JP2004506382A - 無線通信システム - Google Patents
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Abstract
Description
[発明の分野]
本発明は、少なくとも2つのモードに従い動作する無線通信システムに関し、さらに、かかるシステムで使用するための1次局及び2次局、及びかかるシステムを動作する方法に関する。
【0002】
[発明の背景]
無線端末の将来的な適用範囲は、たとえば、インターネットからのオーディオデータ又はビデオデータのダウンロードといった、非対称データフローを生成する。かかる適用では、(基地局から移動端末へ)ダウンリンクチャネルを通して転送されるデータレートは、アップリンクチャネルを通して送信されるデータレートよりも非常に高い。これは、アップリンクが制御情報のみを転送するのに対して、ダウンリンクは、ダウンロードしたデータを転送するためである。
【0003】
他の適用では、アップリンクチャネルを通して転送されるデータレートは、ダウンリンクチャネルを通して転送されるデータレートよりも非常に高い場合がある。これは、たとえば、移動ハンドセットから中央のサーバにビデオデータを転送する場合である。
【0004】
かかる非対称のコネクションは、幾つかのネットワークで提供することができる。1つの例は、ウェブブラウジングのために使用される固定されたインターネット接続である。ここでは、アップリンクがウェブページ又はデータファイルの要求を主に転送するのに対して、ユーザは、膨大な量のデータを典型的にダウンロードする。
【0005】
セットトップボックスを採用したデジタルテレビジョンシステムは、(電話システムにより提供される)低ビットレートのアップリンクと共に高い(ブロードキャストシステムにより提供される)容量のダウンリンクチャネルによる、非対称なコネクションを有している。アップリンクにセルラ又はコードレス接続を使用する可能性も考慮されている。
【0006】
しかし、殆どの無線システムでは、主要な関心は、非対称のトラフィックで転送されているときの、スペクトルの不十分な利用である。これは、スペクトルがアップリンク及びダウンリンクにおける同じサイズのバンドのペアを提供するために通常割当てられる周波数分割デュープレックス(FDD)システムにおいて特に問題となる。かかるシステムがウェブブラウジング又はビデオのダウンロードのために使用されるとき、アップリンクのバンドが実質的に空であるのに対して、ダウンリンクのバンドは、全容量を使用して動作している場合がある。
【0007】
この問題に対する1つの解決策は、時分割デュープレックス(TDD)を使用して、アップリンク及びダウンリンクの転送に割当てられる異なる数の時間スロットを有することである。別の解決策は、無線通信システム向けに、複数のセルラ、コードレス又は無線ローカルエリアネットワーク(WLAN)標準に準拠して動作するマルチモード端末を備えることである。
【0008】
たとえば、システムは、UMTS(Universal Mobile Telecommunication System)TDDモードを採用して低データレートのコネクションを提供し、HIPERLAN/2(High PErformance Radio Local Area Network Type2)を採用して高データレートのコネクションを提供する。
【0009】
HIPERLAN/2が20メガビット/秒のオーダのデータレートにより約5GHzで動作するのに対し、UMTSは、約2Mビット/秒までのデータレートにより約2GHzで典型的に動作する。高いビットレートのダウンリンクのサービスは、高いビットレートのシステムにより提供される。
【0010】
UMTS TDDモード及びHIPERLAN/2のような大幅に異なる特性を有する標準に従い動作する提案されるマルチモード端末は、提案されるシステムのそれぞれにおいて最大限に双方向性リンクを動作させるために、十分なハードウェアを組み込んでいることが必要である。
【0011】
かかるシステムの例は、US−A−5,956,331に開示されている。ここでは、デュアルモード端末が、他の場所で通常のGSM(Global System for Mobile communication)端末として機能する一方で、WLANの適用範囲の領域内でHIPERLAN/2端末として機能することができる。
【0012】
ハードウェアを共有するためのある範囲が存在する場合があるが、これは、複数のシステムが同時の動作が要求される場合に困難になる。無線端末における少なくとも2つの完全なトランシーバアーキテクチャの措置により、かかる端末が比較的高価なものとなる。
【0013】
従来技術によれば、マルチモード端末が使用される少なくとも2つの追加の方法が存在する。1つの方法は、異なるモードを完全に独立に機能させることである。別な手法は、ある無線システムから別の無線システムへの接続についてのハンドオーバをサポートすることである。
【0014】
後者の場合では、あるシステムに接続される端末にとって、別のシステムからの遷移の計測を行うことが通常行われている。これに基づいて、ハンドオーバが始動される場合がある。これらの計測は、独立に、又は第1のシステムの動作における一時停止の間に行われる場合がある。
【0015】
[本発明の概要]
本発明の目的は、より経済性の高いマルチモードシステムを提供することにある。
本発明の第1の態様によれば、1次局と2次局の間に通信チャネルを有する無線通信システムが提供される。1次局及び2次局は、第1の双方向通信モードと第2の双方向通信モードに従い通信するための手段を有している。
上記通信チャネルは、第1のモードのためのアップリンクチャネル及びダウンリンクチャネルのうちの少なくとも1つと、第2のモードのためのアップリンクチャネル及びダウンリンクチャネルのうちの1つと、存在しない第2のモードのための他のチャネルとを備えており、他方のモードのそれぞれのチャネルを介して、一方のモードの存在しないチャネルを介して通常に経路決定されたデータを送信及び受信するための手段が設けられる。
【0016】
本発明の第2の態様によれば、1次局と2次局の間の通信チャネルを有する無線通信システムで使用するための1次局が提供される。第1のモードと第2のモードとに従い通信するための手段が提供される。
上記通信チャネルは、第1のモードのためのアップリンクチャネル及びダウンリンクチャネルのうちの少なくとも1つと、第2のモードのためのアップリンクチャネル及びダウンリンクチャネルのうちの1つと、存在しない第2のモードのための他のチャネルとを備えており、他方のモードのそれぞれのチャネルを介して、一方のモードの存在しないチャネルを介して通常に経路決定されたデータを送信又は受信するための手段が設けられる。
【0017】
本発明の第3の態様によれば、1次局と2次局の間の通信チャネルを有する無線通信システムで使用するための2次局が提供される。第1のモードと第2のモードとに従い通信するための手段が提供される。
上記通信チャネルは、第1のモードのためのアップリンクチャネル及びダウンリンクチャネルのうちの少なくとも1つと、第2のモードのためのアップリンクチャネル及びダウンリンクチャネルのうちの1つと、存在しない第2のモードのための他のチャネルとを備えており、他方のモードのそれぞれのチャネルを介して、一方のモードの存在しないチャネルを介して通常に経路決定されたデータを送信又は受信するための手段が設けられる。
【0018】
本発明の第4の態様によれば、1次局と2次局の間の通信チャネルを有する無線通信システムを動作させるための方法が提供される。該システムは、第1のモードと第2のモードとに従う通信をサポートする。
上記通信チャネルは、第1のモードのためのアップリンクチャネル及びダウンリンクチャネルのうちの少なくとも1つと、第2のモードのためのアップリンクチャネル及びダウンリンクチャネルのうちの1つと、存在しない第2のモードのための他のチャネルとを備えており、他方のモードのそれぞれのチャネルを介して、一方のモードの存在しないチャネルを介して通常に経路決定されたデータを送信及び受信するステップを備えている。
【0019】
本発明は、従来技術に存在しない認識に基づいており、シングルモード端末で動作される場合に、それぞれのモードが双方向性であるマルチモード端末において、全てのモードについて双方向リンクを有する必要がない。
【0020】
[本発明を実行するモード]
本発明の実施の形態は、例示により、添付図面を参照して記載される。
図1を参照して、本発明により実施される無線通信システムは、マルチモード1次局(BS)100及び少なくとも1つのマルチモード2次局(MS)110を備えている。BS100は、マイクロコントローラ(μC)102、第1のモードで動作する送受信手段(Tx/Rx)104、第2のモードで動作する送信手段(Tx)106を備えている。送受信手段(Tx/Rx)104及び送信手段106は、アンテナ手段108に接続されている。
【0021】
アンテナ手段108は、両モードでの使用のためのシェアドアンテナ、又はそれぞれのモード専用の1つ以上のアンテナを備えている場合がある。BS100は、PSTN又は他の適切なネットワークへの接続のための接続手段109をさらに備えている。オプション的に、第2のモードで動作している送受信手段104は、送信手段106で置き換えられる場合がある。
【0022】
図1では、シングルマルチモードBS100が示されているが、2つの(又は2つ以上の)シングルモード1次局により、等価な機能を提供することもできる。いずれの場合であっても、モードについてのプロトコルスタック間の類似のリンクが必要とされるが、リンク構成においてリンクが物理的な接続により転送される必要があるのに対して、マルチモードBS100では、リンクはソフトウェアにより内部的に実現することができる。
【0023】
MS110は、マイクロコントローラ(μC)112、第1のモードで動作する送受信手段(Tx/Rx)114、第2のモードで動作する受信手段(Rx)116を備えている。送受信手段114及び受信手段116は、アンテナ手段118に接続されている。
【0024】
BS100の送受信手段104とMS110の送受信手段114の間の通信は、第1のモードのダウンリンクチャネル122で行われ、反対方向の送受信手段114と送受信手段104の間の反対方向における通信は、第1のモードのアップリンクチャネル124で行われる。さらに、BS100の送信機106とMS110の受信機116の間の通信は、第2のモードのダウンリンクチャネル126で行われる。
【0025】
したがって、第1のモードは、双方向のコネクションを通して動作するのに対して、第2のモードは、ダウンリンクのみのコネクションを通して動作する。第2のモードを通してのコネクションは、第1のモードを通してのコネクションと実質的に同じ時間にわたり動作する場合がある。
【0026】
しかし、いずれのモードにおけるコネクションであっても、連続である必要はない。たとえば、マルチメディア インターネット ブラウジング セッションでは、第1のモードでのコネクションは、保有していない(unreserved)チャネルでパケットアクセススキームを使用して、基本情報を送出して受信する場合があるのに対して、第2のモードのコネクションは、データブロックをダウンロードするために始動され、次いで、必要とされないときに再び終了する。
【0027】
図1に示されるシステムに対する代替では、第2のモードがアップリンクチャネルのみを備える場合がある。これは、ある状況では、コスト及び電力節約となる。たとえば、第2のモードが(簡単な周波数変調(FM)システムのように)簡単である場合、第1のモードのアップリンクチャネル124を使用することよりも、アップリンク容量を提供するために安価なやり方となる場合がある。
【0028】
[第1の実施の形態]
本発明の第1実施の形態では、第1のモードはUMTS TDDであり、第2のモードはHIPERLAN/2である。この実施の形態は、MS110におけるHIPERLAN/2送信機の必要を回避する一方で、BS100とMS100の間に高速データリンクを提供する。かかる送信機は、高度に線形であることが要求されるので、本来非能率的であって、潜在的に高価であり、電力消費が大きい。したがって、MS110からの送信機の省略は、大幅なコスト削減、重量低減及び電力節約となる。
【0029】
しかし、HIPERLAN/2アップリンクの省略は、さもなければこのチャネルで送信される制御トラフィックが他の方法で転送されなければならないことを意味する。図2は、図1に示されるシステムの実現を可能にするために、UMTS TDDモードとHIPERLAN/2プロトコルに対する1つの可能なセットの変更を示している。
【0030】
この実施の形態では、HIPERLAN/2プロトコルのアップリンクの部分は、UMTS物理層への拡張により転送される。破線202は、MS110についてのプロトコルスタックがライン202の左にあり、BS100についてのプロトコルスタックがライン202の右にあるエアインタフェースを表している。
【0031】
BS100は、典型的なUMTSプロトコルスタック204b及びHIPERLAN/2プロトコルスタック206bを有しており、MS110は、典型的なUMTSプロトコルスタック204m及びHIPERLAN/2プロトコルスタック206mを有している。
【0032】
UMTSプロトコルスタック204b,204mの間の双方向通信は、典型的なUMTS通信チャネル208を通して行われ、BS100におけるHIPERLAN/2プロトコルスタック206bと、MS110におけるHIPERLAN/2プロトコルスタック206mの間のダウンリンク通信は、典型的なHIPERLAN/2通信チャネル126を通して行われる。
【0033】
必要とされる追加のプロトコルスタック及び通信チャネルは、破線で示されている。HIPERLAN/2アップリンクチャネルの代わりに、MS110におけるHIPERLAN/2プロトコルスタックは、エクステンション214mに対してUMTSプロトコルスタック204mの物理層の一部への内部通信チャネル212を有している。
【0034】
エクステンション214mは、適切なプロトコル変換を実行し、HIPERLAN/2アップリンクデータをUMTS通信チャネル216を通してBS110に転送する。このHIPERLAN/2アップリンクデータは、UMTSプロトコルスタック204bの物理層の一部に対する別のエクステンション214bにより受信される。
【0035】
適切なプロトコル変換が実行された後、アップリンクデータが内部通信チャネル218を通してHIPERLAN/2プロトコルスタック206bに通過される。このアップリンクデータは、あたかも典型的なHIPERLAN/2アップリンクチャネルを通して到達したかのように作用される。
【0036】
更なる変更として、HIPERLAN/2ダウンリンク126を通してUMTS TDDダウンリンクについて必要とされる信号を送出することにより、ダウンリンク122において1つの無線インタフェースを使用することが可能である。図3は、図2のプロトコルスタック及び通信チャネルに対して必要とされる更なる変更を示している。
【0037】
UMTS通信チャネル208は、アップリンク方向のみにおいて動作している。UMTSダウンリンクに関連するデータは、BS110における内部通信チャネル302を通して転送される。このデータは、HIPERLAN/2プロトコルスタック206bの物理層の一部に対するエクステンション304bにより処理される。
【0038】
エクステンション304bは、適切なプロトコル変換を実行し、MS110におけるHIPERLAN/2プロトコルスタック206mに対する別のエクステンション304mに、HIPERLAN/2通信チャネル306を通してUMTSダウンリンクデータを転送する。適切なプロトコル変換の後、UMTSプロトコルスタックに内部通信チャネル308を通してデータは通過される。このデータは、あたかも典型的なUMTSダウンリンクチャネルを通して到達したかのように作用される。
【0039】
ここで、必要とされる変更をより詳細に考慮する。図4は、HIPERLAN/2ダウンリンクを組込んで変更される、UMTSシステムの無線インタフェース層モデルを示している。この図は、UMTS技術仕様TS25.301、第3.5.0版、3GPP(Third Generation Partnership Project)の図1cで与えられている層モデルから導出することができ、インターネットではhttp://www.3gpp.org/ftp/Specs/2000−06/R1999/25_series/25301−350.zipで入手することができる。破線202は、エアインタフェースを表しており、MS110がライン202の左に、BS100がライン202の右にある。
【0040】
無線インタフェースは、物理層、データリンク層及びネットワーク層である3つのプロトコル層を有している。BS100における無線インタフェース402bは、無線リンク制御(RLC)、メディアアクセスコントロール(MAC)及び物理層(PHY)を備えており、UMTS通信リンク208を通して、MS110における無線インタフェース402mと通信する。
【0041】
BS100における第1の無線リソースコントローラ(RRC)404bは、制御リンク406を介して無線インタフェースの動作を制御し、第2の無線リソースコントローラ404mは、MS110において同様な機能を実行する。第1及び第2のRRC404b及び404mは、(実際には通信リンク208を通して転送される)概念上のリンク408を通して通信する。
【0042】
ベアラー410は、上位プロトコルレイヤとBS100における無線インタフェース402bの間、及び上位プロトコルレイヤとMS110における無線インタフェース402mの間の両方向においてデータを転送する。
【0043】
HIPERLAN/2ダウンリンクは、BS100における、無線データリンク制御(R−DLC)及び無線物理層(R−PHY)を備える無線インタフェース412b、及びMS110における無線インタフェース412mにより表されている。無線インタフェース412b,412mは、ダウンリンクHIPERLAN/2通信リンク126を通して通信する。
【0044】
ダウンリンクデータは、ベアラー416により上位プロトコル層から無線インタフェース412bに転送され、ベアラー418により無線インタフェース412mから上位プロトコルレイヤに転送される。制御リンク406における楕円形及びベアラー410,416,418は、インタフェースがUMTS仕様において定義されるサービスアクセスポイントを表している。
【0045】
図5は、UMTS技術仕様TS25.301の図2で与えられているUMTSプロトコルアーキテクチャから導出することができる、BS100又はMS110に対して適用可能な、第1の実施の形態についてのプロトコルアーキテクチャを示している。UMTSプロトコルエレメントは、破線502の左に描かれており、HIPERLAN/2プロトコルエレメントは、破線502の右に描かれている。
【0046】
UMTSプロトコルスタックは、物理層504、MACサブレイヤ506、RLCサブレイヤ508、RRC404、パケットデータ変換プロトコル(PDCP)サブレイヤ512、ブロードキャスト/マルチキャスト制御(BMC)サブレイヤ514を備えている。
【0047】
RRC404は、上述したレイヤ及びサブレイヤのそれぞれに対して制御コネクション516を有しており、下位レイヤの配置の制御を可能にする。物理層504とMACサブレイヤ506の間のサービスアクセスポイントは、物理的な転送チャネルのためのものであり、MACサブレイヤ506とRLCサブレイヤ508の間のサービスアクセスポイントは、論理的チャネルのためのものである。RLC508は、制御プレーン(C−PL)及びユーザプレーン(U−PL)に分割される。
【0048】
HIPERLAN/2プロトコルスタックは、物理層520、R−DLC層522、コンバージェンスサブレイヤ(CONV)524及びHIPERLAN/2 RRC526を備えている。コンバージェンスサブレイヤ524は、データのセグメンテーション及びリアセンブリのための機能性として、サービス情報の品質を提供する。
【0049】
RRC526は、HIPERLAN/2レイヤのそれぞれに対する制御コネクション516を有している。UMTS及びHIPERLAN/2 RRC404,526は、RRC内部リンク530を介して通信する。複数のデータリンク532は、無線インタフェースの境界線534を超える上位層との通信のために提供される。
【0050】
UMTSコネクションがはじめにセットアップされることが好ましい。特に、これにより、HIPERLAN/2ダウンリンクを有する連続的なUMTSセッションは、要求されたときに始動することができる。RRC内部リンクは530により、情報はHIPERLAN/2とUMTSにおけるRRCコンポーネントの間で直接交換することができる。第1に、これは、基地局においてUMTSアップリンク124に送出される制御信号がHIPERLAN/2 RRC526に経路決定することができ、HIPERLAN/2ダウンリンクデータチャネルをセットアップするために使用することができることを意味している。
【0051】
同様に、端末110では、HIPERLAN/2受信機が正確に機器構成することができるように、(HIPERLAN/2ダウンリンク12に送出されない場合)制御情報をUMTSダウンリンクで受信することができ、HIPERLAN/2 RRC526に経路決定することができる。
【0052】
図6に、第1の実施の形態の無線インタフェースアーキテクチャが示されている。これは、欧州電気通信協会(ETSI)により発表された技術報告TR101 031、第2.2.1版の図5bにおいて与えられているHIPERLAN/2レイヤアーキテクチャから導出することができ、インターネットのhttp://www.etsi.org/で入手することができる。
【0053】
破線202は、エアインタフェースを表しており、MS110がライン202の左に、BS100がライン202の右にある。ブロック間の制御データの流れは、実線により示され、矢印がデータの流れの方向を示している。ブロック間のユーザデータの流れも同様に示されているが、破線を使用している。
【0054】
アプリケーション602は、MS110において実行される。アプリケーションは、コンバージェンスサブレイヤ524を介して、双方向性制御及びデータチャネルを通してUMTS無線インタフェース402bと通信する。MS110及びBS100のそれぞれにおけるUMTS無線インタフェース402m,402b間の双方向性通信は、エアインタフェース202を通して行われる。UMTS無線インタフェース402m,402bのそれぞれの動作は、RRC404m,404bのそれぞれにより制御される。
【0055】
ユーザデータは、BS100におけるUMTS無線インタフェース402bとHIPERLAN/2 コア ネットワーク スタック(CNS)604の間をコンバージェンスサブレイヤ524を通して通過する。制御データは、無線インタフェースとインタワーキング機能(IWF)の間を同じサブレイヤ524を通して通過する。
【0056】
IWF606は、HIPERLAN/2ネットワークの内部インタフェースと(UMTSのような)他のネットワークインタフェースの間で変換する。CNS604は、HIPERLAN/2システムとPSTN又は他の外部ネットワークの間に、ユーザのためのインタフェース及び制御データを提供する。
【0057】
HIPERLAN/2ダウンリンクを通しての転送のための制御データ及びユーザデータは、IWF606及びコンバージェンスサブレイヤ524を介して、CNS604からR−DLC608b及び転送のみの物理層610bを通過する。データは、HIPERLAN/2ダウンリンクチャネルを通して、MS110における受信のみの物理層610m、R−DLC608m及びコンバージェンスサブレイヤ524に転送される。
【0058】
次いで、ユーザデータは、アプリケーション602に直接通過し、制御データは、ネットワークスタック(NET)612を介してアプリケーション602に通過する。HIPERLAN/2 RRC526b,526mは、BS100及びMS110それぞれにおいて提供される。それぞれは、上述したようなRRC内部リンク530b,530mのそれぞれを通して、UMTS RRC404b,404mのそれぞれと通信する。
【0059】
それぞれのHIPERLAN/2 RRC526b,526mもまた、レイヤマネージメントエンティティ(LME)のそれぞれと通信する。LMEは、DLCレイヤの一部を形成し、トラフィックコントラクト情報及びDLC層と上位コネクション制御機能の間の性能条件を伝達するために使用される。
【0060】
図7に、第1の実施の形態によるシステムの動作の方法が示されている。本方法は、ステップ702で、MS110がオンされたときに開始される。はじめに、ステップ704で、双方向性のUMTS TDDリンクがBS100と始動される。これに続いて、たとえば、ウェブブラウジングセッションのためにUMTSリンクが通常のやり方で使用される。
【0061】
このセッションにおけるある点で、ユーザは見たいビデオストリームを選択し、これにより、ステップ706でチェックされ通過される。結果として、ステップ708で、HIPERLAN/2リンクが始動され、このリンクは、MS110へのビデオストリームの転送のために使用される。ステップ712で、ビデオストリームの終了がチェックされ、ステップ714で、HIPERLAN/2リンクが終結されたことが検出されたとき、システムはステップ706でチェックするために戻り、別のビデオストリームが要求されるのを待つ。
【0062】
オプション的に、ビデオストリームの終了と、HIPERLAN/2コネクションの終了との間にタイムアウトを設け、1つのコネクションを閉じ、更なるビデオストリームが短時間の後に選択された場合に別なコネクションを始動するオーバヘッドを回避する場合がある。
【0063】
上述したように、第1の実施の形態は、UMTS TDDモードとHIPERLAN/2との結合に関連している。両システムは、TDMA(Time Division Multiple Access)方法を使用して動作しており、端末における共存は、比較的簡単であり、構成要素の共有のためにある限界が生じる。しかし、2つのシステム間にあるタイミング同期のための必要条件が存在する場合がある。
【0064】
UMTS FDDモードの代わりに、UMTS FDDモードを使用した第1の実施の形態の変形例を実現することができる。かかる結合による些細な欠点は、UMTS通信チャネルがHIPERLAN/2ダウンリンク126と同時に実行することである。これにより、追加のハードウェアリソースを必要とする場合がある。
【0065】
[第2実施の形態]
本発明の第2実施の形態では、第1のモードがDECT(Digital Enhanced Cordless Telecommunication)であり、第2のモードがHIPERLAN/2である。本実施の形態では、第1実施の形態と共通して、BS100とMS110の間に高速データリンクを提供し、MS110におけるHIPERLAN/2に送信機の必要を回避している。
【0066】
図8に、結合されたDECTとHIPERLAN/2端末についてのプロトコルアーキテクチャが示されている。これは、欧州電気通信標準境界(ETSI)により発表された欧州標準EN300 175−1、第1.4.2版の図5bに与えられているDECTレイヤ構造から導出することができ、インターネットではhttp://www.etsi.org/.で入手することができる。
【0067】
DECTプロトコルエレメントは、破線802の左に描かれており、HIPERLAN/2プロトコルエレメントは、ライン202の右に描かれている。HIPERLAN/2にエレメント、データリンク532及び境界線534は、上述したように図5に示されるものと同じである。DCTプロトコルスタックの最下位レイヤは、MACレイヤ806と通信する物理層(PHL)804を備えている。
【0068】
MACレイヤの上では、スタックは制御プレーン及びユーザプレーンに分割されている。ユーザプレーンでは、第1のDLCレイヤ808uがMACレイヤ806及び上位レイヤと通信する。制御プレーンでは、第2のDLCレイヤ808cがMACレイヤ806及び上位レイヤとネットワークレイヤ(NWK)810を介して通信する。LMEレイヤ812は、プロトコルスタックの様々な部分を整合する。
【0069】
使用において、HIPERLAN/2ダウンリンクコネクションが要求されたとき、DECT NWKレイヤ810及びHIPERLAN/2 RRC526は、NWK/RRC内部リンク814を介して情報を交換し、第1実施の形態と同様に、HIPERLAN/2ダウンリンクは、ユーザプレーンにおいてセットアップすることができる。
【0070】
[第3実施の形態]
本発明の第3実施の形態では、第1のモードがBluetoothであり、第2のモードがHIPERLAN/2である。本実施の形態では、第1及び第2実施の形態と共通して、BS100とMS110の間に高速データリンクを提供し、MS110におけるHIPERLAN/2送信機の必要を回避している。
【0071】
図9に、LANアクセスアプリケーションを動作する、結合されたBluetoothとHIPERLAN/2端末についてのプロトコルアーキテクチャが示されている。これは、Bluetooth Special Internet Groupにより発表された白書“Bluetooth Architecture”第1.0版の図1〜図5から導出することができ、インターネットではhttp://www.bluetooth.com/developer/whitepaper/whitepaper.aspで入手することができる。
【0072】
Bluetoothプロトコルエレメントは、破線902の左に描かれており、HIPERLAN/2プロトコルエレメントは、破線902の右に描かれている。HIPERLAN/2エレメントは、上述したように図5及び図8で示されたものと同じである。Bluetoothプロトコルスタックは、シリアルケーブルエミュレーションプロトコルレイヤ(RFCOMM)906を使用して、ポイント ツー ポイントプロトコル(PPP)レイヤ908と通信するための、論理リンク及び制御アダプテーションプロトコル(L2CAP)904を備えている。
【0073】
このレイヤは、LANアプリケーション912と通信するインターネットプロトコル(IP)レイヤ910向けのデータに変換する。LANアプリケーション912はまた、IPレイヤ914を通して、HIPERLAN/2にプロトコルスタックと通信する。
【0074】
Bluetoothコネクションの制御は、サービス ディスカバリ プロトコル(SDP)レイヤ916により行われる。SDPレイヤ916は、内部リンク918を通して、HIPERLAN/2 RRC526と通信し、LANアプリケーションをセットアップして、HIPERLAN/2ダウンリンクを介してデータ転送を可能にする。
【0075】
[第4実施の形態]
本発明の第4実施の形態では、第1のモードはUMTS TDDモードであり、第2のモードはUMTS FDDモードである。UMTSモードのような第3世代のシステムのために必要条件は、以下を含んでいる。
・非対称トラフィック。
・異なる周波数割当てを使用した領域間でのローミング。
・将来的に利用可能となる場合がある異なる周波数バンドについてのサポート。
・MS110における最小限度の複雑さ。
UMTSモードの動作のどちらも、これら必要条件の全てを達成するために理想的ではない。
・FDDは、非対称トラフィックをサポートすることができるが、(全体のトラフィックを通した)非対称のレベルは、周波数割当てにより固定され、変更することができない。
・将来的な周波数バンドをサポートして、全体的なローミングを可能にするために、TDD端末は、各種異なるバンドで送信及び受信する必要があり、これにより、端末110のコストが増加する。
さらに、現在のところTDDについては考慮されてないが、FDDを使用した端末110への高速パケット転送を提供するために、考慮されるべきエンハンスメントが存在する。
【0076】
ハイブリッドシステムは、本発明の第4実施の形態により実施されるものであり、これらの問題を克服し、両動作モードの利点からの利益を提供する。
本実施の形態では、2つ以上の、利用可能な固有の周波数バンドが存在する。一方のバンド内では、アップリンク及びダウンリンクの両者で動作可能であるTDDモードが配置される。他方のバンド内では、ダウンリンクのみにおいて、FDDモードが配置される。
【0077】
全てのアップリンク転送は、TDDバンド内で行われる。TDDバンドにおけるアップリンクとダウンリンクの割合を変えることにより、無線リンクの非対称性を変えることができ、変化した負荷の非対称なトラフィックを効率的にサポートすることができる。
【0078】
好ましくは、TDDバンドは、異なる領域間で共通に選択され、MS110は、その送信及び受信のために、このバンドをサポートすることができ、可能であれば(その共通の使用領域内で使用されるバンド周辺に基づいて)受信のために他のFDDバンドをサポートすることができる。
【0079】
ローミング時には、TDDバンドを介して常に通信することができ、ローカル端末110は、負荷を分散するためにダウンリンクについてFDDを使用することができる。他の周波数バンドが利用可能になるので、端末110は、FDDダウンリンクについて他の周波数バンドをサポートすることができ、システムはなお、TDDバンド及び既存のFDDバンドの使用により、前方及び後方に十分互換性がある。
【0080】
MS110があるTDDバンド内で送信することのみを必要とする条件は、端末110の送信部分の費用及び複雑さを最小化することである。また、FDDバンドを通してダウンリンクにおいて高速データを受信する端末110を構築することが可能であり、これにより、複雑なジョイント ディテクション/マルチユーザ ディテクション(JD/MUD)能力についての必要が取り除かれる。
【0081】
UMTS TDDモードで典型的に使用されるJD/MUDは、かなりの処理電力を必要とする。これは、1ユーザについての信号のみを復号化して他を雑音として扱うよりはむしろ、(通常は異なるユーザについての)複数の信号を互いに復号するためである。したがって、JD/MUDを使用する必要を回避することは、システムにとって重要な利点である。
【0082】
第4実施の形態によるスキームでは、TDD又はFDDにいずれかに対するエンハンスメント(たとえば、FDDについての高速ダウンリンクパケットアクセス)が提供され、適切に機器構成されたMS110内で使用される。本発明の第4実施の形態により機能するために、又は現在ペアのFDDスペクトルスキームにおけるダウンリンクとして機能するために、FDDダウンリンクバンドが機器構成され、同時に両タイプのユーザをサポートすることができる。
【0083】
(最初の3つの実施の形態について考慮される高レートのダウンリンク非対称性とは対照的に)支配的な高レートのアップリンク非対称性について必要条件が出現する場合、TDDがアップリンク及びダウンリンクの混成をサポートし、アップリンクのみについてFDDバンドの仕様を考慮することが有効である場合がある。
【0084】
高レートアップリンク非対称性を利用することができるアプリケーションの例は、事件現場から無線手段を介して、ビデオニュースレポートを送出することである。かかる機能が可能なMS110を実現することにおいて費用の制約にはならないが、余分なシステムリソースを消費することなしに、必要とされる非対称性トラフィックを扱うことになる。
【0085】
[第5実施の形態]
本発明の第5実施の形態では、第1のモードが上述した第1のモードのいずれかとすることができ、第2のモードが特定のアプリケーションの必要条件に適合された(非標準的な場合があり、又は利用可能な標準モードの範囲から選択された1つのモード)モードである。かかるスキームは、無線インタフェース仕様(又はオプション的に実現するためのソフトウェアモジュール)をダウンロードすることができるシステムに対して特に適している。
【0086】
たとえば、係属中の国際特許出願PCT/EP00/03068(our referencePHB34339、本出願の出願日で非公開)に示されている。インタフェース仕様(及び/又はモジュール)は、第1のモードダウンリンクチャネル122を通してダウンロードされる場合がある。代替的に、このインタフェース仕様は、別のブロードキャストシステムから得られる場合があり、又はインターネットを介して、第1のモードのダウンリンクチャネル22を介して送信されている該使用をどこで取得するかを示す命令により得られる場合がある。
【0087】
上述した実施の形態は、異なる通信モードに関連するプロトコルがどのように相互接続され、1つ以上の通信チャネルをマルチモードシステムから除くことができるかといった例を表している。しかし、これらの実施の形態は、限定するものとして解釈されるべきではなく、同じ又は類似の効果を達成する他の実施の形態も本発明の範囲内であるものと考慮される。既存の標準又は将来的な標準に基づいた実施の形態では、実現を容易にするために、かかる標準に対する小さな変更が行われることが望ましい。たとえば、標準化されたプロトコルは、転送を送出して応答を受信する間に許容される最大時間間隔のようなタイミング制約を受ける場合がある。
【0088】
あるケースでは、これらの制約は、異なるシステムが相互接続される場合に、容易に適合しない場合がある。この問題は、タイミング制約を変更すること、又はプロトコルにおけるタイマの初期値を調節することにより解決される場合がある(この場合、これらのタイマは、タイムアウト期間を決定するために使用される場合がある)。
【0089】
本開示を読むことから、他の変更例が当業者には明らかとなるであろう。かかる変更は、設計、製造及び無線通信システム及びその構成要素の使用において公知であり、本明細書で既に記載された特徴の代わりに、又は該特徴に加えて使用される場合がある他の特徴を含んでいる場合がある。
特許請求の範囲は、出願において特定の機能の結合に対して規定されているが、本出願の開示の範囲はまた、いずれかの請求項において現在請求されるものと同じ発明に関連するか否か、及び本発明と同じ技術的課題のいずれか又は全てを緩和するものであるかを、明示的に、暗黙的に又はその一般化することにおいて、本明細書で記載されたいずれか新しい機能又は新しい機能の結合を含んでいることを理解すべきである。
【0090】
本出願人は、新しい特許請求の範囲は、本出願の遂行、又は本出願から導出された更なる出願の遂行の間に、かかる機能及び/機能の結合に対して規定される場合があることを通告しておく。
本明細書及び特許請求の範囲では、構成要素に先行する単語“a”又は“an”は、かかる構成要素が複数であることの存在を排除するものではない。更に、単語“comprise”は、列挙された以外の他の構成要素又はステップの存在を排除するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による無線通信システムのブロック図である。
【図2】HIPERLAN/2アップリンクを省略することができるUMTS及びHIPERLAN/2プロトコルスタックに必要とされる変更例を示す図である。
【図3】UMTSダウンリンクを省略することができる図2のプロトコルスタックに対する更なる変更例を示す図である。
【図4】HIPERLAN/2ダウンリンクとインタフェースするために変更されるUMTSについて、無線インタフェース層モデルを示す図である。
【図5】変更されたUMTSとHIPERLAN/2端末についてのUMTSベースの無線インタフェースプロトコルアーキテクチャを示す図である。
【図6】結合されたUMTSとHIPERLAN/2システムについてのHIPERLAN/2ベースの無線インタフェースアーキテクチャを示す図である。
【図7】結合されたUMTSとHIPERLAN/2システムを動作する方法を例示するフローチャートである。
【図8】結合されたDECTとHIPERLAN/2端末についてのDECTベースの無線インタフェースプロトコルアーキテクチャを示す図である。
【図9】結合されたBluetoothとHIPERLAN/2端末についてのBluetoothベースの無線インタフェースプロトコルアーキテクチャを示す図である。
Claims (17)
- 1次局と2次局の間に通信チャネルを有する無線通信システムであって、
前記1次局と前記2次局は、第1の双方向通信モードと第2の双方向通信モードとに従い通信するための手段を有し、
前記通信チャネルは、前記第1のモードのためのアップリンクチャネル及びダウンリンクチャネルのうちの少なくとも1つと、前記第2のモードのためのアップリンクチャネル及びダウンリンクチャネルのうちの1つと、存在しない前記第2のモードのための他のチャネルとを備え、
他方のモードのそれぞれのチャネルを介して、一方のモードの存在しないチャネルを介して通常に経路決定されたデータを送信及び受信するための手段が提供される、システム。 - 前記第1のモードは、UMTS TDD、DECT又はBluetoothのうちの1つである、
ことを特徴とする請求項1記載のシステム。 - 前記第2のモードは、HIPERLAN/2又はUMTS FDDのうちの1つである、
ことを特徴とする請求項1又は2記載のシステム。 - 前記第1のモードのための通信チャネルは、アップリンク方向及びダウンリンク方向の両者において使用可能である、
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか記載のシステム。 - 前記第1のモードのための通信チャネルは、前記第2のモードのために提供されていないアップリンク方向及びダウンリンク方向のうちの1つで使用可能であり、前記第2のモードのための現在のチャネルを介して、前記第1のモードのための存在しないチャネルを介して通常に経路決定されたデータを送信及び受信するための手段が提供される、
請求項1乃至3のいずれか記載のシステム。 - 1次局と2次局の間に通信チャネルを有する無線通信システムで使用するための1次局であって、
第1の双方向通信モードと第2の双方向通信モードとに従い通信するための手段が提供され、
前記通信チャネルは、前記第1のモードのためのアップリンクチャネル及びダウンリンクチャネルのうちの少なくとも1つと、前記第2のモードのためのアップリンクチャネル及びダウンリンクチャネルのうちの1つと、存在しない前記第2のモードのための他のチャネルとを備え、
他方のモードのそれぞれのチャネルを介して、一方のモードの存在しないチャネルを介して通常に経路決定されたデータを送信又は受信するための手段が提供される、1次局。 - 前記第1のモードに従い通信するための前記手段と、前記第2のモードに従い通信するための前記手段とは、個別の局で位置され、通信リンクが前記1次局と前記2次局の間に設けられる、
ことを特徴とする請求項6記載の1次局。 - 前記第2のモードを定義する無線インタフェース仕様に関する情報を、前記第1のモードのダウンリンクの通信チャネルを介して前記2次局に送信するための手段が設けられる、
ことを特徴とする請求項6又は7記載の1次局。 - 前記情報は、前記仕様それ自身を含む、
ことを特徴とする請求項8記載の1次局。 - 前記情報は、前記仕様を実現するためのソフトウェアモジュールを備える、
ことを特徴とする請求項8又は9記載の1次局。 - 前記情報は、前記2次局が前記仕様を取得することができるソースの位置を含む、
ことを特徴とする請求項8記載の1次局。 - 1次局と2次局の間に通信チャネルを有する無線通信システムで使用するための2次局であって、
第1の双方向通信モードと第2の双方向通信モードとに従い通信するための手段が提供され、
前記通信チャネルは、前記第1のモードのためのアップリンクチャネル及びダウンリンクチャネルのうちの少なくとも1つと、前記第2のモードのためのアップリンクチャネル及びダウンリンクチャネルのうちの1つと、存在しない前記第2のモードのための他のチャネルとを備え、
他方のモードのそれぞれのチャネルを介して、一方のモードの存在しないチャネルを介して通常に経路決定されたデータを送信又は受信するための手段が提供される、2次局。 - 前記1次局により送信された、前記第2のモードを定義する無線インタフェース仕様に関する情報を、前記第1のモードのダウンリンクの通信チャネルを介して受信し、前記受信された情報に応答して前記第2のモードを実現するための手段が設けられる、
ことを特徴とする請求項12記載の2次局。 - 前記第2のモードを実現するための前記手段は、前記1次局により規定されたソースから前記第2のモードについての使用を取得するための手段を備える、
ことを特徴とする請求項13記載の2次局。 - 1次局と2次局の間に通信チャネルを有する無線通信システムを動作する方法であって、
前記システムは、第1の双方向通信モードと第2の双方向通信モードとに従う通信をサポートし、
前記通信チャネルは、前記第1のモードのためのアップリンクチャネル及びダウンリンクチャネルのうちの少なくとも1つと、前記第2のモードのためのアップリンクチャネル及びダウンリンクチャネルのうちの1つと、存在しない前記第2のモードのための他のチャネルとを備え、
他方のモードのそれぞれのチャネルを介して、一方のモードの存在しないチャネルを介して通常に経路決定されたデータを送信及び受信するステップを備える、方法。 - 前記1次局が、前記第2のモードを定義する無線インタフェース仕様に関する情報を、前記第1のモードのダウンリンクのチャネルを介して前記2次局に送信するステップと、
前記2次局が、受信された前記情報に応答して前記第2のモードを実現するステップと、
により特徴付けられる請求項15記載の方法。 - 前記第2のモードは、前記第1のモードが作動状態である間に、要求に応じて作動又は不作動にされる、
ことを特徴とする請求項15又は16記載の方法。
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