JP2012050127A - 無線通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】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。
【解決手段】本願発明に係る無線端末は、高速ダウンリンクパケットアクセス（HSDPA）周波数分割複信（FDD）通信モードに関連する機器構成情報を、パケット通信モードに関連する双方向物理リソースを介して基地局（BS）に送信する手段、パケット通信モードに関連する双方向物理リソースを介して基地局からパケットデータを受信する手段、パケット通信モードに関連する双方向物理リソースを介して基地局にパケットデータを送信する手段、HSDPA FDD通信モードに関連するダウンリンク専用の物理リソースを介して基地局又は別の基地局からパケットデータを受信する手段とを備えており、ダウンリンク専用のチャネルは、パケットデータをダウンロードするために確立され、該ダウンロードの後は切断される。
【選択図】図１

Description

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

本発明に係る無線端末は、高速ダウンリンクパケットアクセス（HSDPA）周波数分割複信（FDD）通信モードに関連する構成情報（configuration information）を、パケット通信モードに関連する双方向の物理リソースを介して、基地局（BS）に送信する手段、前記パケット通信モードに関連する双方向の物理リソースを介して、前記基地局からパケットデータを受信する手段、前記パケット通信モードに関連する双方向の物理リソースを介して、前記基地局にパケットデータを送信する手段、及び前記HSDPA FDD通信モードに関連するダウンリンク専用の物理リソースを介して、前記基地局又は別の基地局からパケットデータを受信する手段を備える。前記ダウンリンク専用の物理リソースは、パケットデータをダウンロードするために確立され、該ダウンロードの後は切断される。

また、本発明に係る基地局は、パケット通信モードに関連する双方向の物理リソースを介して、無線端末から、高速ダウンリンクパケットアクセス（HSDPA）周波数分割複信（FDD）通信モードに関連する構成情報を受信する手段、前記パケット通信モードに関連する双方向の物理リソースを介して、前記無線端末からパケットデータを受信する手段、前記パケット通信モードに関連する双方向の物理リソースを介して、前記無線端末にパケットデータを送信する手段、及び前記HSDPA FDD通信モードに関連するダウンリンク専用の物理リソースを介して、前記無線端末にパケットデータを送信する手段を備える。前記ダウンリンク専用の物理リソースは、パケットデータをダウンロードするために確立され、該ダウンロードの後に切断される。

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。

本発明による無線通信システムのブロック図である。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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、予約されていない（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。

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。

［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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

［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。

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。

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。

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。

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。

［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。

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。

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。

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。

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。

［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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

［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。

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。

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。

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）。

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。

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。

１００：マルチモード１次局（BS）
１１０：マルチモード２次局（MS）
１０２，１１２：マイクロコントローラ
１０４，１１４：送受信手段
１０６：送信手段
１１６：受信手段
１０８，１１８：アンテナ手段
１０９：接続手段
１２２：第１モードのダウンリングチャネル
１２４：第１モードのアップリングチャネル
１２６：第２モードのダウンリンクチャネル

Claims (15)

1. 高速ダウンリンクパケットアクセス（HSDPA）周波数分割複信（FDD）通信モードに関連する構成情報を、パケット通信モードに関連する双方向の物理リソースを介して、基地局（BS）に送信する手段と、
   前記パケット通信モードに関連する双方向の物理リソースを介して、前記基地局からパケットデータを受信する手段と、
   前記パケット通信モードに関連する双方向の物理リソースを介して、前記基地局にパケットデータを送信する手段と、
   前記HSDPA FDD通信モードに関連するダウンリンク専用の物理リソースを介して、前記基地局又は別の基地局からパケットデータを受信する手段とを備え、
   前記ダウンリンク専用の物理リソースは、パケットデータをダウンロードするために使用され、該ダウンロードの後は使用されない、
   ことを特徴とする無線端末。
2. 前記HSDPA FDD通信モードは、前記パケット通信モードと実質的に同時に動作する、
   請求項１記載の無線端末。
3. 前記パケット通信モードは、予約されていない物理リソースを使用する、
   請求項１記載の無線端末。
4. 前記構成情報は、仕様情報である、
   請求項１記載の無線端末。
5. 前記HSDPA FDD通信モードに関連する前記ダウンリンク専用の物理リソースを介して前記基地局又は前記別の基地局から受信されたパケットデータは、ビデオデータ又はウェブブラウジングデータの少なくとも１つを含む、
   請求項１記載の無線端末。
6. 高速ダウンリンクパケットアクセス（HSDPA）周波数分割複信（FDD）通信モードに関連する構成情報を、パケット通信モードに関連する双方向の物理リソースを介して、基地局（BS）に送信するステップと、
   前記パケット通信モードに関連する双方向の物理リソースを介して、前記基地局からパケットデータを受信するステップと、
   前記パケット通信モードに関連する双方向の物理リソースを介して、前記基地局にパケットデータを送信するステップと、
   前記HSDPA FDD通信モードに関連するダウンリンク専用の物理リソースを介して、前記基地局又は別の基地局からパケットデータを受信するステップとを含み、
   前記ダウンリンク専用の物理リソースは、パケットデータをダウンロードするために使用され、該ダウンロードの後に使用されない、
   ことを特徴とする無線端末により実行される方法。
7. 前記HSDPA FDD通信モードは、前記パケット通信モードと実質的に同時に動作する、
   請求項６記載の方法。
8. 前記パケット通信モードは、予約されていない物理リソースを使用する、
   請求項６記載の方法。
9. 前記構成情報は、仕様情報である、
   請求項６記載の方法。
10. 前記HSDPA FDD通信モードに関連する前記ダウンリンク専用の物理リソースを介して前記基地局又は前記別の基地局からパケットデータを受信するステップは、ビデオデータ又はウェブブラウジングデータの少なくとも１つを受信することを含む、
    請求項６記載の方法。
11. パケット通信モードに関連する双方向の物理リソースを介して、無線端末から、高速ダウンリンクパケットアクセス（HSDPA）周波数分割複信（FDD）通信モードに関連する構成情報を受信する手段と、
    前記パケット通信モードに関連する双方向の物理リソースを介して、前記無線端末からパケットデータを受信する手段と、
    前記パケット通信モードに関連する双方向の物理リソースを介して、前記無線端末にパケットデータを送信する手段と、
    前記HSDPA FDD通信モードに関連するダウンリンク専用の物理リソースを介して、前記無線端末にパケットデータを送信する手段とを備え、
    前記ダウンリンク専用の物理リソースは、パケットデータをダウンロードするために使用され、該ダウンロードの後に使用されない、
    ことを特徴とする基地局。
12. 前記HSDPA FDD通信モードは、前記パケット通信モードと実質的に同時に動作する、
    請求項１１記載の基地局。
13. 前記パケット通信モードは、予約されていない物理リソースを使用する、
    請求項１１記載の基地局。
14. 前記構成情報は、仕様情報である、
    請求項１１記載の基地局。
15. 前記HSDPA FDD通信モードに関連する前記ダウンリンク専用の物理リソースを介して前記無線端末に送信されるパケットデータは、ビデオデータ又はウェブブラウジングデータの少なくとも１つを含む、
    請求項１１記載の基地局。

Images