JP2002511712A - デジタル無線データ伝送方式においてプロトコル適応を実現するアダプテーション層 - Google Patents
デジタル無線データ伝送方式においてプロトコル適応を実現するアダプテーション層Info
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Abstract
Description
化の実行に関する。特に、本発明は、所定の一般的に定義された無線アクセス・
ネットワークを介して、いくつかの異なるコア・ネットワークによって提供され
るサービスを移動局が利用できるシステムにおける適応化の実行に関する。本明
細書では、“無線”という用語は、移動局が自由に移動可能で、システムの基地
局と無線接続を持つことができることを意味する。
相互接続)モデルに準拠するスタックとして通常記述され、このモデルでは、ス
タックの様々な層のタスク並びに層間のデータ伝送が正確に規定されている。G
SM(移動通信用広域システム)システムは本特許出願でデジタル無線データ伝送
方式の一例として述べるシステムであるが、このシステムでは、5つのオペレー
ショナル(operational)層が存在する。最下位層は伝送層であり、
この層の最上位には、RR(無線資源管理)層、MM(移動性管理)層、CM(通信
管理)層及びOAM(保守運用)層の順に層が配置されている。最後に述べたOA
M層は、概念的に、同じプロトコル・スタックの中に残りの層と一緒に必ずしも
常時配置されるというわけではない。それは、ユーザーがその他の層から得るサ
ービスの価値をこの層が直接増加させるものではないためである。基地送受信局
(BTS)と基地局コントローラ(BSC)とによって形成される基地局サブシステ
ム(BSS)は主として伝送層とRR層で作動する。これに対して、移動局(MS)
と移動サービス交換センター(MSC)とはそれらの作動時に伝送層からCM層ま
での層を設ける。ホーム・ロケーション・レジスター(HLR)のオペレーション
はMM層とCM層に集中し、ゲートウェイMSC(GMSC)はCM層だけで作動
する。
・ネットワーク(CN)によって提供されるサービスを利用できることが好都合で
ある状況が創りだされている。この新しい状況で、基地局サブシステムによって
形成されたエンティティは無線アクセス・ネットワーク(RAN)と呼ばれ、コア
・ネットワークが様々な中央システムから形成される。この中央システムは多目
的データ伝送という可能性に加えて、自動データ伝送、地図及び所在位置情報、
バンキングと購入サービス、娯楽などのような様々な優れた能力を持つ(sma
rt)ネットワーク・サービスの提供を行うことができる。図1は、第3世代デ
ジタルセルラー無線システムのための提案を示す略図であり、この中で、移動局
100とコア・ネットワーク101、102、103との間で1つまたはいくつ
かの無線アクセス・ネットワーク104、105、106が作動可能となる。所
定の無線アクセス・ネットワークを介して、移動局100は、例えば図示のよう
に、無線アクセス・ネットワーク104を介して、コア・ネットワーク101ま
たは102のようないくつかのコア・ネットワークと接続することができる。ま
た、例えば図示のように無線アクセス・ネットワーク104または105を介す
る移動局100とコア・ネットワーク102との間の接続のような、移動局と所
定のコア・ネットワークとの間の接続をそれぞれ2つ以上の無線アクセス・ネッ
トワークを介して行うことが可能となる。無線アクセス・ネットワーク104は
、1つだけのコア・ネットワーク用としては利用できないが、一般無線アクセス
・ネットワーク(GRAN)あるいはUTRA(UMTS地上無線アクセス、全世
界的移動通信システム)と呼称される。
係する。プロトコル層間の関係が図2に示されている。移動局MSと一般無線ア
クセス・ネットワークUTRAの基地局サブシステムBSSとの間の最下位プロ
トコル層は層1(L1)200、201であり、この層は物理無線接続に対応する
。この層の上位に層2と3、あるいは、通常のOSIモデルに対応するエンティ
ティが配置される。この場合、最下位層は無線リンク制御/媒体アクセス制御(R
LC/MAC)層202、203である。この層の上位に論理リンク制御(LLC)
層204、205、最上位に無線資源制御(RRC)層206、207が配置され
る。一般無線アクセス・ネットワークの基地局サブシステムUTRA BSSと
、コア・ネットワークに配置される網間接続(interworking)ユニ
ット/コア・ネットワークIWU/CNとの間に、いわゆるIuインターフェース
の適用が想定される。その場合L1からLLCまでの上述の層に対応する層はO
SIモデルの層L1とL2(図面のブロック208と209)であり、上述のRR
C層に対応する層はOSIモデルの層L3(図面のブロック210と211)であ
る。
ーに役立つプロトコル213とを含まなければならない。これらのプロトコルの
中で、前者はデータ伝送接続と関係する制御機能を実現するためにRRC層20
6と通信し、後者はユーザーに直接役立つようなデータ(例えばデジタル符号化
された音声)を伝送するためにLLC層204と直接通信する。GSMシステム
の移動局では、ブロック212と213は上述のMM層の中に含まれる。
動局MSがいくつかの異なるコア・ネットワークを利用できなければならない場
合、移動局MSの中には、移動局MSが各時点で通信するコア・ネットワークに
応じて、コア・ネットワーク・アプリケーションに依存する様々な上位プロトコ
ル層212と213が含まれなければならない。コア・ネットワークのさらなる
開発が続けられているので、プロトコル層212と213の能力と動作は調整可
能でなければならない。その一方で、完全な第2世代コア・ネットワークが既に
存在するので、無線アクセス・ネットワークが第3世代に属するという事実にか
かわりなく、移動局が、第2世代接続サービスも利用できると好都合である。
介して異なるコア・ネットワークにより提供されるサービスの利用を可能にする
方法とシステムを導入することである。
を備えた移動局を提供することにより達成される。前記アダプテーション層は下
位方向へ標準化されたインターフェースを有し、該アダプテーション層の最上位
に配置された層が使用するプリミティブとLLCとRRC層のプリミティブとの
間で双方向マッピングが行われる。本明細書においては、プリミティブという用
語はプロトコル層間での基本メッセージを指すものとする。
ルに従ってメッセージを処理し、またある一定の上位プロトコル層で第2のプロ
トコルに従ってメッセージを処理し、上位及び下位のプロトコル層間に配置され
たアダプテーション層で、メッセージが第1及び第2のプロトコルに従って相互
に対応するようにマッピングが行われる適応化を行うことを特徴とする。
定の第2のプロトコルに準拠する上位プロトコル層とを前記プロトコル・スタッ
ク中に有し、これら上位及び下位のプロトコル層間に、第1及び第2のプロトコ
ルに従ってメッセージが相互に対応するようにマッピングされるような双方向適
応化を行うためのアダプテーション層を有することを特徴とする移動局にも関す
る。
して接続が実現され、1つの特定移動局がいくつかの同時無線ベアラ・サービス
を持つことが可能となる。第3世代システムは、1つの移動局と基地送受信局と
の間で無線ベアラ・サービスの確立と解除とが移動局と基地送受信局の相互に関
係なく可能であることを特徴とする。さらに、各無線ベアラ・サービスはビット
レート、サービス品質及びデータの伝送方向のようなある一定の典型的プロパテ
ィを有する。本発明によるアダプテーション層は、上位プロトコル層の必要性と
、第3世代無線アクセス・ネットワークによって提供される可能性とを以下の原
理に従って相互に関連づけるものである。 サービス・アクセス・ポイント(SAP)はアダプテーション層と上位プロトコ
ル層との間で実現される。サービス・アクセス・ポイントはアダプテーション層
と無線アクセス・ネットワークのプロトコル層との間では必要とされない。 アダプテーション層は、上位プロトコル層のプリミティブを無線アクセス・ネ
ットワークのプリミティブの中へマッピングし、その逆もまた同様であるという
点で双方向で利用可能である。このようにして、無線アクセス・ネットワークの
プロトコル層によって、上位プロトコル層からの要求が受信され、応答とメッセ
ージとが上位プロトコル層へ送られる。 アダプテーション層は、移動局と無線アクセス・ネットワークとの間でアクテ
ィブ無線ベアラ・サービスのリストを保持することができる。 アダプテーション層は、ネットワーク側に特定のピア・エンティティ(pee
r entity)を持たないが、それぞれの動作(action)は無線アク
セス・ネットワークとコア・ネットワーク間の接続の一部として実現される。 アダプテーション層に起因して、第2世代の上位プロトコル層から見ると第3
世代無線アクセス・ネットワークは透過的(transparent)である。 アダプテーション層には、当該上位プロトコル層の必要性に応じて、無線ベア
ラ・サービスと、無線アクセス・ネットワークに特有の処理とを開始するために
必要な優れた能力を持つ機能が含まれる。 アダプテーション層は、第2世代の上位プロトコル層では直接利用できないけ
れども、例えば、容量上の理由のために現在のセルでは不可能な、移動局からの
接続要求を妨げるような追加情報を無線アクセス・ネットワークから受信するこ
とが可能である。 アダプテーション層にはインターフェースを含むことができ、このインターフ
ェースを介して、移動局によってサポートされるコア・ネットワーク・プロトコ
ルの選択と変更とが可能となる。
る。
既に言及したので、以下の本発明及びその推奨実施例の説明では図3〜5を参照
する。図中、いくつかの類似部分については類似の参照番号が用いられる。
互関係が示されている。本発明によるアダプテーション層はUAL(UMTSア
ダプテーション層、全世界的移動通信システム)と呼ばれ、参照番号301が付
けられる。プロトコル階層ではそれの上位に、互いに任意選択であるいくつかの
並列のより高レベルのプロトコルが存在してもよい。この図面には、GSM M
Mプロトコル層302、GPRS MMプロトコル層303(一般パケット無線サ
ービス、移動性管理)、並びに、別のプロトコル層304、例えばB−ISDN(
広帯域サービス統合デジタル網)などが示されている。プロトコル階層のUAL
の下位に、一般にプロトコル・スタック部分をマッピングするRNL層305が
存在して、移動局と基地送受信局間の無線アクセス・ネットワークの中で適用さ
れる(図2の層200-202-204-206参照)。上位プロトコル層302、
303、304から見ると、UAL301は、1グループのSAP(サービス・
アクセス・ポイント)と考えられ、このグループの中には、GSM MM用として
設計されたRR-SAP306(無線資源管理サービス・アクセス・ポイント)、
GPRS MM用として設計されたGMMRR SAP307(GPRS MM-R
Rサービス・アクセス・ポイント)及び別のより高レベルのプロトコル用として
設計されたXXX-SAP308が含まれる。但し、XXXは、ブロック304
が表すプロトコルを識別するための任意の記号を指す。一般に、サービス・アク
セス・ポイントとは、所定のプロトコル・エンティティが別のエンティティへ提
供するインターフェースを意味し、もう一方のプロトコル・エンティティが任意
の利用可能なサービス・アクセス・ポイントを自由に選択できるように、これら
のインターフェースのいくつかを利用することができる。
プロトコル層を利用できる場合がある。したがって以下本明細書において、移動
局と無線アクセス・ネットワーク間でのGSMシステムに準拠する接続利用につ
いて特に論じることにする。この説明は第2世代コア・ネットワークに依存する
他のシステムについても容易に一般化することができるものである。GSMシス
テムでは、移動局と基地送受信局間での最も単純な接続は、例えば、所在位置更
新手続きを行うために必要な、移動局側から開始される信号接続である。第3世
代無線アクセス・ネットワークでは、移動局と無線アクセス・ネットワーク間で
の最も単純な接続はIRB(初期無線ベアラ)であり、このベアラは、移動局と基
地送受信局との間で確立される第1の無線ベアラ・サービスである。接続が解除
される場合IRBは最後に解除される。本発明によるアダプテーション層は、図
4に従う方法でGSM信号接続をIRBとしてマッピングするものである。この
結果、GSM-MM層302から送られたRR EST REQメッセージ40
2によって、本発明によるUAL301がRNL層305へRBC Setup
reqメッセージ403を送ることになる。このメッセージはRNLによって
RBC層(無線ベアラ制御、図面には別個に示されていない)へ送信される。この
送信によってIRBの確立が生じる。この確立は従来技術に従って行われ、図4
に矢印404で示されている。IRBの確立に対する応答として、RNLはUA
LへRBC Setup cnfメッセージ405を送信する。UALはこのメ
ッセージをGSM-MM層が理解するRR EST CNFメッセージ406に
マッピングする。
マッピングすることができるようにするために、UALはおそらくメッセージ中
に含まれるパラメータの値を調べなければならない。図4で、移動局所在位置の
更新が行われると仮定する。この時、矢印402で記述されるRR EST R
EQメッセージには確立原因パラメータ値が含まれ、このパラメータは信号更新
を意味する。UAL301は、信号伝送のみで信号更新が行われることを認知し
て、UAL301によって構成されたRBC Setup reqメッセージ4
03の中で、ベアラ・サービスの確立要求がIRBの確立を指しているものにす
ぎないことをRNL305に伝える。RBC Setup reqメッセージ4
03は、本発明によって設定される制約を全く受けずに、例えばベアラ・クラス
または所望のベアラ・サービスのアクセス・クラスを記述することができるいく
つかの異なるタイプのパラメータを含むことができる。これら2つのベアラ・ク
ラスの中で、所定のベアラ・サービス・タイプが、所定のベアラ・サービスのQ
oS(サービス品質)の記述に一般に使用されるようないくつかのパラメータ値を
同時に示している場合には、ショートカットとして前者のベアラ・クラスを使用
することができる。異なるアクセス・クラスの中で、所在位置更新、移動局側か
ら開始される音声接続などが生じる可能性がある。
する、ネットワーク側からのイニシアチブによるIRBの確立は、例えば、ネッ
トワークがページング・メッセージを移動局へ送信した場合に可能となる。次に
、IRBの確立は、本発明によるUALの作動を必要とせずに、無線アクセス・
ネットワークのRNLプロトコル層と移動局とによって公知の方法で行われる。
ネットワークのイニシアチブによって確立されたIRBの準備ができたとき、I
RBの確立を通知するメッセージをUALへ伝送することが可能となり、UAL
はこのメッセージ中に含まれるパラメータ値を識別して、このパラメータ値を基
に正しいメッセージを上位プロトコル層へ送信する。
RR層となる状況について述べる。GSM MMがUAL上で用いられる場合、
適応化は全く必要とされず、UALが「透過的に」作動して、GSM RRとG
SM MM層の間でメッセージの伝送が自明のこととして行われる。この透過的
な作動は普通の適応化と呼ぶことができ、UALが、普通の適応化か適切な適応
化かのいずれかの適応化を常時行うものと一般的に考えられる。
ビスの確立について以下に述べる。名前に関する限り、図4に示されている信号
接続の確立の場合と同じ名前でプロトコル層間のメッセージを呼ぶこともできる
。しかし今回の場合、矢印402によって記述されるRR EST REQメッ
セージの中には音声接続を指す確立原因パラメータ値が含まれる。UALは、こ
のパラメータ値、並びに、メッセージの出所である高次プロトコルを識別し、こ
の取得情報に基づいて、RBC SETUP reqメッセージの中にいくつか
のパラメータを含むようにUALはプログラムされている。確立されたベアラ・
サービスがサービス品質に関して所望の音声接続にできるだけ正確に対応するよ
うに、UALは前記パラメータ値の選択を行う。GSM MM層によって望まれ
るGSM音声接続がフルレートTCH(トラフィック・チャネル)を必要とする場
合、使用する符号化アルゴリズムはGSM音声アルゴリズムv1であり、このア
ルゴリズムv1が1から14の間で優先順位を有する。さらに、確立されたベア
ラ・サービスについて記述するRBC Setup reqメッセージ中に含ま
れるパラメータを以下のテーブルに従って3つのベクトルに分けることができる
。
Sセルラー無線システムと関連して様々な提案によって周知となっているような
UTRAベアラ・サービスのプロパティが適用される。
ALとRNL間の対応するメッセージ、並びに、前記メッセージと関係するパラ
メータが記述されている。
MMプロトコル層との間の対応するメッセージ、並びに、前記メッセージと関係
するパラメータが記述されている。
局と基地送受信局との間で一度にただ1つのトラフィック接続が可能となること
を特徴としてきた。第3世代システムは同時接続の数が予め限定されない状況を
目指すものである。本発明によるUALプロトコル層は、いくつかの並列サービ
ス・アクセス・ポイントを上位方向へ提供し、UALプロトコル層から下位方向
への接続は第3世代接続となる。他のアクティブ接続が存在するしないにかかわ
りなく、このようにして、UALプロトコル層を介して新しい接続の確立と古い
接続の解除が可能となる。
1つにすぎないとしても、いくつかの異なるコア・ネットワークによって提供さ
れるサービスを利用することが可能なマルチモード移動局の実現が行い易くなる
。このタイプの移動局には、いくつかの上位プロトコル層のオペレーションに依
存しない手段が設けられる。前記上位プロトコル層の各々は、他のプロトコルに
かかわりなく、所定のサービス・アクセス・ポイントを介してUALプロトコル
層の処理が可能となる。UALは、所定のサービス・アクセス・ポイントを介し
て、前記上位プロトコル層の下で作動する従来技術(第2世代)のプロトコル層と
まったく同じ方法を用いて、所定の上位プロトコル層との通信が可能となるので
、上位プロトコル層は、従来技術による下位プロトコル層が処理されるのか、あ
るいは、本発明によるUALが処理されるのかを認知する必要はない。このこと
は、上位プロトコル層の機能用として設計された公知のコンピュータ・プログラ
ムを、本発明を適用する移動局に対してそのままコピーできることを意味する。
もし前記プロトコルのプリミティブと第3世代無線アクセス・ネットワークのR
NLプロトコル層のプリミティブとの間に曖昧でないマッピングを構成できれば
、本発明が、UALの上位に配置されたプロトコル層を第2世代プロトコルだけ
に限定するものではなく、UALの上位に任意のプロトコルの実現が可能となる
ことは明らかである。
とが可能となる。その場合、新しい高次のプロトコルが移動局の中にロードされ
ている場合、この新しい高次のプロトコル用として少なくとも1つのサービス・
アクセス・ポイントあるいはおそらくいくつかの並列サービス・アクセス・ポイ
ントが同様に提供されるように移動局の中に既に含まれるUALを適応させるこ
とができる。
ク501、増幅器502、A/D変換器503及び送信機504によって送信部
が構成される。この送信部は、受信機511、D/A変換器512、増幅器51
3及びスピーカー514並びにこれら送受信部間で信号を制御する二重通信ブロ
ック508とアンテナ509とから構成される受信部と同様、自明のものとして
従来技術に従うことができる。最も好適には、表示装置506とキーボード50
7並びに記憶装置510と接続するマイクロプロセッサを用いることにより、制
御ブロック505が実現されることが望ましい。ここで記憶装置510にはマイ
クロプロセッサ505によって実行されるプログラムが記憶されており、動作中
、データ記憶場所として使用される。本発明によるアダプテーション層は記憶装
置510に保存されたプログラムの一部として最も好適に実現される。
配置されるかを示す。
Claims (9)
- 【請求項1】 移動局(100)とデジタル無線データ伝送システムとの間で
データ伝送を実現する方法であって、前記デジタル無線データ伝送システムが、
第1のプロトコルに従ってメッセージを処理する無線アクセス・ネットワーク(
104,105、106)と、第2のプロトコルに従ってメッセージを処理する
コア・ネットワーク(101、102、103)とを有する前記方法において、前
記移動局の中で、前記第1のプロトコルに従ってメッセージが所定の下位プロト
コル層(305)で処理され、前記第2のプロトコルに従ってメッセージが所定の
上位プロトコル層(302、303、304)で処理され、前記上位プロトコル層
と前記下位プロトコル層との間に配置されたアダプテーション層(301)におい
て、前記第1及び第2のプロトコルに従ってメッセージが相互の中へマッピング
される適応化が行われるようにすることを特徴とする方法。 - 【請求項2】 前記第1のプロトコルが第3世代デジタルセルラー無線シス
テムのデータ伝送プロトコルであり、さらに、前記第2のプロトコルが第2世代
デジタルセルラー無線システムのデータ伝送プロトコルであることを特徴とする
請求項1記載の方法。 - 【請求項3】 前記第1のプロトコルが、OSIモデルの層2と3に対応し
て、物理無線接続に対応するL1層(200)と、そのL1層の上位に、RLC/
MAC層(202)と、LLC層(204)と、RRC層(206)とを前記移動局と
前記無線アクセス・ネットワーク基地局サブシステムとの間に有し、また、前記
第2のプロトコルがGSM MM層(302)を有するGSMシステムのデータ伝
送プロトコルであることを特徴とする請求項2記載の方法。 - 【請求項4】 前記第1のプロトコルが、OSIモデルの層2と3に対応し
て、物理無線接続に対応するL1層(200)と、そのL1層の上位に、RLC/
MAC層(202)と、LLC層(204)と、RRC層(206)とを前記移動局と
前記無線アクセス・ネットワーク基地局サブシステムとの間に有し、また、前記
第2のプロトコルがGPRS MM層(303)を有するGPRSシステムのデー
タ伝送プロトコルであることを特徴とする請求項2記載の方法。 - 【請求項5】 前記第1のプロトコルが第3世代デジタルセルラー無線シス
テムのデータ伝送プロトコルであり、さらに、前記第2のプロトコルが第3世代
デジタルセルラー無線システムのコア・ネットワークのデータ伝送プロトコルで
あることを特徴とする請求項1記載の方法。 - 【請求項6】 前記アダプテーション層(301)がそのアダプテーション層
の上位に配置されたプロトコル層に対して少なくとも2つの並列サービス・アク
セス・ポイント(306、307、308)を提供し、相互に任意選択の第2プロ
トコルを前記第1のプロトコルと適応させるようにすることを特徴とする請求項
1記載の方法。 - 【請求項7】 所定のプロトコル・スタックに従うデータ伝送を無線アクセ
ス・ネットワークを用いて実現する手段を有するセルラー無線システム移動局で
あって、前記プロトコル・スタック内に、所定の第1のプロトコルに従って下位
プロトコル層を、また所定の第2のプロトコルに従って上位プロトコル層を有し
、前記第1及び第2のプロトコルに従ってメッセージが相互の中へマッピングさ
れるような双方向適応化を行うアダプテーション層が、これら上下位のプロトコ
ル層の間に設けられることを特徴とする移動局。 - 【請求項8】 所定の第1の上位プロトコル層と、前記第1のプロトコル層
に対する任意選択として第2の上位プロトコル層と、さらに、どちらの上位プロ
トコル層から所定のメッセージが受信されたかを前記アダプテーション層におい
て識別する手段とを有することを特徴とする請求項7記載の移動局。 - 【請求項9】 前記第1の上位プロトコル層がGSM MM層であり、さら
に、前記第2の上位プロトコル層がGPRS MM層であることを特徴とする請
求項8に記載の移動局。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI980837A FI108103B (fi) | 1998-04-15 | 1998-04-15 | Välittäjätaso protokollasovitusten toteuttamiseksi digitaalisessa langattomassa tiedonsiirtojärjestelmässä |
FI980837 | 1998-04-15 | ||
PCT/FI1999/000307 WO1999053668A2 (en) | 1998-04-15 | 1999-04-14 | Adaptation layer for realising protocol adaptations in a digital wireless data transmission system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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