JP2001522182A - 移動無線ネットワーク用サブネットワーク・デペンデント・コンバージャンス・プロトコル - Google Patents
移動無線ネットワーク用サブネットワーク・デペンデント・コンバージャンス・プロトコルInfo
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Abstract
Description
プロトコルに関する。本発明は、特に、パケット無線サービス(GPRS)用として指
定されるサブネットワーク・デペンデント・コンバージャンス・プロトコル(SND
CP) に適用可能である( もっとも必ずしもこれに限定されるものではない) 。
音声通信に重点を置いて設計されたものである。データは通常、移動局(MS)と基
地局サブシステム(BSS) との間でいわゆる回線交換伝送モードを用いてエアイン
ターフェースを介して伝送される。このモードでは物理チャネルすなわち1つ以
上の周波数の一連の一定間隔で離間したタイム・スロットが通話中保留される。
伝送対象の情報の流れが比較的連続している音声通信については、回線交換伝送
モードが効率的であることは理にかなっている。しかし、インターネットへのア
クセスなどのようなデータ・コール中は、データの流れが‘バースト(bursty)’
になり、回線交換で物理チャネルを長時間保留することはエアインターフェース
の不経済な使用を意味するものとなる。
に増加していることを考慮して、パケット無線サービス(GPRS)として知られる新
しいGSM ベースのサービスが欧州通信規格協会(ETSI)によって現在規格化されて
おり、勧告GSM03.60で用語全体が定義されている。GPRSはデータ伝送を行うため
の物理チャネルの動的割り振りを提供するものである。すなわち、伝送対象のデ
ータが存在するときに限って特定のMSからBSS リンクへ物理チャネルが割り振ら
れる。伝送対象のデータが存在しない場合物理チャネルの不要な保留は回避され
る。
と音声通信双方用のエアインターフェースの効率的利用を意図するものである。
したがってGPRSではGSM 用として定義されている基本チャネル構造が利用される
。GSM では、所定の周波数帯域が時間領域で分割され、TDMA( 時分割多重接続)
フレームとして周知の一連のフレームに変えられる。TDMAフレーム長は4.615ms
である。各TDMAフレームは等しい持続時間を持つ8つの連続スロットに順次分割
される。従来の回線交換伝送モードではコールが開始されると、一連の各TDMAフ
レームで所定のタイム・スロット(1〜8)を保留することによりそのコール用の物
理チャネルが定義される。シグナリング情報を送るための物理チャネルも同様に
定義される。
“トラフィック・チャネル”が作成される。回線交換伝送モードのネットワーク
を求める需要が大きい場合は、回線交換伝送モード用として多数の物理チャネル
を保留することが可能である。一方、GPRS伝送に対する要望が強い場合には、GP
RS伝送モード用として多数の物理チャネルを保留することが可能である。さらに
、一連のTDMAフレームの各々の中の2つまたはそれ以上のスロットを単一のMSに
割り当てることにより高速交換パケット伝送チャネルを設けることもできる。
M03.64) 用としてGPRS無線インターフェースをモデル化することができる。この
場合、移動局(MS)とネットワークとは、MS/ネットワークインターフェースUmを
介して交信を行う同一の層を上記階層中に有する。図1のモデルは、必ずしもMS
とネットワーク中に含まれるハードウェアを表すものではなく、例示的なもので
あることが理解される。各層は、隣接層から受け取るデータのフォーマットを行
う。受信データは最下位層から最上位層へ通過し、伝送データは最上位層から最
下位層へ通過する。
在る。これらのPDP のエンティティのなかのあるものは、1つのMSから別のMSへ
または1つMSから固定端末装置へパケットデータを送るためにポイント・ ツー・
ポイントプロトコル(PTPS)を使用する。PTP プロトコルの例として、ユーザー・
アプリケーション( 図1には図示せず) とインターフェース可能なIP( インター
ネット・プロトコル) とX.25とが挙げられる。ここで注意すべきことは、2つま
たはそれ以上のPDP エンティティが同じPDP を利用することができるという点で
ある。また最上層にはSMS とシグナリング(L3M) のような他のGPRSエンドポイン
ト・プロトコル・エンティティが在る。同様の構成がネットワーク内に、また、
特に、サービングGPRSサポート・ノード(SGSN)に存在する。
ト・コンバージャンス・プロトコル(SNDCP)(GSM04.65) が使用される。このプロ
トコルは、その名称が示唆するように、透過的方法による更なる処理に適した(S
NDCPユニットから成る) 共通形式に異なるPDP データを変換する( すなわち‘収
束する’) ものである。SNDCP ユニットは1600以上のオクテットであり、エンド
ポイント接続( たとえばIP、X.25など) を識別するために使用するネットワーク
サービス・アクセスポイント識別子(NSAPI) を含むアドレス・フィールドを有す
る。各MSをその他のMSから独立に1セットのNSAPI に割り当てることができる。
このアーキテクチャは、既存のGPRSアーキテクチャの中へ容易に組み入れること
が可能な新しいPDP とリレーを将来開発できることを意味する。
ターフェースを介して1つの論理リンク制御(LLC) フレームにより搬送される。
これらのLLC フレームはLLC 層の中で定式化され(GSM04.64)、該フレームには、
ナンバリング用及び一時アドレス用フィールド、可変長情報フィールド並びにフ
レームチェック・シーケンスを設けたヘッダフレームが含まれる。特に、このア
ドレス用フィールドには、LLC インターフェースのネットワーク側とユーザー側
で特定の接続エンドポイント( 及びこのエンドポイントの相対的優先性とサービ
ス品質(QoS))との識別を行うために用いるサービス・アクセスポイント識別子(S
API)が含まれる。一方の接続エンドポイントはSNDCP であり、他方のエンドポイ
ントにはショート・メッセージサービス(SMS) と管理層(LM3) とが含まれる。LL
C 層は異なるエンド・ポイント・プロトコルから受信したデータのフォーマット
を行う。SAPIは永久的に割り振られすべてのMSに対して共通である。
の、論理リンク制御層PDU(LLC PDU)のセグメンティングと再アセンブリングとを
行ってRLC データブロックに変える手順を特に定義するものである。媒体アクセ
ス制御(MAC) 層は物理リンク層( 以下参照) より上位の層で機能し、複数のMSが
共通の伝送媒体を共有することを可能にする手順を定義するものである。このMA
C の機能は、同時伝送を企てる複数のMS間の調停を行い、衝突の回避と、検出と
、回復手順とを実行するものである。
ものである。物理RF層(Phys. RF)は搬送波周波数とGSM 無線チャネル構造、GSM
チャネル変調及び送信機/受信機特性を特に指定するものである。
に定義する必要がある。またこの処理にはMSとネットワーク間の予備的ネゴシエ
ーションの実施が含まれる。特に、SNDCP 交換用識別番号(XID) パラメータとし
て知られる制御用パラメータが、パラメータ・ネゴシエーション・ステップで、
それぞれのLLC 層を介して2つのピアSNDCP 層の間で交換される。ネゴシエーシ
ョンの初期化はMSまたはネットワークのいずれかで行うことができる。パラメー
タXID の受信時に、ピア・エンティティは、パラメータに従って自身の構成を行
うか、ユーザー・エンティティと更なるネゴシエーションを行うかのいずれかを
行う。SNDC-PXID パラメータのフィールド・フォーマットは以下のようになる。
びLLC 層を考察するものであり、この図はMSとSGSNアーキテクチャの双方に適用
できるものである。特に、図2は(GSM勧告04.65 に記載されているような)SNDCP
層中にオプションとして構成されるプロトコル及び/又はユーザー・データの圧
縮を例示するものである。データはまず圧縮され、次いでブロックに細分化され
、その後SNDCP ヘッダが加えられてSNDCP ユニットが組み立てられる。図2が伝
送用データの準備に適用できることが理解される。受信データは対応する逆方向
の解凍により処理される。
異なる圧縮アルゴリズムを供することができるが、その一方で単一の圧縮アルゴ
リズムはユーザー・データの圧縮用と見なされているにすぎない( 但し、将来開
発が行われていくつかの異なるユーザー・データ圧縮アルゴリズムが利用可能に
なるかもしれない) 。一般に、圧縮を利用するかどうかに関する決定はユーザー
・インターフェース・アプリケーションにより行われ、該アプリケーションはSN
DCP ユーザーのなかの1人がSNDCP 層へ供給するユーザー・データによって生成
される。この決定はSNDCP 層へ通知される。しかし、圧縮が双方のピアSNDCP 層
で利用可能でありさえすれば、圧縮の利用は可能である。
ル圧縮/解凍エンティティが定義され、XID パラメータの交換によって2つのピ
アSNDCP 層へ報告を行うことができる。同様に、他のXID パラメータの交換によ
りユーザー・データ圧縮/解凍エンティティ( いくつかのそのようなエンティテ
ィ) を定義することができる。GSM 勧告04.65 ではこの目的のために以下のXID
メッセージが提案されている:
セージ中の従うべきオクテット数を特定する。これらの従うべきオクテットは、
利用するコードブック長やコードブック中で使用するコードワード長のような選
択されたアルゴリズムのパラメータを定義するものである( 以下参照) 。
DCP ユニットへ変えられる。SNDCP 層は各ユニットにPCOMP(プロトコル制御情報
圧縮) タグを付け、このタグによってそのユニット内に含まれるプロトコル・デ
ータがすでに圧縮されているかどうかの識別が行われ、もし圧縮されていれば圧
縮アルゴリズムが利用される。同様に、ユーザー・データがすでに圧縮されてい
るかかどうかを識別するためにDCOMP(データ圧縮) タグが付けられれ、もし圧縮
されていればどのアルゴリズムが使われたかが識別される。上記各ユニットの受
信時に受信用SNDCP 層は、PDP コンテキスト・データが解凍を必要とするかどう
かの決定と、解凍を必要とする場合、( 受信されたSNDCP ユニットに含まれるNS
API によって識別された) 適切なエンティティへデータの経路選択を行う前に、
どのような解凍アルゴリズムを使用する必要があるかの決定を行うことができる
。
縮に適した圧縮アルゴリズムにはコードブックの作成に依存するアルゴリズムが
含まれる。このコードブックの中で、1セットのコードがそれぞれのベクトルに
よって特定される。各データ・セグメントについてコードブックの検索が行われ
、最適の一致コードが発見される。次いで、同一のコードブックを含むピアエン
ティティへベクトルが伝送され、このベクトルを用いてコードブックの検索が行
われ、元のコードの復元が行われる。圧縮対象データの圧縮処理効率を最適化す
るために、受信データを用いてコードブックが動的に更新される。2つまたはそ
れ以上のPDP エンティティが同じ圧縮アルゴリズムを使用する場合、これらのエ
ンティティは同じコードブックを共有する。
P コンテキストに最適なものとなる可能性がないという認識に由来するものであ
る。したがって、本発明の目的は、異なるPDP コンテキストが、異なるコードブ
ックを利用しながら同じ圧縮アルゴリズムを用いることができるサブネットワー
ク・デペンデント・コンバージャンス・プロトコルを提供することである。
ことはGPRSの方がずっと幅広い適応性を有しているということである。例えば、
低レベルの無線プロトコルのみを変更することによって、提案されている第3世
代の規格UMTS( 全世界移動通信サービス) にGPRSを適合させることができる。
へのデータ伝送に先行して、第1のコンバージャンス・プロトコル層がデータを
組み立ててユニットに変える移動無線ネットワークの動作方法が提供される。前
記データは、複数のコンバージャンス・プロトコル層ユーザーのなかの1人によ
って第1のコンバージャンス・プロトコル層へ出力される。該方法は、 少なくとも1つのアクセス・ポイント識別子を各ユーザーに割り当てるステッ
プと、 前記第1及び第2の層の間で1つまたはそれ以上の圧縮制御メッセージを交換
するステップと、 を含み、各メッセージが、 データ圧縮/解凍アルゴリズム識別子と、 識別されたアルゴリズムについての1セットのパラメータと、 識別されたアルゴリズムを利用する少なくとも1つのアクセス・ポイント識別
子のアイデンティフィケーションと、 を有する。
つが含まれ、この識別子によって受信用コンバージャンス・プロトコル層は、ユ
ニット中に含まれるデータを正しいユーザーへ送ることが可能になる。コンバー
ジャンス・プロトコル層がコードブックを利用する圧縮/解凍アルゴリズムを用
いる場合、この解凍アルゴリズムの利用によって別個のコードブックが作成され
、別個のアクセス・ポイント識別子用として( これらの識別子が同じ圧縮/解凍
アルゴリズムを用いる場合でも) このコードブックの利用が可能になる。
・マップを含むことが望ましい。この場合、ビット・マップによって、識別され
たアルゴリズムを利用するアクセス・ポイント識別子と、該アルゴリズムを利用
しないアクセス・ポイント識別子とが示される。
オクテットを有し、少なくとも1つのオクテットには前記アクセス・ポイント識
別子のビット・マップが含まれ、複数のオクテットにはそれぞれのアルゴリズム
・パラメータが含まれることが望ましい。さらに好適には2つのオクテット中に
前記ビット・マップが含まれることが望ましい。
第2のコンバージャンス・プロトコル層が、移動局とネットワークにおいてサブ
ネットワーク・デペンデント・コンバージャンス・プロトコル(SNDCP) 層である
ことが望ましい。この場合、前記設定メッセージは交換用識別(XID) メッセージ
の形をとり、前記アクセス・ポイント識別子はNSAPI である。
ービスに適用可能である。
うに設けた移動無線装置が提供される。
うに設けたセルラー無線ネットワークのサービングGPRSサポート・ノードが提供
される。
に、例を挙げて、添付図面の参照を行う。
ルとユーザー・データ双方について定義されているいくつかの圧縮/解凍アルゴ
リズムが許されている。このデータを含むSNDCP ユニットの圧縮と伝送に先行し
て、2つのピアSNDCP 層(MS 中の1層と、ネットワーク中のもう一方の層) の間
で各アルゴリズムのネゴシエーションが行われる。SNDCP ユニットが伝送される
とき、PCOMP とDCOMP タグがそのユニット中に含まれ、パケットデータ及び/又
はユニットに含まれるユーザー・データのいずれかが圧縮されているかどうかの
識別が受信層に対して行われ、圧縮されていればどのアルゴリズムが使用されて
いるかの識別が行われる。
XID メッセージの中にどのNSAPI がアルゴリズムを使用すべきかを特定するため
のビット・マップを含むことが提案される。現在のETSIの提案では、MSに対して
16個のNSAPI を割り当てることができる。したがって2つの特別のオクテットが
XID メッセージに対して加えられる。この場合、ビット(0〜15) の位置によって
NSAPI(1 〜16) が特定され、1 は、NSAPI がアルゴリズムを使用することを示し
、0 はNSAPI がアルゴリズムを使用しないことを示す。新しいXID メッセージは
以下のようになる:
た場合、その1つのアルゴリズム用としていくつかの異なる圧縮/解凍コードブ
ックを作成することが可能となり、各コードブックがそれぞれのNSAPI に対して
割り当てられる。このようにして、異なるNSAPI に対する( 異なるSNDCP ユーザ
ーに対する) 圧縮/解凍処理の最適化が可能とる。場合によっては、同じアルゴ
リズムを用いるいくつかのNSAPI の間で単一のコードブックを共有してもよい。
2人の端末ユーザーが同じPDP を共有し、共通コードブックの利用に好適な類似
データを生成するような場合に、上記で単一のコードブックの共有は目的に適っ
たものとなろう。
ズム( 何らかのアルゴリズムが存在する場合) はPCOMP とDCOMP タグとから識別
される。この識別アルゴリズムを用いた解凍に使用された場合、( 上述のように
) ユニットに含まれるNSAPI からコードブックを識別することができる。
では以下の頭字語が用いられる。 BSC 基地局コントローラ BSS 基地局サブシステム BTS 基地送受信局 GGSN ゲートウェイGPRSサポートノード GPRS 広域パケット無線サービス GSM 広域移動通信システム HLR ホーム・ロケーション・レジスタ IP インターネットプロトコル L3M 層3 管理 LLC 論理リンク制御 MAC 媒体アクセス制御 MS 移動局 MSC 移動交換センター NSAPI ネットワークサービス・アクセスポイント識別子 PC/PDA パーソナル・コンピュータ/個人用情報端末 PDP パケットデータ・プロトコル PDU プロトコル・データユニット PSTN 公衆交換電話通信網 PTM-G ポイント・ ツー・ マルチポイントグループ PTM-M ポイント・ ツー・ マルチポイントマルチキャスト PTP ポイント・ ツー・ ポイント RLC 無線リンク制御 SAPI サービス・アクセスポイント識別子 SGSN サービングGPRSサポートノード SMS ショート・メッセージサービス SNDCP サブネットワーク・デペンデント・コンバージャンス・プロトコル SS7 シグナリングシステム番号7 TCP/IP 伝送制御用プロトコル/インターネット用プロトコル TDMA 時分割多重接続 UM ネットワーク・インターフェースとの移動局 UMTS 全世界移動通信サービス X.25 ネットワーク層プロトコル仕様
ャを図示する。
うに設けたセルラー無線ネットワークのサービングGPRSサポート・ノードが提供
される。
Claims (8)
- 【請求項1】 移動無線ネットワークを動作させる方法であって、第2のピ
ア・コンバージャンス・プロトコル層へのデータの伝送に先行して、第1のコン
バージャンス・プロトコル層がデータを組み立ててユニットに変え、前記データ
が、複数のコンバージャンス・プロトコル層ユーザーのなかの1人によって第1
のコンバージャンス・プロトコル層へ出力されるように成される方法において、
該方法は、 少なくとも1つのアクセス・ポイントのアイデンティフィケーションを各ユー
ザーに対して割り当てるステップと、 前記第1の層及び第2の層の間で1つまたはそれ以上の圧縮制御メッセージを
交換するステップと、 を含み、各メッセージが、 データ圧縮/解凍アルゴリズム識別子と、 識別されたアルゴリズムについての1セットのパラメータと、 識別されたアルゴリズムを利用する少なくとも1つのアクセス・ポイント識別
子のアイデンティフィケーションと、 を有する方法。 - 【請求項2】 前記データ・ユニットが前記アクセス・ポイント識別子のな
かの1つを含み、該識別子によって、受信用コンバージャンス・プロトコル層が
ユニット中に含まれるデータを正しいユーザーへ送ることが可能になる、請求項
1に記載の方法。 - 【請求項3】 前記圧縮制御メッセージが前記アクセス・ポイント識別子の
ビット・マップを含み、前記ビット・マップが、前記識別されたアルゴリズムを
利用するアクセス・ポイント識別子と、該アルゴリズムを利用しないアクセス・
ポイント識別子とを示す、請求項1または請求項2に記載の方法。 - 【請求項4】 前記メッセージの各々が圧縮/解凍アルゴリズムを識別する
1つのオクテットを有し、少なくとも1つのオクテットが前記アクセス・ポイン
ト識別子のビット・マップを含み、複数のオクテットがそれぞれのアルゴリズム
・パラメータを含む、請求項3に記載の方法。 - 【請求項5】 前記ビット・マップが2つのオクテットに含まれる、請求項
4に記載の方法。 - 【請求項6】 パケット無線サービスの一部を形成する方法において、移動
局とネットワークにおける前記第1及び第2のコンバージャンス・プロトコル層
がサブネットワーク・デペンデント・コンバージャンス・プロトコル(SNDCP) 層
であり、前記圧縮制御メッセージが交換用識別(XID) メッセージの形をとり、前
記アクセス・ポイント識別子がNSAPI である、請求項1から請求項5までのいず
れか1項に記載の方法。 - 【請求項7】 請求項1から請求項6までのいずれか1項に記載の方法を用
いるように設けられる移動無線装置。 - 【請求項8】 請求項1から請求項7までのいずれか1項に記載の方法を用
いるように設けられるセルラー無線ネットワークのサービングGPRSサポート・ノ
ード。
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