DE69434250T2

DE69434250T2 - Gerät und Mobilstationen zur Bereitstellung von Paketdatenkommunikation in digitalen zellularen TDMA-Systemen

Info

Publication number: DE69434250T2
Application number: DE69434250T
Authority: DE
Inventors: Lars Axel Billström; Jan Erik Ake Steinar Dahlin; Yngve Bengt Persson; Lars E. Wetterborg
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 1993-12-10
Filing date: 1994-11-23
Publication date: 2005-07-07
Anticipated expiration: 2014-11-24
Also published as: JP2003047068A; CN1092010C; CN1117335A; KR960701566A; SE9304119D0; EP0683963A1; JPH08506713A; TW276382B; ES2188650T3; KR100353773B1; AU1251595A; US5590133A; EP1191800A2; DE69431870T2; EP1191800A3; CA2153871C; JP3426225B2; HK1014123A1; AU675898B2; EP0683963B1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Diese Erfindung bezieht sich auf digitale TDMA- (Vielfachzugriff im Zeitmultiplex) Zellularfunk-Mobiltelekommunikationssysteme. Genauer richtet sich die vorliegende Erfindung auf Vorrichtungen zum Vorsehen von Paketdaten-Kommunikationsdiensten in gegenwärtigen TDMA-Zellularsystemen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Mobile Datenkommunikation wird rasch eines der am schnellsten wachsenden Segmente des mobilen Kommunikationsmarktes. Unabhängige Marktstudien sagen mehrere Millionen Benutzer in Europa für das Jahr 2000 voraus. Eine starke Antriebskraft ist der schnell wachsende Markt für tragbare Personalcomputer ("Laptop", "Palmtop", "Notebook") und die Notwendigkeit für flexible drahtlose Datenkommunikationen, die er schafft. Diese Marktkraft wird weiter durch das Entstehen von neuen auf Kommunikation gerichteten Einrichtungen verstärkt, die gewöhnlich als "persönliche digitale Assistenten" oder "persönliche Kommunikationseinrichtungen" bezeichnet werden. Zielanwendungen inkludieren:

– den breiten Bereich von Standardgeschäftsanwendungen, die heutzutage vorwiegend in festen Datennetzen verwendet werden, wie etwa elektronische Post und Zugriff auf Hostcomputer/Datenbank;
– spezialisierte mobile Datenanwendungen, inkludierend Fahrzeugflottensteuerung und Straßentransportinformatik;
– feste drahtlose Anwendungen, inkludierend Anwendungen für entfernte Überwachung und Steuerung, und Kreditkartenverifizierung und ähnliche Anwendungen für finanzielle Transaktionen;
– mögliche neue Anwendungen als ein Ergebnis der Konvergenz der beiden ermöglichenden Technologien von neuen persönlichen Computer-/Kommunikationseinrichtungen und effizienten und weit verfügbaren mobilen Datenkommunikationen.

Um diese Vielfalt von Anwendungen auf eine kosteneffiziente Art und Weise zu unterstützen, sollte ein mobiles Datennetz:

– Paketmodus-Datendienste basierend auf gemeinsam genutzten Paketdaten-Funkkanälen vorsehen, die für Paketdaten (unter Ausnutzung der Häufungsnatur der meisten Datenkommunikationsanwendungen) optimiert sind, um Spektrumseffizienz und Kosteneffizienz zu erreichen;
– Industriestandard-Netzdienste vorsehen, inkludierend Standarddienste eines verbindungslosen Netzes (Datagramm) und, abhängig von Marktbedürfnissen, Standarddienste eines verbindungsorientierten Netzes (virtueller Ruf), um z. B. transparente X.25-Konnektivität vorzusehen;
– Leistungsverhalten (Paketübertragungsverzögerungen) vorsehen, das mit dem vergleichbar ist, was durch gegenwärtige Festnetze vorgesehen wird, um existierenden Standardanwendungen zu erlauben, ohne Modifikation verwendet zu werden;
– Rundruf- und Multicast-Dienste vorsehen, um spezialisierte mobile Anwendungen zu unterstützen.

Eine Bereitstellung der Paketdatendienste auf einer Plattform eines zellularen Systems bietet potenzielle Vorteile im Sinne von weit verbreiteter Verfügbarkeit, Möglichkeit von kombinierten Sprach-/Datendiensten und relativ geringen zusätzlichen Investitionen durch Ausnutzung der zellularen Infrastruktur. Von besonderem Interesse sind gegenwärtige TDMA-Zellularsysteme durch ihre Spektrumseffizienz und weltweite Durchdringung. Beispiele von potenziellen TDMA-Plattformen inkludieren:

– GSM (globales System für mobile Kommunikation, Global System for Mobile communication);
– Systeme mit einer Architektur des GSM-Typs, aber bei Betrieb in anderen Frequenzbändern, wie etwa den Bändern 1800 und 1900 MHz, inkludierend PCN (persönliche Kommunikationsnetze, Personal Communications Network) in Europa und PCS (persönliche Kommunikationsdienste, Personal Communications Services) in den USA;
– das nordamerikanische D-AMPS- (digitaler erweiterter mobiler Telefondienst, Digital Advanced Mobile Phone Service) System;
– das japanische PDC- (persönliches digitales zellulares, Personal Digital Cellular) System.

Die Datendienste, die durch zellulare Systeme vorgesehen oder für sie vorgeschlagen werden, basieren jedoch im allgemeinen mit wenigen Ausnahmen auf einem Schaltungsmodus eines Betriebs unter Verwendung eines dedizierten Funkkanals für jeden aktiven mobilen Benutzer. Die Ausnahmen inkludieren die Paketdatenkonzepte, die in den folgenden Literaturstellen beschrieben werden:
a) US-A-4,887,265 und Proc. 38th IEEE Vehicular Technology Conference, Juni 88, Philadelphia (US), Seiten 414–418: "Packet Switching in Digital Cellular Systems"
Diese Literaturstellen beschreiben ein zellulares System, das gemeinsam genutzte Paketdaten-Funkkanäle vorsieht, von denen jeder zum Unterbringen von vielen Datenrufen fähig ist. Eine Mobilstation, die einen Paketdatendienst anfordert, wird einem bestimmten Paketdatenkanal zugewiesen, der im wesentlichen reguläre zellulare Signalisierung verwendet. Das System kann Paketzugriffspunkte (PAPS, Packet Access Points) für eine Kopplung mit Paketdatennetzen inkludieren. In diesem Fall ist jeder Paketdaten-Funkkanal mit einem bestimmten PAP verbunden und ist somit zum Multiplexen von Datenrufen fähig, die mit diesem PAP in Verbindung stehen. Es wird systeminitiierte Übergabe (Weiterreichung) eingesetzt, die zu einem großen Ausmaß dem Typ einer Übergabe ähnlich ist, die in dem gleichen System für Sprachrufe verwendet wird. Es wird ein neuer Typ einer Übergabe zum Handhaben von Situationen hinzugefügt, wenn die Kapazität eines Paketkanals unzureichend ist.
b) US-A-4,916,691
Diese Literaturstelle beschreibt (für eine der Ausführungsformen) eine neue Paketmodus-Zellularfunksystem-Architektur und eine neue Prozedur zum Weiterleiten (Sprache und/oder Daten) von Paketen zu einer Mobilstation. Basisstationen, öffentliche Vermittlungen über Hauptschnittstelleneinheiten (trunk interface units) und eine zellulare Steuereinheit, sind miteinander über ein Weitbereichsnetz verknüpft. Die Weiterleitungsprozedur basiert auf einer durch eine Mobilstation initiierten Übergabe und auf Hinzufügung zu dem Header eines beliebigen Pakets, das von einer Mobilstation (während eines Rufes) übertragen wird, eines Identifikators der Basisstation, die das Paket durchläuft. Im Fall einer erweiterten Zeitperiode zwischen nachfolgenden Benutzerinformationspaketen von einer Mobilstation kann die Mobilstation zusätzliche Steuerpakete für den alleinigen Zweck einer Übermittlung von Zellenstandortinformation übertragen. Die zellulare Steuereinheit ist hauptsächlich in eine Rufherstellung involviert, wenn sie dem Ruf eine Rufsteuernummer zuweist. Sie benachrichtigt dann die Mobilstation über die Rufsteuernummer und die Hauptschnittstelleneinheiten über die Rufsteuernummer und den Identifikator der anfänglichen Basisstation. Während eines Rufes werden Pakete dann direkt zwischen der Hauptschnittstelleneinheit und der gegenwärtig bedienenden Basisstation weitergeleitet.
c) Cellular Digital Packet Data (CDPD) System Specification, Release 1.0, Juli 1993
CDPD ist ein neues Konzept zum Vorsehen von Paketdatendiensten, das verfügbare Funkkanäle in gegenwärtigen Advanced Mobile Phone Service AMPS Systemen (d. h. dem nordamerikanischen analogen zellularen System) nutzt. CDPD ist eine umfassende offene Spezifikation, die durch eine Gruppe von zellularen Betreibern in den USA unterstützt wird. Elemente, die abgedeckt werden, inkludieren externe Schnittstellen, Luftschnittstellen, Dienste, Netzarchitektur, Netzmanagement und Administration. Das CDPD-System ist zu einem großen Ausmaß basierend auf einer unabhängigen Infrastruktur spezifiziert. Gemeinsame Nenner mit AMPS-Systemen sind auf eine Nutzung des gleichen Typs von Funkfrequenzenkanälen und der gleichen Basisstationsstandorte (die Basisstation selbst, die durch CDPD verwendet wird, ist neu und für CDPD spezifisch) und einen Einsatz einer Signalisierungsschnittstelle zum Koordinieren von Kanalzuweisungen zwischen den zwei Systemen begrenzt. Eine Weiterleitung eines Paketes zu einer Mobilstation ba siert auf zuerst einer Weiterleitung des Paketes zu einem Heimatsnetzknoten (Heimat-Mobil-Daten-Zwischensystem, MD-IS (home Mobile Data Intermediate System)), der mit einem Heimatstandortregister (HLR, home location register) ausgerüstet ist, basierend auf der Mobilstationsadresse; dann, wenn notwendig, Weiterleitung des Paketes zu einem besuchten bedienenden MD-IS basierend auf HLR-Information; und schließlich Übertragen des Paketes von dem bedienenden MD-IS über die gegenwärtige Basisstation basierend auf der Mobilstation, die ihren Zellenstandort zu ihrem bedienenden MD-IS meldet.
d) ETSI (European Telecommunications Standards Institute) T Doc GSM 4 58/93, 12. Februar 1993: "Packet Radio in GSM"; und "GSM in a future competitive environment", Seminar, Helsinki, 13. Oktober 1993: "A General Packet Radio Service Proposed for GSM"
Diese Dokumente umreißen ein mögliches Paketzugriffsprotokoll für Sprache und Daten in GSM.
e) ETSI T Doc GSM 1 283/93, 28. September 1993: "Packet Data over GSM Network"
Diese Literaturstelle beschreibt ein Konzept zum Vorsehen von Paketdatendiensten in GSM, basierend zuerst auf einer Verwendung von regulärer GSM-Signalisierung und Authentifizierung, um einen virtuellen Kanal zwischen einer Paketmobilstation und einem "Agenten" herzustellen, der einen Zugriff zu Paketdatendiensten handhabt. Mit regulärer Signalisierung, die für schnelle Kanaleinrichtung und Freigabe modifiziert ist, werden dann reguläre Verkehrskanäle für eine Paketübertragung verwendet.
Von den obigen Literaturstellen beziehen sich Literaturstellen d) und e) direkt auf ein TDMA-Zellularsystem. Literatur stelle d), obwohl sie eine mögliche Organisation eines optimierten gemeinsam genutzten Paketdatenkanals umreißt, behandelt nicht die Aspekte zum Integrieren von Paketdatenkanälen in eine Gesamtsystemlösung.
Das Konzept, das in Literaturstelle e) beschrieben wird, welches auf Verwendung einer Version zum "schnellen Schalten" eines existierenden GSM-Verkehrskanals basiert, hat Nachteile im Sinne von Spektrumseffizienz und Paketübertragungsverzögerungen (besonders für Kurznachrichten) im Vergleich zu einem Konzept, das auf optimierten gemeinsam genutzten Paketdatenkanälen basiert.
Das System, das in Literaturstelle a) beschrieben wird, ist auf einen Datenruf ausgerichtet und basiert auf Verwendung einer system-initiierten Übergabe auf eine ähnliche Weise wie für reguläre Sprachrufe. Eine Anwendung dieser Prinzipien zum Vorsehen von Mehrzweck-Paketdatendiensten in einem TDMA-Zellularsystem würde Spektrumseffizienz- und Leistungsverhaltensnachteile implizieren. Z. B. basiert system-initiierte Übergabe in GSM auf Zuordnung von 1/26 einer Verkehrskanalkapazität während eines Rufes für Signalisierung bezüglich Überwachung und Steuerung von Signalqualität (für eine einzelne Mobilstation) in Vorbereitung auf eine mögliche Übergabe.
Das System, das in Literaturstellen b) und c) beschrieben wird, bezieht sich nicht direkt auf die speziellen Probleme zum Vorsehen von Paketdatendiensten in TDMA-Zellularsystemen.
Die kanadische Patentanmeldung Nr. 2,063,901 beschreibt ein zellulares Überlagerungssystem. Das zellulare Datenüberlagerungssystem überwacht die Verwendung von Sprachkanälen, die durch das Sprachkommunikationssystem verwendet werden. Falls es ein Fehlen von Sprachkommunikation in dem zugehörigen Sprachkanal gibt, überträgt die Datenbasisstation eine Signatur eines verfügbaren Kanals, um den daten-zugeordneten Kanal als für Datendienste verfügbar zu identifizieren.
US 4,870,408 legt ein Verfahren zum dynamischen Zuordnen einer Zahl von Datenkanälen in einem Bündelfunksystem (trunked radio System) offen. Die Datenaktivität wird während eines vorbestimmten Zeitintervalls überwacht. Falls die Aktivität über einem vorbestimmten Maximum liegt, kann ein zusätzlicher Kanal für Datenverwendung reserviert werden. Falls umgekehrt der Datenverkehr gering ist, kann ein Datenkanal für eine Sprachnachrichtenverwendung erneut zugeordnet werden.
Die Identität eines vorbestimmten Kanals, der als der Masterdatenkanal bezeichnet wird, wird periodisch zu allen Teilnehmern über den Steuerkanal übertragen.
Zusammengefasst gesagt gibt es eine Notwendigkeit für ein Systemkonzept zum Vorsehen von Mehrzweck-Paketdatendiensten in TDMA-Zellularsystemen, basierend auf Bereitstellung von gemeinsam genutzten Paketdatenkanälen, die für Paketdaten optimiert sind.
OFFENLEGUNG DER ERFINDUNG
Das Gesamtziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, Systemkonzepte zum Vorsehen von Mehrzweck-Paketdaten-Kommunikationsdiensten in gegenwärtigen digitalen TDMA-Zellularsystemen vorzusehen, die auf Bereitstellung von spektrumseffizienten gemeinsam genutzten Paketdatenkanälen basieren, die für Paketdaten optimiert und mit zellularen Anforderungen kompatibel sind. Zielsysteme inkludieren GSM-Systeme, Systeme, die auf der GSM-Architektur basieren, aber in anderen Frequenzbändern arbeiten (z. B. den 1800 und 1900 MHz Bändern), D-AMPS und PDC-Systeme.
Speziell ist es ein Ziel der Erfindung, ein "integriertes" Systemkonzept vorzusehen, das die neuen Paketdatendienste auf eine eng integrierte Weise vorsieht, wobei die gegenwärtige TDMA-Zellularinfrastruktur zu dem möglichen Ausmaß genutzt wird, dass sie mit Paketdatenfunktions- und Leistungsverhaltensanforderungen konsistent ist.
Ein anderes Ziel der Erfindung besteht darin, ein "getrenntes" Systemkonzept vorzusehen, das die neuen Paketdatendienste mit minimalem Einfluss auf die gegenwärtige TDMA-Zellularinfrastruktur vorsieht, durch hauptsächliche Nutzung des Basisstationsabschnitts des zellularen Systems und für die verbleibenden Netzteile Beruhen auf einer getrennten mobilen Paketdaten-Infrastruktur. Da der Basisstationsabschnitt (inkludierend Standorte) einen wesentlichen Teil einer Investitionen eines zellularen Systems ausmacht, trifft der Vorteil einer Ausnutzung der Zellularinfrastruktur auch auf dieses Systemkonzept zu. Die verbleibende getrennte Infrastruktur kann auf verfügbarer mobiler Paketdaten-Netztechnologie basieren.
Diese Ziele werden durch Vorrichtungen erreicht, wie in dem kennzeichnenden Abschnitt von Anspruch 1 und zugehörigen Unteransprüchen definiert.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 veranschaulicht eine Ausführungsform des "integrierten" Systemkonzepts, das auf ein GSM-System angewendet wird ("Ausführungsform I"), durch Zeigen eines Blockdiagramms eines GSM-Systems, das mit Paketdaten- (PD) Funktionen aufgerüstet ist, wobei die wesentlichen PD-Funktionsblöcke mit fetten Umrisslinien gezeigt werden.
2 veranschaulicht ein Intranetz-Protokoll und ein Zusammenarbeitsbeispiel (Internetprotokoll IP) für Ausführungsform I.
3 veranschaulicht ein Intranetz-Protokoll und ein Zusammenarbeitsbeispiel (X.25) für Ausführungsform I.
4 veranschaulicht einen neuen PD-Zustand (PD-Modus), der in Ausführungsform I eingeführt wird, in Bezug auf einen regulären GSM-Ruhezustand (Modus) und rufverbundenen Zustand (Modus).
5 zeigt ein Sequenzdiagramm, das eine Herstellung eines PD-Zustands (PD-Modus) veranschaulicht, initiiert von einer Mobilstation (MS).
6 zeigt ein Beispiel eines 51-Rahmen-Masterpaketdatenkanal- (MPDCH, Master packet data channel) Abwärtsstrecken-Mehrfachrahmens, zusammen mit dem Mehrfachrahmenzyklus in 7 vorgesehen zum Koordinieren des Hörens auf einen MPDCH mit Hören auf reguläre GSM-Rundrufkanäle (anwendbar nachstehend sowohl auf Ausführungsform I als auch Ausführungsform II).
7 zeigt ein Beispiel eines Mehrfachrahmenzyklus, der durch 8 MPDCH-Abwärtsstrecken-Mehrfachrahmen gebildet wird (veranschaulicht in 6), und ein Beispiel zum Planen von adäquaten Zeitpunkten zum Hören auf reguläre GSM-Rundrufkanäle.
8 zeigt ein Sequenzdiagramm, das eine Zuordnung von einem Paketdatenkanal (PDCH, packet data channel) auf Anforderung veranschaulicht, initiiert von einer MS (anwendbar auf Ausführungsform I).
9 zeigt ein Flussdiagramm, das den Prozess zum dynamischen Zuordnen von PDCHs basierend auf Durchsatzmessungen veranschaulicht (anwendbar sowohl auf Ausführungsform I als auch II).
10 zeigt ein Sequenzdiagramm, das ein Beispiel einer mobil veranlassten Paketübertragung in Ausführungsform I veranschaulicht.
11 zeigt ein Sequenzdiagramm, das ein Beispiel einer mobil terminierten Paketübertragung (unter Verwendung "sofortiger Kanalreservierung") in Ausführungsform I veranschaulicht.
12 zeigt ein Sequenzdiagramm, das ein Beispiel einer mobil terminierten Paketübertragung (unter Verwendung von Funkruf (Paging)) in Ausführungsform I veranschaulicht.
13 zeigt Beispiele einer mobil veranlassten und einer mobil terminierten Paketübertragung in einem MPDCH, wobei dadurch die Prinzipien einer Verwendung von Aufwärtsstreckenzustandsflags (USFS, Uplink State Flags) und eines Typs von Paging veranschaulicht werden, der einen Zugriffsschlitz für die MS reserviert, um zu antworten (anwendbar sowohl auf Ausführungsform I als auch II).
14 veranschaulicht ein Beispiel einer Weiterleitung von einer Zusammenarbeitsfunktion (IWF, interworking-function) zu einer eine MS I gegenwärtig bedienenden Mobildienstvermittlungsstelle (MSC, Mobile Services Switching Centre) in Ausführungsform I, wenn das Adressierungsschema derart ausgewählt ist, dass eine IP-Adresse von MS I die MS als zu einem bestimmten öffentlichen landgestützten Mobilnetz (oder Gruppe von MSCS) gehörend identifiziert.
15 veranschaulicht ein Beispiel einer Weiterleitung von einer IWF zu einer eine MS gegenwärtig bedienenden MSC in Ausführungsform I, wenn das Adressierungsschema derart ausgewählt ist, das eine IP-Adresse von MS I die MS als zu einer bestimmten MSC gehörend identifiziert.
16 veranschaulicht eine Ausführungsform des "getrennten" Systemkonzepts, das auf ein GSM-System angewendet wird ("Ausführungsform II"), durch Zeigen eines Blockdiagramms eines GSM-Systems mit einem Basisstationssystem (BSS), das mit PD-Funktionen erweitert wurde, wobei die wesentlichen PD-Funktionsblöcke in fetten Umrisslinien gezeigt werden.
BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Es werden zwei unterschiedliche Ausführungsform der Erfindung beschrieben, die beide auf ein digitales TDMA-Zellularsystem mit einer Architektur vom GSM-Typ angewendet werden. Obwohl dieser Typ eines Systems in einem anderen Frequenzband (wie etwa das 1800 oder 1900 MHz Band) als das, was für GSM spezifiziert ist, arbeiten kann, wird es in der folgenden Beschreibung als ein "GSM-System" bezeichnet. Eine der Ausführungsformen (Ausführungsform I) richtet sich auf eine Bereitstellung der neuen Paketdatendienste auf eine eng integrierte Weise, die die gegenwärtige Infrastruktur zu dem möglichen Ausmaß nutzt, konsistent mit Funktions- und Leistungsverhaltensanforderungen. Im Gegensatz dazu nutzt die zweite Ausführungsform (Ausführungsform II), um den Einfluss auf das gegenwärtige System zu minimieren, hauptsächlich den Basisstationsabschnitt des GSM-Systems, während die verbleibenden Netzteile auf einer getrennten mobilen Paketdaten-Infrastruktur beruhen.
Die Beschreibung konzentriert sich auf die neuen eingeführten Paketdatenfunktionen. Beschreibungen des GSM-Systems, wie durch Ericsson implementiert, können in Ericsson Review Nr. 3, 1991 und in "CME 20 Training Document" mit der Ericsson-Bezeichnung EN/LZT 120 226 R3A gefunden werden.
I. Ausführungsform 1
I.A Überblick
1 veranschaulicht ein GSM-System, das mit Paketdaten-(PD) Funktionen erweitert wurde, wobei die wesentlichen PD-Funktionsblöcke mit fetten Umrisslinien gezeigt werden. Eine Vielzahl von Basistransceiverstationen (BTSs), wobei jede einen Funkkommunikationsdienst für viele Mobilstationen (MSs) in einer Zelle vorsieht, sehen zusammen eine vollständige Abdeckung des Dienstbereichs des öffentlichen landgestützten Mobilnetzes (PLMN, Public Land Mobile Network) von GSM vor. In der Figur werden nur eine BTS und eine MS schematisch gezeigt. Es umfasst einen Mobilterminierungs- (MT, Mobile Termination) und einen Endgerätausrüstungs- (TE, Terminal Equipment) Teil. Eine Gruppe von BTSs wird durch eine Basisstationssteuervorrichtung (BSC, Base Station Controller) gesteuert, und diese bilden gemeinsam ein Basisstationssystem (BSS). Ein oder mehr BSSs werden durch eine Mobildienstvermittlungsstelle (MSC) mit einem zugehörigen Besucherstandortregister (VLR, Visitor Location Register) bedient. Eine MSC steuert Rufe zu und von anderen Netzen, wie etwa PSTN (öffentliches vermitteltes Telefonnetz, Public Switched Telephone Network), ISDN (dienstintegrierendes digitales Netz, Integrated Services Digital Network) oder andere PLMN-Netze. Eine MSC, die zum Weiterleiten von eingehenden Anrufen ausgerüstet ist, wird als eine Gateway-MSC (GMSC) bezeichnet. Ein oder mehr MSC-Dienstbereiche bilden zusammen den PLMN-Dienstbereich. Des weiteren sind die MSC/VLR(s) über ein CCITT (International Telegraph & Telephone Consultative Committee) gemeinsames Kanalsignalisierungs- (CCS, Common Channel Signalling) System Nr. 7 Netz mit einem Heimatstand ortregister (HLR) verbunden, welches eine Datenbank ist, umfassend Information über alle Teilnehmer, inkludierend Standortinformation, die die MSC/VLR identifiziert, wo ein Teilnehmer gegenwärtig registriert ist (oder zuletzt registriert war). Verbunden mit dem HLR ist ein Authentifizierungszentrum (AUC, Authentification Centre), das das HLR mit Authentifizierungsparametern versieht. Um eine Identifikation von Teilnehmerausrüstung zu erlauben, wird ein Ausrüstungsidentitätsregister (EIR, Equipment Identity Register) vorgesehen, das mit der (den) MSC (s) verbunden ist. Schließlich kann ein Betriebs- und Wartungszentrum (OMC, Operations and Maintenance Centre) zum Vorsehen übergreifender Netzunterstützung inkludiert sein.
Die Paketdatenfunktionalität, die in einer BTS hinzugefügt ist, inkludiert die Fähigkeit, einen oder mehr gemeinsam genutzte Paketdatenkanäle (hier als "PDCHS" bezeichnet) abhängig von der Nachfrage vorzusehen. In einer Zelle, die nur gelegentlich durch einen Paketdatennutzer besucht wird, kann ein PDCH zeitweilig auf eine Benutzeranforderung zugeordnet werden. In einer Zelle mit kontinuierlicher Paketdatenverkehrsanforderung können andererseits ein oder mehr PDCHs entweder auf einer semi-permanenten Basis zugeordnet sein, oder können dynamisch, angepasst an die gegenwärtige Lastsituation, zugeordnet werden. Die Zuordnung von PDCHs wird von einer BSC gesteuert. Der Grad einer PDCH-Unterstützung in einer Zelle (kontinuierlich, auf Benutzeranforderung oder überhaupt keine Unterstützung) kann konfigurierbar sein. Information, die den Unterstützungsgrad und einen beliebigen PDCH, der zum Initiieren von Paketübertragung zugeordnet wird, definiert, wird in einem regulären GSM-Rundrufsteuerkanal (BCCH, Broadcast Control Channel) ausgestrahlt. Ein PDCH ist ein neuer Typ eines logischen Kanals in einem physischen TDMA-Kanal (Zeitschlitz), optimiert für eine gemeinsam genutzte Paketübertragung zu und von vielen für Paketdaten fähigen MSs (die nur Paketdaten unterstützen, oder Paketdaten, kombiniert mit gewöhnlichen Sprach-/Schaltungsdatendiensten in unterschiedlichen Betriebsmodi). PDCHs werden für eine Datenübertragung und zugehörige Steuersignalisierung verwendet. Es wird ein Protokoll vom Typ "Reservierung-Aloha" eingesetzt. Aufwärtsstrecken (uplinks) und Abwärtsstrecken (downlinks) werden im wesentlichen als unabhängige Kanalressourcen verwendet. In einem gewissen TDMA-Rahmen kann eine PDCH-Aufwärtsstrecke Daten von einer MS und die Abwärtsstrecke Daten zu einer anderen übertragen. Das Paketdaten-Funkverknüpfungsprotokoll über den (die) PDCH(S), der in einer Zelle zugeordnet ist, wird durch eine "PD-Übertragungssteuervorrichtung" in einer BTS gehandhabt. In einer BTS mit mindestens einem zugeordneten PDCH hat die PD-Übertragungssteuervorrichtung eine, normalerweise eindeutige, physische Verbindung für eine Paketübertragung zu und von einer MSC, die gewöhnliche Zwischenknotenhauptleitungen nutzt.
In MSC/VLR ist ein "PD-Router" zum Weiterleiten von Paketen zu und von dem MSC-Dienstbereich vorgesehen. Des weiteren ist eine "PD-Steuervorrichtung" zum Handhaben von Signalisierungsaustausch mit der "Schaltungsmodus-MSC" und zum Handhaben von Steuerung, Überwachung und Parameterspeicherfunktionen in Bezug auf Paketdaten-MSs vorgesehen. Die PD-Steuervorrichtung umfasst Prozessor, Speicher, Signalisierungsschnittstellenfunktionen und Software. (Bemerkung: Obwohl der PD-Router und die PD-Steuervorrichtung als in MSC/VLR vorgesehen beschrieben werden, sollte verstanden werden, dass sie, vollständig oder teilweise, in der Form von externer Ausrüstung realisiert werden könnten, die an einer MSC angebracht ist.)
MSCs (PD-Router) sind über ein Haupttrassennetz (backbone network) zusammengeschaltet, womit auch eine oder mehr Zusammenarbeitsfunktionen (IWFS) verbunden sind. IWFs sehen Zwischennetzwerkbetrieb mit externen Netz(en) vor, wie etwa dem Internet (d. h. einem IP-Netz) und/oder PSPDN (paketvermitteltes öffentliches Datennetz (Packet Switched Public Data Network), d. h. ein X.25-Netz), wobei somit feste Stationen (FSs) mit den MSs zusammengeschaltet sind.
Eine IWF kann nach Bedarf Protokollkonvertierung und Adressübersetzung vorsehen. Sie kann auch Paketdatenverkehr zwischen kooperierenden PLMNs vorsehen. Paketdatenverkehr zwischen MSs in unterschiedlichen MSC-Dienstbereichen in dem gleichen PLMN wird normalerweise direkt zwischen den jeweiligen MSCS über das Haupttrassennetz weitergeleitet. Für Weiterleitungszwecke kann ein HLR über einen "HLR-Befragungsserver" von Entitäten in dem Haupttrassennetz befragt werden. Der HLR-Befragungsserver sieht notwendige Funktionen vor, um eine derartige Befragung von dem Paketdatennetz zu ermöglichen. HLR, AUC, EIR und OMC sind auch erweitert, um die neuen Typen von Abonnements, Diensten und Ausrüstungen zu unterstützen.
Der vorgesehene Basispaketdatennetzdienst ist ein standardmäßiger verbindungsloser Netz- (Datagramm) Dienst basierend auf einem standardmäßigen verbindungslosen IP-Protokoll. IP wird hier verwendet, um das Internetprotokoll (das de facto Standard-IP-Protokoll, das in der TCP/IP-Protokollsuite verwendet wird) oder das ISO- (International Standards Organization) Internetz-Protokoll (ISO 8473) zu bezeichnen. (Möglicherweise können beide diese Protokolle unterstützt werden.) Mehrwertdienste, inkludierend Multicast, Rundruf und elektronische Postdienste, können durch Netzanwendungsserver (NAS(s)) vorgesehen werden, die dem Haupttrassennetz beigefügt sind und auf die durch Verwenden von Protokollen einer höheren Schicht oben auf IP zugegriffen werden kann. Somit erscheint von einem Standpunkt von Paketdaten das PLMN im wesentlichen als ein IP-Netz. Die Protokollarchitektur wird in 2 veranschaulicht. Die Figur zeigt ein Beispiel einer Kommunikation zwischen einer MS und einer festen Station (FS), z. B. einen Hostcomputer, der einem externen IP-Netz beigefügt ist. IWF und MSC haben dann beide die Rolle von IP- (Schicht 3) Routern, und MS und FS können von Ende zu Ende unter Verwendung eines TCP- (Übertragungssteuerprotokoll, Transmission Control Protocol) Transport- (Schicht 4) Protokolls kommunizieren. Die MT- und TE-Teile der MS sind in diesem Beispiel in einer Einheit integriert. Zwischen MSC und MS agiert BTS als ein Verknüpfungsschicht- (Schicht 2) Relais zwischen dem Funkverknüpfungsprotokoll (in der Figur als RL2 bezeichnet) und dem Verknüpfungsprotokoll (L2 bezeichnet), das über die Haupttrassenverbindung verwendet wird. Das Funkprotokoll, das durch BTS gehandhabt wird, ist ein Protokoll vom Typ ARR (automatische Wiederholungsanfrage, Automatic Repeat request), basierend auf Unterteilung von jedem Rahmen in Blöcke gleicher Größe und erneuter Sendung von Blöcken bei einem Fehler. Im Gegensatz zu gewöhnlichem GSM wird Verschlüsselung/Entschlüsselung zwischen MT und MSC durchgeführt. Eine MSC wird auf Schicht 3 mit einer IP-Adresse und auf Schicht 2 mit Standard-GSM-Identitäten, internationaler Mobilteilnehmer-Identität (IMSI, International Mobile Subscriber Identity), oder normalerweise zeitweiliger Mobilteilnehmer-Identität (TMSI, Temporary Mobile Subscriber Identity) identifiziert.
Standardmäßige verbindungsorientierte Netz- (X.25) Dienste können auch durch Einsetzen eines verbindungsorientierten Transportprotokolls über das PLMN oben auf dem IP-Protokoll vorgesehen werden. Ein Beispiel einer transparenten X.25-Kommunikation zwischen einer MS und einer FS, die einem externen X.25-Netz beigefügt ist, wird in 3 gezeigt. In diesem Beispiel ist eine X.25-DCE-DTE-Schnittstelle zwischen MT und TE vorgesehen. IWF und MT führen beide eine Protokollkonvertierung durch und bilden eine beliebige X.25 virtuelle Schaltung auf eine Transportverbindung zwischen den zwei Entitäten unter Verwendung des Intra-PLMN-Transportprotokolls (bezeichnet als L4) ab. IWF und MT übersetzen auch zwischen X.121- und IP-Adresse. Das L4-Protokoll kann genutzt werden, um optionale Datenkomprimierung vorzusehen. Wenn eine Transportverbindung zwischen einer MS und IWF hergestellt wird, wird diese Transportverbindung dann für die Dauer eines X.25 virtuellen Rufes aufrechterhalten, selbst wenn sich die MS zu dem Dienstbereich einer anderen MSC bewegt. Für Pakete in der mobil veranlassten Richtung wird dies durch, als Teil der Verbindungsherstellungsprozedur, erreicht, die den MT über die IP-Adresse der IWF informiert. MT adressiert dann alle Pakete, die zu dieser Verbindung gehören, zu dieser IWF. Die MSC wiederum leitet lediglich Pakete basierend auf ihrer IP-Adresse weiter. In der mobil terminierten Richtung wird die IWF mit neuer Weiterleitungsinformation aktualisiert, wenn sich die MS zu einer neuen MSC bewegt, wie nachstehend beschrieben wird. Wie in der Figur angezeigt, können TE und FS von Ende zu Ende über ein Transportprotokoll (wie etwa ISO-Transportprotokollklasse 1) kommunizieren.
Die abonnierten Paketdatendienste sind für eine MS nach einer Prozedur verfügbar, die die MS von einem anfänglichen GSM-Leerlaufmodus zu einem neuen "PD-Modus" bringt. Diese Prozedur kann entweder durch die MS, die eine Anforderung nach einem Paketdatendienst durchführt, oder durch die MSC, die die MS gegenwärtig bedient, die ein Paket empfängt, das zu der MS adressiert ist, initiiert werden. Die Prozedur basiert auf Standard-GSM-Signalisierung und nutzt Standard-GSM-Authentifizierung. Die PD-Modus-Herstellungsprozedur inkludiert auch Initiierungsparameter für Paket-Verschlüsselung/Entschlüsselung in der MS und ihrer gegenwärtigen MSC/VLR. Nach abgeschlossener Prozedur ist die MS in ihrer gegenwärtigen MSC/VLR als im PD-Modus registriert. Das System sieht dann Zugriff zu PDCHs in einer beliebigen Zelle vor. Es sieht auch andere Systemmechanismen für eine schnelle Paketübertragung vor, inkludierend:

– Aufrechterhalten der Authentifizierung, die bei PD-Modus-Herstellung gewährt wird, wobei somit eine zeitraubende Authentifizierungsprozedur für normale Paketübertragungen vermieden wird;
– Mechanismen für mobil terminierten Verkehr zum Herstellen und Unterhalten von Routen von Entitäten in dem Haupttrassennetz zu der gegenwärtigen MSC der MS, was die Notwendigkeit für eine HLR-Befragung auf die anfängliche Routenherstellung begrenzt.

Im PD-Modus führt eine MS eine Zellenauswahl und Standortaktualisierung basierend auf GSM-Leerlaufmodus-Prozeduren durch. (Übergabe in dem Sinn von GSM wird nicht verwendet.) Wenn Roaming (Wandern) zwischen Zellen auftritt, identifiziert die MS aus Information, die im BOCH ausgerufen wird, den PDCH, der für eine Initiierung von Paketübertragung in einer Zelle verwendet werden kann. Initiierung von Paketübertragung zu einer MS von ihrer gegenwärtig bedienenden MSC wird durch Überwachen des Zellenstandorts von MS I basierend auf beliebiger vorheriger Paketübertragung geleitet. Abhängig von der Neuigkeit der Zellenstandortinformation und anderer MS-Betriebsparameter (z. B. mobiler oder stationärer Betriebsmodus) kann die Paketübertragung mit oder ohne Paging initiiert werden.
Wenn sich eine MS zu einem Standortbereich bewegt, der zu einer neuen MSC/VLR gehört, wird die PD-Modus-Registration und beliebige zugehörige Information, die in der gegenwärtig bedienenden MSC/VLR der MS gespeichert ist, von der alten zu der neuen MSC/VLR übertragen. Peer-Entitäten von beliebigen Routen, die zu der gegenwärtigen MSC der MS hergestellt sind, werden auch mit Weiterleitungsinformation zu der neuen MSC aktualisiert.
I.B Paketdatenmodus (PD-Modus) und Mobilitätsmanagement
PD-Modus in Bezug auf regulären GSM-Leerlaufmodus und rufverbundenen Modus wird in 4 veranschaulicht. In dieser und anderen Figuren wird die Bezeichnung "Zustand" als ein Synonym für "Modus" verwendet. Wenn eine Paketdaten-MS eingeschaltet ist, werden Standard-GSM-Einschaltung und Registrationsprozeduren verwendet. Nach Registration ist die MS in einem angeschlossenen Leerlaufmodus und führt Leerlaufmodus-Zellenauswahl und Standortaktualisierung durch. Um zu dem System angeschlossen zu bleiben, initiiert die MS auch regelmäßig periodische Registration.
Eine MS im Leerlaufmodus kann zum PD-Modus (Übergabe (1) in 4) durch eine Prozedur basierend auf regulärer GSM-Signalisierung und Authentifizierung wechseln. Die Prozedur kann entweder durch die MS oder die MSC, die die MS gegenwärtig bedient, die ein Paket empfängt, das zu der MS gerichtet ist, initiiert werden. Die Prozedur im ersteren Fall wird durch das Sequenzdiagramm in 5 beispielhaft dargestellt. Eine Initiierung der Prozedur kann, wie durch einen Systemparameter bestimmt, nur in Zellen erlaubt werden, wo ein PDCH zugeordnet ist oder auf Benutzeranforderung zuordenbar ist. Die Signalisierungssequenz (1)–(13) in der Figur basiert auf Standard-GSM-Signalisierung und Authentifizierungsprozeduren, die zum Einrichten von regulären GSM-Sprach-/Schaltungsdatenrufen verwendet werden. Es wird ein neuer Typ einer Dienstanforderung (Signal (3)) verwendet, um eine PD-Modus-Herstellung anzufordern. Es wird die optionale Sequenz (8)–(13) eingesetzt, um der MS eine TMSI (zeitweilige Mobilteilnehmeridentität) zuzuordnen und/oder Paketverschlüsselungs-/Entschlüsselungsparameter in der MS und ihrer gegenwärtigen MSC zu initiieren. Nach erfolgreichem Abschluss der Signalisierungssequenz (1)–(13) ist die MS in ihrer gegenwärtigen MSC/VLR als im PD-Modus registriert und (optionale) Verschlüsselungsparameter sind gespeichert (Block (14)). Die Sequenz (15)–(17), die auch auf regulärer GSM-Signalisierung basiert, bestätigt die PD-Modus-Registration und veranlasst die MS, zum PD-Modus zu wechseln. Falls ein PDCH nicht bereits in der in Frage kommenden Zelle zugeordnet ist, versucht die PDCH-Zuordnungssteuervorrichtung in BSC (1), einen PDCH auf Anforderung zuzuordnen (Blöcke (18)–(20)). Falls ein Kanal verfügbar ist, sendet BSC einen Befehl zur BTS, einen PDCH zu aktivieren, und zu einem Rundrufkanal, der Information im BCCH definiert (Block (21)). Es kann auch ein optionales kanaldefinierendes Signal (in der Figur nicht gezeigt) direkt zu der MS gesendet werden, um eine schnellere Benachrichtigung vorzusehen, dass ein PDCH zugeordnet ist. Im Entscheidungsblock (22) bestimmt die MS, ob ein PDCH zugeordnet ist. Falls dies der Fall ist, kann die MS eine Paketübertragung in dem definierten PDCH initiieren. Falls kein PDCH zugeordnet ist, kann die MS mit einer vordefinierten Prozedur fortfahren, wie etwa periodisches Initiieren eines PDCH in einer Anforderungszuordnungsprozedur (nachstehend beschrieben in Sektion I.C). MSC/VLR wird dann über das Signal, bezeichnet mit (23), informiert, dass die PD-Modus-Herstellungsprozedur abgeschlossen ist. Signal (23) übermittelt Information über den Zellenstandort der MS und optional darüber, ob ein PDCH in der Zelle zugeordnet ist. Diese Information wird gespeichert, verknüpft mit der PD-Modus-Registration (Block (24)). Wie auch in Block (24) angezeigt, werden, falls der PD-Modus durch einen Timer und/oder einen Untätigkeitstimer überwacht wird, diese Timer, die sich in der PD-Steuervorrichtung (1) befinden, initiiert.
Die PD-Modus-Herstellungsprozedur, die oben beschrieben wird, basiert hauptsächlich auf gewöhnlichen GSM-Signalisierungs funktionen, die von der Schaltungsmodus-MSC (1) gesteuert werden, obwohl einige Anpassungen erforderlich sind, z. B. zum Handhaben des neuen Typs einer Dienstanforderung und der neuen Verschlüsselungsparameter. Wenn der PD-Modus für eine MS hergestellt ist, werden auch Parameter in Bezug auf die MS zu dem Datenbankabschnitt der PD-Steuervorrichtung übertragen. Diese Datenbank kann als eine Erweiterung vom VLR für Paketdaten-MSs betrachtet werden. Ein Beispiel einer Funktionsteilung zwischen VLR und dieser PD-Steuervorrichtungsdatenbank sieht wie folgt aus (alternative Realisierungen sind nicht ausgeschlossen).

– VLR (ebenso wie HLR) werden mit Paketdaten-Abonnementparametern erweitert, wie etwa IP-Adresse, Multicast-Adresse und Timeout-Parametern. Für eine MS im Leerlaufmodus ist diese Information stets im gegenwärtigen VLR mittels regulärer Standortaktualisierungsprozeduren (angepasst, die zusätzlichen Abonnementparameter zu handhaben) verfügbar. VLR wird auch mit Information darüber erweitert, ob eine MS im PD-Modus ist.
– Die PD-Steuervorrichtungsdatenbank sieht vor:
a) Speicherung von Betriebsparametern in Bezug auf eine beliebige MS im PD-Modus, inkludierend Verschlüsselungsparameter, Timer, Zellenstandort, eine Liste von Peer-Entitäten von beliebigen hergestellten Routen und die gegenwärtigen Untermodi der MS (z. B. mobiler/stationärer Modus, normaler/schlafender Paging-Modus; siehe unten);
b) Um schnelle Paketweiterleitung zu erleichtern und die Befragungslast vom VLR zu begrenzen, Speicherung auch eines Duplikates vom VLR der gesamten relevanten Information, die für eine beliebige MS im PD-Modus gespei chert ist (inkludierend Abonnementparameter und Standortbereichsidentität);
c) Um einen Austausch von Signalisierungsinformation mit der Schaltungsmodus-MSC (1) zu erleichtern, Fähigkeit, für eine beliebige Paketdaten-MSC, die in der MSC/VLR gespeichert ist, die IP-Adresse der MS I zur IMSI zu übersetzen;
d) Als eine Unterstützungsfunktion für den PD-Router ( (1), eine Tabelle mit Weiterleitungsinformation zu einer beliebigen MS, zu der eine Route von der MSC hergestellt ist. Mit der IP-Adresse der MS als eine Eingabe sieht die Tabelle Weiterleitungsinformation zu der gegenwärtig bedienenden MSC der MS vor.

Standortaktualisierung für eine MS im PD-Modus basiert auf Leerlaufmodus-Standortaktualisierungsprozeduren. Wenn sich eine MS im PD-Modus zu einem Standortbereich bewegt, der zu einer neuen MSC/VLR gehört, empfängt das neue VLR automatisch die zugehörigen Abonnementparameter (vom HLR) als Teil einer regulären Leerlaufmodus-Standortaktualisierung. Die Standortaktualisierungsprozedur wird derart erweitert, dass die neue MSC/VLR darüber informiert wird, dass die MS im PD-Modus ist, und es wird Information über die Haupttrassennetzadresse der vorherigen MSC/VLR vorgesehen. Initiiert durch die PD-Steuervorrichtung in der neuen MSC/VLR werden die Betriebsparameter der MS dann (über das Haupttrassennetz) von der PD-Steuervorrichtung in der vorherigen MSC/VLR übertragen, und die Datenbanken der beiden PD-Steuervorrichtungen werden aktualisiert. Die PD-Steuervorrichtung in der neuen MSC/VLR sieht auch aktualisierte Weiterleitungsinformation zu Peer-Entitäten von beliebigen Routen vor, die zu der gegenwärtigen MSC der MS hergestellt sind.
Eine PD-Modus-Herstellungsprozedur kann auch initiiert werden, wenn ein PD-Router in einer MSC, die gegenwärtig eine MS S im Leerlaufmodus bedient, ein Paket empfängt, das zu der MS gerichtet ist. Der PD-Router signalisiert dann zu der PD-Steuervorrichtung, die die Ziel-IP-Adresse identifizfiert. Die PD-Steuervorrichtung findet heraus, dass die MS nicht im PD-Modus ist, und fordert, nach Übersetzung der IP-Adresse zu IMSI, die Schaltungsmodus-MSC auf, eine PD-Modus-Herstellungsprozedur zu initiieren. Da die MS im Leerlaufmodus ist, wird die Anforderung akzeptiert und die Schaltungsmodus-MSC initiiert die Prozedur unter Verwendung von regulärem GSM-Paging, aber mit einem speziellen IIPD-Indikator". Die Prozedur ist dann der oben beschriebenen für den mobil veranlassten Fall sehr ähnlich.
Zurückkehrend zu 4 besteht die normale Situation für eine MS im PD-Modus darin, dass sie sich in einer Zelle mit mindestens einem zugeordneten PDCH befindet. Der erste PDCH, der in einer Zelle zugeordnet ist, worin Paketübertragungen initiiert werden, wird hier als "Master-PDCH" (MPDCH) bezeichnet. In dieser normalen Situation führt die MS durch, was als "PDCH-Prozeduren" bezeichnet wird (der obere kleine Kreis in 4). Eine MS, die "PDCH-Prozeduren" verwendet:

a) Führt eine Zellenauswahl basierend auf Leerlaufmodus-Prozeduren durch:
– Misst eine Signalstärke in gegenwärtigen und umgebenden Zellen (wenn sie nichts anderes tut, z. B. zwischen PDCH-Schlitzen von aufeinanderfolgenden TDMA-Rahmen) und unterhält eine aktualisierte Liste der 6 stärksten BCCH-Träger.
– Hört in Verbindung mit Messungen, um BOCH-Träger zu identifizieren und Basisstationsidentitätscode (und eine TDMA-Rahmenzahl) zu lesen, auf einen Synchronisationskanal (SCH, Synchronization Channel) einer gegenwärtigen Zelle, und einen Frequenzkorrekturkanal (FCCH, Frequency correction Channel) und SCH von benachbarten Zellen.
– Hört, um system- und zellenspezifische Parameter zu lesen, auf BCCH und "erweiterten BOCH" (falls vorhanden) einer gegenwärtigen Zelle und BOCH von benachbarten Zellen.

Somit wird das verfügbare Rahmenwerk für reguläre GSM-Rundruf-Steuerkanäle zum Durchführen von Zellenauswahl genutzt. In der MS können die Zellenauswahlkriterien im Vergleich zum Leerlaufmodus etwas modifiziert sein, falls ein Benutzer (z. B. mit einem Tastaturbefehl) wählt, die MS im "stationären Modus" zu betreiben. Im stationären Modus behält die MS die gegenwärtige Zelle solange bei, wie die Signalqualität über einem gewissen Schwellwert ist. Der Zweck besteht darin, die Wahrscheinlichkeit eines "unnötigen" Zellenwechsels wegen Schwankungen in der Funkumgebung zu vermeiden, die z. B. durch Reflexionen von beweglichen Objekten verursacht werden. Falls die Signalqualität unter den Schwellwert fällt, kehrt die MS automatisch zum normalen "mobilen Modus" eines Betriebs zurück. Die MS informiert die PD-Steuervorrichtung in ihrer gegenwärtig bedienenden MSC/VLR über ihren Betriebsmodus durch Senden eines Indikators des mobilen/stationären Modus mindestens jedes Mal, wenn sie vom mobilen zum stationären Modus oder umgekehrt wechselt. Für eine Datenübertragung zu einer MS im stationären Modus kann Paging dann auf eine einzelne Zelle begrenzt werden, oder es können Daten direkt (als "sofortige Daten"/"sofortige Kanalreservierung" gefolgt durch Daten) ohne vorheriges Paging gesendet werden.
In einer alternativen Realisierung der Ausführungsform können die modifizierten Zellenauswahlkriterien auch für eine MS im mobilen Modus eingesetzt werden. Vorausgesetzt, dass die Information über den Zellenstandort der MS (gespeichert in der PD-Steuervorrichtung) ausreichend neu aktualisiert ist, kann eine Datenübertragung zu der MS auf eine ähnliche Weise wie zu einer "stationären" MS initiiert werden.

b) Hört auf MPDCH und führt Paketübertragungen nach Bedarf durch. Im MPDCH hört eine MS auf:
– Paging, im "normalen" Paging-Modus (während einer Periode von relativ hoher Paketübertragungsaktivität) oder "PD-Schlaf"-Paging-Modus. Die MS informiert, explizit oder implizit, die PD-Steuervorrichtung in ihrer gegenwärtigen MSC/VLR über ihren Paging-Modus durch Senden eines Indikators des normalen/PD-Schlaf-Modus mindestens jedes Mal, wenn sie den Paging-Modus wechselt.
– "Sofortige Daten" (oder "sofortige Kanalreservierung" gefolgt durch Daten) ohne vorheriges Paging im normalen Modus.
– PDCH-Rundrufnachrichten (d. h. nicht bestätigte Nachrichten zu allen MSs in einer Zelle) im normalen oder PD-Schlaf-Modus.
– Multicast-Nachrichten (d. h. nicht bestätigte Nachrichten, die zu einer Gruppe von MSs gerichtet sind) im normalen oder PD-Schlaf-Modus.
c) Hört optional auf GSM-Zellenrundruf-Kurznachrichten (SMS).

Eine Koordinierung der obigen Prozeduren kann durch Einsetzen für die MPDCH-Abwärtsstrecke eines Mehrfachrahmenschemas ähn lich zu und synchronisiert mit den 51-Rahmen-Mehrfachrahmenschemata bewerkstelligt werden, die für reguläre GSM-Abwärtsstrecken-Steuerkanäle verwendet werden. Im Vergleich zum Leerlaufmodus, wenn eine MS auf Rundrufkanäle zu einer beliebigen Zeit mit Ausnahme während ihres zugewiesenen (Schlafmodus) Paging-Blocks hört, ist eine aufwändigere Koordinierung für eine MS im PD-Modus erforderlich, und speziell wenn die MS im normalen Paging-Modus ist. Im letzteren Fall muss die Zeit, in der eine MS für Abwärtsstreckennachrichten verfügbar ist, maximiert werden, während ausreichende Zeit für die Aufgaben zum Hören auf Rundruf erlaubt wird. Ein Mehrfachrahmen-Koordinierungsschema für diesen Zweck ist in 6 und 7 beispielhaft dargestellt. 6 zeigt ein Beispiel eines 51-Rahmen-MPDCH-Mehrfachrahmens, synchronisiert mit den entsprechenden Mehrfachrahmen vom GSM-Rundrufkanal (BCH, Broadcast Channel)/gemeinsamen Steuerkanal (CCCH, Common Control Channel) und autonomen dedizierten Steuerkanal (SDCCH, Standalone Dedicated Control Channel). Wie in 7 dargestellt, bilden 8 MPDCH-Mehrfachrahmen einen Mehrfachrahmenzyklus (synchronisiert mit den entsprechenden von BCH/CCCH- und SDCCH-Mehrfachrahmenzyklen). 7 veranschaulicht auch ein Beispiel einer Planung von adäquaten Zeiten für die Aufgaben zum Hören auf und Lesen von Information von gewöhnlichen GSM-Rundrufkanälen.
Der MPDCH-Mehrfachrahmen (6) umfasst:

– Paging-Blöcke (ähnlich zu GSM), markiert mit P0–P7, jeder 4 TDMA-Rahmen lang.

Im PD-Schlafmodus hört eine MS auf einen der Paging-Blöcke (abhängig von ihrer IMSI) in einer Teilmenge der Mehrfachrahmen in dem Zyklus, wie durch einen Systemparameter bestimmt (bei einer gegebenen Schlafmodusperiode, die zwischen ungefähr 0,25 und 2 Sekunden liegt). Mehrfachrahmen 5 und 7 in jedem N-ten Zyklus sind ausgeschlossen, da diese (wie in 7 veranschaulicht) zum Hören auf einen benachbarten BOCH geplant sind.
Im normalen Modus kann eine MS in allen Paging-Blöcken ausgerufen werden, und in einem beliebigen Zeitpunkt, der nicht für andere Zwecke geplant ist (siehe unten). Das gleiche trifft für "sofortige Daten"/"sofortige Kanalreservierung" zu.

– Einen Block, der mit PDB markiert ist, der für einen PDCH-Rundruf verwendet wird (mit den Ausnahmen, die in 7 angezeigt werden).

PDCH-Rundruf kann, mit einem Schlafmodusparameter, auf eine definierte Teilmenge der Mehrfachrahmen begrenzt sein. Der Schlafmodusparameter kann sich von dem unterscheiden, der für Paging verwendet wird.
PDCH-Rundruf wird zum Vorsehen von Systeminformation verwendet, inkludierend PDCH-spezifische Parameter, und eine Flaganzeige, wenn relevante Information im gegenwärtigen BOCH geändert wurde. MSs sollten dann BOCH und "erweiterten BOCH" (falls vorhanden) lesen, beginnend mit dem nächsten Mehrfachrahmen und bis der relevante Informationsinhalt von allen 8 Mehrfachrahmen gelesen wurde (siehe 7). PDCH-Rundruf kann auch für unterschiedliche Arten von Benutzerinformationsdiensten verwendet werden.

– Rahmen, die mit F0–F14 markiert sind, die auf unterschiedlichen Wegen für verschiedene Zwecke gruppiert werden (siehe 7) können.

Des weiteren kann der Block F3–F6 (wenn nicht für andere Zwecke zugeordnet; siehe 7) für Multicast-Nachrichten ge nutzt werden. (Es existieren andere Multicast-Zuordnungsalternativen.)
Der BCH/CCCH-Mehrfachrahmen ist in 6 inkludiert, um die Zuordnung von FCCH (mit F markiert), SCH (mit S markiert) und BCCH (mit B markiert), verwendet in dem Zellenauswahlprozess, zu zeigen. "Erweiterter BCCH" (falls vorgesehen) wird in dem ersten "C"-Block von links zugeordnet, in Mehrfachrahmen 4–7 (siehe 7). Der Zweck zum Zeigen des SDCCH-Mehrfachrahmens in 6 besteht darin, die Zuordnung von Zellenrundruf-SMs anzuzeigen. Diese sind einem Teilkanal, der den mit "D2" markierten Block nutzt, in Mehrfachrahmen 0–3 zugeordnet (wie in 7 gezeigt). Ein möglicher Weg, ein Hören auf diese Rundrufkanäle zu planen, wird in dem Diagramm von 7 gezeigt. Die genauere Block-/Rahmenzuordnung in dem jeweiligen Mehrfachrahmen wird in der Spalte auf der rechten Seite definiert.
Wie in 7 angezeigt, sind Gelegenheiten zum Hören auf FCCH und SCH von benachbarten Zellen pro Zyklus zweimal vorgesehen (d. h. ungefähr einmal pro Sekunde). Da die Mehrfachrahmen von benachbarten Zellen mit jenen der gegenwärtigen Zelle nicht synchronisiert sein können, müssen 12 aufeinanderfolgende Rahmen zugewiesen sein.
Eine MS, die Information vom BCCH einer benachbarten Zelle lesen muss, sollte mindestens einen BCCH-Block von Mehrfachrahmen 2, 3, 6 oder 7 in einem Mehrfachrahmenzyklus lesen. Dies wird mit dem Leseplan in 7 erreicht, der erneut berücksichtigt, dass Mehrfachrahmen von benachbarten und gegenwärtigen Zellen nicht synchronisiert sein können. Die Zeit, die zum Lesen eines benachbarten BOCH angezeigt wird, wird einmal jeden N:ten Zyklus zugewiesen, wobei N ein Systemparameter ist.
In einigen Situationen muss eine MS im PD-Modus zeitweilig "vom BCCH gehen" und gewöhnliche GSM-Kanäle verwenden und durchführen, was hier "GSM-Prozeduren" bezeichnet wird. Sie ist dann zugreifbar durch und hat Zugriff auf die gleiche Signalisierung wie im Leerlaufmodus. Sie führt auch Zellenauswahl genau wie im Leerlaufmodus durch. Gewöhnliche Situationen, wann die MS zu diesen "GSM-Prozeduren" wechselt (Übergang, der mit (3) in 4 markiert ist) sind:

a) Wenn sich die MS zu einem neuen Standortbereich bewegt. Sie führt dann Standortaktualisierung basierend auf Leerlaufmodusprozeduren durch. Nach Abschluss kehrt die MS zu "PDCH-Prozeduren" zurück (Übergang (4) in der Figur).
b) In regelmäßigen Intervallen, wenn die MS periodische Registration wie im Leerlaufmodus durchführt. Nach Abschluss kehrt die MS zu "PDCH-Prozeduren" zurück (Übergang (4)).
c) Wenn die MS (im PDCH) eine Anforderung von ihrer gegenwärtigen MSC empfängt, Authentifizierung oder Ausrüstungsidentifikation durchzuführen. Die angeforderte Prozedur wird dann in einer im wesentlichen regulären GSM-Weise durchgeführt. Nach gewährter und abgeschlossener Prozedur kehrt die MS zu "PDCH-Prozeduren" zurück (Übergang (4)). Falls die Authentifizierung oder Ausrüstungsidentifikation zurückgewiesen wird, endet die Prozedur damit, dass die MS einen "PD-Modus-Terminierungsbefehl" empfängt, wobei die MS zum Leerlaufmodus zurückkehrt (Übergang (5)).
d) Wenn sich die MS zu einer Zelle bewegt, wo kein PDCH zugeordnet ist, wo aber ein PDCH auf Benutzeranforderung zugeordnet werden kann. In einer derartigen Zelle kann die MS über einen gewöhnlichen GSM-Paging-Kanal ausgerufen (paged) werden.

Abhängig von einer Systemkonfiguration (Wahl eines Betreibers) kann von der MS gefordert werden, zu ihrer gegenwärtigen MSC/VLR zu berichten, wenn sie sich von einer Zelle mit einem zugeordneten PDCH zu einer ohne und umgekehrt bewegt. Diese Information wird in der PD-Steuervorrichtung (1) gespeichert, die somit die Prozeduren überwacht, die durch die MS verwendet werden. In diesem Fall wird Paging in entweder einem MPDCH oder einem gewöhnlichen GSM-Paging-Kanal durchgeführt. In einem System, wo die PD-Steuervorrichtung diese Information nicht hat, muss Paging parallel sowohl im MPDCH als auch im gewöhnlichen GSM-Paging-Kanal durchgeführt werden, falls der Paging-Bereich Zellen von beiden Arten umfasst.
Ein PDCH kann zugeordnet werden, wenn ein tatsächlicher Bedarf nach Paketübertragung entsteht, wie in Sektion I.C nachstehend beschrieben. Die MS kehrt zu "PDCH-Prozeduren" (Übergang (4)) zurück, wenn ein PDCH zugeordnet wird, oder wenn sich die MS zu einer Zelle mit zugeordneten PDCH bewegt.

e) Wenn sich eine MS zu einer Zelle bewegt, die PDCH nicht unterstützt. Dieser Fall ist ähnlich zu d) oben mit dem Unterschied, dass kein PDCH zugeordnet sein kann. Außerdem kann Paketdaten-Paging (unter Verwendung eines gewöhnlichen GSM-Paging-Kanals) in diesem Typ einer Zelle abhängig von einer Systemkonfiguration durchgeführt werden oder nicht.

Für eine kombinierte MS, die sowohl Paketdaten- als auch gewöhnliche GSM-Dienste unterstützt (aber nicht gleichzeitig), ist eine Reihe von gemischten Verkehrssituationen möglich. Eine MS im PD-Modus kann einen regulären GSM- (Sprach-/Schal tungsdaten-/Punkt-zu-Punkt-Kurznachricht) Ruf durchführen oder empfangen, wobei der PD-Modus als "anstehend" während des Rufes beibehalten wird und zu "aktiv" zurückgegeben wird, wenn der Ruf abgeschlossen ist. Um einen Ruf durchzuführen, wechselt die MS, falls sie "PDCH-Prozeduren" verwendet hat, zuerst zu "GSM-Prozeduren" (Übergang (3) in 4). Wenn sie "GSM-Prozeduren" verwendet, initiiert die MS einen Ruf auf eine reguläre GSM-Weise und wechselt, wenn der Ruf eingerichtet ist, zu einem ruf-verbundenen Modus (Übergang (6)). Über die Schaltungsmodus-MSC (1) wird der PD-Modus als "anstehend" im VLR und in dem Datenbankabschnitt der PD-Steuervorrichtung (1) markiert. Wenn der Ruf abgeschlossen ist, kehrt die MS zum "aktiven "PD-Modus zurück (Übergang (7) in 4) und wird entsprechend im VLR und der PD-Steuervorrichtung markiert.
Falls ein gewöhnlicher GSM-Ruf zu einer MS im PD-Modus durch eine Schaltungsmodus-MSC empfangen wird, fordert die Schaltungsmodus-MSC, nachdem sie aus dem VLR herausgefunden hat, dass die MS im PD-Modus ist, die PD-Steuervorrichtung auf, Paging der MS zu initiieren. Falls die PD-Steuervorrichtung Information über die Prozeduren hat, die durch die MS verwendet werden, wird Paging entsprechend unter Verwendung entweder vom MPDCH, für den spezielle Paging-Typen vorgesehen sind, um GSM-Rufe zu übermitteln, oder eines gewöhnlichen GSM-Paging-Kanals (über die Schaltungsmodus-MSC) initiiert. Sollte in der PD-Steuervorrichtung derartige Information nicht verfügbar sein, kann Paging beide Typen von Kanälen in unterschiedlichen Zellen involvieren. Falls die MS in ihrer Paging-Antwort "akzeptieren" anzeigt, wird der Ruf, nachdem die MS zu "GSM-Prozeduren" wie erforderlich gewechselt hat, eingerichtet und der PD-Modus wird während des Rufes auf eine ähnliche Weise wie oben für einen mobil initiierten Ruf beschrieben als "anstehend" beibehalten.
Falls ein Paket; das zu einer MS im GSM ruf-verbundenen Modus gerichtet ist, durch einen PD-Router (1) empfangen wird, fordert die zugehörige PD-Steuervorrichtung, die herausfindet, dass die MS nicht im PD-Modus ist, die Schaltungsmodus-MSC auf, eine PD-Modus-Herstellungsprozedur wie oben beschrieben zu initiieren. Da die MS jedoch im ruf-verbundenen Modus ist, wird die Anforderung zurückgewiesen. Dies kann dazu führen, dass der PD-Router einen Fehlerbericht stromaufwärts sendet, der anzeigt, dass die MS nicht erreichbar ist. In einer ähnlichen Situation, wenn die MS stattdessen im "PD-anstehenden Modus" ist, ist das Ergebnis fast das gleiche. Der Unterschied besteht darin, dass die Schaltungsmodus-MSC nicht einbezogen werden muss, da die MS-Modusinformation in der PD-Steuervorrichtung verfügbar ist. Für eine MS, die einen Mail-Dienst abonniert, kann die Nachrichtenzustellung in diesen und ähnlichen Situationen verschoben werden, bis die MS verfügbar wird.
Wie oben angezeigt, kann der PD-Modus für eine MS durch einen Timer und/oder Untätigkeitstimer überwacht werden, der durch die PD-Steuervorrichtung in der MSC/VLR gehandhabt wird, die gegenwärtig die MS bedient. Wenn ein PD-Modus hergestellt ist, wird jeder vorgesehene Timer initiiert, um eine vorbestimmte Zeitperiode (Timeout-Periode) zu zählen. Der Untätigkeitstimer wird für ein beliebiges Paket, das von oder zu der MS empfangen oder gesendet wird, zurückgesetzt und erneut initiiert. Die Timeout-Perioden können Abonnementparameter sein. Terminierung des PD-Modus und Rückkehr zum Leerlaufmodus (Übergang (2) in 4) kann durch eine Terminierungsanforderung von der MS oder durch einen Terminierungsbefehl von der PD-Steuervorrichtung, wenn ein Timeout auftritt, initiiert werden.
Falls eine periodische Registration nicht wie erforderlich von einer MS im PD-Modus empfangen wird, wird der PD-Modus durch zuerst Wechseln des MS-Modus zu Leerlauf (Übergang (2)) und dann Markieren der MS als "abgelöst" im VLR entsprechend gewöhnlichen Leerlaufmodusprozeduren terminiert. Eine MS, die gewünscht, ein explizites "ablösten initiieren, initiiert zuerst einen Wechsel zum Leerlaufmodus (Übergang (2)) und sendet dann eine "IMSI-Ablösung" als einen Leerlaufmodus.
Wenn der PD-Modus terminiert wird, werden Peer-Entitäten von beliebigen hergestellten Routen informiert und die Routen werden terminiert.
In Sektion I.D werden einige zusätzliche Aspekte vom Mobilitätsmanagement in Bezug auf terminierte Paketübertragung beschrieben.
I.C Bereitstellung von Paketdatenkanälen (PDCHs)
Die Hauptfunktionsblöcke, die bei Bereitstellung von PDCHs involviert sind, sind (siehe 1):

– Die Transceiver in BTS, die mit einer Fähigkeit erweitert sind, um
– die Konfiguration von einem beliebigen physischen Kanal (Zeitschlitz) von einem regulären GSM-Verkehrskanal TCH zum PDCH und zurück zu TCH dynamisch zu ändern, in einem PDCH-Zuordnungs-/PDCH-Freigabebefehl jeweils von der PD-Übertragungssteuervorrichtung.
– wenn Frequenzsprung eingesetzt wird, PDCHs) anzupassen, der verwendeten Sprungsequenz zu entsprechen.
– Die PD-Übertragungssteuervorrichtung in BTS, die prozessorbasiert ist und sowohl Software als auch Hardware umfasst. Sie.
– steuert Zuordnung/Freigabe von PDCHs auf Befehl von der PDCH-Zuordnungsteuervorrichtung in BSC.
– steuert Paketübertragungen und handhabt das Funkverknüpfungsprotokoll für zugeordnete(n) PDCH(S) in Übereinstimmung mit dem Mehrfachrahmen-Koordinierungsschema (beschrieben in Sektion I.B).
– Überwacht als Teil eines dynamischen Kanalzuordnungsprozesses die Verkehrslast in PDCH (S) und generiert PDCH-Zuordnungs-/PDCH-Freigabeanforderungen zu der PDCH-Zuordnungsteuervorrichtung in BSC, wie erforderlich.
– Die PDCH-Zuordnungsteuervorrichtung in BSC, die prozessorbasiert ist und sowohl Software als auch Hardware umfasst. Zusammen mit der "Schaltungsmodus-BSC", die die Gesamtverantwortlichkeit für Funkkanalressourcen hat, koordiniert sie eine Zuordnung von PDCHs derart, dass von einem gemeinsamen Pool von physischen Kanälen (Zeitschlitzen) eine variable Mischung von TCHs und PDCHs auf Anfrage bestimmt zugeordnet werden können. In diesem Prozess:
– sammelt die PDCH-Zuordnungsteuervorrichtung Anforderungen nach PDCH-Zuordnung/PDCH-Freigabe und übermittelt die Anforderungen zu der Schaltungsmodus-BSC.
– empfängt die PDCH-Zuordnungsteuervorrichtung Befehle für PDCH-Zuordnung/PDCH-Freigabe von der Schaltungsmodus-BSC und übermittelt die Befehle zu der PD-Übertragungssteuervorrichtung in BTS.
– führt die PDCH-Zuordnungsteuervorrichtung die Information zu, die auf einer Basis pro Zelle den vorgesehenen Grad von PDCH-Unterstützung und den zugeordneten MPDCH (falls vorhanden) definiert, und die im BCCH durch das jeweilige BTS rundgerufen wird.

Außerdem sind Schnittstellenfunktionen und einige gemeinsame Steuerfunktionen in BTS angepasst, die neuen PD-Funktionen zu unterstützen (1).
Der erste PDCH in einer Zelle (der "Master-PDCH" MPDCH), der zum Übertragen der notwendigen Steuersignalisierung zum Initiieren einer Paketübertragung ebenso wie Paketdaten fähig ist und der durch zellenspezifische Information im BOCH definiert wird, kann entweder durch eine Systemkonfiguration oder auf Benutzeranforderung zugeordnet werden. "PDCH auf Anforderung" Unterstützung kann in einer Zelle geringer Kapazität (z. B. ein einzelner Träger), die durch einen Paketdatennutzer nur gelegentlichbesucht wird, von besonderem Interesse sein.
In einer "PDCH-auf-Anforderung-Zelle" kann ein MPDCH zugeordnet werden, wenn ein tatsächlicher Bedarf nach Paketübertragung entsteht:

a) Wenn PD-Modus für eine MS (die sich in der Zelle befindet) hergestellt wird, wird ein MPDCH (falls ein Kanal verfügbar ist) als der letzte Teil der PD-Modus-Herstellungsprozedur zugeordnet, wie in Sektion I.B beschrieben. Die PDCH-Zuordnung wird durch einen Befehl von der Schaltungsmodus-BSC zu der PDCH-Zuordnungsteuervorrichtung initiiert.
b) Wenn eine MS im PD-Modus (die sich in der Zelle befindet) Daten zu senden hat, führt sie eine "PDCH-Zuordnungsanforderung" unter Verwendung von "GSM-Prozeduren" durch, wie in 8 veranschaulicht. Die Signalisierungssequenz (1)–(4) basiert auf Standard-GSM-Signalisierung mit der Hinzu fügung eines neuen Typs einer Dienstanforderung (Signal (3)).

Die Dienstanforderung wird durch die Schaltungsmodus-BSC empfangen, die, falls ein Kanal verfügbar ist, einen PDCH-Zuordnungsbefehl zu der PDCH-Zuordnungsteuervorrichtung generiert. Es wird dann ein MPDCH zugeordnet (Block (6)) und Kanaldefinitionsinformation wird im BOCH rundgerufen (Block (7)). Es kann ein optionales Kanaldefinitionssignal (in der Figur nicht gezeigt) auch direkt zu der MS gesendet werden, um eine schnellere Antwort vorzusehen. Im Entscheidungsblock (8) bestimmt die MS, ob ein PDCH zugeordnet ist. Falls dies der Fall ist, kann sie mit Initiieren einer Paketübertragung in dem definierten MPDCH fortfahren. Falls kein PDCH zugeordnet ist, kann die MS mit einer vordefinierten Prozedur fortfahren, wie etwa einer periodischen Wiederholung der PDCH-Zuordnungsanforderung.

c) Wenn ein Paket, das zu einer MS im PD-Modus (die sich in der Zelle befindet) gerichtet ist, durch die MSC/VLR empfangen wird, die die MS I gegenwärtig bedient, wird ein MPDCH zugeordnet (falls ein Kanal verfügbar ist), falls das folgende Paging, das einen GSM-Paging-Kanal verwendet, zu einer positiven Paging-Antwort führt. Mit der Hinzufügung eines anfänglichen Pagings ist die Prozedur sehr ähnlich zu der, die oben für den mobil veranlassten Fall beschrieben wird.
d) In einer Situation, wenn eine MS, die im PD-Modus ist und sich in einer benachbarten Zelle befindet, wo ein PDCH zugeordnet ist, eine laufende Datenkommunikationssitzung hat oder Daten hat, die bereit sind, unmittelbar vor einer Bewegung in die "PDCH-auf-Anforderung-Zelle" gesendet zu werden, kann sie eine "PDCH-Zuordnungsanforderung" für die neue Zelle unter Verwendung des MPDCH in der gegenwärtig bedienenden Zelle initiieren. Die Anforderung wird zu der PD-Steuervorrichtung in der MSC/VLR übertragen, von der sie zu der PDCH-Zuordnungsteuervorrichtung in BSC weitergeleitet wird, und von dort zu der Schaltungsmodus-BSC. Falls die Anforderung gewährt wird, muss die MSC nicht zu "GSM-Prozeduren" wechseln.

Wenn ein erster PDCH (MPDCH) zugeordnet wurde, können zusätzliche "Slave-PDCHS" (SPDCHS) abhängig von der Verkehrslast zugeordnet werden:

– entweder semi-permanent (d. h. eine unterschiedliche Mischung von PDCHs und GSM-Verkehrskanälen TCHs in unterschiedlichen Tageszeiten);
– oder dynamisch der gegenwärtigen Lastsituation angepasst.

Im Fall von vielen PDCHs, die einer Zelle zugeordnet sind, können die PDCHs als eine Menge von "gebündelten" Kanälen verwendet werden, wobei ein dynamisches Zuweisungsprotokoll genutzt wird. Der MPDCH wird dann für Zugriffssteuerungssignalisierung (inkludierend Kanalanforderung, Kanalreservierung und Paging) und, so weit dies die Kapazität zulässt, Daten verwendet, wohingegen SPDCH(S) für reservierte Datenübertragung verwendet werden.
In einer Situation, wenn der MPDCH eine Engstelle wird, ist es des weiteren möglich, einen oder mehr MPDCHs derart zuzuordnen, dass eine Gruppe aus (m) MPDCHs zusammen mit einer Gruppe aus (s) SPDCHS verwendet werden kann. Jede MS wird dann einem bestimmten MPDCH zugewiesen, bestimmt durch einen Algorithmus basierend auf der Identität der MS (IMSI) und auf Steuerinformation, die im BCCH und/oder einem oder mehr der MPDCHS rundgerufen wird.
Der Prozess zum dynamischen Zuordnen/Freigeben von PDCH(S) in einer Zelle basiert auf Messen eines Durchsatzes und Vergleichen mit vorbestimmten Grenzen, wie in 9 veranschaulicht. Der obere gepunktete Teil des Flussdiagramms veranschaulicht eine Zuordnung eines ersten MPDCH entweder auf Anforderung oder als ein Ergebnis der Systemkonfiguration. In Block (1) werden die Zahlen von zugeordneten MPDCHS (m) und SPDCHs (s) initiiert.
In Block (2) wird der mittlere Durchsatz über MPDCHs (in BTS) über eine vorbestimmte Zeitperiode (über vorbestimmte Zeitperioden) gemessen. In Block (3) wird bestimmt, ob eine obere Grenze (gemessen über eine zugehörige "obere Grenzzeitperiode") oder eine untere Grenze (gemessen über eine zugehörige "untere Grenzzeitperiode") erreicht ist.

– Falls nein, fährt der Überwachungsprozess fort.
– Falls die obere Grenze erreicht ist, und falls, wie in diesem Beispiel, kein SPDCH zugeordnet ist (s = 0), sendet BTS eine SPDCH-Zuordnungsanforderung zu BSC (Block (17)). BSC bestimmt, ob ein Kanal verfügbar ist (Block (18)).

Falls ja: initiiert von BSC wird ein SPDCH in BTS zugeordnet (Blöcke (19) und (20)). Die Paketdatenprotokollplanung in BTS wird auf die neue PDCH-Konfiguration neu abgestimmt (Block (14)). Der Prozess fährt dann mit Durchsatzmessungen über MPDCH(S) (Block (2)) und auf eine ähnliche Weise über SPDCH(S) (Block (15)) fort.
Falls nein: es wird eine Überprüfung durchgeführt, ob die Frequenz von zurückgewiesenen Kanalzuordnungsanforderungen eine permanente Überlastbedingung anzeigt (Block (23)). In diesem Fall wird eine vorbestimmte Prozedur zum Berichten/Auflösen des Problems initiiert (Block (25)). Anderenfalls wird die Verkehrslast zeitweilig durch (in BTS) eine erneute Abstimmung von Flusssteuerparametern begrenzt (Block (24)). Der Zyklus wird dann beginnend in Block (2) wiederholt.

– Falls die untere Grenze erreicht ist (in Block (3)), sendet BTS eine MPDCH-Freigabeanforderung zu BSC. Nach Benachrichtigen von MSs mittels Rundrufinformation (Block (10)) wird ein MPDCH freigegeben (Blöcke (11) und (12)). Falls, wie in diesem Beispiel, herausgefunden wird (in Block (13)), dass dies der einzige MPDCH war, fährt der Prozess in Punkt (A) mit Überwachung einer beliebigen Anforderung oder eines Befehls nach einer neuen MPDCH-Zuordnung fort.

Falls in einem anderen Fall in (Block (13)) bestimmt wird, dass noch mindestens ein MPDCH zugeordnet ist, fährt der Prozess, nach erneuter Abstimmung der Paketdatenprotokollplanung in Block (14), in Punkt (C) fort.
Obwohl ein bestimmtes Beispiel beschrieben wurde, sollte aus dem Flussdiagramm verstanden werden, dass der Prozess zum dynamischen Zuordnen/Freigeben von PDCH(S) für eine beliebige gegebene Konfiguration von MPDCH (s) und SPDCH(s) zutrifft.
I.D Datenübertragung innerhalb eines MSC-Dienstbereiches
Paketübertragung zwischen dem PD-Router in MSC/VLR (1) und MSs in dem MSC-Dienstbereich wird zu einem großen Ausmaß durch den Funkverknüpfungs- (Schicht 2) Dienst bestimmt, der durch PDCHS vorgesehen wird. Pakete variabler Länge bis zu einer gewissen maximalen Größe (wie etwa ungefähr 600 Oktetten, abhängig vom PDCH-Protokoll) von Schicht 3 werden durch die Schicht-2-Entität in dem PD-Router bzw. durch den MT-Teil von MSs akzeptiert. Jedes Paket bildet, normalerweise nach Verschlüsselung, das Informationsfeld eines Rahmens von Schicht 2. Über die Funkverknüpfung (zwischen BTS und MT) wird jeder Rahmen in Blöcke fixierter Größe (von ungefähr Informationsoktetten entsprechend 4 TDMA-Häufungen) unterteilt. Für jeden Block führt BTS oder MT jeweils Kanalkodierung, Häufungsformatierung und Verschachtelung (pro Block) durch. Ein selektiver Wiederholungstyp vom ARO-Protokoll zwischen BTS und MT sieht dann eine erneute Übertragung von Blöcken mit einem Fehler vor.
Die TDMA-Struktur und die Notwendigkeit, den gleichen Grad von Zeiteinstellungsfehlausrichtung im ersten MS-Zugriff wie in gewöhnlichem GSM zu erlauben, haben zu der Auswahl eines "Reservierungs-Aloha"-Typs eines Protokolls geführt. Um eine Paketübertragung in der mobil veranlassten Richtung zu initiieren, veranschaulicht durch das Sequenzdiagramm in 10, führt eine MS eine Anforderung mit wahlfreiem Zugriff (Signal (1) in der Figur) in der MPDCH-Aufwärtsstrecke (unter Verwendung des gleichen Typs einer Zugriffshäufung wie in gewöhnlichem GSM) durch, wenn ihr dies erlaubt wird, wie durch "Aufwärtsstrecken-Zustandsflags" (USPS) in der MPDCH-Abwärtsstrecke bestimmt. Die Zugriffshäufung inkludiert eine Zufallszahl, die eine anfängliche Identifikation der MS vorsieht, und kann auch eine Klasse eines Diensttyps von Information inkludieren.
BTS antwortet normalerweise mit einem Kanalreservierungsbefehl (Signal (2)) in der MPDCH-Abwärtsstrecke, was Kanalkapazität für Aufwärtsstreckendatenübertragung und Abwärtsstreckenbestätigung (ACK) reserviert. (Im Fall keiner Antwort von BTS führt die MS eine Wiederholung nach einer zufälligen Rücksetzungszeit durch). Der Kanalreservierungsbefehl inkludiert die gleiche Zufallszahl wie in der Zugriffshäufung empfangen und Zeiteinstellungsausrichtungs-/Leistungssteuerungs- (TA/PC) Befehle. Die Zeiteinstellungsausrichtungs-/Leistungssteuerungsfunktionen werden in BTS durchgeführt, nicht nur der Messteil (wie in gewöhnlichem GSM), sondern aus Gründen des Leistungsverhaltens auch die Verarbeitungs- und Befehlsgenerierungsteile (die sich in der PD-Übertragungssteuervorrichtung befinden).
Dem Datenrahmen (Signal (3) in der Figur) von der MS folgt eine positive Bestätigung (Signal (4)) von BTS (da in diesem Beispiel keine erneuten Übertragungen angenommen werden), und der Rahmen wird zu dem PD-Router in MSC/VLR weitergegeben. Hier wird der Zellenstandort der MS durch Verbinden des Rahmens bestimmt.
20 (was die Identität der MS TMSI in dem Rahmen-Header inkludiert) mit der (für jede Zelle eindeutigen) physischen Verbindung, in der der Rahmen empfangen wird. In einer alternativen Realisierung kann der Zellenstandort der MS durch Vorsehen in der PD-Übertragungssteuervorrichtung in BTS der zusätzlichen Funktion zum Einfügen eines Zellenidentifikators in dem Rahmen-Header auf eine ähnliche Weise wie in dem angeführten US-A-4,916,691 identifiziert werden. Die Zellenstandortidentität und die zugehörige Zeit, wann der Rahmen empfangen wurde, werden zusammen mit MS-Parametern (wie etwa einem mobilen/stationären Indikator, Klasse eines Dienstes), die in dem Rahmen-Header von BTS übermittelt werden können, in der PD-Steuervorrichtungsdatenbank gespeichert, verknüpft mit der Identität der MS. Das Paket ist dann, normalerweise nach Entschlüsselung, in der Schicht-3-Entität des PD-Routers zum Weiterleiten zum Ziel (in dem Beispiel in 10 über eine IWF) verfügbar.
Wenn ein Paket, das zu einer MS gerichtet ist, durch den PD-Router in der MSC/VLR empfangen wird, wo die MS registriert ist, und aus der Datenbank in der PD-Steuervorrichtung ( (1) herausgefunden wird, dass die MS im PD-Modus ist, wird das Paket zuerst fragmentiert, wie erforderlich, um die maximale Paketgröße über PDCHS anzupassen. Die Weise, auf der die Pa ketübertragung zu der MS initiiert wird, hängt dann von MS-Betriebsparametern ab, die in der PD-Steuervorrichtungsdatenbank verfügbar sind:

– Zellenstandort und Neuigkeit der Information;
– Mobiler oder stationärer Betriebsmodus;
– Normaler oder PD-Schlaf-Paging-Modus;
– Verwendete "PDCH-" oder "GSM-Prozeduren" (abhängig von der Systemkonfiguration, wie in Sektion I.B beschrieben).

Basierend auf dieser Information verwendet die PD-Steuervorrichtung einen Softwarealgorithmus, um ein Verfahren zum Initiieren der Paketübertragung auszuwählen:
a) Übertragen des Datenrahmens direkt zu einer spezifischen BTS (ohne vorheriges Paging)
Dieses Verfahren wird verwendet, falls die MS im stationären Modus ist. Es kann auch verwendet werden, wenn die MS im mobilen Modus ist, vorausgesetzt, dass die modifizierten Zellenauswahlkriterien, die im stationären Modus eingesetzt werden (beschrieben in Sektion I.B) auch für MSs im mobilen Modus eingesetzt werden, und vorausgesetzt, dass die Zellenstandortinformation ausreichend kürzlich aktualisiert ist.
Der Rahmen-Header in der Übertragung zur BTS inkludiert TMSI, einen Indikator des Paging-Modus der MS, IMSI (falls die MS in PD-Schlafmodus ist), und möglicherweise eine Klasse von Dienstinformation. Falls die MS im PD-Schlafmodus ist, initiiert BTS dann die Datenübertragung über PDCH (S) unter Verwendung von Paging (in einer einzelnen Zelle). Anderenfalls wird die Datenübertragung mit "sofortiger Kanalreservierung" initiiert, oder es können Daten direkt als "sofortige Daten" im MPDCH gesendet werden.
Eine "sofortige Kanalreservierung"-Übertragungssequenz wird in 11 beispielhaft dargestellt. Die Kanalreservierung (Signal (5)) in der MPDCH-Abwärtsstrecke informiert die MS über den Kanal, in dem der Datenrahmen (Signal (6)) zu empfangen ist. Falls die Datenübertragung in einem MPDCH stattfindet, kann Kanalreservierung nicht benötigt werden. Der Datenrahmen inkludiert Reservierung eines Zugriffsschlitzes in der MPDCH-Aufwärtsstrecke für die MS, um zu antworten. In der Antworthäufung (Signal (7)) ist ein Bit zum Bestätigen des Datenrahmens zugeordnet. Falls, wie in dem Beispiel, die Bestätigung positiv ist, ist die Sequenz abgeschlossen. Im Fall einer negativen Bestätigung sendet BTS eine Kanalreservierung für eine spezifiziertere negative Bestätigung von der MS (die Blöcke definiert, die erneut zu übertragen sind) und für eine erneute Übertragung von BTS. Diese Kanalreservierung inkludiert auch TA-/PC-Befehle. Die erneute Übertragung inkludiert dann Kanalreservierung für die MS um zu bestätigen und für eine mögliche weitere erneute Übertragung.
b) Paging über eine Gruppe von Zellen
Um im Spektrum zu sparen, wird Paging auf die kleinste mögliche Gruppe von Zellen basierend auf verfügbarer Zellenstandortinformation begrenzt. Paging wird durch einen "Befehl hoher Ebene" (inkludierend Information über IMSI, TMSI, Standortbereich, Zellenstandort und Neuigkeit dieser Information, und Paging-Modus) von der PD-Steuervorrichtung zu der PD-Signalisierungssteuervorrichtung (1) in betroffenen BSC(s) initiiert. (Alternative Unterteilungen von Paging-Funktionen zwischen MSC und BSC sind nicht ausgeschlossen.) Wie in Sektion I.B beschrieben, kann das Paging abhängig von der Systemkonfiguration Paging im sowohl MPDCH- als auch einem gewöhnlichen GSM-Paging-Kanal inkludieren und kann somit auch den "Schaltungsmodus"-Abschnitt von BSC(s) involvieren.
In einer Situation, wenn der wahrscheinliche Zellenstandort auf eine kleine Gruppe von Zellen begrenzt werden kann, kann ein spezieller Typ einer Paging-Nachricht eingesetzt werden, die Paging mit Reservierung eines Zugriffsschlitzes für die MS um zu antworten kombiniert. Ein Beispiel einer Verwendung dieses Typs von Paging wird in dem Sequenzdiagramm in 12 gezeigt. Mit dem als (5) markierten Signal in der Figur erreicht der Paging-Befehl, der durch MSC initiiert wird, BTS. Die PD-Übertragungssteuervorrichtung in BTS generiert dann eine Paging-Nachricht (Signal (7)) in der MPDCH-Abwärtsstrecke, die Reservierung eines Zugriffsschlitzes in der MPDCH-Aufwärtsstrecke für die MS inkludiert, um eine Antworthäufung zu senden (Signal (8)). Die Paging-Antwort (Signal (9) und (12)), die zurück zur MSC übertragen wird, inkludiert Information über den Zellenstandort der MS, wobei die Information (mit der zugehörigen Zeit, wann die Paging-Antwort empfangen wurde) in der PD-Steuervorrichtungsdatenbank gespeichert wird. Die Paging-Antwort führt auch zu einer Kanalreservierung (Signal 10) in der MPDCH-Abwärtsstrecke für die Datenübertragung. Die Kanalreservierung inkludiert auch TA-/PC-Befehle. Wenn Daten von MSC empfangen werden (Signal (13)), werden sie in der reservierten PDCH-Abwärtsstrecke (Signal (16)) übertragen. Kanalreservierung für eine Bestätigung von der MS (Signal (17)) und für eine mögliche erneute Übertragung kann entweder mit dem Datenrahmen (Signal (16)) kombiniert oder in der anfänglichen Kanalreservierung (Signal (10)) inkludiert werden.
Wenn dieser Typ von Paging verwendet wird, um einen gewöhnlichen GSM-Ruf zu übermitteln, wird ein Bit in der Antworthäufung zugeordnet, um dem Ruf "akzeptieren" oder "zurückweisen" anzuzeigen, wonach die Sequenz abgeschlossen ist.
Der Vorteil dieses Typs von Paging, das Reservierung eines Zugriffsschlitzes für eine Paging-Antworthäufung inkludiert, besteht darin, dass die Antwort ungeachtet der Tatsache, dass sie nur 8 Bit von Information umfasst, eindeutig identifiziert werden kann. Auf diese Weise kann die Sequenz im Vergleich zu gewöhnlichem GSM-Paging beträchtlich verkürzt werden, was angesichts von Paketübertragungsverzögerungen von Bedeutung ist. Dieser Typ von Paging ist jedoch nur spektrumeffizient, wenn über eine kleine Gruppe von Zellen verwendet.
Als Minimierung der gesamten Verwendung von Funkkanalressourcen für Standortaktualisierung/Zellenstandortmeldung auf der einen Seite und Paging auf der anderen ist für Spektrumseffizienz entscheidend, dass einige komplementäre Mechanismen für 310 MSs im PD-Modus benötigt werden können. Diese können die Verwendung von kleineren Standortbereichen als bei regulärem GSM und/oder, unter gewissen Bedingungen, Zellenstandortmeldung von MSs inkludieren.
Zeiteinstellungsausrichtung/Leistungssteuerung betreffend, erlegt die Notwendigkeit für eine Erneuerung innerhalb einer gewissen Zeitperiode der maximalen Paketgröße Beschränkungen auf. Z. B. sollten die TA-/PC-Befehle, die in der Kanalreservierung (Signal (10)) in 12 inkludiert sind, mit einer maximalen Paketgröße in dem Datenrahmen (Signal (16)) adäquate Zeiteinstellungsausrichtung und Leistungssteuerung erlauben, mindestens bis die Bestätigung (Signal (17)) von der MS empfangen ist. Eine maximale Paketgröße von ungefähr 600 Oktetten S sollte ausreichende Spielräume vorsehen. Nach Bedarf können zusätzliche TA-/PC-Befehle (ebenso wie Kanalreservierungsbefehle) in späteren Teilen einer Sequenz, kombiniert mit negative(r)(n) Bestätigung(en) oder erneuten Übertragungen, inkludiert sein.
Die Prinzipien für die erwähnten Aufwärtsstreckenzustandsflags (USFS) und für den Typ von Paging, das einen Zugriffsschlitz für die MS reserviert um zu antworten, werden durch die Beispiele in 13 veranschaulicht. Die Serien von Schlitzen, die jeweils MPDCH-Abwärtsstrecke und Aufwärtsstrecke darstellen, repräsentieren Zeitschlitze in aufeinanderfolgenden TDMA-Rahmen. Die Figur zeigt zwei einfache Übertragungsbeispiele, eines mobil veranlasst (mit Index 1) und eines mobil terminiert (mit Index 2). Alle Steuernachrichten (mit Ausnahme von Zugriffshäufungen) umfassen einen Block (d. h. 4 Häufungen). Ein USF in der MPDCH-Abwärtsstrecke markiert einen entsprechenden Zugriffsschlitz in der MPDCH-Aufwärtsstrecke als entweder "frei" (für wahlfreien Zugriff) oder "reserviert". In diesem Fall sind USFs einzeln pro MPDCH-Abwärtsstreckenhäufung (durch Zuordnung für diesen Zweck einer Gruppe von redundanten Bits, die ein Bit von Information übertragen) kodiert. Ein USF im TDMA-Rahmen n lenkt Zugriff im TDMA-Rahmen n + m. In diesem Beispiel ist m = 1.
Die mobil veranlasste Datenübertragung beginnt mit einer zufälligen Zugriffshäufung von Mobilstation MS 1 in einem Zugriffsschlitz, der durch ein USF als "frei" markiert ist. BTS antwortet mit einem Kanalreservierungsbefehl in der Abwärtsstrecke und ändert USF auf "reserviert" für die Dauer der anschließenden Aufwärtsstreckendatenübertragung. Eine Abwärtsstreckenbestätigung schließt dann die Übertragungssequenz ab.
Die mobil terminierte Übertragung wird durch eine Paging-Nachricht zu Mobilstation MS 2 initiiert, die der MS einen reservierten Schlitz für ihre Antworthäufung bereitstellt. Der Paging-Antwort folgt ein Kanalreservierungsbefehl und eine anschließende 35 Abwärtsstreckendatenübertragung. Nach einer Bestätigung von der MS in einem reservierten Aufwärtsstreckenblock ist die Sequenz abgeschlossen.
Eine Paging-Nachricht kann Paging von mehr als einer MS inkludieren, und inkludiert dann Reservierungen von einzelnen Zugriffsschlitzen für die MSs um zu antworten. Die Reservierungen können explizit (in der Form von Zeigern) oder implizit sein, in welchem Fall die nächsten paar reservierten Schlitze den MSs zugeordnet werden, damit sie in der Paging-Nachricht erscheinen.
Das beschriebene Prinzip für Zugriffsschlitzreservierung kann auch in dem obigen Beispiel von "sofortiger Kanalreservierung" verwendet werden.
USFs können alternativ in der Blockkanalkodierung und Verschachtelung inkludiert sein, und somit auf einer Basis pro Block vorgesehen werden. Nach Empfangen eines Blocks kennt eine MS dann die USFs (die noch mit einzelnen Zugriffsschlitzen in Verbindung stehen können) für die 4 folgenden Zugriffsschlitze.
I.E Paketweiterleitung zu und von MSC-Dienstbereichen
Weiterleitung von Paketen von Entitäten in dem Haupttrassennetz (1) zu einer MS im PD-Modus basiert, wie erwähnt, auf Herstellung und Unterhaltung von Routen zu der MSC der MS I, die sie gegenwärtig bedient, mittels:

– Von initiierenden Entitäten, anfängliches Befragen des HLR über den HR-Befragungsserver;
– In der PD-Steuervorrichtungsdatenbank in der gegenwärtigen MSC/VLR von MS I, Speichern einer Liste von Peer-Entitäten von beliebigen hergestellten Routen, die mit der PD-Modusregistration von MS I verknüpft sind;
– Wenn sich die MS zu einem Standortbereich bewegt, der zu einer neuen MSC/VLR gehört, Übertragen der Liste von Peer-Entitäten (und anderer Parameter in Bezug auf die MS) von der alten zu der neuen MSC/VLR und Aktualisieren der Peer-Entitäten mit Weiterleitungsinformation zu der neuen MSC.

Um die notwendige Weiterleitungsinformation vorsehen zu können, wird das HLR erweitert, um in der anfänglichen Befragung, wenn eine Route gerade hergestellt wird, die IP-Adresse der MSC, die die in Frage kommende MS gegenwärtig bedient, vorzusehen. Das HLR wird über diese IP-Adresse mittels einer Erweiterung, für Paketdaten-MSs, der Prozedur informiert, die verwendet wird, wenn sich eine MS in einer MSC/VLR registriert. Die Information, die von MSC/VLR zum HLR bei Registrierung gesendet wird, wird dann erweitert, um die IP-Adresse der MSC zu inkludieren.
Des weiteren kann jede Route durch einen s Untätigkeitstimer überwacht werden, der durch die PD-Steuervorrichtung in der MSC/VLR gehandhabt wird, die die MS gegenwärtig bedient. Wenn die Route hergestellt ist, wird der Untätigkeitstimer initiiert, um eine vorbestimmte Zeitperiode (Timeout-Periode) zu zählen. Der Untätigkeitstimer wird für ein beliebiges Paket, das von der Route empfangen wird, adressiert zu der MS, zurückgesetzt und erneut initiiert. Der Timer wird auch für ein beliebiges Paket von der MS zu der Route zurückgesetzt und erneut initiiert, wenn die Route eine bidirektionale Route zwischen der gegenwärtigen MSC der MS und der gegenwärtigen MSC einer anderen MS ist, verknüpft mit den jeweiligen PD-Modusregistrationen der zwei MSs. Die Timeout-Periode kann ein Abonnementparameter sein. Wenn ein Timeout auftritt, wird die Peer-Entität informiert und die Route wird terminiert.
Das Verfahren, das zum Weiterleiten von Paketen in der mobil terminierten Richtung zu einer MSC, die MS I gegenwärtig be dient, verwendet wird, hängt von dem IP-Adressierungsschema ab, das für das Paketdaten-PLMN ausgewählt ist. Falls das Adressierungsschema derart ist, dass der netzidentifizierende Abschnitt einer IP-Adresse von MS I die MS als zu einem bestimmten PLMN, oder einer Teildomäne eines PLMN, inkludierend eine Gruppe von MSCS, gehörend identifiziert, kann das Weiterleitungsverfahren verwendet werden, das durch das Beispiel in 14 veranschaulicht wird.
Bezugnehmend auf die sequenziellen Schritte, die in der Figur angezeigt sind:

1) Empfängt IWF 1 ein Paket, das zu MS 1 gerichtet ist.
2) Nach Bedarf führt IWF 1 Protokollkonvertierung und Adressübersetzung (von dem externen Netz zu dem Intra-PLMN-IP-Netz) durch. Die Adressübersetzungsdatenbank kann lokal in der IWF oder über entfernten Zugriff verfügbar sein. Wenn eine Route für eine MS hergestellt wurde, wird die Adressübersetzung lokal durchgeführt. IWF 1 bestimmt, aus einer internen Datenbank, die Weiterleitungsinformation für eine beliebige MS speichert, für die eine Route hergestellt ist, ob eine Route zur gegenwärtigen MSC von MS 1 hergestellt ist. Falls eine Route hergestellt ist, fährt die Sequenz mit 7) fort. Anderenfalls fährt sie mit 3) fort.
3)–4) Befragt IWF 1 HLR über den HLR-Befragungsserver.
5)–6) Inkludiert die Antwort vom HLR die IP-Adresse der gegenwärtigen MSC von MS 1 (MSC 2).
7) Ist das Paket mit IP-Adresse von MSC 2 als Zieladresse und IP-Adresse von IWF 1 als Quelladresse gekapselt. Das gekapselte Paket wird zu MSC 2 weitergeleitet.
8) Wird das Paket entkapselt und Adressinformation wird durch den PD-Router bzw. die PD-Steuervorrichtung in MSC/VLR 2 analysiert (1). Die PD-Steuervorrichtung bestimmt, ob MS 1 im PD-Modus ist.
– Falls nein: es wird eine PD-Modus-Herstellungsprozedur initiiert (beschriebene Inspektion I.B).
– Falls ja: die PD-Steuervorrichtung bestimmt, ob eine Route von IWF 1 (wobei IWF 1 durch die Quelladresse in dem gekapselten Paket identifiziert wird) für MS 1 hergestellt ist (d. h. ob IWF 1 in der Liste von Peer-Entitäten inkludiert ist, die mit MS 1 verknüpft ist). Falls ja: falls die Route durch einen Untätigkeitstimer überwacht wird, wird der Timer zurückgesetzt und erneut initiiert. Die Sequenz fährt dann mit einer Übertragung des Paketes zu der MS fort (wie in Sektion I.D beschriebene). Falls nein: die IP-Adresse von IWF 1 wird gespeichert (verknüpft mit der Identität von MS 1), was anzeigt, dass eine Route gerade hergestellt wird. Falls die Route durch einen Untätigkeitstimer zu überwachen ist, wird der Timer initiiert. Die Sequenz fährt dann mit 9) fort.
9) Benachrichtigt MSC 2 IWF 1 darüber, dass ein Routensegment hergestellt ist.
10) Bestätigt IWF 1.
11) Speichert IWF 1 (verknüpft mit der Identität von MS 1) die IP-Adresse von MSC 2 (gegenwärtige MSC von MS 1).

Wenn der PD-Router in einer MSC/VLR (MSC/VLR 1) ein Paket empfängt, das stattdessen von einer MS (MS 1) innerhalb des MSC-Dienstbereiches stammt, wird zuerst der netzidentifizierende Abschnitt der Ziel-IP-Adresse analysiert. Falls die Zieladresse nicht innerhalb des Bereichs von Adressen liegt, die MSs zugewiesen sind, die zu dem PLMN gehören, wird das Paket gemäß normalen IP-Weiterleitungsregeln weitergeleitet. Falls andererseits die Zieladresse innerhalb dieses Bereichs von Adressen liegt und somit S zu einer MS (MS 2) gehört, wird die "erweiterte VLR-Datenbank" in der PD-Steuervorrichtung befragt. Mit dem oben erwähnten Adressierungsschema kann das Weiterleitungsverfahren dann die folgenden Schritte umfassen:

1) Die PD-Steuervorrichtung (in MSC/VLR 1) bestimmt, ob eine Route zur gegenwärtigen MSC von MS 2 hergestellt ist, die mit PD-Modusregistration von MS 1 (und mit Identität von MS 2) verknüpft ist.
– Falls ja: falls die Route durch einen Untätigkeitstimer überwacht wird, wird der Timer zurückgesetzt und erneut initiiert. Das Paket wird dann entweder zu MS 2 t transferiert, falls MS 2 in der gleichen MSC (MSC 1) registriert ist, oder zur gegenwärtigen MSC von MS 2 unter Verwendung der oben beschriebenen Kapselungstechnik weitergeleitet.
– Falls nein: die Sequenz fährt mit 2) fort.
2) Die PD-Steuervorrichtung prüft, ob eine Route zur gegenwärtigen MSC von MS 2 hergestellt ist, die mit beliebigen der anderen MSs verknüpft ist, die in MSC/VLR 1 registriert sind.
– Falls ja: das Paket wird entweder zu MS 2 übertragen, falls MS in der gleichen MSC (MSC 1) registriert ist, oder zur gegenwärtigen MSC von MS 2 unter Verwendung der oben beschriebenen Kapselungstechnik weitergeleitet. Die gegenwärtige MSC von MS 2 initiiert dann eine Herstellung einer (bidirektionalen) Route zwischen den gegenwärtigen MSCs der beiden MSs, verknüpft mit ihren jeweiligen PD-Modusregistrationen. Falls die Route durch (einen) Untätigkeitstimer zu überwachen ist (an einem oder beiden Enden der Route), wird der (werden die) Timer initiiert.
– Falls nein: die Sequenz fährt mit 3) fort.
3) Die PD-Steuervorrichtung bestimmt, ob MS 2 in MSC/VLR 1 registriert ist.
– Falls ja: nach Bedarf wird eine Prozedur zum Herstellen vom PD-Modus für MS 2 initiiert. Falls oder wenn der PD-Modus hergestellt ist, wird eine (bidirektionale) Route als eine Verknüpfung zwischen den jeweiligen PD-Modusregistrationen der zwei MSs hergestellt. Auf diese Weise kann die Route zwischen den jeweiligen gegenwärtigen MSCs der zwei MSs aufrechterhalten werden, falls sich eine beliebige der MSs zu einer anderen MSC/VLR bewegt. (Untätigkeitstimer wird (werden), wenn anwendbar, initiiert wie in 2) oben).
– Falls nein: die Sequenz fährt mit 4) fort.
4) Die PD-Steuervorrichtung initiiert eine Prozedur, inkludierend HLR-Befragung, zum Herstellen einer Route zur gegenwärtigen MSC von MS 2 auf eine ähnliche Weise wie in dem obigen Beispiel einer Herstellung einer Route von einer IWF. Falls erfolgreich, endet die Prozedur mit einer (bidirektionalen) Route, die zwischen den jeweiligen gegenwärtigen MSCS der zwei MSs hergestellt wird, verknüpft mit ihren jeweiligen PD-Modusregistrationen.

In einem anderen möglichen Adressierungsschema identifiziert der netzidentifizierende Abschnitt einer IP-Adresse einer MS die MS als zu einer spezifischen MSC/VLR gehörend. Eine Weiterleitung von Paketen in der mobil terminierten Richtung kann in diesem Fall auf dem Verfahren basieren, das in 15 beispielhaft dargestellt wird. Die sequenziellen Schritte, die in der Figur angezeigt werden, sind wie folgt:

1) IWF 1 empfängt ein Paket, das zu MS 1 gerichtet ist.
2) Nach Bedarf führt IWF 1 Protokollkonvertierung und Adressübersetzung auf eine ähnliche Weise wie für das Beispiel in 14 beschriebenen durch. (Für eine "aktive" MS wird die Adressübersetzung lokal durchgeführt.)
3) Das Paket wird basierend auf seiner Zieladresse (wie ein normales IP-Paket) weitergeleitet. In diesem Beispiel wird von MS 1 angenommen, eine IP-Adresse aufzuweisen, die zu der Menge von Adressen gehört, die MSC 1 zugewiesen sind. Somit wird das Paket zu dieser "vorbestimmten MSC" weitergeleitet. Falls das externe Netz ein IP-Netz ist, können bestimmte IWFs bei diesem Adressierungsschema nicht notwendig sein. Das Haupttrassennetz kann dann ein Teil des "externen Net zes" sein, und Pakete können direkt zur jeweiligen MSC basierend auf der Zieladresse weitergeleitet werden.
4) Die PD-Steuervorrichtung in MSC 1 bestimmt, ob eine Route zur gegenwärtigen MSC von MS 1 hergestellt ist (selbst wenn in dem Moment die gegenwärtige MSC die gleiche wie die "vorbestimmte MSC 1" sein sollte). Falls eine Route hergestellt ist, fährt die Sequenz mit 9) fort. Anderenfalls fährt sie mit 5) fort.
5)–13) In diesem Beispiel (da MS 1 gegenwärtig in MSC/VLR 2 registriert ist) findet die PD-Steuervorrichtung heraus, dass MS 1 nicht in MSC/VLR 1 registriert ist. Sie initiiert deshalb eine Prozedur zum Herstellen einer Route zur gegenwärtigen MSC (MSC 2) von MS 1 auf die gleiche Weise wie für das Beispiel in 14 beschrieben. Die Prozedur inkludiert HLR-Befragung (Schritte 5)–S) in der Figur) und Weiterleitung eines gekapselten Paketes zu MSC 2 (Schritt 9).

Wenn mit diesem zweiten Adressierungsschema der PD-Router in einer MSC/VLR (MSC/VLR 1) ein Paket empfängt, das stattdessen von einer MS (MS 1) innerhalb des MSC-Dienstbereiches stammt, und von der Ziel-IP-Adresse herausgefunden wird, innerhalb des Bereichs von Adressen zu sein, die MSs zugewiesen sind, die zu beliebigen der MSC/VLRs in dem PLMN gehören, kann das Weiterleitungsverfahren die folgenden Schritte umfassen:

1) Der PD-Router bestimmt, ob die Zieladresse (die IP-Adresse einer Mobilstation MS 2) zu MSC/VLR 1 "gehört".
– Falls ja: Weiterleitung wird dann auf die gleiche Weise wie für das Beispiel in 15 beschrieben durchgeführt (nach Bedarf inkludierend Herstellung einer Route zur gegenwärtigen MSC von MS 2).
– Falls nein: die Sequenz fährt mit 2) fort.
2) Die PD-Steuervorrichtung prüft, ob MS 2 gegenwärtig in MSC/VLR 1 registriert ist.
– Falls ja: nach PD-Modus-Herstellung wird nach Bedarf das Paket zu MS 2 übertragen.
– Falls nein: die Sequenz fährt mit 3) fort.
3) Das Paket wird basierend auf seiner Zieladresse zu der "vorbestimmten MSC" weitergeleitet, zu der MS 2 aus Sicht einer Adressierung gehört. Weiterleitung wird dann auf die gleiche Weise wie für das Beispiel in 15 beschrieben durchgeführt.

Somit werden mit dem zweiten Adressierungsschema alle Pakete zu einer MS, die von Entitäten außerhalb des Dienstbereichs der gegenwärtigen MSC der MS stammen, über die "vorbestimmte MSC" der MS weitergeleitet. Es kann deshalb von Vorteil sein, (optional) eine Herstellung einer Route von der "vorbestimmten MSC" zu der gegenwärtigen MSC der MS zu initiieren, auch wenn der PD-Router (in der gegenwärtigen MSC der MS) ein Paket von der MS empfängt. Falls herausgefunden wird, dass das Paket nicht zu einer MS gerichtet ist, die sich innerhalb des Dienstbereichs der MSC befindet, und dass die erwähnte Route nicht bereits hergestellt ist, kann die PD-Steuervorrichtung dann eine Herstellung einer Route initiieren durch:

– Bestimmen der IP-Adresse der "vorbestimmten MSC" der MS I basierend auf dem netzidentifizierenden Abschnitt der IP-Quellenadresse (der veranlassenden MS) und gespeicherter Weiterleitungsinformation.
– Initiieren einer Signalisierung zu der "vorbestimmten MSC", um die Route herzustellen.

Auf diese Weise kann eine HLR-Befragung für ein beliebiges anschließendes Antwortpaket (z. B. in Anwendungen vom Frage/Antworttyp) vermieden werden.
Ein anderer Fall, wo es von Vorteil sein kann, eine Herstellung einer Route zu einer gegenwärtigen MSC einer MS basierend auch auf der MSC, die ein Paket von der MS empfängt, zu initiieren, trifft auf ein PLMN zu, das verbindungsorientierte (X.25) Netzdienste zwischen MSs und einem externen X.25-Netz vorsieht und das ein Adressierungsschema des oben beschriebenen ersten Typs einsetzt. In diesem Fall wird, wenn der PD-Router, in einer gegenwärtigen MSC der MS, von der MS ein Paket empfängt, das eine "Transportverbindungsanforderung" (z. B. durch eine "Klasse eines Dienstidentifikators" in dem Rahmen-Header identifiziert) überträgt, die X.25-IWF, zu der das Paket weiterzuleiten ist, basierend auf gespeicherter Weiterleitungsinformation bestimmt. Falls diese IWF nicht bereits auf der Liste von Peer-Entitäten ist, von denen Routen herzustellen sind, verknüpft mit der PD-Modusregistration der MS, wird das Paket "gekapselt" (mit der IP-Adresse der IWF als Zieladresse und der IP-Adresse der MSC als Quelladresse) und zu der IWF weitergeleitet. Dies initiiert eine Herstellung einer Route von der IWF zu der gegenwärtigen MSC der MS. HLR-Befragung kann somit für das Antwortpaket von der IWF vermieden werden. (Im Fall, dass eine Route bereits hergestellt ist, kann das Paket von der MSC zu der IWF ohne Kapselung lediglich durch Einfügen der IP-Adresse von IWF I als Zieladresse weitergeleitet werden.)
I.F Mobilstation (MS)
Die PD-Funktionen einer Datenpaket-MS wurden in den vorherigen Sektionen zu einem großen Ausmaß direkt oder indirekt abgedeckt. Deshalb richtet sich diese Sektion hauptsächlich darauf, als eine Ergänzung und Vergütung zu dienen.
Eine Paketdaten-MS ("nur PD", oder kombinierende PD mit gewöhnlichen GSM-Funktionen) umfasst:

– Mobile Terminierung (MT), die auf gegenwärtiger GSM-MT-Technologie basiert, aber angepasst ist, die notwendige PD-Funktionalität vorzusehen.
– Endgerätausrüstung (TE), z. B. einen "Laptop-/Palmtop"-Personalcomputer oder einen "persönlichen digitalen Assistenten (PDA)"/"persönlichen Kommunikator".
– Teilnehmeridentitätsmodul (SIM, Subscriber Identity Module) des gleichen Typs wie in gewöhnlichem GSM (aber mit zusätzlichen Parametern).

Es wird ein Bereich von MT-Versionen verfügbar sein, die unterschiedliche Standard-Schnittstellen zu TE vorsehen, abhängig von Markterfordernissen. Beispiele inkludieren:

– MT mit einer asynchronen seriellen Schnittstelle und PAD-(Paketaufbau/Zerlegung, Packet Assembly/Disassembly) Unterstützung (z. B. AT-Befehlsmenge PAD, X.28/X.29/X.3 PAD).
– "Integrierte MT" mit Industriestandard-Applikationsprogrammschnittstellen (APIs).
– MT mit synchroner serieller Schnittstelle (z. B. IP, X.25).

Die MT umfasst zwei Hauptfunktionsblöcke:

– Endgerätadapter, typischerweise Mikroprozessor und softwarebasiert, wobei die TE-Schnittstelle wie oben beispielhaft dargestellt vorgesehen wird.
– Transceiver, der die Funkschnittstelle handhabt. Es geschieht in dem Transceiver, dass die meisten der MS-bezogenen PD-Funktionen, die in den vorherigen Sektionen beschrieben werden, durchgeführt werden, realisiert zu einem großen Ausmaß mit Mikroprozessor-Software.

Die wesentlichen PD-Funktionen, die der Transceiver durchführt, können wie folgt zusammengefasst werden:

– Er identifiziert aus BOCH-Information den Grad von PDCH-Unterstützung, die in einer Zelle vorgesehen wird, und den zugeordneten MPDCH (falls vorhanden) zum Initiieren von Paketübertragung.
– Er handhabt den PD-Modus in Bezug auf einen gewöhnlichen GSM-Leerlaufmodus und (falls anwendbar) rufverbundenen Modus.
– Er handhabt das PDCH-Protokoll.
– Er fordert nach Bedarf eine Zuordnung eines MPDCH auf Anforderung, unter Verwendung von regulären GSM-Steuerkanälen in der in Frage kommenden Zelle, oder eines PDCH einer gegenwärtig bedienenden benachbarten Zelle vor einer Bewegung in die in Frage kommende Zelle.
– Er handhabt den mobilen/stationären Modus eines Betriebs und sendet einen Modusindikator mindestens jedes Mal, wenn die MS ihren Betriebsmodus wechselt.
– Er handhabt den normalen/PD-Schlaf-Paging-Modus und sendet, explizit oder implizit, einen Modusindikator mindestens jedes Mal, wenn die MS ihren Paging-Modus wechselt.
– Er führt eine Zellenauswahl in PD-Modus basierend auf GSM-Leerlaufmodus-Prozeduren, aber mit Zellenauswahlkriterien, im stationären Modus (abhängig von einer gewählten Realisierungsalternative) und möglicherweise auch im mobilen Modus durch, derart modifiziert, dass die gegenwärtig ausgewählte Zelle solange beibehalten wird, wie die Signalqualität über einem vordefinierten Schwellwert ist.
– Er führt Standortaktualisierung im PD-Modus basierend auf regulären GSM-Prozeduren durch.
– Er handhabt das Mehrfach-TDMA-Rahmenschema, um Hören auf einen MPDCH einerseits und Durchführen von Zellenauswahl und Hören auf Zellenrundruf-Kurznachrichten andererseits zu koordinieren.
– In dem Fall einer kombinierten MS, die auch gewöhnliche GSM-Dienste unterstützt:
– Antwortet auf Paging im MPDCH bezogen auf reguläre GSM-Rufe.
– Sieht Unterstützung zum Durchführen und Empfangen von regulären GSM-Rufen vor, während die MS im PD-Modus ist, wobei der PD-Modus während Rufen als "anhängig" aufrechterhalten wird.

II. Ausführungsform 2
Eine schematische Darstellung dieser Ausführungsform wird in 16 gezeigt, wobei die hauptsächlichen PD-Funktionsblöcke in dem GSM-System (wie in 1) mit fetten Umrisslinien dargestellt werden. Wie in der Figur angezeigt, wird nur der BSS-Abschnitt der GSM-Infrastruktur für Paketdaten genutzt. Die PD-Funktionen in BTS sind nahezu die gleichen wie in Ausführungsform 1, wie es die PDCH-Zuordnungsfunktionen in BSC sind. Wie in der Figur veranschaulicht, ist die Paketdatenübertragungsverbindung einer BTS mit einer getrennten Mobilpaketdaten-Infrastruktur (MPDI, Mobile Packet Data Infrastructure) gekoppelt (an Stelle, wie in Ausführungsform 1, mit dem PD-Router in MSC/VLR). Die MPDI sieht die notwendige Paketweiterleitung, Mobilitätsmanagement, Authentifizierung und Netzmanagementfunktionen vor. Zusammen bilden die MPDI und die Abschnitte von BSS(S), die für Paketdaten genutzt werden, ein Mobilpaketdatensystem. In Hinsicht auf GSM kann das System als ein getrenntes System betrachtet werden, und ein GSM-Betreiber kann wählen, Funkkanalkapazität zu einem getrennten Paketdatensystembetreiber zu leasen. Eine MS, die sowohl Paketdaten als auch reguläre GSM-Dienste erfordert, kann dann ein getrenntes Abonnement in jedem System benötigen. Die Paketdatendienste, die durch das System vorgesehen werden, können (abhängig von der Funktionalität der MPDI) die gleichen wie für Ausführungsform 1 beschrieben sein.
In dieser Ausführungsform sind die einzigen Funkkanäle, die für MSs verfügbar sind, PDCHs und reguläre GSM-Rundrufkanäle. Registration, Standortaktualisierung (oder Zellenstandortmeldung), Authentifizierung und ähnliche Signalisierung werden somit über PDCHS durchgeführt. Des weiteren ist Zuordnung des ersten MPDCH auf Benutzeranforderung, unter Verwendung gewöhnlicher GSM-Signalisierung, somit nicht möglich. Mit dieser Ausnahme sind die Funktionen zum Vorsehen von PDCHs die gleichen wie beschrieben. Der ersten MPDCH in einer Zelle wird normalerweise durch eine Systemkonfiguration zugeordnet, obwohl das Verfahren zum Verwenden eines PDCH einer benachbarten Zelle für eine Anforderung von Zuordnung eines MPDCH in einer "PDCH-auf-Anforderung-Zelle" vor einer Bewegung in diese Zelle theoretisch denkbar ist. In diesem Fall würde die Zuordnungsanforderung zu einer Systementität in der MPDI übertragen. Diese Systementität würde dann eine Zuordnungsanforderung zu der BTS der in Frage kommenden "PDCH-auf-Anforderung-Zelle" senden, die wiederum die Anforderung zu der PDCH-Zuordnungsteuervorrichtung in BSC übermitteln würde.
Reguläre GSM-Rundrufsteuerkanäle werden auf die gleiche Weise wie in Ausführungsform 1 verwendet, d. h. zum:

– Definieren eines PDCH-Unterstützungsgrades und eines MPDCH, der in der Zelle zugeordnet ist (über Information im BCCH).
– Durchführen einer Zellenauswahl wie in Ausführungsform 1, mit zwei alternativen Kriterien für die Zellenauswahl.

Hören auf Zellenrundruf-Kurznachrichten ist auch (mindestens technisch) auf eine ähnliche Weise wie in Ausführungsform 1 möglich.
Paketübertragung über PDCHs kann gemäß den Prinzipien durchgeführt werden, die für Ausführungsform 1 beschrieben werden, inkludierend eine Verwendung eines Mehrfachrahmenschemas zum Koordinieren mit dem Hören auf Rundrufkanäle, obwohl auf die spezifischen Anforderungen dieses getrennten Systemkonzeptes angepasst. Die PD-Übertragungssteuervorrichtung und zugehörige Schnittstellenfunktionen in BTS sind auch auf die Zusammenschaltungsanforderungen der MPDI angepasst, um z. B. eine Zusammenschaltung über ein Weiterleitungsnetz zu erlauben.
Die Funktionen der MS sind im wesentlichen die gleichen wie in Ausführungsform 1, mit Ausnahme von Funktionen, die sich auf reguläre GSM-Signalisierung und PD-Modus beziehen, die in Ausführungsform 2 nicht anwendbar sind.
III. Anwendbarkeit auf andere TDMA-Zellularsysteme
Während spezifische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung auf ein Zellularsystem vom GSM-Typ beschrieben wurden, sollte verstanden werden, dass die vorliegende Erfindung auch auf andere TDMA-Zellularsysteme angewendet werden kann, inkludierend D-AMPS und PDC-Systeme. Obwohl in diesen Systemen eine BSC nicht als eine getrennte Funktionsentität vorgesehen ist, werden entsprechende Basisstationssteuervorrichtungsfunktionen und zugehörige neue PD-Funktionen stattdessen zwischen MSC und Basisstationen aufgeteilt.
TEXT ZU DEN ZEICHNUNGEN
Zeichnung 1/16 Figur

––––– = PAKETDATEN (PD) UND BEZOGENE SIGNALISIERUNG
.... = SCHALTUNGSMODUSSPRACH-/DEDIZIERTE DATEN UND ZUGEHÖRIGE SIGNALISIERUNG
– – – – = SIGNALISIERUNG

Zeichnung 2/16 2

INTRANETZPROTOKOLL UND ZUSAMMENARBEITSBEISPIEL (IP) Z. B. IP-ROUTER, LAN UND TCP/IP-HOST IN KUNDENVORAUSSETZUNGEN

Zeichnung 3/16 3

INTRANETZPROTOKOLL UND ZUSAMMENARBEITSBEISPIEL (X.25)

Zeichnung 5/16 5

SEQUENZDIAGRAMM: MOBIL VERANLASSTE PD-ZUSTANDSHERSTELLUNG
BEACHTEN: ACK (23) INKLUDIERT INFORMATION ÜBER ZELLENSTANDORT VON MS UND (OPTIONAL) ÜBER PDCH-ZUORDNUNG (JA/NEIN) IN DER ZELLE

Zeichnung 6/16 6

ABWÄRTSSTRECKEN-MEHRFACHRAHMEN

Zeichnung 7/16 7
MEHRFACHRAHMENZYKLUS

(1) MIT AUSNAHME, WENN AUF GEGENWÄRTIGEN BOCH/ERWEITERTEN BCCH GEHÖRT WIRD
(2) NACH FLAGANZEIGE IM PDCH-RUNDRUF

Zeichnung 8/16 8
SEQUENZDIAGRAMM: MOBIL VERANLASSTE PDCH-AUF-ANFRAGE-ZUORDNUNG
Zeichnung 9/16 9
FLUSSDIAGRAMM: DYNAMISCHE ZUORDNUNG VON PDCHS
Zeichnung 10/16 10

SEQUENZDIAGRAMM: BEISPIEL FÜR MOBIL VERANLASSTE PAKETÜBERTRAGUNG
ANMERKUNGEN (ANNAHMEN):
– MS IM PD-ZUSTAND
– PDCH(S) ZUGEORDNET IN BTS
– KEINE ERNEUTEN ÜBERTRAGUNGEN

Zeichnung 11/16 11

SEQUENZDIAGRAMM: BEISPIEL FÜR MOBIL TERMINIERTE PAKETÜBERTRAGUNG ("SOFORTIGE KANALRESERVIERUNG")
ANMERKUNGEN (ANNAHMEN):
– MS IM PD-ZUSTAND
– PDCH(S) ZUGEORDNET IN BTS
– ROUTE VON IWF ZU GEGENWÄRTIGER MSC HERGESTELLT
– MS IST ZELLENSTANDORT BEKANNT (Z. B. KANN MS IM STATIONÄREN ZUSTAND SEIN)
– KEINE ERNEUTEN ÜBERTRAGUNGEN

Zeichnung 12/16 12

SEQUENZDIAGRAMM: BEISPIEL FÜR MOBIL TERMINIERTE PAKETÜBERTRAGUNG (PAGING)
ANMERKUNGEN (ANNAHMEN):
– MS IM PD-ZUSTAND
– PDCH(S) ZUGEORDNET IN BTS
– ROUTE VON IWF ZU GEGENWÄRTIGER MSC HERGESTELLT
– PAGING ÜBER EINE KLEINE ZAHL VON ZELLEN, UNTER VERWENDUNG EINES PAGING-NACHRICHTENTYPS, DER EINEN ZUGRIFFSSCHLITZ FÜR DIE MS RESERVIERT UM ZU ANTWORTEN
– KEINE ERNEUTEN ÜBERTRAGUNGEN

Zeichnung 13/16 13

MPDCH – PAKETÜBERTRAGUNGSBEISPIELE
Rm = ZUFALLSZUGRIFFSHÄUFUNG
Rd acc = RESERVIERTE ZUGRIFFSHÄUFUNG
INDEX 1 = MS 1
INDEX 2 = MS 2
F = FREI
R = RESERVIERT
1 = MOBIL VERANLASSTE PAKETÜBERTRAGUNG
2 = MOBIL TERMINIERTE PAKETÜBERTRAGUNG

Zeichnung 14/16 14

WEITERLEITUNGSBEISPIEL – ERSTES ADRESSIERUNGSSCHEMA

Zeichnung 15/16 15

WEITERLEITUNGSBEISPIEL – ZWEITES ADRESSIERUNGSSCHEMA

Zeichnung 16/16 16

Claims

Vorrichtung zum Vorsehen von Paketdatenkommunikation zu und von Mobilstationen (MS), die eine Vielzahl von Basisstationen (BTS, BSC) eines digitalen TDMA-Zellularsystems nutzt, wobei die Vorrichtung inkludiert: – Kanalbereitstellungsmittel zum Bereitstellen, in mindestens einigen der Basisstationen (BTS, BSC), von einem oder mehr gemeinsam genutzten Paketdatenkanälen für Paketübertragung zu und von den Mobilstationen (MS) und ein Paketübertragungssteuermittel zum Steuern der Paketübertragung, – Kanaldefinitionsmittel zum Definieren, auf einer Basis pro Zelle über Information in einem Rundrufkanal, des Paketdatenkanals, zu verwenden zum Initiieren einer Paketübertragung, das Kanaldefinitionsmittel umfassend Mittel zum Zuordnen, aus einem gemeinsamen Pool von physischen Kanälen, einer variablen Mischung von Paketdatenkanälen und regulären zellularen Verkehrskanälen, die durch Anforderung bestimmt werden, – Paketübertragungsmittel zum Übertragen von Paketen zwischen den Mobilstationen (MS) und beliebigen der Basisstationen (BTS, BSC), gekennzeichnet dadurch, dass das Kanalbereitstellungsmittel ferner umfasst: – Mittel zum Zuweisen eines ersten Paketdatenkanals, der in einer Zelle zugeordnet ist, als den Kanal zum Initi ieren einer Paketübertragung, angeordnet, Zugriffssteuerungssignalisierung ebenso wie Paketdaten zu übertragen, und – Mittel zum Zuweisen eines beliebigen weiteren zugeordneten Paketdatenkanals als einen Kanal/beliebiger weiterer zugeordneter Paketdatenkanäle als Kanäle für reservierte Paketübertragung.
Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass das Kanalbereitstellungsmittel umfasst – Mittel zum dynamischen Zuordnen einer variablen Zahl der Kanäle für reservierte Paketübertragung basierend auf Verkehrslastmessungen und Verfügbarkeit der physischen Kanäle.
Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, dass das Kanalbereitstellungsmittel ferner umfasst – Mittel zum dynamischen Zuordnen einer variablen Zahl der Paketdatenkanäle zum Initiieren einer Paketübertragung basierend auf Verkehrslastmessungen und Verfügbarkeit der physischen Kanäle, und – Mittel zum Lenken einer beliebigen Mobilstation (MS) zu einem bestimmten der Paketdatenkanäle zum Initiieren einer Paketübertragung, falls mehr als ein derartiger Kanal zugeordnet ist, basierend auf Mobilstationsidentität und rundgerufener Steuerinformation.
Vorrichtung nach beliebigen von Ansprüchen 1–3, gekennzeichnet dadurch, dass das Paketübertragungsmittel, zum Initiieren von Paketübertragungen zu Mobilstationen (MS), Paging-Mittel umfasst, angepasst, einen Paging-Nachrich tentyp zu inkludieren, der Paging-Anforderung(en) mit Reservierung(en) von einzelnen Zugriffsschlitzen für die Mobilstation(en) (MS) um zu antworten kombiniert.
Vorrichtung nach beliebigen von Ansprüchen 1–4, gekennzeichnet durch – eine getrennte Mobilpaketdateninfrastruktur, die Paketweiterleitungsmittel und Mobilitätsmanagementmittel umfasst, wobei nur das Basisstationssystem (BTS, BSC) des zellularen Systems für Paketdatenkommunikationen verwendet wird, – Kopplungsmittel zum Koppeln des Paketübertragungssteuermittels mit der getrennten Mobilpaketdateninfrastruktur.