FI100211B - Suurinopeuksinen datasiirto matkaviestinverkoissa - Google Patents

Description

100211

Suurinopeuksinen datasiirto matkaviestinverkoissa

Keksinnön kohteena on suurinopeuksinen datasiirto digitaalisissa matkaviestinverkoissa.

5 Aikajakomonikäyttötyyppisissä (TDMA) radiotietolii kenne järjestelmissä liikennöinti radiotiellä on aikajakoi-nen tapahtuen peräkkäin toistuvissa TDMA-kehyksissä, joista kukin muodostuu useasta aikavälistä. Kussakin aikavälissä lähetetään lyhyt informaatiopaketti äärellisen kes-10 toisena radiotaajuisena purskeena, joka muodostuu joukosta moduloituja bittejä. Aikavälejä käytetään pääasiassa siirtämään ohjauskanavia ja liikennekanavia. Liikennekanavilla siirretään puhetta ja dataa. Ohjauskanavilla suoritetaan merkinantoa tukiaseman ja liikkuvien tilaaja-asemien vä-15 Iillä. Eräs esimerkki TDMA-radiojärjestelmästä on yleiseurooppalainen matkaviestinjärjestelmä GSM (Global System for Mobile Communications).

Perinteisissä TDMA-järjestelmissä kullekin liikkuvalle asemalle osoitetaan liikennöintiä varten yksi lii-20 kennekanava-aikaväli datan- tai puheensiirtoa varten. Täten esim. GSM-järjestelmässä voi olla samalla kantoaallolla parhaimmillaan kahdeksan rinnakkaista yhteyttä eri liikkuville asemille. Maksimi datansiirtonopeus yhdellä liikennekanavalla rajoittuu käytettävissä olevan kaistan-25 leveyden ja siirrossa käytettyjen kanavakoodauksen ja virheenkorjauksen mukaan suhteellisen alhaiseksi, esim. GSM-järjestelmässä 9,6 kbit/s tai 12 kbit/s. GSM-järjestelmässä on lisäksi valittavissa ns. puolennopeuden (maks. 4,8 kbit/s) liikennekanava alhaisille puheenkoodausnopeuksil-30 le. Puolennopeuden liikennekanava muodostuu, kun liikkuva asema liikennöi tietyssä aikavälissä vain joka toisessa kehyksessä, ts. puolella nopeudella. Joka toisessa kehyksessä samassa aikavälissä liikennöi toinen liikkuva asema. Näin voidaan järjestelmän kapasiteetti tilaajamäärässä 35 mitattuna kaksinkertaistaa, ts. samalla kantoaallolla voi 2 100211 liikennöidä samanaikaisesti jopa 16 liikkuvaa asemaa.

Viime vuosina on tarve suurinopeuksisille datapalveluille matkaviestinverkoissa kasvanut merkittävästi. Esimerkiksi ISDN (Integrated Services Digital Network) 5 piirikytkettyjen digitaalisten datapalvelujen hyväksikäyttöä varten tarvittaisiin ainakin 64 kbit/s siirtonopeuksia. Yleisen puhelinverkon PSTN datapalveluja, kuten modeemia ja G3-luokan telekopiolaitteita, varten tarvitaan korkeampia siirtonopeuksia, kuten 14,4 kbit/s. Eräs liik-10 kuvan datansiirron kasvualue, joka vaatii suurempia siirtonopeuksia kuin 9,6 kbit/s, on liikkuva videopalvelu. Esimerkkejä tällaisista palveluista ovat turvallisuusvalvonta kameroiden avulla sekä videotietokannat. Minimi da-tanopeus videosiirrossa voi olla esimerkiksi 16 tai 32 15 kbit/s.

Nykyisten matkaviestinverkkojen siirtonopeudet eivät kuitenkaan riitä näiden uusien tarpeiden tyydyttämiseen.

Eräs ratkaisu, joka on esitetty hakijan samanaikai-20 sesti haettavassa ja tämän hakemuksen hakemispäivänä salaisessa FI-patenttihakemuksessa 942190, on varata yhtä suurinopeuksista datayhteyttä varten kaksi tai useampi rinnakkaista liikennekanavaa (alikanavaa) radiotiellä. Suurinopeuksinen datasignaali jaetaan lähetyspäässä ra-25 diotien yli siirtämisen ajaksi näihin rinnakkaisiin ali kanaviin ja kootaan jälleen vastaanottopäässä. Näin voidaan tarjota datansiirtopalveluita, joissa siirtonopeus on varattujen liikennekanavien määrästä riippuen jopa 8-ker-tainen tavanomaiseen siirtonopeuteen verrattuna. Esimer-30 kiksi kun GSM-järjestelmässä käyttäjädatan kokonaissiir- tonopeus 19,2 kbit/s saadaan kahdella rinnakkaisella ali-kanavalla, joissa molemmissa nopeussovitetaan 9,6 kbit/s kuten GSM-järjestelmän olemassa olevissa läpinäkyvissä 9,6 kbit/s bearer-palveluissa.

35 Eräs rinnakkaisten liikennekanavien käyttöön liit- 3 100211 tyvä ongelma on kuitenkin datanopeudet, joita ei voida nopeussovittaa GSM-järjestelmän nykyisillä menetelmillä edes silloin kun nämä datanopeudet voidaan jakaa tasan käytettävissä olevien rinnakkaisten alikanavien kesken.

5 Esimerkiksi 14,4 kbit/s käyttäjädatanopeus (esim.

ITU-T Recommendation V.32bis mukainen) vaatii kaksi läpinäkyvää GSM-liikennekanavaa, joissa kummassakin tulisi olla datanopeus 7,2 kbit/s (2 x 7,2 kbit/s = 14,4 kbit/s), mutta GSM-järjestelmässä ei ole olemassa lainkaan nopeus-10 sovitusta alikanavien datanopeudelle 7,2 kbit/s.

Vastaavasti esimerkiksi käyttäjädatanopeus 40 kbit/s (ITU-T Recommendation V.120) vaatii viisi läpinäkyvää GSM-liikennekanavaa, joissa kussakin tulisi olla datanopeus 8 kbit/s (40 kbit/s : 5), mutta GSM-järjestelmäs-15 sä ei taaskaan ole olemassa nopeussovitusta tällaiselle alikanavan datanopeudelle.

Toisen ongelman muodostavat datanopeudet, joita ei voida jakaa tasan tarvittavaan määrään läpinäkyviä GSM-liikennekanavia. Esimerkiksi käyttäjädatanopeus 56 kbit/s 20 (ITU-T Recommendation V.110) vaatii ainakin kuusi läpinäkyvää GSM-liikennekanavaa, mutta sitä ei voida jakaa näihin kuuteen rinnakkaiseen alikanavaan siten, että jokaisen alikanavan (V.110-) kehykset kuljettavat saman mää-.. rän databittejä (56 kbit/s : 6 = 9333,333 bit/s).

25 Lisäksi suurinopeuksisen datasiirron tulisi olla riittävän joustava, jotta se voisi tukea myös mahdollisia tulevia, vielä standardoimattomia suuria datanopeuksia.

Esillä olevan keksinnön päämääränä on menetelmä ja tietoliikennejärjestelmä, joka tukee sekä standardien että 30 mielivaltaisten siirtonopeuksien nopeussovitusta rinnakkaisia liikennekanavia käyttävässä suurinopeuksisessa datasiirrossa.

Tämä saavutetaan menetelmällä suurinopeuksista datansiirtoa varten digitaalisessa matkaviestinjärjestelmäs-35 sä, jossa menetelmässä data siirretään radiotien yli mat- 4 100211 kaviestimen ja kiinteän matkaviestinverkon välillä matkaviestimelle allokoidussa nopeussovitetussa liikennekana-vassa. Menetelmälle on keksinnön mukaisesti tunnusomaista, että 5 allokoidaan ainakin kaksi rinnakkaista nopeussovi- tettua liikennekanavaa suurinopeuksiselle datasignaalille, jonka tarvitsema datansiirtonopeus ylittää yksittäisen liikenne kanavan maks imis i irtonopeuden, käytetään datansiirtoon rinnakkaisissa liikenne-10 kanavissa siirtokehyksiä, joissa informaatiobittien lukumäärä on siirrettävän datasignaalin nopeudesta riippumaton, nopeussovitetaan suurinopeuksinen datasignaali al-lokoituihin liikennekanaviin käyttämällä varsinaisen käyt-15 täjädatan siirtoon datasignaalin nopeudesta riippuvan määrän mainittuja informaatiobittejä kussakin siirtokehyksessä.

Keksinnön kohteena on myös digitaalinen matkaviestinjärjestelmä, jossa matkaviestin ja kiinteä matkavies-20 tinverkko käsittävät datalähettimen ja datavastaanottimen, jotka kykenevät datasiirtoon radiotien yli matkaviestimelle allokoidulla liikennekanavalla. Järjestelmälle on keksinnön mukaisesti tunnusomaista, että kiinteä matkaviestinverkko on sovitettu allokoimaan 25 suurinopeuksiselle datasignaalille, jonka vaatima siirtonopeus on suurempi kuin yhden liikennekanavan maksimisiir-tonopeus, kaksi tai useampia rinnakkaisia liikennekanavia, datalähettimet on sovitettu sijoittamaan suurino-peuksisen datasignaalin siirtokehyksiin, joissa informaa-\ 30 tiobittien lukumäärä on siirrettävän datasignaalin nopeu desta riippumaton, siten että varsinaisen käyttäjädatan siirtoon käytetään datasignaalin nopeudesta riippuva määrä mainittuja informaatiobittejä kussakin siirtokehyksessä.

Keksinnössä suurinopeuksinen datasignaali pakataan 35 siirtokehyksiin, joissa on siirrettävän signaalin data- il 5 100211 nopeudesta riippumaton, vakio määrä informaatiobittejä. Informaatiobittien määrä on sellainen, että kehyksen data-nopeus on vakio ja vastaa tietoliikennejärjestelmän lii-kennekanavan normaalia nopeussovitusta, esim. 9,6 kbit/s 5 GSM-järjestelmässä. Näistä siirtokehyksen informaatiobi- teistä käytetään varsinaisen käyttäjädatan siirtoon määrä, joka riippuu alkuperäisen datasignaalin nopeudesta. Loput bitit käytetään ohjausinformaation tai täytebittien siirtoon. Täten mikä tahansa siirtokehys missä tahansa rinnak-10 kaisessa liikennekanavassa voi kuljettaa käyttäjädatabit-tejä määrän, joka on välillä 0 ja tietty maksimimäärä. Toisin sanoen käyttäjädatan siirtonopeus siirtokehyksissä voi vapaasti olla välillä 0 ja tietty maksimiarvo.

Keksinnön avulla voidaan yhdellä vakiolla tavalla 15 nopeussovitettujen liikennekanavien läpi siirtää mielivaltaisen datanopeuden omaava signaali tekemällä toinen no-peussovitus siirtokehysten sisällä. Esimerkiksi GSM-järjestelmässä voidaan käyttää standardia 9,6 kbit/s nopeus-sovitettua läpinäkyvää liikennekanavaa sekä CCITT-suosi-20 tuksen V.110 mukaista siirtokehystä, jossa on 48 informaa-tiobittiä. Tällöin erilaisia käyttäjädatanopeuksia välillä 0-9,6 kbit/s voidaan siirtää 9,6 kbit/s nopeussovitetun liikennekanavan läpi muuttamalla käyttäjädatansiirtoon käytettyjen informaatiobittien määrää V.110-kehyksessä vä-25 Iillä 0-48.

Osa siirtokehyksen "vapaista" informaatiobiteistä voidaan käyttää ilmaisemaan, kuinka moni kehyksen informaatiobiteistä siirtää varsinaista käyttäjädataa.

Keksintöä selitetään seuraavassa ensisijaisten suo-30 ritusmuotojen avulla viitaten oheisiin piirroksiin, joissa kuvio 1 havainnollistaa osaa eräästä matkaviestin-järjestelmästä, jossa keksintöä voidaan soveltaa; kuvio 2 havainnollistaa suurinopeuksista datansiirtoa kahdessa TDMA-aikavälissä radiotiellä; 35 kuvio 3 havainnollistaa keksinnön mukaista verkko- 6 100211 arkkitehtuuria, joka tukee monen liikennekanavan suurino-peuksista datasiirtoa matkaviestimen MS ja Verkkosovittimen IWF välillä GSM-järjestelmässä; kuvio 4 esittää V.110 kehysrakenteen; 5 kuvio 5 esittää keksinnön mukaisen siirtokehyksen periaatteellisen rakenteen, kuvio 6 havainnollistaa 23,5 kbit/s käyttäjänopeu-den sovittamista keksinnän mukaisella tavalla kolmeen GSM-liikennekanavaan.

10 Esillä olevaa keksintöä voidaan soveltaa suurino- peuksiseen datasiirtoon digitaalisissa TDMA-tyyppisissä matkaviestinjärjestelmissä, kuten esimerkiksi yleiseurooppalainen digitaalinen matkaviestinjärjestelmä GSM, DCS1800 (Digital Communication System), EIA/TIA Interim Standardin 15 IS/41.3 mukaisessa matkaviestinjärjestelmässä, jne. Kek sintöä tullaan kuvaamaan seuraavassa käyttäen esimerkkinä GSM-järjestelmän tyyppistä matkaviestinjärjestelmää siihen kuitenkaan rajoittumatta. Kuviossa 1 esitellään hyvin lyhyesti GSM-järjestelmän perusrakenneosat, puuttumatta tar-20 kemmin niiden ominaisuuksiin tai järjestelmän muihin osa-alueisiin. GSM-järjestelmän tarkemman kuvauksen osalta viitataan GSM-suosituksiin sekä kirjaan "The GSM System for Mobile Communications", M. Mouly ja M. Pautet, Pa-laiseau, France, 1992, ISBN:2-9507190-07-7.

25 Matkaviestinkeskus huolehtii tulevien ja lähtevien puheluiden kytkennästä. Se suorittaa samantyyppisiä tehtäviä kuin yleisen puhelinverkon (PSTN) keskus. Tämän lisäksi se suorittaa myös ainoastaan siirtyvälle puheluliikenteelle ominaisia toimintoja, kuten esimerkiksi tilaajien 30 sijainninhallintaa, yhteistyössä verkon tilaajarekisterien kanssa. Matkaviestimet MS kytkeytyvät keskukseen MSC tukiasemajärjestelmien BSS kautta. Tukiasemajärjestelmä BSS muodostuu tukiasemaohjaimesta BSC ja tukiasemista BTS. Kuviossa 1 on esitetty selvyyden vuoksi vain tukiasemajär-35 jestelmä, jossa tukiasemaohjaimeen BSC liittyy kaksi tu- 7 100211 kiasemaa, joiden alueella on yksi matkaviestin MS.

GSM-järjestelmä on aikajakomonikäyttötyyppinen (TDMA) järjestelmä, jossa liikennöinti radiotiellä on ai-kajakoinen tapahtuen peräkkäin toistuvissa TDMA-kehyksis-5 sä, joista kukin muodostuu useasta aikavälistä. Kussakin aikavälissä lähetetään lyhytinformaatiopaketti äärellisen kestoisena radiotaajuisena purskeena, joka muodostuu joukosta moduloituja bittejä. Aikavälejä käytetään pääasiassa siirtämään ohjauskanavia ja liikennekanavia. Liikennekana-10 villa siirretään puhetta tai dataa. Ohjauskanavilla suoritetaan merkinantoa tukiaseman ja liikkuvien matkavies-tinasemien välillä.

GM-järjestelmän radiorajapinnassa käytetyt kanava-rakenteet on määritelty tarkemmin ETSI/GSM-suosituksessa 15 05.02. Normaalissa toiminnassa matkaviestimelle MS osoite taan puhelun alussa joltakin kantoaallolta yksi aikaväli liikennekanavaksi (single slot access). Liikkuva asema MS synkronoituu tähän aikaväliin lähettämään ja vastaanottamaan radiotaajuisia purskeita. Kehyksen jäljelle jäävänä 20 aikana MS suorittaa erilaisia mittauksia. Hakijan aikaisemmissa FI-patenttihakemuksissa 942190 ja 945817 on esitetty menettely, jossa matkaviestimelle MS, joka tarvitsee suurempinopeuksista datasiirtoa kuin yksi liikennekanava .. kykenee tarjoamaan, osoitetaan kaksi tai useampia aikavä- 25 lejä samasta TDMA-kehyksestä. Tämän proseduurin tarkempien yksityiskohtien osalta viitataan kyseisiin patenttihakemuksiin.

Seuraavassa proseduuria kuvataan kuvioon 2 viitaten vain eräänä tapana suorittaa moneen rinnakkaiseen liiken-30 nekanavaan perustuvaa suurinopeuksista datansiirtoa radio järjestelmässä. On kuitenkin huomattava, että keksinnön kannalta on oleellista vain, että monta rinnakkaista lii-kennekanavaa käsittävä siirtoyhteys on muodostettu, ja keksintö kohdistuukin datasiirron suorittamiseen ja synk-35 ronointiin tällaisen yhteyden yli.

8 100211

Kuviossa 2 on esitetty esimerkki, jossa matkaviestimelle MS osoitetaan peräkkäiset aikavälit 0 ja 1 samasta TDMA-kehyksestä. Suurinopeuksinen datasignaali DATAIN, joka halutaan siirtää radiotien yli, jaetaan jakajassa 82 5 tarvittavaan määrään pienempinopeuksisia datasignaaleja DATAl ja DATA2. Jokaiselle pienempinopeuksiselle datasig-naalille DATAl ja DATA2 suoritetaan erikseen kanavakoodaus, lomitus, purskeen muodostus ja modulointi 80 ja vastaavasti 81, minkä jälkeen kukin datasignaali lähetetään 10 radiotaajuisena purskeena omassa aikavälissään 0 ja vastaavasti 1. Kun pienempinopeuksiset datasignaalit DATAl ja DATA2 on erikseen siirretty radiotien yli, niille suoritetaan vastaanottopäässä erikseen demodulointi, lomituksen purku ja kanavadekoodaus 83 ja vastaavasti 84, minkä jäl-15 keen signaalit DATAl ja DATA2 yhdistetään yhdistäjässä 85 jälleen vastaanottopäässä alkuperäiseksi suurinopeuksisek-si signaaliksi DATAOUT. Kuviossa 2 on lisäksi esitetty keksinnön eräässä suoritusmuodossa käytetty lähetyspuskuri 88, johon datasignaali DATA IN puskuroidaan ennen jakajal-20 le 82 viemistä.

Kuvio 3 on lohkokaavio, joka havainnollistaa GSM-verkon arkkitehtuuria, joka toteuttaa tällaisen monta rinnakkaista liikennekanavaa käyttävän datasiirron. Kuvion 3 lohkojen 80, 81, 83 ja 84 toiminnot, ts. kanavakoodaus, 25 lomitus, purskeenmuodostus ja modulointi sekä vastaavasti demodulointi, lomituksen purku ja kanavadekoodaus sijaitsevat kiinteän verkon puolella edullisesti tukiasemalla BTS. Edellä kuvattu TDMA-kehys lähetetään siten tukiaseman BTS ja matkaviestimen MS välillä radiorajapinnassa Radio 30 I/F. Tukiasemalla BTS on erillinen rinnakkainen käsittely jokaiselle aikavälille. Sen sijaan kuvion 2 jakaja 82 ja yhdistäjä 85 voivat tarpeen mukaan sijoittua kiinteässä verkossa tukiasemasta BTS erilleen muuhun verkkoelementtiin, jolloin pienempinopeuksiset datasignaalit DATAl ja 35 DATA2 siirretään tämän verkkoelementin ja tukiaseman vä- 9 100211

Iillä kuten normaalien liikennekanavien signaalit. GSM-järjestelmässä tämä liikennöinti tapahtuu ETSI/GSM-suosi-tuksen 08.60 mukaisissa TRAU-kehyksissä tukiaseman BTS ja erityisen transkooderiyksikön TRCU (Transcoder/Rateadapter 5 unit) välillä. Keksinnön kannalta myöskään TRAU-kehykset ja niihin liittyvä siirto eivät ole olennaisia, koska keksintö liittyy datasiirron suorittamiseen ja synkronointiin koko useaa rinnakkaista liikennekanavaa käyttävän datayhteyden yli, ts. jakajan 82 ja yhdistäjän 85 välillä.

10 GSM-järjestelmässä datayhteys muodostetaan matka viestimen MS verkkopäätteen 31 ja kiinteässä verkossa olevan Verkkosovittimen IWF (Interworking Function) 32 välille. Tämä yhteys on GSM-verkossa datasiirrossa V.110-no-peussovitettu, V.24-rajapintoihin sovittuva, UDI-koodattu 15 digitaalinen 9,6 kit/s full-duplex yhteys. Tässä yhteydessä kuvattu V.llO-yhteys on alunperin ISDN-teknologiaa (In-tergrated Services Data Network) varten kehitetty digitaalinen siirtokanava, joka sovittautuu V.24-rajapintaan ja tarjoaa mahdollisuuden myös V.24-statuksien (ohjaussignaa-20 lien) siirtoon. CCITTsn suositus V.110-nopeussovitetulle yhteydelle on esitetty julkaisussa CCITT Blue Book: V.110. CCITT:n suositus V. 24-rajapinnalle on esitetty julkaisussa CCITT Blue Book: V.24. Päätesovitin 31 sovittaa matkavies-·; tiineen MS kytketyn datapäätteen V.110 yhteydelle, joka 25 muodostetaan monta liikennekanavaa chO-chN käyttävän fyysisen yhteyden yli. Verkkosovitin IWF kytkee V.110 yhteyden toiseen V.110 verkkoon, kuten esimerkiksi ISDN tai toinen GSM-verkko, tai johonkin muuhun kauttakulkuverk-koon, kuten yleinen puhelinverkko PSTN. Ensimmäisessä ta-30 pauksessa IWF sisältää vain keksinnön mukaisen jakajan/yh-distäjän 82/85. Viimeksi mainitussa tapauksessa IWF sisältää lisäksi esimerkiksi kantataajuusmodeemin, jonka avulla suoritetaan datansiirto PSTN:n läpi.

V.110 yhteydellä (9,6 kbit/s) datansiirtoon käytet-35 tävä kehysrakenne on esitetty kuviossa 4. Kehys on 80-bit- 10 100211 tinen. Oktetti 0 sisältää binäärisiä nollia, kun taas oktetti 5 sisältää binäärisen ykkösen, jota seuraa seitsemän E-bittiä. Oktetit 1-4 ja 6-9 sisältävät binäärisen ykkösen bittipaikassa 1, statusbitin (S- tai X-bitti) bittipaikas-5 sa 8 sekä 6 databittiä (D-bitit) bittipaikoissa 2-7. Bittien lähetysjärjestys on vasemmalta oikealle ja ylhäältä alas. Kehyksessä on siten 48 informaatiobittiä D1-D48 (käyttäjädataa). Bittejä S ja X käytetään siirtämään da-tansiirtotilassa kanavaohjausinformaatiota, joka liittyy 10 databitteihin.

Kuten aikaisemmin selitettiin, tälläisessä suuri-nopeuksisessa datasiirrossa ovat ongelmallisia datanopeu-det, joita ei voida nopeussovittaa tietoliikennejärjestelmien nykyisillä menetelmillä. Tälläisiä esim. GSM-järjes-15 telmässä kaikki siirtonopeudet, jotka eivät ole 9,6 kbit/s monikertoja.

Keksinnössä tämä ratkaistaan siirtämällä käyttäjä-databitit liikennekanavien läpi kehyksissä, joiden yleistä rakennetta on havainnollistettu kuviossa 5. Kehys muodos-20 tuu header-osasta sekä informaatiobiteistä. Header-osa sisältää kehystyypistä riippuen erilaista synkronointi- ja ohjausinformaatiota, jolla ei kuitenkaan ole esillä olevan keksinnön kannalta merkitystä. Kukin kehys kuljettaa N data- tai informaatiobittiä. Näistä N bitistä n bittiä (n 25 < N) muodostavat eräänlaisen osoitinkentän, joka ilmaisee, että lopuista N-n informaatiobiteistä Nl bittiä käytetään varsinaisen käyttäjädatan kuljettamiseen. Loput k informaatiobittiä, joita kehyksessä ei käytetä osoitinbitteinä eikä käyttäjädatabitteinä, täytetään täytebiteillä, esi-30 merkiksi asetetaan niiden arvot "ykkösiksi". Näin jokainen siirtokehys jokaisessa rinnakkaisessa liikennekanavassa voi kuljettaa minkä tahansa käyttäjädatabittejä välillä 0 ja N-n. Peräkkäiset siirtokehykset liikennekanavassa voivat kuljettaa eri määrän käyttäjädatabittejä. Tämän an-35 siosta voidaan aina säilyttää oikea keskimääräinen käyttä- il 11 100211 jädatanopeus. Käyttäjädatanopeutta kontrolloidaan lähetys-päässä esimerkiksi siten, että kuvion 2 jakaja 82 tarkkai-lee lähetyspuskurissa 88 olevan datan määrää ja tämän mukaan määrittää käyttäjädatabittien lukumäärän seuraavassa 5 kehyksessä tai seuraavissa kehyksissä. Jos puskuri 88 pyrkii täyttymään, jolloin esimerkiksi saavutetaan ennalta määrätty ylempi kynnystaso, yksi tai useampi seuraavista kehyksistä sisältää yhden tai useamman databitin enemmän kunnes puskurin taso on jälleen mainitun kynnystason ala-10 puolella. Jos puskuri 88 pyrkii tyhjenemään, ja kun esimerkiksi saavutetaan jokin alempi kynnystaso, jakaja 82 sijoittaa yhteen tai useampaan seuraavaan kehykseen yhden tai useamman databitin vähemmän kunnes puskuritaso on jälleen normalisoitunut, esim. mainitun alemman kynnystason 15 yläpuolella. Jakaja 82, joka sijoittaa kehykseen tarvittavan määrän N1 käyttäjädatabittejä, samalla täyttää ylimääräiset informaatiobitit täytebiteillä ja asettaa osoitin-bittien arvoksi Nl. Tätä tullaan tarkemmin selittämään kuvion 6 esimerkin yhteydessä.

20 Seuraavassa kuvataan esillä olevan keksinnön sovel tamista GSM-järjestelmään. Tällöin oletetaan, että rinnakkaisina liikennekanavina käytetään nopeussovitettuja läpinäkyviä täyden nopeuden 9,6 kbit/s liikennekanavia, joilla siirretään kuvion 4 mukaisia V.110 kehyksiä. Täl-25 löin kehyksessä on 48 informaatiobittiä D1-D48, ts. N=48. Kuusi informaatiobittiä, esim. bitit D1-D6, tarvitaan osoittamaan käyttäjädatabittien lukumäärä Nl kehyksen loppujen informaatiobittien joukossa. Toisin sanoen n=6. Tällöin jää jäljelle 42 bittiä (N-n=42) käytettäväksi käyttä-30 jädataa varten V.110-kehyksessä. Nämä käytettävissä olevat bitit ovat esimerkiksi D7-D48.

Seuraavassa tarkastellaan muutamia esimerkkejä suu-rinopeuksisen datan nopeussovittamisesta tällaiseen GSM-liikennekanavan V.110-kehykseen.

35 12 100211

Esimerkki 1

Oletetaan, että käyttäjädatanopeus on 64 kbit/s, jolloin tarvitaan 8 rinnakkaista GSM-liikennekanavaa. Tällöin keksinnön mukainen nopeussovitus voidaan tehdä esi-5 merkiksi seuraavasti. Kukin V.llO-kehys kussakin liikenne-kanavassa kuljettaa 40 käyttäjädatabittiä (bitit D7-D46) sekä kaksi täytebittiä (D47 ja D48). Tällöin Nl=40, minkä vuoksi osoitinbittien D1-D6 arvoksi asetetaan binääriluku 1010000.

10 Esimerkki 2

Oletetaan, että käyttäjädatanopeus on 56 kbit/s, jolloin tarvitaan 7 GSM-liikennekanavaa. Tällöin keksinnön mukainen nopeudensovitus voidaan tehdä esimerkiksi seuraavasti: kukin V.llO-kehys jokaisessa kanavassa kuljettaa 40 15 käyttäjädatabittiä (D7-D46) ja kaksi täytebittiä (D47 ja D48). Tällöin Nl=40, ja bittien D1-D6 arvot ovat 101000.

Esimerkki 3

Oletetaan, että käyttäjädatanopeus on 14,4 kbit/s, jolloin tarvitaan kaksi GSM-liikennekanavaa. Tällöin kek-20 sinnon mukainen nopeudensovitus voidaan tehdä esimerkiksi seuraavasti: kukin V.llO-kehys jokaisessa kanavassa kuljettaa 36 käyttäjädatabittiä (bitit D7-D42) ja kuusi täytebittiä (bitit D43-D48). Tällöin Nl=36, ja osoitinbittien (D1-D6) arvot ovat 100100.

25 Esimerkki 4

Oletetaan, että käyttäjädatanopeus on 28,8 kbit/s, jolloin tarvitaan neljä GSM-liikennekanavaa. Tällöin keksinnön mukainen nopeudensovitus voidaan tehdä esimerkiksi seuraavasti: kukin V.110-kehys jokaisessa liikennekanavas-30 sa kuljettaa 36 käyttäjädatabittiä (bitit D7-D42) ja kuusi täytebittiä (bitit D43-D48). Tällöin Nl=36, ja osoitinbittien (D1-D6) arvot ovat 100100.

Esimerkki 5 havainnollistaa keksinnön mukaisen menetelmän joustavuutta sovitettaessa mielivaltainen käyttä-35 jädatanopeus läpinäkyviin rinnakkaisiin liikennekanaviin.

13 100211

Oletetaan, että käyttäjädatanopeus on 23,5 kbit/s, jolloin tarvitaan kolme rinnakkaista GSM-liikennekanavaa. Tällöin keksinnön mukainen nopeudensovitus voidaan tehdä esimerkiksi seuraavasti kuviossa 6 havainnollistetulla tavalla.

5 V.110-kehykset liikennekanavissa chl ja ch2 kuljettavat joka hetki 42 käyttäjädatabittiä (bitit D7-D48). Koska N1=N=42, täytebittejä ei tarvita ja osoitinbittien D1-D6 arvot ovat 101010. Kolmas rinnakkainen liikennekanava ch3 kuljettaa 33 käyttäjädatabittiä (bitit D7-D39) ja yhdeksän 10 täytebittiä (bitit D40-D48) joka toisessa V.110-kehykses-sä. Näissä kehyksissä Nl-33, jolloin osoitinbittien (Dl-D6) arvot ovat 100001. Tämän liikennekanavan ch3 kaikki muut V.110-kehykset kuljettavat 34 käyttäjäbittiä (bitit D7-D40) sekä kahdeksan täytebittiä (bitit D41-D48). Näissä 15 kehyksissä Nl=34, jolloin osoitinbittien (D1-D6) arvot ovat 100010. Tämän järjestelyn ansiosta näiden kolmen kanavan yhteenlaskettu keskimääräinen käyttäjänopeus on tarkalleen 23,5 kbit/s.

Keksinnön mukaiset osoitinbitit kuluttavat n data-20 bitin paikan kehyksessä (esim. n=6). Jos halutaan säästää liikennekanavan kapasiteettia, voidaan sellaiset käyttäjä-datanopeudet, jotka ovat kokonaislukujaollisia nopeudella 9,6 kbit/s, lähettää käyttäen olemassa olevaa GSM-datapal-veluiden nopeussovitusta, ts. tällöin käytetään standardin 25 mukaisia V.110-kehyksiä, joissa ei ole osoitinbittejä, eikä täytebittejä vaan 48 käyttäjädatabittiä. Tällaisissa toteutusvaihtoehdoissa, keksinnön mukaista nopeudensovi-tusta sovellettaisiin vain käyttäjädatanopeuksille, jotka eivät ole kokonaislukujaollisia nopeudella 9,6 kbit/s. 30 Esimerkiksi 28,8 kbit/s voidaan lähettää normaalilla no-peussovituksella kolmessa 9,6 kbit/s liikennekanavassa, kun keksinnön mukainen nopeussovitus esimerkissä 4 vaatii neljä liikennekanavaa.

Liikennekanavien kapasiteettia voidaan säästää myös 35 siten, että esillä olevaa keksintöä sovelletaan vain yh- 14 100211 della tai kahdella kanavalla. Tällöin loput liikennekana-vista voisivat käyttää olemassa olevaa 9,6 kbit/s nopeus-sovitusta.

Vaikka keksintö on selitetty viitaten tiettyihin 5 suoritusmuotoihin, on kuitenkin ymmärrettävä, että selitys on tehty vain esimerkkitarkoituksessa ja siihen voidaan tehdä muutoksia ja modifikaatioita poikkeamatta oheisten patenttivaatimusten määrittelemän keksinnön hengestä ja suojapiiristä.

Il

Claims (10)

15 100211

1. Menetelmä suurinopeuksista datansiirtoa varten digitaalisessa matkaviestinjärjestelmässä, jossa menetel- 5 mässä data siirretään radiotien yli matkaviestimen ja kiinteän matkaviestinverkon välillä matkaviestimelle allokoidussa nopeussovitetussa liikennekanavassa, tunnettu siitä, että 10 allokoidaan ainakin kaksi rinnakkaista nopeussovi- tettua liikennekanavaa suurinopeuksiselle datasignaalille, jonka tarvitsema datansiirtonopeus ylittää yksittäisen liikennekanavan maksimisiirtonopeuden, käytetään datansiirtoon rinnakkaisissa liikenne-15 kanavissa siirtokehyksiä, joissa informaatiobittien lukumäärä on siirrettävän datasignaalin nopeudesta riippumaton, nopeussovitetaan suurinopeuksinen datasignaali al-lokoituihin liikennekanaviin käyttämällä varsinaisen käyt-20 täjädatan siirtoon datasignaalin nopeudesta riippuvan määrän mainittuja informaatiobittejä kussakin siirtokehyksessä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että nopeussovitusvaihe käsittää 25 vaiheet sijoitetaan suurinopeuksisen datasignaalin data lähetyspäässä siirtokehyksiin, joissa kussakin on vakio-määrä N informaatiobittejä, käytetään n bittiä mainituista N informaatiobitistä 30 ilmoittamaan kuinka moni lopuista informaatiobiteistä N-n kuljettaa käyttäjädataa, sijoitetaan käyttämättömien informaatiobittien paikalle täytebittejä.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, 35 tunnettu siitä, että 16 100211 käyttäjädatan siirtoon käytettyjen informaatiobit-tien lukumäärää eri siirtokehyksissä muutetaan lähetys-päässä puskuroidun datan määrästä riippuvaisesti.

4. Patenttivaatimuksen 1,2 tai 3 mukainen menetel-5 mä, tunnettu siitä, että rinnakkaisissa liikenne- kanavissa siirretään CCITT-suosituksen V.110 mukaisia kehyksiä.

5. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että digitaalisten signaalien, 10 joiden käyttäjädatanopeuden suhde yhden nopeussovitetun liikennekanavan siirtonopeuteen on kokonaisluku, käyttäjä-data siirretään käyttäen kaikkia N informaatiobittejä.

6. Digitaalinen matkaviestinjärjestelmä, jossa matkaviestin (MS) ja kiinteä matkaviestinverkko (BTS,BSC,MSC) 15 käsittävät datalähettimen (31,32,82) ja datavastaanottimen (31,32,81), jotka kykenevät datasiirtoon radiotien yli matkaviestimelle allokoidulla liikennekanavalla, tunnettu siitä, että kiinteä matkaviestinverkko (MSC) on sovitettu allo-20 koimaan suurinopeuksiselle datasignaalille, jonka vaatima siirtonopeus on suurempi kuin yhden liikennekanavan maksi-misiirtonopeus, kaksi tai useampia rinnakkaisia liikenne-kanavia, datalähettimet (31,32,82) on sovitettu sijoittamaan 25 suurinopeuksisen datasignaalin (DATAIN) siirtokehyksiin, joissa informaatiobittien lukumäärä on siirrettävän data-signaalin nopeudesta riippumaton, siten että varsinaisen käyttäjädatan siirtoon käytetään datasignaalin nopeudesta riippuva määrä mainittuja informaatiobittejä kussakin 30 siirtokehyksessä.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että kussakin siirtokehyksessä on vakiomäärä N informaatiobittejä, 35. bittiä mainituista N informaatiobitistä muodos- 17 100211 tavat ohjauskentän, joka kertoo kuinka moni lopuista in-formaatiobiteistä N-n kuljettaa käyttäjädataa, informaatiobitit, joita ei käytetä mainittuun oh-jauskenttään ja käyttäjädatan siirtoon, ovat täytebittejä.

8. Patenttivaatimuksen 6 tai 7 mukainen järjestel mä, tunnettu siitä, että käyttäjädatan siirtoon käytettyjen informaatiobittien lukumäärä on digitaalisen signaalin nopeudesta riippuen välillä O-(N-n) bittiä.

9. Patenttivaatimuksen 6 mukainen järjestelmä, 10 tunnettu siitä, että datalähettimet on sovitettu säätämään käyttäjädatan siirtoon käytettyjen informaatiobittien lukumäärää eri siirtokehyksissä lähetyspuskurissa olevan datan määrästä riippuvaisesti.

10. Patenttivaatimuksen 6 mukainen järjestelmä, 15 tunnettu siitä, että siirtokehyksen kaikki N in- formaatiobittiä sisältävät käyttäjädataa, kun siirrettävän digitaalisen signaalin käyttäjädatanopeuden suhde yhden nopeussovitetun liikennekanavan siirtonopeuteen on kokonaisluku. 18 100211