JPH09507732A

JPH09507732A - 移動通信システムのネットワーク要素及び移動通信システムにおいてパケットデータ送信する方法

Info

Publication number: JPH09507732A
Application number: JP7519366A
Authority: JP
Inventors: ヤーリヘーメレイネン; ユッシーラジャラ; マッティーケスキーネン
Original assignee: Nokia Mobile Phones Ltd
Current assignee: Nokia Oyj
Priority date: 1994-01-21
Filing date: 1995-01-20
Publication date: 1997-08-05
Also published as: FI94700C; EP0740876A1; AU680334B2; WO1995020283A1; ATE257632T1; AU1419095A; DE69532409D1; CN1138929A; DE69532409T2; FI94700B; FI940314A0; US6052369A; EP0740876B1

Abstract

(57)【要約】本発明は、移動通信システムにおいて移動交換機(MSC)、ベースステーションコントローラ(BSC)及びベースステーション(BTS)のような固定ネットワーク要素間でパケットデータ送信を行う方法と、このような方法を適用する移動通信システムの固定ネットワーク要素とに係る。デジタル移動通信ネットワークにおけるノード対ノードのパケットデータ送信は、ネットワーク要素をパケットノードとして使用し、そしてそれらの間の既存の信号プロトコル(LAPD,MTP)を使用してデータパケットを送信することにより行われる。到来するデータパケット及び出て行くデータパケットの処理(36,37,64)のみがネットワーク要素に導入される。パケットデータ送信に使用される移動通信ネットワークの通常の信号メッセージは、メッセージがパケットデータを含むことを指示する新たな識別子のみが設けられ、従って、パケットデータメッセージは、通常の信号メッセージ処理ではなくて、上記パケットデータ処理へ送り込むことができる。

Description

【発明の詳細な説明】移動通信システムのネットワーク要素及び移動通信システムにおいてパケットデータ送信する方法発明の分野本発明は、移動通信システムにおいて移動交換機、ベースステーションコントローラ及びベースステーションのような固定ネットワーク要素間でパケットデータ送信する方法に係る。又、本発明は、このような方法を適用する移動通信システムの固定ネットワーク要素にも係る。先行技術の説明環ヨーロッパ移動電話システムＧＳＭのようなデジタル移動通信システムの導入は、移動データ送信を公衆セルラーネットワークにおいてサポートしようとするときの突破口を意味する。ＧＳＭは、完全にデジタルであり、ＩＳＤＮ（サービス総合データ網）の一般的な原理を使用しているので、本来データを送信することができる。ユーザにとっては、ＧＳＭは、専用のデータ送信ネットワークを意味せず、アクセスネットワークを意味する。換言すれば、ＧＳＭを介してのデータ送信は、専用データネットワークへアクセスできることを意図する。現在のＧＳＭ推奨勧告は、セルラーネットワークにおける回路切り換えデータサービスしか規定していない。これは、回路の切り換え接続が移動通信ネットワークにおけるデータ送信に対して予約され、そして何ら通信が生じないサイレント周期中であっても無線リソースが全データセッション中割り当てられたままになることを意味する。データ通信の１つの特徴は、データがバーストで送信されることであるから、回路切り換え転送は、ユーザにとって高価であり、ネットワーク基本構造のチャンネル容量を浪費する。従って、ＧＳＭネットワークの基本構造において無接続（回路切り換えしない）のパケットデータサービスが要望される。従来のパケットデータネットワークのアーキテクチャーは、複数の小さな相互接続されたネットワークより成る単一の仮想ネットワークとして考えることができる。各ターミナル装置、例えば、コンピュータは、これらローカルネットワークの１つ、即ちパケットノードに接続され、他のノードを介して受信者へデータパケットを送信することができる。各データパケットは別々にルート指定され、即ちノードコンピュータは、パケットヘッダにおいて受信者のアドレスをサーチし、そして内部のルート指定アルゴリズムを使用することによりデータパケットを次のノードへ進める。種々の専用のパケット切り換え無線ネットワークがある。しかしながら、このようなネットワークに使用されている解決策を、既に標準化さそして設定もされているＧＳＭネットワークに、ネットワークの標準動作及び構成に著しい変更を加えることなく且つ著しい経済的資本をかけずに適用することは困難である。ＧＳＭシステム又はそれに対応する移動通信システムの固定ネットワークにおいて無接続パケット切り換えデータ転送を行う効率的な解決策は、これまで提供されていない。発明の要旨本発明の目的は、ネットワークの標準的な構成及び動作から著しく相違せずに且つできるだけ僅かな経済的投資で、ＧＳＭシステム又は対応するデジタル移動通信システムの固定ネットワークにおいてネットワーク要素間の無接続ノード対ノードパケットデータ転送を実施するための方法を提供することである。これは、移動通信システムの固定ネットワークにおいて移動交換機、ベースステーションコントローラ及びベースステーションのようなネットワーク要素間でパケットデータ送信を行う方法であって、ネットワーク要素間の信号プロトコルに基づき、パケットデータ送信のための識別子が設けられた送信フレームを形成し、送信されるべきパケットデータを上記送信フレームに挿入し、そしてネットワーク要素と上記信号プロトコルとの間に無接続信号システムを使用することにより、パケットデータを含む送信フレームを送信ネットワーク要素から受信ネットワーク要素へ送信する、という段階を特徴とする本発明の方法によって達成される。本発明の第２の特徴は、移動通信システムにおける移動交換機、ベースステーションコントローラ又はベースステーションのような固定ネットワーク要素であって、移動通信ネットワークの他のネットワーク要素との所定の信号プロトコルに基づいて無接続信号伝送するための信号手段を備えた固定ネットワーク要素にある。本発明によれば、このネットワーク要素は、更に、上記信号プロトコルに基づき、パケットデータ送信のための識別子が設けられた送信フレームを形成する手段と、送信されるべきユーザパケットデータを上記送信フレームに挿入する手段とを備え、そして上記信号手段は、ネットワーク要素と上記信号プロトコルとの間に無接続信号システムを使用することにより、パケットデータを含む送信フレームを別のネットワーク要素に転送することを特徴とする。本発明は、移動通信ネットワークの既存の信号プロトコル及びシステムを利用して、移動通信システムにおける固定ネットワーク要素間でパケット切り換えデータ送信を行うことに基づいている。例えば、ＧＳＭネットワークでは、ＡインターフェイスにＣＣＩＴＴ信号システム第７プロトコルを使用することにより、信号が搬送される。これらのプロトコル（以下、ＳＳ７という）は、厳密にノード対ノードの原理で動作し、即ちノードからノードへメッセージを送信する。更に、ＳＳ７信号リンクを含まないエービス(Abis)インターフェイスには、同様の無接続ＬＡＰＤ（Ｄチャンネル用のリンクアクセスプロトコル）が使用される。従って、本発明によれば、ネットワーク要素をパケットノードとして使用しそしてそれらの間にＳＳ７及びＬＡＰＤのような信号プロトコル及びシステムを使用してデータパケットを送信することにより、デジタル移動通信ネットワークにおいてノード対ノードのパケットデータ送信を構成することができる。到来データパケット及び出て行くデータパケットを処理する手段のみがネットワーク要素に導入される。移動通信ネットワークの通常の信号メッセージが、パケットデータ送信に使用され、これらメッセージには、メッセージがパケットデータを含むことを指示する新たな識別子のみが設けられ、従って、パケットデータメッセージは、信号メッセージの通常の処理に代わって、パケットデータ処理手段へ送ることができる。本発明によれば、移動通信システムの固定ネットワークにおいて、ネットワークの通常の動作及び構成を全く著しく変更する必要なく、ひいては、高い資本コストをかけずに、無接続（回路切り換えしない）のパケットデータ送信が提供される。無接続のパケットデータ送信は、ネットワークのチャンネル容量の利用を改善する一方、ユーザにとって更に効果的な送信方法とすることができる。本発明により、データ送信のための料金は、送信したデータパケットの数に基づく。このため、料金請求処理を容易に構成することができる。データ経路に沿ったノードの１つがソースアドレス及びパケット長さを検査し、その情報を料金請求センターへ送信する。図面の簡単な説明以下、添付図面を参照し、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明による移動通信ネットワーク、及びデータネットワークへのインターフェイスを示す図である。図２は、エイビスインターフェイスに使用されるＬＡＰＤフレームを示す図である。図３は、多数のアプリケーションパートプロトコルをエイビスインターフェイスにおけるＬＡＰＤリンクへとマルチプレクスするところを示す図である。図４は、エイビスインターフェイスにおける層３フレームを示す図である。図５Ａ及び５Ｂは、ＭＴＰメッセージ信号ユニットの基本フォーマットを示す図である。図６は、多数のアプリケーションパートプロトコルをＡインターフェイスにおけるＭＴＰリンクへとマルチプレクスするところを示す図である。図７は、ノード対ノード接続のプロトコルスタックを示す図である。図８は、ベースステーションコントローラとパケット処理コンピュータとの間に使用されるデータパケットフォーマットを示す図である。図９は、ベースステーションとベースステーションコントローラとの間に使用されるデータパケットフォーマットを示す図である。好ましい実施形態の詳細な説明本発明は、無接続ＣＣＩＴＴ信号システム第７（ＳＳ７）信号プロトコル等を用いる全ての移動通信システムに使用するのに適している。本発明は、環ヨーロッパデジタル移動通信システムＧＳＭ及びそれに対応するデジタルシステム、例えば、ＤＣＳ１８００及びＰＣＮに使用するのに特に好ましい。以下、本発明の好ましい実施形態をＧＳＭシステムにおいて説明するが、これに限定されるものではない。ＧＳＭシステムの詳細な構成及び動作については、ＧＳＭに関するＥＴＳＩ推奨勧告、及びＭ．モーリ及びＭポーテ著の書籍「移動通信のためのＧＳＭシステム(The GSM System for Mobile Communications)」、パライゾー、フランス、ＩＳＢＮ：２−９５０７１９０−０−７を参照されたい。図１は、ＧＳＭセルラー無線システムの一部分を概略的に示す。セルラー無線システムによりカバーされるエリアは、無線セルに分割される。ベースステーションシステムＢＳＳ（２つしか図示されていない）は、デジタル送信リンク９により移動交換機ＭＳＣ１０に接続される。各ベースステーションシステムＢＳＳは、ベースステーションコントローラＢＳＣを備え、これには、更に、デジタル送信リンク８により１つのベースステーション又は多数のベースステーションＢＴＳが接続される。１つのベースステーションＢＴＳの無線有効到達エリアは、通常、１つの無線セルを構成する。所定数のＲＦ搬送波周波数が各ベースステーションＢＴＳＩ−ＢＴＳ４に割り当てられる。ＧＳＭシステムの信号は、ＴＤＭＡフレームより成り、その各々は、好ましくは８個のタイムスロットを含み、これにより論理チャンネルが転送される。論理チャンネルは、セル内の移動無線ステーションＭＳ３との通話（スピーチ及びデータ）を確立するためのトラフィックチャンネルと、セル内の移動無線ステーションＭＳ３（移動ステーション）と信号伝送するための制御チャンネルとを含む。トラフィックチャンネルでは、スピーチ接続、即ちＶ．１１０レート適用６４ｋビット／ｓ全二重データ接続又は９．６／４．８／２．４ｋビット／ｓデータ接続を確立することができる。又、トラフィックチャンネルは、送信プロトコルＲＬＰ（無線リンクプロトコル）が使用されない場合には、１２ｋビット／ｓのデータチャンネルを構成することもできる。ＧＳＭネットワークにおいては、データ送信は、現在、各移動ステーションＭＳ３に専用の回路切り換えチャンネルに必要に応じて構成される。換言すれば、無線経路７のトラフィックチャンネル及びデジタル送信リンク８、９の送信チャンネルが、データセッション全体に対し各回路切り換えデータ送信チャンネルに割り当てられる。ターミナル装置及び／又は他の送信接続／送信システムにデータ接続を適応させる特殊目的の接続アダプタがデータ接続の両端に通常は必要とされる。移動ステーションＭＳ３に関連した接続アダプタは、一般に、ターミナルアダプタと称し、ネットワーク端の接続アダプタは、相互作用機能ＩＷＦと称する。一般に、このような相互接続機能は、ＧＳＭ移動通信ネットワークの移動交換機ＭＳＣに配置される。ＧＳＭ推奨勧告では、３つの異なるインターフェイスを区別することができ、即ちそれらは、無線経路７を通る無線インターフェイスと；ベースステーションＢＴＳとベースステーションコントローラＢＳＣとの間のエイビスインターフェイスと；ベースステーションコントローラＢＳＣと移動交換機ＭＳＣとの間のＡインターフェイスである。Ａインターフェイスは、２つの移動交換機ＭＳＣ間のデジタル接続１１にも適用される。ＧＳＭネットワークのＡインターフェイスの信号は、ＣＣＩＴＴ信号システム第７プロトコルによって搬送される。このプロトコルは、ノード対ノードの原理で進行し、即ちノード対ノードメッセージにおいてデータ送信を与える。エイビスインターフェイスには、ＬＡＰＤ（Ｄチャンネルのリンクアクセスプロトコル）が使用される。本発明によれば、移動無線ネットワークの固定部分に、パケットデータネットワークと同様にノード対ノードのパケット送信を構成することができ、これは、ベースステーションＢＴＳ、ベースステーションコントローラＢＳＣ及び移動交換機ＭＳＣのようなネットワーク要素をパケットノードとして実施し、そしてそれらの間の信号リンク、例えば、ＳＳ７及びＬＡＰＤリンクをデータパケットの送信に使用することにより行われる。本発明によれば、図１に基づき、例えば、移動無線ステーション３及びこれに接続されたリモートワークステーション４（例えば、パーソナルコンピュータＰＣ）より成る移動ステーションＭＳ３は、パケットデータ送信に適した新規なアクセス方法であってデータパケットの送信に必要な時間中だけ無線チャンネルを使用する新規なアクセス方法により、ベースステーションＢＴＳ４へデータパケットを送信する。本発明は、移動ステーションＭＳ３とベースステーションＢＴＳとの間の無線インターフェイス７にどんなアクセス方法が使用されるかに関わりない。というのは、本発明は、主として、固定のネットワーク要素間にパケット送信を実施することに係るからである。ベースステーションＢＴＳ４は、移動ステーションＭＳ３から受け取ったデータパケットをベースステーションコントローラＢＳＣへ送信し、該コントローラは、データパケットを移動交換機ＭＳＣへ送る。データパケットは、パケットヘッダの行先アドレスに基づいて各ノードにルート指定され、そして各パケットは独立してルート指定される。図１に示す本発明の好ましい実施形態では、以下にエージェント１９と称するコンピュータ１９が、データパケットを処理するために移動交換機ＭＳＣに更に関連される。エージェント１９は、そのサービスエリア内に位置する移動ステーションＭＳ３からの全てのデータパケットがルート指定されるデータサービスセンターである。又、エージェント１９は、以下に詳細に述べるように、データサービスを用いる移動ステーションＭＳ３の位置の更新にも随伴する。ベースステーションコントローラＢＳＣ、移動交換機ＭＳＣ及びエージェント１９の間でデータパケットをアドレスしそしてルート指定することは、標準的なＳＳ７手順によりＭＴＰ３（メッセージ転送パート）レベルで行われる。本発明の好ましい実施形態では、ベースステーションコントローラＢＳＣから移動ステーションＭＳ３へのルート指定は、以下に述べるように、移動ステーションＭＳの識別に基づいている。上記で述べたように、移動ステーションＭＳからのデータパケットのルート指定は、データパケットが常にそのエリアにサービスするサービスセンターであるエージェント１９へルート指定されるので、多少単純である。データサービスセンターであるエージェント１９は、図１に示す本発明の好ましい実施形態では、従来のルータ１８により、ＷＡＮ（ワイドエリアネットワーク）のような外部データネットワークに接続される。従って、サービスセンターであるエージェント１９は、ＭＳＣ１０と外部データネットワークＷＡＮとの間のインターフェイスを構成する。移動交換機ＭＳＣ１０と、これに接続されたサービスセンターであるエージェント１９と、使用されたプロトコルとの間のインターフェイスは、本発明にとって重要なものではなく、通常は、移動交換機ＭＳＣの製造者に依存する。しかしながら、本発明の好ましい実施形態では、この目的で割り当てられたＭＳＣ１０とデータサービスセンター即ちエージェント１９との間の直接データリンクと、製造者に特定のプロトコルとが使用される。１つの別の解決策は、データサービスセンター１９を、例えば、ＳＳ７信号ネットワークにおける移動交換機ＭＳＣ又はベースステーションコントローラＢＳＣと同様のスイッチングノードにすることである。又、移動通信ネットワークのいずれかのノード即ちネットワーク要素を、外部ネットワーク、例えば、ＷＡＮに接続することもできる。これは、データサービスセンター（例えば、エージェント１９と同様の）をノードに接続し、そのゲートウェイを経て外部ネットワークを設けることにより行われる。従って、エージェント１９は、ベースステーションコントローラＢＳＣ又はベースステーションＢＴＳに接続することができる。本発明の好ましい実施例では、データサービスセンターであるエージェントが各移動交換機ＭＳＣに接続されると仮定する。しかしながら、ネットワークオペレータが、全ネットワーク内の１つのデータサービスセンター即ちエージェント（１つの移動交換機に接続された）のみを使用したい場合には、移動交換機間に特定の集中ルート指定機能を使用しなければならない。２つの移動交換機ＭＳＣ間のインターフェイスに使用されるプロトコルは、ＭＴＰであり、即ち移動交換機ＭＳＣとベースステーションコントローラＢＳＣとの間のインターフェイスに使用されたものと同じプロトコルである。従って、１つの移動交換機ＭＳＣからのデータパケットを、別の移動交換機ＭＳＣに接続された集中データサービスセンター「エージェント」に向けてルート指定することは、ベースステーションコントローラＢＳＣから移動交換機ＭＳＣへルート指定するのと同じ原理で実行される。ルート指定に使用されるアドレス動作は、行先ポイントコードに基づいており、各移動交換機ＭＳＣ及びデータサービスセンター「エージェント」は、当該ネットワーク要素を識別するための独特のポイントコードを移動通信ネットワークにおいて有している。データパケットを送信する移動交換機ＭＳＣ（中継器ＭＳＣ）は、データパケットを送るのに必要な手順に付随するパケット処理ユニットを備えている。図１に示した好ましい実施形態において、異なるインターフェイス、即ち無線インターフェイス７（ＭＳ−ＢＴＳインターフェイス）、ＢＴＳ−ＢＳＣインターフェイス８及びＢＳＣ−ＭＳＣインターフェイス９に使用されるプロトコルを以下に詳細に例示する。無線インターフェイス上記したように、本発明は、無線インターフェイス７のパケット送信に使用されるアクセス方法には関わりない。しかしながら、概念を明確にするために、このような媒体アクセス制御の例を説明する。全てのプロトコルにおいて、媒体アクセス制御は、移動ステーションＭＳとベースステーションＢＴＳとの間で行われ、従って、他のネットワーク要素、即ちノードを含ませる必要はない。多数のトラフィックチャンネル又はキャリアのみをパケットデータ送信に対して割り当てることができる。この場合に、アップリンク及びダウンリンクチャンネルを使用することができる。移動ステーションによりアップリンクチャンネルに送信されたパケットデータは、任意であるが、直ちにダウンリンクチャンネルに送ることができる。これは、送信されたデータパケットの正しさを移動ステーションＭＳに保証することができる。アクセス方法は、アロハ(Aloha)ベースの媒体アクセス制御方法であってもよい。全ての移動ステーションは、トラフィックチャンネルへのアクセスを得ようと試みる。このメカニズムは、ＧＳＭシステムの下層にある程度の変更を必要とするが、標準トラフィックチャンネル構造によって形成することもでき、これにより、新たな媒体アクセス制御を実施するだけでよい。ＢＴＳ−ＢＳＣインターフェイス手順エイビスインターフェイスに対する信号リンクプロトコルは、ＬＡＰＤ、即ちＨＤＬＣ（高レベルデータリンク制御）型のリンクプロトコルである。ＨＤＬＣプロトコルからの特性に加えて、ＬＡＰＤは、多数の同時接続のマネージメントを含む。ＬＡＰＤは、２つのノード間の直接リンクにわたる信頼性の高い転送を与える。図２は、ＬＡＰＤフレームのフォーマットを示す。エイビスインターフェイスのＬＡＰＤフレームの長さは、上層情報として２６０オクテットを含む２６４オクテットに制限される。流れ制御番号は、モジュロ１２８をベースとし、情報の流れが続けられる。従って、データレートの限界は検出されない。サービスは、接続指向サービスと無接続サービスとに分割される。無接続サービスは、主として、マネージメント情報を送信するのに使用される。本発明については、無接続プロトコルは、無接続パケットデータ送信に好ましく適合するので、最も関心の高いものである。これは、ＬＡＰＤフレームに対し僅かな付加的な定義を必要とするだけである。現在、ベースステーションＢＴＳのトランシーバＴＲＸ及び他のユニットは、ベースステーションコントローラＢＳＣへの１つの共通の物理的接続を有してもよいし、又は各トランシーバがそれ自身の物理的接続を有してもよい。ベースステーションのトランシーバＴＲＸ及び他のユニットへ信号パケットをアドレスすることは、ＬＡＰＤフレームのターミナル終点識別子（ＴＥＩ）を使用して行われる。従って、各トランシーバ及び他のユニットは、それ自身のＴＥＩを有する。ＬＡＰＤフレームのサービスアクセスポイント識別子（ＳＡＰＩ）によりＴＥＩ値として異なる論理的リンクが定義されてもよい。現在では、各ＴＥＩ値に対し、３つの論理的リンクが定義される。 − トラフィックマネージメントの手順をサポートするための無線信号リンク（ＲＳＬ）、ＳＡＰＩ＝０ − 短いメッセージサービス、ＳＡＰＩ＝３ − ネットワークマネージメントの手順をサポートするための動作及び保守リンク（ＯＭＬ）、ＳＡＰＩ＝６２ − 層２マネージメントメッセージのための層２マネージメントリンク（Ｌ２ＭＬ）、ＳＡＰＩ＝６３本発明によるパケットデータ送信の場合は、新たな論理リンク及びそれに対応する新たなＳＡＰＩ値が予約される。 − パケットデータ送信手順のためのパケットデータリンク、ＳＡＰＩ＝ｘ（例えば、ＳＡＰＩ＝５）更に、無線インターフェイス７にパケットチャンネルを有する各ベースステーショントランシーバＴＲＸに対し別々の物理的パケットデータ接続（又は多数の接続）が存在することが考えられる。又、パケットデータトラフィックの量が低い場合は、無線信号リンクＲＳＬ及びパケットデータリンクＰＤＬに対し共通の物理的接続が存在することも別に考えられる。異なるＳＡＰＩ値を使用する場合は、共通の物理的接続が使用されるときに無線信号リンクＲＳＬ及びパケットデータリンクＰＤＬに対し異なる優先順位を与えることができる。図３は、異なるアプリケーションパート（ＡＰ）プロトコルをエイビスインターフェイスのＬＡＰＤリンクにマルチプレクスするところを示している。図３は物理的な接続３１によって相互接続されたベースステーションＢＴＳ及びベースステーションコントローラＢＳＣを示している。ベースステーションＢＴＳとベースステーションコントローラＢＳＣとの間に物理的接続３１を経てＬＡＰＤプロトコルＬＡＰＤリンクを確立するために、各々、ベースステーションＢＴＳには手段３２がそしてベースステーションコントローラＢＳＣには手段３３が設けられている。本発明の場合に、ベースステーションＢＴＳ及びベースステーションコントローラＢＳＣは、各々、パケット処理手段３６及び３７、即ちパケットアプリケーションパート（パケットＡＰ）を備え、これは、本発明によるパケット送信に必要とされるパケット処理測定を行う。ＬＡＰＤプロトコル送信を用いた信号伝送のような他のアプリケーションパートＡＰがブロック３４及び３５で一般的に示されている。これらブロックは、本発明については何ら意義がなく、これ以上詳細に説明しない。送信方向において、パケット処理手段３６又は３７は、図５Ａに示すように、送信されるべきデータパケットをＬＡＰＤフレームの情報フィールドに挿入し、そしてパケットデータ送信を指示する識別子をＳＡＰＩフィールドに挿入する。構成されたＬＡＰＤプロトコルフレームは、送信ネットワーク要素、即ちノードのＬＡＰＤ手段３２又は３３に付与され、更にＬＡＰＤフレームをＬＡＰＤプロトコルに基づいて受信ネットワーク要素、即ちノードのＬＡＰＤ手段３２又は３３へ送出する。アップリンク方向において、ＢＳＣはパケットをＭＳＣ／サービスセンター「エージェント」１９へ送る。ダウンリンク方向において、ＢＳＣのパケット処理手段３７は、パケットがベースステーションＢＴＳから移動ステーションＭＳへ送信されるところのトラフィックチャンネルを選択する。本発明の好ましい実施形態では、移動ステーションＭＳがグループに分割され、その各々が常にセルにおける同じ物理的パケットデータチャンネルを使用するものと仮定する。移動ステーションＭＳの消費電力を減少するために、このチャンネルは、更に、ブロックに分割され、各ＭＳは、ベースステーションＢＴＳにより送られたデータパケットを監視するためにブロックの１つを監視する。チャンネル及びチャンネル内のブロックは、移動ステーション識別ＩＭＳＩによって決定される。ベースステーションコントローラＢＳＣは、チャンネル番号及びグループ番号を、エイビスインターフェイスの層３メッセージにおいてベースステーションＢＴＳへ送信し、このメッセージが図４に示されている。このフレームは、高レベルのデータパケットをデータ部分に含んでおり、その送信は、移動ステーションＭＳとＭＳＣ／エージェント１９との間で続けられる。このデータパケットは、例えば、図８及び９に示す形式のものであり、この場合には、そのヘッダ部分も含む。図４のエイビスインターフェイスフレームのヘッダフィールドは、無線インターフェイスに使用される媒体アクセス制御方法に基づく。チャンネルがサブグループに分割されない場合には、ヘッダフィールドのグループ番号フィールドは不要である。又、１つの種類のメッセージしか送信されない場合には、メッセージ形式フィールドも省略できる。ＢＳＣ−ＭＳＣインターフェイス手順Ａインターフェイスの共通チャンネル信号に使用されるＳＳ７プロトコルは、メッセージ転送パート（ＭＴＰ）及び信号接続制御パート（ＳＣＣＰ）である。これらプロトコルは、ノード対ノードの原理で無接続パケットデータ送信に使用することができる。本発明の好ましい実施形態では、パケットデータ送信は、ＭＴＰレベルで実施される。ＭＴＰは、物理的データリンク、信号データリンク及び信号ネットワーク機能（信号メッセージ取り扱い及び信号ネットワークマネージメント）に注意を払う低レベルプロトコルである。ＭＴＰは、ＣＣＩＴＴレッドブック推奨勧告Ｑ．７０２ないしＱ．７０４及びＱ．７０７に定義されている。送信は、６４ｋビット／ｓのデータレートにおいて物理的リンク（ＭＴＰ１）を経て実行される。信号リンク機能（ＭＴＰ２）は、個々のリンクを通るメッセージの転送に関連した機能及び手順に注意を払い、これは、信号ユニットの決定、エラー補正及びシーケンス制御を含む。従って、リンクを経て送信されるデータは、エラーのないものでなければならない。ＭＴＰ３は、信号ネットワークマネージメント機能及び信号メッセージ取り扱い機能を与える。メッセージの実際の転送は、ＭＴＰレベル３によって行われる。ＭＴＰのレベル３は、３つの主たる機能、即ちローカルユーザ部分に属するメッセージの弁別、メッセージのルート指定、及び適当なユーザ部分へのメッセージの分配を有する。メッセージ信号ユニット（ＭＳＵ）は、ヘッダとして８オクテットを含む最大２７２オクテットの可変長さをＡインターフェイスに有する。より高いレベルに対しＭＴＰにより行われるサービスは、ＭＴＰ−ＴＲＡＮＳＦＥＲ（転送）、ＭＴＰ−ＰＡＵＳＥ（休止）及びＭＴＰ− ＲＥＳＵＭＥ（再開）である。ＭＴＰ信号ユニットの構造が図５Ａ及び５Ｂに示されている。最も重要なフィールドは、長さ指示子（信号ユニットにおける信号情報フィールドの長さ）、サービス情報オクテット（特定にユーザ部分を指示するのに使用される）及び信号情報フィールド（実際の高レベル信号情報を保持する）である。信号情報フィールドは、ルート指定ラベル及び高レベルデータより成る。ルート指定ラベルは、メッセージ信号ユニットをルート指定するのに使用される。ルート指定は、全国の遠隔通信エリアを通じて独特である行先ポイントコードに基づいている。ＭＴＰベースのメッセージ転送は、データグラム型の無接続サービスであり、即ち各メッセージ信号ユニットは、互いに独立してルート指定される。本発明によるノード対ノードのパケット送信システムは、ＭＴＰプロトコルスタックの頂部に構築される。これは、エイビス及びＡインターフェイスに同じパケットサイズを使用できるようにする。更に、ＳＣＣＰが使用されないので、ヘッダ情報の量が最小にされる。しかしながら、実施はＭＴＰに限定されるものではなく、以下に述べるように、本発明によるパケット送信システムをＳＣＣＰの頂部に構築することもできる。ＭＴＰレベル３の機能は、移動交換機ＭＳＣとベースステーションコントローラＢＳＣとの間で本発明によるパケット送信に使用される。新たな値は、図５Ａに基づくＭＴＰメッセージ信号ユニットのサービス情報オクテット（ＳＩＯ）フィールドにおいてパケットデータ送信の識別子として決定され、この識別子により、パケットデータフレームを他のＭＴＰフレームから区別することができる。図６は、物理的接続６１により相互接続されたベースステーションコントローラＢＳＣ及び移動交換機ＭＳＣを示している。ベースステーションコントローラＢＳＣ及び移動交換機ＭＳＣは、物理的接続６１を経てＭＴＰプロトコルメッセージ転送を行うための手段６２及び６３を各々備えている。本発明の場合に、ベースステーションコントローラＢＳＣ及び移動交換機ＭＳＣは、各々、パケット処理手段３７及び６４、即ちパケットアプリケーションパート（パケットＡＰ）を備え、これは、本発明によるパケット送信に必要なパケット処理を行う。ＭＴＰプロトコル送信を用いた信号伝送のような他のアプリケーションパートＡＰがブロック３５及び６５で一般的に示されている。これらブロックは、本発明については何ら意義がなく、これ以上詳細に説明しない。送信方向において、パケット処理手段３７又は６４は、図５Ａに基づき、送信されるべきデータパケットをＭＴＰフレームの信号情報フィールド（ＳＩＦ）に挿入し、そしてパケットデータ転送の識別子をＳＩＯフィールドに挿入する。構成されたＭＴＰプロトコルフレームは、送信ネットワーク要素、即ちノードのＭＴＰ手段６２又は６３に付与され、これは、フレームをＭＴＰプロトコルに基づいて受信ネットワーク要素、即ちノードのＭＴＰ手段６２又は６３へ送出する。受信ノードのＭＴＰ手段６２又は６３は、受信したＭＴＰフレームのＳＩＯフィールドを分析し、そしてパケットをネットワーク要素のパケットデータ処理手段３７又は６４に送出し、この場合に、ＳＩＯは、パケットデータ転送識別子を含んでいる。パケットデータ処理手段３７又は６４は、フレームのＳＩＦフィールドを検査し、そしてデータパケットを更に処理のために抽出する。アップリンク方向において、ＭＳＣはパケットをデータサービスセンター「エージェント」１９又は別の移動交換機ＭＳＣへ送る。ダウンリンク方向に、ＢＳＣは、データを上記したようにベースステーションへ送信する。Ａインターフェイスにおける本発明によるパケットデータ送信は、ＭＴＰプロトコルではなくて、信号及び接続制御パート（ＳＣＣＰ）プロトコルを用いて行うことができる。ＳＣＣＰは、ＭＴＰにより形成されるサービスを使用する。ＳＣＣＰは、ＣＣＩＴＴレッドブック推奨勧告Ｑ７１１ないしＱ．７１４に定義されている。ＳＣＣＰは、ＭＴＰに対し、無接続サービス及び接続指向のネットワークサービスをカバーする付加的な機能を形成する。最も関心のある別のやり方は、パケット送信に対して無接続サービスを使用することである。クラス０及びクラス１の２つのクラスの無接続サービスが存在する。クラス０は、シーケンス制御情報を含まないが、クラス１は含む。シーケンス制御情報は、複数のパケットを送信の順序で受信できるようにする。しかしながら、ＧＳＭシステムでは、クラス０のみが使用される。１つの無接続ＮＳＤＵの長さは、３２オクテットである。この代替え物は、必要なときだけ信号リンクを使用できるようにし、多数の接続を同じリンクへとマルチプレクスするよう容易に構成することができる。ＭＴＰの頂部にＳＣＣＰ層を使用することによりＭＴＰプロトコルに関連して上記したパケットデータ送信を実行することができる。しかしながら、パケットフォーマットは、小さなものであり、分割機能の実施を必要とする。本発明によるパケットデータ送信におけるノード対ノード接続は、図７に基づくプロトコルスタックによりシステムレベルで説明することができる。移動ステーションＭＳと、ベースステーションＢＴＳのパケットハンドラー３６との間には、無線経路７の媒体アクセス制御を実行する手段７１及び７２がある。ベースステーションＢＴＳのパケットハンドラー３６と、ベースステーションコントローラのパケットハンドラー３７との間には、図３について述べたように、ＬＡＰＤプロトコル接続がある。これに対応して、ベースステーションコントローラＢＳＣのパケットハンドラー３７と、移動交換機ＭＳＣのパケットハンドラー６４との間には、図６について説明したＭＴＰプロトコルを実施する手段６２及び６３がある。一方、移動交換機ＭＳＣのパケットハンドラー６４は、パケットサービスセンター「エージェント」１９と通信し、これも又、パケットを外部データネットワークＷＡＮへ送出する。ベースステーションＢＴＳのパケットハンドラーの１つの機能は、ＬＡＰＤプロトコル送信フレームにおいて送信されるべきパケットデータを、ベースステーションと移動ステーションとの間に使用される媒体アクセス制御方法ＭＡＣと、パケットデータ送信プロトコルとに適応させることである。これに対応して、ベースステーションコントローラＢＳＣのパケットデータハンドラーの１つのタスクは、ベースステーションとベースステーションコントローラとの間でＬＡＰＤプロトコル送信フレームにおいて転送されるべきパケットデータを、ベースステーションと移動交換機との間に使用されるＭＴＰ信号プロトコル送信フレームに適応させ、そしてその逆も行うことである。ベースステーションコントローラＢＳＣと、移動交換機ＭＳＣに接続されたデータサービスセンター「エージェント」１９との間に使用されるパケットフォーマットが図８に示されている。パケットは、セル識別子ＩＤと、移動ステーション識別子ＭＳＩＤと、制御データＣｏｎｔｒｏｌと、ユーザデータブロックＤａｔａとを含んでいる。エイビス及び無線インターフェイスにおいて、パケットフォーマットが図７に示すフォーマットから変換される。ベースステーションコントローラＢＳＣは、セル識別フィールドＣｅｌｌＩＤを用いて、パケットを正しいベースステーションＢＴＳに送信する。ＣｅｌｌＩＤフィールドは、無線経路を経て送信されるべき余計なヘッダ情報の量を減少するためにベースステーションコントローラＢＳＣにおいて除去される。このように、パケットフォーマットは、図９に示すようになる。移動ステーションＭＳからスタートするパケット送信においては、移動ステーションＭＳは、図９に示すパケットを無線経路を経て送信し、そしてベースステーションＢＴＳは、それをベースステーションコントローラＢＳＣへ送信する。ベースステーションコントローラＢＳＣにおいては、パケット処理手段３７は、ＣｅｌｌＩＤフィールドをパケットに追加する。添付図面及びそれに関連した説明は、本発明を単に説明するものに過ぎない。本発明は、以下の請求の範囲の精神及び範囲内でその細部について変更し得ることが明らかである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩＨ０４Ｑ 7/38 (72)発明者ヘーメレイネンヤーリフィンランドエフイーエン−33720 タンペレマッティタピオンカテュ１エフ17 (72)発明者ラジャラユッシーフィンランドエフイーエン−02340 エスプーヒュータコウック 31セー (72)発明者ケスキーネンマッティーフィンランドエフイーエン−04400 イェルヴェンペーエヴィルターカテュ４ −６ベー６

Claims

【特許請求の範囲】１．移動通信システムにおいて移動交換機、ベースステーションコントローラ及びベースステーションのような固定ネットワーク要素間でパケットデータ送信を行う方法であって、ネットワーク要素間の信号プロトコルに基づき、パケットデータ送信のための識別子が設けられた送信フレームを形成し、送信されるべきパケットデータを上記送信フレームに挿入し、そしてネットワーク要素と上記信号プロトコルとの間に無接続信号システムを使用することにより、パケットデータを含む送信フレームを送信ネットワーク要素から受信ネットワーク要素へ送信する、という段階を備えたことを特徴とする方法。２．ネットワーク要素により上記信号プロトコルに基づいて送信フレームを受け取り、その送信フレームが、信号フレームであるか、又はパケットデータ送信に使用される送信フレームであってパケットデータ送信識別子を含む送信フレームであるかを分析し、パケットデータ送信識別子を含む送信フレームをデータパケット処理へと送り込む請求項１に記載の方法。３．ベースステーションとベースステーションコントローラとの間のパケットデータ送信は、サービスアクセスポイント識別子フィールドにパケットデータ送信識別子が設けられたＬＡＰＤ送信フレームを形成し、送信されるべきパケットデータをＬＡＰＤ送信フレームに挿入し、ネットワーク要素とＬＡＰＤ信号プロトコルとの間に無接続ＬＡＰＤ信号システムを使用することにより、パケットデータを含む送信フレームを行先アドレスで指示されたネットワーク要素へ送信する、という段階を備えた請求項１又は２に記載の方法。４．ベースステーションコントローラと移動交換機との間、及び移動交換機間のパケットデータ送信は、各々、サービス識別オクテットフィールドにパケットデータ送信識別子が設けられたＭＴＰ送信フレームを形成し、送信されるべきパケットデータをＭＴＰ送信フレームに挿入し、ネットワーク要素とＭＴＰ信号プロトコルとの間に無接続ＭＴＰ信号システムを使用することにより、パケットデータを含む送信フレームを行先アドレスで指示されたネットワーク要素へ送信する、という段階を備えた請求項１、２又は３に記載の方法。５．ベースステーションコントローラと移動交換機との間、及び移動交換機間のパケットデータ送信に、各々、ＳＣＣＰプロトコルを使用する請求項１、２又は３に記載の方法。６．移動通信システムにおける移動交換機、ベースステーションコントローラ又はベースステーションのような固定ネットワーク要素であって、移動通信ネットワークの他のネットワーク要素との所定の信号プロトコルに基づいて無接続信号伝送するための信号手段を備えた固定ネットワーク要素において、このネットワーク要素は、更に、上記信号プロトコルに基づき、パケットデータ送信のための識別子が設けられた送信フレームを形成する手段と、送信されるべきユーザパケットデータを上記送信フレームに挿入する手段とを備え、そして上記信号手段は、ネットワーク要素と上記信号プロトコルとの間に無接続信号システムを使用することにより、パケットデータを含む送信フレームを別のネットワーク要素に転送することを特徴とする固定ネットワーク要素。７．上記ネットワーク要素は、更に、別のネットワーク要素から受け取った送信フレームを分析する手段と、パケットデータ送信識別子を含む送信フレームからパケットデータを抽出する手段とを備えた請求項６に記載のネットワーク要素。８．上記ネットワーク要素は、更に、別のネットワーク要素から受け取った送信フレームを分析する手段と、パケットデータ送信識別子を含む送信フレームを更に次にネットワーク要素に送信する手段とを備えた請求項６又は７に記載のネットワーク要素。９．上記ネットワーク要素はベースステーションであり、ＬＡＰＤのような上記信号プロトコルに基づいて送信フレームにおいて送信されるべきパケットデータを、ベースステーションと移動ステーションとの間に使用されるパケットデータ送信プロトコルに適応させる手段を備えている請求項６、７又は８に記載のネットワーク要素。１０．上記ネットワーク要素はベースステーションコントローラであり、ベースステーションとベースステーションコントローラとの間のＬＡＰＤのような第１信号プロトコルに基づく送信フレームからのパケットデータを、ベースステーションコントローラと移動交換機との間のＭＴＰのような第２信号プロトコルに基づく送信フレームに挿入しそしてその逆も行う手段を備えている請求項６ないし９のいずれかに記載のネットワーク要素。１１．上記ネットワーク要素は、移動交換機であり、パケットデータ処理手段と、信号プロトコルに基づきパケットデータ送信識別子を含む送信フレームを該パケットデータ処理手段と別のネットワーク要素との間に転送する手段とを備えている請求項６ないし１０のいずれかに記載のネットワーク要素。１２．上記パケットデータ処理手段は、移動通信システムをＷＡＮのようなデータネットワークに相互接続するルータを備えている請求項１１に記載のネットワーク要素。１３．上記パケットデータ処理手段は、専用接続又はＳＳ７信号ネットワークにより移動交換機に接続される請求項１２に記載のネットワーク要素。