JP2007329959A - バンド幅分配方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】移動通信端末と基地局との間の個々のコールのために利用可能なバンド幅が、コール中にバンド幅に対する需要に従って変化される移動通信システムが提供される。
【解決手段】衛星リンクにわたって各コールに分配されるバンド幅は、適切なアプリケーション又はネットワーク管理センタ１８からの両方のデマンドに従ったコール中に可変である。複数のコールが連続して移動端末を走る異なったアプリケーションに又はそこから接続される。最大バンド幅は、各コールに分配される。従って効果的な使用が衛星１２にわたって利用可能な制限されたバンド幅によって、異なったアプリケーションの瞬間バンド幅リクエストに従って成される。
【選択図】図１

Description

本発明は通信方法及び装置に関し、特に（しかし排他的でなく）移動端末とのコール用の分配バンド幅のための通信システムに関する。

衛星及び地上移動通信システムでは、音声及びデータ通信を提供する端末が利用されている。例えば、ＧＳＭ移動電話が、ポータブルコンピュータ等のデータ端末に接続可能である。このような移動端末を用いたデータの呼出中に、ＴＤＭＡスロットは、音声コールと同様な方法で、データコールに割り当てられている。その結果、一定のバンド幅の接続がホワード及びリターン方向で確立されている。インマルサット−Ｂ（商標）、インマルサット−Ｃ（商標）、インマルサット−Ｍ（商標）衛星通信システム等の移動衛星システムが、固定バンド幅データ通信を可能にしている。

このようなシステムは幾つかのデータタイプの交換には好適であるが、本質的に、音声通信に設計されており、一定の対称データレートが必要である。このようなシステムはデータ及び音声通信の両方には最適化されていない。

データの間欠バーストを高データレートで送信又は受信するをリクエストするデータ通信の需要が増加しているが、他の場合には低いデータ通信のみがリクエストされる。例えば、リクエストページをダウンロードするためにウェブブラウザをできるだけ速くユーザ端末に使用する場合に望ましいが、ユーザがダウンロードされたページを読む間、バンド幅はホワード方向には殆ど或いは全く必要とされない。このような使用はまた非常に非対称的である。なぜならば使用者はリターン方向には新しいページのリクエスト又は少ない量のデータを必要とするだけだからである。ＧＳＭシステムへのこのようなアプリケーションの使用は満足すべきものではない。なぜならばデータコール中の時間のいくらかに分配されたバンド幅は使用されず、大きな量のデータがダウンロードされる間、分配されたバンド幅は不十分だからである。

更に、複数のコールを同じ移動端末によって同時に取り扱うことができるようにすることが望ましい。例えば電話中に、移動ユーザはデータをオンラインデータベースから適用するか、又は入ってくるファクシミリを受信するかを望むことができる。

可変のデータレート衛星通信システムは米国特許出願第４，２５６，９２５号明細書に記載されている。このシステムでは、複数の地上ステーション間の通信に衛星が使用されている。個々の地球局は、音声及びデータコールの地球局トラヒック負荷に従った総チャンネル容量の比例をリクエストする。ネットワーク内の参照局（reference station）は局内のチャンネル容量を分配する。

ＡＴＭ（非同期式伝送モード）衛星通信システムは米国特許出願第５，３６３，３７４号明細書に記載されている。各地球局は、通信システムとの偶発的な接続をリクエストし、中央管理局は利用可能なバンド幅に従った接続を認めるか拒絶するかどうかを決定する。英国特許出願公開第２２７０８１５号明細書は、セルラ式移動ラジオシステムを開示しており、当該システムは可変ビットレートサービスを実施するためのパケット領域複数アクセスプロトコルを提供している。移動端末は、同時に情報を送信するスロットにアクセスするように主張する。可変のビットレートをサポートするために、端末は所定のどのフレーム内にも複数のスロットを備えておく能力を有する。音声及びデータコールは同じフレーム内にサポートされる。該フレームは、より大きな効率のためにデータトラヒックに使用されるより大きなバーストサイズ、音声コードからの十分な情報を待つ際に被る遅延を低減するために音声トラヒックに使用される小さなバーストサイズを有する。

欧州特許出願第０７１３３４７号明細書には、広範囲な通信ネットワークでのＳＴＭ及びＡＴＭトラヒックの送信のためのシステム（移動局がフィードバックの基地局に依存するワイアレスネットワーク又はファイバ／同軸ネットワーク等）が開示されている。ＡＴＭコールは一定のビットレート、遅延敏感（sensitive）可変ビットレート、遅延許容可変ビットレート、即ちコンテンションベース（contention based）である。遅延敏感可変ビットレートコールは、統計的に重みづけられた増加バンド幅の決定に従って分配されたタイムスロットであり、新たなコールリクエストの統計的特性及び存在する可変ビットレートトラヒックを考慮したものである。ＡＴＭトラヒックは最小保証バンド幅が割り当てられ、またいかなるスペアバンド幅も存在するＡＴＭコール又は割り当てられるか又は新しいＡＴＭコールを使用することが許容される。

本発明の一つの見地によると、移動通信端末と基地局との間の個々のコールのために利用可能なバンド幅が、そのコール用に決定された所定の最大レベルを越えることなくコール中にバンド幅に対する需要に従って変化される移動通信システムが提供される。有利にも、バンド幅は大量のデータが送られる場合に増加するであろうが、他の場合には低減され、追加の容量が他の使用に利用できるようにされる。

最大レベルが、コールのタイプに対して好適なピークバンド幅をサポートするためのコールのタイプに従って決定されるであろう。

本発明の他の見地によると、タイムスロットをＴＤＭＡ移動通信システムの個々のコールに割り当てる方法が提供される。そこでは、リアルタイムコールに関するフレーム内の複数のスロットがフレーム内で互いに離間されている。有利にも、このスロット割り当て方式はＴＤＭＡフレーム構造によって被る遅延を低減する。

本発明の他の見地によると、移動端末をスポットビーム及びグローバルビームの両方を有する衛星通信システムに登録する方法を提供し、端末は使用された最後のスポットビームチャンネルと通信することを最初に試み、最後のスポットビームチャンネルが受信されることができない場合、新しいスポットビームチャンネル分配を受信するためのグローバルビームにのみ再登録する。

本発明は、上記の全ての方法を実行するための装置にわたるものである。図面の簡単な説明 本発明の実施形態を添付図面を参照して説明する。

本発明の実施形態

システム概要
図１に、衛星１２を介してネットワーク管理センタ１８に接続された移動端末の概略を示す。このセンタはバンド幅を移動端末に分配し、移動端末を地上ネットワーク２２に接続する。この実施形態で、移動端末２はポータブルコンピュータを備え、多くの異なった通信アプリケーション４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄが実行されるであろう。例えば、このアプリケーションは音声電話（vcoicetelephony）アプリケーション、インターネットアプリケーション、ファクシミリアプリケーション及びＡＴＭアプリケーションであろう。これらのアプリケーションはどれもインターネットアクセスのためのWinsock、電話アプリケーションのＴＡＰＩ、ＩＳＤＮアプリケーションのためのＣＡＰＩ等の標準アプリケーションプログラムインターフェイス（ＡＰＩ）を使用する。このようなアプリケーションへのインターフェイスを図１に参照符号１２で示す。移動端末２で実行されるドライバソフトウエア６は、ＡＰＩプロトコルを、衛星通信システム用に設計された、所有権を主張できるプロトコルに交換する。移動端末２は物理的インターフェイスＩ４をＰＣ（正式にはＰＣＭＩＣＡ）カード等のインターフェイスカード８に提供する。インターフェイスカード８は、アンテナ１０に接続された無線周波数の変調器／復調器を含む。無線周波数変調器／復調器は、第１周波数チャンネルを受信し、同時に第２周波数チャンネルに伝送することができる。

アンテナ１０は、衛星１２によって発生されたスポットビームＢのカバレージ領域内に配置され、その衛星１２は、例えば、複数のスポットビームＢの個々の信号を受信及び送信するためのマルチビームの受信／送信アンテナを有する例えば気象衛星でありうる。各スポットビームＢは、ホワード及びリターン方向の両方に複数の周波数チャンネルを運ぶ。衛星はグローバルビームＧにまた受信及び送信する。Ｇは実質的に又は完全にスポットビームＢのカバレージ領域に拡がるカバレージ領域を有している。グローバルビームＧは少なくとも一つをホワードに一つをリターン周波数チャンネルに運ぶ。

アンテナ１０と衛星１２との間を送信されたＲＦ信号は、エアインターフェイスプロトコルＩ３に従う。その内容は後により十分に説明する。衛星１２は、中継器として機能し、複数のスポットビームＢをフィーダビームＦ内のチャンネルに交換するか、又はその逆を行う。フィーダビームＦは衛星１２と地球局１６との間の地球局アンテナ１４を介してリンクを提供する。フィーダビームＦにわたるエアインターフェイスプロトコルを図１にＩ３Ｆとして述べる。

ネットワーク管理センタ１８は地球局１６に接続されており、インターフェイスを、ＰＳＴＮ、ＡＴＭネットワーク又はＩＳＤＮ等の地上ネットワーク２２に提供する多くの異なったサービスアダプタ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄを含む。例えば、サービスアダプタ２０は、ＰＳＴＮの音声信号をネットワーク管理センタ１８のデータに交換するため又はその逆のためのコデック（ｃｏｄｅｃ）を含む電話アダプタ２０ａを含みうる。ファクシミリサービスアダプタ２０ｂはＩＴＵリコメンデーションＴ．３０及びＴ．４で決定されるようなファクシミリプロトコルを実施することができ、ＰＳＴＮに通信するためのモデムを含む。インターネットサービスアダプタ２０ｃはＴＣＰ／ＩＰを実施し、ＡＴＭサービスアダプタ２０ｄはＡＴＭプロトコルを実施する。これらの標準プロトコル及びインターフェイスを図１にまとめて１１として示す。

移動端末２は複数の異なったタイプの、電話、インターネット、ファックス及びＡＴＭ等の衛星通信システムにわたってセットアップされる通信が可能である。これらのアプリケーションは同時に実行される。個々のアプリケーションに分配されるバンド幅は、以下に記載するようにコール中にホワード及びリターン方向に独立に可変である。

エアインターフェイスプロトコル
エアインターフェイスプロトコルＩ３及びＩ３Ｆを、移動端末２のドライバソフトウエア６及びネットワーク管理センタ１８によって実行されるように、図２及び図３を参照して説明する。プロトコル構造を、図２に示すように互いに相互作用する「層」という用語で記載する。

トップ層はアプリケーション４又はサービスアダプタ２０からデータＤを受信するか又はそれらにデータＤを送るスロット管理層２８を含む。データはスロットＳにフォーマットされ、それらは図３に示すようなセルを備えている。個々のセルＣは、固定長のヘッダＨとデータＤを備えている。スロット管理層２８は、このようなセルを含むデータをスロット内に又はそこからフォーマットし、スロットをＴＤＭＡ層２６と交換し、物理層２４に送られる又はそこから受け取られるＴＤＭＡフレームＦＲ内の送信のタイミングとスロットＳの受信を制御する。

物理層２４はインターフェイスＩ４、インターフェイスカード８及びアンテナ１０に対応して、ドライバソフトウエア６とエアインターフェイスＩ３との間の物理的インターフェイスを提供するか、地球局アンテナＩ４及び地球局Ｉ４に対応して、さもなくばネットワーク管理センタ１８と衛星１２との間の物理的インターフェイスを提供する。両方の場合、物理層２４はフレームＦＲを無線周波数信号ＲＦに交換するか又はその逆を行う。

スロットＳは、トラヒックデータＤに加えて、コールをセットアップするためと、コール中のバンド幅の割り当てを変化させるために用いられるシグナリング情報を含む。これらの信号の作成及び受信は、セッション管理プロトコル層３０で実行される。ここではスロット管理層２８及びＴＤＭＡ層２６と相互作用し、ヘッダＨ内に及び／又はデータＤとしてセルＣ内のシグナリング情報を受信するか送信する。

図３に示すように、各ＴＤＭＡフレームは、各スロットから離れた保護周波数帯Ｇを有するセルＣを各々備える１８のスロットＳ₁…Ｓ₁₈を含むフォーマット内に送信されるか又は受信される。各スロットＳは同期及び制御情報も含み、スロットのタイミングの獲得に使用されており、これより深くは説明しない。

各スロットＳはどの移動端末２にも分配されることができ、それによってコールはネットワーク管理センタ１８の制御のもとでセットアップされる。代わりに、各セルが、同じ移動端末（又は異なる移動端末にさえも）対する又はそこからの異なるコールに対して割り当てるられることができる状態で、１以上のセルが各スロットに送信されることができる。

コール管理
操作中に移動端末２が通る異なった状態を図４に示す。移動端末２と通信するために、ネットワーク管理センタ１８はどのスポットビームＢに移動端末２が位置しているかを決定する。初めに移動端末２が使用されると、又は最後に使用されてから異なったスポットビームＢに移動されると、移動端末２は「アンロケイテッド」状態になる。移動端末２がスポットビームチャンネルを獲得したがいかなるコールも扱わない場合、「アイドル」状態になる。第１コールが移動端末２にセットアップされると、コールセットアップができない場合（この場合は「アイドル」状態に戻る））以外「シグナリング」状態に入る。第１コールがセットアップされると、移動端末２は、全てのコールが終了して移動端末２が「アイドル」状態に再び入るまで「アクティブ」状態のままである。スポットビームチャンネルとの接触が失われると、移動端末２はアンロケイテッド状態に戻る。これらの両状態を以下に詳細に述べる。

アンロケイテッド状態
アンロケイテッド状態からの遷移を図５に記載する。

移動端末２がアクティブの場合、即ちスイッチオンされるか接続可能にされた場合、ドライバソフトウエア６はまずインターフェイスカード８を、なにか先の通信があったとすると、最後に通信に使用されたスポットビームＢの周波数に調整する（ステップ３４）。インターフェイスカード８がこのスポットビームＢ内で受信することができる場合、ドライバソフトウエア６はアプリケーション４のどれかが出力コールが移動端末２（ステップ３６）からセットアップされるようにリクエストされたかを検出する。その場合、移動端末２はシグナリング状態に入り、他の場合はアイドル状態に入る。

インターフェイスカード８が、前に使用されたスポットビームＢの周波数で信号を受信することができるない場合、インターフェイスカード８は、衛星１２に受信されたグローバルビームＧのホワード及びリターン周波数と調整される（ステップ３８）。移動端末２はグローバルビームリターンチャンネルに「ロッグオン」メッセージを送信する（ステップ４０）。ロッグオンメッセージは移動端末２と現在のユーザの両方を識別する識別情報と、ネットワーク管理センタ１８がどのスポットビームＢに移動端末２が位置するかを決定するために十分な位置情報とを含む。この情報は移動端末のユーザによって（即ち、どの国に移動端末２が位置するかを示すことによって）入力されるか、ＧＰＳ（グローバル位置決めシステム）受信機等の移動端末２の位置決め装置によって引き出される。好ましくは、位置決め情報はどのスポットビームＢに移動端末２が位置するかを識別するために十分であるが、盗聴者が移動端末２に存在することを明確に認める十分な正確性は有さず、従って安全上の危険性をもたらす。アプリケーション４の一つが、コールがセットアップされるようにリクエストされると、ロッグオンメッセージが、移動端末２がコールを確立する意図を有することとも示すことができる。

移動端末２は次にグローバルビームＧのホワードチャンネルのネットワーク管理センタ１８からの応答を待つ（ステップ４２）。ネットワーク管理センタ１８からの応答が識別情報を含むので、応答がロッグオンメッセージと、それが位置するスポットビームＢの通信用に移動端末２よって使用される周波数チャンネルによって識別されるスポットビームチャンネル識別情報と、地球局１６によって受信されたようにロッグオンメッセージのタイミングから引き出されるタイミング情報とを関連付けられることができ、フレームＦＲのタイミングとの同期において移動端末２をサポートする。移動端末２がコールがセットアップされるロッグオンメッセージに示されると、応答は後に述べるスロットネゴシエーションフェーズで使用されるラベルを含む。

インターフェイスカード８は次に応答に示されるスポットビームチャンネルに調整される（ステップ４４）。コールが、現在移動端末から又はそこにリクエストされていない場合、移動端末２はアイドル状態に入り、一方スポットビームホワードチャンネルのモニタを続けるか、シグナリング状態に入る（ステップ４６）。

アイドル状態
図６に示すアイドル状態で、移動端末２は、示されたスポットビームチャンネルに、正確にフレームを受信することができるかどうかを連続的に検出する（ステップ４８）。さもなくば、駆動ソフトウエア６はアンロケイテッド状態に入る。さもなくば移動端末２はアプリケーション４のどれかがセットアップされる出ていくコールをリクエストするかを検出する（ステップ５０）。その場合、移動端末２はリターンスポットビームチャンネル内のシグナリングのために予約されたスロットＳのリクエストメッセージを送信する（ステップ５２）。このようなスロットＳの分配は、周期的にネットワーク管理センタ１８によってホワード方向スポットビームチャンネル内に示される。そのようなスロットへのアクセスはスロットアロハアクセス計画（slotted aloha access scheme）によって決定され、２つの移動端末２が同じスロットに送信しようとすると衝突する可能性を有し、この場合ネットワーク管理センタ１８はどのリクエストメッセージも受信しない。リクエストメッセージは移動端末２を識別する識別情報を含む。

リクエストメッセージに応答して、ネットワーク管理センタ１８は、移動端末２の一時的な同一性コードとして使用されるラベルを含む「ウエルカム」メッセージを送る。移動端末２がウエルカムメッセージを検出すると（ステップ５４）、シグナリング状態に入り、さもなくばリクエストが所定の期間の後繰り返される（ステップ５２）。期間は個々の不成功なリクエストの後増加し（ステップ５２）、ランダムにされた要素を含み、リクエストメッセージを送る同じ他の移動端末を有する同じリターンチャンネルスロットの繰り返す衝突を避ける。所定の数の不成功のリクエストの後、移動端末２はアイドル状態に戻る。

地上ネットワーク２２から発生したコールが移動端末２に接続されることになっている場合は、ネットワーク管理センタ１８はホワードスポットビームチャンネルの識別情報を移動端末２に送り、入ってくるコールがセットアップされるように示す。移動端末２がこのような入ってくるコールを検出すると（ステップ５６）、シグナリング状態に入り、入ってくる又は出ていくコールがない場合は、移動端末２はアイドル状態にどとまる。

シグナリング状態
図７に示すシグナリング状態の場合、セットアッププロトコル交換が起こり（ステップ４８）、ユーザ確認情報が移動端末２によってネットワーク管理センタ１８に送られ、コールのアドレス及びコールする者（calling parties）が交換される。確約（comitted）ビットレート（ＣＢＲ）及び最大ビットレート（ＭＢＲ）がコールの個々の方向に確立される。確約ビットレートは、コールを通して保証されているビットレートである。最大ビットレートはコール中のどのステージでも新しいコールに割り当てられることのできる最大ビットレートである。これらの変数は、移動端末２に分配されたスロット数を決定するコール中にネットワーク管理センタ１８によって用いられる。両方向のＭＢＲ及びＣＢＲはコールのタイプに従って及び／又はコールセットアップ中の移動端末２によるリクエストに従って決定されるであろう。例えば、コールが移動端末２によるウェッブアクセスに使用されろインターネット接続の場合、低いＣＢＲ及びＭＢＲがリターン方向にセットされ、低いＣＢＲ及び高いＭＢＲがホワード方向にセットされ、ＭＢＲのレベルが移動端末２からのリクエストに従ってセットされる。

セットアップが何かの理由で失敗した場合（ステップ５０）、例えばリクエストされた確約ビットレートがスポットビームＢにない場合、又はネットワーク管理センタ１８がコールを地上ネットワークを通して接続することができない場合、移動端末２はアイドル状態に戻る。

セットアップ交換の後、セットアップ中に分配されたチャンネルがコールに使用されるチャンネルと同じでない場合、移動端末２はスポットビームＢの異なったチャンネルに戻ることができる。セットアップが成功の場合、移動端末２はアクティブ状態に入る。

アクティブ状態
移動端末２がアクティブ状態になると、追加のシグナリングが移動端末２とネットワーク管理センタ１８との間に発生し、コールが終了し、チャージング情報又はシステム情報を交換し、コールのためにより多くの又はより少ないバンド幅をリクエストし、又は他のコールを確立する。この情報は好ましくは、移動端末２に割り当てられた１以上のスロットに送られる。代わりに、ホワード方向にネットワーク管理センタ１８がシグナリング情報をどの移動端末２にも確約されていない（not committed）スロットＳのセルＣに送ることができ、移動端末２あてのシグナリング情報を含むセルのヘッダ情報に示す。

移動端末２のアクティブ状態で起こりうるプロトコル交換の例を図８に示す。移動端末２は入ってくる又は出ていくコールが終わったかどうかを検出する（ステップ５８）。その場合、現在入ってくる又は出ていくコールがないかどうか検出する（ステップ６０）。その場合移動端末２はアイドル状態に入り、現行のホワード及びリターンスポットビームチャンネルに調整されたままに残るか、さもなくばアクティブ状態に続く。

移動端末２は追加のコールが出ていくコールの場合にアプリケーション４の一つによって信号が送られるか又は入ってくるコールの場合にネットワーク管理センタ１８からホワード方向セルＣ内に示されるかどちらかにセットアップされるか（ステップ６２）を検出する。移動端末２は、ネットワーク管理センタ１８とのシグナリング交換によって、新しいコールのためにリクエストされる確約ビットレートが利用できるか否かを決定する（ステップ６４）。できない場合、ドライバソフトウエア６は、リクエストされたＣＢＲより低いＣＢＲが適しているかと、新しいコールに利用できるか否かを決定する（ステップ６６）。その場合、新しいコールが割り当てられた追加のスロットによって、すでに移動端末２に接続された他のコールに割り当てられたスロットに加えて、同じ周波数のチャンネル内の新しいコールにセットアップされる（ステップ６８）。

より低い確約ビットレートが利用できない場合又は許容できない場合、コールは終了し（ステップ７０）、移動端末２は、他のコールが進行中でない場合（この場合アイドル状態に入る）アクティブ状態に続く。

リクエストされた容量が移動端末が現在調整されている周波数チャンネルに利用できないが、他のチャンネルで利用できる場合、ネットワーク管理センタ１８は移動端末２に信号を送り、他のチャンネルとチャンネル内の再割り当てスロットとへのリターンにオプションが利用できる。移動端末２が許容されると、新しいチャンネルに戻り、ネットワーク管理センタ１８からのチャンネル内の新しいスロット割り当てを受ける。

移動端末２がアクティブ状態の場合、アプリケーション４の一つは、ドライバソフトウエア６が追加のバンド幅がリクエストされることを検出する状態に入ることができる（ステップ７２）。例えば、アプリケーションは大きなグラフィック又はオーディオファイルの出力を開始することができる。この場合、移動端末２はリターン方向に追加のスロットがリクエストされるリターンチャンネルの割り当てられたスロットの一つの信号を送る（ステップ７４）。現行のコールに割り当てられたビットレートは最大ビットレートよりも少なく、追加の容量が、移動端末２が調整される周波数チャンネル内で利用でき、ネットワーク管理センタ１８は追加のスロットをリターン方向のコールに割り当て、追加のスロットがリターン方向に使用されることができる移動端末に信号を送る。

スロット割り当て
スロットがホワード及びリターンの両方向に移動端末２に対して割り当てられるシステムを、以下詳細に説明する。移動端末２がアンロケイテッド状態を残すと、一つのビーム周波数チャンネルをホワード方向に受け取り、リターン方向の他のスポットビーム周波数チャンネルに送信するように調整される。移動端末２の各々は連続してホワード周波数チャンネルに受け取るが、移動端末に割り当てられたリターンチャンネルのスロット内のみに、又は上述のように任意にリクエストメッセージを送るために指定したスロット内に送信する。ホワード及びリターンスロットはシグナリング及びコールトラヒックの両方を含む。

図３に示すように、各コールはヘッダＨとデータＤを含む。ヘッダは下の表１に示すようにフォーマットされた４つのバイトを含む。

表１に示す各フィールドを以下に説明する。

ラベル
ラベルフィールドは移動端末のラベルの含み、セルを受け取ることを意図するか、又はセルを送信する。上記のように、ラベルは一時的な識別コードであり、アクティブ又はシグナリング状態の場合に各移動端末２に割り当てられる。移動端末２がアイドル状態に戻る場合、ラベルはネットワーク管理センタ１８によって他の移動端末２に再割り当てされることができる。このように、多くの移動端末にアドレスするために必要なビット数が低減される。周波数チャンネルの各フレームＦＲが１８スロットを含むので、１８の異なったラベルのみが、周波数チャンネルに調整された各異なった移動端末を識別するために必要とされる。６のビットがラベルフィールドに割り当てられ、追加のラベルが他の目的で使用できるようになっている。例えば、更なるラベルは、周波数チャンネルを受け取る全ての端末にアドレスされた広範囲なメッセージを含むセルを示すことができるか、又はシグナリングの目的用である。

移動端末がアイドル状態に戻った後、そのラベルは所定の期間再割り当てのために利用できず、ネットワーク管理センタ１８とアイドル状態に入る移動端末との間のコール状態同期の損失によって、同じラベルが２つの異なった移動端末に同じ周波数チャンネルで使用される可能性を避けるようになっている。

リターン割り当て
ホワード方向で、フィールドは移動端末のラベルを含み、リターンチャンネルの対応するスロット（例えばリターンチャンネルのフレームに同じ命令を有するスロット）に送信することができる。

バンド幅デマンド
このフィールドはリターン方向に使用され、送信する移動端末２によってリクエストされる、リターン方向の全てのコール用バンド幅を示す。バンド幅デマンドフィールドの一つのビットは、追加のスロットがシグナリングの目的でリターン方向にリクエストされること示し、シグナリングが現行のアクティブセルに利用できるバンド幅を低減することなしで起こることができるようにする。

仮想チャンネル識別子（ＶＣＩ）
このフィールドは、セルＣが関係する個々のコールを識別し、従って単一移動端末が複数の同時発生するコールをサポートすることができるようにする。ドライバソフトウエア６は、移動端末にアドレスされる各セルＣのＶＣＩを識別し、セルの中身を対応アプリケーション４に向ける。同様に、アクティブアプリケーションからのデータはセルにドライバソフトウエア６によってフォーマットされた場合にＶＣＩを割り当てる。

ペイロードタイプ識別子（ＰＴＩ）
このフィールドはＡＴＭ互換用に存在し、衛星通信システムによって変形又は処理なく（transparently）通過され、地上ＡＴＭサービスと地上ネットワーク２２を通して相互作用することができるようになっている。

セルロスプライオリティ（ＣＬＰ）
このフィールドもＡＴＭ用互換用に存在し、衛星システムによって変形又は処理なく通過される。

ヘッド誤り制御（ＨＥＣ）
このフィールドはヘッダの他の３つのバイトからの値から訃算されたチェック値を含み、破損されたヘッダを検出できるようにしている。

バンド幅割り当て
ネットワーク管理センタ１８はバンド幅デマンドフィールドを単一リターン周波数チャンネル内に送信される移動端末２から受け取り、これらのバンド幅デマンド、各コールの確約された最大のレートに従ってリターンチャンネルスロットを分配する。リターンチャンネル内のスロットの分配はリターン割り当てフィールドによって示される。

ネットワーク管理センタ１８は、各コールのホワード方向内のリクエストされる容量に従ってどのスロットがホワード方向の移動端末の各々にアドレスされているかを決定する。従って容量はホワード方向に分配された容量から独立的に選択され、非対称のコールが両方向に必要とされる程度の容量のみ割り当てられることができるようにする。

ネットワーク管理センタ１８は移動端末２への送信のためにネットワーク２２から受信したデータをバッファし、ホワード方向の各コールに割り当てられたスロットの数を、故に現在のホワードビットレートを決定し、その結果、確約ビットレートが提供されるが最大ビットレートは越えられない。現在のホワードビットレートはそのコールのためにネットワーク管理センタにバッファされたデータの量に従って決定され、その結果ネットワーク２２からのデータのバーストはホワードビットレートを増加する結果となる。任意に、ホワードチャンネルの容量が、最大ビットレートが全てのコールに割り当てられた後でさえまだ利用できる場合、最大ビットレートは、大きな量のデータをバッファするためのコールに割り当てられる更なるスロットによって超過されるであろう。

各コールに対する確約及び最大ビットレートの適切な選択によって、多様なタイプのコールが実施されうる。例えば、音声コールは音声信号にリクエストされた確約ビットレートと等しい最大ビットレートを有するであろう。非リアルタイム低ビットレートアプリケーション（Ｅメール等）は低確約ビットレートに割り当てられるであろう、しかし高い最大ビットレートは、バッファされたｅメールを、使用されていないチャンネル容量がないネットワーク管理センタ１８ではクリアするようになっている。

課金方法(Billing Strategy)
ネットワーク管理センタ１８は、各コールに分配された確約及び最大ビットレートに従って課金情報をコンパイルすることができる。例えば課金レートは、最大ビットレートに比例した比較的少ない割増料金を有する確約ビットレートに比例している。このように、周波数チャンネルの総容量は、異なった移動ユーザ間にバンド幅リクエストに従って分けられ、より低い優先度のリアルタイムでないユーザにはチャンネルへのアクセスに対してより少なくチャージされる。

リアルタイムコール
個々のコールにスロット分配を決定する場合、ネットワーク管理センタ１８は、コールがリアルタイムコール（音声コール等）か否かを考慮する。このようなコールに対して、移動端末２へのそしてそこからの送信内の遅延が最小に保たれるべきである。故に、リアルタイムコールがフレーム内でマルチプルスロットを占めるところで、これらのスロットはできるだけフレームを通して均等に離間されて分配され、リアルタイムコールのどのデータも出会う最大の遅延を低減するようになっている。例えば、以下の表２は４つの異なった音声コールＶ１〜Ｖ４が４つの異なった移動端末２に対して確立されたスロット分配を示し、各コールＶはフレームＦＲ内の４つのスロットを占めており、表３は比較によって構成を示し、各コールＶに分配されているスロットは一緒に集められている。

表３に示す場合、各コールに対するデータは、一つの完全なフレームピリオドまでに対してバッファされるであろう。これに対して、図２に示すこの実施形態に従った方法はバッファされるべきデータをフレームピリオドの少ない断片のみにリクエストし、もって両方の遅延と、リクエストされたバッファのサイズを低減する。従って、リアルタイムコールには、スロットを分配する場合に優先性が与えられ、フレームを通して適切なスロットの規則正しい離間を達成する。非リアルタイム可変バンド幅コールは次に、利用可能な残りのスロットに分配され、確約ビットレートをこれらのコールの各々に割り当てる。余剰容量が、各コールに対する最大ビットレートを条件として次にデマンド従って移動端末によって分配される。

上記の実施形態は衛星通信システムに関して記載されているが、本発明の見地は、地上セル式通信システムにも適用されるであろう。移動端末はポータブルで、自動車に取り付けられるか、また一時的又は常置の据え付けの形であろう。

実施形態の要素を機能ブロックに関して記載した。これらのブロックは個別のユニットに対応する必要はないが、一つの機能ブロック以上の機能が個別のユニットで実行されるか、一つの機能ブロックの機能が一つ以上の個別のユニットで実行されることもできる。好ましいチャンネルフォーマットはＴＤＭＡであるが、本発明の見地はＣＤＭＡ通信システムにも適応されるであろう。

図１は、本発明の実施形態に従った衛星通信システムの概略図である。 図２は、図１の実施形態に採用されているプロトコル層構造の図である。 図３は、図１の実施形態のエアインターフェイスプロトコルに従ったＴＤＭＡフレーム構造の図である。 図４は、図１の実施形態の移動端末の状態の図であり、可能な遷移を示した図である。 図５は、図４のアンロケイテッド（unlocaited）状態から始まる移動端末の操作のフロー図である。 図６は、図４のアイドル（idle）状態から始まる移動端末の操作のフロー図である。 図７は、図４のシグナリング状態から始まる移動端末の操作のフロー図である。 図８は、図４のアクティブ状態から始まる移動端末の操作のフロー図である。

Claims (6)

1. 移動端末と、通信ネットワークに接続された基地局と、の間でのワイヤレスリンクを通したコールをハンドリングする方法であって、
   前記コールをセットアップするときに、前記コールについての最大バンド幅分配を決めることを含み、
   さらに、前記コール中に、前記ワイヤレスリンクを通した前記コールについての現在のバンド幅分配を、前記コールに関連する可変バンド幅デマンドに従って、前記最大バンド幅分配を超えることなく、変化させることを含み、
   前記現在のバンド幅分配は、前記基地局から前記移動端末までの送信のためのホワードバンド幅分配を含み、前記ホワードバンド幅分配は、前記コール中に、前記コールに関連する可変ホワードチャンネルデマンドに従って変化されるものであり、
   前記ホワードチャンネルデマンドは前記移動端末への送信のために前記ネットワークから受信した、バッファされたデータの量から得られる方法。
2. 前記現在のバンド幅分配がリターンバンド幅分配を含み、さらに、基地局において前記移動通信端末からデマンド信号を受信することを含み、
   前記リターンバンド幅分配は前記デマンド信号に従って変化され、
   さらに、前記基地局から前記移動端末へ前記リターンバンド幅分配を示す分配データを送信し、前記移動端末が前記基地局に送信するために前記リターンバンド幅分配を使用することを含む請求項１記載の方法。
3. 前記ホワードバンド幅分配は前記リターンバンド幅分配とは独立に決定される請求項２記載の方法。
4. 前記最大バンド幅分配は、前記コールのセットアップ中に、前記移動端末によるリクエストに従って決定される請求項１〜３のいずれか記載の方法。
5. 前記コールをセットアップすることは、前記コールについての最小バンド幅分配を決定することを含み、前記現在のバンド幅分配は、前記最小バンド幅分配を下回ること無く変化される請求項１〜４のいずれか記載の方法。
6. 移動端末と、通信ネットワークに接続された基地局と、の間でのワイヤレスリンクを通したコールをハンドリングする装置であって、
   前記コールをセットアップ可能かつ前記コールについての最大バンド幅分配を決めることが可能なコールセットアップ手段と、
   前記コール中に、前記ワイヤレスリンクを通した前記コールについての現在のバンド幅分配を、前記コールに関連する可変バンド幅デマンドに従って、前記最大バンド幅分配を超えることなく、変化させることを可能とする手段とを備え、
   前記現在のバンド幅分配は、前記基地局から前記移動端末までの送信のためのホワードバンド幅分配を含み、
   前記ホワードバンド幅分配は、前記コール中に、前記コールに関連する可変ホワードチャンネルデマンドに従って変化されるものであり、
   前記ホワードチャンネルデマンドを、前記移動端末への送信のために前記ネットワークから受信した、バッファされたデータの量から得る手段をさらに備える装置。

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