JP2003199174A - デジタル移動ネットワークを介して通信するための通信デバイスおよび方法 - Google Patents

デジタル移動ネットワークを介して通信するための通信デバイスおよび方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 個々のユーザが、所望の通信サービスの一時
的な中断や、音の品質したがって電話呼の了解性のかな
りの減少をこうむることがないようにすること。 【解決手段】 本発明は、第一もしくは第二のインター
リーブ長を選択するための手段を含むデジタル移動通信
ネットワーク構成要素に関し、その選択はネットワーク
トラヒックに依存し、選択の手段は、ＵＭＴＳネットワ
ークなどデジタル移動通信ネットワークを介した通信の
ための手段と結合するように構成され、通信のための手
段は、データパケットのためのインターリーブ手段を有
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、符号分割多重アク
セス（ＣＤＭＡ）ネットワークなどの、デジタル移動通
信ネットワークに関し、より詳細には、進行中の通信セ
ッションの間に通信パラメータの変更を許す、ユニバー
サル移動電話システム（ＵＭＴＳ）及び他のデジタル移
動通信ネットワークに関する。
【０００２】
【従来の技術】輻輳の場合における、デジタル移動通信
ネットワークでの適用のための、様々な過負荷制御メカ
ニズムが、従来技術から知られている。移動通信のため
のグローバルシステム（ＧＳＭ）で利用される通信ネッ
トワークの負荷「制御」のひとつの方法は、なんらかの
指定された時間長だけ、移動局がチャネルにアクセスす
るのを禁止するメッセージにより移動局の通信要求を拒
絶することからなる。このメカニズムは、移動局の自動
リピートスキームもしくはユーザ要求のリピートのいず
れかを通した、移動局によるさらなるリピートも、防止
する。このメカニズムはＧＳＭにおいて、過負荷が全体
のスループットを脅かすときに使用される。
【０００３】ＧＳＭにおいて利用されるほかのアプロー
チは、ブロードキャスト制御チャネル（ＢＣＣＨ）での
指示を通じて、移動局の母集団全体が、セルにアクセス
することを禁止することである。これは、移動局に対す
るさらなるトラフィックをなんら招くことなくソースで
トラヒックの減少を可能にする。これを達成するため、
加入者は、その事業者によって制御される無作為の割り
当てを通じて均衡の取れた部分母集団（ｂａｌａｎｃｅ
ｄ−ｓｕｂ−ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｓ）へと分割され
る。
【０００４】所与の加入者が属するアクセスクラスが、
加入者識別モジュール（ＳＩＭ）に格納され、したがっ
て移動局に利用可能となる。通常の負荷状況では、すべ
てのクラスがアクセスを許可される。トラヒックが減少
されなければならないときは、基地局コントローラ（Ｂ
ＳＣ）が、１、２もしくはなんらかの数のこれらのアク
セスクラスをブロックすることを決定でき、対応するパ
ーセンテージだけトラヒックの量を統計的に削減する。
【０００５】ＧＳＭシステムにおけるように、無線イン
ターフェースはやはり、ＵＭＴＳにおいて共有リソース
である。結果として、ＵＭＴＳ標準は、輻輳が検出され
たときに適当なアクションをとるべく一定の輻輳制御メ
カニズムを許容する。輻輳の度合いに応じて、結果は大
いに変わり得る。いくつかの可能な結果としては、 ・呼の損失 ・より高いビット誤り率（ＢＥＲ）、したがって音声伝
送の場合には、悪い音品質 ・サービス拒否 である。
【０００６】ＵＭＴＳ標準に従った輻輳状況管理アプロ
ーチのひとつは、同時により多くのユーザをアクティブ
にできるようにするため、サービス品質（ＱｏＳ）を減
少させることである。輻輳が検出されたときにフレーム
誤り率（ＦＥＲ）の増加を許容することによって各進行
中の通信セッションのチャネル容量要件が減少され、し
たがって各ユーザにサービスするパワーを削減する。た
だし、ここではパワーは共有リソースである。
【０００７】米国特許第６１６７２３７号明細書は、ス
ペクトル効率（ｓｐｅｃｔｒａｌｅｆｆｉｃｉｅｎｃ
ｙ）のエッジで動作する少なくとも２つの無線サブシス
テムを含む一方同時に無線通信局が、最適なパワーの節
約が許容可能な伝送条件下で得られるように動作できる
ようにするユニバーサル無線通信システムを開示してい
る。サブシステムのうちの一の無線基地局が、自体のサ
ブシステムのチャネルにおける隣接チャネル干渉をサブ
システムの他の一の無線通信局が引き起こしているかど
うかを測定する。もし引き起こしていれば、無線基地局
は、他のサブシステムの無線通信局に対し、スペクトル
伝送特性を調節するようコマンドを送り、伝送スペクト
ルがより狭くなるようにする。もし干渉がなんら検出さ
れなければ、他のサブシステムの無線通信局はスペクト
ルを広くすることを許容され、複雑でない、たとえばフ
ィルタリングなどの伝送信号処理が適用され得、したが
ってパワーの節約が達成される。
【０００８】米国特許第６０９７７００号明細書は、パ
ケット交換無線チャネル（ＰＲＣＤＨ）の輻輳を制御す
るためのパケット交換無線チャネル輻輳制御システムを
開示する。ＰＲＣＨ輻輳制御機能は、ＰＲＣＨ上のパケ
ット呼の平均時間遅延が遅延警告レベル内にあるかどう
かを決定する。もし平均時間遅延が遅延警告レベル内に
なければ、平均時間遅延を減少するためにどのパケット
呼をＰＲＣＨから排除するかが決定される。輻輳につい
ての決定は、一のＰＲＣＨのアップリンクおよびダウン
リンクの各々で別個に、もしくは、ＰＲＣＨのアップリ
ンクおよびダウンリンクを組み合わせて行うことができ
る。類似のシステムが、米国特許第５７５７７７２号明
細書から知られる。
【０００９】
【特許文献１】米国特許第６１６７２３７号明細書
【特許文献２】米国特許第６０９７７００号明細書
【特許文献３】米国特許第５７５７７７２号明細書
【００１０】
【発明が解決すべき課題】輻輳を取り扱うための上述の
従来技術のアプローチの特徴をなす共通の欠点は、個々
のユーザが、所望の通信サービスの一時的な中断や、音
の品質したがって電話呼の了解性のかなりの減少をこう
むることがあることである。
【００１１】本発明は、通信中に伝送特性を適応させる
ことを可能にする、デジタル移動通信ネットワークの輻
輳状況を取り扱うための、改良されたデジタル移動通信
ネットワーク構成要素および改良されたコンピュータプ
ログラムおよび方法を提供する。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、サービス拒否
なしでかつ音の品質の劣化なしで輻輳状況を取り扱うこ
とを可能にするという点で特に有利である。このこと
は、輻輳状況の検出に応じてインターリーブ長を増やす
ことにより達成される。サービスのインターリーブ長
は、通信システムのある輻輳状況に動的に適応する。
【００１３】輻輳状況が生じると、利用可能な帯域幅を
より効率的に使用すべく、インターリーブ長が増やされ
かつパワーが削減される。インターリーブ長の増加は、
パワーの削減を補償しビット誤り率（ＢＥＲ）が同一に
維持されるようにする。結果としてユーザは音の品質お
よび／または呼の了解性の劣化を被らない。
【００１４】本発明の好ましい実施形態では、通常のネ
ットワークトラヒック状況において標準のインターリー
ブ長は１０もしくは２０ｍｓである。輻輳の場合、イン
ターリーブ長は、例えば４０もしくは８０ｍｓに増加さ
れる。このことは、ユーザが被る伝送遅延の対応する増
加をもたらす。８０ｍｓまでの伝送遅延は、しかしなが
ら、ユーザにとってはやはり受け入れ可能であり、その
他の輻輳していないネットワークトラヒック状況と比べ
てサービス品質が変わらないままであるという事実から
みれば特にそうである。
【００１５】エンコーディングおよびインターリーブの
概念については、ＧＳＭシステムに関する、および、や
はりＣＤＭＡシステムに関する従来技術からよく知られ
ている。例えばＧＳＭシステムでは、固定のインターリ
ーブ長２０ｍｓがある。コード長はＧＳＭシステムでは
インターリーブ長と等しくなるよう選ばれる。
【００１６】本発明の好ましい実施形態では、コード長
および／または他の通信パラメータはインターリーブ長
が変えられたときに変えられる。これは、対応するパラ
メータ組によって実施できる。本発明の好ましい実施形
態によれば、通信セットアップ中に、各移動電話に少な
くとも２のパラメータ組が提供される。輻輳状況が起こ
ると、適当なパラメータ組が、インターリーブ長を増加
しかつエンコード長など他の対応する通信パラメータを
対応して変えるべく活性化される。本発明のさらなる好
ましい実施形態によれば、輻輳状況は、ＵＭＴＳ地上無
線アクセスネットワーク（ＵＴＲＡＮ）によって検出さ
れる。そのような輻輳状況は、関連する移動電話に信号
通信され、インターリーブ長が対応して適応するように
する。
【００１７】以下、本発明を図面を参照しながらより詳
細に説明する。
【００１８】
【発明の実施の形態】図１は、ＵＭＴＳ地上無線アクセ
スネットワークＵＴＲＡＮ１を示す。ＵＴＲＡＮ１は多
数の無線ネットワークコントローラＲＮＣ２を含む。Ｒ
ＮＣの各々は、一の無線ネットワークサブシステム（Ｒ
ＮＳ）を持っている。さらに、ＵＴＲＡＮ１は、複数の
ノードＢ３を持っている。ノードＢ３は、ＧＳＭ基地局
に対応するのに対し、ＲＮＣ２はＧＳＭ基地局コントロ
ーラ（ＢＳＣ）と同等である。
【００１９】各ＲＮＣ２は、無線リソース管理（ＲＲ
Ｍ）機能を提供する。ＲＲＭは、動的チャネル割り当
て、呼許可制御、データサービスのスケジューリングお
よび他のＲＲＭメカニズムを包含する。ノードＢ３の各
々は、通信および制御の目的のためにそのＲＮＣ２に接
続されている。特に、各ノードＢ３は、そのＲＮＣ２に
測定値を提供し、ＲＮＣ２は、そのノードＢ３が経験し
たネットワークトラヒック状況を示す。これにより、Ｒ
ＮＣ２は、ネットワークトラヒックの増加、特に輻輳状
況を検出することができる。
【００２０】図１の通信システムはさらに多くの移動電
話４を含む。移動電話４は、ＵＴＲＡＮ１を介して通信
するための無線インターフェースを有するどんなエンド
ユーザ通信デバイスであってよい。そのようなエンドユ
ーザ通信デバイスの例は、パーソナルデジタルアシスタ
ント（ＰＤＡ）、モバイルコンピュータ、自動車移動通
信デバイス、Ｗｅｂ機器その他を含む。図１に関して考
える例において、移動電話４はＵＭＴＳ標準にしたがっ
ている。
【００２１】移動電話４はＵＭＴＳ標準にしたがってイ
ンターリーブを実施するインターリーブモジュール５を
有する。インターリーブモジュール５は、レジスタ６お
よび７に結合されている。レジスタ６は、輻輳のないネ
ットワークトラヒック状況で用いられるパラメータ組を
格納する役割を果たす。特に、レジスタ６に格納される
このパラメータ組はインターリーブ長を指定するための
パラメータＰ１Ｌを含む。このインターリーブ長は、輻
輳のないネットワークトラヒック状況のためのＴ１と等
しい。
【００２２】レジスタ７は輻輳したネットワーク状況に
おいて使用するためのパラメータ組の格納のために働
く。このパラメータ組においてパラメータＰ１ＬはＴ２
＞Ｔ１であるＴ２の値をもつ。
【００２３】輻輳状況はさまざまなシナリオで起こりう
る。そのシナリオの一つは、移動電話４のユーザに関連
する進行中の通信セッションの間に輻輳が起こるという
ものである。
【００２４】このシナリオにおいては、輻輳状況が、進
行中の通信セッションの間にＲＮＣ２によって検出され
る。輻輳状況の検出に応答して、ＲＮＣ２は移動電話４
に送信されるべきデータパケット８の増やされたインタ
ーリーブ長を選択する。データパケット８は、トランス
ポートフォーマットコンビネーションインジケータ（Ｔ
ＦＣＩ）を含むヘッダ９を有する。ＴＦＣＩは、ヘッダ
９におけるデータフィールドであり、とりわけデータパ
ケット８のために使用されるインターリーブ長を示す。
【００２５】データパケット８が移動電話４によって受
信されると、インターリーブモジュール５は、ＴＦＣＩ
データフィールドによって指定されたインターリーブ長
に応じた増やされたインターリーブ長を有するパラメー
タ組を選択する。このようにして、レジスタ７に格納さ
れたパラメータ組がインターリーブモジュール５によっ
て選択される。コード長やパワーなどの他の通信パラメ
ータは対応して変更することができる。
【００２６】輻輳状況が終わると、これもまたＲＮＣ２
によって検出される。輻輳状況の終わりの検出に反応し
て、ＲＮＣ２は、輻輳していないネットワーク状態のイ
ンターリーブ長を選択する。以降、輻輳していないネッ
トワーク状態のためのこのインターリーブ長がデータパ
ケット８のために用いられかつＴＦＣＩデータフィール
ドで表示される。インターリーブモジュール５によるこ
のヘッダ情報の解釈により、レジスタ６に格納されたパ
ラメータ組の選択がもたらされる。
【００２７】すなわち、ＲＮＣ２はネットワークトラヒ
ック状況に依存してデータパケット８のために用いられ
るべきインターリーブ長を選択する。ネットワークが輻
輳するとより長いインターリーブ長のＴ２が選択される
のに対し、普通の輻輳していない状況では、より短いイ
ンターリーブ長Ｔ１が選択される。インターリーブ長の
選択は、ＴＦＣＩデータフィールドへとコード化され、
対応するパラメータ組の選択のために移動電話４にこの
方法で通信される。
【００２８】移動電話４により使用される通信パラメー
タの実際のネットワークトラヒック状態へのより細かい
レベルの適応を可能にするために２より多いパラメータ
組が用いられてもよいことに留意されたい。通常の輻輳
していないネットワーク状況のためのインターリーブ長
Ｔ１のよい選択は１０ｍｓもしくは２０ｍｓである。輻
輳の場合、Ｔ２のためのよい選択は、４０ｍｓもしくは
８０ｍｓである。
【００２９】通信リンクが移動電話４とＵＴＲＡＮ１と
の間に確立される毎に移動電話４に対し一以上の代替的
なパラメータ組を提供することが必須ではないことに留
意されたい。ある実施形態では、ネットワークが普通の
トラヒック状況にあるとき、レジスタ６に格納されるべ
き「標準」パラメータ組のみが移動電話４に提供され
る。
【００３０】輻輳したネットワーク状況が検出される
と、レジスタ７に格納されるべき代替パラメータ組が移
動電話４に送信される。これは、代替パラメータ組がそ
の指定された実際のネットワーク輻輳状況に適応できる
という利点がある。この実施形態の欠点は、しかしなが
ら、すでに輻輳したネットワークにおいて、パラメータ
組を送信するためのさらなるネットワークトラヒックが
発生するということである。進行中の通信セッションの
間にパラメータ組を変更するために、ＵＭＴＳ手順「同
期無線リンク再設定（ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚｅｄ ｒａ
ｄｉｏ ｌｉｎｋｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）を
用いることができる。
【００３１】本発明の代替実施形態では、電話呼がなさ
れるとき、実際のネットワーク状況には関係なく通信セ
ッションが確立されるごとに、標準パラメータ組および
一以上の代替パラメータ組が移動電話４に提供される。
この利点は、移動電話４が、輻輳状況が起きたときに利
用可能なチャネル容量のより効率的な利用をするための
代替動作モードへの切替えのためにすでに初期化されて
いることである。この実施形態のさらなる利点は、ネッ
トワークが輻輳してきたときに適応がより迅速にかつパ
ラメータ組を移動電話４に送る必要なく実施できること
である。
【００３２】上述の動作原理はまた、他のシナリオ、た
とえば、輻輳していないセルから輻輳したネットワーク
セルへのハンドオーバ、輻輳したネットワークセル内の
移動電話からの電話呼などにも適応できることに留意さ
れたい。どちらの場合にもより長いインタリーブ長が選
択され、利用可能なチャネル容量をより効率的に使用で
きるようにする。
【００３３】図２は、対応する方法を図示する。ステッ
プ１０でＵＴＲＡＮは輻輳状況を検出する。通常、これ
はＵＴＲＡＮの無線ネットワーク制御ユニットにより提
供される無線リソース管理機能によってなされる。
【００３４】ステップ１１では、検出された輻輳状況の
点から適当な減らされたインターリーブ長が決定され
る。以降、増やされたインターリーブ長がデータパケッ
ト８（たとえば図１）のために使用される（ステップ１
２）。
【００３５】同時に、他の通信パラメータを対応して適
応させることができる。これによりネットワーク負荷の
減少がもたらされる一方サービス品質が各ユーザごとに
維持される。移動電話のユーザが経験する唯一の変更
は、増やされたインターリーブ長によって引き起こされ
る伝送遅延のわずかな増加である。
【００３６】ステップ１３において、ネットワークトラ
ヒックの有意な減少がＵＴＲＡＮによって検出される。
ステップ１４では、改善したネットワークトラヒック状
況に対応する減らしたインターリーブ長を決定する。減
らしたインターリーブ長が再びステップ１５で使用され
る。
【００３７】任意選択の機能として、移動電話はインタ
ーリーブ長の変更をユーザに信号で知らせる出力手段を
有する。これは、移動電話のディスプレイに変更を示す
情報を表示することによっておよび／または移動電話に
よって生成される音響信号によって行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による通信システムの実施形態のブロッ
ク図である。
【図２】本発明による方法の実施形態を示す図である。
【符号の説明】
１ ＵＴＲＡＮ ２ ＲＮＣ ３ ノードＢ ４ 移動電話 ５ インターリーバ（インターリーブモジュール） ６、７ レジスタ ８ データパケット ９ ヘッダ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5K014 FA11 FA16 5K067 AA23 BB02 BB21 CC08 CC10 DD17 DD34 DD46 EE02 EE10 EE72 FF16 GG03 HH22 HH24 HH25 KK13 KK15

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ネットワークトラヒックに依存して、第
    一もしくは第二のインターリーブ長を選択する手段を含
    み、 該選択手段が、ＵＭＴＳネットワークなどのデジタル移
    動通信ネットワークを介した通信のための手段に結合す
    るように構成され、該通信手段がデータパケットのため
    のインターリーブ手段を有する、デジタル移動通信ネッ
    トワーク構成要素。
  2. 【請求項２】 それぞれ第一および第二のインターリー
    ブ長パラメータを有する第一および第二のパラメータ組
    を格納する手段を備えた移動電話と通信するよう構成さ
    れた、請求項１に記載のデジタル移動通信ネットワーク
    構成要素。
  3. 【請求項３】 前記移動電話が、ネットワーク状態表示
    のためにネットワークから制御情報を受信するための手
    段をさらに含み、該受信手段が前記選択手段に結合さ
    れ、該選択手段が前記ネットワーク状態に依存して第一
    もしくは第二のインターリーブ長を選択するように適合
    された、請求項２に記載のデジタル移動通信ネットワー
    ク構成要素。
  4. 【請求項４】 前記第一のインターリーブ長が１０ｍｓ
    もしくは２０ｍｓに等しくかつ前記第二のインターリー
    ブ長が４０ｍｓもしくは８０ｍｓに等しく、該第一のイ
    ンターリーブ長が、輻輳していないネットワーク状態の
    場合に前記インターリーブ手段によって選択され、か
    つ、前記第二のインターリーブ長が、輻輳しているネッ
    トワーク状態の場合に前記選択手段によって選択され
    る、請求項１に記載のデジタル移動通信ネットワーク構
    成要素。
  5. 【請求項５】 インターリーブ長の選択の変更をユーザ
    に示す手段を含むエンドユーザ通信デバイス。
  6. 【請求項６】 ネットワークトラヒックを示す情報を受
    信する手段と、ネットワークトラヒックに依存してイン
    ターリーブ長を選択する手段と、前記インターリーブ長
    の選択をエンドユーザ通信デバイスおよび／または通信
    手段に指示する手段とを含む、デジタル移動通信ネット
    ワーク構成要素。
  7. 【請求項７】 前記インターリーブ長を選択する手段
    が、ネットワークが輻輳していないトラヒック状態にあ
    るときは第一のインターリーブ長を選択しかつネットワ
    ークが輻輳しているトラヒック状態にあるときは第二の
    インターリーブ長を選択するように構成され、該第二の
    インターリーブ長が前記第一のインターリーブ長よりも
    実質的に長い、請求項６に記載のデジタル移動通信ネッ
    トワーク構成要素。
  8. 【請求項８】 前記指示手段が、進行中のエンドユーザ
    通信デバイスの通信セッション中に前記インターリーブ
    長の選択の変更を知らせるよう構成された、請求項６に
    記載のデジタル移動通信ネットワーク構成要素。
  9. 【請求項９】 前記構成要素がＵＴＲＡＮ構成要素であ
    る、請求項６に記載のデジタル移動通信ネットワーク構
    成要素。
  10. 【請求項１０】 ＵＭＴＳネットワークなどのデジタル
    移動通信ネットワークのネットワークトラヒックを監視
    するためのプログラム手段と、ネットワークトラヒック
    に依存してインターリーブ長を選択するためのプログラ
    ム手段と、前記インターリーブ長の選択をエンドユーザ
    通信デバイスに指示するためのプログラム手段とを含
    む、コンピュータプログラム製品。
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