistaisia sol-10 mukeskuksia.

Esillä olevan keksinnön tavoitteena on käyttää laajakaistaisiin solmukeskuksiin sisältyviä toiminteita verkon optimoinnin mahdollistamiseksi käyttäjädataa vääristämättä.

Esillä olevan keksinnön mukaan aikaansaadaan matkaviestinverkko, joka käsittää 15 ainakin yhden matkaviestimen, joka matkaviestin on järjestetty olemaan yhteydessä radiotien kautta ainakin yhteen ensimmäiseen ja yhteen toiseen tukiasemaan, jolloin mainittu ensimmäinen tukiasema on kytketty matkaviestinverkon ensimmäiseen liitäntäyksikköön, joka on kytketty solmukeskukseen ensimmäisen kanavan kautta, ja jolloin mainittu toinen tukiasema on kytketty matkaviestinverkon toiseen liitäntäyk-20 sikköön, joka on kytketty solmukeskukseen toisen kanavan kautta, jolloin mainittu •' ·' solmukeskus on kytketty matkaviestinverkkoon kolmannen kanavan kautta, jolloin . * mainittu ensimmäinen ja mainittu toinen verkon liitäntäyksikkö on kytketty toisiinsa ,,, · neljännen kanavan kautta, jonka kautta välitetään tietoa mainitun ensimmäisen ja ' ‘ ” toisen verkon liitäntäyksikön välillä, jolloin verkolle on tunnusomaista, että mainittu 25 solmukeskus käsittää ATM-välityslaitteet, joihin sisältyy merkkikennon lisäysväli-• ‘: neet ja merkkikennon ilmaisuvälineet, ja että jokainen matkaviestinverkon liitäntä yksikkö sisältää merkkikennon lisäysvälineen ja merkkikennon ilmaisuvälineet sekä . , ·, valintavälineet, ja että mainittua merkkikennon ilmaisuvälinettä ja mainittua lisäys- 1 välinettä käytetään ATM-välityslaitteiden ja valintavälineiden toiminnan ohjaami- ’. 30 seksi, niin että mahdollistetaan erilaisten yhteyksien konfiguroiminen mainittujen : ’,: kanavien kesken.

Seuraavassa keksintöä selitetään oheisiin piirustuksiin viitaten, joissa: . ‘ ‘: kuva 1 esittää matkaviestinverkon osan lohkokaavion; 2 112154 kuva 2a esittää lohkokaavion, jossa matkaviestin lähettää tukiaseman kautta matkaviestinverkon ensimmäiselle liitäntäyksikölle; kuva 2b esittää lohkokaavion, jossa matkaviestin tekee kanavanvaihdon toiseen matkaviestinverkon liitäntäyksikköön liittyvään tukiasemaan; 5 kuva 2c esittää lohkokaavion, jossa verkko on uudelleen konfiguroitu ensimmäisen matkaviestinverkon liitäntäyksikön kautta olevan liikennereitin poistamiseksi; kuva 3 esittää verkon lohkokaavion alaspäin-yhteyden optimoimiseksi; kuva 4 esittää matkaviestinverkon liitäntäyksikön toiminnan vuokaavion, jossa op- 10 timoidaan alaspäin-yhteys; kuva 5 esittää verkon lohkokaavion, jossa optimoidaan ylöspäin-yhteys; kuva 6 esittää optimointiprotokollan; kuva 7 esittää lohkokaavion, jossa joukko matkaviestinverkon liitäntäyksiköltä on kytketty eri laajakaistaisiin solmukeskuksiin, jolloin yhdessä solmussa on 15 yhteinen piste; ja kuva 8 esittää lohkokaavion, jossa joukko matkaviestinverkon liitäntäyksiköltä on kytketty eri laajakaistaisiin solmukeskuksiin, ja kolmas laajakaistainen sol-mukeskus muodostaa yhteisen pisteen.

* 1 · • · i 1 ·'; Kuvaan 1 viitaten matkaviestinjärjestelmän verkko-osa käsittää tyypillisesti ainakin * , · ·. 20 yhden matkaviestimen 8, joka on järjestetty liikennöimään matkaviestinverkon lii- ...,: täntäyksikköihin (MNIU, mobile network interface unit) kytkettyyn tukiasemaan 2, jolloin liitäntäyksiköt vuorostaan on kytketty solmukeskukseen 6. MNIU suorittaa !!! matkaviestinjärjestelmän tarvitsemat erityiset verkkotoiminnat, kun taas solmukes- *1 1 kus suorittaa puheluihin liittyvät toiminnat, kuten voitaisiin edellyttää tavalliselta 25 paikalliskeskukselta tai päätekeskukselta. Määrätty MNIU muodostaa liitäntäpisteen i,: matkaviestinverkon ja kiinteän verkon välille sen ajan, jolloin puhelua käsitellään ,: : jossain sen vastuualueella olevalla tukiasemalla.

‘ Kun matkaviestin suorittaa kanavanvaihdon tukiasemien välillä, jotka kuuluvat eri 1 1 MNIU-yksiköiden vastuualueelle, on kiinteässä verkossa tehtävä yhteyden laajen- ; “: 30 nus. Kuvaan 2a viitaten oletetaan, että matkaviestin aluksi lähettää tukiaseman 12 ' ‘ . kautta, joka on MNIU-yksikön P 14 vastuulla. Kun se tekee kanavanvaihdon tuki- 3 112154 asemalle 16, joka on MNIU-yksikön Q 18 vastuulla, voidaan käyttää rinnakkaisten UK-patenttihakemusten 9213373.4 ja 9408122.1 periaatteita yhteyden välittämiseksi MNIU-yksiköstä Q 18 MNIU-yksikölle P 14, kuten kuvassa 2b on esitetty. Tämä johtaa kuitenkin verkon lisäresurssien käyttöön, jotka vapautetaan, jos MNIU-yksi-5 kön ja solmukeskuksen välinen reitti optimoidaan niin, että sillä on kuvassa 2c esi tetty konfiguraatio. Ellei ryhdytä erityistoimiin, optimointi aiheuttaa yhteyskatkok-sia, jotka johtavat yhteyden kautta kulkevan datan vääristymiseen.

Tulevaisuudessa matkaviestimiä voidaan tukea asynkronista siirtotapaa (ATM, Asynchronous Transfer Mode) käyttämällä. Sellaisissa verkoissa verkon kautta lähe-10 tettävä data jaetaan pieniin datapaketteihin, joita sanotaan soluiksi. Ne käsittävät 48 oktettia käyttäjän dataa ja 5 oktettia otsikkotietoa. Odotettavissa on, että ATM-verk-kojen solmukeskukset, joita tässä sanotaan laajakaistaisiksi solmukeskuksiksi, sisältävät ATM-välityslaitteet, joissa on solujen yleislähetystoiminne (broadcasting) ja siihen liittyviä oheislaitteita ulosmenon muotoilua varten. Ulosmenon muotoilu 15 (egress shaping) on keino, jolla säädetään liikennevuota, ja jossa käytetään puskurointia, kuten on selitetty rinnakkaisessa UK-patenttihakemuksessamme 9405788.2 ja saksalaisessa patenttihakemuksessa 931 208 28.4.

Seuraava selitys koskee yhden yhteyden optimointia, mutta on ymmärrettävä, että keksintöä voidaan soveltaa moninkertaisiin yhteyksiin.

20 Kuvassa 3 on esitetty alaspäin-suunnan (downlink) optimointitoiminta. Aluksi verkosta tuleva alaspäin-suunnan tieto väylöitetään MNIU-yksikköön Q 22 MNIU-yk-; V: sikön P 24 kautta kanavia A ja D käyttäen, ja keskukseen on vain yhteys C - A. Kun ; optimointi aloitetaan, MNIU-yksikkö Q 22 liittää yhteydelle valitsimen 26. Tämä . * , voidaan tehdä dataa menettämättä, koska MNIU-yksikkö Q 22 voi valvoa soluja ja ,,,,: 25 tehdä tämän solujen välissä. ATM-keskuksen yleislähetystoiminnetta käytetään yk sisuuntaisen yhteyden muodostamiseksi kanavalta C kanavaan B, kanavan C ja ka- « * ! ’ navan A muodostaman yhteyden rinnalle, jolloin lähetetään tietoa MNIU-yksikölle • ’ Q 22 samoin kuin MNIU-yksikön P 24 kautta. MNIU-yksikössä Q 22 oleva valitsin 26 lähettää edelleen kanavalla D tukiasemalle tulevaa tietovirtaa. MNIU-yksikkö Q ' 30 22 sisältää puskurin 28, merkkisolun ilmaisimen 30, ja ulosmenon muotoilupiirin 32.

t t i I * >' Laajakaistaiseen solmukeskukseen 36 sisältyvät ATM-välityslaitteet 34 saatetaan sitten lisäämään samanaikaisesti molempiin keskuksen kautta kulkeviin reitteihin - ; ‘; merkkisolu (Y), jolloin tämä voisi olla erityinen resurssien hallintasolu, ja nämä • . 35 kummatkin solut saapuvat ajallaan MNIU-yksikköön Q 22. Laajakaistaisen solmu- 4 112154 keskuksen 36 läpikulkuviiveet voivat kuitenkin vaihdella huomattavasti, erityisesti ulosmenon muotoilupiirejä 32 käytettäessä, ja laajakaistaisen solmukeskuksen 36 ja kahden MNIU-yksikön 22, 24 välisten reittien viiveet voivat myös olla suuret. Näin ollen etukäteen ei voi määrittää, kumpi merkkisolu saapuu ensin perille. Jotta estet-5 täisiin data menetys tai toisto, voidaan valitsimella 26 käyttää seuraavaa algoritmia, kuten kuvaan 4 viitaten on esitetty.

Jos merkkisolu saapuu ensin kanavan D kautta, välitys tukiasemalle keskeytetään, kunnes kanavan B kautta lähetetty merkkisolu on saapunut. Sen jälkeen välitys käynnistetään uudelleen käyttäen kanavalta B tulevaa dataa.

10 Jos merkkisolu tulee ensin kanavan B kautta, datan välitysreittiä ei muuteta, ja kanavan D kautta kulkeva data lähetetään edelleen tukiasemalle. Kanavalta B tuleva data kuitenkin puskuroidaan MNIU-yksikössä Q, kunnes merkkisolu kanavalta D saapuu, jonka jälkeen kanavan D dataa ei enää lähetetä tukiasemalle. Sen sijaan lähetetään puskuroitu data ja sen jälkeen kanavalta B tuleva data.

15 Reitin pituus lyhenee yleensä optimoinnin aikana, joka johtaa tehokkaaseen käyttä-jädatan purskeeseen. Samaten voidaan alaspäin-suunnan data puskuroidan MNIU-yksikössä. Jotta nämä tekijät eivät aikaansaisi sitä, että ilmarajapinnan kautta kulkevan datan nopeus ylittäisi osoitetun kapasiteetin tai käyttäjän päätteen edellyttämän nopeuden, MNIU-yksikössä vaaditaan jonkin muotoista ulosmenon muotoilupiiriä 20 32.

, v. Optimoinnin jälkeen vapautetaan yhteys välillä C - A.

: .: Tarkasteltaessa seuraavassa ylöspäin-suunnan (uplink) yhteyttä, niin kuvaan 5 viita- :,..: ten yhteys laajakaistaisen solmukeskuksen 40 kautta tapahtuu kanavien a ja C välil- : lä. Optimointia aloitettaessa MNIU-yksikkö Q 44 lakkaa lähettämästä dataa laaja- : : *: 25 kaistaiselle solmukeskukselle 40, ja liittää merkkisolun (X) reitille, joka käyttää ; ’ ·' i ATM-välityslaitteita 42. Se puskuroi tämän jälkeen tukiasemalta tulevan datan (puskuri voidaan liittää reitille solujen välisen jakson aikana, jolloin vältetään solun , , ·, menetys).

:: : Kun merkkisolu saavuttaa kanavan C ATM-välityslaitteissa, se saattaa välityslait- : *. *. 30 teen liittämään toisen merkkisolun (Y) paluureittiin, kuten selitettiin alaspäin-suun- . · · ·, taan viitaten, ja se on sama merkkisolu, kuin mitä käytettiin alaspäin-suunnan opti mointiin. Kun tämän merkkisolun ensimmäinen kopio saapuu MNIU-yksikköön Q :.:.: 44, on varmaa että laajakaistaisen solmukeskuksen tulopuskuri, ja mahdolliset :: ATM-välityslaitteiden sisäiset puskurit, on tyhjennetty, ja että kytkentäreittien 5 112154 muuttaminen ei voi aiheuttaa datan menetystä. Tämä ei vaikuta ulosmenon muo-toilupiiriin 46 kanavalla C, ja siihen mahdollisesti puskuroituja soluja ei menetetä. Näin ATM-välityslaitteiden reitit voidaan turvallisesti konfiguroida uudelleen, ja kanava C kytketään kanavaan B, kanavan A sijasta. Sen jälkeen MNIU-yksikkö Q 5 44 aloittaa välityksen kanavan B kautta, ja ylöspäin-suunnan optimointi on valmis.

Tässä oletetaan, että laajakaistaisessa solmukeskukseen järjestetään ulosmenon muotoilu, jolloin optimoinnista mahdollisesti johtuva datan purskeisuus voidaan tasoittaa siinä. Yhteys kanavan B ja kanavan D välillä tehdään solun reitittimen 50 kautta, joka sisältyy MNIU-yksikköön 44. Ennen solun reititintä 50 on järjestetty 10 puskuri 48, jota käytetään merkkisolun X liittämispisteenä.

Seuraavaksi tarkastellaan optimointiprotokollaa. Kuvaan 6 viitaten MNIU-yksikkö Q aloittaa pyytämällä yhteysreitin yksityiskohdat MNIU-yksiköltä P ja laajakaistaiselta solmukeskukselta. Sitten MNIU-yksikkö Q pyytää laajakaistaista solmukes-kusta muodostamaan valvontareitin kanavalta C kanavaan B. Sitten MNIU-yksikkö 15 Q liittää merkkisolun (X) kanavaan D, joka saattaa laajakaistaisen solmukeskuksen liittämään merkkisolun (Y) kanaviin Aja B.

Vastaanottaessa ensimmäisen merkkisolun (Y) MNIU-yksikkö Q pyytää laajakaistaista solmukeskusta tekemään kanavien B ja C välisen yhteyden kaksisuuntaiseksi. Oletetaan, että tämä automaattisesti tekisi kanavien C ja A välisen reitin yksisuun-20 täiseksi, jolloin sitä käsiteltäisiin monihaaraisen puun ulkohaarana. Kun MNIU-yk-sikkö Q tietää, että välityslaitteet on konfiguroitu uudelleen, se alkaa lähettää kana-:. v valle B puskuroitua dataa, ja sen jälkeen tukiasemalta vastaanotettua dataa.

'.,! Kun molemmat merkkisolut (Y) on vastaanotettu, MNIU-yksikkö Q vaihtaa toimin tansa ja lähettää kanavalta B vastaanotetut solut tukiasemalle, kuvassa 4 esitetyn al-25 goritmin mukaan. Tämän jälkeen se saattaa laajakaistaisen solmukeskuksen muutta-•' maan ohjauksen kanavalta A kanavalle B, ja pyytää kanavien A ja C välisten reittien :: purkamista. Lopuksi MNIU-yksikköä P käsketään purkamaan kanavien D ja A väli nen yhteys.

• I » • · · Alan ammattilainen ymmärtää, että erilaiset vaihtoehtoiset suoritusmuodot ovat *. 30 mahdollisia, jotka kuuluvat esillä olevan keksinnön suoja-alan puitteisiin; esimer- : kiksi kun tukiasemat on kytketty välittömästi laajakaistaiseen solmukeskukseen, : _ _: voidaan edellä olevia periaatteita käyttää datan menetyksen estämiseksi matkavies- ’ ·. timen kanavanvaihdon aikana. Tukiasema tai matkaviestin voisi tällöin suorittaa ne !!! toiminnat, jotka MNIU-yksikkö suoritti edellä.

6 112154

Samoja periaatteita voidaan soveltaa, kun MNIU-yksiköt P ja Q liittyvät eri laajakaistaisiin solmukeskuksiin, kuten on esitetty kuvissa 7 ja 8. Kuvan 6 protokollat toimisivat MNIU-yksiköiden ja sen solmun välillä, joka liittyy johdolle C kytkettyyn piirin (eli pisteeseen, jossa kaksi reittiä yhtyy).

5 Merkinantotiedot ja käyttäjän data välitettäisiin transparentisti MNIU-yksiköiden ja tämän solmun välillä (eli läpinäkyvästi laajakaistaisen solmun M läpi kuvassa 7, ja solmujen L ja M läpi kuvassa 8). Protokollan alkuosassa olisi kuitenkin muutos, niin että yhteyspolkua voidaan laajentaa.

Johdolle C kytketty piiri voisi tyypillisesti olla se piste, jossa kiinteän verkon yhteys 10 ensimmäisen kerran liittyy matkaviestinverkon laajakaistaiseen solmukeskukseen, jotta se voisi olla myös se laajakaistainen keskus, joka on lähimpänä etäällä olevaa käyttäj äpäätettä.

» ♦ * • · · » * · « • > ·

* I

Claims (5)

7 112154

1. Matkaviestinverkko, joka käsittää ainakin yhden matkaviestimen, joka matkaviestin on järjestetty olemaan yhteydessä radiotien kautta ainakin yhteen ensimmäiseen ja yhteen toiseen tukiasemaan, jolloin mainittu ensimmäinen tukiasema on kyt- 5 ketty matkaviestinverkon ensimmäiseen liitäntäyksikköön, joka on kytketty solmu-keskukseen ensimmäisen kanavan kautta, ja jolloin mainittu toinen tukiasema on kytketty matkaviestinverkon toiseen liitäntäyksikköön, joka on kytketty solmukes-kukseen toisen kanavan kautta, jolloin mainittu solmukeskus on kytketty matkaviestinverkkoon kolmannen kanavan kautta, jolloin mainittu ensimmäinen ja mainittu 10 toinen verkon liitäntäyksikkö on kytketty toisiinsa neljännen kanavan kautta, jonka kautta välitetään tietoa verkon mainitun ensimmäisen ja toisen liitäntäyksikön välillä, tunnettu siitä, että mainittu solmukeskus käsittää ATM-välityslaitteet, joihin sisältyy merkkikennon lisäys välineet ja merkkikennon ilmaisuvälineet, ja että jokainen matkaviestinverkon liitäntäyksikkö sisältää merkkikennon lisäysvälineen ja 15 merkkikennon ilmaisuvälineet sekä valintavälineet, ja että mainittua merkkikennon ilmaisuvälinettä ja mainittua lisäysvälinettä käytetään ATM-välityslaitteiden ja va-lintavälineiden toiminnan ohjaamiseksi, niin että mahdollistetaan erilaisten yhteyksien konfiguroiminen mainittujen kanavien kesken.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen matkaviestinverkko, tunnettu siitä, että käy-20 tössä yksi mainituista matkaviestinverkon liitäntäyksiköistä on järjestetty pyytämään . yhteysreitin yksityiskohdat matkaviestinverkon toiselta liitäntäyksiköltä ja solmu- keskuksesta, jolloin mainittu yksi matkaviestinverkon liitäntäyksikkö on järjestetty ; ·' pyytämään solmukeskusta muodostamaan valvontareitin mainitulta kolmannelta ka- ' . ’ navalta mainittuun toiseen kanavaan, jolloin mainittu yksi matkaviestinverkon liitän- 25 täyksikkö on järjestetty liittämään merkkisolun mainittuun neljänteen kanavaan ja ' ,: saattamaan mainitun solmukeskuksen liittämään merkkisolun mainittuun ensimmäi seen ja mainittuun toiseen kanavaan, ja jolloin mainittu yksi matkaviestinverkon liitäntäyksikkö tämän merkkisolun vastaanottaessaan on järjestetty pyytämään solmu-keskusta tekemään mainitun toisen ja mainitun kolmannen kanavan välisen yhteyden 30 kaksisuuntaiseksi, ja että kun mainittu yksi matkaviestinverkon liitäntäyksikkö havaitsee, että mainittu yhteys on konfiguroitu, se aloittaa datan lähettämisen toiselle v kanavalle, jonka jälkeen se lähettää sille mainitulta tukiasemalta vastaanotetun da- ,,: tan, ja että mainittu yksi matkaviestinverkon liitäntäyksikkö molemmat mainitut merkkisolut vastaanotettuaan saatetaan lähettämään mainitulla toisella kanavalla • , 35 vastaanotetut solut mainitulle tukiasemalla, jonka jälkeen mainittu solmukeskus saatetaan siirtämään ohjauksen mainitulta ensimmäiseltä kanavalta mainitulle toiselle kanavalle ja pyytämään mainitun ensimmäisen ja mainitun kolmannen kanavan 8 112154 välisen reitin purkamista, jolloin mainittua matkaviestinverkon toista liitäntäyksikköä käsketään purkamaan mainitun neljännen ja mainitun ensimmäisen kanavan välinen yhteys.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen matkaviestinverkko, tunnettu siitä, että 5 jokainen matkaviestinverkon liitäntäyksikkö on kytketty eri laajakaistaiseen solmu- keskukseen.

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen matkaviestinverkko, tunnettu siitä, että jokainen matkaviestinverkon liitäntäyksikkö sisältää solun reitittimen, joka ohjaa solut toisen tai neljännen kanavan kautta.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen matkaviestinverkko, tunnettu siitä, että jokai nen matkaviestinverkon liitäntäyksikkö sisältää puskurivälineet, jotka on kytketty mainitun solun reitittimen tuloon, jossa kohdassa merkkisolut liitetään datavirtaan.