NO321307B1 - Fremgangsmate og anordning ved et radiotelekommunikasjonssystem - Google Patents

Description

Teknisk bakgrunn

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for et radiokommunikasjonssystem som er innrettet for pakkedata-transmisjon i henhold til en meldings-synkronisert ALOHA protokoll med reservasjon. Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte for avspørring av aksess i et tidsmessig overbelastet mobilradiosystem, hvori en aksessforespørsel som blir mottatt i en basestasjon fra hver stasjon i en første gruppe av mobilstasjoner, ikke kan besvares ved hjelp av kanalreservasjon for den første gruppe av mobilstasjoner.

Oppfinnelsen vedrører også en basestasjon og en mobilstasjon i et radiokommunikasjonssystem for pakkedatatransmisjon.

Kjent teknikk

I tilfelle av mobilradio-kommunikasjonssystemer for pakkedatatransmisjon kan en basestasjon kommunisere med en flerhet av mobilstasjoner via en eller en flerhet av tidsdelte kanaler mellom basestasjonen og mobilstasjonene. En tids-delt kanal er delt i tidsluker. En dataskur med en flerhet av informasjonsbiter kan transmitteres i hver tidsluke. Mo-bilstas j onene kommuniserer ikke kontinuerlig med basestasjonen og en flerhet av mobilstasjoner kan derfor kjempe om den samme tidsdelte kanal. Kanaler blir allokert dynamisk, separat fra kanalkravene for mobilstasjonene og kanalallokering blir styrt ved hjelp av basestasjonen.

En mobilstasjon annonserer et kanalkrav ved at det sendes en aksessforespørsel til basestasjonen. Denne aksessfore-spørsel blir sendt i en reservasjonsfase i den tidsdelte kanal for transmisjon fra mobilstasjonene til basestasjonen. Forskjellige typer av protokoll kan benyttes for å styre aksessforespørselen og kanalallokering. En konvensjo-nell protokoll i tilfelle av dynamisk allokering ved tids-delte radiokanaler omfatter en meldingssynkronisert ALOHA protokoll med reservasjon. I tilfellet av denne protokoll blir hver pakketransmisjon forutgått av en reservasjon. En kort melding med en forespørsel for kanalreservasjon blir sendt på slump fra en mobilstasjon til en basestasjon. I henhold til nevnte ALOHA reservasjonsprotokoll blir resultatet av denne aksessforespørsel matet tilbake til basestasjonen, hvilket gir mobilstasjonaksess for i det minste en del av den tidsdelte kanal.

Fordi mange mobilstasjoner kan ha behov for pakkedatatransmisjon så vil kollisjoner kunne opptre som et resultat av at en flerhet av mobilstasjoner sender aksessforespørsler på samme tid. Dette innebærer at av de meldinger som sendes på samme tid, så vil i beste tilfelle basestasjonen kunne akseptere én melding (ved bruk av såkalt "fange" effekt). I tilfelle av en kollisjon vil de sendende mobilstasjoner som ikke mottar kanalreservasjon, måtte repetere deres aksess-forespørsler. For å redusere risikoen for en ytterligere kollisjon vil den repeterte transmisjon finne sted etter et gitt tidsintervall som varierer for hver mobilstasjon. Det er velkjent at dette tidsintervall kan variere på slump for hver mobilstasjon.

Når all den ledige kanalkapasitet i et radiokommunikasjonssystem har blitt reservert for kommunikasjon, vil overbelastning finne sted dersom en ytterligere mobilstasjon sender en aksessforespørsel til basestasjonen. Sistnevnte mottar aksessforespørselen i seg selv fra mobilstasjonen, men kan ikke håndtere denne forespørsel innenfor et forhåndsbe-stemt tidsintervall fordi det ikke foreligger noen ledig kanalkapasitet. Mobilstasjonen blir deretter tvunget til å repetere aksessforespørselen på den samme måte som i tilfelle av en kollisjon, når det forutbestemte tidsintervall har utløpt. Dette vil naturligvis lede til unødig ekstra kanalbelastning, unødige forsinkelse i mobilsystemet, samt risikoen for at kollisjoner vil opptre når transmisjoner blir repetert.

US-A-5 166 929, eksempelvis, omhandler fra før en multip-pel-aksess-protokoll, i hvilket tilfelle tilbakemelding vedrørende status for en aksesskanal blir frembragt fra basestasjonen til mobilstasjonene. Mobilstasjonene kan derved motta informasjon vedrørende resultatet av en aksessfo-respørsel, eksempelvis, at en kollisjon har funnet sted, og hvorvidt den neste tidsluke er åpen for sending av nye ak-sessforespørsler. Denne informasjon gjør det lettere å be-stemme når en ny aksessforespørsel skulle bli sendt. En ulempe vedrørende denne protokoll er at en overbelastnings-situasjon ikke kan administreres. En aksessforespørsel som er mottatt i basestasjonen, må repeteres ved en situasjon hvori kanaler midlertidig ikke kan blokkeres i basestasjonen pga. overbelastning, dvs. ingen kanaler er ledige.

En publikasjon med tittel "Medium Access Priority" av Moto-rola, presentert ved standardiseringsmøtet i ETSI STC SMG2 i Edinburgh 7. mars 1995, omhandler et mulig behov for ak-septerende bekreftelse i tilfelle av aksessforespørsler fra en mobilstasjon til en basestasjon. I henhold til denne publikasjon vil mobilstasjonen således kunne informeres om hvorvidt aksessforespørselen er blitt korrekt akseptert i basestasjonen. Imidlertid, der er ingen omtale av hvordan denne bekreftelse av aksessforespørselen skal kunne uføres.

Omtale av oppfinnelsen

Hensikten med foreliggende oppfinnelse er å foreslå en fremgangsmåte i et radiokommunikasjonssystem for pakkedata-transmisjon. Med oppfinnelsen oppnår man dette ved å admi-nistrere aksessforespørselen fra hver stasjon i en første gruppe av mobilstasjoner til en basestasjon i et tidvis overbelastet radiokommunikasjonssystem som mangler ledig kanalkapasitet for datatransmisjon.

Denne hensikt oppnås med en fremgangsmåte ifølge det ved-føyde patentkrav 1, en basestasjon ifølge krav 6, samt en mobilstasjon ifølge krav 7. Fordelaktige utførelsesformer fremgår av de tilhørende uselvstendige krav. Omfanget av oppfinnelsen defineres av de nevnte krav.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen gjør bruk av en meldingssynkronisert ALOHA protokoll med reservasjon. Pakkedatatransmisjon blir utført via en eller en flerhet av tids-delte kanaler mellom en basestasjon og mobilstasjoner. Mobilstasjonene er innrettet slik at de kan sende aksessfore-spørselen til basestasjonen under en reservasjonsfase i et mobilradiosystem som bruker denne protokoll. Basestasjonen er innrettet slik at den kan akseptere og være forenlig med aksessforespørselen fra en første mobilstasjon ved tilsen-ding dertil en kanalreservasjonsmelding omfattende en kanalreservasjon. Som et resultat av denne kanalreservasjon vil tidsluker for pakkedatatransmisjon fra den første mobilstasjon til basestasjonen bli reservert. Basestasjonen er ytterligere innrettet til å akseptere aksessforespørsler fra en første gruppe av mobilstasjoner for hvilke kanalreservasjon umiddelbart ikke kan utføres. I henhold til fremgangsmåten som den foreliggende oppfinnelse foreslår, vil mottagelse av aksessforespørselen fra den første gruppe av mobilstasjoner bli bekreftet når kanalreservasjonen ikke kan utføres på vanlig måte. Bekreftelse blir sendt i form av aksessbekrefteiser som er innlemmet i den samme kanalreservasjonsmelding som nevnte kanalreservasjon for den førs-te mobilstasjon. Kanalreservasjonsmeldingen blir mottatt ved hver av de mobile stasjoner i den første gruppe. Mobil-stas j onen blir påvirket slik at de avventet kanalreservasjon uten å utføre repeterte aksessforespørsler. I forbin-delse med aksessbekreftelsene vil det bli anordnet en kø for mobilstasjonene i den første gruppe i mobilradiosystemet. Kanalreservasjon for mobilstasjonene i den første gruppe blir utført i henhold til deres posisjon i denne kø.

Oppfinnelsen vedrører også en basestasjon og en mobilstasjon i et radiokommunikasjonssystem for pakkedatatransmisjon. Basestasjonen og mobilstasjonen i henhold til oppfinnelsen er innrettet til å implementere fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen.

Ved hjelp av fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen kan belastningen på en aksesskanal til basestasjonen kunne re-duseres, fordi antallet ganger som en aksessforespørsel blir gjentatt i systemet, blir redusert. Dette vil naturligvis redusere den gjennomsnittlige forsinkelse ved transmisjon av data mellom en mobilstasjon og en basestasjon. Dessuten kan et kortere tidsintervall kunne forhåndsbestem-mes før aksessforespørselen blir initiert på nytt-, noe som betyr kortere gjennomsnittlig aksessforsinkelse.

Omtale av tegninqsfiqurene

Figur 1 viser et mobilradiosystem med mobilstasjoner og en basestasjon. Figur 2 viser en kanalreservasjonsmelding fra en basestasjon til mobilstasjoner.

Beskrivelse av foretrukne utførelsesformer

I det følgende vil oppfinnelsen bli forklart i ytterligere detalj under henvisning til tegningsfigurene, der figur 1 viser en celle 1 i et mobilradio-kommunikasjonssystem med mobilstasjoner MSI - MS3 og en basestasjon BS, f.eks. et GSM system for kommunikasjon via tid-multiplekskanaler

(TDMA).

Ved den foretrukne utførelsesform vil en enkeltstående kom-munikasjonskanal Chl tilrettelagt for pakkedatatransmisjon, bli benyttet. Dette innebærer at både datapakker og assosi-erte styresignaler blir transmittert via den samme kanal.

En mobilstasjon MSI initierer pakkedatatransmisjon ved utsending av en aksessforespørsel til en basestasjon BS via en datapakkekanal. Denne aksessforespørsel omfatter identi-fikasjon av den utsendende mobilstasjon, f.eks. i form av tilfeldige tall, eventuelt sammen med informasjon vedrøren-de den ønskede klasse av service (f.eks. prioritet). Ak-sessforespørselen blir spredt på slump for å redusere risikoen for aksessforespørsler fra en flerhet av mobilstasjoner, som blir sendt på samme tid, men forespørselen må sendes innenfor et gitt tidsintervall som er reservert for denne type av transmisjon. Dette tidsintervall kan f.eks. omfatte en tidsluke i en flerhet av periodevis gjenopptre-dende tidsrammer. Når aksessforespørselen er blitt mottatt, og dersom kanalkapasiteten er tilgjengelig for denne pakkedatatransmisjon, så vil basestasjonen BS sende en kanalreservasjonsmelding 2 til mobilstasjonen MSI. Denne kanalreservasjonsmelding omfatter en kanalreservasjon hvorved tidsluker for transmisjon fra mobilstasjonen til basestasjonen blir allokert. Kanalreservasjonen omfatter ytterligere en referanse til den aksessforespørsel som blir akseptert. Referansen omfatter den samme informasjon som blir mottatt i aksessforespørselen og en referanse til tidsrammen eller tidsluken i den tidsdelte kanal Chl hvori aksess-forespørselen ble mottatt. En mobilstasjon MSI vil derved motta informasjon med hensyn til hvorvidt kanalreservasjonen er ment for denne meget mobile stasjon. Nevnte mobilstasjon MSI, fra hvilken aksessforespørselen originerer, vil derved motta informasjon om at den er blitt allokert tidsluker for pakkedatatransmisjon.

Under den tidsperiode der mobilstasjonen MSI utfører pakkedatatransmisjon på den reserverte kanal, er det viktig at de andre mobilstasjoner MS2, MS3 ikke forsøker å initiere transmisjon på kanalen. Aksessforespørsler fra mobilstasjonene blir derfor bare tillatt når basestasjonen BS rappor-terer at en eller en flerhet av tidsluker er ledige for dette formål. Basestasjonen indikerer at det er mulig å sende aksessforespørsler ved å plassere et flagg på kanalen til mobilstasjonene MS1-MS3. Når pakkedatatransmisjon ved de allokerte tidsluker er avsluttet, vil basestasjonen indikere at en flerhet av tidsluker i kanalen fra mobilstasjonene til basestasjonene, på nytt er åpen for aksessfore-spørsler. Aksessforespørsel kan på nytt sendes på slump til basestasjonen.

Under tidslukene som er ledige mellom transmisjonene av

forskjellige datapakker fra mobilstasjonene til basestasjonen, dvs. åpen for aksessforespørsler, så vil en flerhet av mobilstasjoner MS1-MS3 kunne sende en aksessforespørsel til basestasjonen BS. Dersom transmisjon finner sted ved samme tidspunkt for noen av mobilstasjonene MS1-MS3 så vil en kollisjon opptre mellom transmisjonene. Ved denne kolli-sjonssituasjon er basestasjonen BS ikke i stand til å for-tolke meldingen fra mer enn i det minste en av de aktuelle stasjoner og transmisjonen vedrørende aksessforespørselen vil derfor måtte repeteres.

Dersom er flerhet av mobilstasjoner MS1-MS3 sender aksess-forespørsler uten overlapping til en basestasjon, så kan kanalreservasjonen bare utføres for en eller flere av disse stasjoner. Når en kanalreservasjon utføres for en første mobilstasjon MSI, så vil de andre mobilstasjoner MS2, MS3 måtte avvente ledig kanalkapasitet til tross for det for-hold at aksessforespørslene fra disse stasjoner er blitt mottatt korrekt ved basestasjonen BS. Ved retransmisjonssi-tuasjoner kan aksessforespørsler også bli mottatt på slump mellom forskjellig transmisjoner innlemmet i en sekvens relatert til den samme datapakke. Dette er avhengig av hvorvidt dét er ønsket å bruke mellomrommene i en lik sekvens, slik at aksessforespørsler kan bli mottatt. I henhold til oppfinnelsen vil, for å forhindre en ny bølge av aksessfo-respørsler fra disse mobilstasjoner MS2, MS3, hver aksess-forespørsel som er korrekt mottatt i basestasjonen {opptil en gitt grense), vanligvis bli reagert på. Aksessinforma-sjoner 4, 5 blir følgelig sendt til i det minste en flerhet av stasjonene MS2, MS3 som ikke umiddelbart har en kanalreservasjon 3 akseptert. Disse aksessbekrefteiser er innlemmet i en kanalreservasjonsmelding 2 omfattende en kanalreservasjon 3 til mobilstasjonen MSI som har fått allokert en kanal som reaksjon på aksessforespørselen. En slik kanalreservasjonsmelding 2 er vist på figur 2. Fordi denne kanalreservasjon 3 blir sendt i en melding 2 i et format som er felles for alle styremeldingene, f.eks. omfattende fire tidsluker, og fordi gitte styredata kan brukes sammen, kan et begrenset antall av aksessbekrefteiser 4, 5 bli innlemmet i den samme melding 2.

Disse aksessbekreftelser vil følgelig ikke gi opphav til noen øket kanalbelastning.

Bekreftelsen av korrekt mottatte aksessforespørsler fra en flerhet av mobilstasjoner vil gjøre det mulig for en kø av mobilstasjoner som venter på tur for deres pakkedata-transmisjon/ å bli anordnet i mobilradiosystemet.

Når pakkedata-transmisjon blir benyttet i nevnte GSM-system, vil et begrenset antall av aksessbekreftelser kunne innlemmes i en melding med kanalreservasjon. Hva angår referansen til tidsrammen når forespørselen fra en mobilstasjon blir mottatt, så vil denne aksessbekreftelse bli ut-ført på to måter. Den første måte går ut på å indikere num-meret på tidsrammen {relatert til en gitt multirammestruk-tur som blir benyttet i systemet), på samme måte som ved kanalreservasjonen 3, i del av kanalreservasjonsmeldingen 2. Den andre måte går ut på, i stedet å bruke en referanse som relaterer seg til tidsrammen som ble gitt i den vanlige kanalreservasj onsmelding.

Det skal forstås at oppfinnelsen ikke er begrenset til nevnte utførelsesform, men omfatter en hvilken som helst utførelsesform som ligger innenfor de vedlagte patentkravs beskyttelsesomfang.

Claims (7)

1. Fremgangsmåte for et radiokommunikasjonssystem, som er innrettet for pakkedata-transmisjon via minst én tidsdelt kanal (Chl) mellom en basestasjon (BS) og mobilstasjoner (MS1-MS3), i henhold til en meldingssynkronisert ALOHA protokoll med reservasjon, idet mobilstasjonene (MS1-MS3) er innrettet til å sende aksessforespørsler til basestasjonen som er innrettet til å motta og rette seg etter aksessfore-spørslene fra i det minste en første mobilstasjon (MSI) ved dertil å sende en kanalreservasjonsmelding (2) omfattende en kanalreservasjon (3), hvorved tidsluker blir reservert for pakkedatatransmisjon mellom den første mobilstasjonen (MSI) og basestasjonen (BS), og for å motta aksessfore-spørsler fra en gruppe av mobilstasjoner (MS2, MS3) for hvilke kanalreservasjon umiddelbart ikke kan utføres, karakterisert ved at: mottagelsen av aksessforespørsler fra den første gruppe av mobilstasjoner (MS2, MS3) blir bekreftet i form av en aksessbekreftelse (4, 5) fra basestasjonen (BS) til hver av mobilstasjonene (MS2, MS3) innbefattet i den første gruppe, disse aksessbekreftelser (4, 5) blir innlemmet i kanalreservasjonsmeldingen (2) med kanalreservasjonen (3) til den første mobilstasjon (MSI), den første gruppe i radiokommunikasjonssystemet asso-siert med aksessbekreftelsene blir anordnet i en kø, idet en køposisjon blir allokert til hver av mobilstasjonen i denne gruppe, og det utføres kanalreservasjon for mobilstasjonene i henhold til deres køposisjoner.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at: kanalreservasjonsmeldingen (2) blir lest av alle mobilstasjonene fra hvilke aksessforespørsler blir mottatt i basestasjonen, og aksessbekreftelser (4, 5) innbefattet i denne kanalreservasjonsmelding (2) blir mottatt i mobilstasjonene {MS2, MS3), hvorved sistnevnte blir påvirket slik at den avventer kanalreservasjon uten å utføre repeterte aksessforespørs-ler.

3. Fremgangsmåte som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at: en første referanse blir tilført i kanalreservasjonen (3) til den første mobilstasjon, hvilken første referanse refererer seg til en første tidsluke i den tids-delte kanal (Chl), i hvilken første tidsluke aksessforespørselen fra den første mobilstasjon (MSI) blir mottatt i basestasjonen, en andre referanse blir tilført til hver aksessbekreftelse (4, 5), hvilken andre referanse refererer seg til en andre tidsluke i den tids-delte kanal (Chl), i hvilken andre tidsluke aksessforespørsler blir mottatt i basestasjonen (BS) fra den respektive mobilstasjon (MS2, MS3) for hvilken aksessbekrefteisene er ment.

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 3, karakterisert ved at: den andre referanse utgjøres av et antall av tidsluker mellom den første tidsluke og den andre tidsluke.

5. Fremgangsmåte i tilfelle av en basestasjon i et radiokommunikasjonssystem som er innrettet for pakkedata-transmisjon via i det minste en tids-delt kanal, mellom en basestasjon og en mobilstasjon, i henhold til en meldings-synkronisert ALOHA protokoll med reservasjon, karakterisert ved at den omfatter følgen-de trinn: å motta aksessforespørsler fra mobilstasjonene, å føye seg etter aksessforespørslen fra i det minste en første mobilstasjon ved å sende ut en kanalreservasjon til nevnte, hvorved tidsluker blir reservert for pakkedata-transmisjon mellom den første mobile stasjon og basestasjonen, å gi aksessbekreftelse til hver mobilstasjon i en første gruppe av mobilstasjoner ved mottagelse av aksessfo-respørsler fra den første gruppe av mobilstasjoner for hvilke kanalreservasjon umiddelbart ikke kan utføres, å sende disse aksessbekreftelser i den samme melding som kanalreservasjonen for den første mobilstasjon, å innrette, i assosiasjon med aksessbekrefteisene, i radiokommunikasjonssystemet, en kø av mobilstasjonene i den første gruppe, idet en køposisjon blir allokert til hver mobilstasjon, og å utføre kanalreservasjon for mobilstasjonene i henhold til deres køposisjoner.

6. Basestasjon ved et radiokommunikasjonssystem, som er innrettet for pakkedata-transmisjon via minst én tids-delt kanal (Chl) mellom en basestasjon (BS) og mobilstasjoner (MS1-MS3), i henhold til en meldings-synkronisert ALOHA protokoll med reservasjon, idet mobilstasjonene (MS1-MS3) er innrettet til å sende aksessforespørsler til basestasjonen som er innrettet til å motta og rette seg etter aksess-forespørslene fra i det minste en første mobilstasjon (MSI) ved dertil å sende en kanalreservasjonsmelding (2) omfattende en kanalreservasjon (3), hvorved tidsluker blir reservert for pakkedata-transmisjon mellom den første mobilstasjonen (MSI) og basestasjonen (BS), og for å motta aksessforespørsler fra en gruppe av mobilstasjoner (MS2, MS3) for hvilke kanalreservasjon umidderlbart ikke kan utføres, karakterisert ved at: basestasjonen (BS) er innrettet til å gi aksessbekreftelser (4, 5) til hver av mobilstasjonene (MS2, MS3) som er innlemmet i den første gruppe og fra hvilke aksessforespørsler er blitt mottatt, basestasjonen (BS) er innrettet til å omfatte disse aksessbekreftelser i den samme kanalreservasjonsmelding (2) som kanalreservasjonen (3) for den første mobilstasjon (MSI), basestasjonen (BS) er innrettet til å anordne en kø for mobilstasjonene (MS2, MS3) i den første gruppe, idet en køposisjon blir allokert til hver mobilstasjon, og basestasjonen er innrettet til å utføre kanalreservasjon for mobilstasjonene i den første gruppe i henhold til deres køposisjoner.

7. Mobilstasjon ved et radiokommunikasjonsssystem, som er innrettet for pakkedata-transmisjon via i det minste en tids-delt kanal (Chl) mellom basestasjonen (BS) og mobilstasjoner (MS1-MS3), i henhold til en meldingssynkronisert ALOHA protokoll med reservasjon, idet mobilstasjonene er innrettet til å sende aksessforespørsler til basestasjonen, som er innrettet til å motta og samsvare med aksessfore-spørsler fra i det minste en første mobilstasjon (MSI) ved dertil å sende en kanalreservasjonsmelding (2) omfattende en kanalreservasjon (3), hvorved tidsluker blir reservert for pakkedata-transmisjon mellom den første mobilstasjon (MSI) og basestasjonen (BS), og for å motta aksessfore-spørslene fra i det minste en andre mobilstasjon (MS2) for hvilken kanalreservasjon temporært ikke kan utføres, karakterisert ved at: en mobilstasjon (MS2) som har sendt aksessforespørse-len til basestasjonen, er anordnet til å lese hver kanalreservasjonsmelding (2) i den tids-delte kanal (Chl), og mobilstasjonen (MS2) som har sendt aksessforespørselen til basestasjonen (BS), er innrettet til å motta en aksessbekreftelse (4) i denne kanalreservasjonsmelding (2) når kanalreservasjonen (3) ikke vedrører denne mobilstasjonen (MS2), hvoretter mobilstasjonen (MS2) blir påvirket til å avvente kanalreservasjon uten ytterligere utsending av ak-sessforespørsler.