FI103554B - Menetelmä päätelaitteen liikkuvuusalueen rajoittamiseksi langattomassa tilaajaverkkoympäristössä - Google Patents

Description

103554 MENETELMÄ PÄÄTELAITTEEN LIIKKUVUUSALUEEN RAJOITTAMISEKSI LANGATTOMASSA TILAAJAVERKKOYMPÄRISTÖSSÄ

Esillä oleva keksintö liittyy langattomaan tilaajaverkkoon. Erityisesti esillä olevan keksinnön 5 kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osassa määritelty menetelmä päätelaitteen liikkuvuuden tai käytettävyyden rajoittamiseksi langattomassa tilaajaverk-koympäristössä.

Langattomassa tilaajaverkossa (WLL, Wireless 10 Local Loop) päätelaite kytketään radioyhteyden avulla tilaajaverkkoelementtiin. Päätelaitteen ja tilaaja-verkkoelementin välissä on tukiasema, jonka avulla päätelaitteesta tukiasemaan radioteitse tulevat puhe-lusignaalit välitetään tilaajaverkkoelementin kautta 15 edelleen yleiseen puhelinverkkoon ja päinvastoin. Ti- laajaverkkoelementti on yhdistetty puhelinkeskukseen V5.2 protokollaa käyttäen. Päätelaitteen liikkuvuus-alue (MOA, Mobility Area) on maantieteellinen alue, jolla sijaitessaan päätelaite voi olla yhteydessä lan-20 gattomaan tilaajaverkkoon ja jonka ulkopuolella pääte laite ei voi olla yhteydessä tilaajaverkkoon. Liikku-vuusalueella määritellään päätelaitteen liikkuvuusalue yhden tilaajaverkkoelementin käsittämän radioverkon sisällä. Päätelaitteen liikkuminen WLL-operaattorin : 25 tilaajaverkkoelementtien välillä on estynyt, koska ti laajan tiedot on määritelty vain yhteen tilaajaverkkoelementtiin. Päätelaitteen lukkiutuminen johonkin yleiseen GSM-verkkoon estyy, koska WLL-operaattorilla on oma verkkotunnus, eikä roaming-sopimusta GSM-30 operaattoreiden kanssa.

Tilaajaverkkoelementin ja puhelinkeskuksen väliset avoimet liitännät (V5.1 ja V5.2) on määritelty ETSIn (European Telecommunications and Standard Institute) ETS 300 324- ja ETS 300 347- sarjojen standar-35 deissa. V5-liitännät mahdollistavat fyysisesti erilli seen tilaajaverkkoon kuuluvien tilaajien yhdistämisen puhelinkeskuksen standardirajapintaa käyttäen. Stan- 2 103554 dardien ETS 300 347-1 ja 347-2 mukainen dynaaminen keskitinliitäntä V5.2 koostuu yhdestä tai useammasta (1 - 16) PCM-johdosta (Pulse Code Modulation). Yhdellä PCM-johdolla on yhteensä 32 kanavaa, joiden jokaisen 5 nopeus on 64 kbit/s eli yhteensä 2048 kbit/s. V5.2-liitäntä tukee analogisia yleisessä puhelinverkossa toimivia puhelimia, digitaalisia, kuten ISDN (Integrated Services Digital Network) perus- ja jär-jestelmäliittymiä sekä muita analogisia tai digitaali-10 siä puolikiinteisiin kytkentöihin perustuvia päätelaitteita .

Ennestään tunnetaan langattomia puhelinverkkoja ja esimerkkinä mainitaan digitaalinen GSM-matkapuhelinjärjestelmä, jossa puhe-, ääni- tai muuta 15 vastaavaa dataa siirretään ISDN-tekniikkaan (Integrated Services Digital Network) perustuen. GSM-matkapuhelinjärjestelmässä päätelaite voi toimia koko verkon alueella eli päätelaite voi lukkiutua, suorittaa kanavanvaihdon ja muita toimenpiteitä minkä tahan-20 sa solun alueella. Kuitenkin langattomassa tilaajaverkossa eräs haluttu ominaisuus on, että kyetään tarkasti määrittämään, esimerkiksi verkon ylläpitäjän toimenpiteillä, millä alueella järjestelmään langattomalla yhteydellä kytkettyä liikkuvaa päätelaitetta voi-: 25 daan käyttää. Ongelmana tunnetuissa verkoissa on, et tei liikkuvuusaluetta pystytä rajaamaan. Lisäksi ongelmana on, ettei nykyisissä järjestelmissä pystytä rajaamaan päätelaitekohtaista liikkuvuusaluetta.

Toisaalta hakemusjulkaisussa EP 0641137 esi-30 tetään menetelmä ja laite matkaviestimen liikkuvuus-alueen rajoittamiseksi. Matkaviestimen liittyessä matkaviestinverkkoon tukiasema lähettää matkaviestimelle sijaintitunnisteensa, joka talletetaan matkaviestimeen. Matkaviestimen SIM (subscriber identification 35 module)-kortille on tallennettu yhden tai useamman alueen, jolle matkaviestimen sallitaan siirtyä, si-jaintitunnisteet. Tukiaseman lähettämää sijaintitun- 3 103554 nistetta verrataan SIM-kortilla oleviin sijaintitun-nisteisiin ja vertailun perusteella päätetään matkaviestimen lopullinen liittyminen matkaviestinverkkoon. Ongelmana tässä ratkaisussa on, että vertailu ja pää-5 tökset tehdään päätelaitteessa.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on poistaa edellä esitetyt ongelmat. Erityisesti esillä olevan keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin langaton tilaajaverkkojärjestelmä, johon on määritelty uusi ra-10 dioverkon taso. Lisäksi esillä olevan keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin menetelmä langattoman tilaajaverkon ohjaamiseksi siten, että päätelaitekohtainen liikkuvuusalue voidaan tarkasti määrittää.

Esillä olevan keksinnön mukaisessa menetel- 15 mässä päätelaitteen liikkuvuusalueen rajoittamiseksi langattomassa tilaajaverkkoympäristössä, joka käsittää tilaajaverkkoelementin, joka on yhdistetty puhelinkeskukseen, ja tukiaseman, jonka peittoalueeseen kuuluu yksi tai useampia soluja ja jonka avulla välitetään 20 tilaajaverkkoelementin ja päätelaitteen välisiä puhe-lusignaaleja, keksinnön mukaisesti määritetään päätelaitteen liikkuvuusalue ennalta määrätyksi maantie teelliseksi alueeksi, johon kuuluu ainakin yhden solun peittoalue ja edelleen keksinnön mukaisesti estetään : 25 päätelaitteen lukkiutuminen tilaajaverkkoon ja/tai ka navanvaihto, jos kyseinen solu, johon lukkiutumista tai johon kanavanvaihtoa yritetään, on liikkuvuusalueen ulkopuolella. Solua, johon kanavanvaihtoa yritetään, kutsutaan ehdokassoluksi. Edullisesti tilaaja-30 verkkoelementin ja puhelinkeskuksen välisessä yhteydessä, joka on V5-standardin mukainen tilaajaverkkoe-lementin V5-liitäntä, käytetään V5-standardin mukaista merkinantoa.

Edelleen eräässä edullisessa sovellutuksessa 35 määritetään radioverkon tasolla ennalta määrätty maantieteellinen alue sijaintialueeksi (Location Area, LA) , joka vastaa yhden solun peittoaluetta ja nimetään 4 103554 sijaintialue yksilöllisellä koodilla. Tällöin, koska sijaintialue sisältää aina vain yhden solun on tarkalleen tiedossa se, minkä solun alueelta päätelaite yrittää verkkoon lukkiutumista tai mistä solusta mihin 5 soluun päätelaite yrittää kanavanvaihtoa. Edelleen edullisesti liikkuvuusalueeseen kuuluu yksi tai useampia sijaintialueita. Liikkuvuusalue on näin ollen radioverkon uusi taso, joka muodostuu sijaintialueista.

Liikkuvuusalueen määrittämisen yhteydessä 10 talletetaan päätelaitteen liikkuvuusalueeseen kuuluvi en sijaintialueiden yksilölliset tiedot päätelaitetta vastaavaan rekisteriin. Näin operaattori voi luoda kullekin järjestelmään kuuluvalle päätelaitteelle ainutlaatuisen liikkuvuusalueen, joka ei ole riippuvai-15 nen muista päätelaitteista tai niiden liikkuvuusalu- eista.

Edelleen esillä olevan keksinnön eräässä edullisessa sovellutuksessa päätelaitteen alustuksen yhteydessä verrataan päätelaitteen sijaintialueen so-20 lutietoja päätelaitetta vastaavassa rekisterissä ole viin solutietoihin, ja lopetetaan päätelaitteen alustus ja talletetaan sijaintialueen solutiedot päätelaitteessa olevaan estosolurekisteriin, jos sijaintialueen solutiedot eivät vastaa päätelaitetta vastaa-25 vassa rekisterissä olevia solutietoja. Alustaminen tarkoittaa tässä päätelaitteen päällekytkemisen yhteydessä suoritettavia alkutoimenpiteitä, joiden avulla päätelaite ottaa yhteyden tukiasemaan ja määrittää yhteyttä varten tarvittavat parametrit. Vastaavasti pää-30 telaitteen alustaman kanavanvaihdon yhteydessä verra taan ehdokassolun, johon kanavanvaihtoa ollaan yrittämässä, solutietoja päätelaitetta vastaavassa rekisterissä oleviin solutietoihin, ja estetään päätelaitteen alustama kanavanvaihto ehdokassoluun ja talletetaan 35 ehdokassolun solutiedot päätelaitteessa olevaan esto solurekisteriin, jos ehdokassolun solutiedot eivät vastaa päätelaitetta vastaavassa rekisterissä olevia 5 103554 solutietoja. Sillä, että talletetaan estosolujen solu-tiedot päätelaitteessa olevaan estosolurekisteriin on merkittävä vähentävä vaikutus järjestelmässä lähetettäviin alustus- ja kanavanvaihtosignaaleihin.

5 Edelleen päätelaitteen alustuksen yhteydessä verrataan päätelaitteen sijaintialueen solutietoja päätelaitteessa olevaan estosolurekisteriin ja lopetetaan päätelaitteen alustus, jos sijaintialueen solu-tiedot vastaavat estosolurekisterissä olevia solutie-10 toja. Vastaava vertailu suoritetaan päätelaitteen alustaman kanavanvaihdon yhteydessä ja jos ehdokasso-lun solutiedot vastaavat estosolurekisterissä olevia solutietoja, ei kanavanvaihtoa yritetä.

Edullisesti päätelaitteen liikkuvuusalue mää-15 ritetään langattoman tilaajaverkon alustuksen yhtey dessä. On myös mahdollista määrittää päätelaitteen liikkuvuusalue lisättäessä päätelaite langattoman tilaa javerkkoelementin tilaajaksi tai muutettaessa päätelaitteen palvelukokonaisuutta.

20 Esillä olevan keksinnön etuna tunnettuun tek niikkaan verrattuna on, että keksinnön avulla voidaan määrittää päätelaitekohtaiset liikkuvuusalueet langattomassa tilaajaverkkoympäristössä. Lisäksi esillä olevan keksinnön etuna on, että keksinnön avulla välte-: 25 tään turhien alustusviestien lähettämiseltä käyttämäl lä hyväksi aiemmin talletettua ja alati päivittyvää estosolurekisteriä. Edelleen esillä olevan keksinnön etuna on, että operaattori voi haluamallaan tavalla tehokkaasti ohjata verkon käyttöä ja jakaa verkon ka-30 pasiteettia liikkuvuusalueiden avulla.

Seuraavassa keksintöä selostetaan oheisten suoritusesimerkkien avulla viittaamalla oheiseen piirustukseen, jossa kuvio 1 esittää kaaviomaisesti erästä edul-35 lista esillä olevan keksinnön mukaista langatonta ti laa javerkkoympäristöä; ja 103554 6 kuviot 2a - 2b esittävät vuokaavioita, joissa kuvataan eräs edullinen esillä olevan keksinnön mukaisen menetelmän sovellutus.

Kuviossa 1 esitettyyn langattomaan tilaaja-5 verkkojärjestelmään kuuluu tilaajaverkkoelementti 1. Tilaajaverkkoelementti 1 toimii puhelinkeskuksen 2 ja päätelaitteen 5 välissä yhdistäen tilaajan puhelinkeskukseen 2. Tilaajaverkkoelementti 1 on yhdistetty V5.2-liitännällä 6, joka käsittää 1-16 kpl PCM-10 johtoja (2 Mbit/s), puhelinkeskuksen 2 keskuspäätteeseen (ET, Exchange Terminal), johon on järjestetty V5-liitännän tarvitsemat toiminteet. Edelleen kuviossa 1 esitettyyn järjestelmään kuuluu joukko tukiasemia 3a, 3b ja 3c, joita kutakin vastaa solu 4a, 4b ja 4c, vas-15 taavasti. Keksinnön mukaisesti yksi solu määritetään sijaintialueeksi (LA). Sijaintialue on alue, jolla päätelaite voi vapaasti liikkua ilman sijainnin päivittämistä. Päätelaite 5 on yhteydessä tukiasemaan 3a ja sitä kautta tilaajaverkkoelementtiin 1 radioyhtey-20 den avulla. Tätä radioyhteyttä voidaan ylläpitää sijaintialueelta LA1 eli solun 4a alueelta. Mikäli päätelaite 5 liikkuessaan siirtyy uudelle sijaintialueelle LA2 eli solun 4b alueelle, on suoritettava kanavanvaihtoproseduuri, jonka jälkeen päätelaitteen ja ti-: 25 laajaverkkoelementin 1 välistä yhteyttä ylläpidetään tukiaseman 3b kautta.

Lisäksi kuviossa 1 on esimerkinomaisesti esitetty keksinnön mukaiset liikkuvuusalueet MOA1, MOA2 ja MOA3 (rajattu katkoviivoin). Tässä esimerkissä 30 liikkuvuusalueeseen MOA3 kuuluu ainoastaan yksi sijaintialue LA1 eli solu 4a. Liikkuvuusalueeseen MOA2 kuuluu kaksi sijaintialuetta LA2, LA3 eli solut 4b ja 4c. Edelleen liikkuvuusalueeseen MOA1 kuuluu kolme sijaintialuetta LAI, LA2 ja LA3 eli solut 4a, 4b ja 4c. 35 Mainittakoon vielä, että edellä esitetty jako on ainoastaan esimerkinomainen ja että piirustuksella esitettyjen kolmen sijaintialueen LAI, LA2, LA3 avulla voi- 7 103554 daan muodostaa liikkuvuusalueita myös muunlaisella jaotuksella. Tilaajaverkkoelementissä 1 liikkuvuusaluei-den hallinta tapahtuu MML-komennoilla (Man Machine Language). Tiedot päätelaitteiden liikkuvuusalueista 5 talletetaan edullisesti tilaajaverkkoelementtiin 1.

Seuraavaksi esitetään viitaten kuvioihin 1, 2a ja 2b kaksi edullista esimerkkiä esillä olevan keksinnön mukaisesta menetelmästä. Kuviossa 2a esitetään eräs edullinen esimerkki lohkokaaviomuodossa pääte-10 laitteen 5 alustuksen yhteydessä suoritettavasta proseduurista. Aluksi päätelaitteeseen 5, joka sijaitsee sijaintialueella LA1 kytketään virta päälle, lohko 21, ja käynnistetään sijaintialueen päivitys proseduuri (location update), lohko 22. Koska sijain-15 tialue LA1 käsittää vain yhden solun 4a on tiedossa, minkä solun alueelta päätelaite yrittää verkkoon lukkiutumista. Edullisesti päätelaite 5 lähettää päivi-tysproseduurin yhteydessä ainoastaan sijaintialueen tiedot. Päättelylohkossa 23 verrataan sijaintialueen 20 LA1 solutietoja päätelaitteeseen 5 tallennettuihin es- tosolutietoihin ja jos sijaintisolun 4a solutiedot on tallennettu päätelaitteeseen, siirrytään lohkoon 24 ja lopetetaan alustus. Näin ollen päätelaite on aiemmin yrittänyt lukkiutumista järjestelmään sijaintialueelta : 25 LA1 tai yrittänyt kanavanvaihtoa alueelle LA1. Mikäli sijaintialueen LAl solutietoja ei ole estosolurekiste-rissä, edetään päättelylohkoon 25, jossa verrataan sijaintialueen LAl solutietoja tilaajaverkkoelementtiin 1 tallennettuihin päätelaitteen 5 liikkuvuusalueen so-30 lutietoihin. Jos päätelaitteen 5 liikkuvuusalueeksi on määritelty MOA3 tai MOA1, jolloin solutiedot on tallennettu tilaajaverkkoelementtiin, niin edetään lohkoon 27 ja jatketaan proseduuria normaalisti. Jos taas päätelaitteen 5 liikkuvuusalueeksi on määritelty MOA2, 35 jolloin solutietoja ei ole tallennettu tilaajaverkkoe lementtiin, niin edetään lohkoon 26 ja estetään päätelaitteen lukkiutuminen järjestelmään. Edelleen lohkos- 8 103554 sa 28 talletetaan sijaintialueen LA1 solutiedot päätelaitteessa olevaan muistiin tai päätelaitteen SIM-kortille (Subscriber Identity Module) myöhempää käyttöä varten.

5 Kuviossa 2b esitetään vastaavanlainen esi merkki eräästä edullisesta keksinnön mukaisesta kanavanvaihtoproseduurista. Tässä esimerkissä päätelaite 5 on siirtymässä sijaintialueelta LA1 uudelle, tukiaseman 3b solun 4b peittoalueen käsittävälle sijaintialu-10 eelle LA2, ja päätelaitteen on suoritettava kanavan vaihtoproseduuri. Kanavanvaihto aloitetaan lohkosta 31 ja edetään lohkoon 32, jossa vastaanotetaan ehdokasso-lun 4b solutiedot. Päättelylohkossa 33 verrataan ehdo-kassolun 4b solutietoja päätelaitteeseen 5 tallennet-15 tuihin estosolutietoihin ja jos ehdokassolun solutiedot on tallennettu päätelaitteeseen, siirrytään lohkoon 34 ja lopetetaan alustus. Näin ollen päätelaite 5 on aiemmin yrittänyt lukkiutumista järjestelmään sijaintialueelta LA2 tai yrittänyt kanavanvaihtoa alu-20 eelle LA2. Mikäli ehdokassolun 4b solutietoja ei ole estosolurekisterissä, edetään päättelylohkoon 35, jossa verrataan ehdokassolun 4b solutietoja tilaajaverk-koelementtiin 1 tallennettuihin päätelaitteen 5 liik-kuvuusalueen solutietoihin. Jos päätelaitteen 5 liik-25 kuvuusalueeksi on määritelty MOA2 tai MOAl, niin edetään lohkoon 37 ja jatketaan proseduuria normaalisti. Jos taas päätelaitteen 5 liikkuvuusalueeksi on määritelty MOA3, niin edetään lohkoon 36 ja estetään päätelaitteen lukkiutuminen järjestelmään. Edelleen lohkos-30 sa 28 talletetaan ehdokassolun 4b solutiedot päätelaitteessa olevaan muistiin.

Edellä kuvatut esimerkit on esitetty ainoastaan eräässä edullisessa langattomassa tilaajaverkko-ympäristössä, mutta kuten ammattimiehelle on selvää, 35 voidaan keksintöä soveltaa useaan erilaiseen solukko-verkkoa käyttävään langattomaan tietoliikennejärjestelmään.

9 103554

Keksintöä ei rajata pelkästään edellä esitettyjä sovellutusesimerkkejä koskevaksi, vaan monet muunnokset ovat mahdollisia pysyttäessä patenttivaatimusten määrittelemän keksinnöllisen ajatuksen puit-5 teissä.

Claims (11)

10 103554

1. Menetelmä päätelaitteen liikkuvuusalueen (MOA) rajoittamiseksi langattomassa tilaajaverkkoympä-ristössä, joka käsittää, tilaajaverkkoelementin (1) , 5 joka on yhdistetty puhelinkeskukseen (2), ja tukiaseman (3; 3a, 3b, 3c), jonka peittoalueeseen kuuluu yksi tai useampia soluja (4; 4a, 4b, 4c) ja jonka avulla välitetään tilaajaverkkoelementin ja päätelaitteen (5) välisiä puhelusignaaleja, tunnettu siitä, että 10 määritetään päätelaitteen (5) liikkuvuusalue (MOA) ennalta määrätyksi maantieteelliseksi alueeksi, johon kuuluu ainakin yhden solun (4) peittoalue; ja että estetään päätelaitteen lukkiutuminen tilaajaverkkoon ja/tai kanavanvaihto, jos kyseinen solu, josta lukkiu- 15 tumista tai johon kanavanvaihtoa yritetään, on liikkuvuusalueen ulkopuolella.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että määritetään ennalta määrätty maantieteellinen alue sijaintialueeksi (LA), joka vas- 20 taa yhden solun (4) peittoaluetta ja nimetään sijaintialue yksilöllisellä koodilla.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että liikkuvuusalueeseen (MOA) kuuluu yksi tai useampia sijaintialueita (LA).

4. Jonkin edeltävistä patenttivaatimuksista 1 - 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että talletetaan päätelaitteen (5) liikkuvuusalueeseen (MOA) kuuluvien sijaintialueiden (LA) yksilölliset tiedot päätelaitetta vastaavaan rekisteriin.

5. Jonkin edeltävistä patenttivaatimuksista 1 - 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että päätelaitteen (5) alustuksen yhteydessä verrataan päätelaitteen sijaintialueen (LA) solutietoja päätelaitetta vastaavassa rekisterissä oleviin solutietoihin, ja lo- 35 petetään päätelaitteen alustus ja talletetaan sijaintialueen solutiedot päätelaitteessa olevaan estosolu-rekisteriin, jos sijaintialueen solutiedot eivät vas- u 103554 taa päätelaitetta vastaavassa rekisterissä olevia so-lutietoja.

6. Jonkin edeltävistä patenttivaatimuksista 1 - 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pää-5 telaitteen (5) alustaman kanavanvaihdon yhteydessä verrataan ehdokassolun, johon kanavanvaihtoa ollaan yrittämässä, solutietoja päätelaitetta vastaavassa rekisterissä oleviin solutietoihin, ja estetään päätelaitteen alustama kanavanvaihto ehdokassoluun ja tallo letetaan ehdokassolun solutiedot päätelaitteessa olevaan estosolurekisteriin, jos ehdokassolun solutiedot eivät vastaa päätelaitetta vastaavassa rekisterissä olevia solutietoja.

7. Jonkin edeltävistä patenttivaatimuksista 1 15 - 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pää telaitteen (5) alustuksen, yhteydessä verrataan päätelaitteen sijaintialueen (LA) solutietoja päätelaitteessa olevaan estosolurekisteriin ja lopetetaan päätelaitteen alustus, jos sijaintialueen solutiedot vas- 20 taavat estosolurekisterissä olevia solutietoja.

8. Jonkin edeltävistä patenttivaatimuksista 1 - 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että päätelaitteen (5) suorittaman kanavanvaihdon yhteydessä verrataan ehdokassolun solutietoja päätelaitteessa 25 olevaan estosolurekisteriin ja lopetetaan kanavanvaihto, jos ehdokassolun solutiedot vastaavat estosolurekisterissä olevia solutietoja.

9. Jonkin edeltävistä patenttivaatimuksista 1-8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 30 päätelaitteen (5) liikkuvuusalue määritetään langattoman tilaajaverkon alustuksen yhteydessä.

10. Jonkin edeltävistä patenttivaatimuksista 1-8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että päätelaitteen (5) liikkuvuusalue määritetään lisättä- 35 essä päätelaite langattoman tilaajaverkkoelementin (1) tilaaj aksi. 12 103554 Jonkin edeltävistä patenttivaatimuksista 1-10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tilaajaverkkoele-mentin (1) ja puhelinkeskuksen (2) välisessä yhteydessä, joka on V5-standardin mukainen tilaajaverkkoele-5 mentin V5-liitäntä, käytetään V5-standardin mukaista merkinantoa. 1 · 13 103554