FI88990B - Foerfarande foer behandling av samtal vaentande pao radiokanaler i ett radiosystem - Google Patents

Description

1 88990

Menetelmä radiokanavia odottavien puheluiden käsittelemiseksi radiojärjestelmässä

Keksinnön kohteena on menetelmä radiokanavia odot-5 tavien puheluiden käsittelemiseksi radiojärjestelmässä, joka käsittää useita radiojärjestelmän kattamalle maantieteelliselle alueelle toisistaan erilleen sijoitettuja kiinteitä radioasemia, liikkuvia radioasemia sekä matkapuhelinkeskuksen, joka allokoi radiokanavia kaikille puhe-10 luille, joihin osallistuu yksi tai useampi liikkuva asema, ja joka sijoittaa puhelun odottamaan, mikäli puhelun tarvitseman yhden tai useamman kiinteän radioaseman radioka-navaresursseja ei ole vapaana.

Matkapuhelinjärjestelmässä lukuisa joukko käyttäjiä 15 jakaa saman radiokanavaryhmän. Puhelua muodostaessaan järjestelmä tarkistaa yksittäisen tilaajan käyttöoikeudet ja allokoi tälle radiokanavaresursseja valitsemalla tälle automaattisesti vapaan radiokanavan. Jos kutsuttu tilaaja on varattu tai kaikki radiokanavat on varattu, järjestelmä 20 sijoittaa tilaajat odottamaan, kunnes tilaaja tai tarvittavat radiokanavaresurssit vapautuvat.

Perinteisesti radiokanavaresurssien jonottaminen puheluille on toteutettu muodostamalla matkapuhelinjärjestelmän jokaista tukiasemaa varten oma jono. Tällöin kun 25 puhelun tarvitsemilla tukiasemilla ei ole riittävästi radiokanavaresursseja vapaana, puhelu pannaan jonottamaan näiden tukiasemien jonoihin. Tämän menettelyn etuna on se, että tukiaseman radiokanavan vapautuessa voidaan välittömästi päättää mille jonossa olevalle puhelulle se täytyy 30 seuraavaksi allokoida. Ongelmia tämän menettelyn yhteydessä syntyy silloin, kun kanava vapautuu yhdellä tukiasemalla, mutta puhelu tarvitsee kanavia myös muilta tukiasemilta. Tällöin on mahdollista, että puhelu ei ole ensimmäisenä näiden muiden tukiasemien jonoissa. Tällaisessa tapauk-35 sessa puhelun täytyy joko varata vapaa radiokanava ja jät- 2 88990 kaa muiden radiokanavien jonottamista tai yksinkertaisesti vain jatkaa jonottamista myös tukiasemalla, jossa on radiokanava vapautunut. Molemmissa tapauksissa järjestelmä toiminta on epätyydyttävää. Jos puhelu varaa radiokanavan 5 etukäteen, kyseinen radiokanava on "hyödytön” koko sen ajan, jonka puhelu jonottaa muita tarvitsemiaan radiokanavia. Toisaalta jos puhelu ei varaa heti vapaata kanavaa se voi joutua odottamaan loputtomasti sitä hetkeä, jona se on ensimmäisenä kaikissa jonoissa.

10 Keksinnön päämääränä on odottavien puheluiden kä sittelymenetelmä, jolla vältetään edellä esitetyt ongelmat ja saavutetaan lisäetuja tekniikan tason ratkaisuihin nähden.

Tämä saavutetaan aloituskappaleessa esitetyn tyyp-15 pisellä menetelmällä, jolle on keksinnön mukaisesti tunnusomaista, että kulloinkin vapautuvat radiokanavaresurs-sit allokoidaan puheluiden odotusjärjestyksestä riippumattomasti sille odottavalle puhelulle, jolle vapautuvat ka-navaresurssit puhelulle lasketun soveltuvuusarvon mukaan 20 parhaiten soveltuvat ja jonka tarvitsemat radiokanavare-surssit ovat kaikki vapautuneet.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä käytetään kaikille radiokanavaresursseja odottaville puheluille yhteistä odotuspaikkaa tai "odotushuonetta", josta valitaan jono-25 tusjärjestyksestä riippumattomasti sopivin puhelu käyttä mään vapautuvia resursseja. Menetelmä ratkaisee iolemmat tekniikan tason menettelyn ongelmat: radiokanavaresursseja ei tarvitse varata turhaan etukäteen ja puhelu saa tarvitsemansa radiokanavaresurssit enemmin tai myöhemmin.

30 Tämän menetelmän toteutus on melko helppo, koska järjestelmä vain varastoi odottavat puhelut ja laskee niille yksinkertaisen funktion joka kerta kun radiokanava-resursseja vapautuu. Tämän yksinkertaisen funktion vuoksi voidaan helposti muuttaa periaatteita, joilla radiokanava-35 resursseja allokoidaan erityyppisille puheluille.

3 88990

Vaikka keksinnön mukaisen kanavanodotusmenetelmän toteuttaminen on osoittautunut laskennallisesti kevyeksi ja helpoksi suorittaa sekä soveltuvuusarvojen laskeminen puheluille että parhaiten soveltuvan puhelun valinta on 5 tehokkainta tehdä yhdessä laskentasilmukassa. Lisäksi, mitä enemmän odottavia puheluita sitä kevyemmäksi tulee laskenta silmukassa, koska tukiasemilla on vähemmän vapaita radiokanavaresursseja, joiden soveltuvuutta odottaville puheluille voitaisiin testata.

10 Keksintöä selitetään nyt yksityiskohtaisemmin suo- ritusesimerkkien avulla viitaten oheisiin piirroksiin, joissa kuvio 1 havainnollistaa erästä radiojärjestelmää, jossa keksintöä voidaan soveltaa, ja kuvio 2 havainnollistaa matkapuhelinkeskuksen ja 15 tukiaseman välistä kytkentää.

Kuviossa on esitetty radiopuhelinjärjestelmä, jossa järjestelmän kattama maantieteellinen alue on jaettu pienempiin radioalueisiin eli radiosoluihin Cl, C2 ja C3 siten, että vierekkäiset solut rajoittuvat toisiinsa tai 20 ovat reuna-alueiltaan edullisesti päällekkäin. Kussakin solussa Cl, C2 ja C3 on ainakin yksi kiinteä monikanavainen lähetinvastaanotinlaitteisto BSl, BS2 ja BS3, jota tässä yhteydessä kutsutaan tukiasemaksi. Kaikki tukiasemat BSl, BS2 ja BS3 on kytketty kiinteillä yhteyksillä, kuten 25 kaapeleilla, matkapuhelinkeskukseen MX, joka siten ohjaa useita tukiasemia BS. Kullekin solulle on määrätty puheyhteyksiä tai datayhteyksiä varten tietyt taajuuskanavat siten, että ainakin toisiaan lähellä olevilla soluilla on eri taajuudet, joilla niiden tukiasemat BS ovat radioyh-30 teydessä soluissa liikkuvien tilaaja-asemien eli radiopuhelinten MT kanssa. Taajuuskanavat voi olla edelleen aika-jakokanavoitu TDMA-periaatteella.

Kuviossa 2 on havainnollistettu matkapuhelinkeskuksen MX ja tukiaseman BS välistä yhteyttä. Matkapuhelinkes-35 kus MX sisältää useita tukiasemaliitäntäyksikön BSIU (Base 4 88990

Station Interface Unit), joista kukin toimii linkkinä pu-helunohjaustietokoneen CCC (Call Control Computer) ja tukiaseman radiokanavayksikön ChU (Channel Unit) välillä. Kullakin tukiasemalla BS on useita radiokanavayksiköitä 5 ChU, joista kukin käsittää radiolähetinvastaanottimen. Ka-navayksikkö ChU voi toimia yhdellä ennalta määrätyllä radiokanavalla tai matkapuhelinkeskus MX voi joka kerta pakottaa kanavayksikön ChU toimimaan kulloinkin haluamallaan tietyllä radiokanavalla.

10 Liitäntäyksiköllä BSIU on neljä päätehtävää: kont rolloida pääsyä siihen liittyvälle radiokanavalle, muuntaa ja välittää eteenpäin sanomia radioyksiköiden eli kanava-yksiköiden ChU ja puhelunohjaustietokoneen CCC välillä, kytkeä keskuksen puhetiet radiokanavalle sekä ohjata ja 15 tarkkailla tukiaseman toimintaa. Yksi BSIU ohjaa yhtä kanavaa, joka voi olla joko liikennekanava tai kutsukanava (ohjauskanava), jota järjestelmä käyttää ohjaussignaloin-tia, kuten puhelunmuodostussignalointia varten. Ohjauska-navatoimintatilassa BSIU voi toimia dedikoituna kutsukana-20 vana, dedikoimattomana kutsukanavana tai aikajakoisena kutsukanavana. Hakijan aikaisemmassa FI-patenttihakemuk-sessa 905994 on kuvattu järjestelmää, jossa useilla tukiasemilla BS1, BS2 ja BS3 kutsukanavana yhteinen taajuus-kanava, jota tukiasemat BS1, BS2 ja BS3 käyttävät aikaja-25 koisesti peräkkäin kutsusanomiensa lähettämiseen.

BSIU voi toimia joko kutsu- tai liikennetoimintati-lassa. Molemmissa toimintatiloissa se vastaanottaa sanomia puhelunohjaustietokoneelta CCC, valvoo keskuksen ja tukiaseman välistä 4-johtimista puhe- ja signalointiyhteyttä 30 sekä lähettää puhelunohjaustietokoneelle CCC valvontadataa koskien lähettimen, tukiaseman ja siirtolinjojen tiloja.

Kun BSIU on liitetty liikennekanavaan, se on joko joutotilassa tai puhelutilassa. Joutotilassa BSIU odottaa varaussanomaa puhelunohjaustietokoneelta CCC ja tarkkailee 35 lähetyslinjaa tukiasemalle BS. Kun BSIU on varattu puhelua 5 88990 varten, se käynnistää tukiaseman BS lähettimen ja kytkee puhetiet tukiaseman BS ja keskuksen välille puhelutyypin mukaan. Puhelun aikana BSIU lähettää ja vastaanottaa puhe-lunohjausviestejä ja valvoo ylläpitoa ja vapauttaa puhelun 5 kantoaaltodatan, radiotieltä tulevien puhelunohjaussano-mien ja puhelunohjaustietokoneelta CCC tulevan ohjauksen mukaan.

Matkapuhelinkeskuksen MX puhelunohjaustietokoneen CCC täytyy allokoida radiokanavia, radiokanavayksiköitä 10 ChU ja tukiasemaliitäntäyksiköltä BSIU jokaiselle puhelulle, johon osallistuu yksi tai useampi keskuksen MX oma liikkuva tilaaja-asema MS.

Jos tietyn puhelun tarvitseman tukiaseman kaikki liitäntäyksiköt BSIU ja/tai kanavayksiköt ChU (radiokana-15 vat) on varattu, järjestelmä sijoittaa puhelun odottamaan, kunnes nämä tarvittavat radiokanavaresurssit vapautuvat.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä tehostetaan vapautuvien radiokanavaresurssien jakamista odottaville puheluille käyttämällä kaikille radiokanavaresursseja odot-20 taville puheluille yhteistä "järjestäytymätöntä" odotus-paikkaa tai "odotushuonetta", josta voidaan jonotusjärjestyksestä riippumattomasti tietyn kriteerin perusteella valita sopivin puhelu käyttämään vapautuvia resursseja. Tämä kriteeri on puhelulle laskettu soveltuvuusarvo ja se, 25 että kaikki puhelun tarvitsemat radiokanavaresurssit ovat vapautuneet. Menetelmä ratkaisee ongelmat, jotka ovat aikaisemmin liittyneet puheluihin, jotka tarvitsevat radiokanavia kahdelta tai useammalta tukiasemalta: radiokanava-resursseja ei tarvitse varata turhaan etukäteen ja puhelu 30 saa tarvitsemansa radiokanavaresurssit enemmin tai myöhemmin.

Radiokanavien allokointivaatimukset voidaan formalisoida seuraavilla lausekkeilla.

Puhelu C tarvitsee radiokanavan Ch_i (kanavayksi-35 kön) ja tukiasemaliitäntäyksikön BSIU_i jokaiselle puhe- 6 88990 luun osallistuvalle liikkuvalle tilaaja-asemalle MS_i (1=1,2,...,111), joka voi käyttää tukiasemapaikkoja S_ik (ik=l,2,...,is) tai vaihtoehtoisesti puhelu C tarvitsee radiokanavan Ch_k ja tukiasemaliitäntäyksikön BSIU_k tuki-5 asemapaikoilla S_k (k=l,2,...,s) Järjestelmän täytyy valita puhelun C tarvitsemat radiokanavat ja BSIU:t. Kun järjestelmä on allokoimassa radiokanavia ja BSIUiita puhelulle C eikä vapaana ole riittävästi resursseja, puhelu laitetaan odottamaan 10 "odotushuoneeseen".

Kun radiokanava tai BSIU tulee saataville ja odotushuoneessa on puhelu X, puhelu X aloitetaan jos ja vain jos: exists X in WAITING_CALLS | 15 all P in WAITING__CALLS | X>P and S(X) > S(P) missä WAITING_CALLS on niiden puheluiden ryhmä, jotka ovat 20 odotushuoneessa odottamassa sopivia resurssien vapautumis ta ja P odotushuoneessa olevat muut puhelut. S on reaalinen soveltuvuusfunktio: S(X) = [ Pr(X) * w - W(X) + Pa(X) ] * [ 1 + 1/A(X) ], 25 missä A(X) aika, jonka puhelu X on odottanut, Pr(X) on puhelun X prioriteettiluokitus, W(X) on puhelun X tarvitsemien radiokanavien lukumäärä, w on W(X):n maksimiarvo, ja Pa(X) on niiden kertojen lukumäärä, joina puhelu X on ohi-30 tettu allokoitaessa vapautuvia radiokanavaresursseja odot taville puheluille.

Kun kaikki puhelun X tarvitsemat radiokanavaresurs-sit eivät ole vapaana, puhelun X soveltuvuusfunktio S(X)=0 (huonoin soveltuvuusarvo) eikä vapaita resursseja allokoi-35 da tälle puhelulle.

i 7 88990

Kuten edellä mainitusta funktiosta S(X) nähdään so-veltuvuusarvoa laskettaessa annetaan puhelun prioriteetti-luokitukselle suurin painoarvo sekä etua niille puheluille, jotka käyttävät vähiten radiokanavia. Suurin etuoi-5 keusarvo Pr voi olla esim. hätäpuheluilla. Tekijän A(X) vaikutuksesta puhelun X soveltuvuusarvo kasvaa odotusajan mukana, minkä vaikutuksesta mikään puhelu ei voi jäädä loputtomasti odottamaan. Odotusaika tasaantuu niille puheluille, joilla on muutoin sama soveltuvuusfunktio.

10 Soveltuvuusfunktiota S(X) voidaan edellä esitetystä esimerkistä muuttaa painottamalla eri tavoin eri tekijöitä ja/tai lisäämällä tai poistamalla tekijöitä.

Oheiset kuviot ja niihin liittyvä selitys on tarkoitettu vain havainnollistamaan esillä olevaa keksintöä.

15 Yksityiskohdiltaan keksinnön mukainen menetelmä voi vaihdella oheisten patenttivaatimusten puitteissa.

Claims (8)

1. Menetelmä radiokanavia odottavien puheluiden käsittelemiseksi radiojärjestelmässä, joka käsittää useita 5 radiojärjestelmän kattamalle maantieteelliselle alueelle toisistaan erilleen sijoitettuja kiinteitä radioasemia, liikkuvia radioasemia sekä matkapuhelinkeskuksen, joka allokoi radiokanavia kaikille puheluille, joihin osallistuu yksi tai useampi liikkuva asema, ja joka sijoittaa puhelun 10 odottamaan, mikäli puhelun tarvitseman yhden tai useamman kiinteän radioaseman radiokanavaresursseja ei ole vapaana, tunnettu siitä, että kulloinkin vapautuvat radio-kanavaresurssit allokoidaan puheluiden odotusjärjestyksestä riippumattomasti sille odottavalle puhelulle, jolle va-15 pautuvat kanavaresurssit puhelulle lasketun soveltuvuusar- von mukaan parhaiten soveltuvat ja jonka tarvitsemat ra-diokanavaresurssit ovat kaikki vapautuneet.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että puhelun soveltuvuusarvo lasketaan 20 kaikille puheluille aina kun kanavaresursseja vapautuu.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että puhelun soveltuvuusarvo on huonoin, kun kaikki puhelun tarvitsemat radiokanavaresurs-sit eivät ole vapaina.

4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen menetel mä, tunnettu siitä, että soveltuvuusarvo lasketaan siten, että odotusaika tasataan niille puheluille, joilla on muutoin sama soveltuvuus.

5. Patenttivaatimuksen 1, 2, 3 tai 4 mukainen mene-30 telmä, tunnettu siitä, että kun kaikki puhelun tarvitsemat radiokanavaresurssit ovat vapautuneet, puhelun soveltuvuusarvo lasketaan puhelun prioriteettiluokituksen, puhelun tarvitsemien radiokanavien määrän, puhelun kuluneen odotusajan ja/tai niiden kertojen lukumäärän perus-35 teella, joina puhelu on ohitettu allokoitaessa vapautuvia 9 88990 radiokanavaresursseja odottaville puheluille.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että soveltuvuusarvoa laskettaessa annetaan puhelun prioriteettiluokitukselle suurin painoarvo.

7. Patenttivaatimuksen 5 tai 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että soveltuvuusarvoa laskettaessa annetaan etua puheluille, jotka käyttävät vähiten radiokanavia.

8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen 10 menetelmä, tunnettu siitä, että puhelun soveltu-vuusarvo S lasketaan seuraavasti: S(X) = [ Pr(X) * w - W(X) + Pa(X) ] * [ 1 + 1/A(X) ], 15 missä X on odottava puhelu, A(X) aika, jonka puhelu X on odottanut, Pr(X) on puhelun X prioriteettiluokitus, W(X) on puhelun X tarvitsemien radiokanavien lukumäärä, w on W(X):n maksimiarvo, ja Pa(X) on niiden kertojen lukumäärä, joina puhelu X on ohitettu allokoitaessa vapautuvia radio-20 kanavaresursseja odottaville puheluille. 10 8 8 9 90