FI110833B - Menetelmä ja laitteisto datan siirtämiseksi digitaalisen matkapuhelimen ja siihen liitettävän ulkoisen datapäätelaitteen välillä - Google Patents

Description

110833

Menetelmä ja laitteisto datan siirtämiseksi digitaalisen matkapuhelimen ja siihen liitettävän ulkoisen datapäätelait-teen välillä - Förfarande och anordning för dataöverföring mellan en digital mobiltelefon och en tili denna ansluten 5 yttre dataterminal

Keksintö koskee menetelmää ja laitteistoa, joilla digitaaliseen matkapuhelimeen liitäntäkaapelilla liitetty datapääte-10 laite, kuten tavallinen telefaksi ja henkilökohtainen tietokone PC, voi käyttää hyväkseen datapalveluja tarjoavaa solukkoverkkoa .

Nykyaikaiset digitaaliset solukkojärjestelmät tarjoavat 15 käyttäjälle normaalin puhelunvälityksen lisäksi suuren joukon palveluja. Esimerkiksi GSM-järjestelmässä palvelut on luokiteltu kolmeen luokkaan: tele-, verkko- ja lisäpalveluihin.

20 Telepalvelut ovat palveluja, jotka verkon tilaajalla on käytettävissään. Ne mahdollistavat käyttäjien /älisen tiedon-. siirron sovittujen yhteyskäytäntöjen eli protokollien mukai- ' ’’ sesti. Puhelunvälityksen lisäksi GSM-standardi sisältää seu- ··*: raavat telepalvelut: hätäpuhelu, automaattinen telefaks - : ".'25 ryhmä 3 ja lyhytsanomapalvelu.

* · · · • · · : · : Verkkopalvelut (bearer services) mahdollistavat telepalve- luiden käytön. Ne on jaettu seuraaviin luokkiin: piirikyt-ketty asynkroninen datasiirto, piirikytketty synkroninen :\\30 datasiirto, PÄD-yhteys asynkronisena datasiirtona, paketti-kytketty data ja vaihdettava puhe/data-siirto.

* · a

Palvelut on määritelty läpinäkyviksi (transparenteiksi) tai läpinäkymättömiksi (ei-transparenteiksi). Transparentilla .···. 35 palvelulla ei ole vuo-ohjausta ja sen virhesuhde vaihtelee radiokanavan tilan mukaan. Ei-transparentti palvelu sisältää vuo-ohjauksen ja erityisen radioiinkkiprotokoilan RLP (Radio Link Protocol), jossa on automaattinen toistopyyntö ARQ (Au- 2 110833 (Automatic Repeat request), jolloin viiveet vaihtelevat mutta virhesuhde on pieni.

Käytettäessä digitaalisiin solukkojärjestelmiin spesifioitu-5 ja datapalveluja vaativat ne ja niihin liittyvät siirtoprotokollat matkapuhelimelta huomattavan määrän prosessointi-tehoa sekä ohjelma- ja datamuistikapasiteettia, koska puhelimeen liitettävä datapääte, kuten telefax tai henkilökohtainen tietokone, käyttää omia tiedonsiirtoprotokolliaan, 10 jotka on puhelimessa sovitettava käytetyn solukkojärjestelmän protokolliin. Tämä on ongelmallista, sillä ensinnäkin puhelimen sisällä käytettävissä oleva tila on rajallinen, mikä hankaloittaa ylimääräisten tilaa vievien komponenttien sijoittamista ja toiseksi ylimääräiset toiminnot nostavat 15 komponenttikustannuksia. On lisäksi huomattava, etteivät läheskään kaikki puhelimen käyttäjät tarvitse datapalveluita, jolloin heille riittäisi puhelin, joka ei tue kyseisiä palveluja.

20 Nämä ongelmat voidaan ratkaista siten, että jaetaan tehtäviä matkapuhelimen ja siihen liitetyn datapäätelaitteen välillä. Tämänkaltaiseen ajatukseen perustuu PCT-hakemuksessa WO

• *’ 93/02512 esitetty järjestelmä. Siinä on yksi yhteinen ra- diopuhelinosa, joka käsittää lähetinvastaanottimen, puhekoo- • · · : \:25 derin, mikrosuorittimen muisteineen sekä datanjärjestelyloh-: kon. Tähän yhteiseen osaan voidaan liittää lukuisia perifee- risiä osia dataväylän avulla. Fyysinen väylä on kaapeli, jossa yhteisen osan ja perifeeristen osien välinen tiedon-siirto tapahtuu aikajakoisesti multipleksoituna dataväyläl-:v,30 lä. Jokaisessa perifeerisessä osassa on myös datan järjeste-lylohko, joka formatoi osan tuottaman digitaalisen datan ja sijoittaa sen sopivaan väylän aikaväliin. Hakemuksessa se-lostetaan yksityiskohtaisesti väylän hallintaan, kuten prio-riteettiin ja törmäysten hallintaan, liittyviä asioita, mut-,···, 35 ta ei oteta kantaa radiopuhelinosan ja perifeerisen osan .!*’ väliseen työnjakoon. Perifeerisellä osalla hakemuksessa tar- ' ‘ koitetaan lähinnä erillisiä käyttölaitteita (luuri + näppäi- Ί< Γ· ίϋΟϋΟ mistö + puhekoodekki), jolloin useat puhelut kulkevat yhden lähetinvastaanottimen kautta.

Edellä mainitussa PCT-hakemuksessa samoin kuin tässä keksin-5 nössä käytetään hyväksi sitä, että nykyaikainen puhelin sisältää datan välittämistä tukevia toimintoja, kuten: radio-osan, jonka RF-taajuudet ovat ko. järjestelmässä käytetyt sekä rajapinnan radio-osan ja muiden toimintojen välillä, 10 järjestelmäspesifisen signaloinnin verkkoon päin ja verkosta puhelimeen päin (kuten esim. puhelunohjaus) sekä muut ohjaustoiminnot, kuten käyttäjäliityntä, ja järjestelmäspesifisen, radiorajapinnan kautta liikenne-kanavalle menevän ja sieltä tulevan datan koodauksen/dekoo-15 dauksen ja mahdollisen virheenkorjauksen.

Tämä keksintö esittää tavan, miten prosessointitehtäviä matkapuhelimen ja siihen liitettävän yhden datapäätelaitteen välillä voidaan jakaa. Olennaisina osina ovat fyysisen kaa-20 pelin muodossa toteutettu nopea ulkoinen sarjaväylä ja siihen liittyvä ulkoinen sovitin. Sovitin on fyysisesti kiinnitetty kaapelin datapäätelaitteen puoleiseen päähän ja se • " kommunikoi matkapuhelimen kanssa ja vaihtaa dataa suoraan sekä signalointitehtäviä hoitavan puhelimen mikrosuorittimen • · · • ’,·25 kanssa että puhelimen kanavakooderin kanssa. Sovitin muuntaa j : : matkapuhelimelta tulevan dataprotokollan päätelaitteen käyt- tämään protokollaan ja päinvastoin, jolloin viestit, kuten telefax-sanomat, voidaan välittää päätelaitealkuisesti että siihen päättyvästi. Kaapelilla kulkeva data on siinä muodos-j·ti30 sa, joka sopii puhelimen koodekin signaaliprosessorin ja yleistä ohjausta hoitavan mikroprosessorin input/output- • · · *. formaattiin, joten väylä on hyvin nopea.

# • » :··: Edellä lueteltiin puhelimen hoitamat tehtävät ja todettiin 35 nykyaikaisen matkapuhelimen sisältävän sellaisenaan kaikki keksinnön kannalta tarpeelliset toiminnot. Tällöin sovitti-• ·* melle jää seuraavat toiminnot: 11 n 7.

4 I luuJj RS232- tai PC-väylärajapinta. Se tarjoaa standardin asynkronisen liitännän sovittimesta PC:hen joko sarjalinkin tai PC:n sisäisen rinnakkaisväylän kautta.

5 Automaattinen soitto. Tämä tarjoaa standardin mukaisen koirien tora japinnan (esim EIA/TIA-602 tai CCITT V.25bis) päätelaitteeseen, jolloin sen pääsy solukkoverkon datapalveluihin on mahdollista käyttäen olemassa olevia, kaupallisina tuotteina saatavia ohjelmistoja. Automaattisen soiton toteuttava 10 moduli (Autocaller Module) tulkitsee modeemille määriteltyjä AT- ja V.25bis-komentoja, joita voidaan käyttää esim. tekemään puhelu PC-ohjelmasta, toisin sanoen PC kontrolloi data-korttia näiden komentojen avulla. AT-komennot ovat alalla hyvin tunnettuja modeemin ohjauskomentoja samoin kuin 15 V.25bis komennotkin, jotka ovat CCITT:n määrittelemiä ja rajoitetumpia kuin AT-komennot.

Ne järjestelmäspesifiset datapalveluprotokollat, jotka käyttävät sarjaväylän kautta suoraan puhelimen radioyksikön koo-20 deria/dekooderin rajapintaa. Nämä protokollat on sijoitettu sovittimeen ja käsittävät verkkopalveluissa tarvittavat protokollat, kuten datalinkkitason protokollat, käyttäjän siir- • *' tonopeuden sovittamisen liikennekanavan siirtonopeuteen jne.

Sovittimeen voidaan sijoittaa myös telefaksiprotokolla, jo- • · ·

• \:25 ten sovitin voi tarjota henkilökohtaista tietokonetta PC

• ·

Jj : varten standardin mukaisen PC-fax-rajapinnan, kuten EIA/TIA- 578 ja EIA/TIA-592, jolloin sovitin suorittaa konversion PC-;*j*; fax-protokollasta solukkojärjestelmän telefax-protokollaan.

30 Datapalvelujen käytössä tarvittavat dataprotokollat suorit- > « taa ja datapäätelaitteeseen näkyvät rajapinnat toteuttaa I t · siis ulkoinen sovitin eikä matkapuhelin, mikä mahdollistaa t monimutkaisten protokollien ja datasovellusten toteuttamisen joustavasti ja asettamatta suurempia vaatimuksia itse puhe- t ^ 35 limelle. Tällöin käyttäjän hankkima puhelin on halvempi ver-• » ,!’! rattuna kaikilla datapalveluominaisuuksilla varustettuun pu- • ’ helimeen ja käyttäjä voi silti hyödyntää datapalveluja käyttäen keksinnön mukaista väylää ja sovitinta.

I-'· ··. * /

i JOO J

5

Jotta keksinnön tavoitteeseen päästään, on väylälle asetettava ainakin seuraavia vaatimuksia: i) sen täytyy olla riittävän nopea siirtämään liikennöin-t ikänävadataa, 5 ii) fyysisesti väylän tulee olla standardityyppinen siten, että kaupallisesti saatavissa olevien signaaliprosessoreiden ja yleiskäyttöisten mikroprosessoreiden sarjaportit ovat väyläsopivia, iii) signalointi ja ohjausviestien virheetön siirto täytyy 10 olla varmistettu kaikissa tilanteissa, sillä muutoin puhelu voi päätyä umpikujaan, iv) liikennekanavalla tapahtuvalla datasiirrolla ei ole aikaa uudelleenlähetykseen.

15 Esimerkiksi GSM-järjestelmässä on bittinopeus täyden nopeuden puhekanavalla 13 kbit/s ja täyden nopeuden datakanavalla 12 kbit/s. Tarvittavan prosessoinnin vuoksi ja väyläviiveen minimoimiseksi on keksinnön väylän yllettävä bittinopeuteen 50 kbit/s, jolloin korkean bittinopeuden vuoksi väylän on 20 oltava synkronoitu. Synkronointiin tarvittavan kellosignaalin generoi puhelin, mikä mahdollistaa käyttökelpoisimman siirtonopeuden samalla minimoiden häiriöongelmat. Väylän • ” kellosignaali kytketään pois silloin kun ei ole mitään lähe-tettävää, jolloin ei turhaan kuluteta matkapuhelimen tehoa.

• j * • ‘.:25 Standardityyppinen fyysinen väylä voidaan toteuttaa käyttä-« · j :: mällä väylää, joka on suunniteltu puhekoodekkeihin liittymi- seksi, koska suurin osa signaaliprosessoreista DSP tukee • » ;‘j‘: tällaista väylää. Signalointi ja ohjausviestien virheetön siirto voidaan toteuttaa käyttämällä sopivaa virheen tunnis- ;vt30 tusta yhdessä viestien kuittauksen ja uudelleenlähetyksen • « kanssa. Liikennekanavalla eivät satunnaiset virheelliset • · · datalohkot aiheuta suuremmin haittaa, sillä virheitä syntyy '"> normaalikäytössä myös radiokanavalla ja sitä paitsi keksin-·:·’! nössä käytettävällä paikallisväylällä ei juuri synny virhei-35 tä.

» I

» * · ’ ‘ Keksintöä selostetaan yksityiskohtaisemmin oheisten kaa viollisten kuvien avulla, joissa: 6 s, s, n- ·1 I i :U ύ O 0 kuvat IA, IB ja 1C esittävät keksinnön käyttöympäristöä, kuva 2 kuvaa sarjaväylään liittyvän sovitinyksikön ja puhelimen radioyksikön toiminnalliset lohkot, kuva 3 on kaaviollinen esitys aktiivikaapelista, 5 kuva 4 esittää erään mikroprosessorin ja signaaliprosessorin välistä fyysistä liitäntää, kuva 5 esittää väylällä kulkevan viestin formaattia, kuva 6 kuvaa osaa väylällä kulkevasta datavuosta, kuva 7 esittää väylän aktivointia ja 10 kuva 8 kuvaa väylän siirtymistä lepotilaan.

Kuvissa IA-IB on esitetty keksinnön eri sovellusmuotoja. Kuvassa IA matkapuhelin on yhdistetty keksinnön sarjaväylän kautta ulkoiseen erillisenä laitteena olevaan sovittimeen, 15 joka sovittaa PC-tietokoneelta DCE-rajapinnan kautta tulevan datan sarjaväylälle ja verkkopalvelun (bearer service) käyttämään protokollaan. Sovitin näkyy siis PC:lie DCE-rajapin-tana. Kuvassa IB sovitin on kortti, joka on liitetty tietokoneeseen PC esim. vapaaseen korttipaikkaan, jolloin sovitin 20 liittyy suoraan PC:n sisäiseen dataväylään. Kolmannessa so-vellusmuodossa, kuva 1C, puhelimeen on liitetty telefax-laite siinä olevan sovituskortin ja sarjaväyläkaapelin avulla.

’1 Sovituskortti korvaa tällöin tavanomaisen analogisen modee- t . min. Kaikissa tapauksissa päätesovitin on kytketty sarja- ί 1:25 väylän kautta matkapuhelimeen. Kaikki signalointi-, ohjaus- : ,2.1 ja liikennedata kulkee väylän kautta. Viestit ohjautuvat puhelimen sisällä oikeaan lohkoon viestiin liittyvän osoit- ,2.·. teen mukaan. Tyypillisesti puhelimessa signalointiprokollia • käsittelee yleiskäyttöinen mikroprosessori ja kanavakoo-... 30 dauksen/dekoodauksen suorittaa signaaliprosessori DSP.

Kuvassa 2 on esitetty sarjaväylään liittyvän sovitinyksikön !:“i ja matkapuhelimen radioyksikön toiminnalliset lohkot, joista ·;··· ilmenee myös yksikköjen välinen työnjako. Sovittimen lohko 1 2 35 käsittää standardien mukaisen liitännän, jolla liityntä te- » · lefax-laitteeseen tai PC:hen hoidetaan. Liitäntälohkon 1 ra-• 1' japinta on RS232-rajapinta, jolloin sovitin voidaan liittää PC:n asynkroniseen COM-porttiin tai se voi olla PC-busin mu- 7 ✓j ✓; f; r* ·ν

I i u o O O

kainen rajapinta, jolloin sovitin liitetään suoraan PC:n sisäiseen dataväylään. Sovittimen lohko 2 on automaattinen kutsumoduli, joka tulkitsee PC:n sille lähettämiä AT- tai V.25bis-komentoja, ts. modeemin komentoja. Varsinainen fax-5 lähetys johdetaan liitäntälohkosta 1 fax-sovitin- ja verkko-palvelumoduliin 3, joka konvertoi lähtevän datan käytetyn verkkopalvelun vaatimaan protokollaan. Protokollan mukainen data johdetaan väyläliitynnän 4 kautta nopealle sarjaväyläl-le.

10

Sarjaväylän kautta tullut data saapuu puhelimessa olevaan väylärajapintalohkoon 4, joka ohjaa datan siihen sisältyvän osoitteen mukaan joko signalointi- ja ohjaustoimintoja suorittavaan lohkoon 6, joka käytännössä on puhelimen mikro-15 prosessori, tai puhelimen kanavakooderille, joka on signaaliprosessori DSP. Data on valmiiksi sellaisessa muodossa, että se voidaan johtaa suoraan prosessoreiden I/O-porttiin, mitään muunnoksia ei tarvitse tehdä. Kanavakooderi lohkossa 5 koodaa sekä lohkosta 6 tulevan ohjausdatan että ulkoiselta 20 väylältä tulevan liikennedatan kuten fax-sanoman, jolloin koodattu informaatio lähetetään radioyksikön 7 kautta radiotielle .

* • i

Datan kulkusuunnan ollessa radiotieltä päätelaitteeseen on i '/.25 menettely edellä esitetyn nojalla täysin ymmärrettävä. Ra- • diotieltä vastaanotettu data dekoodataan dekooderissa 5 ja * « » · johdetaan dekoodattuna ohjausdatana tai liikennedatana sei- * » laisenaan väylärajapintalohkoon, joka sovittaa datan ulkoi- t selle väylälle. Sovittimessa tehdään toiminnot päinvastai-,,^30 sessa järjestyksessä kuin edellä kuvatussa päätelaitteen lähettämää dataa koskevassa selostuksessa.

i

Sovittimen ja puhelimen välinen fyysinen kanava on aktiivi- ·;** kaapeli, joka on kaaviollisesti esitetty kuvassa 3. Käyttä- ,:. 35 mällä aktiivikaapelia ratkaistaan ne ongelmat, joita muutoin * » syntyisi kytkettäessä sovitin tai puhelin irti tai kytkettä-

i < I

* ·’ essä sähköt jompaankumpaan laitteeseen. Kaapelin puhelimen puoleisen liittimen sisään sijoitetaan puskurit. Tällöin 8 110333 tarvitaan johto käyttöjännitteen VCC syöttämiseksi sovitti-mesta puskureihin ja sovittimessa liitin, josta käyttöjännite syötetään kaapeliin. Kaapelin aktiivisen puskuroinnin käyttösähkö VCC saadaan sovittimesta ja kaikki sovittimeen 5 päin menevät signaalit on puskuroitu. Kun päätesovittimesta kytketään virrat pois, muuttuu aktiivinen puskuri passiiviseksi, minkä seurauksena ei puhelimen ja sovittimen välillä ole enää sähköistä yhteyttä. Näin voidaan ehkäistä se, että päätesovitin ottaa liikaa virtaa puhelimen radioyksiköstä, 10 joka voisi vahingoittua tästä. Lisäksi puskurointi vähentää radioyksikön tehonkulutusta silloin kun väylää käytetään normaalisti. Tämä on erittäin tärkeätä etenkin silloin, kun puhelin on akkukäyttöinen puhelin, jolloin on pyrittävä mahdollisimman pieneen tehonkulutukseen.

15

Aktiivikaapeli vähentää myös pitkän kaapelin aiheuttamia haitallisia ilmiöitä kun puskurointi sijoitetaan niin lähelle suojeltavaa laitetta kuin mahdollista, tässä tapauksessa lähelle puhelinta. Puskurointi estää ulkoiset häiriöt eri-20 tyisesti silloin kun kaapeli ei ole kytkettynä datapääte-. laitteeseen ja kaapelin vapaa pää on lähellä häiriölähdettä.

• ” Toisaalta puskurointi vähentää häiriöitä myös silloin kun «··: puhelin yrittää lähettää dataa päätesovittimen ollessa pas- : * " siivisessa tilassa tai kaapeli on kytketty irti toisesta * · :.· · 25 päästään. Näin siksi, että passiivisessa tilassa oleva pus-: kuri ei laske signaalia lävitseen. Äktiivikaapeli mahdollis- taa myös eri käyttöjännitteiden käytön puhelimessa ja pää-tesovittimessa koska jännitetasojen konversio voidaan suo-rittaa kaapelissa.

30 • · ·

Oleellinen osa keksintöä on sovittimen ja puhelimen yhdistä-vä ulkoinen sarjaväylä, joka on fyysisesti toteutettu edellä "·"· kuvatulla aktiivikaapelilla. Väylää käytetään kuten edellä .···. on lyhyesti sanottu välittämään signalointia, ohjausta ja 35 liikennekanavainformaatiota. Väylän protokolla on kaksitasoinen, jolloin virheetön ohjaus- ja signalointiviestin välitys on varmistettu mutta liikennekanavalla välitettävän informaation suhteen tyydytään vain virheen tunnistukseen, 9 λ a t"* τ. "y "? 1 ιϋΰΟΟ ei sen korjaukseen. Kuvan 2 fyysinen väyläliitäntärajapinta puhelimessa käsittää viisi nastaa: 1) nasta lähetettävää dataa varten, 2) nasta vastaanotettua dataa varten, 3) nasta radioyksiköstä tulevien kellopulssien välittämiseksi väyläl-5 le, 4) nasta radioyksiköstä saatavien synkronointipulssien välittämiseksi väylälle (jokaista väylän kautta kulkevaa 8-bitin tavua edeltää sykronointipulssi), 5) maadoitusnasta. Nastojen kautta kulkevat signaalit ovat CMOS-tasoisia ja väylä on puskuroitu. Datanopeus on alueella 50 ... 150 10 kbit/s, jolloin liikennekanavakehyksen maksimiviive on noin 5 ms.

Yksi käytännön mahdollisuus toteuttaa synkronisen dataväylän fyysinen taso on käyttää hyväksi AT&T:n tuottaman DSP16 pro-15 sessoriperheen SIO-liitäntää. Puhelimessa oleva DSP16-perheen signaaliprosessori hoitaa kanavakoodauksen/dekoodauksen. Signalointiprotokollia käsittelee sovittimessa oleva Motorolan MC68302 (lohko 3 kuva 2), jonka yksi sarjaohjai-mista (Serial Communications Controller) voidaan muuntaa 20 toimimaan läpinäkyvästi PCM-highway-moodissa, joka toimii lähes täysin samoin kuin DSP:n SlO-liitäntä. Kun SlO-liitän- • *’ nän tarvitsemat kello- ja synkronointisignaalit generoidaan puhelimessa, voidaan toteuttaa lähes täydellinen näiden kah- • · · : ’.·* den prosessorin välinen liitäntä. Voidaan käyttää myös eril- ·,· · 25 listä piiriä generoimaan mainitut signaalit. Näin voidaan liittää toisiinsa kaksi erityyppistä mikroprosessoria ilman yhteensopivuusongelmia, joita tavallisesti syntyy.

Kuvassa 4 on esitetty MC68302-mikroprosessorin ja DSPl6-sig-30 naaliprosessorin välinen fyysinen liitäntä. Vasemmanpuoleinen lohko kuvaa puhelimen signaaliprosessoria, joka tässä esimerkissä on Motorolan DSP1610, mutta voi tietenkin olla jokin muukin. Oikeanpuoleinen lohko kuvaa datasovittimessa .·’··. olevaa prosessoria, joka suorittaa lähetettävän datan sovi- 35 tuksen käytetyn palvelun mukaiseen protokollaan ja vastaa-‘ ’ vasti vastaanotetun datan protokollan mukaisen datan muun noksen datapäätteen ymmärtämään muotoon. Tärkeää on huomata, että kello- ja synkronointisignaalit generoiva lohko

A A H Q "I

ίο I iuOju

Clock Generation sijaitsee puhelimessa ja että signaalit välitetään omissa johtimissaan keksinnön mukaisen ulkoisen sarjaväylän kautta väylän toisessa päässä olevalle data-sovittimelle. Signaaliprosessorissa olevien signaaliliitän-5 töjen nimet ovat: OLD (OutputLoad). Tämän signaalin laskeva reuna aloittaa 8-bitin datatavun lähetyksen.

ILD (InputLoad). Tämän signaalin laskeva reuna aloittaa 8-bitin datatavun vastaanoton.

10 OCR (OutputClock). Kellosignaali, jonka tahdissa dataa lähetetään.

ICK (InputClock). Kellosignaali, jonka tahdissa dataa vastaanotetaan.

DO (DataOutput). Lähetettävä data.

15 DI (Datalnput). Vastaanotettava data.

Vastaavasti datasovittimessa olevan mikroprosessorin liitäntöjen nimet ovat: L1SYO (Layer 1 Sync.) Liitäntään tulevan pulssin nouseva 20 reuna aloittaa 8-bitin datatavun lähetyksen.

L1CLK (Layer 1 Clock). Kellosignaali, jonka tahdissa lä-• '* hetys ja vastaanotto tapahtuvat.

L1RXD (Layer 1 Received Data) . Vastaanotettava data.

V L1TXD (Layer 1 Transmitted Data). Lähetettävä data, j 25 L1SYO- ja ICK-tulojen synkronointi ja vast, kellosignaalit :‘j’: invertoidaan inverttereissä. Synkronointi ja kellosignaalit generoidaan ajoituksen suhteen puhelimessa siten, että synk-ronointignaalin laskeva reuna on kellopulssin keskellä puls-30 sin ollessa ylhäällä ja synkronointisignaalin nouseva reuna on kellopulssin keskellä pulssin ollessa ylhäällä tai al-haalla.

Edellä on esitetty sarjaväylän fyysinen toteutus aktiivikaa-.35 pelillä sekä kello- että synkronointisignaalien generointi.

' ' Seuraavassa kuvataan kuviin 5 ja 6 viitaten väylällä käytet tävää tiedonsiirtoprotokollaa.

1*Ί Γ Η ’7 „ Κ>0 0*5

Kuva 5 esittää viestin formaattia. Viesti alkaa kohdeosoit-teella, joka voi olla vastaanottava lohko, fyysinen laite tai siihen sisältyvä ohjelmatehtävä tai kerros. Tämä mahdollistaa sarjakaapelilla puhelimeen kytketyn laitteen suoran 5 kommunikoimisen sekä puhelimen kanavakooderin/dekooderin kanssa että signalointia ja ohjausta suorittavan lohkon kanssa ja näiden lisäksi minkä tahansa lohkon välillä, jolla on oma osoite. Osoitteen täytyy tietenkin poiketa synkro-nointitavusta. Osoitteen jälkeen tulee dataviestin pituuden 10 ilmoitus, jonka jälkeen tulee itse dataviesti. Sen formaatti voi olla mikä tahansa käytettävään datapalveluun sopiva, jota tukee palvelua vastaava ohjelmistokerros. Se siirretään läpinäkyvästi väylän kautta. Viestin lopussa on pariteetti-bitit.

15

Kuva 6 esittää osaa väylällä kulkevasta datavuosta, joka käsittää kuvan 5 mukaisia viestejä ja niiden välisiä synkro-nointitavuja. Koska väylä on synkroninen, täytyy datavuohon lisätä erityiset synkronointitavut silloin kun ei ole väli-20 tettävää dataa. Vastaanotin tunnistaa ne eikä huomio niitä. Aiemmin sanotun mukaisesti synkronointitavun täytyy poiketa • “ mistä tahansa käytetystä osoitteesta niin että vastaanotin voi erottaa toisistaan synkronointitavun ja viestin alun.

• Osoitekenttää seuraava dataviesti vastaanotetaan läpinäky- : 25 västi eli mitään vastaavuutta synkronointi tavuun ei etsitä ennen kuin koko viesti on vastaanotettu.

Kuvan 5 mukaiset viestit voivat olla signalointi- ja ohjaus-viestejä. Niiden sisältämä data kohdistuu kutsun ohjaukseen, 30 lyhytviestipalveluun ja erilaisiin puhelimen sisäisiin toi-·. mintaproseduureihin. Signalointi- ja ohjausvxestien välityk- sen virheettömyys on varmistettu siten, että lähetettäessä viesti käynnistetään kuittausajastin ja että viesteillä on järjestysnumero, jolloin vastaanottava pää tunnistaa kahteen .!'! 35 kertaan lähetetyn viestin. Mikäli vastaanotetun viestin pa-• ·’ riteettitarkastus osoittaa viestin virheettömäksi, lähete tään kuittaus, jolla on sama järjestysnumero kuin viestillä. Jos tarkastus osoittaa viestin virheelliseksi, se hylätään

12 I ä v> c* Ci O

eikä kuittausta lähetetä. Tällöin kuittausajastimen ajan kuluttua loppuun lähettää lähettävä osapuoli viestin uudelleen edellyttäen, ettei uusintalähetyksille asetettua maksimimäärää ole vielä ylitetty. Mikäli se ylittyy, luovutaan 5 kokonaan datavälityksestä ja väylä otaksutaan kytketyksi puhelimesta irti.

Kuvan 5 mukaiset viestit voivat olla myös liikennekanava-viestejä. Nämä ovat varsinaisia informaatioviestejä, jotka 10 viedään kanavakooderille edelleen välitettäviksi radioteitse tai jotka on saatu radiotieltä ja dekoodattu kanavadekoode-rissa. Toisin kuin ohjaus- ja signalointiviesteissä liiken-nekanavaviestit välitetään edelleen, vaikka pariteettitar-kastus osoittaisi viestin virheelliseksi. Mukaan liitetään 15 ilmoitus siitä, että viesti on virheellinen. Riippuen käytetystä palvelusta voi vastaanottaja joko käyttää virheellistä informaatiota tai olla käyttämättä sitä.

Tarkastellaan vielä kellosignaalin osuutta keksinnössä kuvan 20 7 avulla. Kuva on vuokaavio väylän aktivoimisen alusta. Ku ten on jo aiemmin sanottu, generoidaan väylän kellosignaalit . * puhelimessa. Aluksi käyttöjännitteen kytkemisen jälkeen väy- lä on odotustilassa ja kellosignaalia ei ole väylällä. Täl- • löin, lohko 72, päätesovitin voi pyytää puhelimelta väylän : 25 aktivoimista siirtämällä lähetettävän datan linjan tilaan "alhaalla". Tämä linja on linja L1TXD kuvan 4 oikeanpuolei-sessa lohkossa. Synkronoitumiselle sallitun ajan rajoittava ajastin käynnistetään myös, lohko 73. Linjan tila alhaalla .. . aiheuttaa puhelimessa olevassa väylän tilaa tarkkailevassa 30 prosessorissa keskeytyksen, jonka jälkeen se käynnistää kel- » ♦ # \ ’ lopulssien lähetyksen väylälle ja synkronoitumisprosessi ·:**: alkaa. Sen aikana päätesovitin ja puhelin lähettävät vain ·:··: synkronointitavuja väylälle. Sovitin odottaa niiden saapu- mistä, lohko 74. Jos niitä ei ajastimelle asetetun ajan ku-35 luessa tule, indikoidaan epäonnistuminen kytkeytymisessä • ·’ ylempiin kerroksiin, lohko 75, ja luovutaan yrityksistä. Kun tavu on vastaanotettu, lohko 76, on synkronointi suoritettu '1 ί r r·· ”i

13 I MJ O J O

onnistuneesti ja vahvistetaan kytkeytyminen protokollan ylempiin kerroksiin.

Myös puhelimen on mahdollista aktivoida dataväylä silloin 5 kun on tulossa siihen liitetylle datapäätteelle osoitettua dataa. Tällöin puhelin kytkee kellosignaalin väylälle. Pää-tesovitin kykenee milloin tahansa vastaanottarunaan dataa, joten prosessi jatkuu kuvan 7 mukaisesti.

10 Tehon säästämiseksi on toivottavaa kytkeä kellosignaalit väylältä pois silloin kun ollaan odotustilassa. Tätä kuvaa kuva 8. Päätesovitin voi tehdä lepotilaansiirtymispyynnön lähettämällä puhelimeen erityisen ohjausviestinsä, jonka puhelin voi hyväksyä tai olla hyväksymättä. Mikäli puhelin 15 hyväksyy pyynnön, se ei lähetä enää kellopulsseja väylälle. Sovitin odottaa puhelimen päätöstä tietyn ajan, jonka aikana se kytkee datalähetyslinjan tilaan "ylhäällä" ollakseen aiheuttamatta vahingossa väylän aktivointipyyntöä, joka on linjan tila "alhaalla".

20 Väylä voidaan kokonaan irrottaa puhelimesta kun kaapeli ir-. '·· rotetaan tai se on vioittunut. Toisin sanoen protokollan kannalta katsottuna on kyseessä virhetilanne. Väylän irrotus tehdään kun ei ole kellopulsseja eikä synkronointitavuja tai • 25 tietyn ajan kuluessa ei ole havaittu viestejä tai signaloin- :*.·. ti- tai ohjausviestien vastaanottamisesta ei ole saatu vah- vistusta asetetun ajan kuluessa uusintalähetysten jälkeen. Sovitin kytkee datalähetyslinjansa tilaan "alhaalla". Se . aiheuttaa väylän herätekeskeytyksen puhelimen prosessorissa • ; 30 kun kaapeli jälleen kytketään. Puhelin keskeyttää väylän *·’ pystytyksen ja mahdollinen puhelu poistetaan. Kun kaapeli ·;··; kytketään kiinni, liikenne alkaa, kuten on selostettu kuvan ·...; 7 yhteydessä.

•*;’35 Keksinnön mukainen väylä ja sovitin voidaan oheisten patent- • ·’ tivaatimusten suojapiirissä pysyen toteuttaa monin eri ta voin. Väylällä ja sovittimella voidaan helposti liittää henkilökohtainen tietokone tai telefaksi digitaaliseen matkapu- A a Γ; 7' 14 j j 0 0 0 helimeen, jossa ei ole verkon datapalveluja cukevia ominaisuuksia .

* · · t # ♦ · • * ·

Claims (16)

15. i U 00 ό

1. Menetelmä datapalveluja tarjoavan digitaalisen solukko-verkko järjestelmän datapalvelun käyttämiseksi datapäätelait-teelta, joka liitetään matkapuhelimeen irrotettavasti lii-5 täntäkaapelilla, tunnettu siitä, että: - liitäntäkaapelille muodostetaan synkroninen sarjaväylä, - datapalvelun toteuttamisessa tarvittavat palveluspesifiset dataprotokollat suoritetaan sarjaväylän ensimmäiseen päähän 10 liittyvässä ulkoisessa päätesovittimessa, joka sisältää mik-rosuorittimen, jonka ainakin yksi otto/antoportti kytkeytyy toiminnallisesti suoraan sarjaväylään ja joka sovitin toisaalta näkyy datapäätelaitteelle sen tuntemana rajapintana, - signalointi- ja ohjaustehtäviä käsittelevät suorittimen ja 15 kanavakooderin otto/antoportit kytkeytyvät toiminnallisesti suoraan sarjaväylän toiseen päähän, jolloin päätesovitin pystyy vaihtamaan väylän kautta viestejä suoraan puhelimen suorittimen ja kanavakooderin välillä.

2. Patenttivaatimuksen l mukainen menetelmä, tunnettu sii tä, että synkronisen sarjaväylän kellosignaali tuotetaan puhelimessa. « · ·

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu sii- *. :':25 tä, että signalointi- ja ohjaussanomien virheetön välitys • · * · väylän kautta on varmistettu.

4. Patenttivaatimuksen l mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että liikennekanavadatan virheetön välitys väylän kautta • « · * '*30 ei ole varmistettu. it* » » · ·:··· 5. Patenttivaatimuksen l mukainen menetelmä, tunnettu sii- tä, että datanopeus väylällä on edullisesti välillä 50 - 150 kbit/s. • » ‘••‘35 ’· ·' 6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu sii tä, että liitäntäkaapeli on aktiivikaapeli, jossa kaikki puhelimelta väylälle vietävät signaalit puskuroidaan. 1103ύό IS. <*·>· /“· ·*- - » i ϋ Ο ν·0

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että viestissä on kohdeosoite, joka ilmaisee laitteen tai laitteen ohjelmaosan tai kerroksen osoitteen sekä data-5 kenttä, joka siirtyy läpinäkyvästi väylän kautta.

8. Patenttivaatimuksen l mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että väylälle ei lähetetä kellosignaalia, mikäli informaatiota ei siirretä datapäätelaitteelta puhelimen kautta 10 verkkoon tai informaatiota ei tule verkosta datapäätteelle.

9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sekä matkapuhelin että päätesovitin voi pyytää väylän aktivoimista, jolloin vasta kellosignaalien ja synkro-15 nointitavujen avulla suoritetun datasovittimen puhelimeen synkronoitumisen jälkeen väylällä voidaan siirtää datainfor-maatiota.

10. Laitteisto datapalveluja tarjoavan digitaalisen soluk-20 koverkkojärjestelmän datapalvelun käyttämiseksi datapäätelaitteelta, joka liitetään matkapuhelimeen irrotettavasti liitäntäkaapelilla, *·· tunnettu siitä, että siihen kuuluu: - synkroninen sarjaväylä, joka on mainittu liitäntäkaapeli, : .*.25 kaapelin matkapuhelimeen kytkettävän liittimen sisältäessä » c t · nastat lähetettävää ja vastaan otettua dataa varten, nastat radioyksiköstä tulevien kellopulssien ja synkronointipulssi-en välittämiseksi väylälle, sekä puskurit (buffer) kunkin nastan ja siihen liittyvän dataa välittävän johtimen välis- ’ -‘30 sä, v · - päätesovitin, jolla on ensimmäinen rajapinta (4) väylään ·;··· päin ja toinen rajapinta (1) datapäätelaitteeseen päin, so-vittimen sisältäessä modulin (3) konversion suorittamiseksi datapäätelaitteen protokollasta datapalvelun toteuttamisessa ‘•••‘35 tarvittaviin dataprotokolliin ja päinvastoin, ja ! - modulin (3) otto/antoportti kytkeytyy toiminnallisesti suoraan puhelimen mikrosuorittimen ja kanavakooderin ot-to/antoportteihin sarjaväylän kautta. 17 Ί ίϋΟΟΟ

12. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen järjestely, tunnettu siitä, että liitäntäkaapeli on aktiivinen kaapeli, jossa sen matkapuhelimeen liittävässä liittimessä ainakin jotkin signaalinastat on varustettu puskurilla. 5

13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että liitäntäkaapeli sisältää johtimen käyttöjännitteen (VCC) johtamiseksi päätesovittimelta puskureille.

14. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen järjes tely, tunnettu siitä, että nopea sarjaväylä on synkroninen.

15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että synkronisen sarjaväylän kellosignaali tuotetaan 15 matkapuhelimessa.

16. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen järjestely, tunnettu siitä, että sarjaväylän sisältävän liitäntä-kaapelin matkapuhelimeen liittävässä liittimessä on nastat 20 lähtevää ja tulevaa dataa varten ja nastat kellopulssien ja , synkronointipulssien välittämiseksi väylälle. • · • · · 1!" Patentkrav