JP2001516179A - 移動通信システムにおいてある複数プロトコルに従ってある複数層でデータを処理するための方法と装置 - Google Patents

移動通信システムにおいてある複数プロトコルに従ってある複数層でデータを処理するための方法と装置

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Abstract

(57)【要約】 本発明の範囲はディジタル移動通信システムにおいてデータ転送を行うための方法である。該方法によって、ある複数プロトコルに従ってある複数層でデータが処理される。前記複数層のある一層で、移動局と固定移動通信網との間で物理無線チャネルを介して無線ブロック(RB)でユーザーデータが転送される。前記ある層の転送を行うために、転送の実行と関連するあるサイズのチェック・ビット(CHB) と、ユーザーデータの転送に利用可能な転送ビット(TB)とを有するペイロードが無線ブロック(RB)に形成される。各無線ブロック(RB)はある一つの符号化方法を用いてチャネル符号化され、前記ペイロードのサイズはこの符号化方法に依存する。少なくともある一つの符号化方法を用いて行う符号化対象の無線ブロックの転送ビット(TB)の中で、8 で割り切れる転送ビット数がユーザーデータの転送のために選ばれるように、転送ビットの第１の部分でユーザーデータが転送され、転送ビットの第２の部分でフィルビットが転送される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明はディジタル移動通信網におけるデータ転送方法に関する。該方法によ
って、ある複数プロトコルに従ってある複数層でユーザーデータが処理され、無
線ブロックで移動局と固定移動通信網との間で物理無線チャネルを介して前記複
数層のある一層で該ユーザーデータが転送される。前記ある層の転送のために、
転送の実行及びユーザーデータの転送に利用可能な転送ビットと関連するチェッ
ク・ビットを有するあるサイズのペイロードが無線ブロックに形成され、ある一
つの符号化方法を用いてこの無線ブロックの各々がチャネル符号化される。前記
ペイロードのサイズは上記符号化方法に依存する。本発明はまたこの方法と移動
通信システムとにより作動する送受信装置にも関する。本発明はGPRSパケット交
換サービスにおけるGSM システムでのデータ転送に特に関する。
【０００２】 現在の移動通信システムでは大部分のシステムは回線交換技術に基づいてデー
タサービスと音声サービスとを提供している。この回線交換技術では、たとえ情
報が時々転送されなくなっても接続の全期間中転送接続は維持される。この接続
に起因して、多くの他のユーザーが共有する転送資源が不必要に消費されること
になる。このような場合、１人のユーザーと回線交換転送接続を維持するために
他のユーザーの転送資源が不必要に消費される。GSM 送信におけるバーストに起
因して上記回線交換技術ではデータサービスは最適なものではない。しかしなが
ら、チャネルの利用効率を増加するためのパケット交換情報転送が知られている
。
【０００３】 固定ネットワークのみならず、将来の移動通信網も回線交換とパケットデータ
転送の双方、例えばISDN( ディジタル総合サービス網) 転送やATM(非同期転送モ
ード) 転送を転送することができなければならない。パケット交換を利用する情
報転送に関しては、移動通信システムでは、PRMAと呼ばれるパケット予約多元接
続(PRMA, Packet Reservation Multiple Access)に基づくプロトコルが知られて
いる。このシステムはまたパケット無線とも呼ばれるものである。PRMAは、時分
割搬送波にディジタル音声またはデータを多重化するための技術である。すなわ
ち、PRMAでは無線チャネルで、時分割多元接続(TDMA, Time Division Multiple
Access) が利用され、時分割を利用して送信と受信とがある複数の瞬間(moment)
に行われる。PRMAプロトコルは音声転送の不連続性を利用して発達して来たもの
であり、時分割搬送波の音声チャネル数より多い数のユーザーをサポートするこ
とができるようになっている。このような場合、一つのチャネルが一つの移動局
に対して割り振られ、例えば音声が発せられている場合は音声チャネル、通話が
終了するとチャネルは解放される。この場合移動局は容量を不必要に保留せずに
、チャネルは他の目的、例えばセル中の他の移動局の送信などのために解放され
る。PRMAプロトコルは、セルラー移動通信システムにおいて移動局と基地局との
間の通信に使用される。GSM GPRS(General Packet Radio Service)システムはPR
MA型プロトコルに基づくシステムの一例である。
【０００４】 GPRSは、GSM ユーザーの利用を可能にしたパケット無線オペレーションの利用
による新しいGSM サービスである。GPRSによる無線資源の予約は伝送すべきもの
が存在するときのみ行われるが、その場合必要なときに同じ資源はすべての移動
局間で共有される。GSM システムの通常の回線交換網は回線交換された音声伝送
を行うために設計されてきた。GPRSサービスの主な目的は、TCP/IPやX.25のよう
な従来の公知のプロトコルを用いて移動局から公衆データ網への接続を実現する
ことである。しかし、パケット交換GPRSサービスとGSM システムの回線交換サー
ビスとの間には接続がある。物理チャネルでは、資源の再利用を行うことができ
、ある種のシグナリング(signalling)が上記２つのサービスの双方に共通のもの
とすることができる。回線交換用とパケット交換GPRS用として同じ搬送波中にタ
イムスロットを予約することが可能である。
【０００５】 図1 は、パケット交換GPRSサービスの電気通信ネットワーク接続を示す図であ
る。GPRSサービスを行うためのネットワークのインフラストラクチャ(infrastru
cture)の主な要素はGPRSサポートノードであり、GSN(GPRS Support Node)と呼ば
れる。このGPRSサポートノードは、例えばインターフェースGiを介するPSPDN(Pa
cket Switched Packet Data Network)やインターフェースGpを介する別のオペレ
ータのGPRSネットワークとの、異なるデータ網間における接続と共同オペレーシ
ョン、インターフェースGrを介してGPRSレジスタを利用する移動性管理並びに移
動局の所在位置とは無関係に移動局MSへのデータパケットの転送を実現する移動
性ルータである。GPRSノードGSN は物理的に移動交換センターMSC(Mobile Switc
hing Center)と統合することが可能であり、該ノードはデータ網ルータのアーキ
テクチャに基づく別個のネットワーク要素であってもよい。ユーザーデータは、
インターフェースGbを介して、サポート・ノードGSN と、基地局BTS と基地局コ
ントローラBSC とからなる基地局システムBSS との間を直接通るが、サポート・
ノードGSN と移動交換センター(MSC) との間にはシグナリング用インターフェー
スGsが存在する。図1 では、ブロック間の実線はデータ・トラフィック( すなわ
ちディジタル形式の音声やデータの転送) を表し、点線はシグナリングを表す。
物理的にデータは移動交換センター(MSC) を透過的(transparently) に通ること
ができる。移動局MSと固定ネットワークとの間の無線インターフェースは基地局
BTS の中を通り、参照符号Umとマークされている。参照符号AbisとA は、基地局
BTS と基地局コントローラBSC とのインターフェース、及び、基地局コントロー
ラBSC と移動交換センターMSC との間のインターフェースをそれぞれ表す。後者
はシグナリングを行うための接続である。参照符号Gnは同じオペレータの異なる
サポート・ノード間のインターフェースを表す。これらのサポート・ノードは、
図1 に示されているようにゲートウェイ・サポート・ノードGGSN(Gateway GSN)
とサービス即ちホームサポート・ノードSGSN(Serving GSN) に通常分割される。
【０００６】 GSM システムは、時分割多元接続型(TDMA, Time Division Multiple Access)
システムであり、このシステムでは無線パスのトラフィックは時分割され、反復
されるTDMAフレームでトラフィックが生じる。このTDMAフレームの各々は数タイ
ムスロット(8タイムスロット) からなる。各タイムスロットで、いくつかの変調
されたビットからなる限定された期間の無線周波バーストの形で情報パケットが
伝送される。これらのタイムスロットは制御チャネルおよびトラフィック・チャ
ネルとして使用される。トラフィック・チャネルで、音声およびデータが転送さ
れ、制御チャネルで基地局BTS と移動局MSとの間のシグナリングが実行される。
【０００７】 次に、GPRSのプロトコルと、移動局MSと固定ネットワーク( ホーム・サポート
ノードSGSN) との間の無線インターフェースUmにおけるプロトコルの階層につい
て図2aを参照して説明する。ユーザーデータは物理無線パスおよび公衆データ網
用として適した形式に変換されて、様々なレベルで階層的に処理される。最も高
いレベルA)では、 TCP/IP やX.25のような公衆データ網のプロトコルに適した形
のユーザーデータ( 例えばアプリケーションApp などから来る) であり、および
最も低いレベルE)では、データはGSM 無線パスでの転送に適した形をしている。
【０００８】 最も高いレベル A) プロトコルSNDCP(Subnetwork Dependent Convergent Prot
ocol) 、すなわちサブネットワーク従属コンバージェンスプロトコルについては
GSM 無線仕様04.65 と03.60 に更に詳細に説明されている。SNDCP に従って、ネ
ットワーク・プロトコル・データ単位は、移動局MSとホーム・サポート・ノード
SGSNとの間で、１つまたはいくつかのSNDCP データ単位に分割される。SNDCP デ
ータ単位のペイロードの最大サイズはおよそ1600オクテットである。SNDCP デー
タ単位は、無線インターフェースを介して１つのLLC(Logical Link Control) フ
レームで転送される。SNDCP プロトコルにはユーザーデータの多重化、セグメン
ト化(segmenting)と圧縮、およびTCP/IPヘッダの圧縮が含まれる。SNDCP プロト
コルでは、IP、X.25、PTM-M およびPTM-G のような異なるネットワークレベルの
プロトコル転送を行うことが可能である。SNDCP ユーザーデータ・フィールドの
サイズは、ビッ総数に関して8 ビットで割り切れる。すなわちこのサイズはオク
テット指向型である。
【０００９】 次のB)レベルのプロトコル、LLC プロトコル即ち論理リンク制御プロトコルに
ついてはGSM 標準規格仕様04.64 と03.60 に更に詳細に説明されている。LLC プ
ロトコルによって移動局とホーム・サポート・ノードSGSNとの間に信頼性の高い
論理リンクが提供される。SNDCP ショート・メッセージおよびGPRSシグナリング
メッセージがLLC フレームで伝送される。LLC フレームはフレームヘッダを有し
、該ヘッダには、番号フィールドと一時アドレス・フィールド、可変長の情報フ
ィールドおよびフレーム・チェック・シーケンスが含まれる。LLC の機能性には
、移動局MSとホーム・サポート・ノードSGSNの通信コンテキスト(context) の保
持と、受信を認められたフレームと認められなかったフレームの伝送と、伝送に
失敗したフレームの検出と再送が含まれる。LLC フレームは１つまたはいくつか
の無線ブロックで伝送される。移動局MSが１つのホーム・サポート・ノードSGSN
のエリア内のセル間で移動している間論理リンクは保持される。移動局MSが別の
ホーム・サポート・ノードSGSNのエリアの中へ移動した場合新しい論理リンクが
確立されなければならない。LLC プロトコル・ユーザーデータ・フィールドの総
ビット数のサイズは8 ビットで割り切れる。すなわちこのフィールドはオクテッ
ト指向型である。
【００１０】 LLC の後の次のレベルC)、RLC レベル(Radio Link Control)についてはGSM 標
準規格仕様03.64 に更に詳細に説明されている。LLC フレームは連続して伝送さ
れる。可変長LLC フレームは１つまたはそれ以上のRLC ブロックで伝送される。
移動局MSとホーム・サポート・ノードSGSNとの間のRLC の機能性は、伝送に失敗
したRLC ブロックを検出し、伝送に失敗したブロックの選択的再送を求めること
である。再送要求は、各無線パスブロックが受信に失敗したか受信に成功したか
のいずれかを示すビットマップを有する。このビットマップに基づいて送信機は
受信に失敗したブロックを再送する。RLC ブロックの総サイズはヘッダとユーザ
ーデータとを含めて、ビット数に関して8 で割り切れる。すなわちこのサイズは
オクテット指向型である。
【００１１】 またレベルD)、MAC レベル(Medium Access Control) については、GSM 標準規
格仕様03.64 に更に詳細に説明されている。必要なときに移動局が送受信を行う
ことができるように、移動局間で無線チャネルの分割を行うために、および、無
線チャネルの割り振りを行うためにMAC は使用される。MAC の機能性には別個の
ヘッダが含まれ、このヘッダにはアップリンク状態フラグUSF(Uplink State Fla
g)、ブロック・タイプ・インジケータT および最終的電力制御情報PC(Power Con
trol) が含まれる。MAC ヘッダとRLC データブロックとは無線ブロックRBに配置
され( 図2bと2c参照) 、物理層で伝送される。
【００１２】 プロトコル・レベルE)は物理層すなわちGSM 無線パスについて記述するもので
ある。この物理層でメッセージは図2bと2cに示されている無線ブロックRBで転送
される。無線ブロックRBに含まれるものとして、MAC ヘッダ、データまたはシグ
ナリング( 図2bのRLC データブロックあるいは図2CのRLC/MAC シグナリング−情
報ブロック) を含む情報部分及びブロック・チェック・シーケンスBCS(Block Ch
eck Sequence) がある。各無線ブロックは４つの標準的バーストでインターリー
ブされる。このインターリーブが行われる前に無線ブロックでチャネル符号化が
行われる。このチャネル符号化に関しては、４つの異なる符号化方式CS-1、CS-2
、CS-3、CS-4(Coding Scheme) が存在する。１つの移動局はこれら４つの選択肢
をすべてサポートしなければならない。チャネル符号化において畳み込み符号化
は情報部分に対して行われる。事前符号化(pre-coding)がアップリンク状態フラ
グUSF(Uplink State Flag)で行われる。この場合事前符号化後のUSF の長さは利
用するチャネル符号化方法CS-1〜CS-4に依存する。チャネル符号化後無線ブロッ
クのサイズはGSM 仕様により456 ビットである。畳み込み符号化に先行して、異
なる符号化方法に従ってペイロードが変動し、オクテット指向型データ・ストリ
ームはすべての符号化方法CS-1〜CS-4で達成されるわけではない。唯一CS-1だけ
がオクテット指向型データ・ストリームを生成するが、その他のチャネル符号化
方法CS-2〜CS-4は現在のプロトコルによってオクテット指向型データ・ストリー
ムの生成を行うことはできない。このため、移動局MSと移動通信網において、す
なわち基地局システムBSS とホーム・サポート・ノードSGSNにおいて異なる層A)
〜E)間でのデータ・ストリームが妨げられる。
【００１３】 ここで、すべての階層レベル間で、すなわち移動局MSと移動通信網BSS ；SGSN
の異なるプロトコルとの間でデータの流れをもっと単純にすることができるよう
な方法が導入される。GPRSサービスのすべてのプロトコル・レベルでユーザーデ
ータの流れをオクテット形式にすることにより、ユーザーデータの転送用として
フィルビット(fill bit)を使用する代わりに、特により低いレベルで、ある数の
ビットをフィルビットとして設定することによってこの方法は達成される。この
方法によって、チャネル符号化方法CS-1〜CS-4の中のいずれの方法を用いる時で
も、無線ブロックのペイロードをオクテット指向型にすることが可能となる。無
線ブロックRBの、ある数のビットは本方法に従って決定され、チャネル符号化お
よび無線ブロックの( ４つのバーストの) インターリーブに先行して設定され、
フィルビットが転送されてユーザーデータを転送する無線ブロックのビット数が
チャネル符号化に先行して8 で割り切れるようになされる。この方法を利用する
ことにより、データの処理、特に、転送対象のユーザーデータの処理がすべての
GPRSプロトコル・レベルでオクテット指向型になされる。無線ブロックがオクテ
ット指向型とされるので、チャネル符号化後、オペレーションをGSM 仕様に従っ
て完全に実行することが可能となる。
【００１４】 この方法を利用しなかった場合、２つの無線ブロックの伝送が混合され、次の
無線ブロックの最初の複数ビットと共に先行する無線ブロックの最後の複数ビッ
トが同じバーストで転送されるようなことになる。この転送のために、高位のプ
ロトコル・レベルから来るオクテットがより低いプロトコル・レベルで異なるブ
ロックへ配信されるような場合、データとプロトコルの処理及びプロトコルを実
行する装置が困難を来すことになる。
【００１５】 本発明による方法は、少なくともある一つの符号化方法を用いて符号化された
無線ブロックの転送ビットで、8 で割り切れる転送ユーザーデータのビット数が
選択されるようにして該転送ビットの第１の部分でユーザーデータが、第２の部
分でフィルビットが転送されることを特徴とする。
【００１６】 同様に、本発明による送受信装置は、少なくともある一つの符号化方法を用い
て符号化した無線ブロック転送ビットの第１の部分でユーザーデータを転送する
ための、および、前記転送ビットの第２の部分でフィルビットを転送するための
制御手段を有し、転送ビットの前記第１の部分が8 で割り切れる数のビットを有
することを特徴とする。
【００１７】 次に添付図を参照しながら詳細に本発明を説明することにする。
【００１８】 本発明による送受信機と物理層の処理を説明するために、図3 を参照しながら
、GSM システムの送受信機能について以下に説明する。この図でGSM システムに
よる移動電話の送受信機のブロック図が図示されている。この送受信機はマルチ
・チャネル送受信機であり、マイクもスピーカーも備えていないという点で基地
局の送受信機は一般の移動電話用送受信機とは異なるが、他の点では移動電話の
送受信機と類似した構造と動作原理を示す。
【００１９】 伝送シーケンスの第１段階はアナログ音声のディジタル化1 と符号化2 である
。A/D 変換器1 によるサンプリングが8kHzの周波数で実行され、音声符号化アル
ゴリズムは、入力信号が13ビット線形PCM であると仮定する。A/D 変換器から得
られるサンプルは160 個のサンプル音声フレームにセグメント化される。この場
合各音声フレームの持続時間は20msである。音声符号化器2 で20msの音声フレー
ムの処理が行われる。すなわち符号化の開始に先行してバッファに20msの音声が
取り込まれる。フレーム毎にあるいはサブフレームで(40 個のサンプルブロック
で) 符号化オペレーションが行われる。音声符号化器2 による符号化の結果、１
フレームで260 ビットが得られる。
【００２０】 音声符号化２のあと、使用する符号化方法により例えば２段階でチャネル符号
化が行われる。この時、まず最初に前記260 ビットの一部（例えば260 ビットの
うち50の最上位ビット）がブロック符号3a（=CRC、３ビット）を使用して保護さ
れ、そのあとこれらと次の最上位ビット(132) がさらに畳み込み符号3b（符号化
率1/2)を使用してさらに保護され((50+3+132+4) * 2=378)、そしてビットの一部
は保護されないで取り扱われる。図3 に示されているように、シグナリングメッ
セージと論理メッセージ並びに伝送対象データは電話ブロックを制御する制御ユ
ニット19から直接ブロック符号化ブロック3aへ到来する。したがって当然のこと
であるが、これらのデータメッセージに対して音声符号化は行われない。同様に
、シグナリングメッセージと論理メッセージ並びに受信データはチャネル復号化
ブロック15から制御ユニット19へ取り出される。ブロック符号化3a時に音声フレ
ームの最後にビット列が付けられる。このビット列を用いて受信時の転送エラー
を検出することが可能となる。畳み込み符号化3bで音声フレームの冗長性が増加
する。大体において、各20msフレーム当たりトータルで456 ビットが伝送される
。
【００２１】 これらの456 ビットはインタリーブされ(4) またこのインタリーブ4 は２段階
で行われる。第１段階4aでは、ビットの順序(order) が混合され、次いでこの混
合されたビットは等しいサイズの8 ブロックに分割される。これらのブロックは
次に続く８つのTDMAフレームの中へ更に配分される(4b)。この場合、インタリー
ブされた456 ビットは無線パスの８つのタイムスロット( １タイムスロット毎に
57ビット) で伝送される。このインタリーブを用いて、すべての伝送対象データ
にわたって平等に通常エラー・バーストとして生じる転送エラーを拡散しようと
努められる。この場合チャネル復号化が最も効果的に機能する。インタリーブの
解読後、エラー・バーストは個々のエラー・ビットに変換される。これらのエラ
ー・ビットはチャネル復号化で修正を行うことができる。伝送シーケンスの次の
段階はデータの暗号化5 である。暗号化5 は、GSM の最もガードされた秘密の中
の１つのあるアルゴリズムを使用して実行される。暗号化によって電話の盗聴防
止を行うように努められる。
【００２２】 暗号化されたデータの中から、伝送対象のバースト形成が行われ(6) 、このバ
ーストの中に学習シーケンス(learning sequence) 、テールビット(tail bit)及
び保護時間が追加される。伝送対象のバーストがGMSK変調器7 へ送られ、伝送を
行うためにこのGMSK変調器によってバーストが変調される。GMSK変調方法(Gauss
ian Minimum Shift Keying) はディジタルの一定振幅変調方法であり、この方法
では、情報が位相の偏移に含まれる。１つまたはそれ以上の中間周波数を介して
送信機8 によって変調されたバーストは900MHzと混合され、このバーストはアン
テナを通じて無線パスへ送信される。送信機8 は３つの無線周波数ブロックRFの
１つである。受信機9 は受信側にある最初のブロックであり、送信機8 の動作と
逆の動作を行う。第３のRFブロックは周波数の形成を扱うシンセサイザ10である
。GSM システムにおいて、周波数ジャンピング(jumping) が用いられ、送信周波
数と受信周波数とが各TDMAフレームで変更される。周波数ジャンピングによって
接続品質は改善されるが、シンセサイザ10には厳しい要件が設定される。シンセ
サイザ10は、１つの周波数から別の周波数へ非常に素早く、１ミリ秒未満で移動
することが可能でなければならない。
【００２３】 受信時に送信とは逆の動作が行われる。RF受信機9 と復調器11の後、例えばチ
ャネル修正ユニットなどを用いてビット検出12が実行される。そこで受信サンプ
ルからビットが検出される。すなわち伝送されたビット・シーケンスを見つける
ことが試みられる。検出のあと暗号化13とインタリーブ14が解読されて、検出さ
れたビットに対してチャネル復号化15が行われ、巡回冗長チェック(CRC, Cyclic Redundance Check)を利用してチェックサムの検査が行われる。チャネル復号化
15の際にバーストの転送時に生じたビット誤りの修正を行うように努められる。
チャネル復号化15のあとの260 ビット音声フレームには、音声を表す伝送パラメ
ータが存在する。この伝送パラメータによって音声デコーダ16を用いて音声信号
のディジタル・サンプルが形成される。これらのサンプルはD/A 変換され(17)、
スピーカー18で再生される。
【００２４】 移動局の中央制御ユニットとして、すべてのブロック1 〜18を実質的に制御し
、それらのブロックの動作を調整し、タイミングを制御する制御ユニット19が送
受信機の中に存在する。一般に制御ユニット19はマイクロプロセッサなどを有す
る。図2aに示した階層レベルA)〜D)に従うプロトコルが制御ユニット19で好適に
実行され、物理チャネルに対するユーザーデータの処理( チャネル符号化から始
まる送信時と、チャネル・デコーディングまでの受信時の) がブロック3 〜15で
行われる。
【００２５】 チャネル符号化3 を行うために４つの異なる符号化方式(Coding Scheme)CS-1
、CS-2、CS-3、CS-4が存在する。移動局はこれらの方法の各々をサポートしなけ
ればならない。これらの符号化方法のデータ転送速度はそれぞれ9.05、13.4、15
.6及び21.4kbpsである。符号化方法CS-1には1/2 の符号化率を持つ畳み込み符号
化が含まれ、GSM システムにおいてSDCCH チャネルで利用される。符号化方法CS
-2及びCS-3では、1/2 の符号化率を有する畳み込み符号化がまず行われる。この
符号化後、所望の456 ビットを達成するためにパンクチャリング(Puncturing)を
行うことによってフィルビットが除去される。符号化方法CS-4には、FEC エラー
保護(Forward Error Protection)は設けられない。すなわちデータに対して畳み
込み符号化は行われない。
【００２６】 次に、パケットデータ・トラフィック・チャネル(PDTCH, Packet Data Traffi
c Channel)で実行されるチャネル符号化について更に詳細に説明を行う。図2bに
無線ブロックRBが示されている。このブロックの中でRLC データブロックが転送
され、上記チャネル符号化方法CS-1〜CS-4の中の１つを用いて符号化を行うこと
ができる。一方、RLC/MAC 制御ブロックの転送対象ブロックである図2cに示され
ている無線ブロックRBはチャネル符号化方法CS-1を用いて常に符号化される。
【００２７】 符号化の第１段階で、エラー検出を行うためにブロック・チェック・シーケン
スBCS(Block Check Sequence) が無線ブロックの最後に追加される。次に、符号
化方法CS-1〜CS-3を用いてアップリンク状態フラグ(USF) で事前符号化が行われ
( 方法CS-1における場合を除く) 、４つのテールビットが追加され、上記説明に
従う畳み込み符号化が行われ、次いで所望の符号化率(456ビット) を達成するた
めに方法CS-2とCS-3でパンクチャリングが行われる。
【００２８】 これらの異なる方法の符号化パラメータを以下の表1 に示す。
【表１】
【００２９】 表1 は、事前符号化/ ビット処理後、上記の異なる方法でUSF の長さがそれぞ
れ3 、6 、6 及び12ビットとなることを示す表である（ａ欄）。CS-1の方法でブ
ロック・チェック・シーケンスBCS は40ビットであり、その他の方法では16ビッ
トである（ｃ欄）。符号化率1/2 を用いる畳み込み符号化3bを行った後、方法CS
-1〜CS-3で456 、588 及び676 の符号化ビットが得られ、方法CS-4では畳み込み
符号化を行わずに直接456 ビットが得られる（ｅ欄）。欄a 〜d のビットを加え
合わせることによって、各方法によるペイロードが得られる。次いで、方法CS-1
、CS-2及びCS-3のペイロードが228 、294 及び338 ビットとなり、ビット数が欄
ｅによる畳み込み符号化では２倍となることが判る。方法CS-4では456 ビットの
ペイロードが得られる。事前符号化されたUSF の長さが3 〜12ビットの範囲で変
動すること、並びにT とPCの合計の長さが5 ビットであることが判っているとき
、MAC ヘッダフィールドのサイズとして8 、11、11及び17ビットが得られる。テ
ールビット数は、方法CS-1〜CS-3では4 であり、方法CS-4では0 である。上記の
方法でその他のデータの転送に利用可能なビット数は表2 に示す通りである。
【００３０】
【表２】
【００３１】 これらのビットで、RLC ヘッダと、実際のユーザーデータを含むRLC データと
が転送される。これらはRLC 層( 図2aの層c)の中に存在し8 で割り切れる。本発
明に従ってユーザーデータの処理と転送をオクテット指向型に保つために、２つ
のオクテットすなわち16ビットがヘッダフィールド用として予約され、ある複数
の方法でユーザーデータ転送用ビットが残されているとき、表3 に示すRLC デー
タブロックビットの数が転送される。
【００３２】
【表３】
【００３３】 本発明に拠れば、無線ブロックのこれらの追加ビットで転送されるのはユーザ
ーデータではなく、ユーザーデータの処理と転送を行ってユーザーデータをオク
テット指向型にする、すなわち8 で割り切れるようにするフィルビットである。
本発明に基づき、無線ブロックのフィルビットで、すなわち、ユーザーデータの
転送用として予約されたある量のビットで、チャネル符号化方法CS-1〜CS-4に依
存してフィルビットの転送が行われる。この転送は、ビットに関して論理値“1
”か論理値“0 ”のいずれかのあらかじめ決められた値を与えることによって行
われる。しかし、無線ブロックで転送されるできるだけ多くのユーザーデータを
得るために、このような量のフィルビット、１オクテット未満だけが好適に転送
される。これによってユーザーデータの転送に利用可能なできるだけ多くのオク
テットが残される。このような量は表3 に示されている。
【００３４】 それ故チャネル符号化方法CS-1でフィルビットとして0 ビット( すなわち0)が
設定される。例えばチャネル符号化方法CS-2では、最後の7 ビットがフィルビッ
トとして選ばれ、チャネル符号化方法CS-3では追加3 ビット( 例えば最後の3 ビ
ット) がフィルビットとして選ばれ、チャネル符号化方法CS-4では、フィルビッ
トとして追加7 ビット( 例えば最後の7 ビット) が選択される。図4 は、符号化
方法CS-2が用いられる場合の本発明による方法における無線ブロック・ペイロー
ドの内容の一例を示す図である。このペイロードは転送の実行と関連するチェッ
ク・ビットCHB を有する。このチェック・ビットCHB で、MAC ヘッダビット、RL
C ヘッダビット及びBCS ビットの転送が行われる。また、該ペイロードはユーザ
ーデータの転送に使用される転送ビットTBを有し、この転送ビットでRLC ユーザ
ーデータビット及びペイロードの最後で７つのフィルビットが転送される。これ
ら7 つのフィルビットはそのほかにはユーザーデータの転送に利用することもで
きる。図4 に依る無線ブロックではオクテット( バイト) でユーザーデータが転
送される。この場合異なる階層レベル間の処理は単純になる。本発明により、転
送ビットTBの数を8 で除することによって、また、その商に対応する数のオクテ
ット( バイト) 数のユーザーデータを転送することによって、さらにその剰余に
対応する転送ビット数でフィルビットを転送することによって、無線ブロックで
転送される最大量のユーザーデータビットが得られる。
【００３５】 本発明を利用することによって、各チャネル符号化方法でオクテット指向型の
ユーザーデータビット数すなわちRLC データビットが得られる。また、表1 に示
されるチャネル符号化とパンクチャリングを行った後、各方法で所望のビット数
456 が更に得られる。この様にしてパンクチャリングを変更する必要がなくなる
。これが達成できるのは、本発明による方法で、GSM 標準規格03.64 で規定され
ているペイロードに関してペイロードのサイズが変更されないままに保たれるた
めである。
【００３６】 或いは方法CS-2とCS-3のペイロードは、例えばCS-2では１ビットだけ295 ビッ
トまで増加し、CS-3では、5 ビットだけ343 まで増加する。この場合、ユーザー
データの転送用としてもう１オクテット( 表3 で記されている追加ビットととも
に) が得られることになる。次いで畳み込み符号化後のビット数は590 と686 と
なり、この場合パンクチャリングはそれぞれ134 と230 ビットをパンクチャする
ことによって変更される。同様にペイロードが7 および3 ビットだけ減少した場
合パンクチャリングは減少する。しかしこのような代替方法は、ペイロードとパ
ンクチャリング双方のGSM 標準規格03.64 の変更を必要とすることになり望まし
くない。
【００３７】 本発明によって、高位層から最も低い物理層まで異なる層を通るデータ・スト
リームがオクテット指向型となり、それによって移動局MSと固定ネットワークBS
S 、SGSN間のプロトコルの実行が単純化される。また、ある数のビットが失われ
る(0、7 、3 、7)。これらのビットはそのほかにはユーザーデータの転送に利用
することもできる。しかし、本発明による前記ある数のビットが、そのビット数
がオクテット未満となるように選ばれ、また、RLC データブロック中のビット数
が8 で割り切れるように調整された場合、より単純なプロトコルの達成の方がユ
ーザーデータの転送を行うための数ビットの損失より重要である。
【００３８】 以上例を用いて本発明の実現とその実施例についての紹介を行った。本発明が
以上示した実施例の細部に限定されるものではないこと、また、本発明の特徴か
ら逸脱することなく他の実施例で本発明を実現できることは当業者には自明であ
る。上記の呈示された実施例は、例示的なものと考えるべきものであって、限定
的なものではない。したがって本発明を実現し利用する可能性は添付の請求項に
よってのみ限定されるものである。したがって、請求項によって特定される本発
明の様々な実施例並びに同等の実施例は本発明の範囲に包含される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１はGSM −GPRSパケットサービス・データ転送における電気通信ネットワー
クの構成を示す。
【図２ａ】 図２ａはGPRSサービスの異なるプロトコル・レベルを示す。
【図２ｂ】 図２ｂは無線インターフェースで転送する対象となる無線ブロックを示す。
【図２ｃ】 図２ｃは無線インターフェースで転送する対象となる別の無線ブロックを示す
。
【図３】 図３はGSM システムの送受信器のブロック図を示す。
【図４】 図４は無線インターフェースで転送対象となる本発明による無線ブロックを示
す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，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，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ， ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，Ｌ Ｖ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ， ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，Ｕ Ｓ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 フットゥネン，カリ フィンランド国，エフイーエン−90500 オウル，コスキティエ 22 ベー ６ Ｆターム(参考） 5K014 AA01 BA06 5K034 DD02 EE03 EE11 MM01 5K067 AA13 BB02 CC08 EE02 EE10

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ディジタル移動通信システムにおけるデータ転送方法であっ
    て、 ある複数プロトコルに従ってある複数層(A〜E)でユーザーデータを処理し、 無線ブロック(RB)において移動局(MS)と固定移動通信網(BSS;SGSN)との間で物
    理無線チャネルを介して前記複数層のある一層(E) でユーザーデータを転送し、 前記ある層(E) の転送を行うために、転送の実行と関連するチェック・ビット
    (CHB) とユーザーデータの転送に利用可能な転送ビット(TB)とを有するあるサイ
    ズのペイロードを前記無線ブロック(RB)に形成し、 ある一つの符号化方法(CS-1 〜CS-4) を用いて各無線ブロック(RB)をチャネル
    符号化し、前記ペイロードのサイズが符号化方法に依存する方法において、 少なくともある一つの符号化方法(CS-2 、CS-3、CS-4) を用いて符号化を行う
    対象無線ブロックの転送ビット(TB)で、該転送ビットの第１の部分でユーザーデ
    ータを転送し、第２の部分でフィルビットを転送し、ユーザーデータの転送を行
    うために、8 で割り切れる転送ビット数を選ぶようにすることを特徴とする方法
    。
  2. 【請求項２】 ユーザーデータの転送用として用いる転送ビット(TB)の第１
    の部分として、転送ビット(TB)数を8 で除したときの商で示されるオクテット数
    を選び、 フィルビットの転送用として用いる転送ビット(TB)の第２の部分として、前記
    除算の剰余で示される転送ビット数を選ぶことを特徴とする請求項１に記載の方
    法。
  3. 【請求項３】 無線ブロック(RB)が前記フィルビットを除いてGSM 標準規格
    03.64 による無線ブロックの１つであることを特徴とする請求項1 に記載の方法
    。
  4. 【請求項４】 転送ビットの前記第２の部分において、チャネル符号化で行
    われるチャネル符号化に先行して、また、伝送対象のバーストの中へ無線ブロッ
    クのビットのインターリーブに先行してフィルビットを設定することを特徴とす
    る請求項1 に記載の方法。
  5. 【請求項５】 ディジタル移動通信システムおいてユーザーデータを伝送す
    るための送受信装置(MS 、BTS 、SGSN) であって、 ある複数プロトコルに従ってある複数層(A〜E)でユーザーデータの処理を行う
    ためのユーザーデータ処理手段(3〜15、19) と、 前記複数層のある一層(E) で物理無線チャネルを介して無線ブロック(RB)でユ
    ーザーデータを送信するための送信手段(3〜15、19) と、 前記ある層(E) の転送を行うために無線ブロック(RB)に、あるサイズのペイロ
    ードを形成するためのペイロード形成手段(19)であって、前記ペイロードが、転
    送の実行と関連するチェック・ビット(CHB) と、ユーザーデータの転送に利用可
    能な転送ビット(TB)とを有するようになっているペイロード形成手段と、 ある一つの符号化方法(CS-1 〜CS-4) を用いて無線ブロック(RB)のチャネル符
    号化を行うためのチャネル符号化手段(3) とを有し、ペイロードの前記サイズが
    使用する符号化方法に依存する送受信装置において、 無線ブロック転送ビット(TB)の第１の部分でユーザーデータを転送するための
    、ここで該無線ブロックは少なくともある一つの符号化方法(CS-2 、CS-3、CS-4
    ) を用いて符号化されているが、及び、前記転送ビットの第２の部分でフィルビ
    ットを転送するための制御手段(19)を有し、また該転送ビットの前記第１の部分
    が8 で割り切れる数のビットを有することを特徴とする送受信装置。
  6. 【請求項６】 前記制御手段(19)が、ユーザーデータの転送のために用いる
    転送ビット(TB)の第１の部分として、転送ビット(TB)数を8 で除したとき商とし
    て得られるオクテット数を選択するように構成され、 前記制御手段(19)が、フィルビットの転送のために用いる転送ビット(TB)の第
    ２の部分として前記除算の剰余で示されるビット数を選択するように構成される
    ことを特徴とする請求項５に記載の送受信装置。
  7. 【請求項７】 前記フィルビットを除いて、GSM 標準規格03.64 により転送
    ビット(TB)を転送するように構成されることを特徴とする請求項5 に記載の送受
    信装置。
  8. 【請求項８】 少なくとも１つの移動局(MS)と固定移動通信網(BSS、SGSN)
    とを有するディジタル移動通信システムであって、 移動局(MS)と固定移動通信網(BSS、SGSN) との間の物理無線チャネルを介して
    ユーザーデータを転送するための手段(MS 、BTS)と、 ある複数プロトコルに従ってある複数層(A〜E)でユーザーデータの処理を行う
    ためのユーザーデータ処理手段(3〜15、19) と、 前記複数層のある一層(E) で物理無線チャネルを介して無線ブロック(RB)でユ
    ーザーデータを伝送するためのデータ転送手段(3〜15、19) と、 前記ある層(E) の転送を行うために無線ブロック(RB)に、あるサイズのペイロ
    ードを形成するためのペイロード形成手段(19)であって、前記ペイロードが、転
    送の実行と関連するチェック・ビット(CHB) と、ユーザーデータの転送に利用可
    能な転送ビット(TB)とを有するようになっているペイロード形成手段(19)と、 ある一つの符号化方法(CS-1 −CS-4) を用いて、前記無線ブロック(RB)のチャ
    ネル符号化を行うためのチャネル符号化手段(3) とを有し、前記ペイロードのサ
    イズが前記符号化方法に依存するシステムにおいて、 少なくともある一つの符号化方法(CS-2 、CS-3、CS-4) を用いて符号化対象の
    無線ブロックの転送ビット(TB)の第１の部分でユーザーデータを転送するための
    、及び、前記転送ビットの第２の部分でフィルビットを転送するための制御手段
    (19)を有し、前記転送ビットの第１の部分が8 で割り切れる数のビットを有する
    ことを特徴とするシステム。
  9. 【請求項９】 前記制御手段(19)が、ユーザーデータの転送のために用いる
    転送ビット(TB)の第１の部分として、転送ビット(TB)数を8 で除したときに得ら
    れる商に従ってオクテットの数を選択するように構成され、また、 前記制御手段(19)が、フィルビットの転送のために用いる転送ビット(TB)の第
    ２の部分として前記除算の剰余に従う転送ビット数を選択するように構成される
    ことを特徴とする請求項８に記載のディジタル移動通信システム。
  10. 【請求項１０】 前記フィルビットを除いて、GSM 標準規格03.64 により転
    送ビットを転送するように構成されることを特徴とする請求項8 に記載の移動通
    信システム。
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