NL1001561C2

NL1001561C2 - Paging systeem voor multinetwerk terminals.

Info

Publication number: NL1001561C2
Application number: NL1001561A
Authority: NL
Inventors: Andre Lensink; Willem Gerard Levelt
Original assignee: Nederland Ptt
Priority date: 1995-11-02
Filing date: 1995-11-02
Publication date: 1997-05-13
Also published as: EP1940121A3; PT785692E; ES2306449T3; DK0785692T3; DE69637508D1; EP1940121A2; EP1940122A2; EP0785692A2; EP0785692B1; EP1940122A3; EP0785692A3; ATE393511T1; DE69637508T2

Description

Paging systeem voor multinetwerk terminals ACHTERGROND VAN DE UITVINDING

De uitvinding heeft betrekking op een communicatiesysteem, omvattende netwerken en terminals, voorzien van middelen voor het initiëren en onderhouden van communicatiesessies met elkaar, waarbij één terminal 5 simultaan tijdverdeelde communicatiesessies met verschillende netwerken kan initiëren en onderhouden en waarbij een netwerk aan een terminal waarmee een communicatiesessie wordt onderhouden, systeemberichten kan uitzenden die betrekking hebben op die communicatiesessie. Met name wordt gedacht aan het toekomstige 10 Universal Mobile Telecommunications System (UMTS).

Een terminal als hierboven bedoeld, kan gelijktijdig aan verschillende gebruikers ter beschikking staan en tevens gelijktijdig de verbinding vormen tussen die gebruikers en verschillende netwerken, bijvoorbeeld een mobiel bedrijfsnetwerk en het openbare mobiele net.

15 De gebruikers kunnen bij een bepaalde terminal domicilie kiezen en zich bij een of meer netwerken waarmee de terminal in verbinding staat, laten registreren voor bepaalde diensten, bijvoorbeeld spraak-, data- of fax-overdracht. Niet alleen menselijke gebruikers, maar ook diensten (servers) kunnen bij een terminal worden ondergebracht.

20 Zodra bij een netwerk een oproep voor een geregistreerde gebruiker ontstaat, moet de terminal waar die gebruiker domicilie heeft gekozen, worden opgeroepen. Men stelt voor daarvoor paging te gebruiken, waarbij een netwerk de identificatiecode van de gezochte terminal, de gebruiker en de door de gebruiker gekozen dienst uitzendt in de 25 veronderstelling dat de terminal daarop zal reageren.

Probleem is dat, daar een terminal tijdverdeeld met verschillende netwerken in verbinding staat, de kans bestaat dat een pagingbericht door de terminal niet ontvangen wordt doordat deze op het moment van uitzending van het pagingbericht juist bezig was een andere netwerk 30 "uit te luisteren" of informatie met een ander netwerk uit te wisselen.

1001561 2

Een mogelijke oplossing is om terminals te voorzien van verschillende, parallel werkende ontvangers, voor elk netwerk één, die voortdurend de pagingkanalen van alle netwerken uitluisteren. Dat betekent echter een onaanvaardbare uitbreiding van de hardware van de 5 (mobiele) terminals. Een andere mogelijkheid is om erin te voorzien dat de pagingsignalen van de verschillende netwerken gesynchroniseerd worden en dat afgesproken wordt welke netwerken op welke tijdsloten hun pagingboodschappen uitzenden. Deze oplossing is onaantrekkelijk omdat dat de onafhankelijkheid van de netwerken aantast. Een andere 10 oplossing, het meer keren achtereen verzenden van pagingberichten, is onaanvaardbaar wegens de relatief zware last die de pagingfunctie op de transmissiecapaciteit legt, terwijl ook dan toch niet volledig kan worden gegarandeerd dat de pagingberichten altijd door de gezochte terminal ontvangen worden. Een nog andere optie, verzending van alle 15 pagingberichten via één apart paging*netwerk, vergt tamelijk zware additionele middelen, terwijl de onderlinge onafhankelijkheid van de netwerken, een belangrijk item bij UMTS, wordt aangetast.

SAMENVATTING VAN DE UITVINDING

20 De uitvinding voorziet in een oplossing van het paging-probleem zonder de genoemde bezwaren. In het kort gezegd behelst de uitvinding dat elke terminal zelf aan de netwerken waarmee het in verbinding staat, doorgeeft op welke tijdstippen de terminal met succes gepaged kan worden. De vinding is gebaseerd op het inzicht dat alleen de 25 terminals zelf een overzicht hebben van de netwerken waarmee ze in verbinding staan. De netwerken ontberen dat overzicht. Derhalve dient, wat de pagingtijdstippen betreft, de terminal als 'master' en de netwerken als 'slave' op te treden.

Teneinde zowel voor de netwerken als voor de terminals een werkbare 30 situatie te verkrijgen, worden per netwerk de pagingberichten tijdens transmissieblokken met een vaste periode en een vaste bloktijd uitgezonden. Er wordt uitgegaan van het bij de terminal bekend zijn van de blokperioden en -tijden van de netwerken waar de terminal mee in verbinding staat. Aan de hand van die netwerkparameters draagt de 35 terminal aan het begin van een sessie de door hem gewenste pagingtijdstippen over, bijvoorbeeld: "zend pagingberichten om de 12 pagingblokken, te beginnen met pagingblok 3 vanaf nu". Het netwerk slaat die parameters op bij de overige parameters van die terminal 1001561 3 (terminal identifier, -kanaal en identifiers e.d. van de bij die terminal domiciliërende gebruikers. Een en ander wordt hierna nader uitgewerkt.

5 UITVOERINGSVOORBEELDEN

Figuur 1 toont een schematische beeld van een communicatiesysteem waarin de uitvinding toepasbaar is. De figuur toont een terminal T waarop verschillende gebruikers, A, E en C, domicilie kiezen. Zij doen dat door zich bij die terminal te melden en hun gegevens in te voeren. 10 Dat kan gebeuren met bijvoorbeeld een smart card en/of door handmatige gegevensinvoer. Daarbij wordt ook kenbaar gemaakt welk net of welke netten de gebruiker wenst te gebruiken en voor welke dienst (telefoon, data, fax, EDI, etc.). Deze gegevens worden in de terminal in een buffer ("users&netw.") opgeslagen. Bijvoorbeeld zal gebruiker A 15 simultaan van datanetwerk I gebruik willen maken voor het ontvangen of verzenden van EDI berichten, terwijl hij/zij voor telefonie het bedrijfsnetwerk II wil gebruiken. Gebruiker B wil alleen van het openbare telefoonnet III gebruik maken, terwijl gebruiker C van het datanet I en het openbare telefoonnet gebruik wil maken. Om met succes 20 communicatiesessies met de geselecteerde netten te kunnen opzetten, zal de terminal van die netten de nodige parameters moeten kennen, zoals toegangsadres en protocol. Die parameters zijn in de terminal gebufferd ("Network parameters").

Oproepen vanuit het netwerk naar de terminal kunnen, als die terminal 25 op een vaste fysieke netwerkpoort is aangesloten, eenvoudig naar die netwerkpoort worden gerouteerd (bijvoorbeeld in een conventioneel vast telefoonnet). Anders wordt het als de terminal niet via een vaste netwerkpoort te benaderen is, zoals bij netwerken voor mobiele communicatie het geval is (echter niet uitsluitend bij mobiele netten, 30 maar ook bij geavanceerde niet-draadloze "UPT"-netten). In die gevallen moet de terminal waarvoor het bericht bestemd is, door een algemeen 'paging'-bericht worden opgeroepen zich in verbinding met het netwerk te stellen. In het voorgaande werd besproken dat bij het gelijktijdige verbinding met verschillende netten d.w.z. de toestand 35 dat een terminal bij die netten als benaderbare terminal geregistreerd is, de terminal echter als gevolg van 'time sharing' niet in staat is voortdurend aandacht te kunnen schenken aan eventuele paging-oproepen vanuit een netwerk. Oproepen aan een terminal dienen derhalve alleen 1 0 ü 1 o 6 1 4 te worden uitgezonden als die terminal op het ontvangen en verwerken ervan geprepareerd is.

Nadat de gebruikers zich bij de terminal hebben geregistreerd, maakt de terminal met de verschillende door de gebruikers geselecteerde 5 netwerken verbinding en doet zich (d.w.z. een identifier) in die netwerken registreren als benaderbare terminal, inclusief de gegevens (identifiers e.d.) van de gebruikers die voor bepaalde diensten van die netwerken gebruik willen kunnen maken (gebruiker/dienst-identifiers). In het onderhavige voorbeeld geeft de terminal aan 10 netwerk I (datanet) de identifiers van gebruikers A en C door, aan netwerk II (bedrijfstelefoonnet) die van gebruiker B en aan netwerk III (openbaar telefoonnet) die van gebruikers B en C. Aldus kunnen oproepen vanuit de netwerken I, II en III voor de gebruikers A, B, en C aan terminal T worden overgedragen. Bijvoorbeeld bij een oproep 15 vanuit netwerk III voor gebruiker B, raadpleegt netwerk III zijn geregistreerde gegevens en vindt dat gebruiker B geregistreerd staat bij terminal T. Daarop wordt een pagingbericht voor terminal T uitgezonden. Zodra de terminal detecteert dat een pagingbericht met zijn identifier wordt uitgezonden (of de gebruiker/dienst-identifier 20 van een gebruiker die bij die terminal domicilie heeft gekozen voor het via die terminal gebruiken van een door het netwerk geboden dienst), zendt de terminal een responscode naar het netwerk III uit en kan de oproep naar de terminal worden gerouteerd. Gebruiker B wordt door de terminal T gealarmeerd en kan vervolgens de oproep 25 beantwoorden.

Met het zich bij een netwerk laten registreren dient de terminal tevens parameters over te dragen die aangeven op welke tijdstippen of binnen welke periodes de terminal door het netwerk met succes kan worden gepaged. Die 'pagetijdparameters’ worden binnen de terminal, 30 door een besturingsorgaan ('Control') berekend aan de hand van de netwerken waarbij de terminal zich reeds heeft geregistreerd en de pagetijdparameters die daarbij reeds zijn gebruikt, en de optionele pagetijdparameters die van het 'nieuwe' netwerk bekend zijn. Wat dat laatste betreft, het is mogelijk gebruik te maken van reeds in de 35 terminal aanwezig bestand van optionele pagetijdparameters van alle netwerken waarmee de terminal verbinding zou kunnen maken. Teneinde echter in staat te zijn gebruik te maken van de meest actuele informatie, worden die optionele pagetijdparameters liever bij de 1001561 5 initialisatie van de sessie of periodiek, tijdens de sessie, 'gedownload' uit het netwerk. Behalve dat die parameters altijd correct zijn. wordt er tevens een overtollige buffering van optionele pagetijdparameters van alle in aanmerking komende netwerken in de 5 (elke) terminal voorkomen.

De berekening van de aan het 'nieuwe' netwerk over te dragen pagetijdparameters geschiedt als volgt:

Er wordt ervan uitgegaan dat het netwerk de pagingberichten voor verschillende terminals in een blok uitzendt en dat de onderlinge 10 afstand van die blokken vast is. De onderlinge blokafstand wordt voorgesteld door a, de bloklengte door 1. De terminal dient aan te geven in welk blok deze gepaged wil worden. Opgave is voor elk netwerk de pagingperiode te bepalen zodanig dat geen paging-collisie optreedt.

15 Opgemerkt wordt dat steeds bij wijzigingen in terminal/netwerk-combinaties de pageparameters moeten worden herzien.

In het hierna uitgewerkte algoritme stelt N het aantal netwerken voor, aA (ajaa^i) de afstand tussen de pagingblokken ("blokafstand") en lj^ de lengte van het pagingblok ("bloklengte") voor netwerk i. De tijd 20 tot het begin van het eerstvolgende blok wordt voorgesteld door dj_ en de tijd die de terminal nodig heeft om te schakelen van het ene naar het andere netwerk ("omschakeltijd") door s.

Allereerst moet worden berekend om de hoeveel blokken netwerk i de terminal kan pagen ("pagingperiode"), voorgesteld door plf en het 25 eerste in aanmerking komende blok n^. (Als nj-0 dan begint de periode bij het eerstvolgende blok, als ηΑ-1 dan begint de periode bij het tweede blok, etc.)

De berekening van nA gaat als volgt:

Stel η:-0 en T-dj+lj+s. Bepaal nu voor i*»2, 3, 4....N, ^ zodanig dat 30 1. d1+(ni-l)*a1<Tsd1+ni*ai 2. T-dj+n^aj+lj+s ("opschuiven van de tijd").

Hierna moet pj^ berekend worden:

Bepaal P als eerste veelvoud van het kleinste gemene veelvoud van (alt......,a,j) zodat ΡδΤ-dj. Voor ieder netwerk wordt nu px bepaald 35 uit pj-P/a^

Het voorgaande algoritme zorgt ervoor dat de pagingblokken zo verdeeld worden dat ze elkaar niet overlappen en dat de terminal genoeg tijd heeft om van het ene netwerk naar het andere over te 1001561 6 schakelen. Door de periode zo te kiezen dat het een veelvoud is van de grootste gemene deler van de afstanden, wordt bereikt dat blokken van de netwerken niet ten opzichte van elkaar gaan verschuiven. Mocht dit toch het geval zijn omdat bijvoorbeeld de klokken van de netwerken 5 niet geheel gelijk lopen, zal de terminal dat merken en, indien de pagingblokken elkaar gaan overlappen, het algoritme opnieuw uit voeren.

Bij het doorgeven van de nt-waarden aan de netwerken moet rekening worden gehouden met het feit dat de werkelijke tijd enigszins is 10 voortgeschreden vanaf het moment van de start van het algoritme.

Indien een netwerk in deze tijd reeds een of meerdere pagingblokken heeft verstuurd, moeten deze van de n^waarde worden afgetrokken (modulo p^ .

Voor het door de netwerken bepalen in welk blok een terminal kan 15 worden gepaged, moeten de netwerken hun eigen pagingblokken tellen.

Dus bij het verzenden van een pagingblok wordt een teller C met één verhoogd. Als een terminal t aangeeft dat deze, te beginnen met blok , succesvol met een periode pt kan worden gepaged, wordt in het netwerk het volgende uitgevoerd: 20 Bepaal Cj-C+n,. en sla Ct en pt op bij de gegevens over terminal t.

Als nu een pagingbericht naar terminal t moet uitgaan, bepaalt het netwerk het eerstvolgende geschikte pagingblok als volgt: (div((C-Ci) ,pt)+l)*pt+Ct (div betekent gehele deling, dus afgerond naar beneden, naar het eerste gehele getal.

25 Opgemerkt wordt dat als de afstand a tussen de blokken door de netwerken vrij bepaald kan worden, de waarde van P erg groot kan worden, waardoor ook de periode pt erg groot wordt. Dit heeft een tamelijk grote vertraging bij het pagen --en daardoor bij de verbindingsopbouw-- tot gevolg. Dit kan worden voorkomen door aan alle 30 netwerken een vaste blokafstand a op te leggen.

Hieronder wordt tenslotte nog een voorbeeld uitgewerkt waarin een terminal bepaalt op welke momenten deze gepaged wil worden door drie verschillende netwerken. In de terminal wordt het bovenstaande algoritme gebruikt.

35 De terminal heeft enkele gebruikers, die in totaal bij drie netwerken geregistreerd staan: NI, N2 en N3. De waarden voor de afstand a en de lengte 1 van de paging blokken van de respectievelijke netwerken staan 1001561 7 in onderstaande tabel. Ook staat daarin na hoeveel tijdseenheden d het eerstvolgende pagingblok begint.

BassssasaBSBBaasBsassssBssBssaBBBasssaBiBeaBiaHesBBBB

Netwerk aid 5 NI 20 3 5 N2 12 8 3 N3 10 2 2

De omschakeltijd van de terminal is 1 tijdseenheid: s-1 10 De berekening begint met het bepalen van de ^-waarden.

Stel eerst nj-0 en bepaal de volgende tijd T-dj+lj+s-5+3+1-9. Netwerk 1 mag nu in de tijd pagen die in figuur 2A is aangeduid, namelijk van tijdstip 5 (dj) tot tijdstip 8 (dj+1) .

Hierna volgt een iteratief proces voor i-2 en i-3: 15 i-2: bepaal n2 zodanig dat 3+(n2-l)*12<9s3+n2*12; de uitkomst is n2-l. De tijd schuift vervolgens door tot na dit pagingblok: T-3+l*12+8+l«24. Netwerk 2 mag aldus van tijdstip 15 tot tijdstip 23 pagen.

i-3: bepaal n3 zodanig dat 2+(n3*l)*10<24£2+n3*10; de uitkomst is 20 n3-3. De tijd schuift vervolgens door tot na dit pagingblok: T-2+3*10+2+l-35. Netwerk 3 mag aldus pagen van tijdstip 32 tot tijdstip 34.

Nu moeten de waarden voor pA nog bepaald worden: - bepaal eerst P-kgv(20,12,10)-60 want 602T-d-35-5-30. De waarden voor 25 pA zijn nu: pj-60/20-3, p2-60/12-5 en p3-60/10-6.

REFERENTIES

Leih, G.; Lensink A.; Levelt, W.G.

"The impact of multi-user terminals" 30 RACE MOBILE Workshop, Amsterdam, May 1994 1001561

Claims

1. Communicatiesysteem, omvattende netwerken en terminals, voorzien van middelen voor het initiëren en onderhouden van communicatiesessies met elkaar, waarbij één terminal simultaan tijdverdeelde communicatiesessies met verschillende netwerken kan initiëren en 5 onderhouden en waarbij een netwerk aan een terminal waarmee een communicatiesessie wordt onderhouden, systeemberichten kan uitzenden die betrekking hebben op die communicatiesessie, met het kenmerk dat de terminal parameters aan het netwerk overdraagt, betrekking hebbende op de tijdstippen waarop de genoemde systeemberichten door die 10 terminal kunnen worden ontvangen.

2. Communicatiesysteem volgens conclusie 1, met het kenmerk dat de systeemberichten worden uitgezonden binnen vaste tijdblokken en dat de terminal de waarde van de aan het netwerk over te dragen parameters berekent aan de hand van de parameters betreffende die vaste 15 tijdblokken.

3. Communicatiesysteem volgens conclusie 2, met het kenmerk dat de parameters betreffende de tijdblokken door het netwerk aan de terminal worden overgedragen.

4. Communicatiesysteem volgens conclusie 3, met het kenmerk dat de 20 terminal de waarde van de aan het netwerk over te dragen parameters berekent aan de hand van de ontvangen parameters betreffende de vaste tijdblokken van de verschillende netwerken waarmee de terminal een communicatiesessie onderhoudt.

5. Communicatiesysteem volgens conclusie 2, met het kenmerk dat voor 25 alle netwerken de periode van de tijdblokken gelijk is.

6. Communicatiesysteem volgens conclusie 2, met het kenmerk dat voor alle netwerken de lengte van de tijdblokken gelijk is. 1001561