SE518570C2 - Dataöverföring i ett mobiltelefonnät - Google Patents

Description

518 570 2 Network) och ATM-överföring (Asynchronous Transfer Mode). För informationsöverföring med användande av paketförmedling är det i mobilkommunikationssystem känt ett protokoll baserat på paketreservering vid multipelaccess kallat PRMA (PRMA, Packet Reservation Multiple Access). Man talar också om det som paket- radio. PRMA är en teknik för multiplexering av digitalt tal eller data i en tidsdelad bärvåg, dvs PRMA använder i en radio- kanal en tidsdelad multipelaccess (TDMA, Time Division Multiple Access), i vilket fall sändning och mottagning sker i vissa ögonblick med användande av tidsdelning. PRMA-protokollet har utvecklats för att använda diskontinuiteten hos talöverföring för att stödja fler användare än antalet talkanaler i en tids- delad bärvåg. I ett sådant fall allokeras en kanal till en mobilstation, exempelvis en talkanal då tal alstras och då talet slutar släpps kanalen, i vilket fall mobilstationen ej onödigtvis reserverar kapacitet utan kanalen blir ledig för andra syften, exempelvis överföringar för andra mobilstationer i cellen. PRMA-protokollet används i cellulära mobilkommunika- tionssystem vid kommunikationen mellan en mobilstation och en basstation. GSM GPRS-systemet (GPRS - General Packet Radio Service) är ett exempel på ett system baserat på ett PRMA- typprotokoll.

GPRS är en ny GSM-tjänst vars användning kan göra paketradio- operation tillgänglig för GSM-användare. GPRS reserverar radio- resurser endast då det finns något att sända, i vilket fall samma resurser delas mellan samtliga mobilstationer efter behov. GSM-systemets vanliga kretskopplade nät har utformats för kretskopplade talöverföringar. Huvudsyftet med GPRS- tjänsten är att åstadkomma förbindelsen från en mobilstation till ett publikt datanät med användande av kända protokoll, såsom TCP/IP och X.25. Det finns dock en förbindelse mellan den paketförmedlade GPRS-tjänsten och GSM-systemets kretskopplade tjänster. I en fysisk kanal kan resurser återanvändas och viss signalering kan vara gemensam för båda. Det är möjligt att i samma bärvåg reservera tidsluckor för kretskopplad användning och för den paketförmedlade GPRS-användningen. . ~ ø ~ . ø c ; - - . nu 513 570 _:=-::.:II:.-- -' 3 Fig. 1 visar telekommunikationsnätförbindelser vid en paket- förmedlad GPRS-tjänst. Huvudelementet i infrastrukturen för nätet för GPRS-tjänster är en GPRS-stödnod, s.k. GSN (GPRS Support Node). Det är en mobilitetsrouter som åstadkommer förbindelsen och samarbetet mellan olika datanät, exempelvis till PSPDN (Packet Switched Data Network) via gränssnittet Gi eller till en annan operatörs GPRS-nät via gränssnittet Gp, mobilitetshantering med användande av GPRS-register via gräns- snittet Gr och överföringen av datapaket till mobilstationer MS oberoende av deras position. Det är möjligt att fysiskt inte- grera GPRS-nod GSN med mobiltelefonstation MSC (Mobile Switching Center) eller kan den vara ett separat nätelement baserat på arkitekturen för datanätrouters. Användardata passerar direkt mellan stödnoden GSN och basstationsystemet BSS bestående av basstationer BTS och basstationstyrenheter BSC via gränssnittet Gb, men mellan stödnoden GSN och mobiltelefon- stationen MSC finns signaleringsgränssnittet Gs. I fig. 1 representerar de heldragna linjerna mellan block datatrafik (dvs överföring av tal eller data i digital form) och de streckade linjerna representerar signalering. Fysiskt kan datat passera transparent över mobiltelefonstationen MSC. Radiogräns- snittet mellan mobilstationen MS och det fasta nätet passerar genom basstationen BTS och det har markerats med referensen Um.

Referenserna Abis och A representerar gränssnittet med bas- stationen BTS och basstationstyrenheten BSC resp. mellan bas- stationstyrenheten BSC och mobiltelefonstationen MSC, som är en signaleringsförbindelse. Referensen Gn representerar ett gräns- snitt mellan samma operatörs olika stödnoder. Stödnoderna är vanligtvis uppdelade i mellannätstödnoder GGSN (Gateway GSN) och betjänande eller hemstödnoder SGSN (Serving GSN), såsom visas i fig. 1.

GSM-systemet är ett system av typen tidsdelad multipelaccess (TDMA, Time Division Multiple Access), vid vilket trafiken i radiovägen är tidsuppdelad och äger rum i upprepade TDMA-ramar, vilka var och en består av flera (åtta) tidsluckor. I varje tidslucka överförs ett informationspaket i form av en radio- frekvensskur med ändlig varaktighet bestående av ett antal modulerade bitar. Tidsluckorna används huvudsakligen som styr- 518 570 :Éåšffš- 4 kanaler och trafikkanaler. Tal och data överförs på trafikkana- lerna och signalering utförs i kontrollkanalerna mellan bas- stationen BTS och mobilstationen MS.

I det följande kommer protokollen för GPRS och protokolls- hierarkin i radiogränssnittet Um mellan mobilstationen MS och ett fast nät (hemstödnod SGSN) att förklaras under hänvisning till fig. 2a. Användardata hanteras hierarkiskt på olika nivåer där det omvandlas till en form lämpad för den fysiska radio- vägen och det publika datanätet. På den högsta nivån A) före- ligger användardatat (som kommer t.ex. från en applikation App) i en form lämpad för det publika datanätets protokoll, såsom TCP/IP och X.25, och på den lägsta nivån E) föreligger datat i en form lämpad för överföring i GSM-radiovägen.

Den högsta nivåns A) protokoll SNDCP (Subnetwork Dependent Convergent Protocol), dvs ett konvergensprotokoll som beror på ett delnät, förklaras mer i detalj i GSM-radiospecifikationerna 04.65 och 03.60. Enligt SNDCP segmenteras en nätprotokolldata- enhet mellan mobilstationen MS och en hemstödnod SGSN i en eller flera SNDCP-dataenheter, vars nyttolasts maximala storlek är ca 1600 oktetter. SNDCP-dataenheten överförs i en LLC-ram (Logical Link Control) via radiogränssnittet. SNDCP-protokollet inkluderar multiplexering av användardata, segmentering och komprimering, och komprimeringen av TCP/IP-rubriken. Det är möjligt att i SNDCP-protokollet överföra olika nätnivåproto- koll, såsom IP, X.25, PTM-M och PTM-G. Storleken på ett SNDCP- användardatafält är, vad gäller det totala antalet bitar, delbart med åtta bitar, dvs är oktettorienterad.

Protokollet på nästa nivå B), LLC-protokollet eller det logiska länkkontrollprotokollet, har förklarats mer i detalj i GSM- standardspecifikationerna 04.64 och 03.60. LLC-protokollet åstadkommer en tillförlitlig logisk länk mellan en mobilstation och hemstödnoden SGSN. SNDCP-, kortmeddelande- och GPRS-signa- leringsmeddelanden överförs i LLC-ramar som har en ramrubrik som innehåller numrering och ett fält för temporär adress, ett informationsfält av variabel längd och en ramkontrollsekvens.

LLC-funktionaliteten inkluderar upprätthållande av kommunika- 518 570 Üššffš- tionskontexten hos mobilstationen MS och hemstödnoden SGSN, överföringen av kvitterade och ej kvitterade ramar, detekte- ringen och nysändning av korrupta ramar. LLC-ramar överförs i ett eller flera radioblock. Den logiska länken upprätthålls då mobilstationen MS rör sig mellan celler inom arean för en hem- stödnod SGSN. Om mobilstationen MS rör sig in i en annan hem- stödnods SGSN area måste en ny logisk länk upprättas. Storleken på ett LLC-protokollanvändardatafält är, vad gäller det totala antalet bitar, delbar med åtta bitar, dvs är oktettorienterad.

Nästa nivå C) efter LLC, RLC-nivån (Radio Link Control) har förklarats mer i detalj i GSM-standardspecifikationerna 03.64.

LLC-ramen överförs kontinuerligt. LLC-ramarna med variabel längd överförs i ett eller flera RLC-block. RLC-funktionalite- ten mellan mobilstationen MS och hemstödnoden SGSN är att detektera de korrupta RLC-blocken och att begära en selektiv sändning på nytt av de korrupta blocken. En nysändningsbegäran innefattar en bitmapp som indikerar varje block i den trådlösa vägen som antingen korrupt eller med framgång mottaget. Baserat på bitmappen sänder sändaren på nytt de korrupta blocken. Ett RLC-blocks totala storlek är, rubrik och användardata inklude- rade, vad gäller antalet bitar delbar med åtta bitar, dvs är oktettorienterad. Även nivå D), MAC-nivån (Medium Access Control) har förklarats mer i detalj i GSM-standardspecifikationerna 03.64. MAC används för delning av radiokanaler mellan mobilstationer och för allo- kering av en radiokanal för en mobilstation för sändning och mottagning efter behov. MAC-funktionaliteten inkluderar en separat rubrik innehållande upplänktillståndsflagga USF (Uplink State Flag), blocktypindikator T och eventuell effektregle- ringsinformation PC (Power Control). MAC-rubriken och RLC- datablocket placeras i radioblock RB (se fig. 2b och 2c) för sändning på det fysiska skiktet.

Protokollnivån E) beskriver det fysiska skiktet eller GSM- radiovägen, i vilket meddelanden överförs i radioblock RB visade i fig. 2b och 2c. Radioblocket RB inkluderar en MAC- rubrik, en informationsdel innehållande datat eller signale- 518 570 íšiffš- ëÄß-ilï 6 ringen (RLC-datablock, fig. 2b, eller ett RLC/MAC-signalerings- informationsblock, fig. 2c) och blockkontrollsekvens BCS (Block Check Sequence). Varje radioblock inflätas i fyra standard- skurar. Före inflätningen utförs en kanalkodning på radio- blocket. För kanalkodningen finns fyra olika kodningssätt CS-1, CS-2, CS-3 och CS-4 (Coding Scheme). En mobilstation måste stödja samtliga fyra alternativ. Vid kanalkodningen utförs en faltningskodning på informationsdelen. En förkodning utförs på upplänktillståndsflaggan USF (Uplink State Flag), i vilket fall USF-längden efter förkodningen beror på det använda kanal- kodningssättet CS-1-CS-4. Efter kanalkodningen blir storleken på radioblocket enligt GSM-specifikationen 456 bitar. Före faltningskodningen varierar nyttolasten enligt de olika kod- ningssätten och en oktettorienterad dataström uppnås ej med samtliga kodningssätt CS-1-CS-4. Endast CS-1 ger en oktett- orienterad dataström men de andra kanalkodningssätten CS-2-CS-4 ger det ej enligt dagens protokoll. Detta hindrar dataströmmen mellan olika skikt A)-E) i mobilstationen MS och i mobilkommu- nikationsnätet, dvs i basstationssystemet BSS och i hemstöd- noden SGSN.

Nu introduceras ett sätt med vilket dataflödet kan förenklas mellan samtliga hierarkinivåer eller mellan mobilstationen MS och de olika protokollen hos mobilkommunikationsnätet BSS;SGSN.

Detta uppnås genom att man bringar användardataflödet till oktettform på GPRS-tjänstens samtliga protokollnivåer, särskilt på de lägre nivåerna, genom att man sätter ett visst antal bitar som fyllnadsbitar i stället för att använda dem för över- föring av användardata. Med detta sätt blir det möjligt att göra nyttolasten hos ett radioblock oktettorienterad då något av kanalkodningssätten CS-1-CS-4 används. Ett visst antal av bitarna i radioblocket RB som bestäms enligt sättet sätts före kanalkodning och inflätningen av radioblocket (i fyra skurar) till överföringsfyllnadsbitar på ett sådant sätt, att antalet bitar i radioblocket som överför användardata blir delbart med åtta före kanalkodningen. Genom att använda sättet görs data- hanteringen, särskilt den av användardata som skall överföras, oktettorienterad på samtliga GPRS-protokollnivâer. Till följd av att radioblocket görs oktettorienterat kan operationen efter 518 570 . . . o . oo 7 kanalkodningen utföras helt i enlighet med GSM-specifikationer- Da..

Om detta sätt inte skulle användas skulle överföringarna av två radioblock blandas på ett sådant sätt, att de sista bitarna av det föregående radioblocket skulle överföras i samma skur som de första bitarna i nästa radioblock. Detta skulle göra hante- ringen av datat och protokollen och den utrustning som utför dem komplicerad då oktetter som kommer från en högre protokoll- nivå skall distribueras till olika block på lägre protokoll- nivåer.

Sättet enligt uppfinningen karakteriseras av att i överförings- bitarna i ett radioblock som kodas med användande av åtminstone ett visst kodningssätt överförs användardata i en första del av överföringsbitarna och fyllnadsbitar i en andra del på ett sådant sätt, att det väljs ett sådant antal bitar för över- föring av användardata som är delbart med åtta.

Sändar/mottagaranordningen enligt uppfinningen karakteriseras på motsvarande sätt av att den innefattar styrorgan för över- föring av användardata i en första del av radioblocköver- föringsbitar kodade med användande av åtminstone ett visst kodningssätt och för överföring av fyllnadsbitar i en andra del av nämnda överföringsbitar och att nämnda första del av över- föringsbitar innefattar ett antal bitar delbart med åtta.

Uppfinningen beskrivs i detalj i det följande under hänvisning till bifogade figurer, av vilka Fig. 1 visar uppbyggnaden av ett telekommunikationsnät vid GSM GPRS-pakettjänstdataöverföringen, Fig. 2a visar GPRS-tjänstens olika protokollnivåer, Fig. 2b visar ett radioblock som skall överföras i radiogräns- snittet, 513 570 :Äššffš- 8 Fig. 2c visar ett annat radioblock som skall överföras i radio- gränssnittet, Fig. 3 visar blockschemat över en GSM-systemtransceiver, och Fig. 4 visar ett radioblock enligt uppfinningen som skall över- föras i radiogränssnittet.

För att illustrera hanteringen av en sändare/mottagare och ett fysiskt skikt enligt uppfinningen förklaras i det följande GSM- systemets sändar- och mottagarfunktion under hänvisning till fig. 3, i vilken ett blockschema över en sändare/mottagare i en mobiltelefon enligt GSM-systemet visas. Sändaren/mottagaren hos en basstation skiljer sig från sändaren/mottagaren i en mobil- telefon vanligtvis i det att den är en flerkanalsanordning och att den inte har någon mikrofon eller högtalare. I andra avseenden är den till sin uppbyggnad och funktionsprincip lik sändaren/mottagaren i en mobiltelefon.

Det första steget i en sändningssekvens är digitalisering 1 av analogt tal och kodning 2. Sampling med A/D-omvandlaren 1 ut- förs med frekvensen 8 kHz och talkodningsalgoritmen antar att insignalen är 13 bitars linjär PCM. De sampel som erhålles från A/D-omvandlaren segmenteras till talramar om 160 sampel, i vilket fall längden på varje talram blir 20 ms. Talkodaren 2 hanterar 20 ms långa talramar, dvs innan kodningen påbörjas tas ms av tal in i en buffert. Kodningsoperationerna utförs ram för ram eller på deras underramar (i 40-sampelblock). Som ett resultat av kodningen medelst talkodaren 2 erhålles 260 bitar aV En ram.

Efter talkodning 2 utförs kanalkodning 3 i exempelvis två steg som beror på det använda kodningssättet, då först en del av bitarna (t.ex. de 50 mest signifikanta av 260 bitar) skyddas med användande av blockkod 3a (= CRC, 3 bitar) och därefter dessa och de näst mest viktiga bitarna (132) skyddas ytterliga- re med användande av faltningskod 3b (kodningskvot 1/2) ((50+3+132+4)*2=378 och en del av bitarna tas oskyddade (78)).

Såsom visas i fig. 3 kommer signalerings- och logiska meddelan- 518 570 9 den och det data som skall sändas direkt från styrenheten 19 som styr telefonens block till blockkodningsblock 3a och därför görs naturligtvis ingen talkodning på dessa datameddelanden. På motsvarande sätt tas signalerings- och logiska meddelanden och det mottagna datat från kanalavkodningsblocket 15 till styr- enheten 19. Vid blockkodning 3a bifogas en bitsträng till slutet av en talram, varvid användning av bitsträngen möjliggör detektering av överföringsfel vid mottagning. Vid faltnings- kodning 3b ökas redundansen hos en talram. Inalles överförs totalt 456 bitar per varje 20 ms ram.

Dessa 456 bitar inflätas 4 och även inflätningen 4 sker i två steg. Först 4a blandas bitordningen och de blandade bitarna uppdelas i åtta block av lika storlek. Dessa block fördelas ytterligare 4b i åtta efterföljande TDMA-ramar, i vilket fall de inflätade 456 bitarna överförs i åtta tidsluckor hos radio- vägen (57 bitar i varje). Syftet med inflätningen är att sprida överföringsfel, vilka vanligtvis uppträder som felskurar, jämnt över allt data som skall överföras, i vilket fall kanalavkod- ningen fungerar mest effektivt. Efter dekryptering av inflät- ningen omvandlas en felskur till enskilda felbitar, vilka kan korrigeras vid kanalavkodningen. Nästa steg i överförings- sekvensen är kryptering 5 av data. Kryptering 5 utförs med användande av en algoritm som är en av de bäst skyddade hemlig- heterna hos GSM. Ändamålet med krypteringen är att förhindra varje ej behörig avlyssning av samtal.

Av det krypterade datat bildas 6 en skur som skall sändas genom att man i den adderar en inlärningssekvens, svansbitar och en skyddstid. Den skur som skall sändas förs till GMSK-modulatorn 7, vilken modulerar skuren för sändning. GMSK-moduleringssättet (Gaussian Minimum Shift Keying) är ett digitalt moduleringssätt med konstant amplitud, vid vilket informationen finns i fasför- skjutningarna. Sändaren 8 blandar den modulerade skuren genom en eller flera mellanfrekvenser till 900 MHz och sänder den via en antenn till radiovägen. Sändaren 8 är ett av tre radiofrek- vensblock RF. Mottagaren 9 är det första blocket på mottag- ningssidan och utför omvända operationer jämfört med dem hos sändaren 8. Det tredje RF-blocket är syntetiseraren 10, vilken 518 570 22:- u . . . . . | n - » - en tar hand om bildandet av frekvenser. I GSM-systemet används frekvenshoppning, vid vilken sändnings- och mottagningsfrekven- ser ändras i varje TDMA-ram. Frekvenshoppningen förbättrar för- bindelsens kvalitet men ställer bestämda krav på syntetiseraren . Syntetiseraren 10 måste kunna förflytta sig från en frek- vens till en annan mycket snabbt, på mindre än en millisekund.

Vid mottagning utförs operationer omvända mot sändning. Efter RF-mottagaren 9 och demodulatorn 11 utförs bitdetektering 12 med användande av exempelvis en kanalkorrigeringsenhet, vid vilken bitar detekteras från de mottagna samplen, dvs man för- söker hitta den sända bitsekvensen. Efter detektering sker kryptering 13 och dekrypteras inflätning 14 och utförs kanal- avkodning 15 på de detekterade bitarna varefter checksumman kontrolleras med användande av en cyklisk redundanscheck (CRC, Cyclic Redundance Check). Ändamålet med kanalavkodningen 15 är att korrigera de bitfel som uppträdde vid överföringen av skuren. Vid en 260 bitars talram finns efter kanalavkodningen de sända parametrarna representerande talet, varvid använd- ning av talavkodaren 16 bildar talsignalens digitala sampel.

Samplen D/A-omvandlas 17 för reproduktion medelst högtalaren 18.

I en sändare/mottagare som den centrala styrenheten i en mobil- station finns en styrenhet 19 som väsentligen styr samtliga block 1-18 och koordinerar deras funktioner och styr tids- anpassning. Styrenheten 19 innefattar vanligtvis exempelvis en mikroprocessor. Protokollen enligt hierarkinivåerna A)-D), visade i fig. 2a, utförs företrädesvis i styrenheten 19 och behandlingen av användardata till den fysiska kanalen (vid sändning med början från kanalkodning och vid mottagning till kanalavkodning) utförs i block 3-15.

För kanalkodning 3 finns fyra olika kodningssätt CS-1, CS-2, CS-3 och CS-4 (Coding Scheme). En mobilstation måste stödja varje sätt. Dessa kodningssätts datahastigheter är 9,05, 13,4, ,6 resp. 21,4 kbps. Kodningssättet CS-1 innehåller en falt- ningskodning med en kodningskvot på 1/2 som används i GSM- systemet på SDCCH-kanalen. Vid kodningssätten CS-2 och CS-3 518 570 11 utförs också först en faltningskodning med en kodningskvot på 1/2, efter vilken fyllnadsbitar avlägsnas genom punktering för att uppnå de önskade 456 bitarna.

Kodningssättet CS-4 har inget FEC-felskydd (Forward Error Protection), dvs ingen faltningskodning utförs på datat.

I det följande förklaras mer i detalj den kanalkodning som utförs i en paketdatatrafíkkanal (PDTCH, Packet Data Traffic Channel). Radioblocket RB som visas i fig. 2b, i vilket RLC- datablocket överförs, kan kodas med användande av ett av ovan- nämnda kanalkodningssätt CS-1-CS-4 under det att radioblocket RB som visas i fig. 2c, i vilket RLC/MAC-styrblocket överförs, alltid kodas med användande av kanalkodningssättet CS-1.

I det första kodningssteget adderas till slutet av ett radio- block en blockchecksekvens BCS (Block Check Sequence) för fel- detektering. Efter detta utförs vid kodningssätten CS-1-CS-3 en förkodning på upplänkstatusflaggan eller USF (förutom vid sättet CS-1), fyra svansbitar adderas och faltningskodning utförs enligt ovannämnda beskrivning och punktering vid sätten CS-2 och CS-3 för att uppnå den önskade kodningsstorleken (456 bitar). 518 570 12 Kodningsparametrarna hos de olika sätten visas nedan i Tabell Tabell 1: Sätt Kod- USF För- Radio- BCS Svans Koda- Punk- Data- nings- kodat block (c) (d) de terade has- värde USF exkl. bitar bitar tig- (a) UsF (e) (f) het och kb/s BCS (b) CS-1 1/2 3 3 181 40 4 456 O 9,05 CS-2 = 2/3 3 6 268 16 4 588 132 13,4 CS-3 = 3/4 3 6 312 16 4 676 220 15,6 CS-4 1 3 12 428 16 - 456 - 21,4 Tabell 1 visar att USF-längden efter förkodning/bitbehandling är 3, 6, 6 resp. 12 bitar vid de olika sätten (kolumn a).

Blockchecksekvensen BCS är 40 bitar vid CS-1-sättet och 16 bitar vid de andra sätten (kolumn c). Efter faltningskodning 3b med kodningsvärde 1/2 erhålles 456, 588 och 676 kodade bitar vid sätten CS-1-CS-3 och vid sättet CS-4 erhålles direkt 456 bitar utan faltningskodning (kolumn e). Genom att addera bitar- na i kolumnerna a-d erhålles nyttolasten enligt varje sätt. Man ser då att nyttolasten vid sätten CS-1, CS-2 och CS-3 är 228, 294 och 338 bitar och antalet bitar fördubblas vid faltnings- kodning enligt kolumn e. Vid sättet CS-4 erhålles en nyttolast på 456 bitar. Då det är känt att längden på en förkodad USF varierar mellan 3-12 bitar och att den totala längden på T och PC är 5 bitar erhålles som storlek på ett MAC-rubrikfält 8, 11, 11 och 17 bitar. Antalet svansbitar är 4 vid sätten CS-1-CS-3 och 0 vid sättet CS-4. På detta sätt blir antalet bitar till- gängliga för överföring av det andra datat såsom framgår av Tabell 2. s1e sve ;3§;. ø n o ø u « n | n a: 13 Tabell 2: Nyttolast- MAC- BCS Svansbitar Ãterstående bitar rubrik bitar CS-1: 228 - 8 - 40 - 4 = 176 CS-2: 294 - 11 - 16 - 4 = 263 CS-3: 338 - 11 - 16 - 4 = 307 CS-4: 456 - 17 - 16 - 0 = 423 I dessa bitar överförs RLC-rubriken och RLC-datat innehållande det verkliga användardatat. Dessa är i RLC-skiktet (skikt C i fig. 2a) delbara med åtta. För att hålla hanteringen och över- föringen av användardata oktettorienterad enligt uppfinningen reserveras två oktetter eller 16 bitar för rubrikfältet och antalet RLC-datablockbitar visade i Tabell 3 överförs, varvid vid vissa sätt bitar lämnas kvar för användardataöverföring.

Tabell 3: Nyttolast- MAC- RLC- RLC- BCS Svans- Ytterligare bitar rubrik rubrik databitar bitar bitar CS-1: 228 = 8 + 16 + 160 + 40 + 4 + O CS-2: 294 = ll + 16 + 240 + 16 + 4 + 7 CS-3: 338 = 11 + 16 + 288 + 16 + 4 + 3 CS-4: 456 = 17 + 16 + 400 + 16 + 0 + 7 Enligt uppfinningen är det inte användardata som överförs i dessa ytterligare bitar i ett radioblock utan fyllnadsbitar för att åstadkomma så att hanteringen och överföringen av användar- data blir oktettorienterad, dvs delbar med åtta. Enligt upp- finningen överförs fyllnadsbitar i fyllnadsbitarna av ett radioblock, dvs i en viss del av bitarna reserverade för över- föringen av användardata, beroende på kanalkodningssättet CS-1- CS-4. Detta åstadkommes genom att man ger de aktuella bitarna ett i förväg bestämt värde, antingen logisk "1" eller logisk "O". För att överföra så mycket användardata som möjligt i ett radioblock överförs företrädesvis dock endast en sådan kvanti- tet av fyllnadsbitar, mindre än en oktett, som lämnar så många 513 570 *Éïššffš- I..š..3~ɧÉÉ 14 oktetter som möjligt tillgängliga för överföringen av användar- data. Sådana kvantiteter visas i Tabell 3.

Följaktligen sätts 0 bitar (dvs inga) som fyllnadsbitar vid kanalkodningssättet CS-1. Vid kanalkodningssättet CS-2 väljs exempelvis de sju sista bitarna som fyllnadsbitar, vid kanal- kodningssättet CS-3 väljs 3 ytterligare bitar (t.ex. de 3 sista bitarna) som fyllnadsbitar och vid kanalkodningssättet CS-4 väljs 7 ytterligare bitar (t.ex. de 7 sista bitarna) som fyll- nadsbitar. Fig. 4 visar ett exempel på innehållet i en radio- blocknyttolast vid sättet enligt uppfinningen då kodningssättet CS-2 används. Nyttolasten innefattar checkbitar CHB samman- hörande med utförandet av överföringen, i vilka bitar MAC- rubrikbitarna, RLC-rubrikbitarna, BCS-bitarna och svansbitarna överförs, och överföringsbitar TB används för överföringen av användardata, i vilka bitar här överförs RLC-användardatabitar och de sju fyllnadsbitarna på slutet, vilka bitar i annat fall skulle kunna användas för överföringen av användardata. I ett radioblock enligt fig. 4 överförs användardata i oktetter (bytes), i vilket fall hantering mellan olika hierarkinivåer hålls enkel. Enligt uppfinningen erhålles den maximala mängden överförda databitar i ett radioblock genom delning av antalet överföringsbitar TB med åtta och genom överföring av användar- data i antalet oktetter (bytes) motsvarande kvoten och genom överföring av fyllnadsbitar i antalet överföringsbitar motsva- rande resten.

Genom att använda uppfinningen uppnås vid varje kanalkodnings- sätt ett oktettorienterat antal användardatabitar eller RLC- databitar. Samtidigt erhålles dessutom efter kanalkodningen och den i Tabell 1 visade punkteringen vid varje sätt det önskade antalet bitar, 456. På detta sätt behöver inte punkteringen ändras. Detta åstadkommes till följd av att storleken på nytto- lasten vid sättet enligt uppfinningen bibehålles oförändrad vad gäller nyttolasterna definierade i GSM-standardspecifikationen 03.64.

Alternativt ökas nyttolasterna hos sätten CS-2 och CS-3, exem- pelvis vid CS-2 med en bit till 295 och vid CS-3 med fem bitar 518 570 till 343, i vilket fall man skulle erhålla ytterligare en oktett för överföringen av användardata (med hänsyn tagen till de i Tabell 3 angivna ytterligare bitarna). Antalet bitar efter faltningskodningen skulle då bli 590 och 686, i vilket fall punkteringen skulle ändras genom punktering av 134 resp. 230 bitar. Om på motsvarande sätt nyttolasten skulle minskas med 7 och 3 bitar skulle punkteringen minskas. Sådana alternativa sätt skulle dock kräva ändring av både nyttolasten och punkte- ringen i GSM-standardspecifikationen 03.64, vilket ej är önsk- värt.

Tack vare uppfinningen görs dataströmmen genom olika skikt, från de högre skikten ner till det lägsta fysiska skiktet oktettorienterad, vilket förenklar utförandet av protokoll mellan mobilstationen MS och det fasta nätet BSS, SGSN. Sam- tidigt förloras ett visst antal bitar (0, 7, 3, 7), vilka bitar i annat fall skulle kunna användas för överföringen av använ- dardata. Då ett visst antal bitar enligt uppfinningen väljs på ett sådant sätt, att antalet är mindre än en oktett och sam- tidigt antalet bitar i ett RLC-datablock justeras så att det blir delbart med åtta blir dock uppnåendet av enklare protokoll viktigare än förlusten av några få bitar för överföringen av användardata.

Det ovanstående har varit en introduktion av utförandet av upp- finningen och dess utföringsformer med användande av exempel.

En fackman inom teknikområdet inser, att uppfinningen ej begränsas till detaljerna hos ovan visade exempel och att upp- finningen kan utföras även i andra utföringsformer utan att man avviker från uppfinningens kännetecken. De visade utförings- formerna bör betraktas som illustrativa men ej begränsande.

Möjligheterna att utföra och använda uppfinningen begränsas sålunda endast av de bifogade patentkraven. Olika utförings- former av uppfinningen som specificeras av patentkraven, även ekvivalenta utföringsformer, inkluderas sålunda inom ramen för uppfinningen. n... - | o . . - o o u ø M

Claims (10)

518 570 16 Patentkrav

1. Sätt för dataöverföring i ett digitalt mobilkommunika- tionssystem, vid vilket sätt användardata hanteras i vissa skikt (A-E) enligt vissa protokoll, användardata överförs i ett visst skikt (E) av nämnda skikt via en fysisk radiokanal mellan en mobilstation (MS) och ett fast mobilkommunikationsnät (BSS;SGSN) i radioblock (RB), varvid, för överföringen i nämnda visst skikt (E), en nyttolast med viss storlek innefattande checkbitar (CHB) sammanhörande med utförandet av överföringen och överförings- bitar (TB) tillgängliga för överföringen av användardata bildas i radioblocket (RB), och varje radioblock (RB) i kanalen kodas med användande av ett visst kodningssätt (CS-1-CS-4) och storleken på nämnda nyttolast beror på kodningssättet, k ä n n e t e c k n a t a v att i överföringsbitarna (TB) vid ett radioblock som skall kodas med användande av åtminstone ett visst kodningssätt (CS-2, CS-3, CS-4), användardata överförs i en första del av överföringsbitarna och fyllnadsbitar överförs i en andra del, så att ett sådant antal överföringsbitar väljs för överföringen av användardata som är delbart med åtta.

2. Sätt enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a t a v att som den första delen av överföringsbitarna (TB) för användning för överföringen av användardata väljs antalet oktetter som anges av kvoten då antalet överföringsbitar (TB) divideras med åtta och som den andra delen av överföringsbitarna (TB) för användning för överföringen av fyllnadsbitar väljs antalet överföringsbitar som anges av resten av nämnda division.

3. Sätt enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a t a v att radioblocket (RB) är ett av radioblocken enligt GSM- 518 570 17 standardspecifikationen 03.64 förutom nämnda fyllnadsbitar.

4. Sätt enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a t a v att i nämnda andra del av överföringsbitarna fyllnadsbitar ställs innan kanalkodningen utförs vid kanalkodningen och före inflätningen av radioblockets bitar till skurar som skall sändas.

5. Sändar/mottagaranordning (MS, BTS, SGSN) för överföring av användardata i ett digitalt mobilkommunikationssystem, vilken anordning innefattar användardatahanteringsorgan (3-15, 19) för hantering av användardata i vissa skikt (A-E) enligt vissa protokoll, sändningsorgan (3-15, 19) för sändning av användardata i radioblock (RB) via en fysisk radiokanal i ett visst skikt (E) av nämnda skikt, nyttolastbildningsorgan (19) för bildande av en nytto- last av en viss storlek i ett radioblock (RB) för överföring i nämnda visst skikt (E), vilken nyttolast innefattar checkbitar (CHB) sammanhörande med utförandet av överföringen och över- föringsbitar (TB) tillgängliga för överföringen av användar- data, och kanalkodningsorgan (3) för kanalkodningen av ett radio- block (RB) med användande av ett visst kodningssätt (CS-l- CS-4), varvid nyttolastens storlek beror av det använda kod- ningssättet, k ä n n e t e c k n a d a v att anordningen inne- fattar styrorgan (19) för överföring av användardata i en första del av radioblocköverföringsbitar (TB), vilket radio- block kodas med användande av åtminstone ett visst kodningssätt (CS-2, CS-3, CS-4), och för överföring av fyllnadsbitar i en andra del av nämnda överföringsbitar, varvid nämnda första del av överföringsbitarna innefattar ett antal bitar delbart med åtta.

6. Sändar/mottagaranordning enligt patentkrav 5, k ä n n e t e c k n a d a v att ...n - ø o a . - | Q o | ao 518 570 18 nämnda styrorgan (19) är inrättat att välja som den första delen av överföringsbitarna (TB) som skall användas för överföring av användardata antalet oktetter som erhålles av kvoten då antalet överföringsbitar (TB) divideras med åtta och nämnda styrorgan (19) är inrättat att välja som den andra delen av överföringsbitarna (TB) som skall användas för överföring av fyllnadsbitar antalet bitar som anges av resten av nämnda division.

7. Sändar/mottagaranordning enligt patentkrav 5, k ä n n e t e c k n a d a v att den är inrättad att överföra överföringsbitar (TB) enligt GSM-standardspecifikationen 03.64 förutom nämnda fyllnadsbitar.

8. Digitalt mobilkommunikationssystem innefattande åtmin- stone en mobilstation (MS) och ett fast mobilkommunikationsnät (BSS, SGSN), vilket system innefattar organ (MS, BTS) för över- föring av användardata via en fysisk radiokanal mellan mobil- stationen (MS) och det fasta mobilkommunikationsnätet (BSS; sGsN), användardatahanteringsorgan (3-15, 19) för hantering av användardata i vissa skikt (A-E) enligt vissa protokoll, dataöverföringsorgan (3-15, 19) för överföring av användardata i radioblock (RB) via en fysisk radiokanal i ett visst skikt (E) av nämnda skikt, nyttolastbildningsorgan (19) för bildande av en nytto- last av en viss storlek i ett radioblock (RB) för överföring i nämnda visst skikt (E), vilken nyttolast innefattar checkbitar (CHB) sammanhörande med utförandet av överföringen och över- föringsbitar (TB) tillgängliga för överföringen av användar- data, kanalkodningsorgan (3) för kanalkodningen av radio- blocket (RB) med användande av ett visst kodningssätt (CS-1- CS-4), varvid nyttolastens storlek beror av det använda kod- ningssättet, k ä n n e t e c k n a t a v att systemet innefattar styrorgan (19) för överföring av användardata i en första del av överföringsbitar (TB) vid radioblocket som skall kodas med användande av åtminstone ett visst kodningssätt .un- . Q - . ~ o a o o ~ on 518 570 19 (CS-2, CS-3, CS-4), och för överföring av fyllnadsbitar i en andra del av nämnda överföringsbitar, varvid nämnda första del av överföringsbitarna innefattar ett antal bitar delbart med åtta.

9. Digitalt mobilkommunikationssystem enligt patentkrav 8, k ä n n e t e c k n a t a v att nämnda styrorgan (19) är inrättat att välja som den första delen av överföringsbitarna (TB) som skall användas för överföring av användardata antalet oktetter som erhålles av kvoten då antalet överföringsbitar (TB) divideras med åtta och nämnda styrorgan (19) är inrättat att välja som den andra delen av överföringsbitarna (TB) som skall användas för överföring av fyllnadsbitar antalet överföringsbitar som anges av resten av nämnda division.

10. Mobilkommunikationssystem enligt patentkrav 8, k ä n n e t e c k n a t a v att det är inrättat att överföra överföringsbitar enligt GSM-standardspecifikationen 03.64 förutom nämnda fyllnadsbitar.