JP2006229980A - 無線通信システムにおける複数の物理トラフィック・チャネルの結合 - Google Patents

Abstract

【課題】結合された物理トラフィック・チャネル（４４、４６）を介して移動局（２２）と無線ネットワーク（２４）の間の通信を可能にする無線通信システム（２０）を提供すること。
【解決手段】移動局（２２）は、通信の様々な部分を複数の物理トラフィック・チャネル（４４、４６）を介して伝送するための複数の無線アクセス端末（４０、４２）を有する。それぞれ無線アクセス端末（４０、４２）は、チャネル（４４、４６）の１つを使用する。周知のマルチリンクＰＰＰプロトコルにより、通信を結合された物理トラフィック・チャネル（４４、４６）を介して通信すべき部分に分割し、次いで移動局（２２）またはネットワーク（２４）の適切な部分で再結合することが容易になる。結合された物理トラフィック・チャネル（４４、４６）を使用する達成可能なスループットが個々のチャネル・スループット容量の総計または合計に近似する。
【選択図】図１

Description

本発明は一般に電気通信に関する。本発明は、より詳細には無線通信システムに関する。

無線通信システムは周知であり広範に使用されている。こうしたシステムの最も一般的な使用方法は、携帯電話を使用する音声通信である。最近では、こうしたシステムのデータ通信、ビデオ通信、および、音声、データ、ビデオの組合せでの使用が普及している。無線サービス・プロバイダの能力の向上に従って、こうしたサービスの需要がますます高まっている。

無線サービス・プロバイダが直面する一課題は、そのシステムの容量および能力を常にアップグレードすることである。当業者は、サービスの向上または新しいサービスを提供する方法を求めて常に努力している。様々な改善がこの領域でなされてきた。たとえば、様々なシグナリング方法およびチャネル構成が帯域幅およびスループットの増加のために提案されてきた。

どの無線技術でも、システムの設計に基づく達成可能なスループットには限界がある。無線通信システムが採用された後には、達成可能なユーザ・スループット性能に、実際、厳しい上限が設けられる。たとえば、幾つかのＥＶＤＯシステムは通常、逆リンクで（すなわち、移動局から基地局へ）最大チャネル・レート１５３．６Ｋｂｐｓをサポートする。より高いスループット性能が望まれる状況では、無線通信システムをアップグレードし、またはより高いスループットをサポートすることができる高度の技術と交換しなければならない。こうしたアップグレードまたは交換プロセスは、コストが高く、多くの場合は実行不可能である。

より高いスループット容量が必要とされる一例は、無線データ・アクセス技術のサポートである。たとえば、幾つかのデータ・アプリケーションまたはプログラムは、既存の無線信システムでは有用でない。なぜなら、こうしたシステムで使用可能なスループットがそのアプリケーションを使用するデータ通信のサポートに十分でないからである。

既存のシステムの完全な交換または再設計が不要な経済的な方法で無線通信システムのスループット容量を増加することが求められている。本発明はこの必要性に対処する。

例として開示した、無線ネットワークと複数の無線アクセス端末を有する移動局との間の通信方法は、端末ごとに物理トラフィック・チャネルを使用し、物理トラフィック・チャネルの１つを使用して通信の第１の部分を伝送し、物理トラフィック・チャネルの他のチャネルを使用して通信の第２の部分を伝送することを含む。無線ネットワークと移動局の間の単一通信に２つ以上のトラフィック・チャネルを使用することにより、使用可能なスループットが向上し、それによってより広範なデータ・アプリケーションのための無線通信が可能になる。

一例では、部分間の関係を示す、それぞれ通信の第１と第２の部分の伝送に表示を提供することが含まれる。複数の物理トラフィック・チャネルを介した通信の受信側は、その表示を解釈し、各チャネルからの通信の一部を結合して、その通信が意図されたように処理する。

一例では、各物理トラフィック・チャネルがスループットを有し、方法には、２つのチャネルのスループットの合計に相当する結合チャネルを介した通信の総伝送スループットを達成することが含まれる。多くの例で、総伝送スループットは、個々のトラフィック・チャネルのスループットの数値の合計よりも少ない。
本発明の様々な特徴および利点は、以下の詳細な説明から当業者には明らかになるであろう。詳細な説明に添付された図面を以下で簡単に説明する。

図１は、無線通信システム２０の選択部分を概略的に示す図である。移動局２２は無線ネットワーク２４と通信する。図で示した例には、基地局アンテナ２６、基地局送受信機２８、ルータ３０、無線ネットワーク制御装置３２、およびパケット・データ・サービング・ノード（ＰＤＳＮ）３４など、無線ネットワークの周知の構成要素が含まれる。この例では、無線ネットワーク２４は、インターネット接続３６を介してソフトウェア・アプリケーション・サーバ３８など１つまたは複数の遠隔に位置するデバイスと通信することができる。

図で示した例では、移動局２２は、アプリケーション・サーバ３８と通信して、様々なデータ通信を行うことができる。図で示した例は、十分なアプリケーション性能に高データ・スループットが必要とされる状況の処理に適している。図で示した移動局２２は、複数の無線アクセス端末４０、４２を備える。一例では、移動局２２には、ノートブック・コンピュータが含まれ、無線アクセス端末４０、４２には市販のエア・カードが含まれる。無線アクセス端末の一例は、ＡｉｒＰｒｉｍｅ ５２２０ ＰＣＭＣＩＡ ＥＶＤＯエア・カードとして知られているものである。無線アクセス端末を移動局２２に結合するには、多様な周知の技法を使用することができる。一例では、移動局２２は、すでに２つ以上の無線アクセス端末を有する。他の例では、端末は、所望の場合に移動局に選択的に接続される。

それぞれ無線アクセス端末４０、４２は、物理トラフィック・チャネルを介して基地局２６と通信する。図で示した例では、無線アクセス端末４０は第１の物理トラフィック・チャネル４４を介して通信し、無線アクセス端末４２は第２の物理トラフィック・チャネル４６を介して通信する。それぞれ物理トラフィック・チャネルは、たとえば音声またはデータ・パケットの少なくとも１つを搬送する。それぞれ物理トラフィック・チャネルは、スループット容量または帯域幅を有する。図で示した例では、２つの物理トラフィック・チャネル４４と４６を単一の論理チャネルに結合し、それらを移動局２２と基地局２６の間の通信伝送に少なくとも部分的に同時に使用することによって、スループット容量が増加される。

一例では、各物理トラフィック・チャネルは、スループット率１５３．６Ｋｂｐｓを有する。例示の構成では、たとえば、２つの無線アクセス端末４０と４２、および結合された物理トラフィック・チャネル４４と４６（無線アクセス・デバイスにつき１チャネル）を使用すると、ＦＴＰアップロード通信に総スループット約２８９Ｋｂｐｓがもたらされる。この例には、ｌｘ ＥＶ−ＤＯ通信標準規格および適切に構成された無線アクセス端末４０、４２を使用することが含まれる。他の通信標準規格またはプロトコルも本発明に有用である。ＥＶ−ＤＯは、論述の目的で一例として提供するものである。一例では、それぞれチャネル４４および４６に様々なプロトコルが使用される。

結合された物理トラフィック・チャネル４４と４６で、移動局２２は、通信システム２０が他の方法で提供することができるスループットよりも高いスループットで通信することができる。この例では、チャネル４４または４６を変更する必要がなく、無線ネットワーク２４を変更する必要もない。例示の無線ネットワーク２４と幾つかの典型的なネットワークの違いの１つは、結合されたチャネルごとに対応するＲ−Ｐセッションを確立することによって、ＰＤＳＮ３４で、結合された物理トラフィック・チャネルを介した通信の処理が可能になることである。

物理トラフィック・チャネルと物理制御チャネルの違いを認識することが重要である。たとえば、物理制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）を物理トラフィックまたはデータ・チャネル（ＰＤＤＣＨ）と結合して使用することが知られている。こうした結合では、データ・チャネルＰＤＤＣＨのデータまたは他のトラフィック（すなわち通信）のスループットが向上されない。本発明の開示の一例の実装形態では、結合された物理トラフィック・チャネルは、単一論理チャネルであるかのように動作してスループットの増加をもたらし、たとえばスループットが１つ物理チャネルのスループットの約２倍になる。

一例では、周知のマルチリンクＰＰＰプロトコルが物理トラフィック・チャネル４４と４６の結合に使用される。図２で概略的に示したように、移動局２２で稼動する適切なアプリケーション５０では、インターネット・プロトコル通信５２および周知のマルチリンクＰＰＰプロトコル５４が使用される。複数の物理チャネル４４、４６がマルチリンクＰＰＰプロトコル５４と組み合わせて使用される。マルチリンクＰＰＰプロトコル５４は、移動局側で通信のＩＰパケット・ストリームを複数の物理チャネルに有効に分割する責任を負う。ＰＤＳＮ３４はマルチリンクＰＰＰプロトコル５４を使用して、結合されたチャネルの数と一致する数のＲ−Ｐセッションを確立する。

この例では、マルチリンクＰＰＰプロトコルは、対応するＲ−Ｐセッションを介した無線ネットワーク制御装置３２とＰＤＳＮ３４の間のインターフェースに常駐する。ネットワーク側では、マルチリンクＰＰＰプロトコル５４は、分割されたＩＰパケット・ストリームを移動局２２からの元の（すなわち、マルチリンクＰＰＰプロトコル５４を使用して分割される前の）通信と一致する単一のＩＰパケット・ストリームに結合する責任を負う。

ＩＰプロトコル５２のトップで稼動するアプリケーション５０はどれもマルチリンクＰＰＰプロトコル５４および複数の物理チャネル４４、４６による影響を受けない。しかし同時に、アプリケーション５０は、結合された物理トラフィック・チャネルから総帯域幅またはスループットを獲得する。

一例では、ＩＥＴＦ ＲＦＣ １９９０に記述されたマルチリンクＰＰＰプロトコルが使用される。図３を参照すると、マルチリンク・バンドルが、通信のＬＣＰネゴシエーション段階でセットアップされる。バンドルは、図１の移動局２２およびＰＤＳＮ３４に相当するエンド・ポイント・ディスクリミネータ６２、６４によって識別される。図３で示した通信の流れをアップリンクまたはダウンリンク方向の通信に適用することができることを留意されたい。したがって、エンド・ポイント６２および６４は、特定の移動局またはパケット・データ・サービング・ノードに関連するものであると考える必要はない。

一例では、適切なエンド・ポイント・ディスクリミネータを示すことによって、周知の方法でＬＣＰメッセージを使用して、追加のメンバ・リンクをバンドルに結合することができる。各メンバ・リンクのセットアップによって、対応する物理トラフィック・チャネルも確立される。周知の方法でＬＣＰメッセージを使用して、各メンバ・リンクを個々に解除することができる。あるいは、バンドル全体を解除することもできる。

メンバ・リンクごとの別々のＩＰＣＰネゴシエーションは不要である。マルチリンク・バンドルは、ＩＰアドレス、ＤＮＳアドレスなど、固有のＩＰプロトコル設定を有する。マルチリンク・バンドルがセットアップされた後、マルチリンクＰＰＰプロトコルにより、周知のＰＰＰオーバーヘッドの他に、新しいプロトコルＩＤ、断片化表示、およびシーケンス番号を含むヘッダがパケットに追加される。これらを使用して、受信端のエンド・ポイントが、複数の結合された物理トラフィック・チャネルを介して伝送されたパケットを再アセンブルかつ再配置することができるようになる。

図３で概略的に示したように、通信には、複数のＩＰパケット６６、６８、７０、および７２が含まれる。送信端にあるエンド・ポイント・ディスクリミネータ６２は、通信を有効に分割し、パケットの一部（すなわち第１の部分）を物理トラフィック・チャネルの１つに割り当て、残りのパケット（すなわち通信の第２の部分）を別のチャネルに割り当てる。図で示した例では、パケット６８および７２は物理トラフィック・チャネル４４で伝送されるが、パケット６６および７０は物理トラフィック・チャネル４６で伝送される。パケットは最終的にエンド・ポイント・ディスクリミネータ６４によって受信され、次いでエンド・ポイント・ディスクリミネータ６４は断片化表示およびシーケンス情報を含む識別子情報を使用して、図３の右側で示したように、受信されたパケットを単一通信に再結合する。

図で示した例には２つの物理トラフィック・チャネルが含まれているが、本発明の実施には、３つ以上を使用することもできる。物理トラフィック・チャネルを単一論理チャネルに有効に結合することにより、スループット容量が増加されて、より広範なデータ・アプリケーションを無線通信ネットワークで使用することができるようになる。

上記の説明は、本来、限定的なものではなく例示である。本発明の本質から必ずしも逸脱することなく、開示の例に対する変形形態および変更形態が当業者には明らかになろう。本発明に与えられる法的保護の範囲は、特許請求の範囲の検討によってのみ決定することができる。

本発明の一実装形態により設計された方法でトラフィック・チャネルを使用する無線通信システムの選択部分を示す概略図である。 図１の実装形態の選択部分の動作を示す概略図である。 実装形態の一例で使用されるシグナリング戦略を示す概略図である。

Claims (10)

1. 複数の無線アクセス端末を有する移動局と無線ネットワークの間の通信方法であって、
   前記移動局と前記無線ネットワークの間の通信の第１の部分を前記無線アクセス端末の第１のものに関連する第１の物理トラフィック・チャネルで伝送すること、および
   通信の第２の部分を前記無線アクセス端末の第２のものに関連する第２の物理トラフィック・チャネルで伝送することを含む方法。
2. 前記部分間の関係を示す、それぞれ前記通信の前記第１および第２の部分の伝送に表示を提供することを含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記通信の各部分の伝送に、伝送、断片化表示、およびシーケンス識別子に使用されるプロトコルの識別を提供することを含む、請求項１に記載の方法。
4. 前記通信の前記第１と第２の部分を関連付けるためにマルチリンクＰＰＰプロトコルを使用することを含む、請求項１に記載の方法。
5. 前記通信の前記第１および第２の部分をそれぞれ前記物理トラフィック・チャネルで同時に伝送することを含む、請求項１に記載の方法。
6. 各物理トラフィック・チャネルがスループットを有し、前記物理トラフィック・チャネルのスループットの合計に相当する、前記第１と第２の物理トラフィック・チャネルを介した通信の総伝送スループットを達成することを含む、請求項１に記載の方法。
7. 前記通信を前記無線ネットワークの単一終端点に向けることを含む、請求項１に記載の方法。
8. 前記移動局に単一アドレスを使用して、前記単一アドレスが前記無線アクセス端末に関連する複数のリンク全体に対応するようにすることを含む、請求項１に記載の方法。
9. 第１の通信プロトコルを前記第１の物理トラフィック・チャネルを介して使用し、第２の通信プロトコルを前記第２の物理トラフィック・チャネルを介して使用することを含む、請求項１に記載の方法。
10. 移動局が無線アクセス端末の第１のものおよび物理トラフィック・チャネルの第１のものを使用して通信の第１の部分を通信し、前記無線アクセス端末の第２のものおよび前記物理トラフィック・チャネルの第２のものを使用して通信の少なくとも１つの他の部分を通信するように、対応する複数の物理トラフィック・チャネルで通信するための複数の無線アクセス端末を含む、移動局。
    

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