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JP2005533418A - 異なるＱｏＳ属性を有するデータの伝送装置、システム及び方法 - Google Patents

異なるＱｏＳ属性を有するデータの伝送装置、システム及び方法 Download PDF

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JP2005533418A JP2004520231A JP2004520231A JP2005533418A JP 2005533418 A JP2005533418 A JP 2005533418A JP 2004520231 A JP2004520231 A JP 2004520231A JP 2004520231 A JP2004520231 A JP 2004520231A JP 2005533418 A JP2005533418 A JP 2005533418A
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Abstract

異なるサービス品質（ＱｏＳ）を有するデータフローを、２つ以上のチャネルに構築されたネットワークリンク上で伝送するための新規な装置、システム及び方法。この方法は、到着したパケットを分類して所要の/割り当てられたＱｏＳ属性を決定し、分類されたパケットをいくつかの論理チャネル待ち行列のうちの１つに配置する。選択された論理チャネル待ち行列には、対応する適切なＱｏＳ属性のセットが定義されている。無線リンクコントローラは利用可能なチャネルを調べ、各チャネルに対し、内容が伝送される論理チャネル待ち行列を選択する。無線リンクコントローラは各チャネルのデータ伝送容量を決定し、決定された容量内に収まるように選択された論理チャネルの内容をセグメント化する。論理チャネル待ち行列の選択はＱｏＳ属性のセットに従って行われるため、各フローが、優先順位決定や信頼性（ＡＲＱあり、ＡＲＱなしなど）を含む異なるＱｏＳ特性を有することができる。

Description

本発明は、異なるサービス品質（ＱｏＳ）属性を有するデータフローをネットワークリンク上で伝送する装置、システム及び方法に関する。より詳細には、本発明は、異なるサービス品質（ＱｏＳ）要件及び／又は属性を有するデータを伝送可能なデータネットワークにおける少なくとも１つのリンク上で伝送されるデータフローのＱｏＳを提供し、管理する装置、システム及び方法に関する。
これまでに最も遍在するデータネットワークの１つはインターネットである。インターネットは、そのネットワーク層プロトコルとしてインターネットプロトコル（ＩＰ）を用いたパケットデータネットワークである。ＩＰは、ネットワーク層プロトコルとして、堅牢性や実施の簡潔さを含む多くの利点をもたらす。そして、その独創的な原理の１つは、ネットワーク層が、伝送するパケットの内容について何も知る必要はない、ということである。即ち、ＩＰにとってパケットはパケットであった。同様に、ＩＰはネットワークの物理層から独立して機能するように意図されている。即ち、ＩＰは、ＩＰの作動しているネットワークが光ネットワークであるか、ワイヤラインネットワークであるかなどを認識していない。
近年では、多様なタイプのデータを単一のネットワークによって処理することができる集中型ネットワークの生成に多大な努力が費やされている。例えば、現在では、パケットデータネットワークは音声（電話通信（テレフォニー））データ、「純」データ（データファイル転送、電子メールなど）、ファックスデータ、ストリーミングビデオ、テレビ会議などを伝送できることが多い。これらの集中型ネットワークの中には、ネットワークプロトコルとしてＩＰを用いているものも多い。
ＩＰは、多くの現代のネットワークにおいて選択されるネットワーク層プロトコルであり続けるが、集中型ネットワークにおける異なるユーザアプリケーションからのデータには、異なる伝送特性を設けることが必要な場合がある。例えば、電話通信音声符号器からのデータパケットや電話通信音声符号器へのデータパケットは、比較的短い終端間伝送待ち時間を必要とするが、比較的高いエラー率やパケットの脱落に対応できる。反対に、ファイル転送プロトコル（ＦＴＰ）セッションからのデータパケットは比較的長い待ち時間に対応できるが、エラーやパケットの脱落にうまく対応できない。Ｔ．３８プロトコルを用いたファックスデータを保持するデータパケットは、短い待ち時間と低いエラー率の双方を必要とする。データパケットの内容を許容可能に伝送するための特定の要件は、一般にそのデータの所要サービス品質（ＱｏＳ）と呼ばれている。本来設計されているように、ＩＰは異なるＱｏＳレベルをパケットに提供することを意図してはいなかった。
ＱｏＳ制御のある尺度をＩＰに設けるため、一般にＩＰｖ４と呼ばれるプロトコルの第４バージョンは、ＩＥＴＦ ＲＦＣ ７９１（１９８１）(www.ietf.orgから入手可能）で規定されているサービスタイプ（ＴＯＳ）バイトを標準のＩＰヘッダーに設けた。ＴＯＳバイトの初めの３つのビット（０乃至２）は、８つの定義値を有する優先順位フィールドを表す（具体的には、「ネットワーク制御」、「インターネットワーク制御」、「ＣＲＩＴＩＣ／ＥＣＰ」、「フラッシュ無効化」、「フラッシュ」、「即時」、「優先順位」及び「ルーチン」）。ルーターテーブルの更新や類似するネットワーキング機能を別にすると、優先順位ビットは今日の大部分のネットワークにおいて広くは使われていない。
ＴＯＳバイトの次の４つのビット（ビット３乃至６で、一般にＴＯＳと呼ばれる）は所望のタイプのサービスを示すフラグを表し、最後のビット（ビット７）はブランクにされている。ＴＯＳビットは本質的に、遅延を最小にし、スループットを最大にし、信頼性を最大にし、又は金銭上のコストを最小にするようにネットワークサービスレベルから要求するためのフラグとして作用する。アプリケーションは、４つのＴＯＳビットのうち任意の１つを所望のように設定することができ、いずれも設定されない場合は、通常のサービスが望まれていると仮定される。一般のアプリケーション用に提案されたＴＯＳビットの設定は、ＩＥＴＦ ＲＦＣ １６００（レイノルズ(Reynolds)及びポステル(Postel) 、１９９２）及びＩＥＴＦ ＲＦＣ １６０９(アルムキスト(Almquist)、１９９２)に記載された。具体例として、ＦＴＰ制御パケットが遅延最小化ビットのセットを有し、ＦＴＰデータパケットがスループット最大化ビットのセットを有し、ｕｓｅｎｅｔ（ＮＮＴＰ）が金銭コスト最小化ビットのセットを有することが、これらのドキュメントにおいて推奨されている。
ＴＯＳはＱｏＳを提供する能力をいくらか提供するが、その能力は極めて限られている。従って、ＩＰへのＱｏＳメカニズムの提供は他にも多く試みられた。例えば、ＲＳＶＰは、ＩＰネットワークにＱｏＳ保証を設けるためのメカニズムとして提案されている。本質的に、ＲＳＶＰは、さもなければコネクションレス型であるＩＰネットワークによって仮想接続を提供するようにネットワーク要素から資源を確保する。ＲＳＶＰには、いまだ広範には支持されていないという問題や、たとえ支持されていても、十分に多い量のネットワーク資源（帯域幅など）がそのいくつかを特定のユーザ及び／又はアプリケーションのために確保できるように利用可能であるとみなすためにこれらの資源を非効率的に使用する可能性がある、といった問題がある。
エラー確率のより高い物理層上で実施されるＩＰネットワークにＱｏＳを提供しようとすると、更なる問題が存在する。具体的には、ＩＰは、有線のイーサネット（登録商標）のように、混雑が問題となりうるが一般に信頼性のある帯域幅が大量に利用できる信頼性の高い物理層のために設計され、このような物理層を仮定したものである。これまでは、無線チャネルのような信頼性のより低い物理層でＱｏＳ対応ＩＰベースのネットワークを実施することは難しかった。
更に、これまでは、ＩＰネットワークのためにＱｏＳを実施する試みの殆どは終端間のアプローチをとっており、有線リンクと無線リンクの双方を有するネットワークのような、異種の物理層（有線リンクと無線リンクの双方を有するネットワークなど）を有するネットワークを扱っていない。物理層が異なると、大幅に異なったＱｏＳメカニズムが必要になる場合がある。
また、第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）によって提案されるような無線システムでは、一般にはＱｏＳをシステムの物理層に提供しなければならず、異なるチャネルが異なるＱｏＳレベルを提供することが必要になる。これにより、ネットワークに設けられるＱｏＳの提供範囲が著しく制限されてしまう場合があることは明らかである。
無線チャネルのような信頼性の比較的低い層を含む様々な物理層や、異種の物理的リンクを有するネットワーク上で動作可能な、ＱｏＳに広く対応するＩＰネットワークを有することが望まれる。
国際公開第０１／９１４０７号パンフレット
本発明の目的は、各々が異なるＱｏＳ属性を有する少なくとも２つのデータフローを少なくとも２つのチャネルに構築された通信リンク上で伝送する、前述の従来技術の欠点の少なくとも１つを除去又は緩和する新規な装置、システム及び方法を提供することである。
本発明の第１の態様によれば、サービス品質属性の異なるセットを各々に対して定義することのできる少なくとも２つのデータフローを通信リンク上で伝送する方法が提供される。この方法は、
（ｉ）前記リンク上で伝送用のパケットを受信するステップと、
（ｉｉ）前記パケットを調べ、該パケットに必要とされる適切なサービス品質属性のセットを決定するステップと、
（ｉｉｉ）前記調べたパケットを複数の論理チャネル待ち行列のうちの１つに配置するステップであって、前記１つの論理チャネル待ち行列には、前記パケットに必要な決定されたサービス品質属性に対応するサービス品質属性が定義されている、ステップと、
（ｉｖ）前記リンクのデータ伝送容量を決定し、前記複数の論理チャネル待ち行列のうち、伝送の優先順位が最も高い伝送対象データを保持するものを１つ選択し、前記論理チャネル待ち行列からのデータを、前記チャネルの前記決定された伝送容量内に収まるようにパッケージ化が可能な限りパッケージ化して伝送するステップと、
（ｖ）前記ステップ（ｉ）乃至（ｉｉｉ）、そして必要に応じて前記ステップ（ｉｖ）を繰り返すステップと、
を含む。
好ましくは、通信リンクが２つ以上のチャネルに構築され、その各々が異なるデータ伝送容量を有することができ、論理チャネル待ち行列の各々をチャネルのうちの１つ以上に割り当てることができる。この場合、決定されたデータ伝送容量が各チャネルに対して決定され、各チャネルに対し、割り当てられた論理チャネル待ち行列のうちの１つが伝送のために選択される。また、好ましくは、各々のチャネルを一対の端点間の専用チャネルとするか、端点と複数の他の端点との間の放送チャネルとすることができる。また、一対多数の端点構成では、論理チャネル待ち行列のセットが、多数の端点の各々への伝送のために１つの端点において定義されることが好ましい。
本発明の別の態様によれば、異なるサービス品質属性を各々に対して定義することのできる複数のデータフローを、リンクによって第１の端点から複数の他の端点のうち１つ以上に伝送するためのシステムが提供される。このシステムは、
前記リンクによって前記他の端点に伝送するための前記データフローからパケットを受信する、前記第１の端点におけるネットワークインターフェースと、
各々が、受信したパケットを待ち行列に入れるように動作可能で、前記待ち行列の内容に対して定義される定義されたサービス品質属性のセットを有する、論理チャネル待ち行列のセットと、
前記受信したパケットを調べて前記パケットのためのサービス品質属性を決定し、対応するサービス品質属性を有する前記論理チャネル待ち行列のうち選択されたものに前記受信したパケットを配置するパケット分類装置と、
前記複数の端点に対して利用可能なデータ伝送容量を決定し、優先順位が最も高い内容を有する論理チャネル待ち行列からパケットの一部分を伝送のために選択し、前記部分を前記リンクのデータ伝送容量内に収めるために前記パケットを必要に応じてセグメント化するリンクコントローラと、
を含む。
システムは、複数の他の端点の各々に対する論理チャネル待ち行列のセットを第１の端点において保持することが好ましい。また、リンクは２つ以上のチャネルに構築されており、リンクコントローラは、複数の端点のうちの少なくとも１つに伝送するために、少なくとも２つのチャネルの各々に対し、論理チャネル待ち行列からパケットの一部分を選択することが好ましい。また、これらの少なくとも２つのチャネルのうちの少なくとも一方は第１の端点と複数の端点のうちの１つとの間の専用チャネルであり、少なくとも２つのチャネルのうちの他方は第１の端点から複数の他の端点のうち少なくとも２つ以上への放送チャネルであることが好ましい。また、リンクコントローラは、各専用チャネルの構造を変えてそのデータ伝送容量を変え、端点のニーズを満たすように動作可能であることが好ましい。
本発明は、異種のリンクを含むネットワークにおいて、無線リンクなどの共用資源の効率的な利用をもたらす。データはフローに編成され、各フローには、独自のＱｏＳ属性のセットを有する独自の論理チャネルを設けることができる。これらの属性は、優先順位決定、待ち時間の制限、データ転送速度要件、信頼性要件などを含むことができる。可変のデータ伝送容量を有することができる単一のリンク上にサービス品質属性が大きく異なるデータフローを多重化することができ、これらのフローに必要な差別化されたサービス品質を効率的に提供することができる。属性の範囲及び／又はタイプは特に限定されず、ＡＲＱを提供するかどうか、ヘッダー圧縮を実行するかどうか、優先順位、待ち時間に対する寛容又は不寛容などの属性を含むことができる。
添付の図面を参照し、本発明の好適な実施の形態をほんの一例として説明する。
通信システム２０が図１に示されており、これは、ネットワーク３２によって接続された様々なエンドユーザデータ２４や電話通信２８の端末を含む。ネットワーク３２は、ＩＰを使用して実施され、ワイヤライン又は光学バックボーン上で実行するパケットネットワークなど、任意の好適な通信ネットワークとしてよい。
図示されるように、例えばＴ１、ｘＤＳＬ、ケーブルモデム、ダイヤルアップ、光ファイバシステムなどの有線リンク３６により、いくつかの端末をネットワーク３２に接続することができる。基地局４４と、端末が接続される加入者宅内機器（ＣＰＥ）４８などの加入者局との間に延びる無線リンク４０により、他の端末を接続することができる。基地局４４及び加入者局を、データの伝送に適した任意の無線伝送システムの構成要素とすることができ、本実施の形態では、本発明の譲受人によって製造され、販売されているＡＭＯＳＰＨＥＲＥ（商標）システムである。ＡＭＯＳＰＨＥＲＥシステムは、ＮＰＭ基地局とＳＯＭＡｐｏｒｔ（商標）ＣＰＥとの間に広帯域ＣＤＭＡを用い、共有無線リンク４０上でＣＰＥ４８から基地局４４に、そしてバックホール５２を介するＣＰＥ４８−コアネットワーク３２間に、完全集中型のデータ移送を提供する。バックホール５２は、Ｔ３、ＯＣ３、マイクロ波又は他の通信リンクを含むがこれらに限られない、任意の好適なバックホールリンクとしてよい。
図２は、システム２０内のＣＰＥ４８の１つの可能な実施の形態の概略図である。示されるように、ＣＰＥ４８はマイクロプロセッサアセンブリ５０を含み、これは、データ端末２４をＣＰＥ４８に接続できる１つ以上の入力／出力ポートを含む。同様に、ＣＰＥ４８は加入者回線インターフェース回路（ＳＬＩＣ）アセンブリ５４を含み、これは、１つ以上の電話通信装置２８をＣＰＥ４８に接続するために１つ以上の標準ＲＪ−１１ポートか又は他の好適なインターフェースを提供する。ＳＬＩＣアセンブリ５４は、電話通信装置２８をマイクロプロセッサアセンブリ５０に接続するために、任意の所望の音声コーデックと共にＡ／Ｄ及びＤ／Ａ変換器も含む。ＣＰＥ４８は、８０２．１１ａ、８０２．１１ｂもしくは８０２．１１ｇ無線アクセスポイント、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈトランシーバ、赤外線トランシーバ、又は当業者に思い浮かぶ任意の他の好適な技術を含むがこれらに限られない任意の適切な技術により、加入者宅内のエンドユーザ端末間の無線通信用無線アクセスポイントとして作動することもできる。種々のユーザ端末に接続したり設置することができ、遊動(nomadic)、即ち移動の用途において動作できるＰＣＭＣＩＡや他のフォームファクタ装置を含むＣＰＥ４８の他の実施の形態が、当業者には思い浮かぶであろう。
示されるように、マイクロプロセッサアセンブリ５０はモデム６０を介して無線トランシーバ６４につながっており、無線トランシーバ６４はアンテナ６８に接続されている。基地局４４からのデータはアンテナ６８を介して無線リンク４０上で受信され、無線６４によって増幅され、モデム６０によって復調／復号され、モデム６０は生じたデータをマイクロプロセッサアセンブリ５０に提供する。マイクロプロセッサアセンブリ５０は、受信データが制御信号である場合は受信データに作用し、又は、適切なデータ端末２４か、ＳＬＩＣアセンブリ５４経由で電話通信装置２８へデータを適切なフォーマットで伝送する。
同様に、データは、データ端末２４から、又は電話通信端末２８からＳＬＩＣアセンブリ５４経由でマイクロプロセッサアセンブリ５０によって受信され、モデム６０によって変調及び符号化され、無線６４により増幅され、アンテナ６８を介して無線リンク４０上で基地局４４に伝送される。
後で明らかになるように、無線リンク４０には多様な条件及び／又は制約が課せられている。例えば、一般に、無線リンク４０は限られた量の無線周波スペクトル（帯域幅）しか利用できず、この帯域幅を全てのＣＰＥ４８間で共有しなければならない。また、一般に、基地局４４から個々のＣＰＥ４８（ダウンリンク）に利用できるデータ容量の総量は、ＣＰＥ４８から基地局４４（アップリンク）に利用できるデータ容量よりも大きい。例えば、１２メガビット／秒（ｍｂｐｓ）の合計速度をダウンリンクに利用できる一方で、アップリンクは１ｍｂｐｓ以下に限られる場合がある。
更に、個々のＣＰＥ４８と基地局４４との間の無線パス特性は、無線伝搬係数（距離、向きなど）や経時的変動（フェーディングや局所化された干渉源など）の双方によって大きく変化する。よって、任意の所与のＣＰＥ４８は、ある時間にはある最大速度（例えば、５メガビット／秒）でのデータの受信又は送信を許容する無線パス特性を経験し、他の時間にはある最小速度（例えば、５００，０００ビット／秒）でしかデータの受信又は送信を行えない無線パス特性を経験し、各ＣＰＥ４８は他の時間ではこれらの極値の各々の間の無線パス特性を経験する。従って、無線リンク４０の容量が時間とともに変わり、特に、個々のＣＰＥ４８と基地局４４との間の容量が時間とともに大きく変わる場合があっても、システム２０は無線リンク４０の容量を有効に使用できなければならない。
また、無線チャネルは、一般にワイヤラインリンクのような他の物理媒体よりも伝送エラーを生じる傾向にあるため、無線チャネル上での伝送のためにデータを適切にフォーマットする必要がある。以下、これをデータの「パッケージング」と呼ぶ。このパッケージングは、エラー訂正コードの使用、データのインタリーブ、用いる変調の選択などを含むことができる。このパッケージングを行った結果の１つとして、一般に、無線チャネルの物理層トランスポートブロックの最大サイズ（即ち、単一フレームなど、ある期間において物理層による伝送が可能であるデータの最大量）は、ワイヤライン伝送の場合よりも小さくなる。例えば、ワイヤラインネットワークでは、イーサネット（登録商標）システム用のトランスポートブロックのサイズは１５，０００バイト以上になりうるが、前述のＡＭＯＳＰＨＥＲＥシステムでは、トランスポートブロックはアップリンク（ＣＰＥ４８から基地局４４）では最小で１１バイト、ダウンリンク（基地局４４からＣＰＥ４８）では最小で１９バイトしかない場合がある。また、伝送エラーの生じる確率がより高い大きなパケットを伝送するよりは、エラーの生じる確率を下げることができ、エラーが生じた場合は、より大きなパケットが要求するよりも小さな帯域幅で再伝送できる、より小さなパケットを伝送する方が有利となりうる。よって、通常、ワイヤラインシステム及び／又はユーザ端末からのパケットは、無線リンク４０上での伝送前にフラグメンテーション（分割）を必要とする。
従来のＩＰシステムでは必要に応じてフラグメンテーションが用いられているが、一般に、分割されたパケットのリアセンブリはパケットが最終宛先に着くまで実行されない。更に、フラグメンテーションを実行するにあたり、オーバーヘッド（ヘッダーなど）は、帯域幅及び資源の効率的な使用を考慮すると、フラグメンテーションが必要であってもフラグメンテーションの実施を非常に高価にする可能性がある。詳細に後述するように、本発明では、オーバーヘッドはパケットのセグメンテーションに殆ど必要ではなく、セグメンテーション前のトランスポートブロックサイズへの、セグメント化されたパケットのリアセンブリは、セグメントが無線リンク４０の末端で受信された際に実行できる。
このように、限られた共有資源を使用する個々の端末の能力が時間とともに大きく変わりうる場合、そしてデータパケットのフラグメンテーションが標準的である場合、無線リンク４０を有効に利用するにはその資源の管理が必要となる。これらの問題に加え、データにＱｏＳが必要な場合、その分だけ余計に複雑にしなければならない。
図３は、システム２０内の基地局４４で実行するＱｏＳプロセッサ１００を示している。別個のＱｏＳプロセッサ１００が各共有無線リンク４０に対して利用でき、このことは、前述のＡＭＯＳＰＨＥＲＥシステムにおいて、マルチセクタ基地局４４内の各無線セクタが独自のＱｏＳプロセッサ１００を有することを意味する。ＱｏＳプロセッサ１００は、サーブ先の各ＣＰＥ４８xに対してネットワークインターフェースポート１０４xを含み、各ＣＰＥ４８xに伝送されるべき情報はこのネットワークインターフェースポートを通って転送される。各ネットワークインターフェースポート１０４は各自の優先順位決定及び待ち行列エンジン（ＰＱＥ）１０８xに送り込み、各ＰＱＥはデータ分類装置１１２及び論理チャネル待ち行列のセットＬＣ0乃至ＬＣiを含む。本発明の例示の実施の形態において、各ＰＱＥ１０８は、１６の論理チャネル待ち行列、具体的にはＬＣ0乃至ＬＣ15を含む。論理チャネル待ち行列ＬＣiは、伝送対象のパケットの待ち行列を含み、待ち行列内の各エントリは１つのパケットを保持する。種々の論理チャネル待ち行列ＬＣiの待ち行列に配置されるパケットのサイズを、必要に応じて違うものにすることができる。例えば、音声電話通信データパケットを２０バイトとし、ウェブブラウジングセッションデータパケットを数百バイト以上にすることができる。
各パケットがネットワークインターフェースポート１０４xに達すると、分類装置１１２xはパケットを調べ、ＰＱＥ１０８x内にある最大１６の論理チャネル待ち行列ＬＣiのうち適切な１つにパケットを転送する。分類装置１１２xは、ＩＰヘッダーのＴＯＳフィールド内容、送信元及び／又は宛先のＩＰアドレスとポート、ペイロードタイプ（わかる場合）、ペイロード長などを含む様々な要素に基づいて分類を実行できる。
一般に、基地局４４からＣＰＥ４８、又はその反対の各データフローは異なる論理チャネル待ち行列ＬＣiに割り当てられ、各論理チャネル待ち行列ＬＣiは、適切な優先順位と、各論理チャネル待ち行列ＬＣiに対して定義されたＱｏＳ属性のセットを有する。データフローは、ネットワークによってサーブされるいずれの通信要求であってもよい。例えば、ウェブブラウジングセッションを１つのフローとし、２つの電話通信通話の各々を他のフローとし、ファイル転送を第４のフローとすることができる。
本明細書において用いられるように、そして更に後述されるように、「ＱｏＳ属性」という用語は、トラフィックシェーピング、セグメンテーションの禁止、優先順位、データ転送速度、待ち時間、信頼性、ヘッダー圧縮技術、ブロックエラーの確率などを含むがこれらに限定されない様々な属性を含むことができる。
例えば、２つの音声接続が基地局４４とＣＰＥ４８との間に提供されている場合、ＬＣ0及びＬＣ1を、短い待ち時間、高いエラー寛容性、ヘッダー圧縮など、音声データに好適なＱｏＳ属性で定義することができ、ＬＣ2を、待ち時間に対する適度な寛容性や低いエラー寛容性など、ウェブブラウジングセッションに適切なＱｏＳ属性で定義することができ、ＬＣ3を電子メールに適したＱｏＳ属性（長い待ち時間に対する寛容性や低いエラー寛容性、即ちＡＲＱ対応）で定義することができ、ＬＣ4をビデオなどのストリーミングメディアに適切なＱｏＳ属性で定義することができ、ＬＣ5をシステム制御及びメッセージング信号に適したＱｏＳ属性で定義することができ、ＬＣ6を、短い待ち時間、低いエラー寛容性など、Ｔ．３８プロトコルを用いたファックスデータに好適なＱｏＳ属性で定義することができる。更に後述するように、論理チャネル待ち行列のインスタンスを必要に応じて生成することができ、ＱｏＳ属性を必要に応じて定義及び／又は変更することができる。
図４は前述のプロセスのフローチャートを示している。ステップ１２０において、ネットワークインターフェースポート１０４からパケットをＰＱＥ１０８において受信し、分類装置１１２によって分類する。分類装置１１２は、受信したパケットに適切なＱｏＳ属性を決定する。ステップ１２４において、分類装置１１２は、論理チャネル待ち行列ＬＣがパケットに対して利用可能か否かを決定する。このような論理チャネル待ち行列が利用できない場合、この方法は、ステップ１２８において、必要なＱｏＳ属性を有する新しい論理チャネル待ち行列を生成するか、既存の空の論理的チャネル待ち行列のＱｏＳ属性を変更することにより、必要な論理チャネル待ち行列を生成する。必要な論理チャネル待ち行列が利用可能になると、方法は受信したパケットをステップ１３２において待ち行列に入れる。
後述するように、各論理チャネル待ち行列ＬＣiは、待ち行列に入れられたパケットの優先順位決定スケジューリングを実行し、データは論理チャネル待ち行列ＬＣiからノンプリエンプティブ(non-preemptive)の態様で伝送される。具体的には、各パケットが論理チャネル待ち行列に加えられると、既に待ち行列に入っているパケットに対する優先順位を決定する。待ち行列内で優先順位が最も高いパケットを伝送のために選択し、後述するように、一旦伝送が開始されると、より高い優先順位のパケットが後で待ち行列に入れられても、このパケットの伝送は論理チャネル待ち行列ＬＣi内の他のパケットによって中断されない。
論理チャネル待ち行列ＬＣiは、待ち行列に入れられたデータを無線リンクコントローラ（ＲＬＣ）１４０で利用できるようにする。ＲＬＣ１４０は、利用可能な無線資源を識別し、待ち行列に入れられたデータを、各ＰＱＥ１０８x内の論理チャネル待ち行列から、利用可能な無線資源のうちの１つ以上へ転送する。
図３の実施の形態において、利用可能な無線資源は、専用データチャネル（ＤＤＣＨ）１４８1乃至１４８kのプール１４４と、共有放送データチャネル（ＢＤＣＨ）１５６1乃至１５６qのプール１５２を含む。システム２０において、無線リンク４０の全容量のうち異なる量をＤＤＣＨ１４８及び／又はＢＤＣＨ１５６に割り当てることができる。本発明の本実施の形態では、３つのＢＤＣＨ１５６がプール１５２において利用可能であり、多数（一般には２０と８０の間）のＤＤＣＨ１４８がプール１４４において利用可能である。ＤＤＣＨ１４８には、異なる容量を割り当てることができる。ＤＤＣＨ１４８の生成及び削除とＤＤＣＨ１４８の割り当て及び／又は再割り当ては、システム２０によって動的に実行される。
ＤＤＣＨ１４８とは、接続セッションの間にＣＰＥ４８に割り当てられるデータチャネルである。ＤＤＣＨ１４８には単一のＣＰＥ４８しか割り当てることができない。ＤＤＣＨ１４８には可変の容量（事実上はデータ伝送速度）を割り当てることができるため、１つのＣＰＥ４８には１つのＤＤＣＨ１４８しか割り当てられない。特定のＤＤＣＨ１４８に割り当てられる容量は、セッション変更の要件として、及び／又は基地局のセクタ変更に必要かもしくは利用可能である資源全体の量として、システム２０により動的に変更可能である。ＣＰＥ４８のためのＤＤＣＨ１４８のセットアップや割り当て、及び／又はこのようなチャネルのリサイズや解体には若干のオーバーヘッドや遅延がある。
ＢＤＣＨ１５６は放送チャネルであり、基地局４４が動作しているときはいつでも利用可能である。基地局４４によって、又はマルチセクタ基地局４４の場合はセクタ（共有無線リンク４０）によって供給される各ＣＰＥ４８は、ＣＰＥ４８にアドレス指定されたデータのために、プール１５２内のＢＤＣＨ１５６のうちの少なくとも１つ、一般的には３つを受信し、監視する。ＢＤＣＨ１５６は放送チャネルであるため、基地局４４のスタートアップ後は、データをＣＰＥ４８に送るためのＢＤＣＨチャネルのセットアップに追加の要件やオーバーヘッドが生じない。各ＢＤＣＨ１５６は情報のブロックを伝送し、意図されたＣＰＥ４８にブロックをアドレス指定することによって、受信先の任意のＣＰＥ４８にブロックを伝送することができる。好適なＢＤＣＨ１５６の特定の実施の形態が、本発明の譲受人に譲渡された公開ＰＣＴ出願ＷＯ ０１／９１４０７（マンサ(Mantha)）に記載されている。
基地局４４の、又はマルチセクタ基地局４４のセクタの、容量資源を管理する（即ち、ＣＰＥ４８をネットワークに受け入れ、容量をＣＰＥ４８に提供する）好適な方法は当業者には明らかで、本発明の範囲外であり、本明細書において更なる説明はしない。しかし、ＤＤＣＨ１４８の数、ＤＤＣＨ１４８の容量、そしてＣＰＥ４８に対するＢＤＣＨブロックのスケジューリングは全て、ＱｏＳプロセッサ１００及びＲＬＣ１４０が対処しなければならない要素である。本発明の本実施の形態では、ＰＱＥ１０８xの論理チャネル待ち行列を、宛先ＣＰＥ４８が受信する利用可能なＢＤＣＨ１５６のうち任意の２つと、利用可能なＤＤＣＨ１４８のうちの１つとに割り当てることができるが、前述のように、これらのＤＤＣＨ１４８は異なる最大データ転送速度などを有することができる。当業者には明らかになるように、本発明は２つのＢＤＣＨ１５６への割り当てや、１つのＤＤＣＨ１４８への割り当てにも限られていない。実際には、各ダウンリンクＤＤＣＨ１４８が異なるセクタや基地局４４から伝送される、セクタ間や基地局間のソフトな（又はよりソフトな）ハンドオフ(切替)などの望ましい機能を、１つ以上のＤＤＣＨ１４８の割り当てによって実施することができる。
ＲＬＣ１４０は、利用可能な無線資源上で伝送するデータパケットの優先順位決定と、セグメンテーションと、所望であればトラフィックシェーピングを実行する。具体的には、ＲＬＣ１４０は、各ＰＱＥ１０８x内の各論理チャネル待ち行列ＬＣi用のセグメンテーションキャッシュ１６０を含む。各セグメンテーションキャッシュ１６０は、それぞれ任意の時間に各自の論理チャネル待ち行列から優先順位の最も高いパケットを取得し、ＢＤＣＨ１５６又はＤＤＣＨ１４８のうちの１つ以上によって完全に伝送されるまでこのパケットをキャッシュ内に格納する。このようにして、前述の、各論理チャネル待ち行列ＬＣi内で優先順位の最も高いパケットの伝送の（論理チャネル待ち行列内での）ノンプリエンプティブスケジューリングが達成される。
ＲＬＣ１４０は、各ＰＱＥ１０８x、ならびにプール１５２及びプール１４４と通信し、これらにサーブするために利用可能な論理チャネル待ち行列と無線資源の伝送要件を決定する。ＲＬＣ１４０は、各ＰＱＥ１０８xのセグメンテーションキャッシュ１６０x,iを調べ、キャッシュに入っているパケット又はパケットの残りの部分で優先順位が最も高いものを決定する。プール１４４及び１５２は、ＰＱＥ１０８xに割り当てられたチャネルの各々の利用可能な容量をＲＬＣ１４０に報告し、ＲＬＣ１４０は、そのＰＱＥ１０８xチャネルに割り当てられたチャネル（ＤＤＣＨ又はＢＤＣＨ）上で次に伝送するセグメンテーションキャッシュ１６０x,Iの内容を選択する。
例えば、図３において、ＰＱＥ１０８xにはＢＤＣＨ１５６1及び１５６q、ならびにＤＤＣＨ１４８1の双方が割り当てられている。具体的には、ＬＣ0及びＬＣ15がＤＤＣＨ１４８1に割り当てられており、ＬＣ1がＢＤＣＨ１５６1に割り当てられており、ＬＣ15がＢＤＣＨ１５６qに割り当てられている。プール１４４は、次の伝送フレームでのデータ送信容量をＲＬＣ１４０に報告する。例えば、プール１４４は、ＤＤＣＨ１４８1が次の伝送フレームで２４バイトのデータを伝送するデータ伝送容量を有することを報告することができる。同様に、プール１５２は、ＢＤＣＨ１５６1及び１５６qが次の伝送フレームでそれぞれ４８バイト及び９６バイトのデータを伝送するデータ伝送容量を有するとＲＬＣ１４０に報告することができる。
ＲＬＣ１４０は、このＤＤＣＨ１４８1の報告されたデータ伝送容量と、セグメンテーションキャッシュ１６０x,0及び１６０x,15内のデータの相対的な優先順位を調べ、２つのキャッシュのうちの一方、例えばセグメンテーションキャッシュ１６０x,0内のデータを伝送のために選ぶ。次いでＲＬＣ１４０は、ＤＤＣＨ１４８1の報告されたデータ伝送容量（即ち、前述の例では２４バイト）内に収まるようにセグメンテーションキャッシュ１６０x,0内のデータを必要に応じてセグメント化する。このセグメント化されたデータはＤＤＣＨ１４８1に提供され、パッケージングされて次のフレームで伝送される。
同様に、ＲＬＣ１４０は、ＢＤＣＨ１５６1及び１５６qの報告されたデータ伝送容量と、これらのＢＤＣＨの各々に割り当てられたセグメンテーションキャッシュ１６０の内容を調べる。各ＢＤＣＨ１５６に対し、ＲＬＣ１４０は、割り当てられたセグメンテーションキャッシュ１６０で内容の優先順位が最も高いものを選択する。ＲＬＣ１４０は、ＢＤＣＨ１５６の報告されたデータ伝送容量内に収まるようにこのセグメンテーションキャッシュ１６０内のデータを必要に応じてセグメント化し、このデータは次いでＢＤＣＨ１５６に提供され、パックされて次のフレームで伝送される。
当業者には明らかになるように、優先順位の最も高いセグメンテーションキャッシュ１６０の内容が、ＤＤＣＨ又はＢＤＣＨの報告されたデータ伝送容量の全てを必要とするわけではない場合、ＲＬＣ１４０は、報告された利用可能なデータ伝送容量の全てを利用するために、優先順位が次に最も高いセグメンテーションキャッシュ１６０の内容から、又は優先順位の最も高いセグメンテーションキャッシュ１６０にロードされる同一の論理チャネル待ち行列の他のパケットから、他のセグメントを含むこともできる。これは、例えば、優先順位の最も高いキャッシュが伝送対象パケットの最後の部分を含むか又は非常に小さなパケットを含み、伝送対象のデータが報告されたデータ伝送容量よりも少ない場合に生じうる。考慮中のチャネルがＢＤＣＨ１５６である場合、ＲＬＣ１４０は、他のＰＱＥ１０８からＢＤＣＨ１５６に割り当てられた論理チャネル待ち行列から、他のセグメントを加えることもできる。
図５は、前述のプロセスのフローチャートを示している。ステップ２００において示されるように、この方法は、１つ以上のセグメンテーションキャッシュ１６０が割り当てられるどのチャネルも考慮に入れる。ステップ２０４において、考慮中のチャネルに割り当てられた優先順位が最も高い論理チャネル待ち行列の、空でないセグメンテーションキャッシュ１６０を選択する。ステップ２０８において、チャネルによってＲＬＣ１４０に報告されたデータ伝送容量内に収まるように、選択したセグメンテーションキャッシュ１６０の内容のセグメントを必要に応じて形成する。ステップ２１２において、パッケージング及び伝送のためにセグメントをチャネルに提示する。ステップ２１６において、報告されたデータ伝送容量が全て使用されたかどうかをチェックする。容量が全て使用された場合、プロセスは次のチャネルのためにステップ２００に戻る。報告されたデータ伝送容量の総量よりも少ない容量が使用された場合、プロセスはステップ２０４に戻る。ステップ２０４において、考慮中のチャネルがＢＤＣＨ１５６である場合、ＲＬＣ１４０は、ＢＤＣＨ１５６に割り当てられた（任意のＰＱＥ１０８からの）論理チャネル待ち行列の全てが追加のセグメントとして含まれるとみなす。考慮中のチャネルがＤＤＣＨ１４８である場合、ＲＬＣ１４０は、同一のＰＱＥ１０８からのデータで優先順位が次に最も高いものが追加のセグメントとして含まれるとみなす。
このプロセスは、ＲＬＣ１４０により、基地局４４から伝送される各フレームに対して実行される。その結果、他のセグメンテーションキャッシュの内容が完全に伝送される前に、異なるセグメンテーションキャッシュ１６０の内容を次の伝送のために選択することができる。このように、ＲＬＣ１４０は、論理チャネル待ち行列間やＰＱＥ１０８間でプリエンプティブなスケジューリング法を実施する。
図６は、ＰＱＥ１０８の少なくとも論理チャネルＬＣ0、ＬＣ2及びＬＣ3が割り当てられた１つのＤＤＣＨ１４８に対する進行中のプリエンプティブスケジューリングの結果の一例を示す。この図に示されるように、時間ｔ0から伝送が開始するフレームでは、論理チャネル待ち行列ＬＣ3のためのセグメンテーションキャッシュ内のデータは、ＤＤＣＨ１４８の報告された伝送容量にセグメント化され、伝送される。このデータの他のセグメントが形成され、時間ｔ1から伝送を開始するフレームで伝送される。この図の例はセグメントが同一サイズであることを示しているが、必ずしもそうである必要はなく、報告されたデータ伝送容量はフレーム毎に変わる場合がある。
時間ｔ2から伝送が開始するフレームでは、論理チャネル待ち行列ＬＣ3の内容の更なる伝送が、優先順位がより高いとＲＬＣ１４０が判断した論理チャネル待ち行列ＬＣ2のセグメンテーションキャッシュ内に配置された内容によってプリエンプトされる。このように、時間ｔ2から伝送を開始するフレームでは、論理チャネル待ち行列ＬＣ2のセグメンテーションキャッシュ１６０の内容のセグメントが、報告されたデータ伝送容量に対して形成され、伝送される。時間ｔ3から伝送を開始するフレームでは、ＲＬＣ１４０は、論理チャネル待ち行列ＬＣ0のセグメンテーションキャッシュ１６０内に配置された内容の優先順位がより高いと判断する。従って、ＬＣ2の内容の伝送がプリエンプトされ、論理チャネル待ち行列ＬＣ0のセグメントが報告されたデータ伝送容量に対して形成され、時間ｔ3のフレームで伝送される。時間ｔ4及びｔ5の間に、ＤＤＣＨ１４８に割り当てられた論理チャネル待ち行列のセグメンテーションキャッシュ１６０内で優先順位のより高いデータが見出されないため、チャネル待ち行列ＬＣ0のセグメンテーションキャッシュ１６０の残りの内容のセグメンテーション及び伝送が時間ｔ4及びｔ5において生じ、遂には、論理チャネル待ち行列ＬＣ0のセグメンテーションキャッシュ内のパケット全体を表す３つのセグメントが全て伝送される。
時間ｔ6において、ＲＬＣ１４０は、残りの中で伝送の優先順位が最も高いセグメンテーションキャッシュ１６０を決定する。説明される例において、優先順位が次に最も高いデータは、論理チャネル待ち行列ＬＣ2のセグメンテーションキャッシュ内のデータの残り部分である。このデータは、報告されたデータ伝送容量内に収まるようにセグメント化され、時間ｔ6及びｔ7から伝送を開始するフレームで伝送される。
時間ｔ8において、ＲＬＣ１４０は、残りの中で伝送の優先順位が最も高いセグメンテーションキャッシュを決定する。説明される例において、優先順位が次に最も高いデータは、論理チャネル待ち行列ＬＣ3のセグメンテーションキャッシュ１６０内の残りのデータである。このデータは、報告された伝送容量内に収まるようにセグメント化され、時間ｔ8、ｔ9、ｔ10及びｔ11から伝送を開始するフレームで伝送される。この時間において、完全なパケットが伝送されたことになる。
図７に示すように、各ＣＰＥ４８にはリアセンブリコントローラ２４０が設けられている。リアセンブリコントローラ２４０は、無線リンク４０上でリアセンブリコントローラ２４０に伝送されるデータを、ＢＤＣＨ１５６及びＤＤＣＨ１４８の各チャネルから受信する。リアセンブリコントローラ２４０によって受信されたデータは、まずシーケンサ２４４によって調べられ、シーケンサ２４４は、基地局４４のどの既存論理チャネル待ち行列ＬＣ（もしあれば）がデータ源であったかを決定する。シーケンサ２４４は、識別された論理チャネル待ち行列ＬＣに関連するリアセンブリ待ち行列ＲＱi内に受信データを配置する。基地局４４において新しく生成された論理チャネル待ち行列ＬＣによってデータが伝送された、とシーケンサ２４４が判断した場合、シーケンサ２４４は、リアセンブリコントローラ２４０において相補的なリアセンブリ待ち行列ＲＱiにインスタンスを生成させ、受信データをその中に配置する。
各リアセンブリ待ち行列ＲＱiは中に配置されたデータを調べ、データセグメントをオリジナルのデータパケットに再組立てする。パケットのリアセンブリが完了すると、パケットはＣＰＥ４８内の適切なデータターゲットに出力され、リアセンブリ待ち行列ＲＱiは次の受信データのために空にされる。
基地局４４からのパケットの伝送にセグメンテーションが必要でなかった場合、受信したデータパケットはリアセンブリ待ち行列ＲＱi内に配置され、リアセンブリ待ち行列ＲＱiは直ちにデータパケットを出力する。
当業者には明らかであるように、脱落／紛失したパケットセグメントや誤ったパケット受信の対処に様々な技術を用いることができ、これらの技術は本発明の範囲外であり、本明細書では説明しない。
図８は、システム２０内の各ＣＰＥ４８で実行する優先順位決定及び待ち行列エンジンＰＱＥ３００を示す。ＰＱＥ３００はＰＱＥ１０８と同様であるが、各ＣＰＥ４８が無線リンク４０上で基地局４４につながる単一のアップリンクＤＤＣＨチャネル１４８のみにアクセスするため、ＰＱＥ１０８よりも若干単純である。アップリンクＤＤＣＨチャネル１４８は、必要に応じてＣＰＥ４８に割り当てられ、前述のように、割り当て先のＣＰＥ４８のニーズを満たす異なるデータ伝送容量を提供することができる。前述のように、システム２０において容量資源を管理する（即ち、ＣＰＥ４８をネットワークに受け入れ、ＣＰＥ４８にアップリンク容量を提供する）好適な方法は、当業者には明らかであり、本発明の範囲外であるため、本明細書では更なる説明をしない。
ＰＱＥ３００はネットワークインターフェースポート３０４を含む。ＣＰＥ４８上で実行するアプリケーション及び／もしくはプロセス、又はＣＰＥ４８に取り付けられたデータ端末が、基地局４４に伝送されるべき情報をネットワークインターフェースポート３０４に送る。ポート３０４で受信されたデータは、ＰＱＥ１０８に関連して前述した分類装置１１２と同一の機能を果たす分類装置３０８によって分類される。本発明の例示された実施の形態において、各ＰＱＥ３００は、１６の論理チャネル待ち行列、具体的にはＬｃ0乃至Ｌｃ15を含み、各論理チャネル待ち行列ＬＣiは、定義された適切な優先順位とＱｏＳ属性のセットとを有する。１つ以上の論理チャネル待ち行列がＰＱＥ３００に対して事前に定義されることが熟慮されるが、追加の論理チャネル待ち行列Ｌｃiの生成や除去が望みに応じて可能であり、各論理チャネルＬｃiに対して定義されるＱｏＳ属性の設定や再設定が必要に応じて可能である。
各論理チャネル待ち行列Ｌｃiには関連するセグメンテーションキャッシュ３１２iが定義されており、これは、ＰＱＥ１０８に関連して前述したセグメンテーションキャッシュ１６０と同一の機能を果たす。
各ＣＰＥ４８は無線リンクコントローラＲＬＣ３１６も含み、これは、報告されたデータトラフィック容量情報をＤＤＣＨ１４８から受信し、伝送の優先順位が最も高い内容を有するセグメンテーションキャッシュ３１２iを選択するように動作する。必要であれば、ＰＬＣ３１６は、選択されたキャッシュ３１２iの内容を報告されたデータトラフィック容量内に収まるようにセグメント化し、次の伝送フレームとして伝送するためにこのデータ（セグメント化されたか否かに関わらず）をＤＤＣＨ１４８に提供する。
基地局４４には、ＣＰＥ４８に割り当てられた各アップリンクＤＤＣＨ１４８に対してリアセンブリコントローラ（図示せず）が設けられている。これらのリアセンブリコントローラは、図７に関連して前述したものと同様であり、ＤＤＣＨ１４８上で伝送されるセグメント化されたパケットを基地局４４内の宛先か又は別の場所へ転送する前にこれらのパケットを再組み立てするよう動作する。
ここで明らかになるように、本発明は、時間によって異なる容量を有するリンク上で、要件の大きく異なるデータフローにＱｏＳサービスを提供する。複数の論理チャネル待ち行列が単一のリンクを共有するが、各待ち行列には、リンクのデータ伝送容量が時間とともに変わる間でさえも、そのニーズに適した異なるＱｏＳ属性を提供することができる。ダウンリンク方向では、リンクを多重チャネルに構築することができ、これらのチャネルのうちの１つ以上に論理チャネル待ち行列をマップすることができる。これらのチャネルは、各々が基地局４４とＣＰＥ４８との間のリンクのために動作する、可変データ伝送容量を有する専用チャネルを含むことができ、１つ以上のチャネルを基地局４４からＣＰＥ４８のいくつか又は全てにわたる放送チャネルとすることができる。アップリンクでは、論理チャネル待ち行列は、可変データ伝送容量を有することができる単一の専用チャネルにマップされる。
本発明の利点の１つは、本発明によってＱｏＳ属性を各論理チャネルベースで定義して提供することができ、これにより、ネットワーク資源を効率的に使用でき、ネットワーク資源が差別化したＱｏＳを各データフローベースで提供でき、ワイヤレスリンク上でＱｏＳサービスをサポートできることである。これにより、例えば、音声電話通信データフローなどのメディア接続用論理チャネルを、セグメンテーションの禁止、短い待ち時間及び低い信頼性、といった属性で定義することができる。音声通話は待ち時間に敏感であるが、ある程度のパケット脱落を許容でき、そのパケットが常に、用いられる特定のコーデックによって必要とされるような公知のサイズであるため、これらの属性はこのような接続に適している。
このような状況において、ＲＬＣ１４０は、このような論理チャネル待ち行列内にあるパケットが、（待ち時間要件を満たすために）必要な時間間隔で、けれどもＡＲＱや他の信頼性技術を適用することなく、伝送されることを確実にしようとする。反対に、待ち時間には寛容であるが高い信頼性を必要とする属性で定義された論理チャネル待ち行列により、ＣＰＥ４８と基地局４４との間のファイル転送（例えばｆｔｐセッション）を伝送することができる。同様に、ＡＲＱ又は他の信頼性技術が適用されるように、待ち時間に不寛容で高い信頼性を必要とする属性で定義された論理チャネル待ち行列によってファックスデータを伝送してもよい。前述のように、ＡＲＱのような信頼性技術を各論理チャネルベースで提供することができる。更に、あまり一般的でない属性、例えばより高いエラー訂正コーディングレベルや、無線伝送電力レベルマージンでさえも定義して各論理チャネルベースで実行することもできる。また、ヘッダー圧縮をフローに適用するかどうか、フローに適用するヘッダー圧縮のタイプなど、他の属性をフロー毎に定義することができる。
更に、トラフィックシェーパーを各論理チャネルベースで実施し、構築することができる。これにより、例えば、音声電話通信データを必要に応じてリンク４０上で転送することができ、一方で、他のデータタイプのデータ転送速度を、ネットワークオペレータにより定義されるパラメータに従って制限することができる。このように、電話通信を妨害されずに行うことができる一方で、ファイル転送又は他の大きなデータ転送をリーキーバケット(leaky bucket)や他のトラフィックシェーピングプロセスにかけることができる。
今や当業者には明らかであるように、前述の固有の柔軟性は、伝送リンク容量に対するオーバーヘッドのインパクトを非常に小さくして達成される。セグメントの伝送は、送信先の論理チャネルを識別する小さいヘッダーを各セグメントに追加することのみを含み、パケットのセグメンテーションが生じた場合は、パケットのセグメンテーションの指示と、完全なパケット内のセグメントの位置を含む。
本発明は、異種のリンクを含むネットワークにおいて、無線リンクなどの共用資源の効率的な利用をもたらす。データはフローに編成され、各フローには、独自のＱｏＳ属性のセットを有する独自の論理チャネルを設けることができる。これらの属性は、優先順位決定、待ち時間の制限、データ転送速度要件、信頼性要件などを含むことができる。
本発明の前述の実施の形態は本発明の例であることを意図しており、本明細書に添付の請求項によってのみ定義される本発明の範囲から逸脱することなく、変更や修正が当業者によって行われてもよい。
ワイヤラインリンク及び無線通信リンクを含む異種のネットワークとこれに接続されたエンドユーザの概略図である。 ＣＰＥの概略図に接続されたエンドユーザ端末を示す図である。 基地局における、複数の優先順位決定及び待ち行列エンジンを含むＱｏＳプロセッサの概略図である。 伝送用のパケットの受信後にＱｏＳプロセッサ内で実行されるステップを表すフローチャートである。 パケットのセグメントを選択して伝送するために無線リンクコントローラによって実行されるステップを表すフローチャートである。 優先順位の異なる、伝送されるパケットセグメントのプロットを示す図である。 リアセンブリコントローラを示す図である。 ＣＰＥにおける優先順位決定及び待ち行列エンジンの概略図である。

Claims (19)

  1. サービス品質属性の異なるセットを各々に対して定義することのできる少なくとも２つのデータフローを通信リンク上で伝送する方法であって、
    （ｉ）前記リンク上で伝送用のパケットを受信するステップと、
    （ｉｉ）前記パケットを調べ、該パケットに必要とされる適切なサービス品質属性のセットを決定するステップと、
    （ｉｉｉ）前記調べたパケットを複数の論理チャネル待ち行列のうちの１つに配置するステップであって、前記１つの論理チャネル待ち行列には、前記パケットに必要な決定されたサービス品質属性に対応するサービス品質属性が定義されている、ステップと、
    （ｉｖ）前記リンクのデータ伝送容量を決定し、前記複数の論理チャネル待ち行列のうち、伝送の優先順位が最も高い伝送対象データを保持するものを１つ選択し、前記論理チャネル待ち行列からのデータを、前記チャネルの前記決定された伝送容量内に収まるようにパッケージ化が可能な限りパッケージ化して伝送するステップと、
    （ｖ）前記ステップ（ｉ）乃至（ｉｉｉ）、そして必要に応じて前記ステップ（ｉｖ）を繰り返すステップと、
    を含む、前記方法。
  2. 前記通信リンクが２つ以上のチャネルに構築され、該２つ以上のチャネルの各々は異なる量のデータ伝送容量を有することができ、
    前記複数の論理チャネル待ち行列の各々を前記２つ以上のチャネルのうちの１つ以上に割り当てることができ、前記ステップ（ｉｖ）において、前記決定されたデータ伝送容量が各チャネルに対して決定され、各チャネルに対し、前記割り当てられた論理チャネル待ち行列のうちの１つが伝送のために選択される、
    請求項１の方法。
  3. 前記２つ以上のチャネルが、一対の端点間の専用チャネル、及び端点と複数の他の端点との間の放送チャネルのうちいずれかを含むことができる、請求項２の方法。
  4. 前記専用チャネルが無線基地局と加入者局との間のデータを伝送し、前記放送チャネルが前記無線基地局と複数の加入者局との間のデータを伝送する、請求項３の方法。
  5. 前記少なくとも２つのチャネルの各々の伝送容量が、割り当てられた前記論理チャネル待ち行列へのサービス提供を満たすように必要に応じて調整される、請求項２の方法。
  6. 前記サービス品質属性が、前記データフローに対してＡＲＱを実行すべきか否かを含む、請求項１の方法。
  7. 前記サービス品質属性が、前記データフローに対してヘッダー圧縮を実行すべきか否かを含む、請求項１の方法。
  8. 前記サービス品質属性が、トラフィックシェーピングプロトコルを前記データフローに適用すべきか否かを含む、請求項１の方法。
  9. 論理チャネル待ち行列を、専用チャネルと少なくとも１つの放送チャネルに関連させることができる、請求項３の方法。
  10. 論理チャネル待ち行列のセットが前記複数の加入者局の各々に対して定義される、請求項４の方法。
  11. 各論理チャネル待ち行列の内容が定義された優先順位に従って配置され、優先順位が最も高い現行のパケットは、優先順位が最も高い直前のパケットの伝送が完了した後にのみ伝送のために選択される、請求項１の方法。
  12. 他の論理チャネル待ち行列からのパケットの伝送が完了する前に、異なる論理チャネル待ち行列の内容を次の伝送のためにプリエンティブに選択することができる、請求項１１の方法。
  13. 前記ステップ（ｉｉ）の後、対応するサービス品質属性をもつ利用可能な論理チャネル待ち行列がない場合、所要サービス品質属性のセットを有する論理チャネル待ち行列を生成し、前記ステップ（ｉｉｉ）において、前記生成された論理チャネル待ち行列内に前記パケットを配置するステップを更に含む、請求項１の方法。
  14. 異なるサービス品質属性を各々に対して定義することのできる複数のデータフローを、リンクによって第１の端点から複数の他の端点のうち１つ以上に伝送するためのシステムであって、
    前記リンクによって前記他の端点に伝送するための前記データフローからパケットを受信する、前記第１の端点におけるネットワークインターフェースと、
    各々が、受信したパケットを待ち行列に入れるように動作可能で、前記待ち行列の内容に対して定義される定義されたサービス品質属性のセットを有する、論理チャネル待ち行列のセットと、
    前記受信したパケットを調べて前記パケットのためのサービス品質属性を決定し、対応するサービス品質属性を有する前記論理チャネル待ち行列のうち選択されたものに前記受信したパケットを配置するパケット分類装置と、
    前記複数の端点に対して利用可能なデータ伝送容量を決定し、優先順位が最も高い内容を有する論理チャネル待ち行列からパケットの一部分を伝送のために選択し、前記部分を前記リンクのデータ伝送容量内に収めるために前記パケットを必要に応じてセグメント化するリンクコントローラと、
    を含む、前記システム。
  15. 前記第１の端点が無線基地局であり、前記複数の他の端点が加入者局である、請求項１４のシステム。
  16. 前記基地局が、前記複数の加入者局の各々に対する論理チャネル待ち行列のセットを保持する、請求項１５のシステム。
  17. 前記リンクが２つ以上のチャネルに構築されており、前記リンクコントローラは、前記複数の端点のうちの少なくとも１つに伝送するために、前記少なくとも２つのチャネルの各々に対し、論理チャネル待ち行列からパケットの一部分を選択する、請求項１６のシステム。
  18. 前記少なくとも２つのチャネルのうちの少なくとも一方は前記無線基地局と前記加入者局のうちの１つとの間の専用チャネルであり、前記少なくとも２つのチャネルのうちの他方は前記基地局から前記複数の加入者局のうち少なくとも２つ以上への放送チャネルである、請求項１７のシステム。
  19. 前記リンクコントローラが、前記少なくとも１つの専用チャネルの構造を変えてそのデータ伝送容量を変更するように動作可能である、請求項１８のシステム。
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