SE516571C2 - Förfarande för att åstadkomma förbättrad överföringseffektiviti ett mobilt paketdatakomunikationssystem - Google Patents

Description

20 25 30 516 57k i 2 Man har föreslagit att Internet borde stödja differentierad servicekvalitet för olika typer av tjänster. Detta torde resultera i att taltransmission ges prioritet med av- seende på fördröjning över dataöverföring, när tal och data konkurrerar om gemen- samma överföringsresurser. Dessa diskussioner har hållits inom en grupp IETF (Internet Engenering Task Force).

Ett beviljat patent US 4 538 259 avser ett kommunikationssystem, som överför röst- paket. Röstpaketen överförs genom nätet till en mottagande nod, där de omvandlas till ljud. För att reproducera ljudet måste de digitaliserade röstpaketen di gital/ana- log-omvandlas med en viss frekvens. Ett problem är att variationer i överföringsför- dröjningar får röstpaketen att anlända vid den mottagande noden vid olika intervall.

För att justera för variationema i fördröjning fördröjs fördröjningspaketen med avsikt något i den mottagande noden före det att de överförs till ljud. Syflet med US 4 538 259 är att definiera en adekvat avsiktlig fördröjning i den mottagande noden. Om den är för lång påverkas kopplingskvaliteten negativt eftersom den totala fördröjningen ökar. Talpaket kan också förloras på grund av spill i mottagarens buffert. Om å andra sidan fördröjningen i mottagaren har gjorts för kort, kommer den icke att räcka till för att kompensera för variationema i överföringsfördröj- ningen. För att uppnå syftet med US 4 538 259 sänds det första talpaketet med prioritet för att därigenom ha en mer definierad överföringstid genom kommunika- tionssystemet.

Uppfinningen är närmare relaterad till en paketdatatjänst betecknad General Packet Data Service, vilket nedan helt enkelt kommer att hänföras till såsom GPRS. GPRS skall vara en Standardiserad tjänst för mobila kommunikationssystem GSM, och arbete har fortgått under några år på detta innan den europeiska standardiserings- organisationen ETSI. Ett GSM-nät (GSM = Global System for Mobile Telephony) kommer att ha en förbindelse med andra paketdatanät, t.ex. nät som använder TCP/IP-protokoll och kommer att motta datapaket i form av dataramar för vidare 10 15 20 25 | . o | no u 'S16 57? 3 överföring till en mottagande mobilstation. De mottagna dataramama är emellertid för stora för att passa in i protokollet för radiolänken och uppdelas därför i datasegment före det att de överförs till mobilstationen.

Enligt ett förslag inkluderas en datastyrenhet för mottagning av dataramar och upp- delar varje ram i en sekvens av datasegment. En paketdatalänk ansluts från paket- styrenheten till åtminstone en radiobasstation. Radiobasstationen är försedd med ett antal radiolänkar för paketöverföring till ett antal mobila stationer. En till en viss mobilstation adresserad dataram är sålunda uppdelad i en sekvens av datasegment i paketstyrenheten. Sekvensen överförs därefter över paketdatalänken till radiobas- stationen. Sekvensen är interfolierad över paketdatalänken med andra sekvenser av datasegment, som skall sändas från paketstyrenheten till radiobasstationen, d.v.s. datasegment av olika sekvenser blandas i överföringsflödet. Datasegment mottagna i radiobasstationen sänds därefter över radiolänkarna. Radiokanalema är en knapp resurs, och det finns ett behov att använda dem effektivt. Den lägre gränsen för överföringsfördröjningen inom GSM-systemet bestäms av radiolänkens kapacitet.

Arkitekturen hos ett GSM-system, som stödjer GPRS-tj änsten har ännu icke stad- fästs.

Det har på senare tid visat sig att också amerikanska operatörer avser att introducera GPRS-tjänsten i mobila radiosystem av typen AMPS och IS- 1 36.

Sammanfattning av uppfinningen Uppfinningen adresserar ett problem för att effektivt överföra datasegment över en första paketdatalänk för att mottas i en första nod i tid för den första noden att kunna överföra datasegmenten enligt förbestämda tider över en andra paketdatalänk, när den första paketdatalänken också används för överföring av infonnationspaket med 10 15 20 25 30 4 prioritet över datasegmenten, och den första paketdatalänkens överföringskapacitet är begränsad.

Problemet uppkommer bl.a. i ett GSM-system, som använder paketöverföring mellan intema noder, för att förse både en traditionell kretskopplad taltjänst och för paketdatatjänsthanteringsapplikationer, såsom Intemet-datatjänster. Paket- datatjänsten skall möjliggöra för dataramar att mottagas från ett datanät, såsom Intemet, och överföras till en bestämd mobilstation. Den traditionella taltjänsten skall ombesörja kommunikationer mellan en PCM-kodad länk (PCM = Pulse Code Modulation), d.v.s. en länk, som traditionellt används för en kretskopplad förbindelse, och en mobilstation.

En dataram mottas av ett GSM-nät och uppdelas i en sekvens av datasegment i paketstyrenheten så att den passar i radiolänkens protokoll. PCM-kodad informa- tion, d.v.s. huvudsakligen tal, mottas kontinuerligt av GSM-nätet och kodas konti- nuerligt till informationspaket, varvid i fall av tal detta åstadkommes genom talkod- konverterare. Enligt exemplet möjliggör GSM-systemets arkitektur att datasegmen- ten och informationspaketen överförs till en radiobasstation på samma första paket- datalänk, d.v.s. till den första noden. På den första paketdatalänken konkurrerar flödet av datasegrnent och informationspaket för överföringskapacitet.

Informationspaket ges prioritet över datasegment när de överförs över den första paketdatalänken.

Emellertid måste även datasegrnenten överlämnas till basstationen i tid för överföring till mobilstationen. När prioritet ges till informationspaketen, finns en risk för att datasegrnenten inte skall ha hunnit fram till basstationen för överföring radiolänken vid de förutbestämda tidema, och att radiolänkens kapacitet därmed inte utnyttjas. a u n n no 10 15 20 25 30 u ø o n nu m m 5 Datasegmenten svarande mot en sekvens överförs konsekutivt över radiolänken, d.v.s. den andra paketdatalänken, till mobilstationen. Tiderna för överföring av datasegmenten bestäms av fördelningen av logiska kanaler på radiolänken, synkroniseringen av mobilstationerna och också av behovet att effektivt använda radiolänkens knappa resurs.

Uppfinningen löser problemet med ett förfarande, i vilket de första datasegmenten i en sekvens som härrör från en dataram sänds på den första paketdatalänken med samma prioritet som inforrnationspaketen, varigenom risken minskas för att de första datasegmenten anländer för sent till den första noden. I stället anländer några av de första datasegmenten troligtvis för tidigt och sparas fram till tiden för överföring över den andra länken. Ett efterföljande datasegment kan därefter bli utsatt för en längre fördröjning än vad som annars skulle vara möjligt utan att orsaka problem därför att det redan har anlänt datasegment i den första noden och som kan sändas över den andra datapaketlänken vid den förutbestämda tiden.

Problemet löses också av ett paketkommunikationssystem innefattande ett gränssnitt med medel för att överföra en mottagen inforrnationsström in i en motsvarande in- formationspaketström. Systemet innefattar också en paketstyrenhet för att mottaga en dataram, en första nod, en första paketdatalänk, som förbinder gränssnittet och paketstyrenheten till den första noden. Paketstyrenheten innefattar medel för att splittra en mottagen dataram till en sekvens av datasegment. Paketkommunikations- systemet innefattar också medel för att överföra strömmen av informationspaket och sekvensen av datasegment över den första paketdatalänken med prioritet given till informationspaketen och till en del första datasegment i datasegmentsekvensen.

Problemet löses också med ett förfarande, i vilket datasegment och informations- paket överförs över en första paketdatalänk till en första nod. Informationspaket ges prioritet på den forsta paketdatalänken. Datasegment mottagna av den första noden skall var och en överföras vid en förbestämd tid över en andra paketdatalänk. Data- 10 15 20 25 30 . | u n oo 6 segment sparas i den första noden fram till de förutbestämda tiderna för överföring över den andra paketdatalänken. I fall antalet datasegment understiger ett tröskel- värde, sänder den första noden en signal. Till svar på signalen sänds några få datasegment med prioritet över den första paketdatalänken. Därigenom fylls buffertminnet snabbare.

Enligt en utföringsform av uppfinningen är paketdatasystemet ett radiokommunika- tionsnät med en PCM-kodad förbindelse till telekommunikationsnätet och en för- bindning till ett paketdatanät. Dataramar mottagna från datanätet uppdelas i sekven- ser av datasegment. En informationsström mottagen av den PCM-kodade förbindel- sen omvandlas till en motsvarande informationspaketström. Datasegmenten och strömmen av informationspaket överförs över den första länken till radiobasstatio- nen med prioritet given till informationspaketen och de första datasegmenten i en sekvens. Sekvenser av datasegment och informationspaket överförs från radiobas- stationen till en mobil station på separata paketdataradiolänkar.

En fördel med uppfinningen är att risken för att inga datasegment är tillgängliga i den första noden vid den fördefinierade tiden för överföring över den andra paket- datalänken har reducerats avsevärt just genom att ge de första få datasegmenten i sekvensen en högre prioritet.

Ytterligare fördelar lämnad av uppfinningen fiamgår från följande analys av ett paketdataradiokommunikationssystem. Det finns en fundamental skillnad i över- föring av dataram mottagen av ett paketdatanät och en informationsström mottagen av ett telekommunikationsnät. Dataramen uppdelas i datasegment, som överförs till den första noden och därefter till mobilstationen. Dataramen restaureras inte förrän alla datasegmenten i ramen har mottagits i mobilstationen, varvid den därav buma informationen kan återvinnas. Detta innebär att en oundviklig fördröjning införs till dataramen, när den mottas vid mobilstationen. F ördröjningens längd är beroende av radiolänkens kapacitet för alla de datasegrnent som skall överföras. 10 15 20 25 - u u ø en .m 5,, 7 Talpaket och datasegment överförs över separata radiolänkar. Datasegrnent överförs över radiolänken i en konsekutiv ordning vid definierade tider.

Det faktum, att alla datasegment i sekvensen är tillgängliga paketstyrenheten innebär att datasegment kan sändas i förväg över den första paketdatalänken och sparas i radiobasstationen fram till tiden för överföring på radiolänken. Till skillnad från datasegment skall inforrnationspaket icke fördröjas i radiobasstationen. Varje fördröjning av informationspaket i radiobasstationen kommer att inverka på den totala överförings fördröjningen.

Fördelama med uppfinningen kan förstås i ljuset av ovanstående beskrivning. Den huvudsakliga fördelen ligger i mindre risk för att den första noden, t.ex. radiobasstationen, är tom på datasegment vid tiden för överföring över den andra länken, t.ex. radiolänken. Om det icke vore för uppfinningen torde risken för att bli utan datasegment vara störst vid början av överföring av sekvensen av datasegment, eftersom inget eller endast några datasegment då är sparade i den första noden.

Risken för att radiobasstationen blir utan datasegment för överföring skulle i teorin minskas genom ökning av trafikkapaciteten hos den första paketdatalänken.

Emellertid torde, för att uppnå samma riskreduktion, kapaciteten hos den första länken behöva ökas mycket med en motsvarande kostnad. Lösningen enligt uppfinningen är mycket billigare att implementera. Uppfinningen är lätt att implementera. I ett system, som stöder differentierad Quality of Service tjänstkvalitet, hanterar nodema redan prioriteter, och uppfinningen kan implementeras blott genom att addera prioritetsinformation till några datasegment. 10 15 20 25 30 ø n o n ao 8 Beskrivning av ritningama Fig. I är ett blockschema över noder i ett GSM-system, fig. 2 är ett blockschema, som illustrerar en uppsplittring av en dataram i en sekvens av datasegment, fi g. 3 är ett schema, som illustrerar datasegrnent och informationspaket sända över separata länkar.

Beskrivning av föredragna utföringsformer Fig. 1 visar noder enligt en arkitektur av ett GSM-system PLMN, som stöder GPRS- tjänsten under det att den också ger stöd för traditionella kretskopplade förbindelser.

GSM-systemet PLMN ger sålunda stöd för paketdatakommunikationstjänster mellan mobilstationer och noder i ett paketdatakommunikationsnät, t.ex. Intemet, och för talförbindelser mellan mobilstationer och terminaler inom ett telekommunikationsnät.

GSM-systemet PLMN i fig. 1 använder paketöverföring mellan intema noder och är således ett paketdataradionät. Det innefattar minst en radiobasstation BTS, som be- tjänar ett antal mobilstationer MSI-MS3 med kommunikationstjänster. Radiokom- munikationssystemen innefattar i allmänhet ett antal radiobasstationer BTS, fastän endast en har visats i fig. 1 för enkelhets skull. Radiobasstationen BTS är försedd med ett antal paketdataradiolänkar RL1-RL2 för kommunikation med mobilstatio- nema MS l-MS3.

GSM-systemet PLMN är kopplat till ett publikt telekommunikationsnät PSTN med ett PCM-gränssnitt och är försett med ett antal kodomvandlare TRA för att hantera information från telekommunikationsnätet PSTN, varvid varje kodomvandlare fungerar för att hantera en inkommande PCM-kodad talförbindelse från telekom- munikationsnätet PSTN. GSM-systemet PLMN är kopplat till ett publikt paketdata- 10 15 20 25 n u v | »o 516 57f 9 nät IP medelst en paketstyrenhet PCU. Tal mottaget av kodomvandlama TRA och data mottaget av paketstyrenheten PCU skall överföras till de deflnierade mobil- stationerna MS 1-MS3. I uppfinningsfallet är endast nedlänköverföring relevant.

Emellertid stödjer i praktiken systemen överföring i båda riktningar.

Kodomvandlarna TRA och paketstyrenheten PCU har länkar till en dirigeringsenhet R. Dirigeringsenheten R är ansluten till radiobasstationen BTS genom en första paketdatalänk PL1. Dirigeringsenheten R och den första paketdatalänken PL1 sörjer för överföring av tal och data till radiobasstationen BTS. Tal och data överförs från radiobasstationen BTS till den designerade mobilstationen MSl på separata radio- länkar RL 1 -RL2.

Varje kodomvandlare TRA hanterar tal på en inkommande PCM-kodad länk PCMl- PCM3. Den mottar 8-bitars talsampler vid en frekvens på 8 kHz, kodomvandlar talet för att minska dess redundans, formar det till infonnationspaket SPP och sänder informationspaketen SPP till radiobasstationen BTS. Varje inforrnationspaket SPP svarar mot en signalskur sänd över radiolänken RLl-RL2. Informationsinnehållet i informationspaketen är huvudsakligen tal, men kan också bestå av andra typer av information. Av detta skäl används ordinformationspaket SPP i stället för talpaket.

Kodomvandlaren slutar sända paket till radiobasstationen under tidpunkter med tystnad i det mottagna talet.

Paketstyrenheten PCU mottar dataramar från paketdatanätet IP. En dataram DF visas i fig. 2. Denna dataram DF är alldeles för stor för att hela ramen skall kunna sändas till den designerade mobilstationen MS1. Ramen uppdelas därför i en sek- vens av datasegrnent DS, där var och en motsvarar en si gnalskur på radiolänken RL2. Dataramen DF uppdelas av paketstyrenheten PCU. 10 15 20 25 pszs svt 10 Den resulterande sekvensen av datasegment skall sändas till en designerad mobil- station MS 1. Datasegmenten DS överförs i konsekutiv ordningsföljd på radiolänken RL2. Informationsinnehållet i dataramen DF kan icke återupprättas i mobilstationen MSI förrän hela sekvensen har mottagits. Detta innebär att det finns en oundviklig fördröjning i överföringen av dataramen DF, varvid denna fördröjnings varaktighet bestäms av radiolänkens RL2 överföringskapacitet. Emellertid inträffar också för- dröjningar på den första paketdatalänken PL1 och inverkar på överföringsfördröj- ningen inom GSM-systemet PLMN. Fastän det är väsentli gt att minska fördröj- ningen är radioöverföringskapaciteten en knapp nyttighet, varför fördröjningar på virade länkar bör undvikas.

Emellertid är talkvaliteten mycket känsligare för fördröjningar än kvaliteten hos mottaget data. GSM-systemet PLMN ger därför prioritet till överföringen av infor- mationspaket SPP. Det är viktigt också för radiobasstationen BTS att mottaga datasegment DS svarande mot en PCM-länk med en definierad frekvens för paket- synkroniseringen.

På den första paketdatalänken PL1 överförs parallellt strömmar av informations- paket SPP svarande mot PCM-länkar liksom datasegment DS svarande mot ett antal mottagna dataramar DF. Mer bestämt interfolieras datasegment DS och informa- tionspaket SPP hos separata strömmar när de överförs över den första paketdata- länken PL1.

Trafikbelastningen på den första paketdatalänken LP1 har en "skur"-karaktär, och eftersom inforrnationspaketen SPP prioriteras över datasegmenten DS, varierar för- dröjningen på den första länken PL1 momentärt. Vid normal och medelhög trafik- belastning på den första paketdatalänken PL1 är överföringskapaciteten fortfarande större än över radiolänken RL1 för en bestämd sekvens. Fördröjningen är sålunda högre på radiolänken RL1 än på den första paketdatalänken PL1. Datasegment DS 10 15 20 25 30 'S16 571: 11 sparas då i radiobasstationen BTS tills det är dags för datasegmenten att överföras över radiolänken RLl. Överföringstider för datasegmenten DS från radiobasstationen BTS är fastställda av radioprotokollen, som avbildar logikkanaler på fysiska kanaler. För att vara i stånd att överföra vid övertöringstider måste det finnas minst ett datasegment DS vid respektive överföringstider mottagna av radiobasstationen BTS. När det icke finns några datasegment DS, eller enbart några få datasegment DS, lagrade i buffertmin- net, blir långa fördröjningar över den första paketdatalänken PLl kritiska, eftersom radiobasstationen BTS får slut på datasegment DS vid designerade överföringstider.

Uppfinningen och resultatet erhållet därmed kommer nu att beskrivas med hänvis- ning till fig. 3. Uppfinningen kan beskrivas mycket översiktligt genom att säga att de första datasegmenten DS i en sekvens översänds med prioritet på den första paketdatalänken PLl, varigenom risken minskas för att radiobasstationen BTS blir utan datasegment DS vid designerade överföringstider.

Visade i fig. 3 finns fyra horisontella diagram Dl-D4, vilka var och en innefattar ett antal lådor utspridda längs en vertikal linje. Varje diagram D1-D4 svarar mot en länk PLl, RLl, RL2, och lådoma representerar informationspaket SPP eller data- segment DS. En vertikal linje utmed diagrammen representerar tid. Ett antal verti- kala streckade linjer korsar de horisontella linj ema. Avståndet mellan de streckade linjema svarar mot tiden för åtta tidsluckor, vilka var och en transporterar ett mot- svarande informationspaket SPP eller ett datasegment DS. Såsom beskrivits ovan svarar ett informationspaket SPP liksom ett datasegment DS mot en signalskur överförd på radiolänken RLl. Åtta konsekutiva tidsluckor definieras såsom om- fattande en ram FRMI-FRM3 på radioprotokollets fysiska skikt.

För att resultatet av uppfinningen skall vara lättare att förstå visas endast två infor- mationsströmmar i fig. 3. En av strömmarna erhålls från PCM-kodade talförbindel- 10 15 20 25 30 o o o o :o 5 1 6 5 7 lf i 12 ser. Det första diagrammet Dl illustrerar införandet av informationspaket SPP till dirigeringsenheten R från kodomvandlaren TRA. Var och en av de ihåliga lådoma representerar ett informationspaket SPP i strömmen. Strömmen av informations- paket SPP använder endast fem av de åtta tidsluckoma i varje ram FRMl-FRM3.

Den andra av de två strömmama svarar mot en sekvens av datasegment DS erhållen från en dataram DF. Det andra diagrammet D2 i fig. 3 visar sekvensen av dataseg- ment DS sänd från kodomvandlaren TRA till dirigeringsenheten R. Datasegmenten DS är skuggade, så att de kan skiljas från informationspaketen SPP. De första tre av datasegmenten DS är skuggade i en djupare ton för att hittas lätt och innefattar information till den verkan, att de skall ges prioritet i överföring till radiobasstationen. Såsom visas i fig. 3 i diagram D3 överförs datasegmenten DS konsekutivt till dirigeringsenheten R.

Dirigeringsenheten R mottar informationspaketen SPP och datasegmenten DS, visa- de i diagrammen Dl och D2 i fig. 3, på parallella ingångslänkar. På liknande sätt innefattar de första tre datasegmenten DS informationspaketen SPP information till den verkan, att de skall prioriteras. Vid den tredje tidsluckan i den första ramen F RMl mottar dirigeringsenheten R parallellt ett inforrnationspaket SPP och ett datasegment DS, av vilka båda skall hanteras med prioritet.

Diagram D3 representerar den första paketdatalänken PLl och informationspaketen SPP och datasegmenten SD överförda från dirigeringsenheten R till radiobasstatio- nen BTS på länken PL1. I de första två tidsluckoma i den första ramen FRMl över- förs de just mottagna båda talsegmenten SPP till radiobasstationen BTS. För den tredje tidsluckan begär både datasegmentet DS och ett informationspaket SPP över- föring, vilka båda skall prioriteras. Dirigeringsenheten R väljer en av dessa godtyck- ligt, och i det illustrerade fallet överförs det första datasegmentet DS i den tredje tidsluckan. I de nästa båda tidsluckoma överförs de därefier båda prioriterade data- segmenten DS över den första paketdatalänken PLl. 10 15 20 25 30 5,6 m 13 Efterföljande tidsluckor på den första paketdatalänken PL1 används för att transpor- tera informationspaket SPP närhelst ett inforrnationspaket SPP har mottagits i diri- geringsenheten R. Datasegment DS överförs över den första paketdatalänken PL1 i de återstående tidsluckoma. I diagram D3 i de andra och efterföljande ramarna FRM2, F RM3, används fem tidsluckor för att överföra infonnationspaket SPP, och de återstående tre tidsluckoma används för överföring av datasegment DS över den första paketdatalänken PL1.

Datasegmenten DS och inforrnationspaketen SPP överförda över den första paket- datalänken PL1 mottas av radiobasstationen BTS för att överföras över separata paketdataradiolänkar RL1-RL2. I GSM-systemet PLMN avbildas logikkanaler, d.v.s. länkar, på fysiska kanaler. I detta exempel användes samma fysiska bärvåg för de båda radiolänkarna RL1-RL2 för att bära tal respektive data. De båda radiolän- kama RL 1-RL2 är tilldelade till separata tidsluckor TM i ramarna hos bärvågsfrek- VCIISCH.

Diagram D4, i fi g. 3, representerar den bärvågsfrekvens, på vilken informations- paket SPP och datasegrnent DS överförs på separata radiolänkar RL1, RL2. En första av radiolänkama RL1, som bär inforrnationspaket SPP, är bildad av de andra till fjärde, sjunde och åttonde tidsluckoma i varje ram FRM1-FRM3. De femte och sjätte tidsluckoma i varje ram FRM1-FRM3 bildar den andra av radiolänkama RL2, som bär datasegment.

Med avseende på den första ramen i diagram D4 och D3 visas att de första två infor- mationspaketen SPP mottagna av radiobasstationen BTS överförs på de båda första tidsluckoma hörande till den första radiolänken RL1. I den tredje tidsluckan i den första radiolänken RL1, markerad med en streekad grå skuggning, överförs ingen- ting eftersom det icke finns något informationspaket SPP att överföras till radiobas- stationen BTS. Nästa två tidsluckor i diagram D4 svarar mot den andra radiolänken 10 15 20 25 30 5,6 5,, 14 RL2 och används för att överföra de båda datasegmenten DS, som först har motta- gits av radiobasstationen BTS. Ett datasegment DS, det sista av de tre mottagna av radiobasstationen BTS i den första ramen, sparas i radiobasstationen BTS för överföring i efterföljande ram F RM2 över den andra radiolänken RL2.

De sista båda tidsluckorna i den första ramen F RMl, visat i diagram D4 i fig. 3, hör till den fösta radiolänken RL 1. På den första av dessa båda tidsluckor överför radio- basstationen BTS det informationspaket SPP, som mottagits i den motsvarande tids- luckan i den första paketdatalänken PLl, fastän ett informationspaket SPP redan har mottagits av radiobasstationen BTS i den föregående tidsluckan. Emellertid skall kort fördröjning prioriteras för informationspaket SPP, och därför förloras det före- gående informationspaketet SPP till förmån för de sista två informationspaketen SPP i ramen F RMI, vilka skall överföras till den designerade mobilstationen MSl.

Med prioritet har hittills menats prioritet med avseende på kort fördröjning. I följan- de beskrivning är det emellertid nödvändigt att skilja mellan olika tjänstekvaliteter med separata prioriteter med avseende på kort fördröjning och paketförluster. För informationspaket SPP är den givna prioriteten med avseende på kort fördröjning hög men låg med avseende på paketförlust. Under det att för datasegment DS den givna prioriteten med avseende på förlust är hög och för de första tre segmenten DS i sekvensen prioriteten också är hög med avseende på kort fördröjning för överfö- ring till radiobasstationen BTS.

Diagram D4 i fig. 3 svarar mot en bärfrekvens. Emellertid är principen med defi- nierade överföringstider på de separata radiolänkama RLl-RL2 tillämpliga också om länkama är avbildade på olika bärfrekvenser. Avbildningen av logikkanaler på fysiska kanaler är mer komplicerad än vad som visas i fig. 3, rad 4, fastän uppfin- ningen icke desto mindre kan tillämpas såsom visas i fig. 3. I ett verkligt system torde trafikbelastningen på den första paketdatalänken PLI variera mellan olika ramar F RMl-FRM3. 10 15 20 25 30 5,6 5,, 15 Under överföring av sekvensen av datasegment DS finns en risk för att antalet data- segment DS i buffertminnet i radiobasstationen BTS minskar till bara några få seg- ment eller till inga segment alls, om fördröjningar på den första paketdatalänken PL1 blir för utsträckt. För att motverka denna risk har man i enlighet med en utfö- ringsform av uppfinningen föreslagit att en styrkanal anordnas fiån radiobasstatio- nen BTS till paketstyrenheten PCU. När antalet datasegment i buffertminnet mins- kar under en given gränströskel, sänder radiobasstationen BTS en signal till paket- styrenheten PCU för detta ändamål. Paketstyrenheten PCU sänder då några få data- segment DS, som ges en kort fördröjningsprioritet. Detta accelererar påfyllning av datasegment DS i buffertminnet. Utföringsformen kombineras valfritt med sekvens- numrering av datasegmenten DS. Utan sekvensnumrering kan en plötslig ökning i prioritet få högprioriterade segment DS att anlända före tidigare sända lågpriorite- rade segment DS.

Antalet datasegment DS, till vilka prioritet har givits, skall användas med avseende på kapaciteten hos radiolänken RLl, fördröjningen på den första paketdatalänken PL1 och också med avseende på variationer i fördröjningen. Ett adekvat antal kan förväntas ligga inom området från tre till åtta för ett system, som har åtta tidsluckor per ram F RMI-FRM3.

Såsom uppenbart från fig. 3, förutom det första skälet för att uppdela den mottagna dataramen DF i en sekvens av datadatasegment DS, nämligen eftersom ramen är för stor för att överföras på radiolänken, finns det också ett andra skäl varför detta bör göras. Detta andra skäl finns eftersom infonnationspaketen SPP annars torde utsättas för en lång fördröjning på den första paketdatalänken PL1, om hela dataramen DF skulle överföras på den första paketdatalänken PL1.

Det har i det föregående nämnts att tal mottas av GSM-systemet PLMN på PCM- länken, d.v.s. gränssnittet mot telekommunikationsnätet PSTN. Fastän tal är den 10 _ 6 I 2 I '.' '.."..' '..' '..' J.. 2 16 vanligaste informationen, som överförs på PCM-länkar överförs också andra typer av information, t.ex. fax-meddelanden och data mellan datorer. Dessa andra typer av information överförs samma väg som talinformation inom GSM-nätet, fastän kod- omvandling, d.v.s. reduktionen av informationsredundans, är utelämnad.

Arkitekturen hos GSM-systemet PLMN, som stöder GPRS-tjänsten visad i fig. 1, är för närvarande icke publikt tillämpad. Den har en fördel jämfört med andra arkitek- turer för GPRS-tjänsten i det att den första paketdatalänken PL1 är allmänt använd både för överföringar av datadatasegment DS och för talpaket SPP. Därigenom erhålles trunkeringsförstärkningar jämfört med användning av separata länkar.

Uppfinningen kan implementeras även i virade paketdatakommunikationssystem, t.ex. till överföringsinformation mellan separata telekommunikationsnät i paket även under överföring av "traditionella" paketdata.

Claims (24)

10 15 20 25 30 a . | . nu '51-6 57f 17 Patentkrav

1. Förfarande för ett paketdatakommunikationssystem (PLMN) för att förbättra överföringseffektiviteten vid sändning av inforrnationspaket (SPP) känsliga för fördröjning och datadatasegment (DS) känsliga för dataförlust, och innefattande föl- jande steg: - mottagning av en dataram (DF); - uppdelning av dataramen (DF) i en sekvens av datadatasegment (DS); - överföring av sekvensen av datadatasegment (DS) över en första paketdatalänk (PL1) till en första nod (BTS) för vidare överföring över en andra paketdatalänk (RL2), varvid informationspaket (SPP) också överförs över den första paketdatalänken (PL 1) med en första prioritet; och - överföring av några av de första datadatasegmenten (DS) hos nämnda sekvens med den första prioriteten.

2. F örfarande enligt krav l, kännetecknat av att datadatasegmenten (DS) i nämnda sekvens skall överföras över den andra paketdatalänken (RL2) vid definierade tider.

3. Förfarande enligt krav 2, kännetecknat av att den första noden är en radiobas- station (BTS) och den andra paketdata1änken(RL2) är en paketdataradiolänk.

4. Förfarande enligt krav 1, 2 eller 3, kännetecknat av att vanligen kapaciteten för överföring av datasegmenten (DS) är högre på den första paketdatalänken (PLl) än på den andra paketdatalänken (RL2).

5. Förfarande enligt krav 1, 2 eller 3, kännetecknat av att informationspaketen (SPP) är paket av samplat, digitaliserat tal.

6. Förfarande enligt krav 1, 2 eller 3, kännetecknat av att antalet av de första data- se gmenten (DS) i sekvensen ligger i storleksordningen tre till åtta. 10 15 20 25 30 18

7. Förfarande enligt krav 3, kännetecknat av att paketdatakommunikationssystemet är ett radiokommunikationssystem_

8. Förfarande enligt krav 7, kännetecknat av att paketdatakommunikationssystemet (PLMN) är ett GSM-system.

9. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av att den första prioriteten är en prioritet med avseende på fördröjning, och där datasegmenten (DS) ges en andra prioritet med avseende på låg paketförlust.

10. Förfarande enligt krav 1 eller 2, kännetecknat av att mottagna datasegment (DS) sparas i den första noden (BTS) fram till dess att överföring på den andra paketdatalänken (RL2) har effektuerats, och där om det sparade antalet datasegment (DS) sjunker under ett tröskelvärde, den första noden (BTS) sänder en signal till paketstyrenheten (PCU), och paketstyrenheten (PCU) därrned ger prioritet till en del datasegment vid överföring.

11. ll. Paketkommunikationssystem (PLMN) innefattande: - ett gränssnitt (TRA) för att mottaga en informationsström och omvandla denna ström till en motsvarande ström av informationspaket (SPP), - en paketstyrenhet (PCU) som har ett gränssnitt för att mottaga en dataram (DF) och för att i segment uppdela dataramen (DF) i en sekvens av datasegment (DS), - en första nod (BTS), - en första paketdatalänk (PL1), som förbinder gränssnittet (TRU) och paketstyr- enheten (PCU) med den första noden (BTS), - medel för att överföra strömmen av infonnationspaket (SPP) och sekvensen av datasegment (DS) på den första paketdatalänken (PL1) med en första prioritet given till några första få av datasegmenten (DS) och till inforrnationspaketen (SPP). 10 15 20 25 : ø ø - fo u 19

12. Paketkommunikationssystem (PLMN) enligt krav ll, kännetecknad av att den mottagna inforrnationsströmmen svarar mot tal, och gränssnittet innefattar en talkodomvandlare (TRA).

13. Paketkommunikationssystem (PLMN) enligt krav 11, kännetecknad av att den första noden (BTS) innefattar ett buffertminne för att spara mottagna datasegment (DS) till dess att fördefinierade tider för vidare överföring har uppnåtts.

14. Paketkommunikationssystem (PLMN) enligt krav 1 1, kännetecknad av att den första prioriteten är en kort fördröjningsprioritet.

15. Paketkommunikationssystem (PLMN) enligt krav 13, innefattande: - en styrlänk från radiobasstationen (BTS) till paketstyrenheten (PCU), - medel i den första noden (BTS) för att sända en signal till paketstyrenheten (PCU) om antalet datasegment (DS) i buffertminnet faller under ett givet trös- kelvärde, och - medel i paketstyrenheten (PCU) for att ge några få datasegment (DS) överfö- ringsprioritet till svar på signalen.

16. Paketkommunikationssystem (PLMN) enligt krav ll, kännetecknad av att den innefattar en kodomvandlare (R) som förbinder gränssnittet (TRU) och paket- styrenheten (PCU) med den första paketdatalänken (PLl).

17. l7. Paketkommunikationssystem (PLMN) enligt krav 1 1, kännetecknad av att den första noden (BTS) är en radiobasstation med en andra och en tredje paketdata- radiolänk (RL2, RLl) för överföring av datasegment (DS) respektive informations- paket (SPP). 10 15 20 25 30 n | n a on (515 ö 57-22" =..==..='=..==..='.=:. z 20

18. Paketkommunikationssystem (PLMN) enligt krav ll, kännetecknad av att gränssnittet ligger mot ett telekommunikationssystem (PSTN) och paketstyrenheten ligger mot ett andra paketdatanät (Intemet).

19. Förfarande i ett paketdatakommunikationssystem (PLMN) för att förbättra verkningsgraden hos överföring vid överföring av informationspaket (SPP) känsliga för fördröjning och datasegment (DS) känsliga för förlust av data, kännetecknat av följande steg: I - mottagning av en dataram (DF); - uppdelning av dataramen (DF) i en sekvens av datasegment (DS); - överföring av sekvensen av datasegment (DS) över en första paketdatalänk (PL1) till en första nod (BTS) för vidare överföring över en andra paketdatalänk (RL2), varvid informationspaket (SPP) också överförs över den första paketdatalänken (PLl) med en första prioritet; - mottagna datasegrnent i den första noden sparas för överföring över en andra paketdatalänk (RL2) vid definierade tider för varje datasegment (DS); och - signalgivning från den fösta noden (BTS) om antalet datasegment (DS) understiger ett tröskelvärde, varvid några få datasegment (DS) i sekvensen överförs med den första prioriteten över den första paketdatalänken (PL1).

20. Förfarande enligt krav 19, kännetecknat av att den första noden är en radiobas- station (BTS) och den andra paketdatalänken (RL2) är en paketdataradiolänk.

21. Förfarande enligt krav 19 eller 20, kännetecknat av att i allmänhet kapaciteten för överföring av datasegmenten (DS) är högre på den första paketdatalänken (PLl) än på den andra paketdatalänken (RL2).

22. Förfarande enligt krav 19 eller 20, kännetecknat av att informationspaketen (SPP) är paket av samplat, digitaliserat tal. u n c c o: 516 57t- 2l i

23. Förfarande enligt krav 19 eller 20, kännetecknat av att antalet av de få dataseg- menten (DS) i sekvensen ligger i storleksordningen tre till åtta.

24. Förfarande enligt krav 19 eller 20, kännetecknat av att den första prioriteten är en prioritet med avseende på fördröjning, och där datasegmenten (DS) ges en andra prioritet med avseende på låg paketforlust.