FI96732C - Menetelmä solukkoradioverkon matkapuhelinkeskukseen saapuvan lyhytsanoman käsittelemiseksi sekä solukkoradiojärjestelmän matkapuhelinkeskus - Google Patents

Description

, 96732

Menetelmä solukkoradioverkon matkapuhelinkeskukseen saapuvan lyhytsanoman käsittelemiseksi sekä solukkoradiojärjestelmän matkapuhelinkeskus.

5 Keksintö koskee menetelmää solukkoradioverkon mat kapuhelinkeskukseen saapuvan lyhytsanoman käsittelemiseksi, kun lyhytsanoma saapuu samanaikaisesti, kun edellistä lyhytsanomaa lähetetään matkapuhelinkeskuksesta B-tilaa-jalle sekä solukkoradiojärjestelmän matkapuhelinkeskusta, 10 joka käsittää: lyhytsanoman lähetysvälineen, yhden lyhytsanoman lähettämiseksi kerrallaan B-tilaajalle, B-tilaajan toimintojen tarkkailuvälineen lyhytsanoman lähetyksen havaitsemiseksi ja uuden lyhytsanoman lähetyksen estämiseksi, kun edellisen lyhytsanoman lähetys on kesken.

15 Solukkoradioverkkojen yhteydessä on tunnettua lä hettää lyhytsanomia solukkoradioverkkoon nähden erillisen lyhytsanomapalvelukeskuksen kautta. Erään tällaisen lyhytsanomia lähettävän ja välittävän järjestelmän kuvaus on ETSI:n GSM-järjestelmän suosituksessa "GSM 03.40, February 20 1992, Technical Realization of Short Message Services

Point to Point, ETSI/PT,". Se kuvaa lyhytsanomapalvelukeskuksen liittämisen solukkoradioverkon matkapuhelinkeskukseen sekä tämän lyhytsanomapalvelukeskuksen toimintaa, kun keskus lähettää ja välittää lyhytsanomia solukkoradiover-:. 25 kon ulkopuolelta sekä solukkoradioverkon tilaajalta (A- tilaaja) verkon toiselle tilaajalle (B-tilaaja) tai verkon ulkopuoliselle lyhytsanomien vastaanottamiseen ja/tai lähettämiseen pystyvälle viestivälineelle. ETSI:n GSM-suosi-tus "GSM 04.11, February 1992, MS-BSS Interface - Support 30 of Short Message Service (p-p), ETSI/PT 12," kuvaa tarkemmin lyhytsanomien välitystä radiotiellä GSM-päätelaittei-den, matkapuhelinkeskuksen ja lyhytsanomapalvelukeskuksen välillä.

Kun lyhytsanomapalvelukeskus yrittää lähettää ly-35 hytsanoman B-tilaajalle, eikä B-tilaaja ole tavoitettavis- 2 96732 sa, muodostetaan kotirekisteriin GSM suosituksen 03.40 mukainen odottavien sanomien lista Message Waiting Data List, johon on B-tilaajakohtaisesti talletettu niiden lyhytsanomakeskuksien SC osoitteet, joissa on talletettuna 5 lyhytsanomia B-tilaajille toimitettavaksi. Siten, kun B-tilaaja kytkeytyy verkkoon, eli B-tilaajan matkapuhelimeen voidaan lähettää lyhytsanoma, lähettää se vierailijarekisteri, jonka alueelle B-tilaaja rekisteröityy, tiedon B-ti-laajan tulosta verkkoon B-tilaajan kotirekisterille. Täl-10 löin B-tilaajan kotirekisteri alkaa lähettää kyseisen tilaajan odottavien sanomien listassa Message Waiting Data List:ssa esitetyille lyhytsanomapalvelukeskuksille ilmoituksia, eli Alert-sanomia, jotka kertovat lyhytsanomapalvelukeskuksille, että B-tilaaja on tullut aktiiviseksi 15 solukkoradioverkon alueelle ja että B-tilaajan matkapuhelimeen kannattaa yrittää lähettää lyhytsanoma. Tällainen tilanne voi syntyä esimerkiksi silloin, kun tilaaja on yön ajaksi sulkenut matkapuhelimensa ja käynnistää sen aamulla tai vastaavasti jos tilaaja käyttää työssään matkapuhelin-20 ta ja hän käynnistää matkapuhelimensa työaikansa alkaessa. Alert-sanomat käynnistävät B-tilaajan lyhytsanomien lähetyksen lyhytsanomapalvelukeskuksista solukkoradiojärjes-telmän läpi B-tilaajalle. Lyhytsanomat on talletettu lyhytsanomapalvelukeskukseen B-tilaajan MSISDN (Mobile Sta-25 tion international PSTN/ISDN Number) numeron perusteella, mutta lyhytsanomapalvelukeskus ei tunnista eri MSISDN numeroita kuuluvaksi samalle tilaajalle, vaan lyhytsanoma-palvelukeskus voi käynnistää samanaikaisesti useamman lyhytsanoman lähetyksen samalle B-tilaajalle. Samoin, mikäli 30 useammat solukkoradioverkkoon kiinnittyneet lyhytsanoma- palvelukeskukset yrittävät lähettää samalle B-tilaajalle olennaisesti yhtäaikaisesti lyhytsanomia ei vierailijarekisterin yhteydessä oleva matkapuhelinkeskus voi lähettää edellisen lyhytsanoman jälkeen saapuneita lyhytsanomia, 35 vaan matkapuhelinkeskus joutuu lähettämään lyhytsanomapal- au ami i l tn : - 96732 3 velukeskukselle kielteisen kuittauksen. Lyhytsanomien törmäys matkapuhelinkeskuksessa aiheuttaa siis kielteisten merkinantosanomien lähettämisen lyhytsanomapalvelukeskukseen solukkoradioverkon lävitse. Tällöin lyhytsanomapalve-5 lukeskus odottaa ennalta määrätyn ajan ja yrittää sen jälkeen lyhytsanoman lähetystä uudelleen. Nyt voidaan kuvitella tilanne, jossa yhdelle B-tilaajalle on yritetty lähettää useita lyhytsanomia, mutta B-tilaaja ei ole ollut kytkeytynyt solukkoradioverkkoon, ja B-tilaajan matkapuhe-10 limeen osoitetut lyhytsanomat on talletettu eri lyhytsanomapalvelukeskusten muisteihin, myöhemmin B-tilaajalle lähetettäviksi. Tällöin, kun B-tilaaja tulee aktiiviseksi solukkoradioverkon alueelle lähettää B-tilaajan kotirekisteri Alert-sanomat kaikille niille lyhytsanomapalvelukes-15 kuksille, joiden muisteissa on B-tilaajalle osoitettuja lyhytsanomia. Seuraavaksi kaikki lyhytsanomapalvelukeskukset yrittävät lähettää, miltei samanaikaisesti, lyhytsanomat B-tilaajalle. B-tilaajan sijaintialueen matkapuhelinkeskuksessa syntyy lyhytsanomien törmäystilanne, koska 20 matkapuhelinkeskus voi lähettää yhtäaikaisesti vain yhden lyhytsanoman. Esimerkiksi, jos kymmenen eri lyhytsanoma-palvelukeskusta on yrittänyt lähettää lyhytsanoman siten, että näistä ensimmäisen, siis edellisen, lähetys on ollut käynnissä sijaintialueen matkapuhelinkeskuksesta B-tilaa-25 jalle, ei yhdeksää seuraavaa lyhytsanomaa voida lähettää, vaan niiden lähetys epäonnistuu ja lyhytsanomapalvelukeskukset, jotka ovat lähettäneet lyhytsanomat saavat sijaintialueen matkapuhelinkeskukselta lyhytsanomienlähetyksen epäonnistumisesta kertovat kielteiset kuittaukset. Siten 30 yhdeksän epäonnistuneen lyhytsanoman suorittaneet lyhytsanomapalvelukeskukset lähettävät lyhytsanomat uudelleen B-tilaajan sijaintialueen matkapuhelinkeskukseen B-tilaajalle lähetettäviksi. Tällöin taas näistä ensimmäinen, edellinen, lyhytsanoma pääsee perille B-tilaajan luo, mut-35 ta kahdeksan myöhemmin tullutta, eli jälkimmäistä ei pääse 4 96732 B-tilaajalle asti, vaan niiden lähetyksen epäonnistuminen aiheuttaa kielteisten kuittauksien lähetyksen vastaaville lyhytsanomapalvelukeskuksille. Edellä kuvatunlainen tilanne pahenee, mikäli verkkoon kytkeytyy olennaisesti saman-5 aikaisesti useita matkapuhelimia tai päätelaitteita, joille on niiden verkosta poissaolon aikana yritetty lähettää lyhytsanomia. Tällöin, matkapuhelinten kytkeytyessä solukkoradioverkkoon yrittävät useat lyhytsanomapalvelukeskukset lähettää lyhytsanomia B-tilaajille, ja vain osa lähe-10 tyksistä onnistuu. Tällöin lähetysten epäonnistumisista kertovat kuittaukset ja lyhytsanomien uudelleenlähetykset aiheuttavat runsaasti lisää merkinantoliikennettä solukko-radioverkkoon, täten haitaten matkapuhelinliikennettä ja vaarantaen solukkoradioverkon toimintaa.

15 Tämän keksinnön tarkoituksena on poistaa samalle B- tilaajalle lähetettävien lyhytsanomien olennaisesti samanaikaisesta matkapuhelinkeskukseen saapumisesta aiheutuvat ongelmat ja nopeuttaa lyhytsanomien perillemenoa sekä vähentää solukkoradioverkossa kulkevaa turhaa merkinanto- ja 20 lyhytsanomaliikennettä.

Tälle uudentyyppiselle menetelmälle solukkoradioverkon matkapuhelinkeskukseen saapuvan lyhytsanoman käsittelemiseksi on tunnusomaista se, että lyhytsanoma, joka on saapunut edellisen lyhytsanoman lähetyksen aikana, talle-; 25 tetaan muistiin ja lähetetään matkapuhelinkeskuksesta B- tilaajalle sen jälkeen, kun edellisen lyhytsanoman lähetys matkapuhelinkeskuksesta B-tilaajalle on loppunut.

Keksinnönmukaiselle uudentyyppiselle solukkoradio-järjestelmän matkapuhelinkeskukselle on tunnusomaista se, 30 että matkapuhelinkeskus käsittää seuraavat välineet: muis tivälineen estyneiden lyhytsanomien tallettamiseksi ja B-tilaajan toimintojen tarkkailuvälineelle vasteellisen jo-nonohjausvälineen estyneen lyhytsanoman lukemiseksi muistivälineestä B-tilaajalle tapahtuvan lähetyksen käynnistä-35 miseksi kun edellisen lyhytsanoman lähetys on päättynyt.

4 utii 14μ i i 4 a : 5 96732

Keksintö perustuu siihen ajatukseen, että talletetaan B-tilaajan sijaintialueen matkapuhelinkeskuksen muistiin ne lyhytsanomat, joiden lähetys B-tilaajalle on estynyt, koska edellisen lyhytsanoman lähetys B-tilaajalle on 5 ollut käynnissä silloin, kun lyhytsanoma on saapunut kyseiseen matkapuhelinkeskukseen.

Tällaisen menetelmän solukkoradioverkon matkapuhelinkeskukseen saapuvan lyhytsanoman käsittelemiseksi sekä solukkoradiojärjestelmän matkapuhelinkeskuksen etuna on 10 se, että vältetään lyhytsanomien olennaisesti samanaikaisesta matkapuhelinkeskukseen saapumisesta aiheutuvat ongelmat. Eli vältetään lyhytsanomien törmäystilanne B-tilaajan sijaintialueen matkapuhelinkeskuksessa sekä törmäyksestä syntyneet epäonnistuneesta lähetyksestä kertovat 15 kuittaukset sekä turha merkinanto- ja lyhytsanomaliikenne. Siten keksinnönmukaisen menetelmän ja matkapuhelinkeskuksen käyttäminen nopeuttaa lyhytsanomien perillemenoa sekä pienentää solukkoradiojärjestelmän ylikuormituksen aiheuttamaa häiriöriskiä.

20 Keksintöä selitetään lähemmin seuraavassa viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa kuvio 1 havainnollistaa kaavamaisesti erästä solukkoradio järjestelmää , jossa keksinnönmukaista menetelmää ja matkapuhelinkeskusta voidaan käyttää, ! 25 kuvio 2 esittää lohkokaavion keksinnönmukaisesta matkapuhelinkeskuksesta.

Seuraavassa keksinnön mukaista menetelmää tullaan selostamaan digitaalisen GSM-matkapuhelinjärjestelmän yhteydessä, joka onkin keksinnön ensisijainen sovellusalue. 30 Keksinnön mukaista menetelmää voidaan kuitenkin soveltaa muissakin samantyyppisissä radiojärjestelmissä tai GSM-järjestelmän muunnelmissa. GSM-matkapuhelinjärjestelmän perusrakenne ja perustoiminteet ovat alan ammattimiesten hyvin tuntemat ja suhteellisen tarkasti määrätty GSM-jär-35 jestelmän spesifikaatioissa, erityisesti:"GSM Recommenda- 6 96732 tions 01.02; 11.30; 11.31; 11.32; 03.40".

GSM-verkko, jota on kuvattu kuviossa 1, sisältää yleensä yhden kotirekisterin HLR, joka on tietokanta, johon matkapuhelimen tiedot, kuten sijaintitieto, on tallen-5 nettu pysyvästi. Järjestelmä sisältää lisäksi useita vieraili jarekistereitä VLR, joita on yksi tai useampia yhtä keskusaluetta varten. Vierailijarekisteri VLR on tietokanta, jossa matkapuhelimen tiedot on tallennettuna sen ajan, jonka matkapuhelin vierailee VLR:n alueella, eli matkapu-10 helimen sijaintialueella. VLR tietää matkapuhelimen MS sijainnin yhden liikennealueen tarkkuudella. HLR puolestaan tietää, missä VLR:ssä matkapuhelin MS vierailee ja se antaa matkapuhelimelle MS päättyville puheluille reititystiedon puhelinverkkoon, eli siis B-tilaajan sijaintialueen 15 VLR-osoitteen. HLR puolestaan saa tarvittavat reititystiedot VLR:Itä. HLR:llä ja VLR:llä on ainoastaan merkinantoyhteys muihin matkapuhelinverkon komponentteihin. Kuvion 1 mukaisessa järjestelmässä on kullakin keskusalueella oma vierailijarekisterinsä VLR, joka on kytketty kyseisen kes-20 kusalueen matka- tai radiopuhelinkeskukseen MSC. Kuvion esittämässä ratkaisussa on havainnollistettu kahta keskusaluetta, joista toisessa on matkapuhelinkeskus MSC1 ja vierailijarekisteri VLRl sekä joista toisessa on matkapuhelinkeskus MSC2 ja vierailijarekisteri VLR2. Kummankin ; 25 keskusalueen alla on yksi tai useampia liikennealueita, ja kullakin liikennealueella liikennettä ohjaa tukiasemaohjain (Base Station Controller = BSC), joka ohjaa useita kiinteitä radioasemia eli tukiasemia (Base Tranceiver Station = BTS). Kussakin edellä mainitussa radiosolussa on 30 yksi tukiasema BTS ja yksi tukiasemaohjain BSC palvelee useita soluja. Solussa oleva matkapuhelin MS muodostaa kaksisuuntaisen radioyhteyden kyseisen solun tukiaseman BTS kanssa. Tukiasemaohjaimen BSC ja matkapuhelinkeskuksen MSC välillä on sekä signalointiyhteys että puhekanavia. 35 Matkapuhelinkeskus MSC1 ohjaa tukiasemaohjainta BSC1, joka I . . ui-; a.ifc i i i is» i 96732 7 puolestaan ohjaa tukiasemia BTS1 ja BTS2. Vastaavasti toisen keskusalueen MSC2 alaisuudessa on liikennealue, jossa on tukiasemaohjain BSC2 sekä tukiasemat BTS3 ja BTS4.

Yleensä GSM-verkko liittyy muihin verkkoihin, kuten 5 yleinen puhelinverkko PSTN, toinen matkapuhelinverkko PLMN, pakettikytkentäinen dataverkko PSPDN, ISDN-verkko ISDN tai lyhytsanomapalvelukeskus SC, tietyn matkapuhelinkeskuksen kautta, jota kutsutaan kauttakulkukeskukseksi (Gateway-MSC) GMSC. Kauttakulkukeskuksena GMSC voi toimia 10 yksi tai useampi (kaikki) verkon matkapuhelinkeskuksista.

Kauttakulkukeskuksesta GMSC on mahdollista kytkeä puhe-kanavayhteys mihin tahansa verkon muuhun matkapuhelinkeskukseen MSC. Kauttakulkukeskuksella GMSC on lisäksi merkinantoyhteys kotirekisterin HLR kanssa. Kotirekisterillä 15 HLR on puolestaan merkinantoyhteys vierailijarekistereiden VLR kanssa. Vaihtoehtoisesti voi kauttakulkukeskuksena toimia myös toisen tiedonsiirtojärjestelmän keskus, esim. ISDN-keskus. Kuviossa 1 on kuvattu lyhytsanomapalvelukeskus SC, joka lähettää lyhytsanoman solukkoradioverkon 20 kautta B-tilaajan matkapuhelimeen MS.

Kuviossa 2 lyhytsanomapalvelukeskus SC 1 lähettää 2 lyhytsanoman kauttakulkukeskuksen GMSC 3 kautta B-tilaajan MS 4 matkapuhelinkeskukseen MSC 5, johon on kytketty B-tilaajan MS sijaintialueen vierailijarekisteri VLR 6. Kek-25 sintö toimii tilanteessa, jossa matkapuhelinkeskuksesta MSC 5 lähetetään edellistä lyhytsanomaa B-tilaajalle MS tukiasemaohjaimen BSC 7 ja tukiaseman BTS 8 kautta B-tilaajalle MS 4. Lyhytsanoman saapuessa matkapuhelinkeskukseen matkapuhelinkeskus 5 kysyy vierailijarekisteriltä 6 30 reititystietoja lyhytsanomalle lähettämällä SendlnfoForln-

• I

comingCall-sanoman. Vierailijarekisteri vastaa tähän Pa-ge(IMSI, TMSI, LAI)-sanomalla, jolla vierailijarekisteri pyytää matkapuhelinkeskusta MSC suorittamaan B-tilaajan haun omalla keskusalueellaan. Ennen B-tilaajan hakua mat-35 kapuhelinkeskuksen 5 B-tilaajan toimintojen tarkkailuväli- 8 96732 ne OC 9 havaitsee kuitenkin, että B-tilaajan ja matkapuhelinkeskuksen 5 tukiaseman 8 välillä on radioyhteys ja että B-tilaajalle ollaan lähettämässä aikaisemmin matkapuhelinkeskukseen tullutta lyhytsanomaa. Tällöin matkapuhelinkes-5 kus lähettää vierailijarekisterilleen 6 kielteisen kuittauksen PageNack(Busy Subscriber), joka ilmoittaa, että B-tilaaja on varattu lyhytsanoman lähetyksen tähden. Vierailijarekisteri 6 vastaa tähän kielteisellä SendlnfoForlnco-mingCallNack(Impossible Call Completion)-kuittauksella. 10 Tällöin matkapuhelinkeskuksen 5 jononohjausväline QCM 10 tallettaa myöhemmin matkapuhelinkeskukseen 5 tulleen, ja siten siis estyneen, lyhytsanoman muistivälineeseen MM 11 odottamaan uutta lyhytsanoman lähetysmahdollisuutta. Muistiin 11 talletettavaa lyhytsanomaa vastaa tunniste, ja 15 lyhytsanoma haetaan myöhemmin tunnisteen perusteella muistista 11.Se tapahtuu silloin, kun B-tilaajan toimintojen tarkkailuväline OC 9 havaitsee edellisen lyhytsanoman lähetyksen loppumisen, ja ilmoittaa siitä jononohjausväli-neelle QCM 10, joka lukee estyneen lyhytsanoman muistivä-20 lineestä MM 11 ja lähettää 12 sen lyhytsanoman lähetysvä-lineelle SMOM 13 edelleen tukiasemaohjaimen 7 ja tukiaseman 8 kautta B-tilaajan matkapuhelimeen 4 lähetettäväksi. Lyhytsanoman lähetys B-tilaajalle käynnistetään kutsumalla lyhytsanoman lähetysvälinettä 13 sen prosessitunnuksen 25 avulla

Piirustukset ja niihin liittyvä selitys on tarkoitettu vain havainnollistamaan keksinnön ajatusta. Yksityiskohdiltaan voi keksinnön mukainen menetelmä solukkoradioverkon matkapuhelinkeskukseen saapuvan lyhytsanoman 30 käsittelemiseksi sekä solukkoradiojärjestelmän matkapuhelu linkeskus vaihdella patenttivaatimusten puitteissa. Vaikka keksintöä onkin edellä selitetty lähinnä GSM-järjestelmän yhteydessä, voidaan sitä käyttää muunkinlaisessa radiojärjestelmässä.

il i Id i luu | i t m

Claims (5)

1. 9 96732
2. 1. Menetelmä solukkoradioverkon matkapuhelinkeskukseen (MSC) saapuvan lyhytsanoman käsittelemiseksi, kun 5 lyhytsanoma saapuu samanaikaisesti, kun edellistä lyhytsanomaa lähetetään matkapuhelinkeskuksesta (MSC) B-tilaajal-le (4), tunnettu siitä, että lyhytsanoma, joka on saapunut edellisen lyhytsanoman lähetyksen aikana, talletetaan muistiin (11) ja lähetetään matkapuhelinkeskuksesta 10 (MSC) B-tilaajalle (MS) sen jälkeen, kun edellisen lyhytsanoman lähetys matkapuhelinkeskuksesta (MSC) B-tilaajalle (MS) on loppunut.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lyhytsanoma, joka on saapunut 15 edellisen lyhytsanoman lähetyksen aikana, talletetaan muistiin (11) siten, että muistiin (11) talletettavaa lyhytsanomaa vastaa tunniste, ja että lyhytsanoma haetaan tunnisteen perusteella muistista (11) ja lähetetään matkapuhelinkeskuksesta (MSC) B-tilaajalle, kun edellisen ly-20 hytsanoman lähetys matkapuhelinkeskuksesta (MSC) B-tilaa-jalle on loppunut.
4. 3. Patenttivaatimuksen 1 ja 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lyhytsanomat talletetaan muistiin tilaajakohtaisesti. !. 25 4. Solukkoradiojärjestelmän matkapuhelinkeskus (MSC) käsittäen: - lyhytsanoman lähetysvälineen (13), yhden lyhytsanoman lähettämiseksi kerrallaan B-tilaajalle (MS, 4), - B-tilaajan (4) toimintojen tarkkailuvälineen (9) 30 lyhytsanoman lähetyksen havaitsemiseksi ja uuden lyhytsa- noman lähetyksen estämiseksi, kun edellisen lyhytsanoman lähetys on kesken, tunnettu siitä, että matkapuhelinkeskus (MSC) käsittää seuraavat välineet: 35. muistivälineen (11) estyneiden lyhytsanomien tai- 10 96732 lettamiseksi, ja - B-tilaajan toimintojen tarkkailuvälineelle (9) vasteellisen jononohjausvälineen (10) estyneen lyhytsanoman lukemiseksi muistivälineestä (11) B-tilaajalle (4) 5 tapahtuvan lähetyksen käynnistämiseksi kun edellisen lyhytsanoman lähetys on päättynyt.
5. 5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen matkapuhelinkeskus, tunnettu siitä, että lyhytsanoman lähetys B-tilaajalle käynnistetään kutsumalla lyhytsanoman lähetys-10 välinettä (13) sen prosessitunnuksen avulla. • . ίΐ : iiu liiat i i i ai 96732 11