FI109957B - Menetelmä palveluinformaation siirtämiseksi ja radiojärjestelmä - Google Patents

Description

1 109957

Menetelmä palveluinformaation siirtämiseksi ja radiojärjestelmä

Keksinnön ala

Keksinnön kohteena on pakettiliikennettä välittävä radiojärjestelmä 5 sekä menetelmä palveluinformaation siirtämiseksi pakettiliikennettä välittävässä radiojärjestelmässä.

Keksinnön tausta

Eräs merkittävä puute nykyisissä ja kehitteillä olevissa radiojärjestelmissä on käytettävissä olevien radioresurssien rajallisuus. Radiotaajuuksien 10 lukumäärä on rajoitettu ja niitä jaetaan useiden eri järjestelmien ja operaattoreiden kesken. Tämän ongelman ratkaisemiseksi on kehitetty lukuisia erilaisia ratkaisuja.

Aiemmat yleiseen käyttöön tarkoitetut radiojärjestelmät ovat perustuneet piirikytkentäiseen tekniikkaan. Tämän tekniikan mukaisesti toteutetuis-15 sa järjestelmissä laitteiden välistä yhteyttä varten on varattu tietty kanava, joka on laitteiden käytössä koko yhteyden ajan riippumatta siitä, onko kanavalla koko ajan liikennettä. Pääasiassa puheliikennettä välittävissä järjestelmissä tämä on ollut riittävä ratkaisu. Tietoliikenteen tarpeen yhä kasvaessa siirtoyhteyksiä käytetään kuitenkin datan siirtoon. Datayhteyksillä välitettävä liikenne • · · : 20 on usein hyvin purskittaista, eli ajoittain dataa siirtyy runsaasti ja kanavan siir- ♦ · · tokapasiteetin tarve on suuri, ja ajoittain kanavalla on vähän liikennettä. Tällai-‘ sille yhteyksille ovat pakettimuotoiset yhteydet kapasiteetin käytön kannalta erittäin hyvä ratkaisu. Pakettimuotoisissa yhteyksissä kanavaa ei varata koko yhteyden ajaksi päätelaitteiden käyttöön, vaan kanava on varattu ainoastaan

IM

.···. 25 silloin, kun on tarve datan siirtoon. Niinpä onkin kehitetty erilaisia pakettiliikennettä hyödyntäviä radiojärjestelmiä, joissa ainakin osa päätelaitteiden välisistä . . yhteyksistä muodostetaan jotain pakettiprotokollaa käyttäen. Eräitä tällaisia » * * järjestelmiä ovat GPRS (General Packet Radio System) ja siitä edelleen kehitetty EGPRS (Enhanced General Packet Radio System).

:Y: 30 Koska datapalveluja on erilaisia ja niillä on erilaiset tiedonsiirtotar- peet, on monissa järjestelmissä mahdollisuus muodostaa kapasiteetiltaan erilaisia yhteyksiä. Tyypilliset datayhteydet ovat muodoltaan sellaisia, joissa ’**·' päätelaite on yhteydessä johonkin dataverkkoon, esimerkiksi internetin välityksellä. Järjestelmissä on määritelty istunnonhallintajärjestely (Session Mana-35 gement), joka määrää yhteydenmuodostusprosessin. Yhteydenmuodostus- 2 109957 prosessissa muodostetaan tarvittava datayhteys päätelaitteen ja järjestelmän verkko-osan välille.

Radiojärjestelmien käyttö on viime aikoina voimakkaasti monipuolistunut ja niihin on kehitetty lukuisia erilaisia palveluita ja kehitys on jatkossa 5 samansuuntainen. Useat uudet palvelut ovat luonteeltaan sellaisia, että varsinaista yhteyttä päätelaitteen ja järjestelmän välille ei ole pakollista muodostaa. Tämä johtuu esimerkiksi siitä, että varsinaisen palvelun kohteena olevan siirrettävän informaation määrä saattaa olla melko pieni ja palvelun vaatima yhteys verkko-osan ja päätelaitteen välillä ei vaadi jatkuvaa tiedonsiirtoa vaan on 10 luonteeltaan lyhytaikaista.

Nykyisissä pakettiliikennettä hyödyntävissä järjestelmissä yhtey-denmuodostusprosessi on kuitenkin sellainen, että päätelaitteen ja järjestelmän verkko-osan välillä aina muodostetaan yhteys istunnonhallintajärjestelyn kautta; ainoastaan yhteyden laatu ja kapasiteetti voi vaihdella tarpeen mu-15 kaan. Tämä menetelmä on kuitenkin joustamaton ja saattaa tuhlata siirtokapasiteettia

Keksinnön lyhyt selostus

Keksinnön tavoitteena on siten toteuttaa menetelmä ja radiojärjes-20 telmä siten, että palveluinformaation siirto järjestelmässä tapahtuu joustavasti ja kapasiteettia tuhlaamatta. Tämä saavutetaan keksinnön mukaisella mene- • · · telmällä palveluinformaation siirtämiseksi verkko-osan ja päätelaitteen välillä ·.· · pakettiliikennettä välittävässä radiojärjestelmässä, jossa järjestelmässä muo-dostettaessa yhteys päätelaitteen ja verkko-osan välillä käynnistetään yhtey-25 denmuodostusprosessi istunnonhallintajärjestelyn avulla. Keksinnön mukai- »I· .···. sessa menetelmässä siirrettäessä palveluinformaatiota verkko-osan ja päätelaitteen välillä palvelua tarvitseva osapuoli käynnistää yhteydenmuodostuspro- . . sessin, käynnistyksen yhteydessä palvelua tarvitseva osapuoli annetulla vies-• · · tiliä ilmaisee kyseessä olevan palveluinformaation tarpeen ja palvelun laadun, ·;·' 30 palvelun tarjoava osapuoli vastaa yhdellä tai useammalla viestillä, joka käsit- : Y: tää palveluinformaatiota, yhteydenmuodostusprosessi päättyy muodostamatta yhteyttä.

• · · \ Keksinnön kohteena on myös pakettiliikennettä välittävä radiojär- jestelmä, jossa järjestelmässä päätelaite ja verkko-osa on sovitettu käynnistä-35 mään yhteydenmuodostusprosessi istunnonhallintajärjestelyn avulla muodostettaessa yhteys päätelaitteen ja verkko-osan välille. Keksinnön mukaisessa 3 109957 järjestelmässä palvelua tarvitseva osapuoli on sovitettu käynnistämään yhtey-denmuodostusprosessi tarvittaessa palveluinformaation siirtoa, välittämään annetulla viestillä kyseessä olevan palveluinformaation tarpeen ja palvelun laadun, ja että palvelun tarjoava osapuoli on sovitettu vastaamaan annetulla 5 yhdellä tai useammalla viestillä, joka käsittää palveluinformaatiota, ja että päätelaite ja verkko-osa on sovitettu päättämään yhteydenmuodostusprosessi muodostamatta yhteyttä.

Keksinnön edullisen toteutusmuodon mukaisella menetelmällä ja järjestelmällä saavutetaan useita etuja. Yhden yhteydenmuodostusprosessin 10 avulla voidaan sekä luoda varsinaisia datayhteyksiä että välittää sellaisia palveluja, jotka eivät tarvitse varsinaista yhteyttä. Resurssien käsittely on joustavaa eikä niitä käytetä tarpeettomasti, kun kaikkia palveluja varten ei tarvitse luoda tarpeettomasti yhteyksiä. Yhteydenmuodostusprosessin joustavuuden ansiosta uusia palveluja voidaan helposti ottaa mukaan järjestelmään.

15 Kuvioiden lyhyt selostus

Keksintöä selostetaan nyt lähemmin edullisten suoritusmuotojen yhteydessä, viitaten oheisiin piirroksiin, joissa kuvio 1 havainnollistaa esimerkkiä tietoliikennejärjestelmästä, jossa keksintöä voidaan soveltaa, 20 kuvio 2 esittää toisen esimerkkinä käytettävän matkapuhelinjärjes- ' telmän rakennetta, ·..!· kuvio 3 havainnollistaa tarkemmin esimerkkinä käytettävän matka- ·.· : puhelinjärjestelmän rakennetta, ’·[”’· kuvio 4 havainnollistaa esimerkkiä keksinnön mukaisen järjestelmän 25 lähetinvastaanottimen rakenteesta, • · · kuvio 5 kuvaa esimerkkiä solukkoradioverkon tiettyjen osien proto-

• · I

kollapinoista, ja ; kuvio 6 havainnollistaa esimerkkiä keksinnön edullisen toteutus- • * * !..* muodon mukaisesta menetelmästä.

• · 30 Keksinnön yksityiskohtainen selostus

Esillä olevaa keksintöä voidaan käyttää erilaisissa pakettiliikennettä • · · välittävissä radiojärjestelmissä, jossa päätelaitteilla on erilaisia radiotieominai-’·:·* suuksia. Sinänsä ei ole merkitystä, mitä monikäyttömenetelmää järjestelmässä ‘ * käytetään. Esimerkiksi CDMA, WCDMA sekä TDMA ovat mahdollisia moni- 35 käyttömenetelmiä. Edelleen järjestelmä voi tukea sekä piirikytkentäisiä että 4 109957 pakettikytkentäisiä yhteyksiä. Kuviossa 1 havainnollistetaan erästä digitaalista tiedonsiirtojärjestelmää, jossa keksinnön mukaista ratkaisua voidaan soveltaa. Kyseessä on osa solukkoradiojärjestelmästä, joka käsittää tukiaseman 200, joka on kaksisuuntaisessa yhteydessä 202 - 206 tilaajapäätelaitteisiin 208 -5 212. Tukiasema on edelleen yhteydessä tukiasemaohjaimeen 214, joka välit tää päätelaitteiden yhteydet muualle verkkoon. Kuvion 2 yksinkertaistetussa esimerkissä siis osa yhteyksistä voi olla piirikytkentäisiä ja osa pakettikytkentäisiä yhteyksiä.

Viitaten kuvioon 2 selostetaan erään keksinnön edullisten toteutus-10 muotojen mukaisen esimerkkinä käytettävän matkapuhelinjärjestelmän rakennetta. Matkapuhelinjärjestelmän pääosat ovat ydinverkko CN, maanpäällinen radioliittymäverkko BSS ja tilaajapäätelaite MS. CN:n ja BSS:n välinen rajapinta on tässä esimerkissä nimeltään Gb, ja BSS:n ja MS:n välinen ilmaraja-pinta on nimeltään Um.

15 Radioliittymäverkko muodostuu tukiasemaverkkoalijärjestelmistä (base station subsystem) BSS. Kukin tukiasemaverkkoalijärjestelmä BSS muodostuu tukiasemaohjaimesta (base station controller) BSC ja yhdestä tai useammasta lähetinvastaanottimia käsittävästä tukiasemasta (base transceiver station) BTS. Tukiasemaohjaimen BSC ja tukiaseman BTS välistä raja-20 pintaa ei ole standardoitu. Tukiaseman kuuluvuusaluetta eli solua merkitään ... kuviossa 3 C:llä.

• ·

Kuviossa 2 esitetty kuvaus on melko abstrakti, joten sitä selvenne- • · ]··;’ tään kuviossa 3 esitetyllä tarkemmalla esimerkillä solukkoradiojärjestelmästä. •.: : Kuvio 3 sisältää vain oleellisimmat lohkot, mutta alan ammattimiehelle on sel- 25 vää, että tavanomaiseen solukkoradioverkkoon sisältyy lisäksi muitakin toimin-:tt>: toja ja rakenteita, joiden tarkempi selittäminen ei tässä ole tarpeen. Huomatta- koon myös, että kuviossa 3 on esitetty vain eräs esimerkkirakenne. Keksinnön mukaisissa järjestelmissä saattavat yksityiskohdat poiketa kuviossa 2 esite-. ·. : tyistä, mutta keksinnön kannalta näillä eroilla ei ole merkitystä.

. · · · ’ 30 Solukkoradioverkko käsittää siis tyypillisesti kiinteän verkon infrastruk- ‘ tuurin eli verkko-osan 400, ja tilaajapäätelaitteita 402, jotka voivat olla kiinteäs- v.: ti sijoitettuja, ajoneuvoon sijoitettuja tai kannettavia mukanapidettäviä pääte- laitteita. Verkko-osassa 400 on tukiasemia 404. Tukiasema vastaa edellisen . !·. kuvion B-solmua. Useita tukiasemia 404 keskitetysti puolestaan ohjaa niihin t”\ 35 yhteydessä oleva tukiasemaohjain 406. Tukiasemassa 404 on lähetinvas taanottimia 408 ja multiplekseriyksikkö 412.

Tukiasemassa 404 on edelleen ohjausyksikkö 410, joka ohjaa lähetin- 5 109957 vastaanottimien 408 ja multiplekserin 412 toimintaa. Multiplekserillä 412 sijoitetaan useiden lähetinvastaanottimien 408 käyttämät liikenne- ja ohjauskana-vat yhdelle siirtoyhteydelle 414. Siirtoyhteys 414 muodostaa rajapinnan lub.

Tukiaseman 404 lähetinvastaanottimista 408 on yhteys antenniyksik-5 köön 418, jolla toteutetaan kaksisuuntainen radioyhteys 416 tilaajapäätelait-teeseen 402. Kaksisuuntaisessa radioyhteydessä 416 siirrettävien kehysten rakenne on järjestelmäkohtaisesti määritelty, ja sitä kutsutaan ilmarajapinnaksi Um.

Tukiasemaohjain 406 käsittää ryhmäkytkentäkentän 420 ja ohjaus-10 yksikön 422. Ryhmäkytkentäkenttää 420 käytetään puheen ja datan kytkentään sekä yhdistämään signalointipiirejä. Tukiaseman 404 ja radioverkkokont-rollerin 406 muodostamaan radioverkkoalijärjestelmään 432 kuuluu lisäksi transkooderi 424. Transkooderi 424 sijaitsee yleensä mahdollisimman lähellä matkapuhelinkeskusta 428, koska puhe voidaan tällöin siirtokapasiteettia 15 säästäen siirtää solukkoradioverkon muodossa transkooderin 424 ja radioverk-kokontrollerin 406 välillä.

Transkooderi 424 muuntaa yleisen puhelinverkon ja radiopuhelin-verkon välillä käytettävät erilaiset puheen digitaaliset koodausmuodot toisilleen sopiviksi, esimerkiksi kiinteän verkon muodosta solukkoradioverkon johonkin 20 muuhun muotoon ja päinvastoin. Ohjausyksikkö 422 suorittaa puhelunohjausta, liikkuvuuden hallintaa, tilastotietojen keräystä ja signalointia.

Kuviossa 3 kuvataan edelleen matkapuhelinkeskus 428 ja portti-matkapuhelinkeskus 430, joka hoitaa matkapuhelinjärjestelmän yhteydet uiko- * * ·.· · puoliseen maailmaan, tässä yleiseen puhelinverkkoon 436.

25 Kuten kuviosta 3 nähdään, niin ryhmäkytkentäkentällä 420 voidaan suorittaa kytkentöjä sekä yleiseen puhelinverkkoon (PSTN = Public Switched .···. Telephone Network) 436 matkapuhelinkeskuksen 428 välityksellä että paketti-siirtoverkkoon 442.

. . Pakettisiirtoverkon 442 ja ryhmäkytkentäkentän 420 välisen yhteyden 30 luo tukisolmu 440 (SGSN = Serving GPRS Support Node). Tukisolmun 440 ”·* tehtävänä on siirtää paketteja tukiasemajärjestelmän ja porttisolmun (GGSN = :Y: Gateway GPRS Support Node) 444 välillä, ja pitää kirjaa tilaajapäätelaitteen 402 sijainnista alueellaan.

• I · ·. Porttisolmu 444 yhdistää julkisen pakettisiirtoverkon 446 ja paketti- * · · 35 siirtoverkon 442. Rajapinnassa voidaan käyttää internet-protokollaa tai X.25-protokollaa. Porttisolmu 444 kätkee kapseloimalla pakettisiirtoverkon 442 sisäisen rakenteen julkiselta pakettisiirtoverkolta 446, joten pakettisiirtoverkko 6 109957 442 näyttää julkisen pakettisiirtoverkon 446 kannalta aliverkolta, jossa olevalle tilaajapäätelaitteelle 402 julkinen pakettisiirtoverkko voi osoittaa paketteja ja jolta voi vastaanottaa paketteja.

Pakettisiirtoverkko 442 on tyypillisesti yksityinen internet-protokollaa 5 käyttävä verkko, joka kuljettaa signalointia ja tunneloitua käyttäjän dataa. Verkon 442 rakenne voi vaihdella operaattorikohtaisesti sekä arkkitehtuuriltaan että protokolliltaan internet-protokollakerroksen alapuolella.

Julkinen pakettisiirtoverkko 446 voi olla esimerkiksi maailmanlaajuinen Internet, johon yhteydessä oleva päätelaite 448, esimerkiksi palvelintieto-10 kone, haluaa siirtää paketteja tilaajapäätelaitteelle 402.

Tyypillisesti ilmarajapinnassa 416 pakettisiirtoon käytetään piirikytkentäisestä siirrosta vapaita aikavälejä. Pakettisiirtoon kapasiteetti varataan dynaamisesti, eli tiedonsiirtopyynnön tullessa mikä tahansa vapaa kanava voidaan allokoida pakettisiirron käyttöön. Järjestely on luonteeltaan joustava, jol-15 loin piirikytkentäisillä yhteyksillä on etusija pakettisiirtoyhteyksiin nähden. Tarvittaessa piirikytkentäinen siirto kumoaa pakettikytkentäisen siirron, eli paketti-siirron käytössä oleva aikaväli annetaan piirikytkentäisen siirron käyttöön. Näin voidaan menetellä, koska pakettisiirto sietää hyvin tällaisia keskeytyksiä: siirtoa vain jatketaan toisella käyttöön allokoitavalla aikavälillä. Järjestely voi-20 daan toteuttaa myös siten, ettei piirikytkentäiselle siirrolle anneta mitään ehdotonta prioriteettia, vaan sekä piirikytkentäiset että pakettikytkentäiset siirto-' pyynnöt palvellaan niiden työjärjestyksessä. Esillä olevan keksinnön kannalta .. I; näillä järjestelyillä ei kuitenkaan ole merkitystä.

• · : Kuviossa 4 kuvataan tarkemmin esimerkkiä yhden lähetinvastaanot- :***: 25 timen 408 rakenteesta. Vastaanotin 500 käsittää suodattimen, joka estää ha- lutun taajuuskaistan ulkopuoliset taajuudet. Sen jälkeen signaali muunnetaan välitaajuudelle tai suoraan kantataajuudelle, jossa muodossa oleva signaali näytteistetään ja kvantisoidaan analogia/digitaalimuuntimessa 502. Ekvalisaat-. . tori 504 kompensoi häiriöitä, esimerkiksi monitie-etenemisen aiheuttamia häi-30 riöitä. Demodulaattori 506 ottaa ekvalisoidusta signaalista bittivirran, joka väli- > · ;·* tetään demultiplekserille 508. Demultiplekseri 508 erottelee bittivirran eri aika- väleistä omiin loogisiin kanaviinsa. Kanavakoodekki 516 dekoodaa eri loogis- :**: ten kanavien bittivirran, eli päättää, onko bittivirta signalointitietoa, joka välite- • · · tään ohjausyksikölle 514, vai onko bittivirta puhetta, joka välitetään 540 tuki- I · · 35 asemaohjaimen 406 transkoodekille 424. Kanavakoodekki 516 suorittaa myös * * virheenkorjausta. Ohjausyksikkö 514 suorittaa sisäisiä kontrollitehtäviä ohjaamalla eri yksikköjä. Purskemuodostin 528 lisää opetussekvenssin ja hännän 7 109957 kanavakoodekista 516 tulevaan dataan. Multiplekseri 526 osoittaa kullekin purskeelle sen aikavälin. Modulaattori 524 moduloi digitaaliset signaalit radiotaajuiselle kantoaallolle. Tämä toiminto on analoginen luonteeltaan, joten sen suorittamisessa tarvitaan digitaali/analogia-muunninta 522. Lähetin 520 kä-5 sittää suodattimen, jolla kaistanleveyttä rajoitetaan. Lisäksi lähetin 520 kontrolloi lähetyksen ulostulotehoa. Syntetisaattori 512 järjestää tarvittavat taajuudet eri yksiköille. Syntetisaattorin 512 sisältämä kello voi olla paikallisesti ohjattu tai sitä voidaan ohjata keskitetysti jostain muualta, esimerkiksi tukiasemaohjaimesta 506. Syntetisaattori 512 luo tarvitut taajuudet esimerkiksi jänni-10 teohjatulla oskillaattorilla.

Kuviossa 4 esitettävällä tavalla voidaan lähetinvastaanottimen rakenne jakaa vielä radiotaajuusosiin 530 ja digitaaliseen signaalinkäsittelyproses-soriin ohjelmistoineen 532. Radiotaajuusosiin 530 kuuluvat vastaanotin 500, lähetin 520 ja syntetisaattori 512. Digitaaliseen signaalinkäsittelyprosessoriin 15 ohjelmistoineen 532 kuuluvat ekvalisaattori 504, demodulaattori 506, demulti-plekseri 508, kanavakoodekki 516, ohjausyksikkö 514, purskemuodostin 528, multiplekseri 526 ja modulaattori 524. Analogisen radiosignaalin muuntamiseksi digitaaliseksi signaaliksi tarvitaan analogia/digitaalimuunnin 502, ja vastaavasti digitaalisen signaalin muuntamiseksi analogiseksi signaaliksi digitaali/-20 analogia-muunnin 522.

Myös tilaajapäätelaitteen 402 rakenne voidaan kuvata kuvion 4 lä-: hetinvastaanottimen 408 rakenteen kuvausta hyödyntäen. Tilaajapäätelaitteen 402 rakenneosat ovat toiminnollisesti samat kuin lähetinvastaanottimen 408. Edellä kuvatun lisäksi tilaajapäätelaite voi käsittää duplex-suodattimen anten-25 nin 418 ja vastaanottimen 500 sekä lähettimen 520 välissä, käyttöliittymäosat .·*·. ja puhekoodekin. Puhekoodekki liittyy väylän 540 välityksellä kanavakoodek-kiin 516. Keksinnön edullisten toteutusmuotojen mukaiset toiminnot päätelait- » » teessä voidaan toteuttaa tyypillisesti ohjelmallisesti sisällyttämällä tarvittavat , . käskyt käsittävä ohjelmisto päätelaitteen ohjausyksikön käyttöön.

» I 1 30 Kuviossa 5 kuvataan EGPRS:n ohjaustason (Control Plane) proto- • * kollapinoja. Todettakoon tässä, että sovellusmuodot eivät kuitenkaan ole ra-:Y: joittuneet EGPRS:ään. Protokollapinot on muodostettu ISO:n (International

Standardization Organization) OSI-mallin (Open Systems Interconnection) »· $ mukaisesti. OSI-mallissa protokollapinot jaetaan kerroksiin. Kerroksia voi peri-

I * I

‘ ‘ 35 aatteessa olla seitsemän. Kuviossa 5 on kuvattu kunkin verkkoelementin : : osalta, mitä protokollan osia kyseisessä verkkoelementissä käsitellään. Verk koelementit ovat tilaajapäätelaite MS, tukiasemajärjestelmä BSS, tukisolmu 8 109957 SGSN ja porttisolmu GGSN. Tukiasemaa ja tukiasemaohjainta ei ole kuvattu erikseen, koska niiden välille ei ole määritetty rajapintaa. Tukiasemajärjestelmälle BSS määrätty protokollakäsittely voidaan siis periaatteessa jakaa vapaasti tukiaseman 404 ja tukiasemaohjaimen 406 kesken, käytännössä ei 5 kuitenkaan transkooderille 424, vaikka se tukiasemajärjestelmään BSS kuuluukin. Eri verkkoelementit on erotettu niiden välisillä rajapinnoilla Um, Gb ja Gn.

Kussakin laitteessa MS, BSS, SGSN, GGSN, oleva kerros viestii toisessa laitteessa olevan kerroksen kanssa loogisesti. Ainoastaan alimmat, 10 fyysiset kerrokset viestivät toistensa kanssa suoraan. Muut kerrokset käyttävät aina seuraavan, alemman kerroksen tarjoamia palveluita. Viestin on siis fyysisesti kuljettava pystysuunnassa kerroksien välillä, ja ainoastaan alimmassa kerroksessa viesti kulkee vaakasuunnassa kerrosten välillä.

Varsinainen bittitason tiedonsiirto tapahtuu alinta ensimmäistä eli 15 fyysistä kerrosta RF, L1 käyttäen. Fyysisessä kerroksessa määritellään mekaaniset, sähköiset ja toiminnalliset ominaisuudet fyysiseen siirtotiehen liittymiseksi. Seuraava toinen kerros eli siirtoyhteyskerros käyttää fyysisen kerroksen palveluita luotettavan tiedonsiirron toteuttamiseksi huolehtien esimerkiksi siirtovirheiden korjauksesta. Ilmarajapinnassa 416 siirtoyhteyskerros jakautuu 20 RLC/MAC-alikerrokseen ja LLC-alikerrokseen. Kolmas kerros eli verkkokerros ... tarjoaa ylemmille kerroksille riippumattomuuden tiedonsiirto- ja kytkentäteknii- t « koista, joilla hoidetaan laitteiden välinen yhteys. Verkkokerros huolehtii esi- • merkiksi yhteyden muodostuksesta, ylläpidosta ja purusta. GSM:ssä verkko- • * i kerrosta nimitetään myös signalointikerrokseksi. Sillä on kaksi päätehtävää: 25 viestien reititys (routing), ja useiden itsenäisten yhteyksien mahdollistaminen : ” *: samanaikaisesti kahden entiteetin välillä.

< · · :“** Verkkokerros käsittää istunnonhallinta-alikerroksen SM (Session M· management) ja liikkuvuudenhallinta-alikerroksen GMM (GPRS Mobility Ma-.·. : nagement).

30 Liikkuvuudenhallinta-alikerros GMM huolehtii tilaajapäätelaitteen käyttäjän liikkumisesta aiheutuvat seuraukset, jotka eivät suoraan liity radiore-:.v surssienhallintaan. Kiinteän verkon puolella tämä alikerros huolehtisi käyttäjän valtuuksien tarkastamisesta ja verkkoon kytkemisestä. Solukkoradioverkoissa . !·. tämä alikerros siten tukee käyttäjän liikkuvuutta, rekisteröitymistä ja liikkumi- * I « 35 sen aiheuttaman datan hallintaa. Lisäksi tämä alikerros tarkastaa tilaajapäätelaitteen identiteetin ja sallittujen palveluiden identiteetit. Tämän alikerroksen viestiensiirto tapahtuu tilaajapäätelaitteen MS ja tukisolmun SGSN välillä.

9 109957

Istunnonhallinta-alikerros SM hallitsee kaikkia pakettikytkentäisen puhelun hallintaan liittyviä toimintoja, mutta se ei havaitse käyttäjän liikkumista. Istunnonhallinta-alikerros SM perustaa, ylläpitää ja vapauttaa yhteydet. Sillä on omat proseduurinsa tilaajapäätelaitteen aloittamille ja siihen päättyville pu-5 heluille. Tämänkin alikerroksen viestiensiirto tapahtuu tilaajapäätelaitteen MS ja tukisolmun SGSN välillä.

Tukiasemajärjestelmässä BSS istunnonhallinta-alikerroksen SM ja liikkuvuudenhallinta-alikerroksen GMM viestit käsitellään läpinäkyvästi, eli niitä vain siirretään edestakaisin.

10 Verkko-osassa keksinnön edullisten toteutusmuotojen mukaiset toiminnot voidaan edullisesti toteuttaa ohjelmallisesti. Tarvittavat toimintokäs-kyt käsittävä ohjelmisto voidaan sijoittaa tukisolmuun (SGSN).

Keksinnön edullisen toteutusmuodon mukaisessa ratkaisussa on istunnonhallintajärjestelyyn (Session Management) määritelty kahden tyyppi-15 siä proseduureja, jotka tarvitsevat omat parametrinsä: yleiset proseduurit, jotka ovat yhteisiä kaikille eri palveluille, sekä palvelukohtaisia proseduureja.

Esimerkki yleisestä proseduurista on proseduuri palvelunpyyntöön ja siihen vastaamiseen. Tälle proseduurille voidaan määrittää kaksi viestiä: SM SERVICE REQUEST ja SM SERVICE RESPONSE. Niiden muoto on edulli-20 sesti seuraava: SM SERVICE REQUEST: {palveluille yhteiset parametrit, palvelukohtaiset pa-; rametrit} ·,.!·' SM SERVICE RESPONSE: {palveluille yhteiset parametrit, palvelukohtaiset . parametrit) 25 Viestit käsittävät siis sekä kaikille palveluille yhteisen parametriosan :" *; että palvelusta riippuvan parametriosan.

.···. Esimerkkinä palvelukohtaisista proseduureista on ilmoitusmenettely (notification scheme), jollaista tarvitaan esimerkiksi päätelaitteen paikantamis-. . palvelun yhteydessä. Ilmoitusmenettelyproseduuri on käytössä esimerkiksi 30 GSM-järjestelmän paikannuksen yhteydessä, ja vastaavaa proseduuria voidaan soveltaa myös esillä olevan ratkaisun yhteydessä. Ilmoitusmenettelyä on :Y: kuvattu esimerkiksi spesifikaatiossa GSM 03.71: Location Services (LCS);

Functional description - Stage 2”, kohdassa 7.6.1. Tässä on esitelty kaksi viestiä, Location Notification Invoke ja Location Notification Return Result.

» » » 35 Keksinnön erään edullisen toteutusmuodon mukaisessa ratkaisussa yhteyksien hallintajärjestelyyn määritetään loogisia tiloja palveluinformaation 10 109957 siirron koordinoimiseksi. Tilat voidaan määrittää erikseen päätelaitteelle ja verkko-osalle. Päätelaitteelle määritetään seuraavat tilat: NON-PDP-INACTIVE - Tässä tilassa ei palvelusiirtoa ole.

5 NON-PDP-ACTIVE-PENDING - Palveluinformaation siirron aloitus on käynnissä päätelaitteen toimesta.

NON-PDP-INACTIVE-PENDING - Palveluinformaation siirron lopetus on aloitettu päätelaitteen toimesta NON-PDP-ACTIVE - Palveluinformaation siirto on käynnissä.

10

Verkko-osalle vastaavat tilat on määritelty seuraavasti: NON-PDP-INACTIVE - Tässä tilassa ei palvelusiirtoa ole. NON-PDP-ACTIVE-PENDING - Palveluinformaation siirron aloitus on käynnis-15 sä verkko-osan toimesta.

NON-PDP-INACTIVE-PENDING - Palveluinformaation siirron lopetus on aloitettu verkko-osan toimesta NON-PDP-ACTIVE - Palveluinformaation siirto on käynnissä. NON-PDP-MODIFY-PENDING - Palveluinformaation siirron muutosta on pyy-20 detty verkko-osan toimesta.

• t · : Tarkastellaan seuraavaksi keksinnön edullisen toteutusmuodon ·.’;·· mukaista ratkaisua kuviossa 6 esitetyn vuokaavion avulla. Oletetaan seuraa-vassa selostuksessa esimerkinomaisesti, että päätelaite on palvelun tarvitsija, 25 ja verkko-osa tarjoaa palvelun. Päätelaite eli palvelua tarvitseva osapuoli lä-.···. hettää yhteydenmuodostusprosessin mukaisen viestin verkko-osalle. Tämä .··. viesti ilmaisee kyseessä olevan palveluinformaation tarpeen ja palvelun laadun.

. . Oletetaan tässä esimerkissä, että kyseessä on paikantamispalvelu, • · · 30 eli päätelaite pyytää verkolta tietoa sijainnistaan. Käytetään tässä esimerkkinä ···’ erityisesti ns. GPRS (General Packet Radio System) -järjestelmää siihen kui-tenkaan rajoittumatta.

Suoritus aloitetaan lohkosta 600. Lohkossa 602 tilaajapäätelaite MS lähettää radioverkon, esimerkissämme tukiasemajärjestelmän BSS, välityk-'·:·[ 35 sellä ydinverkolle, esimerkissämme tukisolmulle SGSN, pyyntöviestin SM

: : SERVICE REQUEST paikantamispalvelua koskien. Tämän jälkeen voidaan niin halutessa suorittaa turvallisuusproseduureja, esimerkiksi tilaajapäätelait- 11 109957 teen tunnistaminen, tunnetun tekniikan mukaisesti. Kyseisiä turvallisuusprose-duureja ei ole selvyyden vuoksi kuvattu tässä.

Sitten lohkon 604 mukaisesti järjestelmässä suoritetaan pyyntövies-tin edellyttämä ainakin yksi paikantamispalvelun toiminto. Pyyntöviesti koskee 5 jotakin seuraavista paikantamispalvelun toiminnoista: tilaajapäätelaitteen sijainnin määrittäminen, paikantamisessa avustavan datan lähettäminen tilaa-japäätelaitteelle, tai paikantamisessa avustavan datan salauksen purkamiseen tarvittavan salausavaimen lähettäminen tilaajapäätelaitteelle. Nämä yksityiskohdat eivät tässä yhteydessä ole oleellisia ja niitä ei tarkemmin kuvata.

10 Kun haluttu toiminto tai toiminnot on saatu suoritettua, niin ydin- verkko SGSN vaiheessa 606 lähettää radioverkon välityksellä tilaajapäätelaitteelle vastausviestin SM SERVICE RESPONSE saamaansa pyyntöviestiin. Menetelmän suoritus lopetetaan sitten lohkossa 608. Vastausviesti voi tässä esimerkissä käsittää ainakin yhden seuraavista tiedoista: tilaajapäätelaitteen 15 sijainnin, paikantamisessa avustavaa dataa, paikantamisessa avustavan datan salauksen purkamiseen tarvittavan salausavaimen, virhekoodin. Pyyntö-viesti ja vastausviesti ovat OSI-mallin kolmoskerrosta vastaavien protokolla-kerrosten viestejä.

Vaikka keksintöä on edellä selostettu viitaten oheisten piirustusten 20 mukaiseen esimerkkiin, on selvää, ettei keksintö ole rajoittunut siihen, vaan sitä voidaan muunnella monin tavoin oheisten patenttivaatimusten esittämän : keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

•» · • · · • · · • 1 1 • ♦ ♦ • · · · • « 1 * 1 ♦ • · » • · • · · » ♦ • · ·

Claims (8)

12 109957

1. Menetelmä palveluinformaation siirtämiseksi verkko-osan ja päätelaitteen välillä pakettiliikennettä välittävässä radiojärjestelmässä, jossa järjestelmässä muodostettaessa yhteys päätelaitteen (402) ja verkko-osan 5 (400) välillä käynnistetään yhteydenmuodostusprosessi istunnonhallintajär- jestelyn avulla, tunnettu siitä, että siirrettäessä palveluinformaatiota verkko-osan ja päätelaitteen välillä palvelua tarvitseva osapuoli käynnistää yhteydenmuodostusprosessin, 10 käynnistyksen yhteydessä palvelua tarvitseva osapuoli annetulla viestillä ilmaisee kyseessä olevan palveluinformaation tarpeen ja palvelun laadun, palvelun tarjoava osapuoli vastaa yhdellä tai useammalla viestillä, joka käsittää palveluinformaatiota, 15 yhteydenmuodostusprosessi päättyy muodostamatta yhteyttä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että palvelua tarvitsevan osapuolen lähettämä annettu viesti käsittää kaikille palveluille yhteisen parametriosan.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, 20 että palvelua tarvitsevan osapuolen lähettämä annettu viesti käsittää palve- lusta riippuvan parametriosan. *·:. 4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, • 1·. että palvelua tarjoavan osapuolen lähettämä yksi tai useampi viesti käsittää kaikille palveluille yhteisen parametriosan.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että palvelua tarjoavan osapuolen lähettämä yksi tai useampi viesti käsittää ’···’ palvelusta riippuvan parametriosan.

6. Pakettiliikennettä välittävä radiojärjestelmä, jossa järjestelmässä :.’1j päätelaite (402) ja verkko-osa (400) on sovitettu käynnistämään 30 yhteydenmuodostusprosessi istunnonhallintajärjestelyn avulla (SM) muodos-tettaessa yhteys päätelaitteen (402) ja verkko-osan (400) välille λ! tunnettu siitä, että •: · ’ palvelua tarvitseva osapuoli on sovitettu käynnistämään yhteydenmuodostusprosessi tarvittaessa palveluin-*: · ·: 35 formaation siirtoa, 13 109957 välittämään annetulla viestillä kyseessä olevan palveluinformaation tarpeen ja palvelun laadun, ja että palvelun tarjoava osapuoli on sovitettu vastaamaan annetulla yhdellä tai useammalla viestillä, joka käsittää palveluinformaatiota, ja että 5 päätelaite (402) ja verkko-osa (400) on sovitettu päättämään yhtey- denmuodostusprosessi muodostamatta yhteyttä.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että palvelua tarjoava osapuoli on päätelaite ja palvelua tarvitseva osapuoli on järjestelmän verkko-osa.

8. Patenttivaatimuksen 6 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että palvelua tarjoava osapuoli on verkko-osa ja palvelua tarvitseva osapuoli on järjestelmän päätelaite. • · • I • · • · • · · 1 • · · m 109957