JP2005530377A - 有効情報をサービスとして複数の加入者局へ伝送するための方法および無線通信システム - Google Patents

Abstract

本発明は、無線通信インタフェースを介して相互に接続された少なくとも１つの基地局（ＮｏｄｅＢ１，ＮｏｄｅＢ２）と加入者局（ＵＥ１〜ＵＥ６）とを有している無線通信システムにおいて、複数の加入者局へサービスとして有効情報を伝送するための方法および無線通信システムに関する。

Description

本発明は、少なくとも１つの無線ネットワーク制御装置と、少なくとも１つの基地局と、少なくとも１つの加入者局とを有する無線通信システムにおいて有効情報を伝送するための、請求項１の上位概念による方法に関する。

本発明はさらに、請求項１２の上位概念による無線通信システムにも関する。

通信システムの重要性は、経済的な分野においても個人的な領域においても、ますます高くなっている。有線通信システムと無線通信システムとを結合する大きな努力が払われている。このようにして実現されるハイブリッド通信システムにより、使用可能なサービスの数が増加し、しかも通信の側面におけるフレキシビリティがより大きくなる。このようにして、異なるシステムを使用できる機器が開発されている（マルチホーミング（Multi Homing））。

ここで無線通信システムは、加入者のモビリティが実現されるため、ますます大きな意義を有する。

無線通信システムでは、情報（たとえば音声、画像情報、ビデオ情報、ＳＭＳ［ショートメッセージサービス］または他のデータ）は電磁波によって、送信局と受信局（基地局ないしは加入者局）との間で無線インタフェースを介して伝送される。この電磁波は、各システムごとに設けられた周波数帯にある搬送波とともに放射される。

導入されたＧＳＭ移動無線システム（Global System for Mobile Communication）では、９００ＭＨｚ、１８００ＭＨｚおよび１９００ＭＨｚの周波数が使用される。このようなシステムでは基本的に、音声、テレファックスおよびショートメッセージＳＭＳ（Short Message Service）がデジタルデータとして伝送される。

ＵＭＴＳ（Universal Mobile Telecommunication System）等のＣＤＭＡ伝送方式またはＴＤ／ＣＤＭＡ伝送方式による将来の移動無線システム、または第３世代の他のシステムでは、周波数は約２０００ＭＨｚの周波数帯に設けられる。第３世代のこのようなシステムは、世界規模の無線をカバーし、データ伝送のために多くのサービスを提供することを目的とし、とりわけ、無線通信システムにおいてごく僅かなリソースを有する無線インタフェースである無線インタフェースの容量を大幅にフレキシブルに管理することを目的として開発されている。このような無線通信システムでは、とりわけ無線インタフェースをフレキシブルに管理することによって、加入者局が要求に応じて、大きなデータ量を高いデータ速度で送信および／または受信できるようにしなければならない。

このような無線通信システムでは、たとえば時間、周波数、出力または空間等の伝送媒体の共通の無線リソースに対する局のアクセスは、多重アクセス方式（Multiple Access, MA）によって制御される。

時間領域多重アクセス方式（ＴＤＭＡ）では、各送受信周波数帯はタイムスロットに下位分割され、周期的に繰り返される１つまたは複数のタイムスロットが局に割り当てられる。ＴＤＭＡによって、無線リソースである時間が局固有に分割される。

周波数領域多重アクセス方式（ＦＤＭＡ）では、周波数領域全体が狭帯域の領域に下位分割され、１つまたは複数の狭帯域の周波数帯が局に割り当てられる。ＦＤＭＡによって、無線リソースである周波数が局固有に分割される。

符号領域多重アクセス方式（ＣＤＭＡ）では拡散コードによって、伝送すべき出力／情報が局固有に符号化される。この拡散コードは、多数の個別のいわゆるチップから成る。こうすることによって、伝送すべき出力がコードに依存してランダムに、大きな周波数領域にわたって拡散される。１つのセル／基地局内で異なる局によって使用される拡散コードは、それぞれ相互に直交しているか、または実質的に直交しているので、受信者は該受信者に割り当てられた信号出力を識別し、他の信号を抑圧する。ＣＤＭＡによって、無線リソースである出力は、拡散コードによって局固有に分割される。

直交波周波数多重アクセス方式（ＯＦＤＭ）では、データは広帯域で伝達される。周波数帯域は、等距離である直交の副搬送波に分割され、副搬送波が同時に位相シフトされることにより、時間‐周波数領域において２次元のデータフローが展開される。ＯＦＤＭによって、無線リソースである周波数は、直交の副搬送波によって局固有に分割される。時間単位中に直交副搬送波で伝送されるひとまとまりのデータ記号は、ＯＦＤＭ記号と称される。

多重アクセス方式は組み合わせることができ、多くの無線通信システムではＴＤＭＡ方式とＦＤＭＡ方式との組み合わせが使用され、狭帯域の各周波数帯域がタイムスロットに下位分割される。

ここで挙げられたＵＭＴＳ移動無線システムでは、いわゆるＦＤＤモード（Frequency Division Duplex）とＴＤＤモード（Time Division Duplex）とが区別される。ＴＤＤモードはとりわけ、共通の周波数帯域が上り方向（ＵＬ‐Uplink）の信号伝送および下り方向（ＤＬ‐Downlink）の信号伝送双方に使用されることを特徴とする。それに対してＦＤＤモードでは、両伝送方向に対してそれぞれ異なる周波数帯域が使用される。

第２世代および／または第３世代の無線通信接続では、情報はチャネル交換方式（ＣＳ Circuit Switched）またはパケット交換方式（ＰＳ Packet Switched）によって伝送される。

少なくとも１つの基地局と少なくとも１つの加入者局との間は、無線通信インタフェースを介して接続される。基地局はここでは、複数の無線セルにサービス提供する。

通常は、少なくとも１つの基地局および無線ネットワークコントロール装置（ＲＮＣ Radio network Controller）が、基地局サブシステム（ＲＮＳ Radio Network Subsystem）の構成要素である。無線通信システムは通常、複数の基地局サブシステムを有しており、この基地局サブシステムはコアネットワーク（ＣＮ Core Network）に接続されている。基地局サブシステムの無線ネットワークコントロール装置は、コアネットワークのアクセス装置（ＳＧＳＮ Serving GPRS Support Node）に接続されている。

無線通信システムでは個別の有効情報の他に、複数のユーザに提供されるデータが伝送される。たとえばこのような有効情報は、ビデオストリームまたは別のブロードキャストおよび／またはマルチキャストの情報である。個々の加入者に対して個別に設けられているだけでなく複数の加入者にも提供される有効情報を伝送するサービスは、ＭＢＭＳ（Multimedia Broadcast/Multicast Service）という概念にまとめられている。

ブロードキャストおよび／またはマルチキャストの情報を伝送するサービスでは、異なるデータレートが要求されることがある。

現在の移動無線ネットワーク（たとえばＵＴＲＡＮ）では、最大データレート（たとえば３２ｋｂｐｓ）によるブロードキャストサービスしか提供されない。このブロードキャストサービスは、無線ネットワークの１つのチャネルを介して伝送される。サービスの多重化はコアネットワーク（たとえばＣＢＣ Common Broadcast Channel）において、メッセージ形式識別子に基づいて行われる。ブロードキャストサービスのために使用される無線リソースは、無線セル全体においてすべての加入者局へブロードキャスト情報として伝送されるシステム情報を読み取ることによって、加入者局に通知される。

ここで、ネットワークの新たな要求が発生する。とりわけ、高いデータレート（＞６４ｋｐｂｓ）と、個々のブロードキャストおよび／またはマルチキャストのサービスに対する無線ネットワークリソースの動的な割り当てを保証するネットワークの新たな要求が発生する。また、並行的に異なるマルチメディアサービス（テキスト、オーディオ、ビデオ等）を加入者へ、１点対複数点接続（Einpunkt-zu-Mehrpunkt-Verbindung）で伝送することも必要である。異なるＭＢＭＳサービス（マルチメディアブロードキャスト／マルチキャストサービス）は、コアネットワークによって別個のデータフローとして形成される。無線ネットワークが１つまたは複数の無線チャネルでデータを多重化することが期待される。その際には基本的に、すべての多重アクセス方式を個別または組み合わせて適用することができる。

したがって本発明の課題は、前記問題を個別または全体的に補償する、冒頭に述べられた形式の方法および無線通信システムを提供することである。

前記課題は、方法に関しては請求項１の構成によって解決され、無線通信に関しては請求項１２の構成によって解決される。

有利な構成および発展形態は、従属請求項に記載されている。

本発明では基地局は、グループコントロールチャネルを介して少なくとも１つのサービスを使用する加入者局に対して、前記少なくとも１つのサービスの有効情報を加入者局へ伝送するための少なくとも１つのトラフィックチャネルに関する無線リソース情報を指示する。

ＭＢＭＳサービスに関する指示情報をグループコントロールチャネルで伝送し、本来の有効情報をトラフィックチャネルで伝送することによって、無線リソース管理において著しく大きなダイナミック性が保証される。こうすることによって、とりわけ個々のＭＢＭＳサービスの異なる固有のサービス品質要求（ＱｏＳ Quality of Service）が、比較的大きな困難なく考慮および保証される。

グループコントロールチャネルに対して使用されるリソースは、無線セルのすべての加入者局が把握できるようにしなければならない。この情報は、たとえばシステム情報の一部として、ブロードキャストチャネルを介して提供される。グループコントロールチャネルは、たとえばＭＢＭＳグループコントロールチャネルと称される。グループコントロールチャネルとして考えられるのは原則的には、無線セルのすべての共通のチャネルである。

グループコントロールチャネルにおいて、１つだけのサービスに関する情報が伝送されるか、または有利には、異なる複数のサービスに関する情報が伝送される。このようなサービスは、無線セルにおいて受信できるサービスである。少なくとも、能動的にブロードキャストまたはマルチキャストのサービスを要求するすべての加入者局が、必要な情報をグループコントロールチャネルを介して受信する。

本発明においてグループコントロールチャネルを介して少なくとも１つのトラフィックチャネルに対して指示される無線リソース情報は、それぞれ異なる情報を有する。いずれにしても、１つのトラフィックチャネルに関する情報（これはたとえば、チャネルＩＤ、チャネル化コード、拡散係数等）または複数のトラフィックチャネルに関する情報が、加入者局へ伝送される。

基地局は、少なくとも１つのサービスの識別子（MBMS Service ID）に関する情報を、グループコントロールチャネルを介して伝送する。

また基地局は、少なくとも１つのトラフィックチャネルで少なくとも１つのサービスの伝送を開始する開始時点に関する情報も、グループコントロールチャネルを介して伝送する。

さらに基地局は、少なくとも１つのトラフィックチャネルでサービスを伝送する伝送持続時間に関する情報も、グループコントロールチャネルを介して指示する。

基地局は、少なくとも１つのトラフィックチャネルでのサービスの伝送の周期性に関する情報を、グループコントロールチャネルを介して伝送することができる。

基本的に基地局は、連続的に情報を、グループコントロールチャネルを介して伝送することができる。したがって時間的な多重アクセス方式（時間多重化）の場合には、連続的な無線フレームで伝送されることも含まれる。

しかし、基地局はときどき情報を、グループコントロールチャネルを介して伝送するだけが特に有利である。このようにすれば、このチャネルを別の情報のためにも使用することができる。というのも通常は、グループコントロールチャネルのチャネルリソースを完全に占有することは、本発明によるＭＢＭＳ情報の指示には必要でないからだ。このような手段によって、動的な無線リソース管理を付加的に支援することができる。

基地局がグループコントロールチャネルを介して情報を時々しか伝送しない場合、特に有利には基地局は、グループコントロールチャネルにおける少なくとも１つのサービスのための次の伝送の時点に関する情報を、グループコントロールチャネルを介して伝送する。こうすることによって、能動的にＭＢＭＳサービスに加入している加入者局は、ＭＢＭＳサービスに関する指示情報が無線セルにおいていつ伝送されるかを把握する。

本発明の実施形態では、グループコントロールチャネルを介して伝送された情報は、リソース割り当て表（Resource Allocation Scheme）で無線フレーム内で伝送される。リソース割り当て表は、たとえば以下のものを含む：
・MBMS Service ID（ＭＢＭＳサービスＩＤ）、Channel ID（チャネルＩＤ）
・Channelization Code（チャネル化コード）、Spreading Factor（拡散係数）
・Start Time（開始時点）、Duration（持続時間）、Periodicity（周期性）
・．．．
・Time instance of the transmission of the next resource allocation scheme（次のリソース割り当て表の伝送の時間提案）
リソース割り当て表は、明示的な指示メッセージの範囲内でグループコントロールチャネルで伝送することもできる。新たなリソース割り当て表は、完全に新しい構成を指示するか、または既存の構成で１つまたは複数の固有のＭＢＭＳサービスに関する変更を伝送することもできる。または、すでに送信されたリソース割り当て表を再び伝送することさえもできる。

本発明の発展形態では、異なるサービスが別個のトラフィックチャネルに分割される。しかし、異なるサービスを１つのトラフィックチャネルまたは複数のトラフィックチャネルに、時間的に多重化することもできる。最後に、上記の両手段を組み合わせることもできる。

本発明による無線通信システムでは、基地局からグループコントロールチャネルを介して、サービスを使用する加入者局へ、少なくとも１つのトラフィックチャネルに対して無線リソース情報を伝送するための手段が設けられている。この無線リソース情報は、どのトラフィックチャネルを介して該少なくとも１つのサービス加入者局へ伝送するかという情報である。

以下で本発明を、２つの図に基づいて詳細に説明する。

図面
図１ グループコントロールチャネルおよび複数のトラフィックチャネルでの本発明の伝送の概略図である。

図２ 無線ネットワークコントロール装置と基地局と加入者局との間の本発明の伝送の概略図である。

図１では、該図の上部に、特定の非時間的な多重アクセス（たとえば周波数、符号）の無線リソースＡでのグループコントロールチャネル（ＭＢＭＳ Group Control Channel）における伝送例が、時間上にプロットされている。時点ｔ１およびｔ４ではその都度、長さＦＲの無線フレーム内で、リソース割り当て表ＲＡＳ１およびＲＡＳ２（Resource Allocation Scheme）伝送される。

第１のリソース割り当て表ＲＡＳ１では、トラフィックチャネル１（ＭＢＭＳ Traffic Channel 1）が第２の無線リソースＢで、ＭＢＭＳサービス１を搬送する。このＭＢＭＳサービス１は時点ｔ２で開始し、長さＦＲの２つの無線フレーム（１ａ，１ｂ；１ｃ、１ｄ；１ｅ，１ｆ；１ｇ、１ｈ）の持続時間と、１つの無線フレームの周期性とを有する。第２の無線リソースＢを基礎とするトラフィックチャネル２（ＭＢＭＳ Traffic Channel 2）は、リソース割り当て表ＲＡＳ１での指示に基づいて、ＭＢＭＳサービス２も搬送する。このＭＢＭＳサービス２は時点ｔ３で開始し、長さＦＲの１つの無線フレーム（２ａ，２ｂ；２ｃ）の持続時間と、２つの無線フレームの周期性とを有する。

第２のリソース割り当て表ＲＡＳ２では、トラフィックチャネルｎ（ＭＢＭＳ Traffic Channel n）が第２の無線リソースＺを基礎として、ＭＢＭＳサービスｎを搬送する。このＭＢＭＳサービスｎは時点ｔ５で開始する。ＭＢＭＳサービスｎは、長さＦＲの１つの無線フレーム（ｎａ；ｎｂ；ｎｃ；ｎｄ；ｎｅ；ｎｆ）の持続時間と、１つの無線フレームの周期性とを有する。

図２は、無線ネットワークコントロール装置ＲＮＣと、２つの基地局ＮｏｄｅＢ１およびＮｏｄｅＢ２と、移動加入者局ＵＥ１，ＵＥ２，ＵＥ３，ＵＥ４，ＵＥ５，ＵＥ６との間の本発明による伝送の概略図である。

無線ネットワークコントロール装置ＲＮＣは、２つの基地局ＮｏｄｅＢ１およびＮｏｄｅＢ２に接続されている。基地局ＮｏｄｅＢ１は無線セルＡおよびＢにサービス提供し、基地局ＮｏｄｅＢ２は無線セルＣおよびＤにサービス提供する。無線セルＢには、加入者局ＵＥ１およびＵＥ２が存在する。加入者局ＵＥ３，ＵＥ４，ＵＥ５およびＵＥ６は、無線セルＣに所属する。

無線セルＢでは、１つのＭＢＭＳサービスが移動加入者局ＵＥ１によって受信される。このＭＢＭＳサービスは、グループコントロールチャネルＧＣＣＨ１を介して無線ネットワークコントロール装置ＲＮＣによって、基地局ＮｏｄｅＢ１の無線セルに対して無線通信インタフェースを介して伝送される。加入者局ＵＥ２はＭＢＭＳサービスを受信しない。

無線セルＣでは、３つのＭＢＭＳサービスが移動加入者局ＵＥ３，ＵＥ４およびＵＥ５によって受信される。これらのＭＢＭＳサービスは、グループコントロールチャネルＧＣＣＨ２を介して無線ネットワークコントロール装置ＲＮＣによって、基地局ＮｏｄｅＢ２の無線セルＣに対して無線通信インタフェースを介して指示され、トラフィックチャネルＴＣＨ２ａ，ＴＣＨ２ｂおよびＴＣＨ２ｃを介して伝送される。加入者局ＵＥ３は、トラフィックチャネルＴＣＨ２ａおよびＴＣＨ２ｃを介して伝送されたサービスを受信する。加入者局ＵＥ４は、トラフィックチャネルＴＣＨ２ｂを介して伝送されたサービスを受信する。加入者局ＵＥ６は、トラフィックチャネルＴＣＨ２ｃを介して伝送されたサービスを受信する。加入者局ＵＥ５は、サービスを受信しない。

グループコントロールチャネルおよび複数のトラフィックチャネルでの本発明の伝送の概略図である。 無線ネットワークコントロール装置と基地局と加入者局との間の本発明の伝送の概略図である。

Claims (12)

1. 少なくとも１つの基地局（ＮｏｄｅＢ１，ＮｏｄｅＢ２）と加入者局（ＵＥ１〜ＵＥ６）とを有する無線通信システムにおいて、有効情報をサービスとして、複数の加入者局へ伝送するための方法であって、
   該基地局（ＮｏｄｅＢ１，ＮｏｄｅＢ２）および加入者局（ＵＥ１〜Ｕ６）は、無線通信インタフェースを介して相互に接続されている形式の方法において、
   該基地局（ＮｏｄｅＢ１，ＮｏｄｅＢ２）はグループコントロールチャネル（ＧＣＨ１，ＧＣＨ２）を介して、少なくとも１つのサービスを使用する加入者局（ＵＥ１〜ＵＥ６）に対して、少なくとも１つのサービスの有効情報を加入者局へ伝送するための少なくとも１つのトラフィックチャネル（ＴＣＨ１，Ｔｃｈ２ａ，Ｔｃｈ２ｂ，Ｔｃｈ２ｃ）に関する無線リソース情報を指示することを特徴とする方法。
2. 該基地局は、少なくとも１つのサービスの識別に関する情報を、グループコントロールチャネルを介して伝送する、請求項１記載の方法。
3. 該基地局は、前記少なくとも１つのトラフィックチャネルで少なくとも１つのサービスの伝送を開始する開始時点に関する情報を、グループコントロールチャネルを介して伝送する、請求項１または２記載の方法。
4. 該基地局は、前記少なくとも１つのトラフィックチャネルでサービスを伝送する伝送持続時間に関する情報を、グループコントロールチャネルを介して伝送する、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
5. 該基地局は、少なくとも１つのトラフィックチャネルでのサービスの伝送の周期性に関する情報を、グループコントロールチャネルを介して伝送する、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
6. 該基地局は連続的に情報を、グループコントロールチャネルを介して伝送する、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
7. 該基地局は時折のみ情報を、グループコントロールチャネルを介して伝送する、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
8. 該基地局は、グループコントロールチャネルでの少なくとも１つのサービスに関する次の伝送の時点に関する情報を、グループコントロールチャネルを介して伝送する、請求項７記載の方法。
9. グループコントロールチャネルを介して伝送される情報をリソース割り当て表で、無線フレーム内で伝送する、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
10. 異なるサービスを、別個のトラフィックチャネルに分割する、請求項１から９までのいずれか１項記載の方法。
11. 異なるサービスを１つまたは複数のトラフィックチャネルで、時間的に多重化する、請求項１から１０までのいずれか１項記載の方法。
12. 無線通信システムであって、
    少なくともひとつの基地局（ＵＥ１〜ＵＥ６）と少なくとも１つの加入者局（ＮｏｄｅＢ１，ＮｏｄｅＢ２）とを有し、
    有効情報をサービスとして、複数の加入者局へ伝送し、
    該少なくとも１つの基地局および加入者局は、無線通信インタフェースを介して相互に接続されている形式のものにおいて、
    該基地局（ＮｏｄｅＢ１，ＮｏｄｅＢ２）からグループコントロールチャネル（ＧＣＨ１，ＧＣＨ２）を介して、少なくとも１つのサービスを使用する加入者局（ＵＥ１〜ＵＥ６）に対して、少なくとも１つのサービスの有効情報を加入者へ伝送するための少なくとも１つのトラフィックチャネル（ＴＣＨ１，ＴＣＨ２ａ，ＴＣＨ２ｂ，ＴＣＨ２ｃ）に関する無線リソース情報を指示するための手段が設けられていることを特徴とする無線通信ステム。

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