NO973655L - Hastighetstilpasning i en ikke-uniform, ikke-transparent datakanal - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte for hastighetstilpasning og en hastighetstilpasningsenhet for en ikke-uniform, ikke-transparent dataoverføringskanal, særlig i mobilsystemer med ikke-standard overføringskapasitet i radiogrensesnittet.

Mobilsystemer betyr generelt forskjellige telekommunikasjonssystemer som muliggjør privat, trådløs dataoverføring for abonnenter som beveger seg i systemet. Et typisk mobilsystem er et offentlig, landbasert mobilnett (PLMN, Public Land Mobile Network). PLMN omfatter faste radiostasjoner (basestasjoner) som befinner seg i tjenesteområdet for mobilnettet, idet radiodekningsområder (celler) for basestasjonene tilveiebringer et uniformt, celledelt nett. En basestasjon tilveiebringer i cellen et radiogrensesnitt (luftgrensesnitt) for kommunikasjon mellom en mobilstasjon og PLMN. Siden mobilstasjoner kan bevege seg i nettet, og de har adgang til PLMN gjennom en hvilken som helst basestasjon, er PLMN-ene forsynt med kompliserte arrangementer for administrasjon av abonnentdata, autentifisering og lokasjons-styring av mobilabonnenter, for overleveringer («handover», et bytte av basestasjon under en samtale) osv. Nettene er også forsynt med tjenester som utfører overføring av annen type informasjon enn vanlige tale-samtaler (taletjeneste), slik som data, faksimile, videobilder osv. Disse nye tjenestene har skapt behov for en betraktelig mengde utviklingsarbeide og nye arrangementer i nettene.

Et annet område av mobilsystemer innbefatter satellittbaserte mobiltjenes-ter. I et satellittsystem oppnås radiodekning med satellitter istedenfor terrestrielle basestasjoner. Satellittene befinner seg på en bane i omkrets rundt jorda, og overfører radiosignaler mellom mobilstasjoner (eller brukerterminaler UT, User Terminals) og landbaserte jordstasjoner (LES, Land Earth Stations). Strålen fra satellitten gir et dekningsområde på jorda, dvs. en celle. Dekningsområdene for individuelle satellitter anordnes slik at det dannes kontinuerlig dekning, slik at en mobilstasjon hele tiden befinner seg innen dekningsområdet for minst en satellitt. Antallet satellitter som er nødvendig, avhenger av den ønskede dekningen. Kontinuerlig dekning over jordas overflate kan f.eks. kreve ti satellitter

Abonnent-mobilitet krever lignende arrangementer i satellitt-mobilsystemer som i PLMN-ene, dvs. administrasjon av abonnentdata, autentifisering og loka sjons-styring av mobilabonnenter, overleveringer osv. Satellittsystemene bør også utføre lignende tjenester som PLMN-ene.

En måte å implementere disse kravene på i satellitt-mobilsystemer, er å benytte eksisterende PLMN-arrangementer. I prinsipp er dette alternativet svært enkelt, siden et satellittsystem rent grunnleggende kan sammenlignes med et basestasjonsystem i et mobilsystem med et inkompatibelt radiogrensesnitt. Med andre ord er det mulig å benytte en konvensjonell PLMN-infrastruktur hvor base-stasjonsystemet er et satellittsystem. I et slikt tilfelle kan i prinsipp samme nett-verks-infrastruktur til og med inneholde både konvensjonelle PLMN-basestasjon-systemer og satellitt-«basestasjonsystemer».

Det er imidlertid mange praktiske problemer forbundet med tilpasningen av PLMN-infrastrukturen og et satellittsystem. Et problem som er åpenbart for søke-ren, er at en PLMN-trafikkanal og en trafikkanal i et «radiogrensesnitt» i et satellittsystem er ganske ulike. Betrakt et eksempel hvor PLMN er det paneuropeiske, digitale mobilsystemet GSM (Gobal System for Mobile Communication) og satel-littmobilsystemet er Inmarsat-P systemet som er under utvikling for tiden.

En trafikkanal i GSM-systemet utfører dataoverføring med bruker-hastigheter/frekvenser på 2400, 4800, 7200 og 9600 bit/s. I fremtiden vil høyhastighets-datatjenester (HSCSD = High speed circuit switched data) som anvender to eller flere trafikkanaler i radiogrensesnittet (multi-slot access, flerluke-aksess) også støtte høyere bruker-hastigheter (14400 bit/s, 19600 bit/s, ...). Ikke-transparente datatjenester benytter også en radioforbindelses-protokoll RLP mellom en mobilstasjon MS og en samtrafikk-funksjon IWF, som typisk befinner seg i en mobiltjenestesentral MSC. RLP er en ramme-stmkturert, balansert (HDLC-type) data-overførings-protokoll. Feilkorrigering i RLP er basert på gjentatte overføringer av rammer som blir ødelagt på trafikkanalen, etter anmodning fra mottakersiden. Trafikkanalen anvender kanalkoding som sikter på å minske virkningen av overfø-ringsfeil. På grunn av kanalkodingen og annen tilleggsinformasjon (overhead information), vil bithastigheten/bithyppigheten i luftgrensesnittet være høyere enn den faktiske bru ker-hastig heten. Radiogrensesnittets hastigheter for bruker-hastigheter på 2400, 4800 og 9600 bit/s er henholdsvis 3600, 6000 og 12000 bit/s.

Inmarsat-P satellittsystemet krever at standard datahastigheter opp til 4800 bit/s kan sendes på en trafikkanal (f.eks. 1200, 2400, 4800 bit/s) og at standard datahastigheter som overskrider 4800 bit/s (f.eks. 9600, 14400, 19200 bit/s osv.) kan sendes ved å bruke flere parallelle trafikkanaler, slik som i GSM-systemets HSCSD-tjeneste.

I Inmarsat-P satellittsystemet er datahastigheten på en trafikkanal i radiogrensesnittet høyst 4800 bit/s, hvilket er det samme som bruker-datahastigheten på 4800 bit/s i terminal-grensesnittet. I en datatjeneste som anvender to trafikkanaler, er datahastigheten i radiogrensesnittet lik bruker-datahastigheten på 9600 bit/s i terminal-grensesnittet. Med andre ord er en ende-til-ende-trafikkanal mellom en MS og MSC ikke-uniform, siden kapasiteten til den del av trafikkanalen som går over satellitt-strekningen, er lavere enn kapasiteten til den delen av trafikkanalen som ligger mellom en LES og MSC. Denne mangelen på ensartethet på trafikkanalen forårsaker de følgende problemer i ikke-transparente datatjenester som anvender RLP-protokollen.

For det første sender MSC-IWF data mot MS med samme hastighet som data som mottas fra det faste nettet, slik som ISDN eller PSTN. I praksis kan dette bety en datahastighet på 12000 bit/s i et ikke-transparent anrop, siden datamo-demet i IWF kan fungere i en autobaud-modus mot det faste nettet. LES kan sende data som den mottar fra MSC-IWF mot MS med en betraktelig lavere hastighet, dvs. 4800 bit/s. MS kan enkelt motta de data som LES sender med den lavere datahastigheten, men dataene begynner å.akkumuleres, og kan gå tapt i LES. MSC-IWF fortsetter imidlertid å sende med full hastighet 12000 bit/s, inntil et sende-vindu som er oppsatt i RLP-protokollen, er fullt. Et sende-vindu refererer til antallet RLP-rammer som sendesiden kan sende uten å motta erkjennelse fra mottakersiden.

Et lignende problem kan også forekomme når andre typer radiogrensesnitt er forbundet med PLMN-er, f.eks. trådløse telefonsystemer hvor kapasiteten til trafikkanal-delen i radiogrensesnittet er lavere enn kapasiteten til den del av trafikkanalen som er i den resterende del av PLMN.

Det er mål for foreliggende oppfinnelse å eliminere eller avhjelpe det problem som beskrevet ovenfor.

Foreliggende oppfinnelse angår utstyr for hastighetstilpasning i et telekommunikasjonssystem for dataoverføring, med anvendelse av en ramme-strukturert dataoverføringsprotokoll mellom sendesidens telekommunikasjonsutstyr og mottakersidens telekommunikasjonsutstyr via en ikke-uniform, ikke-transparent trafikkanal eller mengde trafikkanaler som består av en trafikkanal-seksjon med høyere kapasitet og en trafikkanal-seksjon med lavere kapasitet. Utstyret kjennetegnes ved at utstyret for hastighetstilpasning befinner seg i et grensesnitt mellom høyka-pasitets- og lavkapasitets-seksjonene av trafikkanalen og omfatter

et databufferlager som bufrer rammene som mottas fra trafikkanalens høy-kapasitets-seksjon før de overføres til trafikkanalens lavkapasitets-seksjon, og

en databuffer-styring innrettet for å justere fyllingsnivået for data-bufferlageret ved om nødvendig å aktivere en dataflyt-styring i samsvar med dataover-førings-protokollen i sendesidens telekommunikasjonsutstyr.

Oppfinnelsen angår også en fremgangsmåte for hastighetstilpasning for dataoverføring som anvender en ramme-strukturert dataoverførings-protokoll mellom sendesidens telekommunikasjonsutstyr og mottakersidens telekommunikasjonsutstyr via en ikke-uniform, ikke-transparent trafikkanal eller mengde trafikkanaler som består av en trafikkanal-seksjon med høyere kapasitet og en trafikkanal-seksjon med lavere kapasitet. Fremgangsmåten for hastighetstilpasning kjennetegnes ved at den omfatter de trinn å

bufre, i data-bufferlageret, de rammer som mottas fra trafikkanalens høyka-pasitets-seksjon før de sendes til trafikkanalens lavkapasitetssesjon,

overvåke data-bufferlagerets fyllingsgrad,

inngripe i dataoverførings-protokollen mellom telekommunikasjonsutstyrene og aktivere dataflyt-styring i samsvar med dataoverførings-protokollen på sendesiden når data-bufferlagerets fyllingsnivå øker til den første terskelverdien, og å

deaktivere dataflyt-styringen i samsvar med dataoverførings-protokollen i retning mot sendesiden når data-bufferlagerets fyllingsnivå avtar til den andre terskelverdien og aktiveringen av dataflyt-styringen ikke beordres av mottakersiden.

I foreliggende oppfinnelse er det mellom trafikkanal-seksjonen med høyere kapasitet og trafikkanal-seksjonen med lavere kapasitet (f.eks. i nedadgående retning fra mobilnettet mot en MS) et data-bufferlager som tilveiebringer den nød-vendige hastighetstilpasning ved å lagre datarammer som mottas fra trafikkanal-seksjonen med høy kapasitet, inntil de kan sendes via trafikkanalens seksjon med lav kapasitet. F.eks. i tilknytning til radioforbindelses-protokollen RLP vil den enk-leste tilnærmingsmåte være å utforme data-bufferlageret slik at det er i stand til å lagre et RLP-vindu med RLP-rammer som mottas fra trafikkanal-seksjonen med høy kapasitet. Denne tilnærmingsmåten vil være operativ under visse forhold, men den innebærer flere ulemper. 1) Den lange bufringen bevirker en forsinkelse som resulterer i at timeren for RLP-gjenutsendelse utløper på sendesiden, med mindre timeren er innstilt på en tilstrekkelig lang verdi ved forhandlingen (the ne-gotiation) i begynnelsen av datasesjonen. 2) Hvis på den annen side gjenutsendelses-timerens «time-out» er forhandlet til en verdi som er tilstrekkelig lang for å forhindre unødvendige gjenutsendelser, vil den faktiske feilkorrigeringen, som baseres på gjenutsendelse av rammer når gjenutsendelses-timeren utløper, foregå langsommere. Den bremses ned ytterligere når de gjenutsendte rammene (samt de rammer som er sendt for første gang) fremdeles må stå i gjenutsendelses-køen i LES. 3) Ekstra minnekapasitet er nødvendig i basestasjonen eller i en LES for satellittsystemet. 4) Problemene blir alvorligere når det benyttes en høy-hastighets forbindelse med flere kanaler. I et slikt tilfelle krever det største RLP-vinduet et lengre data-bufferlager og en lengre gjenutsendelses-timer (opptil åtte ganger lengre, avhengig av antallet kanaler over forbindelsen). Over en flerkanals forbindelse kan dette problemet også forekomme i den andre retningen (fra MS mot nettet) hvis multikanal-forbindelsens kapasitet over radiogrensesnittet er høy-ere enn overføringskanalens kapasitet mellom en basestasjon eller en landbasert jordstasjon og resten PLMN.

I den foretrukne utførelsesform av oppfinnelsen overvåkes derfor det forannevnte data-bufferlagerets status, og dataoverførings-protokollen, f.eks. radioforbindelses-protokollen som fungerer mellom sendesiden og mottakersiden, avbry-tes og RLP-flytstyring aktiveres mot RLP-sendesiden. Med andre ord anordnes data-bufferlageret for å bufre data som mottas fra trafikkanal-seksjonen med høy kapasitet, og for å sende data til trafikkanalen med lav kapasitet med den datahastighet som støttes av sistnevnte. I normal modus fremsendes RLP-rammene gjennom data-bufferlageret uten noen modifikasjon. Hvis data-bufferlageret fylles opp til en på forhånd innstilt terskelverdi, avbryter den enhet.som styrer data-bufferlageret, f.eks. en basestasjon eller en LES i satellittsystemet, radioforbindelses-protokollen mellom sendesiden og mottakersiden, og innleder en modus med RLP-flytstyring. Dette oppnås ved å sende en ramme av type «mottaker ikke klar (RNR, Receiver not ready)» i radioforbindelses-protokollen mot sendesiden. Sendesiden stopper sending av RLP-rammene når flytstyrings-modus er aktiv. I et slikt tilfelle mottas ingen flere rammer i data-bufferlageret, men det kan tømmes med en hastighet som muliggjøres av trafikkanalen med lav kapasitet. På den annen side, når flytstyrings-modus er aktiv, kan ikke rammer av typen «mottaker klar (RR, Receiver ready)» som muligens oppnås fra mottakersiden, fremsendes til sendesiden, ettersom dette vil kansellere flytstyrings-modusen. Enheten som styrer data-bufferlageret, må omforme de mulige RR-rammene til RNR-rammer, slik at erkjennelses-prosedyren for RLP-rammene ikke blir forstyrret. Enheten som styrer data-bufferlageret overvåker også RLP-rammene, som sendes fra mottakersiden til sendesiden, for å følge erkjennelses-situasjonen for rammene og for å detektere hvorvidt mottakersiden sender en RNR-ramme av en annen grunn. Når data-bufferlageret tømmes til nedre terskelverdi, kontrollerer enheten som styrer data-bufferlageret, hvorvidt mottakersiden har sendt en RNR-ramme som den ikke har kanselleret med en etterfølgende RR-ramme. Hvis en slik RNR-modus som er igangsatt av mottakersiden, ikke er aktiv, inngriper den enhet som styrer data-bufferlageret igjen i RLP-protokollen mellom mottakersiden og sendersiden, og sender til sendersiden en RR-ramme, dvs. den kansellerer RLP flytstyrings-modusen. Hvis den RNR-modus som mottakersiden har igangsatt, er aktiv, avbryter ikke enheten som styrer data-bufferlageret, RLP-protokollen, men den gjør forberedelser for å la alle de påfølgende RR-rammer passere fra mottakersiden til sendesiden.

Oppfinnelsen overvinner problemet med hastighetstilpasning i en ikke-uniform trafikkanal hvor de forskjellige seksjoner av forbindelsen har forskjellige dataoverførings-kapasiteter, og hvor en feilkorrigerings-protokoll benyttes gjennom hele denne ikke-uniforme trafikkanalen. Oppfinnelsen forhindrer overdreven akkumulering av data i grensesnittet mellom trafiikkanal-seksjonene ved bruk av bufring som imidlertid kan holdes ganske begrenset ved å overvåke bufferlagerets oppfyllingsnivå og ved, om nødvendig, å igangsette en flytstyrings-modus på sendesiden.

I det følgende skal oppfinnelsen beskrives ved hjelp av foretrukne utførel-sesformer og med henvisning til de vedføyde tegningene, hvor Fig. 1 er et blokkdiagram som illustrerer en konfigurasjon ifølge GSM-rekommandasjonene for dataoverføring,

Fig. 2 viser strukturen av en RLP-ramme,

Fig. 3 viser formatet for en ledegruppe i en RLP-ramme,

Fig. 4 er et blokkdiagam som illustrerer hvordan Inmarsat-P satellittsystemet er forbundet som et basestasjonsystem med et GSM-basert mobilsystem, Fig. 5 er et funksjons-blokkdiagram som illustrerer buffer-utstyret i samsvar med oppfinnnelsen, og Fig. 6 er et flytdiagram som illustrerer driften av bufferutstyret i fig. 5.

Foreliggende oppfinnelse kan anvendes for dataoverføring gjennom en hvilken som helst trafikkanal som består av to eller flere seksjoner med forskjellige overføringshastigheter. De foretrukne utførelsesformer av oppfinnelsen skal beskrives ved å benytte som eksempel samarbeidet mellom et GSM-basert mobilsystem og Inmarsat-P satellittsystemet forbundet med dette som et «basestasjon-system». Oppfinnelsen skal imidlertid ikke begrenses til disse systemene.

Strukturen og driften av GSM-mobilsystemet er velkjent for en fagmann innen teknikken, og de defineres i GSM-spesifikasjonene fra ETSI (European Tele-communications Standards Institute). Det henvises også til «The GSM System for Mobile Communication» av M. Mouly og M. Pautet (Palaiseau, Frankrike, 1992, ISBN: 2-9507190-0-7). GSM-baserte mobilsystemer innbefatter DCS1800 (Digital Communication System) og det US-baserte digitale, celledelte systemet PCS (Personal Communication System).

Konfigurasjonen ifølge GSM-rekommandasjonene for dataoverføring er illustrert i fig. 1. Den grunnleggende struktur for GSM-mobilsystemet vises i fig. 1. GSM-strukturen omfatter to deler: et basestasjon-system BSS og et nett-under-system NSS (Network Subsystem). BSS og MS-ene kommuniserer via radiofor-bindelser. I BSS betjenes hver celle av en basestasjon BTS (ikke vist i figuren). Et antall basestasjoner er forbundet med en basestasjon-styringsenhet BSC (Base Station Controller, ikke i vist i fig. 1), hvis funksjon det er å styre radiofrekvensene og kanalene som benyttes av BTS. BSS-ene er forbundet med en MSC. Visse MSC-er er forbundet med andre telekommunikasjonsnett, slik som det offentlige telefonnettet PSTN (Public Switched Telephone Network) og ISDN.

I GSM-systemet etableres en dataforbindelse mellom en terminal-tilpas-ningsfunksjon TAF (Terminal Adaptation Function) for en MS og IWF i mobilnettet (vanligvis i MSC). I dataoverføring som foregår i GSM-nettet, er denne forbindelsen en V.110 hastighetstilpasset, UDI-kodet, digital forbindelse av full dupleks-type som er tilpasset til V.24-grensesnitt. V.110-forbindelsen som beskrives her, er en digital overføringskanal som opprinnelig ble utviklet for ISDN-teknologi (Integrated Services Digital Network), som er tilpasset til V.24-grensesnittet, og som også tilveiebringer mulighet for å sende V.24-statuser (styringssignaler). CCITT-rekommandasjonen for en V.110-hastighetstilpasset forbindelse fremgår av CCITT Blue Book: V.110. CCITT-rekommandasjonen for et V.24-grensesnitt fremgår av CCITT Blue Book: V.24. TAF tilpasser dataterminalen TE som er forbundet med MS, til den forannevnte GSM V.110-dataforbindelsen som etableres over en fysisk forbindelse ved bruk av en eller flere trafikkanaler HSCSD). IWF omfatter en hastighetstilpasningsenhet som tilpasser GSM V.110-dataforbindelsen til V.24-grensesnittet, og et datamodem eller en annen hastighetstilpasningsenhet avhengig av hvorvidt forbindelsen utvides til PSTN eller ISDN. I ISDN eller PSTN etableres en dataforbindelse f.eks. med en annen TE. V.24-grensesnittet mellom MS og TE benevnes her et terminal-grensesnitt. Et tilsvarende terminal-grensesnitt befinner seg også i IWF, samt i den andre TE i ISDN eller PSTN.

En GSM-trafikkanal utfører dataoverføring med brukerhastigheter på 2400, 4800, 7200 og 9600 bit/s. I fremtiden støtter høyhastighets-datatjeneste (HSCSD = High speed circuit switched data) som anvender to eller flere trafikkanaler i radiogrensesnittet (flerluke-aksess) også høyere brukerhastigheter (14400 bit/s, 19600 bit/s, Trafikkanalen anvender kanalkoding som sikter på å minske virkningen av overføringsfeil. Kanalkodingen og den varierende ekstra-informasjonen (overhead information) øker bithyppigheten i radiogrensesnittet høyere enn den faktiske brukerhastigheten. Radiogrensesnitt-hastigheter som tilsvarer brukerhas-tighetene på 2400, 4800 og 9600 bit/sek, er 3600, 6000, og 12000 bit/sek.

Ikke-transparente datatjenester anvender også en radioforbindelses-protokoll RLP mellom en MS og IWF. IWF befinner seg typisk i MSC. RLP er en ramme-strukturert, balansert (HDLC-type) dataoverførings-protokoll som er beskrevet i GSM-rekommandasjon 04.22. Mer nøyaktig, så overføres data mellom TAF og IWF i RLP-rammene i fig. 2. Fig. 3 viser formatet for leder-feltet. Lederfeltets pa-rametre fremgår av GSM-rekommandasjon 04.22. RLP-rammen har en fast leng-de på 20 biter, som består av et lederfelt (16 biter) og et informasjonsfelt (200 biter) og en ramme-kontrollsekvens (FCS, frame check sequence) (24 biter). Feilkorrigeringen i RLP er basert på gjenutsendelse av rammer som er ødelagt på trafikkanalen, beordret av mottakersiden. Derfor lagres overførte RLP-rammer på sendesiden inntil en erkjennelse mottas fra mottakersiden. Hvis sendesiden ikke mottar en erkjennelse eller mottar en negativ erkjennelse, gjentar sendesiden overføringen et forutbestemt antall ganger. Antallet gjenutsendelser begrenses av en parameter N2 slik at endeløse sendesløyfer på grunn av en svært dårlig forbindelse blir unngått. Sendingen av RLP-rammen gjentas når en på forhånd innstilt tid T1 har gått siden foregående sending. For å minske mengden av bufring som trengs på sendesiden, benyttes et glidende vindu for erkjennelse. Dette betyr at sendesiden kan sende flere rammer før en erkjennelse behøves fra mottakeren. RLP-vinduet representerer derfor en glidende gruppe rammer som allerede er sendt, men som ikke er erkjent. Størrelsen av vinduet (antallet rammer) bestem-mes av en parameter W. RLP-sidene forhandler om verdiene av parametrene N2, T1 og WS i begynnelsen av sesjonen.

RLP-protokollen omfatter også flytstyring som benyttes for å justere oppfyl-lingsnivået for sende- og mottakings-bufferlagrene i TAF og IWF. Denne flytstyringen beskrives f.eks. i GSM-rekommandasjon 07.02. RLP-mottakersiden (TAF eller IWF) sender øyeblikkelig en indikasjon om «flytstyring aktiv» til sendesiden (IWF eller TAF) dersom mottakingsbufferlageret fra radiostrekningen når en forutbestemt terskelverdi, eller dersom TE har igangsatt lokal flytstyring i terminal-grensesnittet. I sistnevnte tilfelle, når TAF mottar denne flytstyrings-indikasjonen fra terminal-grensesnittet, avbryter TAF dataoverføringen fra mottakings-buffer lageret til terminalgrensesnittet. Når buffer-sperremodus eller lokalflytstyring er eliminert, sender TAF/IWF en indikasjon om «flytstyring innaktiv». Dataoverførin-gen fra mottakings-bufferlageret reaktiveres også. Sendesiden aktiverer den lokale flytstyringen øyeblikkelig når sende-bufferlageret når en forutbestemt terskelverdi, eller når det mottar en indikasjon «flytstyring aktiv» fra mottakersiden. Når buffer-sperremodus avsluttes, eller når indikasjonen «flytstyring innaktiv» mottas, fjerner IWF/TAF den lokale flytstyringen. Sende-bufferlageret bufrer de data som mottas fra V.24-grensesnittet på en slik måte at data ikke går tapt hvis MS ikke er i stand til å sende data øyeblikkelig over radiostrekningen. Mottaking-bufferlageret bufrer dataene som sendes til V.24-grensesnittet på en slik måte at dataene som mottas fra trafikkanalen, ikke går tapt hvis de ikke kan fremsendes øyeblikkelig via V.24-grensesnittet, f.eks. til TE. Den tidligere nevnte forutbes-temte terskelverdien som aktiverer flytstyringen, er f.eks. et sende- eller et mottakings-bufferlager som er halvfullt.

Indikasjonen «flytstyring aktiv» er en RLP-ramme som omfatter «RNR»-koding (receiver not ready, mottaker ikke klar) i leder-feltet, dvs. bitene S1S2=10. Denne rammen kalles en RNR-ramme. Indikasjonen "flytstyring inaktiv" er en RLP-ramme som i leder-feltet omfatter "RR"-koding (receiver ready, mottaker klar), dvs. bitene S1S2=00. Denne rammen kalles en RR-ramme.

I fig. 4 er Inmarsat-P satellittsystemet koplet som et basestasjon-system til et GSM-basert mobilsystem. I Inmarsat-satellittsystemet oppnås radiodekning ved hjelp av satellitter istedenfor basestasjoner som befinner seg på bakken. Idet satellittene befinner seg på en bane i omkrets om jorda og sender radiosignaler mellom MS-er (eller brukerterminaler UT, User terminal) og LES-er. Strålen fra satellitten danner et dekningsområde, dvs. en celle på jorda. Dekningsområdene for individuelle satellitter er innrettet for å danne kontinuerlig dekning, slik at en MS hele tiden befinner seg innenfor dekningsområdet for minst en satellitt. Antallet satellitter som er nødvendig, avhenger av den ønskede dekningen. Kontinuerlig dekning over jordas overflate kan kreve f.eks. 10 satellitter. Fig. 4 viser for klarhet skyld bare en LES, en satellitt SAT og en MS. LES er forbundet med MSC i GSM-nettet på samme måte som BSS i fig. 1. Også GSM-protokollene mellom MSC og LES er de samme som mellom MSC og BSS i fig. 1 (GSM V.110). Terminalgren sesnittet er også det samme som fig. 1. Forskjellen er at i fig. 4 benyttes ikke GSM V.110-forbindelsen over hele forbindelsen mellom MSC og MS, men radiogrensesnittet mellom LES og MS benytter Inmarsat-protokollene og -trafikkkanalene.

Et radiogrensesnitt består av en toveis satellitt-radioforbindelse mellom en MS og en LES. Den nøyaktige struktur eller drift av enhetene SAT, LES og MS i satellittsystemet, eller de nøyaktige spesifikasjoner for radiogrensesnittet, er ikke relevante i forhold til foreliggende oppfinnelse. Oppfinnelsen krever ikke noen end-ringer i det egentlige satellittsystemet, og detaljene i dette kan oppnås fra Inmarsat-spesifikasjonene. Det eneste trekket som er avgjørende for oppfinnelsen, er kapasiteten for den trafikkanal som dannes over radiogrensesnittet. I Inmarsat-P systemet er med andre ord den maksimale datahastighet for en trafikkanal 4800 bit/s mens i GSM-nettseksjonen er den maksimale datahastighet for trafikkanalen 12000 bit/s. Derfor er ende-til-ende-trafikkanalen mellom TAF og IWF ikke-uniform, hvilket forårsaker problemet som er beskrevet ovenfor, dvs. akkumulerin-gen av data i LES.

Et lignende problem kan også forekomme i andre systemer hvor trafikkanalene er ikke-uniforme, dvs. trafikkanalens kapasitet er forskjellig i radiogrensesnittet fra kapasiteten i andre deler av nettet.

Dette overvinnes ifølge oppfinnelsen ved å tilveiebringe en nett-enhet, slik som en LES i et satellittsystem eller en BTS i et radiosystem, som befinner seg i grensesnittet mellom trafikkanal-seksjoner med forskjellige kapasiteter, med et data-bufferlager som tilveiebringer den nødvendige hastighetstilpasning. Graden av bruk av data-bufferlageret overvåkes og justeres ved å benytte ende-til-ende RLP-protokollen som fungerer mellom sendesiden og mottakersiden. Dette utfø-res ved å aktivere RLP-dataflytstyringen i retning mot RLP-sendesiden ved hjelp av RNR-rammer når bufferlageret er fullt, og ved å slette aktiveringen av dataflyt-styringen ved hjelp av RR-rammer når bufferlageret er tomt. Det bør bemerkes at foreliggende oppfinnelse ikke krever noen forandringer i noen RLP-enhet, slik som IWF og TAF. Den nøyaktige implementering av enhetene er derfor ikke avgjøren-de for oppfinnelsen, og skal ikke beskrives i nærmere detalj i foreliggende søknad. I stedet benytter foreliggende oppfinnelse det eksisterende trekket i RLP-protokollen, dvs. dataflytstyring. Dataflytstyringen i samsvar med oppfinnelsen er fullstendig basert på en ny type bruk av RR og RNR-rammer. Sende- og mottaker-RLP-enheten er ikke klar over avbrytelsen av ende-til-ende-protokollen og bruken av rammene på trafikkanalen. I stedet antar de at de utveksler rammer i samsvar med protokollen direkte mellom dem. Derfor er det bare nødvendig å beskrive funksjonen ifølge oppfinnelsen som utføres av nett-enheten som befinner seg mellom sidene, for å forstå og implementere foreliggende oppfinnelse.

Fig. 5 illustrerer implementeringen av oppfinnelsen i en LES i et satellittsystem. Fig. 5 viser bare de funksjonsmessige blokker som er av viktighet for oppfinnelsen. I fig. 5 er nedlink-retningen senderetningen fra IWF til TAF, og opplink-retning er den motsatte retning. LES omfatter et data-bufferlager 51 som mottar RLP-rammer fra IWF via en GSM-trafikkanal med hastighet 12000 bit/s. Data-bufferlageret 51 bufrer de mottatte RLP-rammene for å sende dem til TAF via en Inmarsat-P trafikkanal med hastighet 4800 bit/s. LES omfatter også en modussty-ring for data-bufferlageret som justerer data-bufferlagerets 51 fyllingsnivå på måten i samsvar med oppfinnelsen. LES omfatter også en enhet 53 for overvåkning og behandling av rammene, hvilken enhet mottar oppadgående (opplink) RLP-rammer fra TAF med hastighet 4800 bit/s. Enheten 53 fremsender informasjonen om rammetypen til styringsenheten 52, og sender rammene til IWF med hastighet 12000 bit/s, enten som sådanne eller på modifisert form, slik det skal beskrives i nærmere detalj nedenfor.

Driften av utstyret i fig. 5 skal beskrives nedenfor med henvisning til fig. 6.

Fig. 6 er et flytdiagram som illustrerer driften av enheten 52 ved modus-utstyring av data-bufferlageret 51.

Anta først at data-bufferlageret 51 gis en høyere terskelverdi THRESH1 og en lavere terskelverdi THRESH2 som beskriver data-bufferlagerets fyllingsnivå. Hver terskelverdi tilsvarer f.eks. et på forhånd oppsatt antall RLP-rammer i data-bufferlageret. Anta også at data-bufferlageret 51 er i normal driftsmodus. Med andre ord ligger data-bufferlagerets fyllingsnivå mellom THRESH1 og THRESH2, og dataflytstyringen ifølge oppfinnelsen er ikke aktiv.

Med henvisning til fig. 6, er det slik at styringsenheten 52 overvåker de oppadgående RLP-rammene som TAF sender til IWF. Mer nøyaktig er det slik at rammeovervåknings- og behandlingsenheten 53, f.eks. bufferlagring, innfanger rammen, avleser ramme-nummeret og sender ramme-nummeret til styringsenheten 52. Styringsenheten 52 lagrer i sitt minne det sist erkjente ramme-nummeret. På denne måten er styringsenheten 52 i stand til å overvåke rammenes erkjennelses-situasjon.

Styringsenheten 52 overvåker også fyllingsnivået for data-bufferlageret 51 (trinn 63 og 64). Hvis bufferlagerets fyllingsnivå ikke har nådd den høyeste terskelverdien THRESH1, går prosessen fra trinn 64 tilbake til trinn 62. Hvis data-bufferlageret 51 har fylt seg opp til terskelverdien THRESH1, inngriper styringsenheten 52 i RLP-protokollen mellom TAF og IWF, og aktiverer dataflytstyring i IWF. Dette foregår på en slik måte at styringsenheten 52 beordrer rammeovervåknings-og behandlingsenheten 53 til å sende en RNR-ramme som omfatter den sist erkjente rammens nummer til IWF. Når IWF mottar RNR-rammen, slutter den å sende datarammer i nedlink-retning til data-bufferlageret 51, og aktiverer den lokale dataflytstyringen ifølge GSM-rekommandasjon 07.02. Data-bufferlageret 51 fortsetter imidlertid å sende RLP-rammene i nedadgående retning til TAF, hvilket resulterer i at data-bufferelageret gradvis tømmes. TAF fortsetter samtidig med å sende RLP-rammene i opplink-retning i samsvar med RLP-protokollen. For å unn-gå feilsituasjoner, må styringsenheten 52 overvåke om de oppadgående rammene omfatter RR- eller RNR-rammer. For dette formål bufrer rammeovervåknings- og behandlingsenheten 53 hver oppadgående ramme helt til styringsenheten 52 har analysert og eventuelt modifisert den.

Hvis styringsenheten 52 detekterer at den oppadgående rammen er en RR-ramme (trinn 66), omformer den rammen til en RNR-ramme (trinn 67) og nullstiller RNR-flagget (trinn 68). Hensikten med denne omformingen av ramme-typen er å forhindre at RR-rammene eliminerer den lokale dataflytstyringen i IWF før data-bufferlageret 51 er tømt i tilstrekkelig grad. Prosedyren beveger seg så videre til trinn 71.

Hvis resultatet av analysen i trinn 66 var at den oppadgående rammen ikke er en RR-ramme, analyserer styringsenheten 52 i trinn 69 hvorvidt den er en RNR-ramme. Hvis rammen er en RNR-ramme, oppsettes et RNR-flagg (trinn 70), som opprettholdes av styringsenheten 52 i dens minne. RNR-flagget indikerer at TAF selv har sendt RNR-rammen for å aktivere den lokale flytstyringen i IWF. RNR-rammen er oppsatt helt til den neste RR-rammen nullstiller den i trinn 68.

Prosessen fortsetter fra trinn 70 til trinn 71. Trinn 69 følges også direkte av trinn 71 hvis den oppadgående rammen ikke er en RNR-ramme. I trinn 71 opp-dateres rammenummeret i styringsenhetens 52 minne, og den oppadgående rammen fremsendes til IWF.

I trinn 72 kontrollerer styringsenheten 52 hvorvidt data-bufferlagerets 51 fyllingsnivå har avtatt til den nedre terskelverdien THRESH2. Hvis ikke, går prosessen tilbake til trinn 66. Hvis så er tilfelle, kontrolleres det i trinn 73 hvorvidt RNR-flagget er satt opp. Hvis ikke, sendes en RR-ramme med det sist erkjente ramme-nummeret til IWF (trinn 74). Dette avslutter den lokale dataflytstyringen som ble aktivert av styringsenheten 52 for å tømme data-bufferlageret 51. Prosessen går så tilbake til trinn 62.

Hvis det detekteres i trinn 73 at RNR-flagget er oppsatt, indikerer dette at TAF også har aktivert den lokale dataflytstyringen i IWF. Derfor går prosessen direkte fra trinn 73 til trinn 62, slik at dataflytstyringen i IWF fortsetter helt til TAF sender en RR-ramme.

Oppfinnelsen er beskrevet ovenfor, anvendt i nedadgående retning (nedlink-retning). Tilsvarende hastighetstilpasning kan også være nødvendig i oppadgående retning, f.eks. i forbindelse med HSCD-tjenester. I et slikt tilfelle er det mulig å allokere i radiogrensesnittet et slikt antall trafikkanaler at deres totale datahastighet er høyere enn den maksimale datahastighet på 12000 bit/s for en GSM-trafikkanal. Trafikkanalene i radiogrensesnittet danner således den forannevnte trafikkanal-seksjonen med høyere kapasitet, og GSM-trafikkanalen danner trafikkanal-seksjonen med lavere kapasitet. Resultatet er at de oppadgående RLP-rammene akkumuleres i LES. Dette problemet elimineres på samme måte som beskrevet ovenfor i nedadgående retning. I dette tilfelle aktiveres den lokale dataflytstyringen i TAF, og rammene som sendes av IWF, overvåkes og behand-les.

Generelt er figurene og beskrivelsen som angår disse, bare ment å illustre-re foreliggende oppfinnelse. Oppfinnelsens detaljer kan variere innen omfanget av og ånden i de vedføyde kravene.

Claims (10)

1. Utstyr for hastighetstilpasning i et telekommunikasjonssystem for data-overføring med anvendelse av en ramme-strukturert dataoverføringsprotokoll (RLP) mellom telekommunikasjonsutstyret (IWF, TAF) på sendesiden og telekommunikasjonsutstyret (TAF, IWF) på mottakersiden via en ikke-uniform, ikke-transparent trafikkanal eller mengde trafikkanaler som består av en trafikkanal-seksjon med høyere kapasitet og en trafikkanal-seksjon med lavere kapasitet, karakterisert ved at utstyret for hastighetstilpasning befinner seg i et grensesnitt mellom trafikkanalens høykapasitets-seksjon og lavkapasitets-seksjon, og omfatter et data-bufferlager (51) som bufrer rammene som mottas fra trafikkanalens høykapasitets-seksjon før de sendes til trafikkanalens lavkapasitets-seksjon, og en databuffer-styring (52, 53) innrettet for å justere data-bufferlagerets (51) fyllingsnivå ved, om nødvendig, å aktivere dataflytstyring i samsvar med data-overføringsprotokollen i sendesidens telekommunikasjonsutstyr (IWF, TAF).

2. Utstyr ifølge krav 1, karakterisert ved at den ramme-strukturerte overføringsprotokollen omfatter dataflytstyring som aktiveres i sendesidens telekommunikasjonsutstyr (IWF, TAF) som reaksjon på en første rammetype som sendes av det mottakende telekommunikasjonsutstyret (TAF, IWF), og den stenges som reaksjon på mottaking av en andre rammetype, databuffer-styringen (52) er innrettet for å overvåke data-bufferlagerets (51) fyllingsnivå og de erkjennelsesrammer som mottakersiden sender til sendesiden, databuffer-styringen (52) er innrettet for å inngripe i dataoverføringsproto-kollen mellom telekommunikasjonsutstyrne og aktivere den lokale dataflytstyringen i sendesidens telekommunikasjonsutstyr ved å sende den første rammetypen når data-bufferlagerets fyllingsnivå øker til den første terskelverdi (THRESH1), databuffer-styringen (52) er innrettet for å omforme den andre ramme-typens erkjennelsesrammer, utsendt av mottakersiden, til erkjennelsensrammer av den første rammetype, før de fremsendes til sendesiden når den lokale flytstyringen er aktiv, og databuffer-styringen er innrettet for å eliminere aktiveringen av dataflytstyringen ved å sende en ramme av den andre rammetypen når data-bufferlagerets fyllingsnivå avtar til den andre terskelverdien.

3. Utstyr ifølge krav 2, karakterisert ved at databuffer-styringen er innrettet for å registrere det siste ramme-nummer som mottakersiden har erkjent med en erkjennelsesramme, og databuffer-styringen er innrettet for å føre det registrerte, siste erkjennelses-nummeret inn i de overførte rammene for å aktivere eller eliminere dataflytstyringen.

4. Utstyr ifølge krav 2 eller 3, karakterisert ved at databuffer-styringen er innrettet for ikke å eliminere aktiveringen av dataflytstyringen selv om data-bufferlagerets fyllingsnivå avtar til den andre terskelverdien, dersom mottakersiden har sendt, under dataflytstyringen aktivert av databuffer-styringen, en ramme av den første rammetype som ikke er erkjent ved hjelp av en ramme av den andre rammetypen.

5. Utstyr ifølge krav 1, karakterisert ved at telekommunikasjonssystemet omfatter et mobilnett med et radiogrensesnitt som dannes av et satellittsystem, og at satellittsystemet omfatter minst en landbasert jordstasjon (LES) koplet som et basestasjon-system (BSS) til en mobiltjenestesentral (MSC) i mobilnettet på en slik måte at en trafikkanal i mobilnettet, som tilveiebringer trafikkanalens høyka-pasitets-seksjon, brukes mellom den landbaserte jordstasjonen (LES) og mobiltje-nestesentralen (MSC), radiogrensesnittet er anbrakt mellom den landbaserte jordstasjonen (LES) og en mobilstasjon (MS) gjennom en satellitt-repeterforsterker (SAT), idet radio grensesnittet anvender satellittsystemets trafikkanal som tilveiebringer trafikkanalens lavkapasitets-seksjon, og utstyret for hastighetstilpasning befinner seg i satellittsystemets landbaserte jordstasjon.

6. Utstyr ifølge krav 1, karakterisert ved at telekommunikasjonssystemet omfatter et mobilnett med et radiogrensesnitt som tilveiebringes ved hjelp av et satellittsystem, og at satellittsystemet omfatte minst en landbasert jordstasjon (LES) koplet som et basestasjon-system (BSS) til en mobilsentral (MSC) i mobilnettet på en slik måte at en trafikkanal eller en mengde trafikkanaler i mobilnettet, som tilveiebringer trafikkanalens lavkapasitets-seksjon, anvendes mellom den landbaserte jordstasjonen (LES) og mobilsentralen (MSC), radiogrensesnittet er tilveiebrakt mellom den landbaserte jordstasjon (LES) og en mobilstasjon (MS) gjennom en satellitt-repeterforsterker (SAT), hvilket radiogrensesnitt anvender en mengde av trafikkanaler i satellittsystemet, hvilken mengde av trafikkanaler tilveiebringer trafikkanalens høykapasitets-seksjon, og utstyret for hastighetstilpasning befinner seg i den landbaserte jordstasjonen i satellittsystemet.

7. Utstyr ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at det første og det andre telekommunikasjonsutstyret omfatter terminal-tilpasningsfunksjonen (TAF) for mobilstasjonen og samtrafikk-funksjonen (IWF) for mobilnettet.

8. Utstyr ifølge krav 7, karakterisert ved at dataoverføringsprotokollen er en radiolink-protokoll, slik som en radiolinkprotokoll ifølge GSM-rekommandasjonen 04.22.

9. Utstyr ifølge krav 8, karakterisert ved at den lokale flytstyringen er flytstyring i samsvar med GSM-rekommandasjonen 07.02.

10. Fremgangsmåte for hastighetstilpasning for dataoverføring med anvendelse av en ramme-strukturert dataoverføringsprotokoll mellom sendesidens telekommunikasjonsutstyr og mottakersidens telekommunikasjonsutstyr via en ikke-uniform, ikke-transparent trafikkanal eller mengde av trafikkanaler som består av en trafikkanal-seksjon med høyere kapasitet og en trafikkanal-seksjon med lavere kapasitet, karakterisert ved de følgende trinn: bufring, i data-bufferlageret, av de rammer som mottas fra trafikkanalens høykapasitets-seksjon før de sendes til trafikkanalens lavkapasitets-seksjon, overvåkning av data-bufferlagerets fyllingsnivå, inngripen i dataoverføringsprotokollen mellom telekommunikasjonsutstyrene og aktivering av dataflytstyring i samsvar med dataoverføringsprotokollen i retning mot sendesiden når data-bufferlagerets fyllingsnivå øker til den første terskelverdi, og deaktivering av dataflytstyringen ifølge dataoverføringsprotokollen i retning mot sendesiden når data-bufferlagerets fyllingsnivå avtar til den andre terskelverdien og aktiveringen av dataflytstyringen ikke beordres av mottakersiden.