SE517734C2 - Förfarande och anordning för ökning av cellkapaciteten vid datapaketförmedling i ett GSM-system - Google Patents

Description

25 30 517 734 2 Detta åstadkommes genom att utföra överföringen genom att sända grupperade segment av de relevanta data som skall överföras.

GPRS (General Packet Radio Services) är ett standardiserat datapaketförmedlings- system för användning i GSM-baserade system. GPRS och GSM är utformade för att samexistera utan störningar, och GPRS är kompatibelt med andra datanätverk, t.ex. IP och X.25. Med användning av GPRS kan data överföras till och från mobila radioutrustrlirigar, t.ex. mobiltelefonen eller en mobil trådlös tenninal. Med använd- ning av GPRS kan användaren förbli i kontakt med det accessade datanätverket un- der så lång tid som är önskvärt, men som nämnts ovan delar han kanalen med andra användare och behöver sålunda bara betala för den tid han sj älv överför data. Detta implicerar att i framtiden kommer det sannolikt att vara mycket mera trafik på de kanalema än i den nätkopplade typen av överföringar, vilka inte på något sätt skulle kunna tillåta så mycket och den typen av trafik.

Härvid kan förstås att detta kommer att lägga en timg belastning på GSM-GPRS- systemet i framtiden, då GSM är beroende av antalet bastransceiverstationer och antalet celler som är anslutna till denna basstation. Varje bastransceiverstation kan upprätthålla ett antal utåtriktade överföringar simultant, beroende på den arkitektur som används.

Sammanfattning av upgfinningen GPRS-arkitekturen använder de existerande GSM-nodema och lägger till nya för hantering av datapaketförmedling, punkt-till-multipunkt-servicehantering och sam- arbete med existerande paketdatanätverk. De ytterligare paketkopplingsnodema in- nefattar en Gateway GPRS Support Nod (GGSN) och en Serving GPRS Support Nod (SGSN). GGSN tillhandahåller gränssnittet mot extema datanätverk. SGSN tillhandahåller paketdirigering till och fiån SGSN-trafikornrådet. q no 10 15 20 25 30 517 734 a » o | ~ p . . . - .n 3 Överförandet av data genom paketkanalema hanteras av en eller flera processorer i en datapaketstyrenhet (PCU) i ett GSM-basstationsundersystem. Det föreligger en begränsning av antalet datapaketkanaler (PDCH”s) som kan hanteras i en sådan pro- cessor, vilket har blivit tydligt med kännedom om ett ökande krav på trafiken. Detta accentueras i händelse av att någon av RP inte fungerar. Dagens RPP-processorer kan stödja 256 kanaler samtidigt. En RP är en regional processor och RPP betecknar en speciell regional processor.

En typisk kanal som används vid denna typ av transmission upptar en tidslucka och är konfigurerad som en 16 kb/sek-kanal, som är kapabel att överföra GPRS-trafik, dvs. en paketdatakanal, PDCH. Det föreligger två typer av paketdatakanaler (PDCH), fasta och uppkopplingsbara. Fasta PDCH är permanent tilldelade en cell för GPRS-trafik och kan inte användas för nätkopplad trafik om de inte är förvalda.

De uppkopplingsbara PDCH tilldelas på begäran p.g.a datatrafikskrav. Dessa kana- ler kan användas för nätkopplad trafik när de inte är tilldelade GPRS.

Det är därför ett för föreliggande uppfinning att öka trafikkapaciteten ipa- ketkopplad trafik.

Föreliggande uppfinning tillhandahåller därför ett förfarande för att öka cellkapaci- teten vid datapaketförmedling.

Kort beskrivning av ritningama Fig. l visar en utföringsform av en paketkontrollenhet (PCU) i ett GSM basstations- delsystem (Bss) avsett för GPRS.

Fig. 2 visar en utföringsform av en basstationsstyrenhet (BSC) för användning enligt föreliggande uppfinning. 10 15 20 25 517 734 ~ . - . . . . -. 4 F ig. 3 visar ett flödesdiagram över en utröringsfonn av förfarandet enligt uppfm- ningen.

Detaljerad beskrivning av föredragna utföringsfonner av uppfinningen Ovanstående ändamål, fördelar och kännetecken för föreliggande uppfinning kom- mer att förstås lättare genom nedanstående detaljerade beskrivning av föredragna ut- fóringsfonner av densamma, då dessa läses i samband med medföljande ritningar, där: Fig. 1 visar en översiktsbild av ett GSM basstationsundersystem, som är avsett att användas med GPRS. Det visade systemet innefattar en GPRS-anpassad radiomobil- terminal 101. Terminalen 101 är anpassad att sända eller mottaga data via en GSM, BTS (basstationstranceiver) 102. GPRS-datapaketstyrenheten (PCU) 103 har ett gränssnitt till GSS 108 (en gruppomkopplare) och hanterar data på 16 kbps-kanaler i ett CCD 120 (Channel Coding Device, kanalkodningsanordning) sätt för avgräns- ning i Abis-gränssnittet mellan basstationen 102 och basstationsstyrenheten 104. I nätverkets huvudstråk uppvisar PCU 103 ett gränssnitt mot SGSN (Serving GPRS Service Node, betj änande GPRS-tjänstenod) 106 och GGSN (Gateway GPRS Ser- vice Node, GPRS tjänstenodnätporten) 107 via 2Mbps bredbandsfraine-relayanslut- ningar, Gb-gränssnittet 108. GGSN 107 tillhandahåller nätporten till Intemet.

Från GSS 108 överförs data till en MSC (Mobile services Switching Centre, om- kopplingscentrum fór mobiltj änster) 121 för att utföra telefonkopplingsfuiiktioner i systemet.

Fig. 2 visar en basstationsstyrenhet (BSC) 200 enligt föreliggande uppfinning och koppling till SGSN 201 via Frame Relay Network 202 och en stationsanpassnings- enhet (ETC) 206 (Exchange Terminal Circuit. Stationsanpassningsenheten 206 ut- 10 15 20 25 Q . n ~ - u ~ u n n a. 5 gör en standardiserad gränssnittsanslutningsanordning till gruppswitchama (GS) 208.

Ett Ater-gränssnitt, som tillhandahåller kodomvandlade CS tal/data från en BSC/IRC 203 via en ETC 207, visas såväl som Abis-gränssnittet 204, som förbin- der BSC 200 och bastransceiverstationen (BTS) 215.

GPRS-implementeringen i BSC 200 sker i en central processor (CP) 216 och en paketstyrenhet (PCU) 212. PCU 212 innefattar en eller flera regionala processorer (RP). RP-delen kan konfigureras som en enda RP eller, som visas i figuren, som en multi-RP förbunden via en Ethemet 221. Ändamålet med multi-RP-en är att åstad- komma flera Abis-kanaler, bland de existerande kanalema 210.

PCU 212 i figuren visas med tre RP (regionala processor)enheter 213-215, vilka var och en innefattar en styrprocessor (CP), en digital signalprocessor (DSP) och en di- gital länk, variant 2 (dl2). Varje dl2 förbinder enheten med substratswitchen 211, utom en dl2 i RP 213, vilken förbinder till SCNS 201 via gruppomkopplaren (GS) 208. Den typ av gruppomkopplare som visas är av en speciell utfornming betecknad GSS.

RP 213, 214, 215 är sammankopplade vid ett intemt ethernet 221, vilket underlättar omdisponeringen av cellerna mellan de olika regionala processorema (RP).

Varje RP hanterar en uppsättning celler, dvs. ”celler” används här i den betydelse det har inom mobiltelefoni. En bestämd cell kan endast hanteras av en RPP åt gång- en. Varje RPP som är konfigurerad för Abis enbart (RPR_Abis) kan iordningställa 256 datapaketkanaler medan en RPP som stödjer Gb och Abis RPP__Gb kan iord- ningställa 128 datapaketkanaler. 10 15 20 25 517 734 a | o . n n . -n 6 PCU 212 är kopplad till CP 216 via en seriell buss och CP 216 är vidare kopplad till SRS (211) via en transceiverhanterare (transceiver handler) THR 217 och en ETC 2 1 8.

I fig. 2 visas även att nätkopplade och datapaketkopplade kanaler kombineras i sub- stratomkopplaren 211 (SRS) för kommunikation via Abis-gränssnittet med BTS 220 (bastransceiverstation). Problemet är således som anges ovan, att det kan finnas be- hov av ett större antal kanaler inom några celler. Eftersom 'det finns en begränsning av antalet paketkanaler som en processor kan understödja, kan GPRS-täckning fór- loras i många celler.

Det har nu visat sig att en omfördelning av cellerna till processorer med låg trafik- belastning kan göras (dvs. processorer som uppbär celler med hög trafikdensitet bör stödja färre celler än sina jämlika processorer).

Medel tillhandahålls därför i processorn för omdistribuering av celler när, och om, en processor närmar sig sin tröskel.

När sålunda enligt uppfinningen systemet upptäcker att en processor ligger inom en viss procent, t.ex. 5% av sin maximala kapacitet (den maximala kapaciteten bestäms av antalet paketkanaler som processom kan iordningställa), sätts en kanalövervak- ningsfunktion upp fór varje RP som överskrider den förbestämda procenten fór att bestämma trafiknivån i varje cell som stöds av processom. Trañknivån mäts som antalet paketkanaler som upprättats i en cell. Se fig. 3.

Cellen med den lägsta trafiknivân markeras med ”För Relokering”. Pågående trafik (om någon) i cellen buffras och cellen relokeras till den valda processom. När relo- kering skett, återtas databearbetningen. Enligt uppfinningen är cellen med den lägsta trafiknivån cellen med det lägsta antalet aktiverade paketkanaler. Om en kanal an- an» 10 15 20 517 734 u. o » u . a» 7 vänds för att överföra data, kan den endast användas för att överföra data i den cel- len.

Om relokeringen inte inverkat på processoms belastning på ett nöj aktigt sätt, dvs. processorn ligger fortfarande inom tröskelprocenten av sin maximala kapacitet, kommer systemet att fortsätta att avfråga processorn efier cellen med den lägsta tra- fikbelastningen och relokera den cellen. Notera att cellen med den lägsta trafiknivån kan uppvisa några få eller inga aktiverade kanaler, och därigenom förbättras inte si- tuationen. Emellertid är relokering av en cell utan kanaler ett förebyggande steg varmed ytterligare fiamtida relokeringar kan undvikas.

En ytterligare åtgärd är att välja den processor, som uppvisar den lägsta trafikbelast- ningen, att stödja en cell i vilken GPRS har aktiverats.

Denna typ av dynamisk allokering av celler bland de tillgängliga processorerna ökar GPRS-celltäckningen och erbjuder en överlägsen service för användaren. Med an- vändning av metoden enligt uppfinningen kommer processorbelastningen att distri- bueras bland de tillgängliga processorerna i PCU-en och tillåter därigenom utnytt- jande av en optimal kapacitet hos PCU-en. Även om föreliggande uppfmning har beskrivit en speciellt fóredragen utförings- form, är andra utföringsformer möjliga. Därför skall patentkraven inte begränsas av beskrivningen av de föredragna utföringsformema.

Claims (1)

1. 0 15 20 25

1. a) b) 0) d) 517 734 - | o » no 8 Patentkrav Förfarande för ökning av celltrafikkapaciteten vid datapaketfónnedling i ett GSM-systerni vilket GPRS är implementerat, varvid systemet innefattar en bas- stationsstyrenhet med en datapaketstyrenhet (PCU), varvid denna innefattar åt- minstone två processorer för att hantera trafik från åtminstone två celler, varvid förfarandet kännetecknas av följ ande steg: avfiågning av datatrafikbelastningen hos de åtminstone två processorerna järnförande av trafikbelastningen hos varje processor med ett förutbestämt värde bestämning av trafiknivån i varje cell som betj änas av alla av de åtminstone två processorema, i vilka det förutbestämda värdet överskrids därefier relokering av den cell som uppvisar' den lägsta trafiknivån till en vald pIOCGSSOf. Förfarande enligt krav 1 kärmetecknat av att all pågående trafik i den valda cellen buffras under relokeringen av cellen till den valda processom och att databearbet- ningen fortsätter efter relokering. . Förfarande enligt krav 1 eller 2 kännetecknat av att relokeringen av cellen resul- terar i en ytterligare avfiågning av datatrafikbelastriingen på alla processorer vil- ka fått en cell relokerad, med upprepande av stegen c) och d) enligt krav 1 om trafikbelastningen på processom överskrider ett förbestämt värde. Anordning för relokering celler i ett GSM-system i vilket GPRS kan vara irnple- menterat, varvid systemet 'innefattar en basstationsstyrenhet med en datapaket- styrenhet (PCU), varvid denna innefattar åtminstone två processorer för att han- tera trafik från åtminstone två celler, varvid systemet innefattar: medel för avfiågning av datatrafikbelastningen hos de åtminstone två processo- Tema . ~ Q - .a . u... ._ ' ' 517 734 o . a . - - . . Q a .- 9 b) medel för jämförande av trafikbelastningen hos varje processor med ett förutbe- stämt värde c) medel för bestämning av trafiknivån i varje cell som betjänas av var och en av de åtminstone två processorema, i vilka det íörbestämda värdet överskridits 5 d) medel för relokering av den cell som uppvisar den lägsta trafiknivån till en vald PIOCCSSOT.