JP2000511752A - 移動通信システムにおけるパケット伝送 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、基地局（１００）、及び、同一の伝送チャネルを使用して、パケット形式で、データを基地局に伝送する多数の加入者端末（１０２から１０６）を備える無線システムのパケット無線サービスに関してパケット伝送を制御する方法に関する。本方法では、基地局はパケットを端末に伝送し、パケットは、各々のパケットがどの端末に向けられているかを示すデータ（ＨＤＲ）、実際のデータ（ＤＡＴＡ）、伝送チャネル上での端末の伝送を制御する制御データ（ＵＳＦ）を含む。無線経路リソースを効率的に使用できるようにするために、実際のデータがない場合、基地局は、端末への実際のデータではなく伝送の制御データ（ＵＳＦ）を含むパケットを伝送する。

Description

【発明の詳細な説明】 移動通信システムにおけるパケット伝送 発明の分野 本発明は、基地局、及び、同一の伝送チャネルを使用して、パケット形式で、 データを基地局に伝送する多数の加入者端末を備える無線システムにおけるパケ ット無線サービスに関して、パケット伝送を制御する方法に関する。その方法で は、基地局は端末へパケットを伝送し、パケットは、各パケットがどの端末に向 けられているかを示すデータと、実際のデータと、伝送チャネル上での端末の伝 送を制御する制御データとを含む。 従来の技術 無線システムに関して、パケット無線サービスとは、固定のネットワークから 既知であるパケット交換技術を利用しているサービスをいう。通常、使用される 商用の無線システムは回線交換である。回線交換は、伝送容量の所定の容量を接 続に割り当てることによって、ユーザー間に接続をつくる方法である。接続の間 中ずっと、伝送容量がその接続に排他的に割り当てられる。パケット交換は、ア ドレス及び制御データを含むパケットでデータを伝送することによって、ユーザ ー間に接続をつくる方法である。いくつかの接続が同一の伝送接続を同時に使用 することができる。特にデータ伝送の際にパケット交換無線システムを使用する ことが、近年の研究の目的となっている。何故ならば、パケット交換方法は、伝 送されるべきデータがバーストで生成されるソフトウェアにおいて要求されるデ ータ伝送に非常に適しているからである。このような場合には、データ伝送接続 は、接続時問中ずっと確保される必要はなく、パケット伝送中のみ確保されれば 良い。これによって、ネットワークを構築している時、及び、ネットワークを使 用している時のどちらにおいても、コスト及び容量の相当の節約が実現される。 ＧＳＭシステムが更に発展させられていることを考えると、パケット無線ネッ トワークは現在特に興味深い。ＧＰＲＳ（汎用パケット無線サービス（General Packet Radio Service））を参照されたい。ＥＴＳＩ ＧＳＭ仕様プロポーザル （ETSI GSM 03.64、バージョン1.2.0、1997年３月３日）は、ネットワーク部分 と加入者端末との間のＧＰＲＳのエアーインターフェースを記述している。 ＧＳＭシステムでは、１つの物理チャネルは、ＴＤＭＡフレーム中の１つのタ イムスロットである。ＴＤＭＡフレームは８つのタイムスロットを有する。ＥＴ ＳＩ ＧＳＭ０３．６４仕様プロポーザルによると、１もしくはいくつかの物理 チャネル、実際はトラフィックチャネルであるＰＤＣＨ（パケットデータチャネ ル（Packet Data Channel））が、パケット無線接続の確立及びパケット伝送の ために規定されている。諭理チャネルは、ＰＣＣＣＨチャネル（パケット共通制 御チャネル（Packet Common Control Channel））及びパケットトラフィックチ ャネルに分割される。パケットトラフィックチャネルは、ＰＤＴＣＨチャネル（ パケットデータトラフィックチャネル（Packet Data Traffic Channel））及び ＰＡＣＣＨチャネル（パケット関連制御チャネル（Packet Associated Control Channel））を含む。ＰＣＣＨチャネルは、ＰＲＡＣＨ（パケットランダムアク セスチャネル（Packet Random Access Channel））チャネル、ＰＰＣＨ（パケッ トページングチャネル（Packet Paging Channel））チャネル、ＰＡＧＣＨ（パ ケットアクセス認可チャネル（Packet Access Grant Channel））チャネル、Ｐ ＢＣＣＨ（パケットブロードキャスト制御チャネル（Packet Broadcast Control Channel））チャネルを含む。 本システムは、異なる伝送方向への無線経路からのリソースを非対称に確保す る。換言すると、互いに無関係に確保する。アップリンク方向、換言すると端末 から基地局への方向では、無線経路を１台以上の端末で同時に使用可能であり、 このような場合には、端末はチャネルを使用するために競合する。本システムは 、基地局がデータパケットを端末に伝送するといったような方法で無線経路の使 用を制御する。これらのパケットは、各々のパケットがどの端末へ向けられてい るかを示すデータを含む。更に、パケットは、伝送チャネル上での端末の伝送を 制御する制御データを含む。 異なる伝送方向での伝送は互いに無関係なので、端末は何か伝送されるべきも のを有しているが、基地局は端末に伝送すべきデータを何も有しないといった状 況が容易に発生する。しかしながら、従来技術の解決策では、端末は無線経路の ユーザーを示すデータを基地局から受信していないので、端末は伝送することが できない。このような場合には、端末は、基地局が端末にデータを伝送するのを 仕方なく待つ。従って、その場合には、無線経路リソースは非常に非効率に使用 される。 発明の概要 従って、本発明の目的は、無線経路リソースを従来よりも効率的に使用できる 方法を提供することである。 これは請求項の前文部分で説明されているタイプの方法によって実現され、そ の方法は、実際のデータがない場合、基地局は、実際のデータではなく伝送の制 御データを含むパケットを端末に伝送することを特徴とする。 本発明の方法にはいくつかの利点がある。本発明によって、基地局が端末へ伝 送されるべきデータを有しているかどうかに関わらず、異なる伝送方向でのトラ フィックを制御することができる。従って、アップリンクの容量を実質的に増大 することができる。 図面の簡単な説明 添付図に従って、例について、本発明をより詳細に説明する。 図１は、本発明の方法を適用できるシステムを例示する。 図２は、ＧＳＭ時分割フレームの一般的な構成を示す。 図３は、基地局によって伝送される一般的なパケットの構成を例示する。 発明の詳細な説明 本発明の方法を適用できる無線システムを例示する図１を考察する。無線シス テムは少なくとも１つの基地局１００を含み、その基地局はそのエリア内の加入 者端末１０２から１０６と通信している。基地局コントローラは、順に、１もし くはいくつかの基地局の動作を制御する。無線システムでは、ユーザーの音声及 びデータトラフィックは、トラフィックチャネルを使用して基地局と加入者端末 との間で伝送される。更に、制御チャネル上で伝送される様々な制御メッセージ 及びシステムデータが、基地局と加入者端末との間で要求される。本発明の解決 策をＧＳＭシステムに適用した場合について以下に説明する。しかしながら、Ｇ ＳＭシステムに限定するわけではない。 図２は、ＧＳＭフレームの一般的な構成を示す。ＧＳＭフレームは、０から７ までの数字がふられた８つのタイムスロットを備える。一般的に、基地局はいく つかの搬送波周波数を伝送し、各々は、その使用中、８つのタイムスロットを含 むフレームを有する。もちろん、対応するフレームが反対の伝送方向で使用され ている。 この例では、図１の加入者端末１０２及び１０４は基地局１００へのパケット 交換接続を使用し、加入者端末１０６は基地局１００に通常に回線交換接続１１ ２していると仮定する。基地局１００は、所定の周波数で図２に従うフレームを 伝送する。端末機器１０６に対して、例えば通常の電話の呼のために、回線交換 接続にタイムスロット４を割り当てると仮定する。更に、タイムスロット１がパ ケット形式のトラフィックのために確保されると仮定する。換言すると、このタ イムスロットを使用して、ＰＤＣＨ（パケットデータチャネル（Packet Data Ch annel））チャネルをつくり、このチャネルで、パケット交換接続を使用する全 端末のパケットを伝送すると仮定する。従って、端末１０２、１０４と基地局１ ００との間のトラフィック１０８、１１０はこのタイムスロットでやり取りされ る。 このように、端末１０２及び１０４は、同一の伝送チャネルを使用して、それ らのデータパケットを基地局１００に伝送する。このような場合には、当然、制 御システムが必要とされ、その制御システムによって、制御された方法で、同一 のチャネルを使用するいくつかの端末間でチャネルを分かつことができる。本発 明の方法では、この制御は、基地局によって端末に伝送されるパケットは制御デ ータを含み、その制御データによって、端末は、どの端末がある特定の時間にデ ータを基地局に伝送する番であるかを検知することができるといったような方法 で実施される。 図３は、基地局によって伝送される一般的なパケットの構成を例示する。パケ ットは３つの主なフィールド、すなわちＭＡＣ（媒体アクセス制御（Medium Acc ess Control））ヘッダー、データフィールド、ＢＣＳ（ブロックチェックシー ケンス（Block Check Sequence））フィールドを含む。ＭＡＣヘッダーは３つの 要素を含む。ＵＳＦ（アップリンク状態フラグ（Uplink State Flag））は端末 にアップリンク状態を示す。換言すると、共通の伝送チャネルを使用して、どの 端末が次にデータを基地局に伝送できるかを示す。Ｔはブロックタイプインジケ ータであり、ＰＣは電力規定に関するデータである。これらのフィールドは本発 明にとって重要ではないので、ここで詳細には説明しない。物理リンク層に関す るＢＣＳフィールドについても同様である。 データブロックは、今度は、２つの要素を含む。第１の要素はいわゆるＲＬＣ ヘッダー（無線リンク制御ヘッダー（Radio Link Control header））であり、 そこでは、いわゆるテンポラリーフレーム識別（ＴＦＩ）データが伝送される。 そのデータに基づいて、端末は、パケットのデータがどの端末に向けられている かを識別することができる。データは、後者の要素のデータフィールドに含まれ る。 パケットの上記の構成及び異なる要素は、ここに参照して組み入れるＥＴＳＩ ドキュメントＧＳＭ０３．６４バージョン１．２０において、より詳細に説明さ れている。本出願では、伝送ユニットをパケットと称する。パケット無線サービ スは、より大規模なパケット伝送ネットワークの一部であっても良い。このよう な場合には、本出願のパケットは、パケット伝送ネットワークの全パケットの部 分パケット、すなわち、セクションであり、無線系路上で行われる伝送のために 、いくつかの部分パケット、すなわち、セクションに分割される。より大規模な 伝送ネットワークの一例はインターネットである。 基地局が端末に向けられたデータを有する場合、基地局は、上記のパケットを 使用してデータを伝送する。パケットのＴＦＩデータは、どの端末にパケットが 向けられているかを示し、パケットのＵＳＦフィールドは、ある特定の時間に、 どの端末がアップリンク方向に伝送することを許されているかを示す。 本発明の解決策では、実際のデータがない場合、基地局は実際のデータではな く伝送の制御データを含むパケットを端末に伝送する。従って、これらのパケッ トでは、データフィールドは端末に向けられたデータを含まず、そこには、デー タの代わりに任意のビットシーケンスか所定のビットシーケンスがある。パケッ トはＵＳＦフィールドを含み、そのフィールドはどの端末がアップリンク方向で 伝送を許されているかを示すデータを含む。 端末が重要なデータを含んでいないデータを識別しようとするのを防ぐために 、本発明の解決策のパケットは、パケットが端末に伝送されるべきデータを含ん でいないことを示すデータを含む。これは、ＴＦＩデータで実現される。ＴＦＩ ビットに対して、接続を使用する端末を何ら示さない組合せを選定する。こうし て、各々の端末は、伝送されるパケットを受信し、そのパケットからＵＳＦフィ ールド及びそのフィールド中のアップリンクの使用に関する情報を識別し、ＴＦ Ｉデータを識別し、そのデータに基づいて、パケットが端末に向けられた実際の データを何ら含まないことを認識する。 従って、本発明の方法は、ＧＲＰＳパケット無線サービスに関して適用される のが好ましいけれども、基地局によって伝送されるデータパケットによってアッ プリンク制御が実施される他のサービスにも適用され得る。 添付図に従って、例について、本発明を上記に説明したけれども、本発明はそ れに限定されず、添付の請求の範囲に開示された本発明の思想の範囲内で様々な 方法によって変更され得ることは理解されるべきである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，Ｍ Ｗ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ， ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，Ｅ Ｓ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＧＷ，ＨＵ，ＩＤ ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ， ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，Ｍ Ｇ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ， ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，Ｖ Ｎ，ＹＵ，ＺＷ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．基地局（１００）、及び、同一の伝送チャネルを使用して、パケット形式で 、データを基地局に伝送する多数の加入者端末（１０２から１０６）を備える 無線システムのパケット無線サービスに関してパケット伝送を制御し、 基地局はパケットを端末に伝送し、パケットは、各々のパケットがどの端末 に向けられているかを示すデータ（ＨＤＲ）、実際のデータ、伝送チャネル上 での端末の伝送を制御する制御データ（ＵＳＦ）を含む方法において、 実際のデータがない場合、基地局は、端末への実際のデータではなく伝送の 制御データ（ＵＳＦ）を含むパケットを伝送することを特徴とする方法。 ２．パケットは、パケットが端末に伝送されるべきデータを何ら含まないことを 示すデータを含む請求項１に記載の方法。 ３．パケットは従来のデータパケットに構成が類似しており、そこにはデータの 代わりに任意のビットシーケンスがある請求項１に記載の方法。 ４．パケットは従来のデータパケットに構成が類似しており、そこにはデータの 代わりに所定のビットシーケンスがある請求項１に記載の方法。 ５．パケット無線システムはより大規模なパケット伝送ネットワークの一部であ り、パケットは、パケット伝送ネットワークで伝送される全パケットの部分パ ケットすなわちセクションである請求項１に記載の方法。 ６．パケット無線サービスは汎用パケット無線サービス（GPRS−General Packet Radio Service）である請求項１に記載の方法。