JP2001513612A - 情報をパケット指向伝送する方法および移動ステーションならびにベースステーション - Google Patents

情報をパケット指向伝送する方法および移動ステーションならびにベースステーション

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JP2001513612A JP2000506784A JP2000506784A JP2001513612A JP 2001513612 A JP2001513612 A JP 2001513612A JP 2000506784 A JP2000506784 A JP 2000506784A JP 2000506784 A JP2000506784 A JP 2000506784A JP 2001513612 A JP2001513612 A JP 2001513612A
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、ベースステーションと移動ステーションとの間で無線インタフェースを介して時間的にクリティカルな情報をパケット指向伝送する方法に関する。これによれば論理コネクション中、時間的にクリティカルな情報のためのサービスプロフィルをもつ移動ステーションは、アップリンク方向でそのサービスプロフィルに対してのみ割り当てられた１つのチャネルの一部分内で、アップリンク方向における無線技術的資源に対する要求を送信する。これは、ベースステーションにより精確な送信時点が事前に割り当てられることなく行われる。ベースステーションはこの要求を受信して評価し、それに基づき上記移動ステーションに対しアップリンク方向における有効信号伝送用無線技術的資源の割り当てを変更する。ＴＤＭＡ／ＣＤＭＡ加入者分離の行われるＴＤＤ移動無線システムへの適用が殊に有利である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、たとえばＧＳＭ移動無線ネットワーク内における時間的にクリティ
カルな情報のための、ＴＤＭＡ移動無線システムのベースステーションと移動ス
テーションとの間で無線インタフェースを介して情報をパケット指向伝送するた
めの方法、移動ステーションおよびベースステーションに関する。
【０００２】 移動通信システムは、送信側無線ステーションと受信側無線ステーションとの
間で無線インタフェースを介し電磁波を用いてデータを伝送するために用いられ
る。この場合、一般に無線ステーションの一方は定置されている。移動通信シス
テムのための１つの実例は公知のＧＳＭ移動無線ネットワーク（Global System
for Mobile Communications）であり、これによれば加入者信号伝送用に狭帯域 の周波数範囲とタイムスロットにより形成されたチャネルが設けられている。１
つのチャネル内の加入者信号は周波数と時間の点でその他の加入者信号から分離
されているので、受信側無線ステーションはその加入者信号のデータ検出を行う
ことができる。タイムスロットの形成により、時分割多重加入者分離つまりはＴ
ＤＭＡ（time division multiple access）移動無線システムが得られる。
【０００３】 移動無線ネットワークにおいてネットワーク側の無線ステーションはベースス
テーションであり、これは無線インタフェースを介して移動ステーションと通信
を行う。移動ステーションからベースステーションへの伝送をアップリンク方向
と称し、ベースステーションから移動ステーションへの伝送をダウンリンク方向
と称する。１つの周波数チャネルは、時分割多重フレームごとに１つの少なくと
も１つのタイムスロットにより形成される。この場合、多数の時分割多重フレー
ムにより１つのマクロフレームが形成される。さらに、搬送波周波数と場合によ
っては周波数ホッピングによって周波数チャネルが表される。
【０００４】 ２つの通信端末機器間のデータ伝送のために、コネクション指向のコンセプト
と論理コネクションベースのコンセプトに拠ることができる。コネクション指向
のデータ伝送の場合にはデータ伝送の時間全体にわたり、２つの通信端末機器間
の物理的な資源を用意しなければならない。
【０００５】 論理コネクションを介したデータ伝送の場合には、物理的な資源の持続的な調
達は不要である。これによればデータ伝送全体の持続時間中、２つの通信端末機
器間の論理コネクションが確立されるが、物理的な資源はデータパケットの実際
の伝送時間中だけしか調達されない。この方式は、短いデータパケット（それら
の間にそれよりも長い休止の入る可能性がある）でデータを伝送することに基づ
いている。各データパケットの間の休止期間中、他の論理コネクションのために
物理的な資源を利用することができる。論理コネクションの適用で物理的資源が
節約される。
【０００６】 物理的資源の制約された通信システムのために殊に、ドイツ連邦共和国特許出
願 DE 44 02 903 A1 により知られているパケットデータ伝送方式が提供されて いる。しかしこれは時間的にクリティカルではない情報の伝送のために開発され
たものであり、これによれば情報伝送の遅延時間は殊にアップリンク方向では重
要とされていない。移動通信システムにおけるベースステーションは、ネットワ
ーク側に到来する時間的にクリティカルな情報に対し、ダウンリンク方向におい
て無線技術的資源の相応の区分けにより応答することができる。アップリンク方
向についてはこれは不可能である。それというのも無線技術的資源の配分はネッ
トワーク側で実行されるが、時間的にクリティカルな情報の存在に関する知識は
移動ステーションにおいて分散的に存在するからである。論理コネクション確立
のための無線技術的資源の配分に対する要求は、アクティブでない移動ステーシ
ョンにより、この目的で無線セル内のすべての移動ステーションに割り当てられ
たアクセスチャネルにおいて送信される。
【０００７】 本発明の課題は、時間的にクリティカルなアプリケーションにいっそう適合し
たパケット指向情報伝送のための方法および装置を提供することにある。この課
題は、請求項１または１０記載の特徴を備えた方法、請求項１７記載の特徴を備
えた移動ステーション、ならびに請求項１８記載の特徴を備えたベースステーシ
ョンにより解決される。従属請求項には本発明の有利な実施形態が示されている
。
【０００８】 本発明によれば、ベースステーションと移動ステーションとの間で無線インタ
フェースを介して時間的にクリティカルな情報をパケット指向伝送する方法にお
いて、論理コネクション中、時間的にクリティカルな情報のためのサービスプロ
フィルをもつ移動ステーションは、アップリンク方向でそのサービスプロフィル
に対してのみ割り当てられた１つのチャネルの一部分内で、アップリンク方向に
おける無線技術的資源に対する要求を送信する。これは、ベースステーションに
より精確な送信時点が事前に割り当てられることなく行われる。ベースステーシ
ョンはこの要求を受信して評価し、それに基づき上記移動ステーションに対しア
ップリンク方向における有効信号伝送用無線技術的資源の割り当てを変更する。
【０００９】 したがって移動ステーションは、アップリンク方向における資源問い合わせの
シグナリングのために周波数チャネルに関するベースステーションの割り当てに
依存しなくなる。移動ステーションは資源問い合わせの時点自体も定めることが
できる。アップリンク方向において時間的にクリティカルな情報のために無線技
術的資源を利用するまでの遅延が小さくなる。
【００１０】 本発明の有利な実施形態によれば、無線インタフェースの１つのタイムスロッ
ト内で第１の無線ブロックが同期合わせされて伝送され、その結果、第１の無線
ブロックはそのタイムスロット内においてまえもって定められた時点でベースス
テーションに到来し、同じタイムスロットにおいて要求を伴う第２の無線ブロッ
クが伝送され、これを第１の無線ブロックとは別個に評価することができる。こ
のようにして第１の無線ブロックに加えて要求を伝送することができ、それによ
っても新たな無線技術的資源に結びつかない。アクセス無線ブロックの短くされ
たタイムスロットにおいては殊に、第２の無線ブロックのためのスペースが残さ
れる。
【００１１】 タイムスロットを適切に細分化することにより、いっそう多くのデータ量を伝
送できるようになり、つまりは無線技術的資源をいっそう良好に利用することが
できる。したがって１つのタイムスロットが１つの移動ステーションだけに割り
当てられるのではなく、それを複数の移動ステーションによって互いに独立して
利用することができる。送信側の同期合わせにより、タイムスロット内の複数の
無線ブロックが同時には到来しないようになり、そのため別個に評価できるよう
になる。
【００１２】 別の実施形態によれば、１つのタイムスロット内で伝送される無線ブロックを
等しい長さにする（このため短くされた複数の無線ブロックをもつ特別なタイム
スロットを作る）か、あるいはその無線ブロックがそれぞれ異なるタイプの無線
ブロックを成すようにする（このため移動通信システムの既存のタイムスロット
構造がいっそう良好に利用される）。無線ブロック長が等しければ、標準化され
たいくつかの複数のブロック長が導入され、それらによって１つのタイムスロッ
トが、できるかぎり僅かな伝送時間しか発生しないように満たされ、必要に応じ
て２つ、３つ、あるいはそれ以上の無線ブロックによって１つのタイムスロット
が満たされる。ここで有利であるのは、第１の無線ブロックの到来時点をタイム
スロットの開始点に合わせることである。これにより、１つのタイムスロットの
期間がいっそう良好に利用されるようになる。したがって、すでに決められてい
る時間補償調整値つまり調整時間（time advance）を引き継ぐことができ、付加
的な計算の手間が不要となる。
【００１３】 本発明の択一的な有利な実施形態によれば、アクセス無線ブロックにより要求
が送信される。アクセス無線ブロックは通常、調整時間（time advance）の設定
のためだけに用いられるものであり、移動ステーションから規則的な間隔で送信
される。本発明によれば、シグナリングのために余分な手間をかけることなく、
このようなアクセス無線ブロックに、アップリンク方向に対する無線技術的資源
の要求に関する情報が取り込まれる。
【００１４】 （たとえば現時点でのＧＰＲＳよりも）多くの個数のタイムススロットがアク
セス無線ブロックのために設けられているならば、このような形式の要求を選択
すると有利である。このことで別のシグナリング構成をとる負担が軽減され、ア
ップリンク方向における無線技術的資源の割り当てまでの遅延がいっそう短くな
る。
【００１５】 本発明の第３の択一的な実施形態によれば、パケットデータ伝送のために設け
られているのではないタイムスロット内でも要求が送信される。移動通信システ
ムにおいては、パケットデータ伝送が他の伝送形式と並行して（ＧＳＭであれば
音声伝送と並行して）行われることが多く、したがっていっそう高速なアップリ
ンク伝送のためにパケットデータ伝送用の無線チャネル以外のシグナリング構成
も付加的に利用される。
【００１６】 複数のタイムスロットを同時に取り扱う能力をもつ移動ステーションであれば
、１つまたは複数の周波数チャネルを介して選択的に要求を送信することができ
る。したがって移動ステーションは、選択されるシグナリングチャネルについて
判定する。無線技術的資源の割り当ては、１つまたは複数の無線チャネルについ
て選択的に同時に行われる。複数のタイムスロットを取り扱うことのできる移動
ステーションの能力を、時々行われるシグナリングメッセージの送信だけに適用
してもよいし、あるいは時間的にクリティカルな情報の送信にも適用することが
できる。さらにこれは、ダウンリンク方向における受信にも適用される。
【００１７】 さらに、ＴＤＭＡ移動通信システムのベースステーションと移動ステーション
との間で無線インタフェースを介して時間的にクリティカルな情報をパケット指
向伝送する方法に関して、択一的な解決手段が提供される。これによれば論理コ
ネクション中、以下のステップが行われる。すなわち、移動ステーションとベー
スステーションとの間で、アップリンク方向での無線技術的資源に対する要求を
移動ステーションが情報伝送用の無線ブロック内で伝送してよいと取り決める。
移動ステーションはその要求を送信し、この要求には、移動ステーションがアッ
プリンク方向における無線技術的資源を望む時点についての指示が含まれる。ベ
ースステーションは要求を受信してそれを評価し、それに基づき移動ステーショ
ンに対するアップリンク方向での無線技術的資源の割り当てを変更する。
【００１８】 このようにすることで割り当ての遅延が低減され、付加的なシグナリングが削
減される。移動ステーションは、アップリンク方向におけるデータレート自体に
も作用を及ぼすことができる。
【００１９】 この解決手段の有利な実施形態によれば、移動ステーションに対しそれぞれ１
つの周波数チャネル内で、無線ブロックの所定のシーケンスを比較的長い期間に
わたり割り当てることができる（１つおき、２つおきなど）。移動ステーション
はベースステーションに対し情報ブロック内で、もともと割り当てられていた無
線ブロックのいずれが不要であるのかを通報する。この形式のシグナリングによ
って、移動ステーションに対しアップリンク方向において十分な無線技術的資源
が保証される。それらが必要とされなければ、解放後に他のコネクションが利用
できる。
【００２０】 本発明の１つの実施形態によれば無線技術的資源の割り当ては、移動ステーシ
ョンに割り当てられたデータプロフィルに依存して行われる。時間的にクリティ
カルな情報のための特定のデータプロフィルをもつ移動ステーションだけが要求
を送信することができ、ないしはそれらの要求だけが考慮される。これによって
、あまりに多くの移動ステーションが上述のようなシグナリング構成を利用し、
時間的にクリティカルなアプリケーションに対しそれらの高速な要求が阻止され
てしまうことが回避される。
【００２１】 有利には、時間的にクリティカルな情報のためのデータプロフィルをもつ所定
数の移動ステーションだけが、１つの周波数チャネル内で許可される。なお、こ
の個数はシグナリング構成に合わせて整合される。
【００２２】 移動ステーションに対しデータプロフィルに加えて優先順位を割り当てれば、
特定の優先順位の移動ステーションに対してのみ所定の期間内で要求の反復を許
可するように構成できる。これによっても、きわめて時間的にクリティカルなア
プリケーションの要求が優先されるようになる。
【００２３】 アップリンク方向における無線技術的資源の割り当てを改善する目的で、本発
明による上述の実施形態を組み合わせることも可能である。
【００２４】 次に、図面を参照しながら実施例に基づき本発明について詳しく説明する。
【００２５】 図１による時分割多重移動無線システムはたとえばＧＳＭ移動無線ネットワー
クＧＳＭであり、これはベースステーションコントローラＢＳＣとベースステー
ションＢＳを備えた少なくとも１つのベースステーションシステムＢＳＳである
。図示されている１つのベースステーションＢＳの無線範囲内に移動ステーショ
ンＭＳが存在している。ベースステーションシステムＢＳＳは、ＧＳＭ移動無線
ネットワークＧＳＭにおける他の装置に対するコネクションを確立する。ベース
ステーションコントローラＢＳＣには制御装置ＳＥが実装されており、これは移
動ステーションＭＳに対する無線技術的資源の割り当てを実行する。しかしこの
制御装置ＳＥを、移動無線システムにおける他の装置内で実現させてもよい。
【００２６】 それらの別の装置とはたとえば、移動交換局ＭＳＣや網間接続機能ＩＷＦを実
現するためのユニットである。移動交換局ＭＳＣと網間接続機能ＩＷＦの共働に
よって、ＧＳＮ（GPRS support node）とも称するパケット交換局が形成される 。このようなパケット交換局は音声交換のために移動交換局ＭＳＣにつながって
おり、択一的に別個の固有のユニットとして実現することもできる。
【００２７】 ＧＳＭ移動無線ネットワークＧＳＭを別の通信ネットワークと接続することが
できる。実例として別の通信端末機器ＫＥＧを無線インタフェースを介してＧＳ
Ｍ移動無線ネットワークと接続してもよいし、あるいはそのＧＳＭ移動無線ネッ
トワークの構成要素自体であってもよい。
【００２８】 この場合、ＧＳＭ移動無線ネットワークＧＳＭを、周知の音声伝送と並行して
パケットデータ伝送にも用いることにする。その際、網間接続機能を実現するた
めの装置によって、ＧＳＭ移動無線ネットワークＧＳＭをデータ伝送ネットワー
クひいては別の通信端末機器ＫＥＧと結合することができる。
【００２９】 移動ステーションＭＳとベースステーションＢＳとの間の無線インタフェース
は、周波数帯域および少なくとも１つのタイムスロットｔｓによって特徴づけら
れている。図２によれば、たとえば８つのタイムスロットｔｓ（ｔｓ０〜ｔｓ７
）が１つのフレームＲにまとめられる。フレームＲは周期的に繰り返され、ここ
で１つのチャネルには繰り返し現れるタイムスロットたとえばタイムスロットｔ
ｓ＝ｔｓ４が属する。以下ではこのタイムスロットｔｓを、サービスＧＰＲＳ（
General Paket Radio Service）の意味でパケットデータ伝送のためのチャネル ＧＰＲＳ−Ｋとして用いる。なお、時分割多重フレームＲを１つのマクロフレー
ムにまとめることができる。
【００３０】 移動ステーションＭＳがこのサービスを利用しようとするならば、移動ステー
ションはＧＳＭの用語によれば短いアクセスブロック（access burst）によるラ
ンダムなアクセス（random access）を実行し、そのためのコントロールチャネ ルへ切り替える。ついで認証ならびにコンテキストのセットが行われ、たとえば
論理コネクション（stanby state）に関する一時的な識別（ＴＬＬＩ）が行われ
る。別の通信端末機器ＫＥＧがパケットデータサービスを介して移動ステーショ
ンＭＳと通信を行おうとするならば、ネットワーク側で望ましい移動ステーショ
ンＭＳの呼び出し（paging）が行われ、スタンバイステート（stanby state）へ
の切り替えのため上述のランダムなアクセスが行われる。
【００３１】 パケットデータをアップリンク方向で送信するため、移動ステーションＭＳは
コントロールチャネルを介して再びアクセスブロックを送信し、これに応じて移
動ステーションＭＳに対し短い識別、ＧＰＲＳチャネルＧＰＲＳ−Ｋおよびアク
セスブロックから求められＧＰＲＳチャネルＧＰＲＳ−Ｋにおいて使用すべき調
整時間（timing advance）が通知される。ついで移動ステーションＭＳは待機状
態（ready state）になる。待機状態において、１〜２秒の間隔で調整時間更新 のため別のアクセスブロックａｃｌが送信される。その後、移動ステーションＭ
Ｓがアップリンク方向でデータを伝送しようとしたいのであれば、新たにアクセ
スブロック（あとで説明する第２の無線ブロックｆｂ２または時間調整のための
後続のアクセスブロック）が送信され、これはベースステーションＢＳの制御装
置ＳＥによって評価される。そして可能なかぎりただちに適切な無線技術的資源
が割り当てられる。
【００３２】 図３には、ＧＳＭ移動無線ネットワークにおいて一般的であるいくつかの形式
の無線ブロックが示されている。この場合、タイムスロットｔｓあたりただ１つ
の無線ブロックたとえばｔｓ４だけが伝送される。１つの無線ブロックはそれぞ
れ３つのビットににより始まり終了しており、これらは等化器および他のコンポ
ーネントの過渡状態の開始とその終了のために用いられる。タイムスロットｔｓ
４内の８．２５ｂｉｔの保護時間は未使用のままであって、異なるタイムスロッ
トｔｓ４，ｔｓ５間で伝播時間差が取り除かれない場合の補償調整部分を成して
いる。
【００３３】 ノーマル無線ブロックｆｂｎは２×５８ｂｉｔの有効情報を有しており、その
中の中央に２６ｂｉｔのトレーニングシーケンスが埋め込まれている。
【００３４】 さらに、以下ではアクセス無線ブロックａｃ１と称する第１の無線ブロックｆ
ｂ１が示されており、これには８ｂｉｔの導入部分およびそれに続く４１ｂｉｔ
のトレーニングシーケンスならびに３６ｂｉｔの有効情報が含まれている。この
場合、アクセスブロックａｃ１のための保護時間は、全体で６８．２５ｂｉｔま
で広げられている。ここで６０ｂｉｔは少なくとも１つの第２の無線ブロックｆ
ｂ２（後で示す）のために利用できる。アクセスブロックａｃ１は短くされてい
る。なぜならばこれはＧＳＭ移動無線ネットワークにおいて、未知の信号伝播時
間つまり不正確な送信時点にもかかわらずいっそう確実な受信を行おうとする状
況のために設けられているからである。
【００３５】 さらに図３には実例として、タイムスロットｔｓ４を満たす第２の無線ブロッ
クｆｂ２形成のための３つの変形例が示されている。受信機への無線ブロックａ
ｃ１，ｆｂ２の到来は時点ｔ１ないしｔ２で表されており、これは調整時間の決
定に従って送信側移動ステーションＭＷＳの同期合わせによって設定される。無
線ブロックａｃ１，ｆｂ２は重なり合っていない。
【００３６】 図３ａ）による第２の無線ブロックｆｂ２には、２６ｂｉｔの通常のトレーニ
ングシーケンスとそれぞれ１７ｂｉｔから成る２つのデータブロックが含まれて
いる。図３ｂ）によれば、３４ｂｉｔのデータブロックの前に２６ｂｉｔのトレ
ーニングシーケンスが先行している。これに対し図３ｃ）によればトレーニング
シーケンスは４１ｂｉｔまで長くされており、それゆえそのあとに１９ｂｉｔの
データブロックが続いている。このように第２に無線ブロックｆｂ２はそれぞれ
６０ｂｉｔの長さである。とはいえ、無線ブロックの長さを異ならせることも可
能である。たとえば、第２の無線ブロックｆｂ２が１つまたは複数のビットによ
って始まったり終わったりするようにしてもよい。同様に、タイムスロット終端
に対する保護時間を長くしたり短くしたりすることもできる。
【００３７】 第２の無線ブロックｆｂ２のデータブロック中に有効情報とシグナリング情報
を含めることができ、たとえばアップリンク方向における無線技術的資源の割り
当てのための要求ｒｅｑ１を含めることができる。
【００３８】 図４にはアクセスブロックａｃ１が示されており、そのデータ部分中にアップ
リンク方向における無線技術的資源に対する要求ｒｅｑ１と移動ステーションＭ
Ｓを識別するための情報ＭＳ−ＩＤ１が埋め込まれている。このアクセス無線ブ
ロックａｃ１は、調整時間を更新するため規則的な間隔（２４０ｍｓまたは４８
０ｍｓ）で送信される。受信側のベースステーションＢＳは要求ｒｅｑ１を評価
し、無線技術的資源の割り当てを行う。
【００３９】 図５にはアップリンク方向におけるノーマル無線ブロックが示されており、そ
の中で移動ステーションＭＳはその識別のための情報ＭＳ−ＩＤ１のほかに、ア
ップリンク方向で後続のブロックのうちのいずれが必要であるかを示す情報ＮＢ
Ｉ（next block indicator）も有している。この情報ＮＢＩを、アップリンク方
向でそれ自体固定的に割り当てられたブロックのうちのいずれが移動ステーショ
ンＭＳによって利用されていないかをシグナリングするためにも利用できる。し
たがって、これらのブロックを他のコネクションのために利用することができる
。時間的にクリティカルな情報を伴うコネクションによって、無線技術的資源に
対する要求が高まったことが再び通報されると、割り当てられたすべてのブロッ
クがもう１度利用される。
【００４０】 図６によるダウンリンク方向でのノーマル無線ブロックはたとえば、識別情報
ＭＳ−ＩＤ１で表されている移動ステーションＭＳに対し、アップリンク方向で
のブロック利用のための識別子ＵＳＦ（uplink satate flag）を割り当てる目的
で用いられる。これによりベースステーションＢＳは、アップリンク方向での無
線技術的資源を配分する。割り当てに関する決定は、図１に示されている制御ユ
ニットＳＥにおいて行われる。
【００４１】 図７には、アップリンク方向における無線インタフェースのフレーム構造が示
されており、これによれば実例としてタイムスロットｔｓ０〜ｔｓ７を含む２つ
のフレームＲが設けられている。タイムスロットｔｓ１とｔｓ４は、１つのパケ
ットデータサービスＧＰＲＳに割り当てられている周波数チャネルＧＰＲＳ−Ｋ
である。別のタイムスロットｔｓ０は通常のＧＳＭ周波数チャネルであって、こ
れはたとえばアクセスチャネルＲＡＣＨとしてシグナリング目的のためにも利用
される。
【００４２】 パケットデータサービスＧＰＲＳを介して伝送すべき時間的にクリティカルな
情報をもつ移動ステーションＭＳは、ここでは両方の周波数チャネルＧＰＲＳ−
Ｋを介して要求ｒｅｑ１を送信し、さらに両方の周波数チャネルＧＰＲＳ−Ｋを
介してアップリンク方向および／またはダウンリンク方向における資源の割り当
てを受ける。さらに移動ステーションＭＳは、アクセスチャネルＲＡＣＨを介し
てアップリンク方向における無線技術的資源に対する要求ｒｅｑ１も送信し、こ
れは通常はパケットデータサービスＧＰＲＳのためには予約されていないもので
ある。
【００４３】 前述のやり方またはそれらの組み合わせにより、時間的にクリティカルなアプ
リケーションをパケットデータサービスＧＰＲＳにおいてもサポートできるよう
になる。
【００４４】 図８には、時間的にクリティカルな情報の伝送に関する流れが簡略化されて示
されている。
【００４５】 第１のステップ（１）において移動ステーションＭＳは、アップリンク方向（
ＵＬ）のパケットデータチャネルＧＰＲＳ−Ｋ内のブロックを要求する。
【００４６】 第２のステップ（２）においてベースステーションＢＳは、ダウンリンク方向
（ＤＬ）のＧＰＲＳ−ＫにおいてブロックＢ４（その無線技術的資源は場合によ
っては他の移動ステーションＭＳのために定められていた）内で、ステップ（１
）において要求された移動ステーションＭＳのためのＵＳＦを送信し、それによ
ってアップリンク方向におけるブロックＢ６を割り当てる。
【００４７】 そして第３のステップ（３）において移動ステーションＭＳは、時間的にクリ
ティカルな情報をアップリンク方向において送信し、これと同時に、さらに別の
ブロックが必要であることをＮＢＩを用いて指示する。
【００４８】 第４のステップ（４）において、アップリンク方向における次ブロックが割り
当てられる。
【００４９】 移動ステーションＭＳはこのようにしてすべてのブロックを要求することもで
き、その場合、移動ステーションはそのことを適切なＮＢＩの値によって指示す
る。ＮＢＩはブロックＢ４，Ｂ５，Ｂ６を予約する。データレート（ハーフレー
ト）ゆえに１つおきのブロックしか必要としない場合も、上述のメカニズムでそ
のことを制御することができる。
【００５０】 図９には、ＴＤＭＡ／ＣＤＭＡ伝送のための無線インタフェースが示されてい
る。ここでたとえば５ＭＨｚである広帯域のチャネルの１つのフレームは、１６
個のタイムスロットｔｓ０〜ｔｓ１５を有している。ＴＤＤモード（time divis
ion duplex）のために、アップリンク方向にはタイムスロットの第１部分が利用
され、ダウンリンク方向には第２の部分が利用される。実例としてアップリンク
方向で利用される第１のタイムスロットに基づき、タイムスロットｔｓ０内で個
々の拡散符号ｃ１〜ｃ８により複数のチャネルを区別することのできることを示
す。
【００５１】 拡散符号ｃ１〜ｃ６の一部分は、移動ステーションＭＳのためのアクセスチャ
ネルＲＡＣＨとして予約され、他の拡散符号ｃ７，ｃ８は有効データチャネルＴ
ＣＨにおいて有効データ伝送のために用いられる。しかしアクセスチャネルＲＡ
ＣＨ内では、移動ステーションＭＳの区別が行われる。拡散符号ｃ３〜ｃ６はす
べての移動ステーションＭＳに割り当てられているのに対し、残りの拡散符号ｃ
１，ｃ２は個々の移動ステーションＭＳ Ａ〜Ｌ に割り当てられている。この場
合、拡散符号とタイムスロットにより形成された周波数チャネルが時間的にもう
一度分割され、その結果、時間的にオーバラップしていない短い無線ブロックに
よって、衝突が発生することなく複数の移動ステーションＭＳが１つのタイムス
リット内で無線技術的資源割り当てのための要求を送信できる。
【００５２】 アップリンク方向における無線技術的資源に対する高速なアクセスに利用され
る１つのチャネルの特定の部分に対する移動ステーションＭＳの割り当ては、サ
ービスプロフィルに基づき行われる。移動ステーションＭＳとベースステーショ
ンＢＳとの間で伝送すべきサービスのためのこのサービスプロフィルは、最大許
容アクセス遅延、データ量、データレート、移動ステーションＭＳの優先順位、
あるいは一般的に表現するとデータ品質（QoS quality of service）に基づき決
定することができる。サービスプロフィルがアップリンク方向における伝送資源
の高速な提供という意味で時間的にクリティカルな情報を考慮に入れているなら
ば、移動ステーションＭＳの優遇された処理が行われる。
【００５３】 この種のサービスとはたとえば、 −許容される遅延が短く、データレートがかなり小さく、かつ音声情報間に休止
のある音声サービス −許容される遅延が短く、データレートが高く（２Ｍｂｉｔ／ｓまで）それが最
小値から最大値の間で変動するビデオサービス −データ量が少ないが所望のアプリケーションに依存して許容されるアクセス遅
延が非常に短いテレメトリ伝送（たとえばアラーム通報）。
【００５４】 無線コネクションのその他のパラメータ（たとえば送信出力および調整時間な
ど）が伝送の休止にもかかわらず目下蓄積されたままである場合、本発明によれ
ば最小限のデータでベースステーションＢＳに、無線技術的資源がアップリンク
方向で至急必要とされることを指示することができる。パラメータの更新により
、アクセス要求をシグナリングするための無線ブロックが長いトレーニングシー
ケンスまたはミッドアンブルをもつ必要がなくなる。これにより無線ブロックが
非常に短くなり、別のブロックとともに１つのタイムスロット内で送信すること
ができる。
【００５５】 したがって１つのチャネルは複数のサブ単位に分割され、それらは精確に１つ
の移動ステーションＭＳ Ａ に割り当てられるか（このようにすればいかなる衝
突も排除され）、あるいは移動ステーションＭＳ Ｉ＋Ｊ のグループに割り当て
られる。１つのチャネルまたはチャネルの一部分と移動ステーションＭＳとの割
り当てということが、移動ステーションＭＳが常にそこで送信することを意味す
るのではなく、もっぱら移動ステーションが送信を望むときにその移動ステーシ
ョンに一部分が割り当てられることを意味する。
【００５６】 図１０による移動ステーションＭＳは操作パネルＴ、信号処理装置ＳＰ、制御
装置ＳＴ１、および送受信装置ＳＥ／ＥＥを有している。操作パネルＴのところ
で加入者は入力を行うことができ、たとえば優先順位Ｐ１や所望のサービスプロ
フィルＤＰ１の入力、パケットデータサービスＧＰＲＳによるデータパケットの
送信あるいはパケットデータサービスＧＰＲＳを介した通信機器ＫＥＧに対する
音声コネクションの所望の開始のための入力を行うことができる。
【００５７】 パケットデータサービスＧＰＲＳを介して、音声コネクションあるいは時間的
にクリティカルな情報を伴うその他のコネクション（送信時点が任意ではないビ
デオまたは他のサービス）が生じた場合、信号処理装置ＳＰにおいて、送信すべ
き時間的にクリティカルな情報の存在に応じて、アップリンク方向で無線技術的
資源に対する要求ｒｅｑ１が形成され、上述のシグナリング形式を用いて送受信
装置ＳＥ／ＥＥにより送信される。
【００５８】 制御装置ＳＴ１においてタイムスロットｔｓが選択され、さらに事前に定めら
れた調整時間に従って送信時点が選択される。信号処理装置ＳＰが、アップリン
ク方向における無線技術的資源のためにベースステーションＢＳから送信された
割り当てを受信すると、これが制御装置ＳＴ１へ通報され、制御装置はその次の
送信時点をコントロールする。
【００５９】 図１１によるベースステーションＢＳは送受信装置ＳＥ／ＥＥを有しており、
これは受信信号を増幅し、ベースバンドに変換して復調する。アナログ／ディジ
タル変換器において、受信信号が離散的な値をもつシンボルに変換され、たとえ
ばディジタル化される。たとえばディジタル信号プロセッサとして構成された信
号評価装置ＳＡにおいて、アクセスブロックａｃ１、ノーマル無線ブロックなど
も処理される。 ついで無線ブロックの有効情報およびシグナリング情報は、たとえばベースス
テーションＢＳあるいはベースステーションコントローラＢＳＣ内のさらに別の
装置へ供給される。要求ｒｅｑ１をもつ無線ブロックのために制御装置ＳＴ２に
おいて評価が行われ、そこには表１が設けられていて、移動ステーションＭＳの
識別子ＭＳ−ＩＤ１〜ＭＳ−ＩＤ４に従ってそれらに優先順位Ｐ１〜Ｐ４とサー
ビスプロフィルＤＰ１，ＤＰ２が割り当てられている。
【００６０】 優先順位Ｐ１またはＰ２によって、割り当てられた移動ステーションＭＳは要
求ｒｅｑ１として第２の無線ブロックｆｂ２を送信してよいことが表される。そ
の際、他の移動ステーションＭＳはそれを行ってはならない。優先順位Ｐ１と優
先順位Ｐ２の相違点は、優先順位Ｐ１の場合には移動ステーションＭＳは第２の
無線ブロックｆｂ２の送信をただちに繰り返してかまわないことである。優先順
位Ｐ２をもつ移動ステーションＭＳは所定の期間、待機しなければならない。こ
れによって、繰り返し種々の移動ステーションＭＳの第２のブロックが互いに消
去し合うことが避けられる。
【００６１】 優先順位Ｐ１とサービスプロフィルＤＰ１に応じてベースステーションＢＳは
、移動ステーションＭＳが時間的にクリティカルな情報を伝送し、アップリンク
方向で無線技術的資源に対する要求を有利に扱わなければならないことを識別す
る。移動ステーションＭＳにより要求された無線技術的資源に関する時点に対す
る情報ＮＢＩも、制御装置ＳＴ２において考慮される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 パケットデータ伝送のためのＴＤＭＡ移動通信システムのブロック図である。
【図２】 時分割多重加入者分離の行われるチャネルを示す図である。
【図３】 無線ブロック形式を示す概略図である。
【図４】 アクセス無線ブロックの構造を示す図である。
【図５】 アップリンク方向におけるノーマル無線ブロックの構造を示す図である。
【図６】 ダウンリンク方向におけるノーマル無線ブロックの構造を示す図である。
【図７】 １つの移動ステーションが複数の周波数チャネルを利用する様子を示す図であ
る。
【図８】 時間的にクリティカルな情報の伝送の流れを示す図である。
【図９】 ＴＤＭＡ／ＣＤＭＡ伝送のための無線インタフェースを示す図である。
【図１０】 移動ステーションのブロック図である。
【図１１】 ベースステーションのブロック図である。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年２月１４日（２０００．２．１４）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００１】 本発明は、たとえばＧＳＭ移動無線ネットワーク内における時間的にクリティ
カルな情報のための、ＴＤＭＡ移動無線システムのベースステーションと移動ス
テーションとの間で無線インタフェースを介して情報をパケット指向伝送するた
めの方法および装置に関する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００２】 移動通信システムは、送信側無線ステーションと受信側無線ステーションとの
間で無線インタフェースを介し電磁波を用いてデータを伝送するために用いられ
る。この場合、一般に無線ステーションの一方は定置されている。移動通信シス
テムのための１つの実例は公知のＧＳＭ移動無線ネットワーク（Global System
for Mobile Communications）であり、これによれば加入者信号伝送用に狭帯域 の周波数範囲とタイムスロットにより形成されたチャネルが設けられている。１
つのチャネル内の加入者信号は周波数と時間の点でその他の加入者信号から分離
されているので、受信側無線ステーションはその加入者信号のデータ検出を行う
ことができる。タイムスロットの形成により、時分割多重加入者分離つまりはＴ
ＤＭＡ（time division multiple access）移動無線システムが得られる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００３】 移動無線ネットワークにおいてネットワーク側の無線ステーションはベースス
テーションであり、これは無線インタフェースを介して移動ステーションと通信
を行う。移動ステーションからベースステーションへの伝送をアップリンク方向
と称し、ベースステーションから移動ステーションへの伝送をダウンリンク方向
と称する。１つの周波数チャネルは、時分割多重フレームごとに１つの少なくと
も１つのタイムスロットにより形成される。この場合、多数の時分割多重フレー
ムにより１つのマクロフレームが形成される。さらに、搬送波周波数と場合によ
っては周波数ホッピングによって周波数チャネルが表される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００６】 物理的資源の制約された通信システムのために殊に、ドイツ連邦共和国特許出
願 DE 44 02 903 A1 により知られているパケットデータ伝送方式が提供されて いる。しかしこれは時間的にクリティカルではない情報の伝送のために開発され
たものであり、これによれば情報伝送の遅延時間は殊にアップリンク方向では重
要とされていない。移動通信システムにおけるベースステーションは、ネットワ
ーク側に到来する時間的にクリティカルな情報に対し、ダウンリンク方向におい
て無線技術的資源の相応の区分けにより応答することができる。アップリンク方
向についてはこれは不可能である。それというのも無線技術的資源の配分はネッ
トワーク側で実行されるが、時間的にクリティカルな情報の存在に関する知識は
移動ステーションにおいて分散的に存在するからである。論理コネクション確立
のための無線技術的資源の配分に対する要求は、アクティブでない移動ステーシ
ョンにより、この目的で無線セル内のすべての移動ステーションに割り当てられ
たアクセスチャネルにおいて送信される。WO-A-97 19525 により無線システムの
ためのアクセス方法が知られている。これによれば、移動ステーションに対しそ
れらの優先順位に応じてそれぞれ異なる個数のチャネルがランダムなアクセスの
ために提供される。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００７】 本発明の課題は、時間的にクリティカルなアプリケーションにいっそう適合し
たパケット指向情報伝送のための方法および装置を提供することにある。この課
題は、請求項１または１０記載の特徴を備えた方法、請求項１７記載の特徴を備
えた装置により解決される。従属請求項には本発明の有利な実施形態が示されて
いる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００８】 本発明によれば、ベースステーションと移動ステーションとの間で無線インタ
フェースを介して時間的にクリティカルな情報をパケット指向伝送する方法にお
いて、論理コネクション中、時間的にクリティカルな情報のためのサービスプロ
フィルをもつ移動ステーションは、アップリンク方向でそのサービスプロフィル
に対してのみ割り当てられた１つのチャネルの一部分内で、アップリンク方向に
おける無線技術的資源に対する要求を送信する。これは、ベースステーションに
より精確な送信時点が事前に割り当てられることなく行われる。ベースステーシ
ョンはこの要求を受信して評価し、それに基づき上記移動ステーションに対しア
ップリンク方向における有効信号伝送用無線技術的資源の割り当てを変更する。

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ＴＤＭＡ移動通信システムのベースステーション（ＢＳ）と
    移動ステーション（ＭＳ）との間で無線インタフェースを介して時間的にクリテ
    ィカルな情報をパケット指向伝送する方法において、 論理コネクション中、時間的にクリティカルな情報のためのサービスプロフィ
    ル（Ｐ１，Ｐ２）をもつ移動ステーション（ＭＳ）は、アップリンク方向におい
    て該サービスプロフィル（Ｐ１，Ｐ２）だけに割り当てられたチャネルの一部分
    内で、ベースステーション（ＢＳ）による送信時点の事前の割り当てなくアップ
    リンク方向における無線技術的資源のための要求（ｒｅｑ１）を送信し、 ベースステーション（ＢＳ）は該要求（ｒｅｑ１）を受信して評価し、ついで
    前記移動ステーション（ＭＳ）に対するアップリンク方向での無線技術的資源の
    割り当てを変更することを特徴とする、 時間的にクリティカルな情報をパケット指向伝送する方法。
  2. 【請求項２】 無線インタフェースの１つのタイムスロット（ｔｓ）内で第
    １の無線ブロック（ｆｂ１）を同期させて伝送し、該第１の無線ブロック（ｆｂ
    １）は前記タイムスロット（ｔｓ）内においてまえもって定められた時点（ｔ１
    ）でベースステーション（ＢＳ）に到来し、 同じタイムスロット（ｔｓ）内で、少なくとも１つの第２の無線ブロック（ｆ
    ｂ２）を前記要求（ｒｅｑ１）とともに伝送し、該第２の無線ブロック（ｆｂ２
    ）を前記第１の無線ブロック（ｆｂ１）とは別個に評価する、請求項１記載の方
    法。
  3. 【請求項３】 １つのタイムスロット（ｔｓ）内で伝送される無線ブロック
    （ｆｂ１，ｆｂ２）は同じ長さをもち、またはそれぞれ異なるタイプの無線ブロ
    ック（ｆｂ１，ｆｂ２）を表す、請求項２記載の方法。
  4. 【請求項４】 第１の無線ブロック（ｆｂ１）の到来時点（ｔ１）をタイム
    スロット（ｔｓ）の開始点に対応させる、請求項２または３記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記要求（ｒｅｑ１）を１つのアクセス無線ブロック（ａｃ
    １）によって送信する、請求項１〜４のいずれか１項記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記アクセス無線ブロック（ａｃ１）のために多くの個数の
    タイムスロット（ｔｓ）が設けられている、請求項５記載の方法。
  7. 【請求項７】 前記要求（ｒｅｑ１）をパケットデータ伝送用ではないタイ
    ムスロット（ｔｓ）内でも送信する、請求項１，５または６記載の方法。
  8. 【請求項８】 前記要求（ｒｅｑ１）を選択的に２つの周波数チャネルで送
    信する、請求項１記載の方法。
  9. 【請求項９】 前記無線技術的要求の割り当てを選択的に１つまたは複数の
    周波数チャネルで同時に行う、請求項８記載の方法。
  10. 【請求項１０】 ＴＤＭＡ移動通信システムのベースステーション（ＢＳ）
    と移動ステーション（ＭＳ）との間で無線インタフェースを介して時間的にクリ
    ティカルな情報をパケット指向伝送する方法において、 論理コネクション中、移動ステーション（ＭＳ）とベースステーション（ＢＳ
    ）との間で、アップリンク方向での無線技術的資源に対する要求（ｒｅｑ１）を
    情報伝送用の無線ブロック内で伝送することを取り決め、 時間的にクリティカルな情報のためのサービスプロフィル（Ｐ１，Ｐ２）をも
    つ移動ステーション（ＭＳ）は、該データプロフィル（Ｐ１，Ｐ２）にだけ割り
    当てられたチャネルの一部分内で前記要求（ｒｅｑ１）を送信し、該要求（ｒｅ
    ｑ１）は、移動ステーション（ＭＳ）がアップリンク方向での無線技術的資源を
    望む時点についての指示を含み、 ベースステーション（ＢＳ）は該要求（ｒｅｑ１）を受け取って評価し、それ
    に基づき前記移動ステーション（ＭＳ）に対するアップリンク方向での無線技術
    的資源の割り当てを変更することを特徴とする、 時間的にクリティカルな情報をパケット指向伝送する方法。
  11. 【請求項１１】 アップリンク方向での無線技術的資源を移動ステーション
    （ＭＳ）に与え、前記要求（ｒｅｑ１）は使用されない送信時点に関する指示を
    含む、請求項１０記載の方法。
  12. 【請求項１２】 前記移動ステーション（ＭＳ）にサービスプロフィル（Ｄ
    Ｐ１，ＤＰ２）を割り当て、時間的にクリティカルな情報のための特定のサービ
    スプロフィル（ＤＰ１）をもつ移動ステーション（ＭＳ）を、無線技術的資源の
    割り当てにあたり優先させる、請求項１〜１１のいずれか１項記載の方法。
  13. 【請求項１３】 時間的にクリティカルな情報のためのサービスプロフィル
    （ＤＰ１）をもつまえもって定められた個数の移動ステーション（ＭＳ）だけを
    、１つの周波数チャネル内で許可する、請求項１２記載の方法。
  14. 【請求項１４】 前記サービスプロフィル（ＤＰ１，ＤＰ２）に加えて移動
    ステーション（ＭＳ）に優先順位（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３）を割り当て、特定の優先
    順位（Ｐ１）をもつ移動ステーション（ＭＳ）だけが所定期間（ｔｄ）内で要求
    （ｒｅｑ１）を繰り返すことができる、請求項１２または１３記載の方法。
  15. 【請求項１５】 前記移動通信システムはＧＳＭ移動無線ネットワークであ
    り、ＧＰＲＳ方式に従ってパケット伝送を行う、請求項１〜１４のいずれか１項
    記載の方法。
  16. 【請求項１６】 移動通信システムはＴＤＭＡ／ＣＤＭＡ伝送を行う移動無
    線ネットワークであり、タイムスロット（ｔｓ）と拡散符号（ｃ）により形成さ
    れた狭帯域周波数チャネル内でパケット指向伝送を行う、請求項１〜１４のいず
    れか１項記載の方法。
  17. 【請求項１７】 請求項１または１０記載の方法を実施する移動ステーショ
    ン（ＭＳ）において、 アップリンク方向で時間的にクリティカルな情報のためのサービスプロフィル
    （Ｐ１，Ｐ２）にのみ割り当てられたチャネルの一部分内において、無線技術的
    資源に対する要求（ｒｅｑ１）を発生させる信号処理装置（ＳＰ）と、 ＴＤＭＡ構造内で前記要求（ｒｅｑ１）の送信を同期させる制御装置（ＳＴ１
    ）が設けられていることを特徴とする移動ステーション。
  18. 【請求項１８】 請求項１または１０記載の方法を実施するベースステーシ
    ョン（ＢＳ）において、 アップリンク方向で無線技術的資源に対する要求（ｒｅｑ１）をもち１つのタ
    イムスロット（ｔｓ）内で送信された信号を受信する受信装置（ＥＥ）と、 前記要求（ｒｅｑ１）を処理する信号評価装置（ＳＡ）と、 要求した移動ステーション（ＭＳ）に対しアップリンク方向での無線技術的資
    源を割り当てる制御装置（ＳＴ２）が設けられていることを特徴とするベースス
    テーション（ＢＳ）。
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