JP2006217604A - 統合型基地局およびモバイル装置のための通信システム内でデータ・ユニットを送信する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】統合型基地局およびモバイル装置用の通信システム内でデータ・ユニットを送信する方法を提供すること。
【解決手段】本発明は統合型の基地局（例えば統合型のＵＴＲＡＮ）、およびモバイル装置用の通信システム内でデータ・ユニットを送信する方法を提供する。一実施形態では、この統合型基地局は媒体アクセス制御層と物理的な層で構成されたプロトコル・スタックを有する通信用プロセッサを含む。別の態様では、モバイル装置用の通信システムで使用するための別の統合型基地局を提供し、これは単一の処理用エンティテイ内に導入され、かつコア・ネットワークとモバイル装置との間の直接伝送に適したデータ・ユニットを作り出すように構成されたプロトコル・スタックを有する通信用プロセッサを含む。
【選択図】図1

Description

本発明は概して通信ネットワークに関し、さらに特定すると、統合型基地局、モバイル装置のための通信システム、およびモバイル装置のための通信システム内でデータ・ユニットを送信する方法に関する。

セルラー通信ネットワークは通常では無線または有線の接続によって結合され、かつ異なるタイプの通信チャンネルを通じてアクセスされる多様な通信ノードを有する。これら通信ノードの各々は通信チャンネルを介して送受信されるデータを処理するプロトコル・スタックを有する。通信システムのタイプに応じて、様々な通信ノードの動作および構成は異なり、しばしば異なる名称で呼ばれる。そのような通信システムは符号分割多重アクセス２０００（ＣＤＭＡ２０００）システムおよびユニバーサル・モバイル・テレコミュニケーション・システム（ＵＭＴＳ）を含む。

例としてＵＭＴＳを考えると、通常のユニバーサル・モバイル・テレコミュニケーション・システム（ＵＭＴＳ）は有線および無線の接続を介して音声回路およびインターネット・プロトコル（ＩＰ）のデータ・パケットを携帯電話のようなモバイル装置へとまとめて橋渡しする協同動作する構成要素（すなわちメモリ、処理能力、およびネットワーク構成能力を備えた物理的機械）のセットを有する。概して、ＵＭＴＳのモバイル装置はユーザ機器（ＵＥ）と称される。ＵＭＴＳの２つのそのような構成要素は無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣ）と基地局（ノードＢ）を含む。ＵＭＴＳ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ（ＵＴＲＡＮ）では、コア・ネットワーク（ＣＮ）は音声もしくはデータ（ＩＰ）パケットを電話またはＩＰのネットワークのような有線のネットワークへと橋渡しすることに関与する。ＵＴＲＡＮは個々の無線ネットワーク・システム（ＲＮＳ）へとさらに細かく分けられ、各々のＲＮＳがＲＮＣによって制御される。ＲＮＣは、各々が１つまたはいくつかのセルを供給することが可能なノードＢ素子のセットへと接続される。

ＵＴＲＡＮの各々の構成要素はモバイル装置とＵＴＲＡＮとのピアツーピア通信に必要とされる全体的プロトコル・スタックの一部を実施する。必要とされるプロトコル・スタックはＴＣＰ／ＩＰおよびＲＴＰ／ＵＤＰ／ＩＰのパケット用のヘッダ圧縮を提供するパケットデータ・コンバージェンス・プロトコル（ＰＤＣＰ）、肯定応答モード（ＡＭ）、否定応答モード（ＵＭ）、および透過モード（ＴＭ）の伝送を提供する無線リンク制御（ＲＬＣ）、およびチャンネル化および経路指定を提供する媒体アクセス制御（ＭＡＣ）を含む。ＲＮＣとノードＢとの間のＩｕｂインターフェース・プロトコルはＵＭＴＳの従来式のプロトコル・スタックの範例である。

従来式のＵＴＲＡＮでは、ＰＤＣＰ、ＲＬＣ、およびＭＡＣ層の一部分はＲＮＣの中で実行する。通常のＵＭＴＳについては、ノードＢが無線回路を介してＰＤＣＰ／ＲＬＣ／ＭＡＣのパケット・データ・ユニット（ＰＤＵ）を伝送する。分離した無線リソース制御（ＲＲＣ）層が各々のプロトコル層を制御し、ＲＮＣの中で実行する。

ハイスピード・ダウンリンク・アクセス（ＨＳＤＰＡ）はＵＭＴＳのリリース５の拡張版であり、ノードＢがチャンネルの状況に基づいてモバイル装置への独立した送信を行なうことを可能にする。ＣＤＭＡ２０００システム内の無線送信のための類似したパケット・スケジュール・モードはＣＤＭＡ２０００プロトコル・スタックのＤＯまたはＤＶである。ＨＳＤＰＡ用のハイスピード・スケジューラを導入するＭＡＣ層拡張版（ＭＡＣ−ＨＳ）はスケジューリングに多次元ベクトルを使用して帯域幅、周波数効率、および待ち時間を最適化する。ＨＳＤＰＡで、ＲＮＣはノードＢがモバイル装置をスケジュールする順序に対する制御を制限した。

ＲＮＣおよびノードＢにわたって機能を分割することに付随する付加的な問題は、システム内に大きなエンドツーエンド待ち時間を生じさせる複数の（情報ルート化された）ステージング・バッファ、およびＲＬＣおよびＲＲＣ層による情報を含むパケットの送信を必要とすることを含み、これらは陳腐化することがあり、さらに新しい状態のバージョンに取って代わられる。例えば、ＲＬＣ−ＡＭ ＰＤＵはピアに関して肯定応答状態を含むことが可能であり、ＲＲＣメッセージはモバイル装置がモバイル装置の状態を変えるための情報を含むことが可能である。ピアに関する肯定応答状態およびＲＲＣメッセージを含むパケットもしくはデータ・ユニットは「タイムリー・データ」と称されることが可能である。

タイムリー・データは通信システム全体にわたるデータ伝送のために使用されるかまたはそれに組み入れられるデータとして定義され、通信システムの最良の性能に関連する時間と共に低下する値を有する。その結果、もしもタイムリー・データを含むメッセージが遅延させられると、メッセージ内に含まれる情報は陳腐化する可能性が高く、メッセージの有用性は受信された時点で少なくなるであろう。タイムリー・データの範例はプロトコルのエンティティによってどのパケットが受信されたか（および含意としては、どのパケットが受信されなかったか）に関するデータである。そのようなパケット受信データが遅延させられてその間に新たなパケットが到着し、パケット受信データの正確性、したがって有用性は減退するであろう。

ＲＮＣが通常の回路に関してノードＢからの流出速度を過大評価した場合に起こり得るであろうがタイムリー・データがベアラのノードＢの中で待ち行列に入れられるとき、あるいは単純にノードＢがＨＳＤＰＡモードの伝送に関してモバイルを考慮しないとき、タイムリー・データのさらに新しいバージョンが当初の伝送の後方で待つ行列に入れられる可能性が高い。この現象は帯域幅を浪費し、あるいはさらに事態では、さらに古いパケットがモバイル装置に関して、タイムリー・データ・メッセージの新しいバージョンによって既に撤回された可能性の高い命令を含むこともあり得る。ＨＳＤＰＡ内の対策は、パケットがその寿命を満了した後に伝送の待ち行列から取り除かれることを可能にする。残念ながら、ＲＬＣプロトコルはＲＬＣ−ＡＭ層によって送られるすべてのパケットがピアのＲＬＣ−ＡＭ層によって受信されると想定しているので、この対策はＲＬＣ−ＡＭを破壊する。

ＲＮＣおよびノードＢにわたってプロトコル・スタックの機能を分割することに付随する別の問題はシステム内でデータ・パケットを失う問題を含む。システム内でデータ・パケットの喪失が生じた場合（すなわちモバイルがＨＳＤＰＡの衰退を被るとき）、ＰＤＣＰ層の中の圧縮エンジンはリセットされることを必要とすることがある。ノードＢとＲＮＣとの間にＭＡＣ−ＨＳ層でのパケット喪失を示すためのインターフェース対策がないので、ＰＤＣＰ受信側から再同期の表示を受信した後にＰＤＣＰ送信側による再同期が遂行される。これは結果として、パケットの脱落と再同期との間の大幅な時間的ずれにつながることがある。送信側が再同期をとられない間では、インフライト中のすべてのデータ・パケットは首尾良く解読されることが不可能であり、結果として無線帯域幅の浪費につながる。

さらに、ＲＬＣ肯定応答モード（ＲＬＣ−ＡＭ）が使用されるとき、ＨＳＤＰＡ層でのデータ・パケットの喪失は、ＲＬＣ−ＡＭ送信器が喪失パケットを再送信することが可能となるようにＲＬＣ−ＡＭ受信器で検出されることを必要とする。通常では、ＲＬＣ−ＡＭ受信器は、もしもあれば後に続くデータ・パケットを受信することによって、あるいは周期タイマのタイムアウトによってデータ・パケットの喪失を検出する。その後、受信器は状態メッセージをＲＬＣ−ＡＭ送信器へと送って喪失パケットをＲＬＣ−ＡＭ送信器に通知する。この仕組みはパケット喪失の時間とＲＬＣ−ＡＭ内のパケットの再送信との間に遅延を導入する。この遅延は普通では往復時間であるが、しかし最大では（もしも喪失パケットが配列の最後尾であれば）周期タイマの値となる。

したがって、必要とされるものはモバイル装置用の通信システム内でデータの通信を向上させるためのシステムまたは方法である。さらに特定すると、当該技術で必要とされるものはデータ・パケットをモバイル装置へと送信するための改善されたシステムおよび方法である。

先行技術の上述の欠陥に対処するために、本発明は統合型の基地局（例えば統合型のＵＴＲＡＮ）、およびモバイル装置用の通信システム内でデータ・ユニットを送信する方法を提供する。一実施形態では、この統合型基地局は媒体アクセス制御層と物理的な層で構成されたプロトコル・スタックを有する通信用プロセッサを含む。

別の態様では、本発明はモバイル装置用の通信システムで使用するための別の統合型基地局を提供し、これは単一の処理用エンティティ内に導入され、かつコア・ネットワークとモバイル装置との間の直接伝送に適したデータ・ユニットを作り出すように構成されたプロトコル・スタックを有する通信用プロセッサを含む。

本発明の目的のために、直接伝送はコア・ネットワークから受信されるデータ・ユニットをバッファ処理することでコア・ネットワークと無線チャンネルとの間の伝送速度の差異を整合させ、無線チャンネルが送信のために利用可能になると無線チャンネルを介してモバイル装置へと送信するためのデータ・ユニットを準備する処理を意味する。したがって、直接伝送は単一の処理用エンティティを介してコア・ネットワークとモバイル装置との間でデータ・ユニットを送信することを可能にする。こうして、現在のモバイル通信システムとは異なり、制御装置および基地局が必要とされない。例えば、ＵＭＴＳでは別々になったＲＮＣおよびノードＢが必要とされず、ＣＤＭＡ２０００システムでは別々になったＲＮＣおよび基地局が必要とされない。その代わりに、この新たな統合型基地局は有線と無線の領域の間で通信するための適切なプロトコルを提供する。

付け加えると、本発明のためにデータ・ユニットはペイロードおよびそれに付随するヘッダまたはフッタを含むデータを指す一般的用語として定義される。いくつかの通信システムではデータ・ユニットは、例えばパケット（すなわちＵＭＴＳで）またはフレームとして知られることがある。

このようにして、例えばＵＭＴＳを考えると本発明はＲＮＣおよびノードＢの機能を単一の処理用エンティティの中に折り畳む。この新たな統合型基地局は単一の機械を介してＰＤＣＰ、ＲＬＣ、およびＭＡＣが（おそらくＭＡＣ−ＨＳもやはり）実行されることを可能にする。プロトコル層が単一の機械上で実行するので、プロトコル・スタックの性能を飛躍的に向上させることが可能な中間層の最適化が実現されることが可能である。この組み合わせの１つの特殊化は統合型基地局上の単一の処理の中でプロトコル・スタックを実行することで最適化の導入を容易にし、かつプロトコル層間のステージング・バッファの数を最小限にすることである。

一実施形態では、各々の無線ベアラがデータ・ユニットのための１つのバッファを有し、それがＩＰとＰＤＣＰ層との間にある。その結果、バッファはＵＭＴＳではＰＤＣＰ層よりも上、あるいはＣＤＭＡ２０００システムを考えるときにはＰＰＰ層よりも上に位置する。このバッファは有線の通信リンクと無線チャンネルとの間のスピードの差異を整合させ、さらに重要なことに、従来式のＵＭＴＳで通常配備されるマルチバッファ、マルチシステム解決策と比較すると無線送信連鎖の最適化を可能にする。この単一のバッファは特定のモバイル装置へと行き先を決められるＩＰパケットをバッファ処理することだけが可能であり、必要とされるときの時限データの送信を可能にする。

さらに別の態様では、モバイル装置用の通信システムと共に使用するために本発明はコア・ネットワークとモバイル装置との間でデータ・ユニットを送信する方法を提供し、この方法が（１）統合型基地局で前記コア・ネットワークまたは前記モバイル装置のどちらかからデータ・ユニットを受信する工程、（２）前記コア・ネットワークと前記モバイル装置との間の直接伝送のために前記統合型基地局で前記データ・ユニットに必要なプロトコルを供給する工程、および（３）前記必要なプロトコルを有する前記データ・ユニットを前記コア・ネットワークまたは前記モバイル装置へと送信する工程を含む。

前記は、当業者が下記の本発明の詳細な説明を一層よく理解することが可能となるように好ましい特徴および代替となる特徴を概説している。本発明の追加的な特徴がこれ以降に述べられるであろうが、それらは本発明の特許請求項の主題を構成する。開示される概念および特定の実施形態を、本発明の同じ目的を実行する他の構造を設計もしくは改造するための基礎として容易に使用することが可能であることを当業者は理解するはずである。例えば、ＵＭＴＳに関する検討はＣＤＭＡ２０００のような他のセルラー通信システムにもやはり当てはまる。当業者は、そのような等価的な構成が本発明の精神と範囲から逸脱しないこともやはり気付くはずである。

本発明の一層完全な理解のために、ここで添付の図面と結び付けて下記の詳細な説明が為される。

最初に図１を参照すると、概して１００で示されるモバイル装置用のセルラー通信システムの一実施形態のブロック図が例示されており、本発明の原理に従って構成される統合型基地局１３０を含む。通信システム１００はまた、コア・ネットワーク１１０およびモバイル装置１２０も含む。

通信システム１００は、無線または有線の媒体を通じて連結された複数の通信ノードを有するＵＭＴＳのような従来式の通信システムであることが可能である。もちろん、通信システム１００はＧｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ（ＧＳＭ）のような別のタイプの通信システムであることが可能である。したがって、ＵＭＴＳに関する検討が他のセルラー通信システムとその構成要素にもやはり当てはまることを当業者は理解するであろう。検討を容易にするために、統合型基地局１３０は例示される他の複数の統合型基地局を代表している。当業者は、例示されてはいないが通常では従来式の通信システムに使用される付加的な構成要素を通信システム１００が含み得ることもやはり理解するであろう。

コア・ネットワーク１１０は、音声および（ＩＰ）バックホールの発行を取り扱うように構成された従来式のコア・ネットワークであることが可能である。コア・ネットワーク１１０は接続回線を介して連結された複数の通信ノードまたは交換機で構成される。例示されるように、コア・ネットワーク１１０は統合型基地局１３０を他の統合型基地局および従来式のＲＮＣとノードＢへと接続する。付け加えると、コア・ネットワーク１１０は他のネットワーク（ＩＳＤＮ、インターネットなど）へのゲートウェイを供給することが可能である。

モバイル装置１２０は通信システム１００内で動作するように構成される従来式の携帯電話器であることが可能である。したがって、モバイル装置１２０はＵＭＴＳを有効にされた携帯電話器であることが可能である。当業者はまた、モバイル装置１２０が通信システム１００内で動作するように構成されるパーソナル・デジタル・アシスタント（ＰＤＡ）、ＭＰ３プレーヤなどといった他の無線装置であることもやはり可能であることを理解するであろう。

統合型基地局１３０は有線接続を介してコア・ネットワーク１１０へと連結され、無線接続を介してモバイル装置１２０へと連結される。都合の良いことに統合型基地局１３０は単一の処理用エンティティの中で従来式のＲＮＣおよび従来式のノードＢの機能を有するように構成される。統合型基地局１３０は第１のデータ・インターフェース１３２、第２のデータ・インターフェース１３３、および通信用プロセッサ１３４を含み、このプロセッサがプロトコル・スタック１３６、バッファ１３８、および無線リソース制御（ＲＲＣ）層を有する。当業者は、統合型基地局１３０が本発明に対する材料ではないがコア・ネットワークとモバイル装置との間でデータ・ユニットを送信するために従来式のＲＮＣまたは従来式のノードＢで通常使用される付加的な構成要素または特徴を有することを理解するであろう。

第１のデータ・インターフェース１３２はコア・ネットワーク１１０とデータ・ユニットを送受信するように構成され、第２のデータ・インターフェース１３３はモバイル装置１２０とデータ・ユニットを送受信するように構成される。第１のデータ・インターフェース１３２は有線接続を介してコア・ネットワーク１１０とデータ・ユニットを送受信するための従来式の構成要素を含み、第２のデータ・インターフェースは無線接続を介してモバイル装置１２０とデータ・ユニットを送受信するための従来式の構成要素を含む。当業者は第１のデータ・インターフェース１３２および第２のデータ・インターフェース１３３の動作と構成を理解するであろう。

通信用プロセッサ１３４は第１のデータ・インターフェース１３２および第２のデータ・インターフェース１３３から入るデータ・ユニットを処理するように構成される。バッファ１３６はコア・ネットワーク１１０から入るデータ・ユニットをプロトコル・スタック１３８のために待ち行列に入れるように構成される。図１では、バッファ１３６はプロトコル・スタック１３８の最上部の上に配置される。

プロトコル・スタック１３８はモバイル装置１２０への直接送信に適したデータ・ユニットを作り出すように構成される。したがって、プロトコル・スタック１３８は、コア・ネットワーク１１０からデータ・ユニットを受信して適切なプロトコルと共にそのデータ・ユニットをモバイル装置１２０へと送信する１つの場所を提供する。プロトコル・スタック１３８はパケットデータ・コンバージェンス・プロトコル（ＰＤＣＰ）層、無線リンク制御（ＲＬＣ）層、媒体アクセス制御（ＭＡＣ）層、およびハイスピード・ダウンリンク・アクセス（ＨＳＤＰＡ）層を有する。もちろん、プロトコル・スタック１３８が他の実施形態で他の、または追加のプロトコル層を有し得ることを当業者は理解するであろう。いくつかの実施形態では、ＨＳＤＰＡ層がプロトコル・スタック１３８に含まれないことが可能である。付け加えると、ＣＤＭＡ２０００システムを考えればプロトコル・スタック１３８は、ＵＭＴＳに付随するＰＤＣＰ層とＲＬＣ層ではなくポイントツーポイント・プロトコル（ＰＰＰ）層と無線リンク・プロトコル（ＲＬＰ）層のようなレイヤ２プロトコル機能を有するように拡張されることが可能である。

１つのプログラムの中へのプロトコル・スタック１３８のコンバージェンスに起因して、中間層の最適化が生じることが可能である。例えば、ＲＬＣおよびＲＲＣ層は、モバイル装置がそれらへの送信のために選択される時間に基づいてデータ・ユニットに関して時限データを作り出すように構成される。１つの待ち行列と折り畳まれたプロトコル・スタック１３８だけで、今では基地局が特定のモバイル装置にデータ・ユニットを送信すると決定するといつでも送信データ・ユニットがデータの待ち行列から「引き出される」ことが可能である。スケジュールされた無線チャンネル（すなわちＨＳＤＰＡ）については、これは、特定のモバイルがアドレス指定されるときにのみタイムリー・データが作り出されることを可能にする。これは常にその伝送が入手可能な最新の情報を含み、かつ帯域幅の一層効率的な使用法と一層応答性の良い通信システム１００につながることを意味する。

さらなる最適化は、プロトコル・スタック１３８によって処理されるデータ・ユニットがモバイル装置１２０からの入力がなく、モバイル装置１２０への送信中に失われるときを認知するように構成されたプロトコル・スタック１３８で実現される。もしも（ＨＳＤＰＡに）データ・ユニット送信誤りがあれば、統合型基地局１３０中のＨＳＤＰＡ層はＲＬＣ−ＡＭ層にこの事象を通知する。これ以降は、ＲＬＣ−ＡＭ層はモバイル装置１２０からの状態報告または否定的応答を待ち受けるのではなく失われたデータ・ユニットの送信を即座に再始動することが可能である。ＲＬＣ−ＡＭ層はまた、そうしなければデータ・ユニットが再送信されたであろうときにデータ・ユニットを再送信しないように決定することも可能である。

付け加えると、もしも（例えばＨＳＤＰＡに）データ・ユニット送信誤りがあれば、ＰＤＣＰ圧縮状態がさらに容易にリセットされることをプロトコル・スタック１３８の折り畳まれた構造および単一のバッファ１３６が可能にする。したがって統合型基地局１３０はデータ・ユニットの不成功の送信を判定することを可能にし、かつＰＤＣＰ層が影響を受けたすべての無線ベアラのプロトコル状態をリセットすることを許容する。例えば、プロトコル状態はよく知られている状態または初期の状態へとリセットされることが可能である。

こうして、データ・ユニットが失われることを認知するとプロトコル・スタック１３８の適切なプロトコル層が通知を受け、適切な措置が遂行されることが可能である。プロトコル状態のリセットに加えて、この新規性のある統合型基地局１３０はプロトコル状態の変数を変えることを可能にする。プロトコル状態の変数を変える工程はそれに付随する処理を遂行する工程を含むことが可能であり、データ圧縮を有効化／無効化する処理、ヘッダ圧縮を有効化／無効化する処理、或る一定のデータ・ユニットを送信／再送信する処理、或る一定のデータ・ユニットの送信／再送信を控える処理、同位プロトコル・エンティティを通知する処理、およびタイマの挙動を変更する処理を含む。送信の失敗を認知して適切に動作することによって、本発明は上位の層のアプリケーションがデータ・ユニットの喪失から一層早く回復させるようにし、解読不可能なデータ・ユニットの送信を減少させることが可能である。

ここで図２を参照すると、本発明の原理に従って構成され、概して２００で指定された統合型基地局の一実施形態のブロック図が例示されている。統合型基地局２００は無線リソース制御（ＲＲＣ）層、およびプロトコル・スタック２４０とバッファ２６０を有する通信用プロセッサ２２０を含む。もちろん、図１に例示されたようにＲＲＣ層はいくつかの実施形態では通信用プロセッサの中に含まれることが可能である。

通信用プロセッサ２２０はモバイル装置用の通信ネットワークを介して受信されたデータ・ユニットを処理するように構成される。さらに特定すると、通信用プロセッサ２２０はコア・ネットワークとモバイル装置との間でデータ・ユニットを送信するために必要とされるプロトコルを供給するように構成される。当業者は、通信用プロセッサ２２０が本発明に対する材料ではなく、かつ例示もしくは検討されていない付加的な構成要素を有することを理解するであろう。

プロトコル・スタック２４０はＰＤＣＰ層、ＲＬＣ層、ＭＡＣ層、および物理的な層を有する。ＨＳＤＰＡ層の機能はＭＡＣ層の中に一体化されている。したがって、ＭＡＣ層はチャンネルの状況に基づいて無線装置への独立した送信の決定を遂行するように構成される。もちろん、図１に例示されるようにＨＳＤＰＡ層がＭＡＣ層と物理的な層の間に入ることは可能である。付け加えると、他のセルラー通信システムではＭＡＣ層は内部に一体化された他のパケット・スケジュール・モードを有することが可能である。例えばＣＤＭＡ２０００システムでは、ＭＡＣ層はＤＯまたはＤＶ層の機能を有することが可能である。

バッファ２６０は有線と無線のチャンネルの間でデータ・ユニットを待ち行列に入れるように構成される従来式のバッファであることが可能である。バッファ２６０はプロトコル・スタック２４０の最上部の上に配置される。ＰＤＣＰ層よりも上にバッファ２６０を配置することはバッファ２６０が圧縮されていないデータ・ユニットを待ち行列に入れることを可能にする。もしもバッファ２６０が他の場所に配置されれば、ＰＤＣＰを再同期させる手順を再開することは一層困難になる。したがって、バッファ２６０はデータ・ユニットに関して単一の待ち行列を与えるためにＩＰとＰＤＣＰ層との間にある。バッファ２６０は有線と無線の領域の間のスピードの違いを整合させるが、さらに重要なことに、無線送信連鎖の独特の最適化を可能にし、本発明の統合型基地局を備えていない従来式のＵＭＴＳに配備されるようなマルチバッファ、マルチシステムの解決策を上回る明確な利点を提供する。

付け加えると、複数の待ち行列を通じたデータのステージングがないので、エンドツーエンド待ち時間が削減される。通常のＵＴＲＡＮでは、データ・ユニットはそれらが無線チャンネルを介して送信される前にＵＴＲＡＮ構成要素内の様々なバッファを通ってステージされるので遅延させられる。しかしながら、本発明の単一の機械、単一のバッファのシステムでは、データ・ユニットは単一のバッファ２６０内でそれが待ち行列に入れられる時間だけ遅延させられることが可能である。データ・ユニットがいくつかの待ち行列を横断するステージング時間は無い。

１つの待ち行列と折り畳まれたスタックだけで、今では統合型基地局２００が特定のモバイル装置にデータ・ユニットを送信すると決定するといつでも送信データ・ユニットがバッファ２６０から「引き出される」ことが可能である。スケジュールされた無線チャンネル（すなわちＨＳＤＰＡ）については、これは、特定のモバイル装置がアドレス指定されるときにのみタイムリー・データが作り出されることを可能にする。これは常にその伝送が入手可能な最新の情報を含み、かつ帯域幅の一層効率的な使用法と一層応答性の良いモバイル通信システムにつながることを意味する。

このようにして、モバイル装置がデータ伝送のために選択されると無線チャンネルの状態とコーディングの仕組みに応じて決まるまさに充分量のデータ・ユニットが単一のデータ・バッファ２６０から引き出される。この特定のインスタンスでＭＡＣ、ＲＬＣ、およびＰＤＣＰスタックが無線ベアラについて実行され、この特定のインスタンスでＲＲＣおよびＲＬＣの状態情報が作り出される。必要とされるとき、データ・ユニットはＰＤＣＰ層の中でヘッダ圧縮される。タイムリー・データは最後の可能なインスタンスで作り出されるだけであるので、タイムリー・データが陳腐化すること、あるいはさらに新しいバージョンに取って代わられることはあり得ない。

統合型基地局２００はデータ・ユニットを送信するときにＲＬＣ−ＵＭまたはＲＬＣ−ＡＭを使用することが可能である。通信のためにＲＬＣ−ＵＭを使用するとき、ＭＡＣ−ＨＳ層はデータ・ユニットがダウンリンクの中で失われると圧縮層（ＰＤＣＰ）に通知する。したがって、ＰＤＣＰはその内部の圧縮の仕組みをリセットし、リモート・ピアと再同期をとることが可能である。後者は、圧縮状態の再同期をとる処理がはるかに早く遂行されること、および受信側が喪失データ・ユニットの送信側に信号を送ることを必要としないことを暗示する。通信のためにＲＬＣ−ＡＭを使用するとき、データ・ユニットが脱落する場合にＰＤＣＰ層はリセットすることを必要としない。その代わりに、ＨＳＤＰＡ層がこの事象をＲＬＣ−ＡＭ層に通知し、ＲＬＣ−ＡＭ層はモバイル装置からの状態メッセージを待つことなくデータ・ユニットを再送信することが可能である。

ここで図３を参照すると、本発明の原理に従って実行されるコア・ネットワークとモバイル装置との間でデータ・ユニットを送信する方法の実施形態のフロー図が概して３００で指定して例示されている。本方法は工程３０５でデータ・ユニットをモバイル装置へと送信する目的で始まる。

開始の後、工程３１０でデータ・ユニットはコア・ネットワークから統合型基地局で受信される。このデータ・ユニットは有線の接続を介して受信される。

データ・ユニットが受信されるとその後、コア・ネットワークとモバイル装置との間でデータ・ユニットを待ち行列に入れるために工程３２０でバッファが供給される。このバッファはデータ・ユニットを処理するために使用されるプロトコル・スタックの最上部の上に設けられることが好都合である。

バッファを供給した後、データ・ユニットを受信するためにモバイル装置が選択されたかどうかの判定が意思決定工程３３０で為される。もしもモバイル装置が選択されていた場合、工程３４０でデータ・ユニットに関して時限データが作り出される。もしもモバイル装置が選択されていなかった場合、本方法は工程３２０へと戻る。

時限データを作り出した後、必要とされるプロトコルが工程３５０でデータ・ユニットに加えられる。これらの必要とされるプロトコルは、コア・ネットワークとモバイル装置との間の直接送信のために必要とされるものである。通常では、これらの必要とされるプロトコルは統合型基地局のプロトコル・スタックによって提供される。一実施形態では、これらの必要とされるプロトコルはＰＤＣＰ層、ＲＬＣ層、およびＭＡＣ層によって供給される。

必要とされるプロトコルを供給するとその後、データ・ユニットは工程３６０でそれら必要なプロトコルと共にモバイル装置へと送信される。

その後、方法３００は第２の意思決定工程３７０で送信中にパケットが失われたかどうかを判定する。もしもパケットが失われていた場合、本方法は工程３７５へと続き、そこで送信不成功通知を供給する。時限データが失われると、次の高次の層が通知を受ける。もしも通知を受けた層が送信の問題を解決する（解決するために適切な措置を遂行する）ことが不可能である場合、次の高次の層が通知を受ける。このようにしてパケット脱落の事態を解決しない各層はその上の層にこの事態を通知する。送信不成功の通知を供給するとその後、本方法は工程３３０に戻って続行する。もしもデータ・ユニットが失われなければ、本方法は工程３８０で終了する。

本発明が詳しく述べられてきたが、最も広い形の本発明の精神と範囲から逸脱することなく様々な変形、置き換え、および代替を為し得ることを当業者は理解するはずである。

本発明の原理に従って構成される統合型基地局を含む、モバイル装置用の通信システムの一実施形態を例示するブロック図である。 本発明の原理に従って構成される統合型基地局の別の実施形態を例示するブロック図である。 本発明の原理に従って実行されるコア・ネットワークとモバイル装置との間でデータ・ユニットを送信する方法の実施形態を例示するフロー図である。

Claims (10)

1. モバイル装置用のセルラー通信ネットワークで使用するための統合型基地局であって、
   媒体アクセス制御層と物理的な層で構成されるプロトコル・スタックを含む通信用プロセッサを有する統合型基地局。
2. 前記通信用プロセッサがさらに、前記プロトコル・スタックに付随する単一のバッファを含み、それが有線と無線のチャンネルの間でデータ・ユニットを待ち行列に入れるように構成される、請求項１に記載の統合型基地局。
3. 前記バッファが前記プロトコル・スタックの最上部の上に配置される、請求項２に記載の統合型基地局。
4. 前記プロトコル・スタックが、それへの送信のためにモバイル装置が選択されるときに基づいて前記データ・ユニットのうちの少なくとも１つに関してタイムリー・データを作り出すように構成される、請求項２に記載の統合型基地局。
5. 前記プロトコル・スタックが、それへの送信のためにモバイル装置が選択されるときに前記データ・ユニットのうちの少なくとも１つに関してタイムリー・データを作り出すだけのために構成される、請求項２に記載の統合型基地局。
6. 前記少なくとも１つのプロトコル層が、前記プロトコル・スタックによって処理されるデータ・ユニットが無線装置への送信中に失われるときに前記媒体アクセス層の上のプロトコル層に通知するように構成される、請求項１に記載の統合型基地局。
7. 前記プロトコル・スタックが前記媒体アクセス制御層の上に、
   パケットデータ・コンバージェンス・プロトコル層、および
   無線リンク制御層で構成されるグループから選択される少なくとも１つの層を有する、請求項１に記載の統合型基地局。
8. 前記媒体アクセス制御層と前記物理的な層の間に入る少なくとも１つのプロトコル層をさらに有する、請求項１に記載の統合型基地局。
9. モバイル装置用の通信システム内でコア・ネットワークとモバイル装置との間でデータ・ユニットを送信する方法であって、
   統合型基地局で前記コア・ネットワークまたは前記モバイル装置のどちらかからデータ・ユニットを受信する工程と、
   前記コア・ネットワークと前記モバイル装置との間の直接送信のために前記統合型基地局で前記データ・ユニットに必要なプロトコルを供給する工程と、
   前記必要なプロトコルを有する前記データ・ユニットを前記コア・ネットワークまたは前記モバイル装置へと送信する工程とを含む方法。
10. 前記モバイル装置からの入力が無く、前記モバイル装置への送信中に前記データ・ユニットが失われるときを認知する工程をさらに含む、請求項９に記載の方法。
    

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