JP2003526997A - サービス情報伝送方法及び無線システム - Google Patents
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Abstract
Description
フィックを伝送する無線システムにおけるサービス情報の伝送方法に関する。
用可能な無線リソースの量が限られていることである。無線周波数の数は限定さ
れ、いくつかのシステムやオペレータの間で分割されている。この問題を解決す
る様々な解決法が考え出されてきた。
術によって実現されるシステムでは、デバイス間の接続用にあるチャネルが予約
される。このチャネルは接続時間中、チャネル上に連続したトラフィックがある
か否かによらず、デバイスにとって利用可能である。この解決法は、主に音声を
伝送するシステムにおいては充分である。電気通信技術成長の必要性として、伝
送接続はデータ転送にますます利用されるだろう。データ接続上で伝送されるト
ラフィックはしばしば非常にバースト的である。つまり、時には高速な転送処理
能力が必要となる大量のデータが転送され、また時には、チャネル上にはトラフ
ィックがほとんどない。このような接続にとって、パケット交換接続は容量の用
途に関して非常に実用的な解決法である。パケット交換接続において、チャネル
は接続時間中ずっと端末用に予約されているわけではなく、データの転送が必要
な時だけ予約される。端末間接続の少なくともいくつかをパケットプロトコルを
使って行うようにしたパケット交換トラフィックを利用する様々な無線システム
が開発されてきた。このようなシステムの例がGPRS(General Packet Radio
System:汎用パケット無線システム)及び、これの改良されたバージョンであ
るEGPRS(Enhanced General Packet Radio System:拡張汎用パケット無線
システム)である。
システムは異なった容量で接続を確立する能力を有して提供される。標準的なデ
ータ接続の場合、例えば、端末はインターネットを介してデータ・ネットワーク
に接続される。システムは、接続セットアップ・プロセスを定義するセッション
・マネジメント・アレンジメントを有する。端末とシステム中のネットワークと
の間において必要とされるデータ接続は、接続セットアップ・プロセスにおいて
確立される。
大し、そのために数々のサービスが開発されており、この傾向は続くことが予想
される。新しいサービスのほとんどは端末とシステムとの接続を必要以上に要求
しない。この理由の一つは、転送されるべき情報量は少量で、サービスに必要な
ネットワーク部と端末との接続には連続的なデータ転送でなく、短期間のデータ
転送が要求されるからである。
トワーク部と端末との間でセッション・マネジメント・アレンジメントを介して
接続が確立され、接続の品質と容量だけがその要求に応じて変化する。よってこ
の方法は柔軟でなく、転送容量を浪費する。
転送を柔軟に行うことを可能とする無線システムと方法を提供することにある。
この目的は本発明の方法によって達成され、すなわち無線システムのネットワー
ク部と端末との間でサービス情報を伝送する方法によって達成されパケット・ト
ラフィックを転送する端末とネットワークとの接続が確立された時に、セッショ
ン・マネジメント・アレンジメントによって接続セットアップ・プロセスが実行
される。本発明の方法によって、端末とネットワーク部間をサービス情報が伝送
されると、サービスを必要とする側が接続セットアップ・プロセスを起動する。
起動する間、サービスを必要とする側は、サービス情報とサービス品質の必要性
をメッセージで指示する。サービス提供側は、サービス情報を含む一つまたはそ
れ以上のメッセージで応答する。接続セットアップ・プロセスは接続を確立する
前に終了する。
末とネットワーク部とが接続されると、それらがセッション・マネジメント・ア
レンジメントによって接続セットアップ・プロセスを起動する。本発明のシステ
ムでは、サービスを必要とする側は、サービス情報の伝送が必要になると接続セ
ットアップ・プロセスを始動するように構成され、サービス情報とサービス品質
の要求とをメッセージで転送する。サービス提供側はサービス情報を含む一つま
たはそれ以上のメッセージで応答するように構成され、接続セットアップ・プロ
セスは接続を確立する前に終了する。
プ・プロセスが、実際のデータ接続の確立と、実際のデータ接続を要求しないサ
ービス伝送との両方に利用できる。サービスごとに接続が確立される必要がない
ため、リソースの管理がより柔軟になり、リソースが無駄になることもない。接
続セットアップ・プロセスの柔軟性のおかげで、新しいサービスが容易にシステ
ムに導入できる。 以下に本発明が添付図面に基づいて好ましい実施例を参照して詳細に述べられ
る。
端末は異なる無線パス・プロパティを備える。これは、システムがどの多重接続
方法を採用しているかとは無関係である。例えば、CDMA、WCDMA、TD
MAが多重接続方式として利用できる。さらに、システムは回線交換及びパケッ
ト交換接続の両方をサポートする。図1は、本発明による解決法を用いたデジタ
ルデータ転送システムを示す。これは加入端末208〜212との双方向接続2
02〜206を有する基地局200からなるセルラー無線システムの一部である
。基地局はさらに基地局制御装置214に接続され、端末接続をネットワークの
別の部分に転送する。図2の略例において、その接続には回線交換及びパケット
交換接続が含まれる。
構成を述べる。移動通信システムの主要部分はコア・ネットワークCNと、地上
無線接続ネットワークBSSと、加入端末MSである。この例では、CNとBS
S間のインターフェースはGbインターフェースと呼ばれ、BSSとMS間のイ
ンターフェースはUmインターフェースと呼ばれる。
の基地局サブシステムBSSは基地局制御器BSCと、送受信装置を有する一つ
以上の基地送受信局BTSによって構成される。基地局制御器BSCと基地送受
信局BTS間のインターフェースは標準化されていない。基地局のカバー範囲、
すなわちセルは、図2においてCで表される。
め、図2はむしろ抽象的に描かれている。図3は最も基本的なブロック図しか含
まれていないが、当業者にとって従来のセルラー無線ネットワークがより詳細に
述べる必要のない他の機能や構成を有することは明白である。図3は一つの実行
可能な構成を示しているにすぎないことに注意すべきである。本発明によるシス
テムにおいては、その詳細は図2において示されたものと異なることがあるが、
そのような違いは本発明と無関係である。
ャ、すなわちネットワーク部400、及び乗り物に設置して固定されるか、或い
は携帯される加入者端末402からなる。ネットワーク部400は基地局404
を有する。基地局は、前図のノードBに相当する。数個の基地局404は、基地
局404と通信を行う基地局制御器406が集中的に制御する。基地局404は
送受信装置408及び多重制御装置412を有する。
御する制御装置410を有する。多重制御装置412は一つの転送接続414上
でトラフィックと、数個の送受信装置408によって使用される制御チャネルと
を構成するのに用いられる。転送接続414はlubと呼ばれるインターフェース
を形成する。
末402との双方向無線接続416が確立される。双方向無線接続416上で転
送されるフレームの構造は、システム仕様で無線インターフェースUmと呼ばれ
る。
422とを有する。グループ・スイッチング・フィールド420は音声やデータ
のスイッチング及び信号回線の接続に利用される。基地局404及び無線ネット
ワーク制御器406によって形成される無線ネットワークサブシステム432は
トランスコーダ424をも含む。トランスコーダ424は通常、トランスコーダ
424と無線ネットワーク制御器406間においてセルラー無線ネットワーク形
式で音声が転送される際の転送容量を節約するために、移動サービス交換センタ
428のできるだけ近くに位置する。
れる異なるデジタル音声符号化形式を、互換性のある形式に、例えば固定ネット
ワーク形式からセルラー無線ネットワーク形式に、あるいはその逆に変換する。
制御装置422は呼制御や、移動管理、統計や信号の集計をつかさどる。
428と、移動通信システムの外部接続をつかさどるゲートウェイ移動サービス
交換センタ430を示している。
ビス交換センタ428を経由する公衆電話回線網(PSTN)436及びパケッ
ト転送ネットワーク442の両方に接続を確立できる。
0間の接続は、サポートノード440(SGSN=Serving GPRS Support Node
)によって確立される。サポートノード440の機能は基地局システムとゲート
ウェイノード(GGSN=Gateway GPRS Support Node)444間でパケットを
転送し、加入端末402のエリア内における位置を記録を保持することである。
転送ネットワーク442とに接続し、そのインターフェースにはインターネット
・プロトコル又はX.25プロトコルが利用できる。ゲートウェイノード444
はパケット転送ネットワーク442の内部構成をカプセル化することによって公
衆パケット転送ネットワーク446から隠遁する。そのため、公衆パケット転送
ネットワーク446はパケット転送ネットワーク442を、公衆パケット転送が
パケットを送受信する加入端末402を有するサブネットワークであるとみなす
。
、インターネット・プロトコルを利用して、ユーザデータを信号化及びトンネリ
ングしてパケットを運ぶ。パケット転送ネットワーク442の構成は、アーキテ
クチャに関するオペレータや、インターネット・プロトコルの下位層のプロトコ
ルよって変化し得る。
ットワークでもよく、端末448、例えばサーバ・コンピュータが存在し、加入
者端末402にパケットを転送したいインターネットに接続されている。
ット転送に利用される。パケット転送用に容量が動的に予約、すなわちデータ転
送要求を受信すると、あいているチャネルはいずれもパケット転送用に割り当て
られる。この処理は柔軟に行なわれ、回線交換接続はパケット転送接続よりも優
先されることを意味する。必要な場合は、回線交換転送はパケット交換転送に優
先し、すなわち、パケット交換転送に使用される時間枠は回線交換転送に割り当
てられる。これは、パケット交換転送がこのような通信中断にもよく耐え得るた
めに実行できる。転送は別に割り当てられた時間枠を使って継続される。この処
理は、回線交換転送に絶対的な優先権を与えるのではなく、回線交換とパケット
交換の両方の転送要求の到着した順番に行われるよう実行される。このような処
理はしかし、本発明とは無関係である。
周波数帯外の周波数を阻止するフィルターを有する。この後、信号は中間周波数
に、或いは直接ベースバンドに変換され、信号はアナログ/デジタル変換器50
2で抽出され量子化される。イコライザ504は干渉を、例えば、マルチパス伝
送によって発生する干渉を補償する。復調器506はイコライズされた信号から
ビットフローを拾って、多重分離装置508に転送する。多重分離装置508は
ビットフローをそれぞれのタイムスロットを別個の論理チャネルに分離する。チ
ャネル・コーデック516は各論理チャネルのビットフローを復号、すなわち、
ビットフロー全体が制御装置514に転送される信号情報を含んでいるか、或い
は基地局406のトランスコーダ424に送られる音声を含んでいるかを判断す
る。チャネル・コーデック516はまたエラーを修正する。制御装置514はそ
れぞれの装置を制御して内部制御タスクを実行する。バースト・ジェネレータ5
28は、チャネル・コーデック516から受信したデータに、トレーニング・シ
ーケンスとテール・ビットを付加する。多重制御装置526は各バーストのタイ
ムスロットを指示する。変調器524はデジタル信号を無線周波搬送波に変調す
る。この機能はアナログなので、それを実行するにはデジタル/アナログ変換器
522が必要である。送信機520は帯域幅を限定するフィルタを有し、転送出
力を制御する。合成装置512は必要な周波数を各装置に提供する。合成装置5
12のクロックはローカルに、あるいは集中的にあるところから、例えば基地局
制御装置506から制御可能である。合成装置512は、例えば電圧制御発振器
を使用して必要な周波数を生成する。
ェアを有するデジタル信号処理装置532に分けられる。無線周波部530は受
信機500、送信機520,合成装置512を有し、デジタル信号処理装置とそ
のソフトウェア532はイコライザ504、復調器506、多重分離装置508
、チャネル・コーデック516、制御装置514、バースト・ジェネレータ52
8、多重制御装置526、変調器524を有する。デジタル/アナログ変換器5
02は、アナログ無線信号をデジタル無線信号に変換し、デジタル/アナログ変
換器522はデジタル信号をアナログ信号に変換する。
られる。加入端末402の構成部分は上記で述べられた送受信機408の構成部
分と同じ機能を有する。それに加え、加入端末は、アンテナ418と発信機50
0と送信機502の間に双方向フィルタを有し、ユーザ・インターフェース部と
、音声コーデックを有してもよい。音声コーデックはパス540を経由してチャ
ネル・コーデック516に接続する。本発明の好ましい実施例による機能は一般
にソフトウェア、すなわち端末の制御装置における必要なコマンドを有するソフ
トウェアを含む、によって端末において実行される。
が、実施例はEGPRSのみに限定されないことを注記すべきである。プロトコ
ル・スタックは、ISO(International Standardization Organization:国際
標準化機構)のOSI参照モデル(Open systems Interconnection:開放型シス
テム間相互接続)によって形成される。OSIモデルにおいてプロトコル・スタ
ックは層に分割され、それは原則として7層である。図5は、各ネットワーク・
エレメントにおいてどのプロトコル・セクションが作業されているかを示す。図
中に示されたネットワーク・エレメントとは、加入端末MSや基地局システムB
SS、サポート・ノードSGSN、ゲートウェイ・ノードGGSNである。基地
局と基地局制御装置は、その間にインターフェースを定義していないため、別個
に示されていない。原則として、基地局システムBSSによって定義されるプロ
トコル処理は基地局404と基地局制御装置406間において自由に分離するこ
とができるが、実際は、トランスコーダ424が基地局システムBSSに属して
いるにも関わらず、トランスコーダ424との間では分割されない。各々のネッ
トワーク・エレメントは、基地局404と基地局制御装置406間のインターフ
ェースUm、Gb、Gnによって分離される。
層と論理的に通信を行う。最下層の物理層だけが、互いと直接通信を行う。他の
層は次に低い階層の層によって提供されるサービスを利用するので、メッセージ
は物理的に層の間を垂直方向に伝わり、最下層においてのみメッセージは層の間
を水平方向に伝わる。
利用して転送される。物理的転送パスへの接続に必要な機械的、電気的、機能的
な属性は、この物理層に定義されている。第二層、すなわちデータリンク層は、
物理層のサービスを利用して確実にデータ送信を行う。例えば送信エラーを修正
する。無線インターフェース416では、データリンク層は副層RLC/MAC
と副層LLCに分けられる。第三層すなわちネットワーク層はデータ伝送及びス
イッチング技術から独立した上位層を備え、デバイス間の接続を確立するために
利用される。ネットワーク層は、例えば接続を確立、維持、解放する役割を果た
す。GSMにおいてネットワーク層はシグナリング層とも呼ばれ、メッセージを
ルート指定し、2要素間において独立した複数の接続を同時に行うという2つの
主機能を有する。
らなる。
もたらされる結果であって、無線リソース管理に直接関係しない結果を取り扱う
。固定ネットワークにおいて、この副層はユーザの権限をチェックし、このユー
ザをネットワークに接続する。よって、セルラー無線ネットワークでは、ユーザ
の移動や登録、移動データの管理をサポートする。この副層はまた、加入端末の
認識と許可されたサービスの認識とをチェックする。この副層において、メッセ
ージ送信はは加入端末MSとサポートノードSGSN間で行われる。
管理するが、ユーザの移動は検出しない。セッション管理副層SMは接続を確立
、維持、解放する。加入端末からの発信呼と、加入端末への着信呼に別手順を有
する。この副層において、メッセージ送信は加入端末MSとサポートノードSG
SN間で行われる。
のメッセージは透過的に処理される、つまり前後に転送されるのみである。
って都合良く実行される。必要なコマンドを含むソフトウェアはサポート・ノー
ド(SGSN)に挿入される。
種類の手順、全てのサービスに共通の一般的な手順及びサービス固有の手順がセ
ッション・マネジメント・アレンジメントのために定義される。
ッセージがこの手順のために定義される、すなわち「SM SERVICE R
EQUEST及びSM SERVICE RESPONSE」である。これらは
好ましくは以下の形式を有する。 SM SERVICE REQUEST:{paramaters commo
n touservices, service−specific para
meters} SM SERVICE RESPONSE:{paramaters comm
on touservices, service−specific par
ameters}
有のパラメータ・ブロックを含んでいる。
される。通知方式は例えばGSMシステムの位置決め処理に使用され、その対応
手順は本解決法を使った接続にも当てはまる。通知方式は、例えばGSM 03
.71:位置決めサービス(LCS);機能的説明−段落7.6.1中の2段に
記載されている。位置通知実行と位置通知戻り結果の二つのメッセージは個々に
記載する。本発明の好ましい実施例による解決法では、論理状態はサービス情報
の伝送を調整するためのセッション管理を定義する。その状態は、端末とネット
ワーク部とを別個に定義する。以下の状態は端末を定義する。
sion in this state NON−PDP−INACTIVE−PENDING−the termina
l has activated transmission of serv
ice information NON−PDP−INACTIVE−PENDING−the termina
l has activated termination of servi
ce information transmission NON−PDP−ACTIVE−ongoing transmission
of service information
sion in this state NON−PDP−INACTIVE−PENDING−the network
part has activated transmission of
service information NON−PDP−INACTIVE−PENDING−the network
part has activated termination of s
ervice information transmission NON−PDP−ACTIVE−ongoing transmission
of service information NPN−PDP−MODIFY−PENDING−the network
part has requested a change in the t
ransmission of service information
説明する。例として、端末はサービスを必要とし、サービスがネットワーク部に
よって提供されると仮定される。端末、すなわちサービスを必要とする側は、接
続セットアップ・プロセスによるメッセージをネットワーク部に送信する。メッ
セージはサービス情報の必要とサービス品質を指示する。
ービスをネットワークに要求する。ここでは例としてGPRS(General Packet
Radio System:汎用パケット無線システム)が使われているが、本発明はこれ
に限定しない。
血情報サービスを要求する要求メッセージ「SM SERVICE REQUE
ST」を無線ネットワーク、本例ではすなわち基地局システムBSSを経由して
、コア・ネットワーク、本例では即ちサポート・ノードSGSNに送信する。望
ましくは、先行技術によるセキュリティ手順、例えば加入端末の認証、がこの後
実行される。明確にするため、このようなセキュリティ手順はここには示されて
いない。
ロック604によって実行される。要求メッセージは以下の位置情報サービス機
能に関する。すなわち加入者端末位置の判断、位置情報補助データの加入者端末
への送信、位置情報補助データ復号のための暗号鍵の加入者端末への送信である
。このような詳細はここでは無関係であり、より詳細には説明しない。
SGSNが、要求メッセージに対して応答メッセージ「SM SERVICE
RESPONSE」を無線ネットワークを介して加入者端末に送信し、メソッド
がブロック608で終了する。本例においては、応答メッセージは、以下の情報
の中の少なくとも一つを含んでいる場合がある。すなわち、加入者端末の位置情
報、位置情報補助データ、位置情報補助データを復号する暗号鍵、及びエラーコ
ードである。要求メッセージ及び応答メッセージはOSI参照モデルの第三層に
相当するプロトコル層のメッセージである。
に限定されないのは明白であり、追記の請求項に開示された発明の概念の範囲内
において様々に改変が可能である。
いる。
る。
ている。
Claims (8)
- 【請求項1】 ネットワーク部と、パケット・トラフィックを伝送する無線
システム中の端末との間におけるサービス情報伝送方法であって、接続セットア
ップ・プロセスは、上記端末(402)と上記ネットワーク部(400)間に接
続が確立するとセッション・マネジメント・アレンジメントによって起動し、 サービス情報がネットワーク部と端末との間で伝送されると、サービス
を必要とする側が接続セットアップ・プロセスを起動すること、 起動の間、サービスを必要とする側はサービス情報の必要性とサービス
の品質をメッセージで指示すること、 サービスを提供する側はサービス情報を含む一つ以上のメッセージで応
答すること、を特徴とした前記サービス情報伝送方法。 - 【請求項2】 サービスを必要とする側によって送信される前記メッセージ
が、全てのサービスに共通のパラメータ・ブロックを有する、請求項1に記載の
方法。 - 【請求項3】 サービスを必要とする側によって送信される前記メッセージ
が、サービス固有のパラメータ・ブロックを有する、請求項1に記載の方法。 - 【請求項4】 サービスを提供する側によって送信される前記メッセージが
、全てのサービスに共通のパラメータ・ブロックを一つ以上有する、請求項1に
記載の方法。 - 【請求項5】 サービスを提供する側によって送信される前記メッセージが
、サービス固有のパラメータ・ブロックを一つ以上有する、請求項1に記載の方
法。 - 【請求項6】 パケット・トラフィックを伝送する無線システムであって、
端末(402)及びネットワーク部(400)は、端末(402)及びネットワ
ーク部(400)間に接続が確立するとセッション・マネジメント・アレンジメ
ントによって接続セットアップ・プロセスを起動し、 サービス情報の伝送が必要とされた時にサービスを必要とする側が接続
セットアップ・プロセスを起動させる構成、 サービス情報の必要性及びサービス品質をメッセージで送信する構成、 サービスを提供する側はサービス情報を含む一つ以上のメッセージで応
答する構成、 端末(402)及びネットワーク部(400)は接続を確立せずに接続
セットアップ・プロセスを終了する構成、を特徴とした無線システム。 - 【請求項7】 サービスを提供する側が端末であり、サービスを必要とする
側がネットワーク部である、請求項6に記載の無線システム。 - 【請求項8】 サービスを提供する側がネットワーク部であり、サービスを
必要とする側がネ端末である、請求項6に記載の無線システム。
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