FI114361B - Menetelmä ja laite pakettien kohdistamiseksi viestintäjärjestelmässä - Google Patents

Description

114361

Menetelmä ja laite pakettien kohdistamiseksi viestintäjärjestelmässä

Esillä oleva keksintö liittyy yleisesti viestintäjärjes-5 telmiin ja erityisesti lähetykseen järjestelmässä, joka pystyy yhtäaikaislähetykseen.

Viestintäjärjestelmiä, joissa informaatiota lähetetään useilta tukiasemilta, kutsutaan yhtaikaislähetysjärjestel-10 miksi (simulcast systems). Useimmissa yhtaikaislähetysjärjestelmissä pidetään toivottavana, että keskusohjain ylläpitää lähettävien yksiköiden jonkintasoista tahdistusta.

On myös toivottavaa, että informaatio lähetetään mainituilta useilta asemilta mahdollisimman aikaisin vastaan-15 otetun signaalin laatuun vaikuttavien viiveiden vähentämiseksi. Tämä laadun aleneminen aiheutuu sekä käyttäjän havaitsemasta huononemisesta että kohdepäätteillä (esim. langallisilla puhelimilla) impedanssin suhteen huonosti sovitetuista nelijohdin-kaksijohdinyhteyksistä viivästy-20 neestä heijastuneesta energiasta aiheutuvista huononnuksista .

• ; Eräs sellainen yhtaikaislähetys jär jestelmä, jossa lähetys- « · * \ ; ten tahdistus on kriittinen, on CDMA (Code Division Mul- • * * *·*·' 25 tiple Access; koodi jakokanavointi) -solukkojärjestelmä, ' * johon liittyy ehdollinen kanavanvaihto (soft-handoff).

Ehdollisen kanavanvaihdon aikana tilaaja vastaanottaa * · * · puhe- tai datalähetteet kahdelta tai useammalta tukiase malta tai kahdelta tai useammalta sektorilähettimeltä, ··· 30 joilla on limittäiset peittoalueet. Tukiasemien lähettei- den laadusta riippuen tilaaja voi käyttää kaikkia lähet-teitä tai valita parhaimman laadun omaavan tukiaseman • · * • ·' lähetteen. Mikäli lähetteiden välillä kuitenkin on liian ·...’ paljon viivettä, tilaaja ei pysty suorittamaan välttämä- 35 töntä lähetteiden toistevertailua (diversity comparison) 2 114361 yhdistämisen suorittamiseksi tai määrittämään, minkä laatu on paras. Tämä on tehty kriittisemmäksi, koska viestintä (esim. puhe) siirretään mainituille useille asemille kehyksissä, jotka täytyy osoittaa kiinteille 20 ms:n aika-5 ikkunoille lähetystä varten. Tällaisten kiinteiden aikaik-kunoiden ja tahdistetun ajoituksen käyttö sallii kehysten lähettämisen tahdistetusti. Pieni viive jollekin tukiasemalle saapuvassa samassa kehyksessä toisen suhteen saattaa aiheuttaa sen, että lähetys jollakin tukiasemalla viiväs-10 tyy yhden kokonaisen aikaikkunan verran suhteessa lähetykseen toisella (toisilla) tukiasemalla (-asemilla).

Tämä tahdistusmenettely on tehty luonnostaan vaikeammaksi, koska tukiasemat melkein aina sijaitsevat siten, että 15 lähetysajat keskusohjaimelta (esim. tukiasemaohjaimelta (BSC, base site controller) , matkapuhelinkeskukselta (MSC, mobile switching center) tai muulta sellaiselta) ovat toisistaan eroavat. Tarkan tahdistuksen aikaansaamiseksi tukiasemat keskusohjaimeen yhdistävien yhteyksien tai 20 yhdysjohtojen etäisyysero tulisi ottaa huomioon. Tämä suoritetaan tyypillisesti laskemalla viive keskusohjaimel-ta kaikille tukiasemille ja asettelemalla lähetys keskus-ohjaimelta suurimman mahdollisen viiveen perusteella, toisin sanoen viiveen lähetyksessä kauimpana olevalle • ♦ · ' 25 palveltavalle tukiasemalle (ja sisältäen todennäköisesti merkittävän "varmuusmarginaalin")· Tämä aiheuttaa kuiten- * I » kin sen, että informaatiota viivästetään aina maksimaali- v ‘ nen määrä. Siten järjestelmän laajentuessa ja viiveiden kasvaessa sisäänrakennettuun viiveeseen on lisättävä enem- ti<:* 30 män marginaalia.

Eräs toinen ratkaisu näihin ongelmiin on esitetty US-pa-tentti julkaisussa n:o 5,268,933. Siinä on saatu aikaan » >

• I

;· hienoasteisempi pakettien kohdistuksen erotuskyky viiväs- I · · : 35 tämällä tai aikaistamalla kumpaakin pakettia perustuen • 1 114361 3 ilmaisuun, että jompikumpi paketti on ennalta määrättyä kokoa (Al) suurempi tai on viivästynyt ennalta määrättyä kehyksen kestoaikaa (esim. 10 ms) enemmän. Vaikka tämä laajasti ottaen esittää aikakohdistustekniikan, niin se 5 esittää erityisesti vain prosessin, joka käyttää kehys-puskurin tarkkailua tai aikaleimalla varustettuja osoittimia tukiasemilla, minkä lisäksi vokooderi reagoi molemmilta tukiasemilta tuleviin käskyihin. Se ei erityisesti esitä aika-asettelujen minimoimiseksi mitään menetelmää, 10 jolla vokooderiin tai muuhun sellaiseen menevät PCM-hypyt (pulse code modulated; pulssikoodimoduloitu) voidaan minimoida tai jolla tukiasemassa taataan paketin lähetys oikeassa aikaikkunassa tai lähetyskehyksessä.

15 On siis olemassa sellaisen järjestelmän tarve lähetteiden kohdistamiseksi yhtaikaislähetysjärjestelmässä, joka saa aikaan tarkemman kohdistuksen erotuskyvyn ja takaa yhtai-kaislähetyksen kullakin tukiasemalla tarvitsematta ajoi-tuslähdettä BSCrssä tai tarvitsematta keskusohjaimessa ei-20 toivottuja asettelutasoja.

Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaisille menetelmille : *[: on tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimusten :Y: 1 ja 4 tunnusmerkkiosissa.

25 • · . Keksinnön mukaiselle liikenneohjaimelle on puolestaan « I » ,’J’t tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 7 • · · tunnusmerkkiosassa.

I t · 30 Keksinnön mukaiselle viestintäyksikölle on puolestaan • » tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 9 : tunnusmerkkiosassa.

t · · • I • I *

Kuvio 1 esittää yleisesti viestintäjärjestelmää, joka voi « » 35 edullisesti käyttää tämän keksinnön mukaista pakettien • · > 4 114361 kohdistusta.

Kuvio 2 esittää informaatiopaketteja, jotka lähetetään tukiaseman lähetys-vastaanottoyksikölle ilman tämän kek-5 sinnön mukaista pakettien kohdistusta.

Kuvio 3 on lohkokaavio, joka esittää yleisesti tukiasemaohjainta ja tukiasemaa (BTS, base transceiving station) patenttivaatimuksen 1 viestintäjärjestelmässä tämän kek-10 sinnön erään suoritusmuodon mukaan.

Kuvio 4 on vuokaavio, joka esittää vaiheita kuvion 3 BTS:n tarvitseman kohdistuksen määrittämiseksi.

15 Kuviot 5-10 esittävät eri informaatiopakettien kohdistusta lisättäessä ja poistettaessa BTSriä tämän keksinnön mukaan .

Nämä ja muut ongelmat on ratkaistu esillä olevan keksinnön 20 mukaisella menetelmällä ja laitteella pakettien kohdistamiseksi. Kuvio 1 esittää keksinnön parhaana pidetyn suori-tusmuodon mukaista viestintäjärjestelmää. Tässä erityises-j‘.\ sä suoritusmuodossa viestintäjärjestelmä on solukkojärjes- telmä, jossa on solujen 100-104 radioviestinnän tukiasemat 25 eli BTS:t (base transceiving stations) 130-134, jotka , kukin on liitetty tukiasemaohjaimeen (BSC, base site cont- * · « roller; tai sen kaltaiseen keskusliikenneohjaimeen) 120.

*·’ ’ BSC 120 on vuorostaan liitetty MSC:hen (mobile switching center; matkapuhelinkeskukseen), joka toimii paikallisen 30 yleisen kytkentäisen puhelinverkon (PSTN, public switched telephone network) ja BTS: ien 130-134 välisenä liitäntänä.

:\\ Vaikka tämä suoritusmuoto kuvaa CDMA-solukkojärjestelmän .···, parhaana pidettyä toteutusmuotoa, niin tulisi ymmärtää, ’!* että keksintö on sovellettavissa myös muuntyyppiseen lan- • « · V * 35 gattomaan viestintäjärjestelmään, joka pystyy käyttämään * * · * · 114361 5 yhtaikaisliikennettä. Jäljempänä tarkastellussa suoritusmuodossa kohdistettavat informaatiopaketit sisältävät puhedataa, mutta kohdistustekniikka soveltuu myös muille datamuodoille, käyttäjäinformaatio ja ohjausdata mukaanlu-5 kien. Siten tulisi olla ymmärrettävää, että seuraava, tämän nykyisin parhaana pidetyn suoritusmuodon selitys on tarkoitettu havainnollistavaksi eikä keksinnön piiriä rajoittavaksi.

10 Kun tilaaja eli matkapuhelin 125 kulkee solukkojärjestelmän alueella, tarvitaan tilaajan 125 ja sitä palvelevan BTS:n välisen yhteyden kanavanvaihto, joka BTS on kuviossa 1 esitetty BTS:nä 130. Tässä suoritusmuodossa tilaajalla 125 on toistevastaanottokyky, joka sallii sen vastaanottaa 15 lähetteitä useilta BTSriitä samanaikaisesti. Siten liikkuessaan kohti solua 102 tilaaja 125 ryhtyy ehdolliseen kanavanvaihtoon BTS:ien 130 ja 132 välillä.

Tämä ehdollinen kanavanvaihtomenettely voi kuitenkin on-20 nistua vain, jos kumpikin BTS lähettää saman informaation samanaikaisesti. Vaikka samat informaatiopaketit lähete-tään BSCrltä 120 kummallekin BTS: lie 130, 131 samanaikai-sesti, paketit saapuvat eri aikoina, koska BSC:n 120 ja

• I

BTS:n yhdistävän yhteyden eli jännevälin (esim. johdin-25 tai kuituoptisen kaapelin) pituus L4 on pitempi kuin BTS:n 131 BSCrhen 120 yhdistävän yhteyden 112 pituus L5. Kulla-;;; kin yhteydellä BSC-BTS on itse asiassa eri pituudet L1-L5.

'·* * Tyypillisessä CDMA-solukkojärjestelmässä informaatiopake tin kestoaika on 20 ms, ja saapumisaikojen ero eri BTSril-30 lä voi olla niinkin suuri kuin 5 ms tai enemmän riippuen * * * kulloinkin kyseessä olevien yhteyksien pituuseroista, , muista viiveitä aiheuttavista verkon yksiköistä (toisti- mistä ja muista sellaisista) jne. Kuten edellä on esitetty, tämä voi johtaa siihen, että eri BTS:t lähettävät ·...* 35 saman informaatiopaketin eri lähetyskehyksissä. Myös liian 114361 6 usein toistuva PCM-näytteityskohdan uudelleenasettelu huonontaa puheen laatua tällaisten asettelujen suuruuteen ja taajuuteen verrannollisesti; nämä asettelut voidaan saada aikaan säätämällä sitä kohtaa, joissa BSC:n puhekooderi 5 alkaa näytteittää PCM-virtaa. Jos asettelut vastaanotetaan kultakin BTS:ltä ja jos BSC toimii niiden mukaan, jotta se tulostaisi puhedatan optimaalisella ajanhetkellä kunkin BTS:n käyttöön, niin tuloksena olevat PCM-hypyt voivat olla kuultavia ja ne todella huonontavat puheen laatua.

10

Kuvio 2 esittää, miten sama informaatiopaketti voi joutua lähetetyksi eri lähetyskehyksissä. Samat informaatiopaketit A (215, 225, 235), B (213, 223, 233) ja C (211, 221, 231) lähetetään vastaavasti eri BTS:ille x-z datavirroissa 15 210, 220 ja 230. Tähtimerkki (*) kussakin paketissa tar koittaa kunkin paketin sitä kohtaa (bittiä), joka täytyy vastaanottaa BTSrssä, ennenkuin ko. paketti voidaan lähettää seuraavassa lähetyskehyksessä (air-frame). Kuvatussa tapauksessa BTSx vastaanottaa puhepaketin B juuri puhepa-20 ketin B toisessa lähetyskehyksessä lähettämiseen liittyvän aikarajan jälkeen. BTSx lähettää silloin tyypillisessä järjestelmässä, joka ei tunnista paketteja, puhepaketin C, ;· >. viimeisen kokonaisen paketin, joka on vastaanotettu ajois- *.! sa lähetystä varten. Toisaalta BTSy vastaanottaa puhepake- ' \ 25 tin B juuri oikeana aikana toisessa lähetyskehyksessä lä hettämistä varten. BTSy lähettää silloin paketin B. BTSz vastaanottaa puhepaketin B juuri ennen paketin B lähettä-V · miseen liittyvää aikarajaa. BTSz lähettää silloin paketin B. Lopputuloksena on, että BTSx, joka lähettää eri dataa *·· 30 kuin BTSy ja BTSz, olisi häiritsijä ja kumoaisi ehdollisen ;. kanavanvaihdon hyödyt.

• » * • ·' Nämä ja muut ongelmat vältetään käyttämällä esillä olevan keksinnön mukaista kehys- ja aikakohdistusta. Kuviossa 3 35 on yleisesti esitetty tämän keksinnön toteuttava CDMA- 7 11436Ί viestintäjärjestelmä. Alan asiantuntija huomaa helposti, miten eri alajärjestelmät on kytkettävä keskenään ja sen mitä alajärjestelmiä lisäksi tyypillisesti käytetään tällaisen viestintäjärjestelmän toteuttamisessa. MSC 305 on 5 kytketty kuhunkin sen BSC:hen 310, 320. BSC1 (310) on vuorostaan kytketty BTSl:een - BTS3:een (330, 340 ja 350).

BSC1 (310) sisältää suorittimen 311, joka on mieluummin digitaalinen signaaliprosessori (DSP, digital signal processor) . Suoritin 311 sisältää vokooderi-/nopeudensovitus-10 yksikön 312 lähtevän puhe-/datainformaation koodaamiseksi asianmukaisesti ja kehysnumeroiden lisäämiseksi, sekä valitsimen 313 BTS:ille lähetettävien datapakettien kohdistuksen ohjaamiseksi. Valitsin 313 on mieluummin I/O (in-put/output; syöttö/tulostus) -prosessori, joka sisältää 15 kehys-/pakettilaskurin (ja -numeroinnin) 314 ja aikakoh-distuksen 315 ohjaustoiminnot. Valitsin 313 on tarkoituksenmukaisesti konfiguroitu ohjaamaan vokooderia 312 sijoittamaan paketti-/kehysnumeroinformaation (so. lähetyksen ajoitusliput (timing transmission tags)) ja vastaanot-20 tamaan ajoituksen asettelupyynnöt ja ohjaamaan vokooderia 312 aikaistamaan/viivästämään paketteja/kehyksiä. Kuvio 5 : esittää datavirrassa 500, miten tällainen kehysnumeroin- • formaatio (502, 504) voidaan lisätä esimerkiksi johdantona t « .V. (preamble) kuhunkin pakettiin (501, 503). Toteutuksen 25 helpottamiseksi lähetyskehykset rajattu järjestelmää joiksi . 0-3. Tyypillisessä CDMA-järjestelmässä tämä aika johdetaan '.]] kussakin BTS:ssä GPS:n (global positioning system; maapal- **’ ’ lon kattava satelliittipaikannusjärjestelmä) aikasignaa- lista. GPS-signaalin dekoodattu UTC (universal time code; 3 0 universaalinen aikakoodi) on erityisen edullinen käytettä-väksi järjestelmäaikana esillä olevassa keksinnössä siinä suhteessa, että asianomaisia bittejä (00, 01, 10, 11), jotka edustavat lähetyskehyksen 20 ms:n kestoajan moniker-

I S

toja, voidaan käyttää BTS:issä vastaavien järjestelmäaiko-V ’ 35 jen 0-3 asettamiseksi tahdistetusti kaikissa BTSrissä.

114361 8

Alan asiantuntijalle on selvää, että lisää kehysten numeroita voidaan helposti sovittaa ottamalla huomioon UTC:n 3 tai useampia bittejä. Aikakohdistuksen tarkoituksissa kuvion 3 BTS1 (330) käyttää UTC:tä lähetyskehysjakson 5 alkua ilmaisevan liipaisumerkin asettamiseksi. Kun paketti vastaanotetaan pakettipuskuriin 331, datan/ajoituksen kohdistusilmaisin 334 ilmaisee, miten paljon vastaanottoaika eroaa siitä kohdasta, jossa paketti olisi vastaanotettu juuri oikeana aikana lähetettäväksi (merkitty kus-10 sakin paketissa tähtimerkillä).

Toiminnan aikana BSCl:n (310) suoritin 311 vastaanottaa aikakohdistuspyynnöt kultakin BTS:Itä, joka kuuluu ehdollisen kanavanvaihdon aktiivijoukkoon (soft-handoff active 15 set) . Näiden pyyntöjen alue voi olla -20 ms - +20 ms. Valitsin määrittää näiden pyyntöjen perusteella, mikä BTS aktiivijoukossa kokee pisimmän siirtoviiveen, toisin sanoen, mikä BTS pyytää suurinta ajoitusennakkoa tai pienintä viivästystä, jos mitään aikaistuspyyntöjä ei ole 20 tehty. Valitsin 313 käyttää tätä BTS:ää kohdistuksessa isäntänä (eli radioviestinnän isäntä-BTS:nä). Sinänsä suo-. . ritin 311 reagoi vain määrätyltä aikakohdistuksen isäntä- BTS: Itä saatuihin aikakohdistuspyyntöihin. Suoritin 311 ; jättää huomioonottamatta muut aikakohdistuspyyntöjä lähet- 25 tävät BTS: t ehdollisen kanavanvaihdon aktiivi joukossa.

Tämän johdosta aikakohdistuksen isäntä-BTS vastaanottaa · datapaketit juuri oikeana aikana lähetettäväksi. Kaikki muut BTS:t vastaanottavat datapakettinsa, ennenkuin niitä ·;· 30 tarvitaan lähetystä varten, ja siksi nämä paketit pusku- • # · · roidaan. Ne BTS:t, jotka eivät ole isäntä-BTS:iä, eivät kuitenkaan aiheuta mitään lisäviivettä, koska kaikki BTS:t • ·* on tahdistettu ja niiden tarvitsisi puskuroida paketit *···* joka tapauksessa saman datan lähettämiseksi samaan aikaan.

35 Ajoituksen ollessa tällä tavoin aseteltu PCM-näytteen 114361 9 koodauskohta on optimoitu kaikilla ehdollisen kanavanvaihdon aktiivijoukossa olevilla BTS:illä. PCM-näytteen koodauskohta tarvitsee asetella uudelleen vain, jos aktiivi-joukkoon tulee uusi ehdollisen kanavanvaihdon BTS-ehdokas, 5 joka on "kauempana" kuin kaikki muut BTS:t tai jos isäntä-BTS on poistettu aktiivijoukosta.

BSC1 310 aloittaa käynnistettäessä mieluummin asettamalla lähetyskehyslaskurin ennalta määrätyksi luvuksi, esimer-10 kiksi 0:ksi (bitit 00). Kuten aikakohdistuksessa, kukin BTS voi pyytää kehyskohdistusta. Tämä saadaan aikaan ilmaisemalla "lipulla varustettu" ("tagged") informaatiopaketti (ts. sen paketti- tai kehysnumero) puskurissa 331 kohdistusprosessorin 332 kehys-/pakettinumeron ilmaisimel-15 la 333 ja vertaamalla sen jälkeen paketin kehysnumeroa kulloiseenkin lähetyskehyksen numeroon (järjestelmäaikaan) BTS:ssä (minkä ohjain 331 on määrittänyt GPS-ajastimen 338 informaatiosta) . BSCl-.n (310) suorittimelle 311 lähetetään sen jälkeen kehyskohdistuspyyntö (tai paketin kohdistus-20 pyyntö), joka ilmaisee sen määrän, jonka verran lipulla varustettu kehysnumero on sivussa. Esimerkiksi jos järjes-telmäajan määritetään olevan 3 (ts. bitit 11), lähetetään pyyntö kehyksen aikaistamiseksi +l:llä. Suoritin 311 aset-telee kehysnumeron isäntä-BTS: Itä saadun pyynnön perus-25 teella mutta jättää jäljellä olevat pyynnöt huomioonotta- , matta. On tärkeätä panna merkille, että kehyskohdistus ei * · · ;;; varsinaisesti muuta datan ajoitusta BSC:ssä millään taval- t · » v la, vaan ainoastaan kehysnumeroa. Kehyskohdistuksen välit tömänä tarkoituksena on siis lähetyskehyksen numerolasku-30 rin asettaminen siten, että kussakin BTS:ssä ja erityises-ti isäntä-BTS: ssä lähetyskehyksen numero täsmää järjestel-mäajan kanssa. Tämä vuorostaan sallii BTS: ien vahvistaa ,···, kunkin datapaketin ajallisesti ennen radiolähetystä, mitä ennestään tunnetut menetelmät eivät sallineet.

t I »

I I I

.· · 35 1„ 114361

Alan asiantuntijalle on selvää, että varsinaiset ajoittavat lähetysasettelut voidaan tehdä eri tavoin. Aikaista-mis-/viivästämisasettelu voitaisiin tehdä esimerkiksi äkillisesti, hyppäämällä tai toistamalla jotakin informaa-5 tiota. Tämä on edullista ajoittain kuten käynnistyksessä, mutta siihen sisältyy havaitun laadun huononemisen mahdollisuus. Vaihtoehtoisesti näytteityskohdan asettelu voi tapahtua useiden kehysten/pakettien yli mutta kanavanvaihdon suorittamiseen liittyvän lisäviiveen kustannuksella.

10 Alan asiantuntija pystyy toteuttamaan asianmukaisen aika-kohdistuksen ottamalla huomioon nämä ja muut tekijät, jotka vaikuttavat kulloinkin suunniteltavana olevaan jär-j estelmään.

15 Kuvio 4 on vuokaavio, joka esittää BTSl:n (330) suorittimen 332 käyttämiä vaiheita kohdistuspyynnön määrittämiseksi BSCl:lle (310). Paketin kehysnumeron ja järjestelmäajan vertailun (vaiheet 400-404) tuloksesta riippuen kehyskoh-distuspyyntönä lähetetään joko 0 (vaiheet 409, 412-414) 20 tai järjestelmäaikaluvun ja paketin lähetyskehyksen numeron erotus (vaihe 408). Riippuen paketin saapumisajasta, joka määritetään esimerkiksi optimaalista databittiä käyt- * » täen (kuvattu tähtimerkillä) , kehitetään ajoituksen ai-kaistami spyynnöt, jotka pyytävät asianmukaista asettelua • · · ,,,,: 25 (vaiheet 412-414) .

• ♦ * * · ::: Tarkastellaan seuraavaksi kuvioita 5-10, jotka kuvaavat 1 * t ‘ lähemmin eri informaatiopakettien kohdistusta tämän kek sinnön mukaan. Kuviot 5-7 esittävät, mitä tapahtuu, jos * i · *·! 30 uusia isäntä-BTS: iä lisätään yhtaikai s lähetyksen aktiivi- ·...· joukkoon. Kuviossa 5 on aluksi esitetty yhden solun koh- .'V. distustapaus, jollainen esiintyy käynnistystilanteessa.

,··, Datavirta 500, joka käsittää paketit 501 ja 503 ja kehys-

k I

ten numerot vastaavasti johdannoissa (preamble) 502 ja k 1 * ’·’ ‘ 35 504, vastaanotetaan BTSl:ssä merkittyjen järjestelmäaika- k k n 114361 jaksojen kuluessa (esitetty järjestelmäaika osoittaa sen kohdan, jossa kunkin BTS:n tahdistettu lähetys alkaa). Koska järjestelmäaikana 0 vastaanotettavan paketin lähe-tyskehyksen numero on 2, BTS1 tekee kehyskohdistuspyynnön 5 (FA, frame alignment request) -2. Asetellun datavirran 500', joka käsittää paketit 501' ja 503' sekä johdannot 502' ja 504', ajoitus on vielä sivussa, joten tehdään myös ajoituksen aikaistamispyyntö (TA, timing advance request) xl. Kuvauksen yksinkertaistamiseksi tässä ja seuraavissa 10 piirustuksissa on käytetty merkintää xnm tarkoittamaan BTSn:n BTSm:n (isäntä-BTS:n) vuoksi vaatimaa aikaistusta x ajan verran, ja ynm tarkoittaa BTSn:n BTSm:n vuoksi vaatimaa ajoituksen viivästystä. Koska kuviossa 5 BTS1 on ainoa palveleva BTS, niin BSC hyväksyy sekä FA- että TA-pyynnöt.

15 Tulokseksi saatava datavirta 500" on aseteltu täysin oi-kea-aikaiseksi asianmukaisissa lähetyskehyksissä lähettämistä varten.

Kuvio 6 esittää toisen BTS2:n lisäämistä, jolla on pitempi 20 siirtoviive sen vastaanottamalle datavirralle 505 kuin BTSl:llä. Koska BTS1 on kehyskohdistettu, myös BTS2:n katsotaan olevan kehyskohdistettu sillä oletuksella, että suurin differentiaalinen jännevälin siirtoviive on pienem- • i pi kuin 20 ms. BTS2 tekee aikaistuksen x2 aikakohdistus-25 pyynnön (TA2), jonka suoritin 311 hyväksyy. BTS2 on silloin optimaalisesti kehys- ja aikakohdistettu (datavirta • « · !!! 505'). Sen jälkeen BTS1 vastaanottaa datan tarvittua ai- ‘ kaisemmin (datavirta 506, joka on datavirta 500" x2:n verran aikaistettuna) ja pyytää yl2:n viivästystä. Koska * i · ·: 30 BTSl ei kuitenkaan enää ole isäntä-BTS, BSC ei reagoi

I I I

tähän pyyntöön.

* * · » · .·**. Kuvio 7 esittää BTS3:n lisäämistä, jonka siirtoviive on pitempi kuin BTS2-.n tai BTSl:n. BTS3 tekee datavirran 507 ' 35 aikaistamista x3:11a koskevan ajankohdistuspyynnön, jonka 114361 12 ' BSC hyväksyy. BTS3 on sen jälkeen optimaalisesti kehys- ja aikakohdistettu (datavirta 507') . BTS2 ja BTS1 vastaanottavat nyt datan (508, 509) vaadittua aikaisemmin, ja siksi ne pyytävät vastaavia viivästyksiä y23 ja yl3. BSC kieltää 5 kummankin viivästyksen, koska BTS3 on nyt isäntä-BTS.

Kuvio 8 esittää, mitä kohdistukseen vaikuttaa, jos isäntä-BTS, BTS3 poistetaan aktiivijoukosta. BTS2 kehittää pienimmän ajoituksen viivästyspyynnön (TA2 datavirralla 510), 10 joten BTS2 määrätään uudeksi isätä-BTS:ksi. Datavirtaa 511 koskeva viivästyspyyntö yl3 hylätään. BTS2:n datavirta 510' on sen jälkeen optimaalisesti kohdistettu, ja BTSl:n datavirta 511' vastaanotetaan aikaisin ja puskuroidaan.

15 Lopuksi vielä kuviot 9 ja 10 esittävät, miten ei-isäntänä olevan BTS:n tilanmuutos vaikuttaa kohdistukseen. Kuvio 9 esittää (datavirran 512 vastaanottavan) BTS0:n lisäämistä, jolla on lyhyempi jännevälin viive kuin (datavirran 511' vastaanottavalla) BTSl:llä. BTS2 pysyy isäntä-BTS:nä.

20 BTS0:n aikakohdistuspyyntö TAO näin ollen kielletään. BTS2 pysyy optimaalisesti kohdistettuna, ja BTS0 ja BTS1 jatka- :Y: vat datan vastaanottamista vaadittua aikaisemmin. Kuviossa • V. 10 BTS0 on poistettu aktiivijoukosta. Tässä tapauksessa • · .V. BTS2 pysyy yhä isäntä-BTS:nä, ja BTSlrn viivästyspyyntö * t ·

• I

25 yl2 on edelleen kielletty.

» · *

Edellä on siis esitetty yhtaikaislähetysjärjestelmä, joka » » · • sallii varmistuksen, että paketti on määrä lähettää lähe-tyspiireissä (BTS), ja joka sallii parannetun aikakohdis- 1 I · 30 tuksen. Vaikka tämä keksintö on selitetty sitä kuvaavaan suoritusmuotoon viitaten, niin alan asiantuntijalle on il-meistä, että siihen voidaan tehdä erilaisia muutoksia ja • · • · ,···. vaihdoksia tämän keksinnön hengestä ja piiristä poikkea- • · *·* matta. Alan asiantuntija huomaa esimerkiksi, että vaikka V 1 35 digitaaliset vastaanotinpiiri on edellä esitetyssä yksi- 114361 13 ' tyiskohtaisessa selityksessä loogisesti erotettu, niin näiden toimintojen kulloinenkin toteutus voidaan tehdä useilla eri tavoilla, joihin kuuluvat, mutta ei rajoittavassa mielessä, DSP:n asianmukainen ohjelmointi, diskreet-5 tien komponenttien kytkeminen yhteen sekä yhden tai useamman integroidun sovelluspiirin (ASIC, application specific integrated circuit) käyttäminen. Keksintö ei ole rajoittunut myöskään CDMA- tai solukkojärjestelmiin, koska sitä voidaan soveltaa mihin tahansa yhtaikaislähetykseen pystyit) vään järjestelmään, joihin kuuluvat mutta ei rajoittavassa mielessä PCS-järjestelmät (personal communication services; henkilökohtaiset viestintäpalvelut), joissa on useita radioporttien ohjainyksikön (RPCU, radio port control unit) ohjaamia radioportteja (RP, radio port), ja yhteis-15 käyttöiset radio- ja satelliittijärjestelmät. Tämän keksinnön henki ja suojapiiri tulisi sen sijaan ymmärtää seu-raavassa esitettyjen patenttivaatimusten valossa.

* · • * · • ·

• I

• k · • I · •

t I

• I f · • I · * I * « I » > t · • * 0 0 I I · t I i * k » I · k • · » > I « « I » • » » I I » II» tkl

Ilki» • »

Claims (10)

1. Menetelmä informaatiopakettien kohdistamiseksi, jotka liikenneohjain (120) lähettää ainakin ensimmäiselle u- 5 seista radioviestintäyksiköistä (130-134) radiolähetystä varten, tunnettu siitä, että menetelmä käsittää seuraavat vaiheet: (a) vastaanotetaan ensimmäinen informaatiopaketti (211, 10 213, 215) sekä sijoitetaan siihen lähetyksen ajoituslippu; ja (b) lähetetään lipulla varustettu ensimmäinen informaatiopaketti (211, 213, 215) ainakin ensimmäiselle 15 radioviestintäyksikölle.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tun nettu siitä, että ensimmäinen informaatiopaketti (211, 213, 215) on määrä yhtaikaislähettää sekä 20 ensimmäisellä että toisella mainituista useista radioviestintäyksiköistä (130-134) ja että vaihe (b) käsittää lisäksi lipulla varustetun ensimmäisen infor-: maatiopaketin lähettämisen ensimmäiselle ja toiselle ra- , dioviestintäyksikölle samanaikaisesti. 25

, 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, t u n - • * » * * * * ’ n e t t u siitä, että se käsittää lisäksi vaiheen, jossa: (c) määritetään, onko lipulla varustettu ensimmäinen in- 30. ormaatiopaketti (211, 213, 215) vastaanotettu ensimmäisessä ja toisessa radioviestintäyksikössä (130 — 134) siten, että sekä ensimmäinen että toinen • » \.l radioviestintäyksikkö (130-134) voi lähettää ensimmäisen informaatiopaketin (211, 213, 215) ennalta määrättynä ·.· ’ 35 aikana, missä vaihe (c) käsittää lisäksi • » is 114361 kehyskohdistuspyynnön vastaanottamisen sekä ensimmäiseltä että toiselta radioviestintäyksiköltä (130-134), joka kohdistuspyyntö ilmaisee lipulla varustetussa ensimmäisessä informaatiopaketissa olevan lähetyksen ajoituslipun 5 ja ensimmäisen järjestelmääjän vertailutuloksen, sekä sen määrittämisen, pitääkö myöhemmän informaatiopaketin myöhempää lähetyksen ajoituslippua inkrementoida vastaukseksi johonkin kehyskohdistuspyyntöön.

4. Menetelmä myöhemmän informaatiopaketin (211, 213, 215) kohdistuksen pyytämiseksi ensimmäisen informaatiopaketin perusteella, tunnettu siitä, että se käsittää radioviestintäyk-15 sikössä (130-134) seuraavat vaiheet: (a) vastaanotetaan ensimmäinen informaatiopaketti (211, 213, 215), joka sisältää siihen sijoitetun lähetyksen ajoituslipun; ja 20 (b) verrataan lähetyksen ajoituslippua ajoitussignaaliin :V: sen määrittämiseksi, onko ensimmäinen informaatiopaketti !*·*; vastaanotettu ennalta määrättynä aikana, ja lähetetään • * .V. myöhemmän informaatiopaketin lähetyksen asettelupyyntö. 25

, 5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, t u n - n e t t u siitä, että vaihe (b) käsittää lisäksi lähetyk- • sen ajoituslipun vertaamisen järjestelmäaikaan, jota toiset radioviestintäyksiköt (130-134) käyttävät 3. radioviestintäyksikön kanssa tahdistetusti, sen määrittämiseksi, vastaako lähetyksen ajoituslippu järjestelmäaikaa, ja kehyskohdistuspyynnön lähettämisen ,···, liikenneohjaimelle kehyslaskurin inkrementoimiseksi • » • lähetyksen ajoituslipun ja järjestelmääjän keskinäisestä • * · '·* ' 35 vertailusta riippuen. % • n i t • I 16 1 14361

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tun nettu siitä, että käsittää lisäksi ensimmäisen informaatiopaketin (211, 213, 215) vastaanottoajan ja 5 ensimmäisen informaatiopaketin ennalta määrätyn parhaana pidetyn vastaanottoajan vertaamisen sekä aikakohdistuspyynnön lähettämisen liikenneohjaimelle, joka kohdistuspyyntö ilmaisee ensimmäisen informaatiopaketin vastaanottoajan ja ennalta määrätyn parhaana pidetyn 10 vastaanottoajan erotuksen.

7. Liikenneohjain (120) viestintäjärjestelmässä, joka pystyy yhtaikaislähetyksiin useiden viestintäyksiköiden kautta, tunnettu siitä, että se käsittää: 15 suoritinvälineet informaatiopakettien (211, 213, 215) kohdistamiseksi ainakin ensimmäiselle useista viestintäyksiköistä lähettämistä varten, jotka suoritinvälineet käsittävät kooderivälineet ensimmäisen informaatiopaketin (211, 213, 215) muotoilemiseksi 20 ensimmäiselle viestintäyksikölle lähettämistä varten sekä valitsinvälineet kooderivälineiden ohjaamiseksi sijoittamaan lähetyksen ajoituslipun ensimmäiseen informaatiopakettiin lipulla varustetun ensimmäisen ,* informaatiopaketin muodostamiseksi. .! '· 25

, 8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen liikenneohjain (120), • · ·;;* tunnettu siitä, että valitsinvälineet käsittävät '·’ ' pakettinumerointivälineet sen määrittämiseksi, onko lipulla varustettu ensimmäinen informaatiopaketti (211, 213, 30 215) vastaanotettu ensimmäisessä ja toisessa * * * viestintäyksikössä siten, että sekä ensimmäinen että toinen viestintäyksikkö voivat lähettää ensimmäisen informaatiopaketin ennalta määrättynä aikana, ja että * I '!* pakettinumerointivälineitä käytetään lisäksi kehyskohdis- V * 35 tuspyynnön vastaanottamiseksi sekä ensimmäiseltä että • i 17 114361 toiselta viestintäyksiköltä, joka kohdistuspyyntö ilmaisee lipulla varustetussa ensimmäisessä informaatiopaketissa olevan lähetyksen ajoituslipun ja ensimmäisen järjestelmää jän vertailutuloksen, sekä sen määrittämiseksi, pitääkö 5 myöhemmän informaatiopaketin myöhempää lähetyksen ajoituslippua inkrementoida vastaukseksi johonkin kehys-kohdistuspyyntöön.

9. Viestintäyksikkö (130-134) viestintäjärjestelmässä, 10 joka pystyy yhtaikaislähetyksiin useiden viestintäyksiköiden (130-134) kautta, tunnettu siitä, että se käsittää: (a) vastaanottovälineet ensimmäisen informaatiopaketin 15 (211, 213, 215) vastaanottamiseksi, joka sisältää siihen sijoitetun lähetyksen ajoituslipun; sekä (b) välineet lähetyksen ajoituslipun vertaamiseksi ajoi-tussignaaliin sen määrittämiseksi, onko ensimmäinen infor- 20 maatiopaketti (211, 213, 215) vastaanotettu ennalta määrättynä aikana, ja lähetyksen asettelua koskevan V. pyynnön lähettämiseksi myöhempää informaatiopakettia » * • * ·,·, varten. « I * • ·

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen viestintäyksikkö (130- *·»*· 134), tunnettu siitä, että ilmaisu- ja i t · ’··'·’ vertailuvälineet käsittävät paketti-ilmaisinvälineet v ’ lähetyksen ajoituslipun vertaamiseksi järjestelmäaikaan, jota muut viestintäyksiköt käyttävät viestintäyksikön 30 kanssa tahdistetusti, sen määrittämiseksi, vastaako : : lähetyksen ajoituslippu järjestelmäaikaa, sekä kehyskohdistuspyynnön kehittämiseksi ja lähettämiseksi • · liikenneohjaimelle pakettinumerointivalitsimen • · • # inkrementoimiseksi lähetyksen ajoituslipun ja jär-•%< ! 35 jestelmäajan vertailutuloksesta riippuen, ja että ilmaisu- is 114361 ja vertailuvälineet käsittävät lisäksi datankohdistuksen ilmaisinvälineet ensimmäisen informaatiopaketin vastaanottoajan ja ensimmäisen informaatiopaketin (211, 213, 215) ennalta määrätyn parhaana pidetyn vastaanottoajan 5 vertaamiseksi sekä ajoituksen kohdistuspyynnön kehittämiseksi ja lähettämiseksi liikenneohjaimelle, joka kohdistuspyyntö ilmaisee ensimmäisen informaatiopaketin vastaanottoajan ja ennalta määrätyn parhaana pidetyn vastaanottoajan erotuksen. • 1 » 1 t * 1 · * « • « % • t * » » 1 · t I | • I V Mill • · » « 1 * 1 » * 1 1 * 1 1 * 1 » * 1 1 1 * » * I • I 1 « 1 ( > · t * I • | • I » • t 1 » » » « 114361 Patentkrav.