FI90811B - Signalointimenetelmä radiojärjestelmää varten - Google Patents

Description

90811

Signalointimenetelmä radiojärjestelmää varten

Keksinnön kohteena on signalointimenetelmä radiojärjestelmää varten, joka radiojärjestelmä käsittää useita 5 radiojärjestelmän kattamalle alueelle toisistaan erilleen sijoitettuja kiinteitä radioasemia sekä ainakin yhden etäisradioaseman, joka kulloinkin signaloi vain yhden kiinteän radioaseman kanssa, jossa järjestelmässä on ainakin yksi kutsukanavana toimiva taajuuskanava, joka on 10 ajallisesti jaettu useille kiinteille radioasemille sanomien lähettämistä varten.

Eräissä solukkoradiopuhelinjärjestelmissä on yksi taajuuskanava jaettu ajallisesti useammalle kiinteälle radioasemalle eli tukiasemalle, jotka lähettävät tällä kut-15 sukanavalla peräkkäin kukin omalla vuorollaan. Tällaista järjestelmää käytetään, kun radiokanavista on puutetta ja radioliikennettä on vähän. Tällaisessa radiopuhelinjärjestelmässä kukin radiopuhelin eli liikkuva radioasema reagoi vain yhden tukiaseman, jolle se on kyseisellä hetkellä re-20 kisteröitynyt, kutsusignaaliin ja signaloi takaisinpäin järjestelmään (keskukseen) vain tämän tukiaseman kautta kutsusignaalin vastaanottamisen aikana. Jos kuitenkin tämän tukiaseman signaali ei enää saavu radiopuhelimelle riittävän voimakkaana, radiopuhelin valitsee muilta tuki-25 asemilta vastaanottamiensa kutsusignaalien perusteella uuden tukiaseman, jolle se rekisteröityy. Tällaisessa järjestelmässä aikajakoinen kutsukanava johtaa väistämättä tilanteeseen, jossa puheyhteyksien muodostaminen radiopuhelinten ja verkon välille kestää tilastollisesti kauemmin 30 kuin järjestelmässä, jossa kutsukanava on aina tukiaseman käytettävissä (ei ole aikajaettu). Tämä on seurausta siitä, että tukiasemalla saattaa olla lähetettävänään ja vas-taanotettavanaan enemmän sanomia kuin se lähetysvuorollaan ehtii käsitellä.

35 Keksinnön päämääränä on aikajakoista kutsukanavaa 2 käyttävän radiojärjestelmän signalointimenetelmä, jolla lievennetään edellä mainittua ongelmaa.

Tämä saavutetaan johdannossa esitetyn tyyppisellä signalointimenetelmällä ja radiojärjestelmällä, jolle on 5 keksinnön mukaisesti tunnusomaista, että kiinteä radioasema lähettää lähetysvuorollaan sanomia lähetysjonosta seuraavassa järjestyksessä: a) edellisellä lähetysvuorolla aloitetun, keskeneräisen puhelunmuodostustapahtuman jäljellä olevat sanomat sanomat, b) puhelunmuodostuksen kan-10 naita kriittiset sanomat, jotka vaativat kuittauksen etäisasemalta, ja c) sanomat, jotka eivät vaadi kuittausta etäisasemalta.

Keksinnön perusajatuksena on valita signaloitita-pahtumien lähetysjärjestys kiinteän radioaseman lähetys-15 vuoron aikana sellaiseksi, että keskeneräinen puhelunmuodostukseen liittyvä signalointi käydään ensin loppuun aina ensimmäisenä lähetysvuoron alussa. Datasanomat ja kanavan-hallintaan liittyvät tiedotussanomat lähetetään lähetys-vuoron lopussa, jos lähetysvuoroa on vielä jäljellä tai 20 sitä voidaan vielä pidentää. Tällä priorisointimenettelyl-lä voidaan käytettävissä olevan signalointiajän puitteissa minimoida puhelunmuodostusajat myös ruuhkatilanteissa.

Keksinnön mukainen signalointimenetelmä on erityisen edullinen sellaisessa järjestelmässä, jossa tietylle 25 tukiasemalle annettua lähetysvuoron pituutta voidaan muuttaa tukiaseman kautta kulkevan signaloinnin määrästä riippuvaisesti. Lähetysvuoroa voidaan pidentää myös siirrossa tapahtuneen virheen vaatiman lähetyksen toiston takia ja odotettaessa radiopuhelimelta (välitöntä) kuittausta lähe-30 tetylle sanomalle. Lähetysvuoron pituutta koskevat päätökset tehdään edullisesti kyseisen lähetysvuoron aikana ja lähetysvuoron pituus pidetään kurissa käyttämällä vuoro-jatkamisalgoritmissa mukana vuoronpituuden kasvaessa laskevaa todennäköisyysfunktiota. Eri tukiasemille määrätty-35 jen minimi- ja maksimiarvojen avulla voidaan antaa enemmän 90811 3 lähetysaikaa sellaisille tukiasemille, joissa on yleensä enemmän liikennettä (esim. taajamat).

Keksintöä selitetään seuraavassa yksityiskohtaisemmin suoritusesimerkin avulla viitaten oheiseen piirrok-5 seen, jossa kuvio 1 havainnollistaa erästä radiojärjestelmää, jossa keksintöä voidaan soveltaa, ja kuvio 2 havainnollistaa radiopuhelinkeskuksen ja tukiaseman välistä kytkentää.

10 Kuviossa 1 on esitetty radiopuhelinjärjestelmä, jossa järjestelmän kattama maantieteellinen alue on jaettu pienempiin radioalueisiin eli radiosoluihin Cl, C2 ja C3 siten, että vierekkäiset solut ovat reuna-alueiltaan edullisesti päällekkäin. Soluille on määrätty puheyhteyksiä 15 varten tietyt taajuuskanavat siten, että ainakin toisiaan lähellä olevilla soluilla on samanaikaisesti käytössä eri taajuudet. Kussakin solussa Cl, C2 ja C3 on ainakin yksi kiinteä monikanavainen lähetinvastaanotinlaitteisto BS1, BS2 ja BS3, jota tässä yhteydessä kutsutaan tukiasemaksi.

20 Kaikki tukiasemat BS1, BS2 ja BS3 on kytketty kiinteillä yhteyksillä,kuten kaapeleilla, radiopuhelinkeskukseen MX, joka siten ohjaa useita tukiasemia BS.

Radiojärjestelmällä on puheyhteyksiä tai datayhteyksiä varten käytettävissään ennalta määrätyt radiotaa-25 juudet eli radiokanavat, joilla tukiasemat BS ovat radio yhteydessä soluissa liikkuvien etäisradioasemien eli radiopuhelinten MS kanssa. Radiopuhelinkeskus MX allokoi näitä radiokanavia tukiasemille puhelukohtaisesti ns. dynaamisella allokointiperiaattella siten, että samoja taa-30 juuksia ei samanaikaisesti käytetä vierekkäisillä tukiasemilla, jotka voisivat häiritä toisiaan.

Kuviossa 2 on havainnollistettu radiopuhelinkeskuksen MX ja tukiaseman BS välistä yhteyttä. Radiopuhelin-keskus MX sisältää useita tukiasemaliitäntäyksikön BSIU 35 (Base Station Interface Unit), joista kukin toimii linkki- 4 nä puhelunohjaustietokoneen CCC (Call Control Computer) ja tukiaseman radiokanavayksikön ChU (Channel Unit) välillä. Kullakin tukiasemalla BS on useita radiokanavayksiköitä ChU, joista kukin käsittää radiolähetinvastaanottimen.

5 Puhelunohjaustietokone CCC allokoi vapaita radiokanavia, radiokanavayksiköitä ChU ja tukiasemaliintäntäyksiköitä BSIU jokaiselle puhelulle, johon osallistuu yksi tai useampi keskuksen MX oma liikkuva etäisasema MS. Radiopu-helinkeskus MX voi joka puhelua varten pakottaa kanavayk-10 sikön ChU toimimaan kulloinkin haluamallaan tietyllä radiokanavalla edellä mainitun dynaamisen allokoinnin suorittamiseksi .

Liitäntäyksiköllä BSIU on neljä päätehtävää: kontrolloida pääsyä siihen liittyvälle radiokanavalle, muuntaa 15 ja välittää eteenpäin sanomia radioyksiköiden eli kanava-yksiköiden ChU ja puhelunohjaustietokoneen CCC välillä, kytkeä keskuksen puhetiet radiokanavalle sekä ohjata ja tarkkailla tukiaseman toimintaa. Yksi BSIU ohjaa yhtä kanavaa, joka voi olla joko liikennekanava tai ohjauskanava 20 (kutsukanava), jota järjestelmä käyttää ohjaussignaloin- tia, kuten puhelunmuodostussignalointia varten. Molemmissa tapauksissa BSIU vastaanottaa sanomia puhelunohjaus-tietokoneelta CCC, valvoo keskuksen ja tukiaseman välistä 4-johtimista puhe- ja signalointiyhteyttä sekä lähettää 25 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 30 lähetyslinjaa tukiasemalle BS. Kun BSIU on varattu puhelua varten, se käynnistää tukiaseman BS lähettimen ja kytkee puhetiet tukiaseman BS ja keskuksen välille puhelutyypin mukaan. Puhelun aikana BSIU lähettää ja vastaanottaa puhelunoh j ausviestej ä ja valvoo ylläpitoa ja vapauttaa puhelun 35 kantoaaltodatan, radiotieltä tulevien puhelunohjaussano- li 90811 5 mien ja puhelunohjaus-tietokoneelta CCC tulevan ohjauksen mukaan.

Kutsukanavatoimintatilassa BSIU voi toimia dedikoi-tuna kutsukanavavana, dedikoimattomana kutsukanavana tai 5 aikajakoisena kutsukanavana. Keksintöä sovelletaan tapauksessa, jossa useilla tukiasemilla BS1, BS2 ja BS3 kutsukanavana yhteinen taajuuskanava, jota tukiasemat käyttävät aikajakoisesti peräkkäin kutsusanomiensa lähettämiseen. Tällöin yksi edellä mainituista BSIUrsta on kullakin 10 tukiasemalla pysyvästi dedikoitu aikajakoista kutsukanavaa varten ja sitä kutsutaan tästä eteenpäin TSCCIUrksi (Time shared control channel interface unit).

Järjestelmässä voi olla useita tukiasemaryhmiä, joilla on kullakin oma kutsukanava. Lähetyssekvenssi alkaa 15 tietystä tukiasemasta ja päättyy taukoon ennenkuin sekvenssi alkaa uudelleen saman tukiaseman lähetyksellä. Ku-tsukanavalla lähetettävät kutsusignaalit tai purskeet noudattavat keksinnön ensisijaisessa suoritusmuodossa Englannin kauppa- ja teollisuussministeriön (DTI) julkaiseman 20 standardin MPT 1327 mukaista radiopuhelinsignalointia. Tällöin kutakin pursketta edeltää tauko, jonka aikana yksikään tukiasema BS ei lähetä kutsukanavalla. Kukin purske sisältää kehyksen, joka alkaa kentillä LET, PREAMBLE ja SYNC, kuten on selostettu standardissa MPT 1327, kappa-25 leessa 3.3.3.1. Jokainen purske on myös merkitty lähettävän tukiaseman tunnisteella.

Radiopuhelinjärjestelmän alueella liikkuu vapaasti yksi tai useampia radiolähetinvastaanottimia eli radiopuhelimia MSI, MS2 ja MS3. Kunkin radiopuhelimen tai etäis-30 aseman MS on oltava rekisteröityneenä jollekin tukiasemalle järjestelmän alueella ollessaan. Järjestelmä pitää tällä tavoin rekisteriä radiopuhelinten MS karkeasta sijainnista puhelunmuodostustoimenpiteitä varten. Radiopuhelimet MS voivat vapaasti liikkua solusta C toiseen, mutta niiden 35 on siirtyessään suoritettava rekisteröityminen uuden solun 6 C tukiasemalle BS. Radiopuhelimen MS katsotaan olevan aktiivisena solussa C, kun puhelin on valinnut solun tietyn proseduurin mukaisesti, solun tukiasema BS on lähettänyt purskeen ja radiopuhelin MS on vastaanottanut tukiaseman 5 tunnisteen.

Radiopuhelin MS voi lähettää signalointisanomia vain, kun solun C, jossa radiopuhelin on aktiivisena, tukiasema BS lähettää samanaikaisesti kutsukanavalla. Täl-läisiä radiopuhelimen MS lähettämiä sanomia ovat esim. 10 kuittaukset tukiaseman BS sanomiin sekä ns. satunnaiskut-susanomat (Random Access), joita radiopuhelimet MS voivat lähettää vain saatuaan ALOHA-viestin tukiasemalta BS. Jokaisen tukiaseman BS lähetysvuoron eri purskeen pituutta kutsukanavalla voidaan muuttaa dynaamisesti tukiaseman BS 15 tulevien ja lähtevien sanomien lukumäärästä riippuvaisesti kyseiselle tukiasemalle BS annettujen minimi- ja maksimi-aikojen välillä. Tällöin myös purskesekvenssin kokonaisaika voi muuttua.

Aikajakoisella kutsukanavalla signalointikuorma voi 20 vaihdella suuresti eri tukiasemilla. Täten on tarpeen sallia raskaammin kuormitetun tukiaseman käyttää enemmän kut-sukanavakapasiteettia, jotta voitaisiin pitää puhelunmuo-dostusajat siedettävinä. Tämä saavutetaan keksinnön eräässä suoritusmuodossa sallimalla tukiaseman pidentää signa-25 lointipurskettaan huippukuormajakson aikana.Purskeen mak simipituutta täytyy kontrolloida siten, että kokonaispurs-kesekvenssi pidetään spesifioiduissa rajoissa.

Keksinnön mukaisessa signalointimenetelmässä pyritään käytettävissä olevan purskepituuden puitteissa pitä-30 mään puhelunmuodostusajat mahdollisimman lyhyinä myös kuormitustilanteissa. Tällöin perussääntönä on, että keskeneräiset puhelunmuodostukseen liittyvät sanomanvaihdot tai signalointitapahtumat, jotka on aloitettu tukiaseman edellisessä purskeessa, suoritetaan aina ensimmäisenä sa-35 man tukiaseman uudessa purskeessa.

90811 7

Muutoin TSCCIU järjestää puhelunohjaustietokoneelta CCC tulevat, jonottavat sanomat viiteen eri prioriteet-tiryhmään.

Ryhmä 1. Radiopuhelimille menevät CCC-sanomat, jot-5 ka vaativat kuittauksen radiopuhelimilta ja ovat lyhyitä ja kriittisimpiä puhelunmuodostuksen kannalta, lähetetään aina purskeessa seuraavina. Toisin sanoen nämä sanomat lähetetään aina ennen radiopuhelimille satunnaiskutsut sallivaa ALOHA-sanomaa eli kehyksen generointia. Tähän 10 ryhmään kuuluvat MPT 1327 mukainen Obtainable Check (AHY(check=l)), Availability Check (AHY(check=0), B- release (AHYX), Status (AHYQ), Registration Request (ALHR) ja Security Code Request (AHYC) -sanomat.

Ryhmä 2. Radiopuhelimille menevät CCC-sanomat, jot-15 ka eivät vaadi kuittauksia, lähetetään tyhjissä odotusai-kaväleissä sillä aikaa kun TSCCIU suorittaa signalointi-taphtumaa, joka vaatii kuittauksen radiopuhelimelta (ryhmän 1 sanomat). Jos ei ole signalointitapahtumia, jotka vaativat radiopuhelinten kuittauksen, TSCCIU generoi ke-20 hyksen sanomille ja lähettää sanomat tässä kehyksessä. Tähän ryhmään kuuluvat MPT 1327 mukaiset Channel (GTC), Acknowledgement (ACK, -I, -X, -V, -B, -Q, -T) ja Move (MOVE, joka ei lopeta toimintaa kyseisellä kanavalla) -sanomat.

25 Ryhmä 3. Tämä ryhmä sisältää MPT 1327 mukaiset

Short Data (HEADDATA) ja Extended Data (HEADDATA HEADDATA) -sanomat.

Ryhmä 4. Tämä ryhmä käsittää MPT 1327 mukaisen Move (MOVE) - sanoman, joka lopettaa toiminnan kyseisellä kana-30 valla.

Ryhmä 5. Tämä ryhmä käsittää MPT 1327 mukaiset Adjacent Sites, Announce Channels, Maintenance Parameters ja Registeration Parameters -sanomat (BCAST).

Jos TSCCIU:n jonossa ei ole ryhmän 2 sanomia, 35 TSCCIU lähettää BCAST (ryhmä 5) ja ALH(O) sanomia vuoro- θ telien tyhjissä aikaväleissä.

Todennäköisyys, että purskeeseen generoidaan satun-naiskutsukehys, asetetaan suuremmaksi kasvattamalla sanoma jonon painokertoimien summaa (S), jos edellisessä kehyk-5 sessä on havaittu törmäys. Satunnaiskutsukehyksessä olevia aikavälejä radiopuhelimelta saa mikä tahansa radiopuhelin käyttää satunnaiskutsujen lähettämiseen radiopuhelimelta sisääntulevan signaloinnin jälkeen, joka vaatii pidennetyn osoituksen.

10 Yksi signalointisekvenssi on yksi signalointitapah- tuma. Jos tapahtuman aloittaa radiopuhelin, tapahtuma sisältää myös CCC:n lähettämät toistot. Jos tapahtuman aloittaa CCC, tapahtuma ei sisällä toistoja, ts. toisto on uusi signalointitapahtuma.

15 Radiopuhelimen MS kannalta edellä mainitut kutsuka- navasignaloinnit ja mittaukset tapahtuvat luonnollisesti vain silloin, kun radiopuhelimella ei ole puheyhteyttä ja se kuuntelee kutsukanavaa.

Kuvio ja siihen liittyvä selitys on tarkoitettu 20 vain havainnollistamaan esillä olevaa keksintöä. Yksityiskohdiltaan keksinnön mukainen radiojärjestelmä voi vaihdella oheisten patenttivaatimusten puitteissa.

I;

Claims (4)

90811 9

1. Signalointimenetelmä radiojärjestelmää varten, joka järjestelmä käsittää useita radiojärjestelmän kattamalle alueelle toisistaan erilleen sijoitettuja kiinteitä 5 radioasemia (BS1, BS2, BS3) sekä ainakin yhden etäisradio-aseman (MSI, MS2, MS3), joka kulloinkin signaloi vain yhden kiinteän radioaseman kanssa, jossa järjestelmässä on ainakin yksi kutsukanavana toimiva taajuuskanava, joka on ajallisesti jaettu useille kiinteille radioasemille 10 sanomien lähettämistä varten, tunnettu siitä, että kiinteä radioasema (BS1,BS2,BS3) lähettää lähetysvuo-rollaan jonottavia sanomia seuraavassa järjestyksessä: a) edellisellä lähetysvuorolla aloitetun, keskeneräisen puhe-lunmuodostustapahtuman jäljellä olevat sanomat, b) puhe-15 lunmuodostuksen kannalta kriittiset sanomat, jotka vaativat kuittauksen etäisasemalta, ja c) sanomat, jotka eivät vaadi kuittausta etäisasemalta.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kullekin kiinteälle radioasemalle 20 (BS1, BS2, BS3) kutsukanavalta annettavan lähetysvuoron pituutta muutetaan dynaamisesti kyseiselle kiinteälle radioasemalle annettujen minimi- ja maksimiarvojen välillä kiinteän radioaseman vastaanottamien ja lähetettävänä olevien sanomien lukumäärästä riippuvaisesti.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että etäisyksiköille (MS1,MS2,MS3) lähetettävät sanomat, jotka eivät vaadi kuittauksia, lähetetään purskeeri tyhjissä odotusaikaväleissä, kun suoritetaan signalointitapahtumaa, joka vaatii kuittauksen etäis-30 yksiköltä.

4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sanomat, jotka eivät vaadi kuittausta etäisasemalta, lähetetään purskeen tyhjissä odostusaikaväleissä, kun odotetaan etäisasemien satunnais-35 lähetyksiä. 10