FI111787B - Menetelmä ja järjestely nopean solunvaihdon toteuttamiseksi pakettikytkentäisessä solukkoradiojärjestelmässä - Google Patents

Description

111787

Menetelmä ja järjestely nopean solunvaihdon toteuttamiseksi pakettikytkentäisessä solukkoradiojärjestelmässä - Metod och arrangemang för att för-verkliga snabbt cellbyte i ett paketkopplat cellulärt radiosystem 5 Tämä hakemus on jakamalla erotettu hakemuksesta 991333.

Keksintö koskee yleisesti pakettikytkentäisten solukkoradiojärjestelmien tekniikkaa. Erityisesti keksintö koskee solunvaihtomenettelyjä, so. menettelyjä matkaviestimen ja kiinteän pakettikytkentäisen verkon välisen aktiivisen pakettikytkentäisen tiedonsiirtoyhteyden uudelleenreitittämiseksi kulkemaan uuden tukiaseman kautta. Kek-10 sinnön eräs merkittävä soveltamisalue on GPRS-jäijestelmä (General Packet Radio Service), joka esillä olevan patenttihakemuksen etuoikeuspäiväyksen hetkellä on määrittelyvaiheessaan. Muita vähintäänkin yhtä merkittäviä soveltamisalueita ovat UMTS-jäijestelmä (Universal Mobile Telecommunication System), jossa nk. yhteydettömät datapalvelut ovat pakettikytkentäisiä, ja EDGE-järjestelmä (Enhanced 15 Data rates for GSM Evolution), jossa tullaan myös toteuttamaan yhteydettömät datapalvelut.

Tietoliikenneyhteyksien kautta tarjottavat palvelut voidaan karkeasti jakaa reaaliaikaisiin ja ei-reaaliaikaisiin palveluihin. Edellinen ryhmä kattaa palvelut, joissa olennaisesti jatkuva tai ainakin paloittain jatkuva tietovirta kulkee lähettimeltä vastaanot-20 timelle ja vastaanotetun informaation ymmärrettävyys riippuu jatkuvuudesta: vain suhteellisen pienet ja suhteellisen vakiot viiveet ovat sallittavia. Tyypillisiin reaali- li» · , · ·. aikaisiin palveluihin liittyy puheen ja (liikkuvan) kuvan siirto, kuten puhelin- tai vi- deopuhelinyhteydessä, jolloin esimerkiksi ääniaktiviteetin tunnistusta voidaan käyt- » » · ! l_ tää paloittaisen jatkuvuuden mahdollistamiseksi, ts. siirto keskeytetään ajoittain, kun | · 25 mitään merkittävää lähetettävää ei ole. Ei-reaaliaikaiset palvelut kattavat vähemmän

! · I

aikakriittisen tiedonsiirron, jota tyypillisesti nimitetään datasiirroksi. Esimerkkejä

ϊ I

···’ ei-reaaliaikaisista palvelusovelluksista ovat sähköposti ja tiedostojen lataus etäko- neelta/etäkoneelle.

• * i · > » * · I · ,··, Pakettikytkentäisiä solukkoradiojärjestelmiä on tavallisesti suunniteltu täydentä- '* 30 mään tunnettuja piirikytkentäisiä matkapuhelinjärjestelmiä ja niiden tulevia seuraa- i i · : ·* jia siten, että piirikytkentäisiä järjestelmiä käytettäisiin reaaliaikaisten palvelujen vä- :,..: liitämiseen ja pakettikytkentäisiä järjestelmiä ei-reaaliaikaisten palvelujen välittämi- * seen. Piiri- ja pakettikytkentäinen siirto voidaan jopa toteuttaa vaihtoehtoisina toi- I * ,·. j mintatiloina saman tietoliikennejärjestelmän sisällä tai hybridiverkkojärjestelyinä, • · 2 111787 joissa molemmat jäijestelmät käyttävät samoja tukiasemia ja muita radiopääsy-laitteita mutta muut kiinteät verkon laitteet ja niiden väliset tiedonsiirtoyhteydet ovat jägestelmille erillisiä. Eräs viimemainitun tyyppinen järjestely on GSM-matka-puhelinverkon ja GPRS-verkon yhdistelmä.

5 Kuvassa 1 on esitetty yhdistetty GSM/GPRS-järjestely, jossa matkaviestin 101 (MS) voi valita yhden tukiasemista 102-107 (BS), jonka kanssa se on yhteydessä. Tukiasemat 102 ja 103 toimivat ohjauslaitteen 108 alaisuudessa, jossa ohjauslaitteessa tukiasemaohjaimeen (BSC) on yhdistetty pakettiohjausyksikkö (PCU). Vastaavasti tukiasemat 104 ja 105 toimivat ohjauslaitteen 109 alaisuudessa ja tukiasemat 106 ja 10 107 toimivat ohjauslaitteen 110 alaisuudessa. Tältä tasolta ylöspäin GSM-ja GPRS- verkoilla on erilaiset arkkitehtuurit. Kukin tukiasemaohjain on kytketty matkavies-tinkeskukseen (MSC) ja nämä puolestaan on yhdistetty toisiinsa GSM-siirtoverkon välityksellä 115. Kukin pakettiohjausyksikkö on kytketty SGSN-solmuun ja nämä puolestaan on yhdistetty GPRS-siirtoverkon 116 välityksellä, jossa siirtoverkossa 15 yhteydet kulkevat GGSN-solmujen (ei esitetty kuvassa) kautta. Selvyyden vuoksi kuvassa on esitetty vain vähäinen määrä laitteita; todellisissa GSM/GPRS-järjestel-missä on tyypillisesti tuhansia tukiasemia, satoja BSC/PCU-yksiköitä ja kymmeniä matkaviestinkeskuksia ja SGSN-solmuja.

On huomattava, että PCU-yksikön sijaintia ei ole määritetty kovin tarkasti tunnetus-20 sa GPRS-järjestelmässä: kuvan 1 järjestelyn lisäksi PCU voi sijaita tukiasemassa tai ::: : SGSN-solmussa. Esillä oleva keksintö ei aseta mitenkään etusijalle mitään PCU:n • · t '·...· edullista sijaintia. Verkon yleinen arkkitehtuuri ja tukiasemien, pakettiohjausyksi- . : köiden ja SGSN-solmujen väliset yhteydet luonnollisesti riippuvat SGSN-solmun si- jainnista.

;.. * 25 Kutakin tukiasemaa ympäröi solu eli radiokuuluvuusalue, jonka sisällä matkaviestin '···’ pystyy kommunikoimaan ko. tukiaseman kanssa. Kun matkaviestin siirtyy solusta toiseen soluun, on suoritettava solun uudelleenvalinta, tukiaseman vaihto (handover) tai solunvaihto. Solun uudelleenvalinta suoritetaan, kun matkaviestin on lepotilassa eikä sen ja verkon kiinteiden osien välillä ole sillä hetkellä aktiivista tietoliikenneyh-: v, 30 teyttä. Ilmausta tukiaseman vaihto käytetään, kun aktiivinen piirikytkentäinen yhteys on reititettävä kulkemaan uuden tukiaseman kautta. Termillä solunvaihto tarkoite- • · ‘: ’ taan, että aktiivinen pakettikytkentäinen yhteys on reititettävä kulkemaan uuden tu- \v kiaseman kautta. Mitä tulee pakettikytkentäiseen (GPRS) liikenteeseen kuvan 1 mu- :‘ · kaisessa järjestelyssä, solun uudelleenvalinta tai solunvaihto voi tapahtua pakettioh- 35 jausyksikön sisällä (esimerkiksi tukiasemasta 102 tukiasemaan 103), pakettioh-jausyksiköiden välillä mutta SGSN-solmun sisällä (esimerkiksi tukiasemasta 103 tu- 3 111787 kiasemaan 104) tai pakettiohjausyksiköiden välillä ja SGSN-solmujen välillä (esimerkiksi tukiasemasta 105 tukiasemaan 106).

Vaikka GPRS-järjestelmä, kuten monet muutkin pakettikytkentäiset solukkoradiojär-jestelmät, on suunniteltu ensisijaisesti ei-reaaliaikaisten palvelujen tarjoamiseen, on 5 olemassa suuntaus käyttää sitä myös joidenkin reaaliaikaisten palvelujen taijoami-seen, joista palveluista hyvä esimerkki ovat intemet-puhelut. Intemet-puhelulla tarkoitetaan puhelinyhteyttä, joka tavanomaisen puhelinverkon asemesta on reititetty internetin kautta. Siihen voi liittyä video-osa. Tunnetaan myös muita sovelluksia, jotka käyttävät reaaliaikaisia palveluja pakettikytkentäisen solukkoradioverkon kaut-10 ta.

Eräs tunnettuun GPRS-jäijestelmään liittyvä ongelma, joka ilmenee myös monissa muissa pakettikytkentäisissä solukkoradiojäijestelmissä, on, että solunvaihtomenet-telyt on optimoitu yksinkertaisuutta pikemmin kuin lyhyitä viiveitä ajatellen. Standardoidun GPRS-menettelyn mukaisesti pakettidatan siirto matkaviestimen ja van-15 hän tukiaseman välillä lopetetaan ensin, sen jälkeen valitaan uusi soluja vasta sitten pakettien siirto jatkuu uuden solun tukiaseman kautta. Menettely toimii hyvin ei-reaaliaikaisten palvelujen kohdalla, koska vanhan yhteyden lopetuksen ja uuden muodostamisen välisellä viiveellä ei ole merkitystä. Viiveen pituus on kuitenkin helposti useita satoja millisekunteja tai jopa muutamia sekunteja, joka on ehdotto-20 masti liikaa reaaliaikaiselle palvelulle, jossa sellainen pitkä viive on vähintäänkin : häiritsevä ja saattaa jopa aiheuttaa puhelun tai muun yhteyden katkeamisen, jos vii- :ve tulkitaan tietovirran vakavaksi häiriintymiseksi. Pitkä viive voi myös turhauttaa . ei-reaaliaikaisten palvelujen käyttäjiä vaikkei se varsinaisesti vaikuttaisikaan siirre- tyn informaation oikeellisuuteen: viiveet esimerkiksi hidastavat www-sivujen latau-: 25 tumista tarpeettomasti.

···’ Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on toteuttaa menetelmä ja järjestely solun- vaihdon suorittamiseksi pakettikytkentäisessä solukkoradioverkossa viiveellä, joka on niin lyhyt, että se on hyväksyttävissä reaaliaikaisille palveluille ja että se ei tar-‘...: peettomasti hidasta ei-reaaliaikaisia palveluja.

> · s • 30 Keksinnön tavoitteet saavutetaan aloittamalla solunvaihto ennen vanhan yhteyden ... · lopettamista ja edullisimmin myös käyttäen laskuria, jolla Hipaistaan vaihto vanhas- :': ‘: ta solusta uuteen.

’ ': Keksinnön mukainen menetelmä on suunniteltu toteuttamaan matkaviestimen solun vaihto pakettikytkentäisessä solukkoradiojärjestelmässä, joka käsittää ensimmäisen 4 111787 tukiaseman, toisen tukiaseman ja ohjausyksikön, joka ohjaa ainakin ensimmäisen tukiaseman toimintaa. Menetelmälle ovat tunnusomaisia ne piirteet, jotka on ilmoitettu menetelmää koskevan itsenäisen patenttivaatimuksen tunnusmerkkiosassa.

Lisäksi keksintö koskee järjestelyä matkaviestimen solunvaihdon toteuttamiseksi pa-5 kettikytkentäisessä solukkoradiojärjestelmässä, joka käsittää ensimmäisen tukiaseman, toisen tukiaseman ja ohjausyksikön, joka ohjaa ainakin ensimmäisen tukiaseman toimintaa. Järjestelylle ovat tunnusomaisia ne piirteet, jotka on ilmoitettu järjestelyä koskevan itsenäisen patenttivaatimuksen tunnusmerkkiosassa.

On sinänsä tunnettua, että solunvaihdon voi käynnistää yhtä hyvin matkaviestin kuin 10 verkkokin. Keksinnön mukaan solunvaihdon aloittaminen ei välittömästi päätä pakettikytkentäistä tiedonsiirtoa matkaviestimen ja vanhan tukiaseman välillä. Resurssien allokointi uudelta tukiasemalta aloitetaan vanhan yhteyden ollessa vielä aktiivinen. Matkaviestimelle lähetetään solunvaihtokomentosanoma. Vasteena sanomaan matkaviestin käynnistää laskurin, jonka umpeutuminen vastaa tarkasti arvioitua so-15 lunvaihtohetkeä.

Solunvaihtokomentosanoma voi myös käsittää tarkistusarvon eli tilapäisen tunnuksen, jota matkaviestin voi käyttää ottaessaan yhteyden uuteen tukiasemaan. Tämä on erityisen yksinkertainen tapa varmistaa, että matkaviestin, jolle vastikään allokoidut resurssit annetaan tukiasemalta, on todellakin se matkaviestin, jolle solunvaihtoa ,,:20 pyydettiin. Samoin se pakotettu ajanhetki, jolloin matkaviestimen on muodostettava ,··*. yhteys uuteen tukiasemaan, voidaan lähettää sekä matkaviestimelle että uudelle tu kiasemalle.

Keksinnölle tunnusomaisina pidetyt uudet ominaisuudet on esitetty yksityiskohtai-sesti oheisissa patenttivaatimuksissa. Itse keksintöä, sen rakennetta, toimintaperiaa-25 tetta sekä lisätavoitteita ja -etuja selostetaan kuitenkin seuraavassa eräiden suoritus-muotoesimerkkien avulla viitaten samalla oheisiin piirustuksiin.

• ·

Kuva 1 esittää tunnettua verkkoarkkitehtuuria, ·;·’ kuva 2 esittää keksinnön erään ensimmäisen suoritusmuodon mukaista mene- telmää, : ” *: 30 kuva 3 esittää keksinnön erään toisen suoritusmuodon mukaista menetelmää, kuva4 esittää keksinnön erään kolmannen suoritusmuodon mukaista mene-! ‘. telmää, ‘ : kuvat 5a-5f esittävät eräitä keksinnön yhteydessä käytettäviä sanomia.

5 111787

Yleisin syy solunvaihdon käynnistämiseen on, että matkaviestimen ja uuden tukiaseman välisen signaalin vahvuus näyttää olevan tuntuvasti suurempi kuin matkaviestimen ja vanhan tukiaseman välisen signaalin. Uusi solu saattaa myös kuulua kotialueeseen tai muuhun edulliseen soluryhmään, jolloin solunvaihto on edullista 5 suorittaa, vaikka signaalinvahvuuskriteeri ei täyttyisikään. Verkko voi myös komentaa matkaviestimiä solunvaihtoon hallinnollisista syistä kuten ruuhkan tasoittamiseksi. Solunvaihdon käynnistäminen voi tapahtua joko matkaviestimen tai verkon aloitteesta. Esillä oleva keksintö on sovellettavissa riippumatta siitä, mistä aloite solunvaihtoon tuli ja mikä on syy siihen. Luonnollisesti on noudatettava verkon asetit) tamia rajoituksia: joissakin tapauksissa verkko ei esimerkiksi salli matkaviestimien käynnistämiä solunvaihtoja.

Kuva 2 esittää sanomien ja eräiden muiden lähetteiden siirtoa keksinnön erään ensimmäisen suoritusmuodon, tarkemmin sanoen PCU-yksikön sisällä tapahtuvaa so-lunvaihtoa koskevan suoritusmuodon, mukaisessa menetelmässä. Nuoli 201 kuvaa 15 normaalia datapakettien siirtoa matkaviestimen ja vanhan tukiaseman välillä, ja nuoli 202 kuvaa laaturaporttien ajoittaista lähetystä matkaviestimeltä PCUille. Kuvassa 2 on oletettu, että kaikki matkaviestimet lähettävät säännöllisesti PCU:lle laatura-portteja, joissa ilmoitetaan havaittu matkaviestimen ja vanhan tukiaseman välisen yhteyden laatu samoin kuin matkaviestimen ja ainakin yhden uuden tukiasemaeh-20 dokkaan välisen yhteyden arvioitu laatu (sikäli kuin matkaviestin pystyy vastaanottamaan ainakin yhden sellaisen tukiasemaehdokkaan lähetystä). Keksintö ei edellytä tällaisten laaturaporttien lähettämistä, ja jos niitä lähetetään, keksintö ei edellytä, että niitä lähetetään säännöllisesti.

:Nuoli 203 kuvaa sitä vaihtoehtoista vaihetta, että matkaviestin lähettää PCUille 25 PACKET_CELL_CHANGE_REQUEST-sanoman, edullisimmin jollakin yhteys-kohtaisella kanavalla kuten tunnetulla PACCH-kanavalla (Packet Associated Control Channel) tai muulla vastaavalla merkinantokanavalla. Joissakin muissa nykyi-: sissä tai tulevissa pakettikytkentäisissä solukkoradiojärjestelmissä solunvaihto- .···. pyyntö voidaan lähettää myös pakettipääsykanavalla, joka ei ole yhteyskohtainen 30 vaan yhteinen, jaettu ohjauskanava. Tämän vaiheen vaihtoehtoisuus tarkoittaa, että : '.: se suoritetaan vain, jos matkaviestin itse käynnistää solunvaihdon. Tällainen pyyntö- sanoma 501 on esitetty kaavamaisesti kuvassa 5a, josta nähdään, että sen pitäisi si-sältää ainakin matkaviestimen tunnus 502 ja ehdotetun uuden solun tunnus 503. Jäl- ’; kimmäinen voi koostua esimerkiksi tukiaseman BSIC-koodista 504 ja reititysalueen 35 RAC-koodista 505. Se voi myös käsittää luettelon tällaisista tunnuksista useille eh-dokassoluille. Vaihtoehto kuvan 2 nuolelle 203 on PCU:n oma havainto, että tietty 6 111787 matkaviestin tarvitsee solunvaihtoa; tätä vaihtoehtoista toimintavaihetta edustaa kuvassa 2 lohko 204.

Riippumatta siitä, kumpi vaiheista 203 tai 204 suoritettiin, PCU päättää, onko so-lunvaihto hyväksyttävissä. Jos päätös on kielteinen ja solunvaihtoa oli pyytänyt 5 matkaviestin, PCU lähettää matkaviestimelle kieltosanoman, jota ei ole esitetty kuvassa 2. Jos päätös on kielteinen sellaisen solunvaihdon tapauksessa, jonka PCU itse oli käynnistänyt, se yksinkertaisesti ei jatka solunvaihtomenettelyä. Myönteinen päätös merkitsee, että PCU hyväksyy solunvaihdon ja käynnistää radioresurssien allokoinnin uudelta tukiasemalta. Jos solunvaihtomenettely oli käynnistetty matka-10 viestimeltä tulleen pyyntösanoman perusteella, uusi tukiasema voi olla pyyntösano-massa yksin mainittu tai pyyntösanoman ehdokassoluluettelossa mainittu tukiasema. Jos solunvaihto oli PCU:n itsensä käynnistämä, se valitsee uuden tukiaseman esimerkiksi niiden tietojen perusteella, jotka se on aiemmin vastaanottanut matkaviestimeltä laaturaporteissa.

15 Kun solunvaihdon kohteena olevaa yhteyttä tiedetään käytettävän reaaliaikaisten palvelujen välittämiseen, on erityisen edullista, mikäli uuden tukiaseman radio-resurssit voidaan allokoida GPRS-käyttöön varatulta radioresurssien varannolta. Toteutuksesta, senhetkisestä liikennekuormituksesta ja käytettävissä olevien resurssien määrästä riippuen voi käydä niin, että uudella tukiasemalla joko ei ole ollenkaan 20 mainitunlaista GPRS-resurssien varantoa tai GPRS-resursseja ei ole vapaana allo-::: : koitavaksi, jolloin resurssit uutta allokointia varten on otettava myös GSM:lle allo- : koitavissa olevista resursseista. Tällä on se haittapuoli, että GSM-järjestelmä saattaa yhtäkkiä “varastaa” näitä resursseja siitä huolimatta, että ne on jo allokoitu :" GPRS:lle, koska piirikytkentäisillä GSM-yhteyksillä tavallisesti on suurempi palve- 25 luprioriteetti kuin GPRS-yhteyksillä, joiden oletetaan välittävän ei-reaaliaikaisia • · . ··. palveluja. Jos PCU on tekemässä allokointipäätöstä ja matkaviestimen laatu- raportti/laaturaportit ja/tai pyyntösanoma ilmoittavat, että uudeksi tukiasemaksi on . ·, : itse asiassa useita mahdollisia ehdokkaita, PCU voi myös perustaa lopullisen valin tansa sille seikalle, että jollakin ehdotetuista uusista tukiasemista on eniten allokoi-30 tavissa olevia GPRS:lle varattuja radioresursseja.

* · I

.··. Voidaan kysyä, mistä PCU tietää, että tiettyä pakettikytkentäistä yhteyttä, joka on ·' sillä hetkellä solunvaihdon kohteena, käytetään reaaliaikaisten palvelujen välittämi- :.v seen. Itse asiassa keksintö ei lainkaan edellytä PCU:n olevan tietoinen siitä. Jos sitä :.'·· pidetään edullisena, voidaan määritellä useita tapoja indikoida pakettikytkentäisen 35 yhteyden käyttö reaaliaikaisten palvelujen välittämiseen, eikä esillä oleva keksintö ole millään lailla rajoittava tässä suhteessa, so. se ei edellytä minkään tietyn mene- 7 111787 telmän käyttöä. Vaikka esillä oleva keksintö ei vaadikaan PCU:n olevan perillä yhteyksien reaaliaikaisesta tai ei-reaaliaikaisesta käytöstä, voi olla edullista, mikäli se pystyy tarjoamaan tiettyjä etuoikeuksia (kuten edellä mainittu GPRS-resurssien ensisijainen allokointi) niille yhteyksille, joita todella käytetään reaaliaikaisten palve-5 lujen välittämiseen.

Kuvassa 2 lohko 205 vastaa uuden tukiaseman valintaa ja sen resurssien allokointia PCU:ssa.

Vaiheen 205 jälkeen PCU:n on käskettävä matkaviestimen suorittaa solunvaihto. GPRS-jäijestelmässä uudelle tukiasemalle ei tarvitse tiedottaa solunvaihdosta mil-10 lään tavalla, mutta perinpohjaisuuden vuoksi voidaan olettaa, että joissakin muissa jäijestelmissä uudelle tukiasemalle ilmoittaminen voi tapahtua sinänsä tunnetun verkkosignaloinnin muodossa; tätä kuvaa nuoli 206 kuvassa 2. Jos allokointipäätös sisälsi täyden määrän radioresursseja solunvaihdon kohteena olevalle yhteydelle ja jos verkko toteuttaa ns. varhaisen ajoitusennakon lähetyksen, PCU määrittelee, että 15 tietty matkaviestin muodostaa yhteyden uuteen soluun tietyn lohkojakson sisällä lähitulevaisuudessa; voimme merkitä tätä lohkojaksoa merkinnällä BP X. Lisäksi, kun edellä mainitut ehdot pätevät, PCU varaa alassuuntaisen ajanjakson uudelta tukiasemalta niin, että uusi tukiasema voi vastata matkaviestimelle, joka muodostaa yhteyttä tietyn yhteyskohtaisen resurssin avulla, lähettämällä oikean ajoitusennakon 20 arvon. Varhaista ajoitusennakon lähettämistoimintoa käsitellään tarkemmin tämän ::: : selostuksen myöhemmässä osassa.

Matkaviestimen komentamista solunvaihdon suorittamiseen vastaa kuvassa 2 PACKETCELLCHANGECMD -sanoman 207 lähetys. Kuvassa 5b on esitetty • ] ‘: kaavamaisesti joukko sanoman sisältämiä kenttiä, viitenumero 510. Kentät käsittävät 25 matkaviestimen tunnuksen 511, kanavatunnuksen tai -tunnukset 512, kanavataajuu-’***’ den indikaattorin tai indikaattorit 513, yleislähetyskanavan (BCH) taajuusindikaat- torin 514, yleislähetyskanavalla lähetettävän tukiaseman tunnuksen 515, aloitusajan ' · ': indikaattorin 516 sekä mahdollisesti matkaviestimen tarkistusarvon 517. Sanoma lä- ...· hetetään matkaviestimelle tietyllä merkinantokanavalla, esimerkiksi tunnetulla : ·. ·. 30 PAGCH-kanavalla (Packet Access Grant Channel).

' ·; ·' Edellä mainitut solunvaihtokomentosanoman kentät eivät kaipaa sen enempiä seli- : V: tyksiä aloitusaikaindikaattoria 516 lukuun ottamatta. Jotta nopea solunvaihto olisi mahdollinen tarkkaan määrätyllä hetkellä, PCU edullisimmin ei komenna matkaviestintä suorittamaan solunvaihtoa välittömästi solunvaihtokomentosanoman vas-35 taanottohetkellä vaan määrittää solunvaihdon suoritushetken siten, että matkaviesti- δ 111787 mellä (ja mahdollisesti myös uudella tukiasemalla) on riittävästi aikaa varautua siihen. Varsinainen solunvaihdon suoritushetki voidaan määritellä suhteessa joko ajastimeen tai reaaliaikakelloon (tiettynä reaaliaikakellon lukemana tai tiettynä aikajaksona, joka määritellään välittömästi sanoman vastaanoton jälkeen käynnistetyn 5 laskurin umpeutumisena) tai suhteessa tiettyyn kehysnumeroon ja lohkojaksoon: siirtokehykset matkaviestimen ja tukiasemien välisessä radiorajapinnassa ovat yksilöllisesti numeroidut niin, että kehysnumeroa voidaan käyttää aikaindikaattorina ja lohkojakson numeroa voidaan käyttää identifioimaan tietty lohkojakso siirtokehysten sisällä. Solunvaihtokomentosanoman aloitusaikaindikaattorikenttä 516 sisältää 10 tiedon, jonka perusteella matkaviestin pystyy laskemaan varsinaisen solunvaihdon suoritushetken: reaaliaikakellon lukeman, laskurin alustusarvon, kehysnumeron tai lohkojakson “countdown”-arvon tai kiinteän kehysnumeron ja lohkojaksonumeron.

Aloitusaikaindikaattorikenttä voi myös sisältää arvon, joka merkitsee välitöntä solunvaihdon aloitusta, tai se voi puuttua kokonaan, minkä matkaviestin tulkitsee ko-15 mennoksi aloittaa solunvaihto välittömästi tai tietyn, järjestelmäspesifikaatioissa määritellyn vakiopituisen viiveen jälkeen.

Kuvasta 2 nähdään, että normaali datapakettien siirto matkaviestimen ja vanhan tukiaseman välillä jatkuu nuolten 208 mukaisesti jonkin aikaa sen jälkeen, kun matkaviestin on vastaanottanut solunvaihtokomentosanoman. Tämä on aika, joka kuluu 20 ennen solunvaihdon suorituslaskurin umpeutumista. Varsinaisen solunvaihdon lii-: paisua vastaa kuvassa 2 lohko 209. Välittömästi sen jälkeen matkaviestin aloittaa ...: yhteydenmuodostuksen uuden solun kanssa.

• * ·. Jotta yhteys uuteen soluun muodostuisi onnistuneesti, on edullista, että matkaviestin ei lähetä yksittäistä pääsypursketta vaan joukon peräkkäisiä pääsypurskeita solun-!.. ‘ 25 vaihtokomentosanoman kanavatunnuskentän 512 ja kanavataajuusindikaattorikentän ’···’ 513 osoittamassa lohkojaksossa (keksinnön kuitenkaan sulkematta pois vain yksit täisen pääsypurskeen lähetystäkään). Näitä pääsypurskeita esittävät kuvassa 2 nuolet " 210-213. Edellä mainittiin, että solunvaihtokomentosanoma voi sisältää matkavies- ... ‘ timen tarkistusarvon: jos se sisältää, matkaviestin voi sisällyttää tarkistusarvonsa ai- • 30 nakin yhteen pääsypurskeeseen. Ajatuksena on, että koska verkko on tietoinen mat- .*··. kaviestimen tarkistusarvosta, se voi tarkistaa sen esiintymisen pääsypurskeessa/- • ’ purskeissa varmistaakseen, että yhteyttä yrittävä matkaviestin on juuri oikea matka- ' '. ‘ viestin.

Yhden tai useamman matkaviestimeltä saapuneen pääsypurskeen 210-213 uudella 35 tukiasemalla tapahtuvasta vastaanotosta eteenpäin keksinnön ensimmäisen suori- 9 111787 tusmuodon mukainen toiminta eriytyy sen mukaan, toteuttaako verkko sinänsä tunnetun varhaisen ajoitusennakon lähetyksen. Ajoitusennakko yleisesti ottaen tarkoittaa, että matkaviestimen ja tukiaseman välisen fyysisen etäisyyden aiheuttama kul-kuaikaviive kompensoidaan edistämällä kutakin ylössuunnan lähetystä matka-5 viestimellä tietyllä aikajaksolla, jonka pituus on ilmoitettava tukiasemalta matkaviestimelle. Ajoitusennakon laskeminen ja sen ilmoittaminen matkaviestimelle on sinänsä tunnettua esimerkiksi GSM-järjestelmän tunnetuista tukiasemanvaihtome-nettelyistä. Lyhyesti sanottuna varhainen ajoitusennakon lähettäminen tarkoittaa, että välittömästi vastaanotettuaan pääsypurskeen/-purskeet matkaviestimeltä uusi tulo kiasema lähettää ajoitusennakkoparametrin arvon matkaviestimelle, jonka jälkeen varsinainen datan lähetys voi alkaa. Ellei tätä toimintoa ole toteutettu, tarvitaan erillinen allokointi ajoitusennakkoparametrin lähettämiseen, jonka vuoksi pääsy-purske/-purskeet eivät pysähdy uudelle tukiasemalle, vaan ne lähetetään eteenpäin PCU:lle.

15 Kuvassa 2 on pääosin oletettu, että varhainen ajoitusennakon lähetys on toteutettu, mikä merkitsee myös sitä, että PCU.n on täytynyt aiemmin allokoida etukäteen tietty osa yhteyskohtaista alassuunnan kapasiteettia uudelta tukiasemalta ajoitus-ennakkoarvon lähettämiseksi matkaviestimelle kuten edellä mainittiin. Vastaavasti uusi tukiasema lähettää kuvassa 2 PACKET_POWER_CONTROL_TIMING_UP-20 DATE -sanoman 214 matkaviestimelle. Sanoma lähetetään edullisimmin sen saman kanavan alassuuntaisessa osassa, jonka ylössuuntaisessa osassa matkaviestin lähetti pääsypurskeet. Sanoman lähetyshetkeksi voidaan määritellä N lohkojaksoa (BP) sen ' ‘; lohkojakson jälkeen, jota matkaviestin käytti pääsypurskeiden lähettämiseen, missä *:; * N on järjestelmäspesifikaatioissa määriteltävä vakiona pysyvä positiivinen kokonais- '···’ 25 luku. Edullisimmin PCU pitää voimassa vastaavan alassuunnan lohkojakson allo-

:· i koinnin reaaliaikaista palvelua välittävän yhteyden yksinomaiseen käyttöön, ts. PCU

:: ei allokoi sitä muille yhteyksille.

. ·. ; Edellä selostetussa menetelmässä on lisäksi oletettu, että radioresurssien allokointiin uudelta tukiasemalta sisältyi jo “täyden” radiokanavan allokointi eli riittävästi re-; 30 sursseja jotta tiedonsiirto solunvaihdon kohteena olevassa yhteydessä tapahtuu il- • V man mainittavia muutoksia vanhan solun olosuhteissa. Kuvassa 2 suluissa oleva osa : (: esittää vaihtoehtoisen toimintamallin, joka soveltuu verkkoihin, joissa varhaista ajoi- ,v, tusennakon lähetystä ei ole toteutettu, tai tilanteisiin, joissa matkaviestimelle ensin allokoitiin vain rajoitettu määrä radioresursseja yhteyden muodostamiseksi uuteen 1 ' 35 soluun. Tällaisessa tapauksessa pääsypurske/-purskeet 210’(-213’) lähetetään eteen päin PCU:lle, jotta se voi määrätä ajoitusennakon matkaviestimelle ja jotta tarpeelli- 10 111787 set lisäresurssien allokoinnit voidaan suorittaa. PCU allokoi täydet tai uudet radiore-surssit ja signaloi uudet allokoinnit (jos niitä on) alaspäin matkaviestimelle esimerkiksi PACKETASSIGNMENT -sanoman 214’ yhteydessä. Ajoitusennakon määräämiseen voidaan käyttää esimerkiksi PACKET POWER CONTROL TIM-5 ING_UPDATE -sanomaa 214”, mutta keksintö ei edellytä minkään tiettyjen sanomien käyttöä.

Vastaanottaessaan PACKETASSIGNMENT -sanoman 214 tai PACKETJPOWERCONTROLTIMINGUPDATE -sanoman varhaisen ajoitus-ennakon lähetyksen kanssa tai ilman matkaviestin alkaa tarkkailla osoitettua alas-10 suunnan kanavaa/kanavia, ja se voi myös käyttää osoitettuja ylössuunnan kanavia ylössuunnan purskeiden lähettämiseen verkolle. Tätä kuvaavat nuolet 215 kuvassa 2. Ensimmäinen LLC-protokollakerrokseen kuuluva protokolladatayksikkö (PDU), joka saavuttaa SGSN-solmun (ei esitetty kuvassa 2), johon PCU on kytketty, aiheuttaa matkaviestimen uuden sijainnin päivityksen SGSN:n ylläpitämissä liikku-15 vuustiedoissa. Jos yhteyden muodostus uuteen soluun ei onnistu, ensimmäinen vaihtoehto on, että matkaviestin voi palata vanhaan soluun (jossa sen radioresurssi-allokoinnit ovat yhä voimassa tässä vaiheessa) jatkamaan tiedonsiirtoa. Solun-vaihtomenettely voidaan sitten käynnistää uudestaan.

Olettaen että kuva 2 esittää PCU:n sisällä tapahtuvaa solunvaihtoa, resurssien allo-20 kointien purkaminen vanhassa solussa onnistuneen solunvaihdon jälkeen on molem-::: · pia tukiasemia ohjaavan PCU:n vastuulla. Purkaminen voi tapahtua milloin tahansa ...: sen jälkeen, kun PCU on havainnut, että normaaliin tiedonsiirtoon liittyvät purskeet , ·.: kulkevat uuden tukiaseman kautta.

* : Seuraavassa tarkastellaan keksinnön erään toisen suoritusmuodon mukaista menetel- * 25 mää, jota havainnollistetaan kuvassa 3. Tämä suoritusmuoto koskee menetelmää so lunvaihdon suorittamiseksi eri PCU-yksiköiden välillä mutta yhden SGSN.n alueella (inter-PCU, intra-SGSN). Alun normaali tiedonsiirto ja laaturaporttien ajoittainen lähetys tapahtuvat kuten kuvan 2 tapauksessa, joten niitä ei ole erikseen esitetty ku-vassa 3. Vastaanotettuaan matkaviestimeltä PACKET_CELL_CHANGE_RE-30 QUEST -sanoman 203 vanha PCU lähettää SGSN:lle vastaavan sanoman 301, jonka . ··. muodosta eräs esimerkki on esitetty kuvassa 5c sanomana 520. Sanoman kentät ovat vanhan PCU:n tunnus 521, pyydetyn uuden solun tunnus 522, mahdollinen matka-‘ ‘ ‘ viestimen radio-ominaisuuksien kuvaaja 523, mahdollinen vanhan solun palvelutyy- :. : pin kuvaaja 524 ja RAC-koodi 525.

11 111787

Vastaanottaessaan solunvaihtopyyntösanoman 301 SGSN käyttää kohdesolun tunnusta selvittääkseen vaiheessa 302, mikä PCU ohjaa kohdesolua. SGSN lähettää solunvaihtopyyntösanoman 303 uudelle PCU:lle joko muuttumattomana tai muodossa, joka käsittää ainakin kuvan 5c kenttiä 521, 522, 523 ja 524 vastaavat kentät. Vas-5 taanottaessaan tämän sanoman uusi PCU tarkistaa vaiheessa 304, voiko se hyväksyä solunvaihtopyynnön vai ei. Jos ei, hylkäyssanoma lähetetään SGSN:lie ja sieltä edelleen vanhalle PCU:lie; tällaisen toiminnan toteutus on ilmeinen, eikä sitä sen vuoksi ole erikseen esitetty kuvassa 3. Jos uusi PCU hyväksyy ehdotetun solunvaih-don, se allokoi radioresurssit kohdesolusta vaiheessa 305, kuten edellä selostettiin 10 PCU:n sisäisen solunvaihdon yhteydessä; sanoma 306 uudelle tukiasemalle on samanlainen kuin edellä esitetty. Vaiheessa 307 uusi PCU lähettää CELL_CHANGE_RESPONSE -sanoman SGSN.lle. Kuvassa 5d on esitetty sanoman 530 avulla esimerkki tämän sanoman muodosta: se käsittää vanhan PCU:n tunnuksen 531, kokonaan koodatun PACKET_CELL_CHANGE_CMD -sanoman 532, 15 mahdollisen matkaviestimen tarkistusarvon 533 ja syykentän 534. Täysin koodatun solunvaihtosanoman 532 asemesta sanoma 530 voi myös käsittää tarpeelliset parametrit, jotka sisällytetään varsinaiseen mobiilipäätelaitteelle lähetettävään paketti-solunvaihtokomentosanomaan. Siinä tapauksessa jälkimmäisen sanoman muodostaa ja koodaa vanha PCU.

20 Vastaanotettuaan solunvaihtovastaussanoman 307 SGSN lähettää sen eteenpäin omana solunvaihtovastaussanomanaan 308 vanhalle PCU:lle. Sanoman 308 vastaan-’ * · · ’ otettuaan vanha PCU lähettää varsinaisen PACKET_CELL_CHANGE_CMD -sano man 309 matkaviestimelle, edullisimmin PACCH-kanavalla, kuten keksinnön en-;;; simmäisen suoritusmuodon yhteydessä selostettiin. Siitä eteenpäin toiminta noudat- ' · ’ 25 taa edellä selostettua keksinnön ensimmäistä suoritusmuotoa aina siihen pisteeseen, * · ’ ·' jossa allokoidut resurssit pitää vapauttaa vanhalta tukiasemalta.

On mahdollista, että yhteyden TLLI-tunnus (Temporary Logical Link Identifier) , : muuttuu, kun yhteydelle suoritetaan PCU-yksiköiden välinen, SGSN:n sisäinen so- ··* lunvaihto. Sellainen tilanne voi syntyä, kun PCU:n vaihtoon liittyy reititysalueen » L 30 muutos. Jos niin tapahtuu, on SGSN:n tehtävä antaa uusi TLLI-tunnus. Edullisim-min SGSN järjestää uuden TLLLn lähetyksen matkaviestimelle edellä mainituissa ,,· sanomissa 308 ja 309.

• % * ';*·* Koska vanha ja uusi PCU ovat eri laitteita, vanha PCU ei automaattisesti tiedä, on- * nistuiko matkaviestimen yhteydenmuodostus uuteen soluun ja jos se onnistui, mil- 35 loin vanhalla tukiasemalla allokoituja resursseja ei enää tarvita. Siksi ei ole itsestään selvää, miten vanhan PCU:n pitäisi päättää vanhalta tukiasemalta allokoitujen re- 12 111787 surssien vapauttamisesta. Ratkaisuvaihtoehtoja on periaatteessa kaksi. Ensimmäisen vaihtoehdon mukaan vanha PCU odottaa tietyn ajan määrätystä liipaisutapah-tumasta, esimerkiksi solunvaihtokomentosanoman lähetyksestä matkaviestimelle, ennen vanhalta solulta allokoitujen resurssien vapauttamista. Voidaan sanoa, että 5 vanha PCU jatkaa matkaviestimen ajoituksen hallintaa mainitun tietyn ajan verran. Sopiva laskurilla toteutettava aikaraja voisi olla sekuntien luokkaa, esimerkiksi viisi sekuntia, solunvaihtokomentosanoman lähetyksestä. Jos havaitaan, että matkaviestin käyttää vanhaa tukiasemaa laskurin umpeutuessa, vanha PCU päättelee, että solun-vaihto epäonnistui eikä vapauta allokoituja resursseja. Ajastimen tai kehyslaskurin 10 umpeutuminen voidaan myös liittää havaintoon, että yhteys matkaviestimeen on poikki: lähetettyään esimerkiksi kahdeksan radiolohkoa matkaviestimelle saamatta vastausta vanha PCU voi päätellä, että matkaviestin ei enää vastaa, jolloin allokoidut resurssit voidaan vapauttaa.

Edellä esitetyllä ajastin/kehyslaskurivaihtoehdolla on haittana, että se tuhlaa radio-15 rajapinnan resursseja. Jos matkaviestin onnistui saamaan yhteyden uuteen soluun nopeasti, vanha PCU pitää resursseja allokoituna turhaan. Lisäksi vanha PCU voi jopa suorittaa tarpeettomia lähetyksiä vanhan tukiaseman kautta yrittäessään saada vastausta jo solua vaihtaneelta matkaviestimeltä ja siten tarpeettomasti häiritä kaikkia muita läheisiä radioyhteyksiä. Siksi on myös tarkasteltava toista ratkaisu-20 vaihtoehtoa. Sen mukaisesti uusi PCU tiedottaa vanhalle PCUrlle onnistuneesta so-lunvaihdosta, minkä jälkeen vanha PCU välittömästi vapauttaa vanhan solun radio-resurssit. Toisen ratkaisuvaihtoehdon haittana on, että se lisää PCU-yksiköiden välistä verkkosignalointia. Voidaan myös käyttää yhdistelmäratkaisua, jossa vanha PCU odottaa tietyn laskurin umpeutumista ennen vanhojen allokointien vapautta-‘' 25 mistä, ellei se saa onnistuneesta solunvaihdosta kertovaa merkinantosanomaa uudel- • ' i ta PCU:lta. Jälkimmäisessä tapauksessa vanha PCU vapauttaa vanhat allokoinnit he- : ; ti kun se on vastaanottanut ja dekoodannut uudelta PCU:lta tulleen sanoman.

, : Jos merkinantotietoja lähetetään vanhalta PCU:lta uudelle PCU.lle, niitä voidaan ./ käyttää ilmoittamaan uudelle PCU:lle eräitä vanhassa PCU:ssa käytettyjä lähetys- » !’ 30 parametrejä ja niiden arvoja. Esimerkiksi RLC-protokollakerroksessa käytetyt kuit- V tausparametrit voidaan viedä uudelle PCU:lle tällä tavoin, jolloin niitä ei tarvitse ,: neuvotella uudestaan matkaviestimen ja uuden PCU:n välillä.

' v Edullinen hetki PCU-yksiköiden välisen solunvaihdon suorittamiseen on kahden pe- :: räkkäisen LLC-protokollakerrokseen kuuluvan protokolladatayksikön (PDU) välis- 35 sä. Tällainen solunvaihdon ajoitus voi poistaa tarpeen lähettää edellä mainitut lähe-tysparametrit ja niiden arvot vanhalta PCU:lta uudelle.

13 111787

Yhdistelmäratkaisu mahdollistaa erilaisten PCU-yksiköiden toiminnan samassa verkossa. Uudet PCU-yksiköt, jotka pystyvät lähettämään solunvaihtovahvistukset vanhoille PCU-yksiköille, tekevät niin, jolloin turhat resurssien allokoinnit ja lähetykset jäävät minimiin, mutta kyseisten solunvaihtovahvistusten puuttuessa kaikki vanhat 5 PCU:t käyttävät ajastin/kehyslaskurimenettelyä varmistaakseen resurssien vapauttamisen, ellei uusi PCU kykene yhteistoimintaan tässä mielessä. Vanha PCU, joka ei tunnista solunvaihtovahvistuksia jättää ne vain huomiotta ja käyttää aina ajastin/ke-hyslaskurimenettelyä.

Tarkastellaan seuraavaksi keksinnön erään kolmannen suoritusmuodon mukaista 10 menetelmää, jota havainnollistaa kuva 4. Tämä suoritusmuoto käsittää menetelmän solunvaihdon suorittamiseksi eri PCU-yksiköiden välillä, jotka yksiköt toimivat eri SGSN-solmujen alaisuudessa (inter-PCU, inter-SGSN). Alun normaali tiedonsiirto ja laaturaporttien ajoittainen lähetys tapahtuvat kuten kuvan 2 tapauksessa, joten niitä ei ole erikseen esitetty kuvassa 4. Vastaanotettuaan matkaviestimeltä 15 PACKETCELLCHANGEREQUEST -sanoman 203 vanha PCU lähettää vanhalle SGSNrlle vastaavan sanoman, joka on samanlainen kuin kuvan 3 sanoma 301. Vaiheessa 401 vanha SGSN käyttää solunvaihtopyyntösanomaan sisältyvää solun tunnusta (esimerkiksi RAC-tunnusta) selvittääkseen kohdesolua uuden PCU:n kautta ohjaavan uuden SGSN:n osoitteen. Vaiheessa 402 vanha SGSN lähettää uudelle 20 SGSN . lie (GTP) CELL_CHANGE_REQUEST -sanoman, jonka muodosta nähdään . esimerkki kuvassa 5e. Sanoma 540 käsittää jaksonumeron 541, uuden solun tunnuk- • · sen 542, mahdollisen matkaviestimen radio-ominaisuuksien kuvaajan 543, mahdol-··* lisen vanhan solun palvelutyypin kuvaajan 544, mahdollisen PDP-konteksti(e)n ku- vaajan 545, salausparametrikentän 546 ja mobiilipäätelaitteeseen liittyvän IMSI-25 koodin (International Mobile Subscriber Identity) 547. Vaihtoehtoisesti (GTP)

: CELL CHANGE REQUEST -sanoma voi sisältää CELL CHANGE REQUEST

. ' ’: -sanoman sellaisenaan.

Vastaanotettuaan (GTP) CELL CHANGE REQUEST -sanoman uusi SGSN käyttää / solun tunnusta saadakseen selville vaiheessa 403 uuden PCU:n eli kohdesolua oh- 30 jaavan PCU:n. Uusi SGSN lähettää CELL CHANGE REQUEST -sanoman 404, jo- , ': ka on samanlainen kuin kuvan 3 sanoma 303, uudelle PCU:lle.

;· Vastaanotettuaan CELL CHANGE REQUEST -sanoman 404 uusi PCU toimii vai- v,: heessa 405 kuten edellä on selostettu PCU-yksiköiden välisen, SGSN:n sisäisen so- lunvaihdon yhteydessä. Vaihe 405 käsittää siten kaikki mainitut hyväksyttävyys-35 tarkistukset ja allokoinnit samoin kuin uudelle tukiasemalle ilmoittamisen. Vai- 14 111787 heessa 406 uusi PCU lähettää CELL CHANGE RESPONSE -sanomansa uudelle SGSN:lle. Tämä sanoma on edullisesti samanlainen kuin kuvan 3 sanoma 307.

Vastaanotettuaan CELL CHANGE RESPONSE -sanoman 406 uusi SGSN tarkistaa vaiheessa 407 sanoman sisältämän syyparametrin. Jos toimenpiteen tulos on positii-5 vinen, uusi SGSN säilyttää PDP-kontekstitiedot, sikäli kuin vanha SGSN on ne toimittanut, ja antaa matkaviestimelle uuden TLLI-tunnuksen. Muussa tapauksessa uusi SGSN poistaa vaiheessa 407 PDP-kontekstitiedot (jos vanha SGSN oli niitä edes toimittanut). Vaiheessa 408 uusi SGSN lähettää (GTP) CELL CHANGE RESPONSE -sanoman vanhalle SGSN:lle. Kuvassa 5f nähdään esimerkki sanoman 10 muodosta, jossa sanoman 550 kentät ovat: jaksonumero 551, syy 552, uusi TLLI 553 ja alkuperäinen CELL CHANGE RESPONSE -sanoma 554.

Vastaanotettuaan (GTP) CELL CHANGE RESPONSE -sanoman vanha SGSN lähettää vaiheessa 409 sen sisältämän CELL CHANGE RESPONSE -sanoman vanhalle PCU:lle. Vastaanotettuaan CELL CHANGE RESPONSE -sanoman vanha 15 PCU lähettää varsinaisen PACKET CELL CHANGE CMD -sanoman 410 matkaviestimelle, edullisimmin PACCH-kanavalla, kuten selostettiin keksinnön ensimmäisen suoritusmuodon yhteydessä.

Vastaanotettuaan PACKET CELL CHANGE CMD -sanoman matkaviestin toimii vaiheessa 411 kuten selostettiin PCU-yksiköiden välisen, SGSN.n sisäisen solun-. ·. 20 vaihdon yhteydessä, mutta seuraavalla poikkeuksella: muodostaessaan yhteyttä uu teen soluun matkaviestin käyttää asianmukaisissa kohdissa uutta TLLI-tunnusta, ja mikäli solunvaihto epäonnistuu ja matkaviestin palaa vanhaan soluun, matkaviestin ! käyttää asianmukaisissa kohdissa vanhaa TLLI-tunnustaan.

»

Vastaanotettuaan matkaviestimeltä LLC-tason ensimmäisen PDU:n (mukaan lukien : 25 uuden TLLI:n) uuden SGSN:n tulee ilmoittaa vanhalle SGSN:lle (ja HLR:lle) onnis

tuneesta solunvaihdosta. Uusi SGSN lähettää vaiheessa 412 (GTP) CELL CHANGE

. : IND -sanoman vanhalle SGSN:lle. Lisäksi uusi SGSN päivittää sinänsä tunnetulla • _ , ··, tavalla kaikki kyseeseen tulevat GGSN-solmut. Tämän jälkeen kaikki datapaketit reititetään uuden SGSN:n kautta.

* ·

• I

30 Vastaanotettuaan (GTP) CELL CHANGE IND -sanoman vanha SGSN käynnistää laskurin ja lähettää uudelle SGSN:lle (GTP) CELL CHANGE ACK -sanoman 413. ;*·’ Jos vanhalla SGSN:llä on matkaviestimelle osoitettuja lähettämättömiä (kuittaamat- • i; tornia) alassuunnan datapaketteja, se toimittaa paketit edelleen uudelle SGSN:lle.

Laskurin käydessä vanha SGSN lähettää kaikki matkaviestimelle osoitetut vastaan- 15 111787 ottamansa datapaketit edelleen uudelle SGSNille. Laskurin umpeutuessa vanha SGSN poistaa matkaviestimeen liittyvät tiedot.

Vaihtoehtoisesti vanha SGSN voi lähettää kopion kaikista kuittaamattomista alas-suunnan datapaketeista uudelle SGSNille jo heti (GTP) CELL CHANGE 5 REQUEST -sanoman lähetyksen jälkeen. Kun sitten matkaviestin muodostaa yhteyden uuteen soluun, se pystyy vastaanottamaan datapaketit välittömästi.

Edellä esitetyt keksinnön suoritusmuodot ovat luonnollisesti vain esimerkkejä ja niihin voidaan tehdä monia lisäyksiä ja muutoksia poikkeamatta oheisten patenttivaatimusten määrittelemästä keksinnön piiristä. Esimerkiksi solunvaihdoissa, joissa 10 ei tarvita kommunikointia SGSNm kanssa mutta joihin liittyy kaksi PCU-yksikköä, esimerkiksi PCU-yksiköiden välisessä, SGSNm sisäisessä solunvaihdossa, vanha PCU voi lähettää solunvaihtopyyntösanoman suoraan uudelle PCUille, eikä SGSNm kautta, jos vanha PCU vain pystyy selvittämään uuden PCUm identiteetin esimerkiksi matkaviestimeltä tulleessa sanomassa mainitusta pyydetyn uuden solun tun-15 nuksesta. Vanha PCU voi myös pollata useita ehdokkaita uudeksi PCUiksi ja edetä vain valitun uuden PCUm kanssa. Eräs toinen lisäys ja muutos on siirto-kehyssynkronoinnin käyttö solujen välillä, joka voi poistaa tarpeen käyttää erillisiä hajasaantipurskeita: yhteydenmuodostus uuteen soluun voi tapahtua suoraan käyttämällä allokoituja radioresursseja. Matkaviestin voi ilmoittaa useita ehdokkaita uu-20 deksi soluksi pyyntösanomassaan; nämä ehdokassolut voivat vaikuttaa verkon puo- • 1 Ien toimintaan niin, että samanaikaisesti lähetetään useita pyyntösanomia jopa eri *: SGSN- ja PCU-yksiköille. Keksinnön kannalta ei ole merkitystä, tapahtuuko matka- . : 1: viestimen sijainnin päivitys GGSN-tasolla vanhan vai uuden SGSNm toimesta.

« 1 1 * 1 *' Keksintö ei myöskään rajoitu edellä esitettyihin GPRS:ään liittyviin verkko- « 1 · / 25 elementtien ja sanomien nimiin, joskin ne auttavat ymmärtämään keksinnön sovel- *·’ lettavuutta GPRS-järjestelmään. Keksintö on sovellettavissa myös muihin paketti kytkentäisiin solukkoradiojärjestelmiin.

> * * · » » 1 »

Claims (11)

16 111787

1. Menetelmä matkaviestimen (MS) solunvaihdon toteuttamiseksi pakettikytkentäisessä solukkoradiojäijestelmässä, joka käsittää ensimmäisen tukiaseman (BTSold), toisen tukiaseman (BTSnew) ja ohjausyksikön (PCU, PCUold), joka oh-5 jaa ainakin ensimmäisen tukiaseman (BTSold) toimintaa, tunnettu siitä, että se käsittää vaiheet, joissa - ohjausyksikössä (PCU, PCUold) vastaanotetaan matkaviestimeltä (MS) tuleva pyyntösanoma (203), joka ilmoittaa matkaviestimen (MS) halukkuuden suorittaa so-lunvaihto ensimmäisen tukiaseman (BTSold) solusta toisen tukiaseman (BTSnew) 10 soluun, matkaviestimen (MS) yhä kommunikoidessa ensimmäisen tukiaseman (BTSold) kanssa, - ohjausyksikössä (PCU, PCUold) tehdään päätös matkaviestimen pyytämän solunvaihdon hyväksymisestä tai hylkäämisestä, - ohjausyksiköltä (PCU, PCUold) lähetetään kohti matkaviestintä ensimmäisen tu-15 kiaseman (BTSold) kautta ensimmäinen sanoma (207, 309, 410), joka ilmaisee mainitun päätöksen tuloksen, ja - mikäli ohjausyksikön (PCU, PCUold) tekemä päätös koski matkaviestimen pyytämän solunvaihdon hyväksymistä, järjestetään matkaviestimelle yhteys toisen tukiaseman soluun.

2. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat av att om beslutet som styrenheten (PCU, PCUold) fattade gällde ett godkännande av cellbyte som begärts av mobiltelefonen, sänds frän styrenheten (PCU, PCUold) tili mobiltelefonen (MS) via 10 den första basstationen (BTSold) ett första meddelande (207, 309, 410) för att be-stämma en första framtida tidpunkt (209) för cellbyte, varvid man med hjälp av det första meddelandet (207, 309, 410) ger kommando om en specifik räknares initie-ring i mobiltelefonen (MS).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mikäli ohja- usyksikön (PCU, PCUold) tekemä päätös koski matkaviestimen pyytämän solun- i · vaihdon hyväksymistä, ohjausyksiköltä (PCU, PCUold) lähetetään matkaviestimelle (MS) ensimmäisen tukiaseman (BTSold) kautta ensimmäinen sanoma (207, 309, * · : ; 410) jonkin tulevan, solunvaihtoa koskevan ensimmäisen ajanhetken (209) määrää- 25 miseksi, jonka ensimmäisen sanoman (207, 309, 410) avulla komennetaan tietyn ’ 1 laskurin alustus matkaviestimessä (MS). « »

3. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat av att om beslutet som styrenhe-15 ten (PCU, PCUold) fattade gällde ett godkännande av cellbyte som begärts av mobiltelefonen, sänds frän styrenheten (PCU, PCUold) tili mobiltelefonen (MS) via den första basstationen (BTSold) ett första meddelande (207, 309, 410) för att be-stämma en framtida första tidpunkt (209) för cellbyte, varvid det första meddelandet (207, 309, 410) anger ett specifikt ramnummer, som tidsmässigt sammanfaller med 20 den nämnda första tidpunkten.

: : 4. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat av att om beslutet som styrenhe- ; . ten (PCU, PCUold) fattade gällde ett godkännande av cellbyte som begärts av mo- .· . biltelefonen, sänds frän styrenheten (PCU, PCUold) tili mobiltelefonen (MS) via ' : den första basstationen (BTSold) ett första meddelande (207, 309, 410) för att be- 25 stämma en framtida första tidpunkt (209) för cellbyte, varvid med hjälp av det första meddelandet (207, 309, 410) anges att nämnda första tidpunkt är det ögonblick dä mobiltelefonen mottar nämnda första meddelande. : 5. Förfarande enligt patentkrav 2, 3 eller 4, kännetecknat av att det innefattar ett skede, i vilket allokation av mobiltelefonens (MS) radioresurser frän den första bas-: 30 stationen (BTSold) uppehälls under en given tidsperiod efter den nämnda första tid- punkten (209).

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mikäli ohja-: usyksikön (PCU, PCUold) tekemä päätös koski matkaviestimen pyytämän solun vaihdon hyväksymistä, ohjausyksiköltä (PCU, PCUold) lähetetään matkaviestimelle ' 30 (MS) ensimmäisen tukiaseman (BTSold) kautta ensimmäinen sanoma (207, 309, 410. jonkin tulevan, solunvaihtoa koskevan ensimmäisen ajanhetken (209) määrää- miseksi, jossa ensimmäisessä sanomassa (207, 309, 410) ilmoitetaan tietty kehys-‘. numero, joka on ajallisesti yhtenevä mainitun ensimmäisen ajanhetken kanssa. ’·’ 4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mikäli ohja- 35 usyksikön (PCU, PCUold) tekemä päätös koski matkaviestimen pyytämän solun- 17 111787 vaihdon hyväksymistä, ohjausyksiköltä (PCU, PCUold) lähetetään matkaviestimelle (MS) ensimmäisen tukiaseman (BTSold) kautta ensimmäinen sanoma (207, 309, 410) jonkin tulevan, solunvaihtoa koskevan ensimmäisen ajanhetken (209) määräämiseksi, jolloin ilmoitetaan mainitun ensimmäisen sanoman (207, 309, 410) avulla, 5 että mainittu ensimmäinen ajanhetki on hetki, jolloin matkaviestin vastaanottaa mainitun ensimmäisen sanoman.

5. Patenttivaatimuksen 2, 3 tai 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että se käsittää vaiheen, jossa matkaviestimen (MS) radioresurssiallokointia ensimmäiseltä tukiasemalta (BTSold) ylläpidetään tietyn ajan mainitun ensimmäisen ajanhetken 10 (209) jälkeen.

6. Förfarande enligt patentkrav 5, kännetecknat av att det innefattar ett skede, i ‘ ' vilket allokation av mobiltelefonens (MS) radioresurser frän den första basstationen 20 111787 (BTSold) uppehälls ända tills en pä förhand bestämd tidsgräns efter den nämnda första tidpunkten (209) upphör.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että se käsittää vaiheen, jossa matkaviestimen (MS) radioresurssiallokointia ensimmäiseltä tukiasemalta (BTSold) ylläpidetään kunnes tietty ennalta määrätty aikaraja mainitun ensimmäisen ajanhetken (209) jälkeen on umpeutunut.

7. Förfarande enligt patentkrav 5, kännetecknat av att det innefattar ett skede, i vilket allokation av mobiltelefonens (MS) radioresurser frän den första basstationen 5 (BTSold) uppehälls ända tills styrenheten (PCU, PCUold) märker, att mobiltelefo-nen (MS) framgängsrikt bytt tili cellen i den andra basstationen (BTSnew).

7. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että se käsittää vaiheen, jossa matkaviestimen (MS) radioresurssiallokointia ensimmäiseltä tukiasemalta (BTSold) ylläpidetään kunnes ohjausyksikkö (PCU, PCUold) huomaa, että matkaviestin (MS) on onnistuneesti vaihtanut toisen tukiaseman (BTSnew) soluun.

8. Förfarande enligt patentkrav 7, kännetecknat av att i arrangemanget, i vilket styrenheten (PCU) dessutom styr funktionen hos den andra basstationen (BTSnew), utförs skedet i vilket styrenheten (PCU) märker att mobiltelefonen (MS) framgängs- 10 rikt har bytt tili cellen i den andra basstationen (BTSnew), genom att i styrenheten (PCU) detektera att skurama i samband med normal dataöverföring mellan mobiltelefonen (MS) och det paketkopplade cellulära radiosystemet passerar via en ny bas-station (BTSnew).

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että järjestelyssä, . : 20 jossa ohjausyksikkö (PCU) lisäksi ohjaa toisen tukiaseman (BTSnew) toimintaa, .·· . vaihe, jossa ohjausyksikkö (PCU) huomaa matkaviestimen (MS) onnistuneesti vaih taneen toisen tukiaseman (BTSnew) soluun, toteutetaan havaitsemalla ohjausyksi-!kössä (PCU), että matkaviestimen (MS) ja pakettikytkentäisen solukkoradiojäqestel-; ’ . män väliseen normaaliin tiedonsiirtoon liittyvät purskeet kulkevat uuden tukiaseman ’; : 25 (BTSnew) kautta.

9. Förfarande enligt patentkrav 7, kännetecknat av att i arrangemanget, där styr-15 enheten är en första styrenhet (PCUold) som styr funktionen hos den första basstationen (BTSold) och ett paketkopplat cellulärt nät, dessutom innefattar en andra styrenhet (PCUnew), som styr basstationens (BTSnew) funktion, utförs skedet, i vilket den första styrenheten (PCUold) märker att mobiltelefonen (MS) framgängs-rikt bytt tili cellen i den andra basstationen (BTSnew), genom att i den första styr- : 20 enheten (PCUold) motta ett meddelande frän den anda styrenheten (PCUnew).

9. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä- tunnettu siitä, että järjestelyssä, . ' : jossa ohjausyksikkö on ensimmäisen tukiaseman (BTSold) toimintaa ohjaava en- , ·. simmäinen ohjausyksikkö (PCUold) ja pakettikytkentäinen solukkoverkko lisäksi ’ käsittää toisen ohjausyksikön (PCUnevv), joka ohjaa toisen tukiaseman (BTSnew) : ·’ 30 toimintaa, vaihe, jossa ensimmäinen ohjausyksikkö (PCUold) huomaa matkaviesti- ' .. ‘ men (MS) onnistuneesti vaihtaneen toisen tukiaseman (BTSnew) soluun, toteutetaan vastaanottamalla ensimmäisessä ohjausyksikössä (PCUold) sanoma toiselta ohjaus-. ·. : yksiköltä (PCUnew). 18 111787

10. Förfarande enligt patentkrav 5, kännetecknat av att det innefattar ett skede, i vilket allokation av mobiltelefonens (MS) radioresurser frän den första basstationen ’**·’ (BTSold) uppehälls antingen ända tills en pä förhand bestämd tidsgräns efter den * 1 ·. : nämnda första tidpunkten (209) upphör eller tills styrenheten (PCU, PCUold) mär- 25 ker att mobiltelefonen (MS) framgängsrikt bytt tili cellen i den andra basstationen (BTSnew), beroende pä vilket som sker först.

10. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että se käsittää vaiheen, jossa matkaviestimen (MS) radioresurssiallokointia ensimmäiseltä tukiasemalta (BTSold) ylläpidetään joko kunnes tietty ennalta määrätty aikaraja mainitun ensimmäisen ajanhetken (209) jälkeen on umpeutunut tai kunnes ohjausyksikkö 5 (PCU, PCUold) huomaa matkaviestimen (MS) onnistuneesti vaihtaneen toisen tukiaseman (BTSnew) soluun, riippuen siitä kumpi tapahtuu ensin.

11. Järjestely matkaviestimen (MS) solunvaihdon toteuttamiseksi pakettikytkentäisessä solukkoradiojärjestelmässä, joka käsittää ensimmäisen tukiaseman (BTSold), toisen tukiaseman (BTSnew) ja ohjausyksikön (PCU, PCUold), joka ohjaa ainakin 10 ensimmäisen tukiaseman (BTSold) toimintaa, tunnettu siitä, että se käsittää - ohjausyksikössä (PCU, PCUold) välineet pyyntösanoman (203) vastaanottamiseksi, joka pyyntösanoma ilmoittaa matkaviestimen (MS) halukkuuden suorittaa solun-vaihto ensimmäisen tukiaseman (BTSold) solusta toisen tukiaseman (BTSnew) soluun matkaviestimen (MS) yhä kommunikoidessa ensimmäisen tukiaseman 15 (BTSold) kanssa, - ohjausyksikössä (PCU, PCUold) välineet päätöksen tekemiseksi matkaviestimen pyytämän solunvaihdon hyväksymisestä tai hylkäämisestä, - ohjausyksikössä (PCU, PCUold) ja ensimmäisessä tukiasemassa (BTSold) välineet ensimmäisen sanoman (207, 309, 410) lähettämiseksi kohti matkaviestintä (MS) oh- 20 jausyksikön tekemän päätöksen tuloksen ilmoittamiseksi, ja - toisessa tukiasemassa (BTSnew) välineet yhteyden järjestämiseksi matkaviestimel- ( · le, jotta matkaviestin voisi tehdä solunvaihdon tukiaseman (BTSnew) soluun. « • · ;; ’ Patentkrav : * 25 1. Förfarande för att utföra cellbyte för en mobiltelefon (MS) i ett paketkopplat ;. cellulärt radiosystem, innefattande en första basstation (BTSold), en andra bassta- • *· tion (BTSnew) och en styrenhet (PCU, PCUold), som styr funktionen hos ätminsto-ne den första basstationen (BTSold), kännetecknat av att det innefattar skeden, i ’.,vilka 30. styrenheten (PCU, PCUold) frän mobiltelefonen (MS) mottar ett meddelande med : en begäran (203) som meddelar mobiltelefonens (MS) önskan att utföra cellbyte frän en cell hos den första basstationen (BTSold) tili en cell hos den andra bassta-v tionen (BTSnew), medan mobiltelefonen (MS) fortfarande kommunicerar med den , '. första basstationen (BTSold), ' ’ 35 - i styrenheten (PCU, PCUold) fattas ett beslut om godkännande eller förkastande av det cellbyte som mobiltelefonen begär, 19 111787 - frän styrenheten (PCU, PCUold) sands i riktning mot mobiltelefonen via den första basstationen (BTSold) ett första meddelande (207, 309, 410) som anger resultatet av nämnda beslut, och - om beslutet som styrenheten (PCU, PCUold) fattade gällde ett godkännande av 5 cellbyte som begärts av mobiltelefonen, uppkopplas mobiltelefonen tili en cell i den andra basstationen.

11. Arrangemang för att utföra ett cellbyte för en mobiltelefon (MS) i ett paket- ‘;' kopplat cellulärt radiosystem, innefattande en första basstation (BTSold), en andra ; basstation (BTSnew) och en styrenhet (PCU, PCUold), vilken styr funktionen hos : ; 30 ätminstone den första basstationen (BTSold), kännetecknat av att det innefattar ;v, - organ i styrenheten (PCU, PCUold) för att motta ett meddelande med begäran '. ‘. (203), varvid meddelandet uttrycker mobiltelefonens (MS) önskan om att utföra ett cellbyte frän cellen i den första basstationen (BTSold) tili en cell i den andra bassta- 21 111787 tionen (BTSnew), da mobiltelefonen (MS) ännu kommunicerar med den första bas-stationen (BTSold), - organ i styrenheten (PCU, PCUold) för att göra ett beslut om godkännande eller förkastande av det cellbyte som mobiltelefonen begär, 5. organ i styrenheten (PCU, PCUold) och i den första basstationen (BTSold) för att sända ett första meddelande (207, 309, 410) mot mobiltelefonen (MS) för att ange resultatet av styrenhetens beslut, och - organ i den andra basstationen (BTSnew) för att uppkoppla en förbindelse till mobiltelefonen, sä att mobiltelefonen kan göra ett cellbyte till basstationens (BTSnew) 10 cell. 1 I « I I • »