JP3676977B2 - Ｇｐｒｓにおけるデータ送信方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【技術分野】
本発明は、汎用パケット無線サービスＧＰＲＳのネットワーク部分と加入者ターミナルとの間のデータ送信方法であって、ＲＬＣ／ＭＡＣ（無線リンク制御／媒体アクセス制御）プロトコルレイヤと、このＲＬＣ／ＭＡＣプロトコルレイヤのサービスを使用するＬＬＣ（論理的リンク制御）プロトコルレイヤとをデータリンクレイヤとして備え、データ送信時に、ＬＬＣレイヤのＬＬＣフレームをＲＬＣ／ＭＡＣレイヤのＲＬＣデータブロックに配置するという方法に係る。
【０００２】
【背景技術】
上記構成に伴う問題は、それが最適なものでないことである。公知技術によれば、ＬＬＣフレームは、ＲＬＣデータブロックに必ずしも等しく分割されず、全ＬＬＣフレームを無線経路に送信できるように１つのＬＬＣフレームが１つ以上のＲＬＣデータブロックを必要としてもよい。又、ＬＬＣフレームが１つのＲＬＣデータブロックより短くてもよく、従って、状況に応じて、１つのＲＬＣデータブロックが多数のＬＬＣフレームを保持することができる。しかしながら、公知技術によれば、ＲＬＣデータブロックに配置できるのはせいぜい２つのＬＬＣフレームである。従って、ＲＬＣデータブロックが原理的に２つより多いＬＬＣフレーム、例えば、３つのＬＬＣフレームを保持できたとしても、公知技術では、それを使用できないために、未使用の容量が失われる。
【０００３】
【発明の開示】
本発明の目的は、上記問題を解消するための方法及びこの方法を実施する装置を提供することである。これは、冒頭で述べた形式の方法において、２つより多いＬＬＣフレームを１つのＲＬＣデータブロックに配置することを特徴とする方法により達成される。
更に、本発明は、汎用パケット無線サービスＧＰＲＳを用いたセルラーネットワークであって、ネットワーク部分及び少なくとも１つの加入者ターミナルと、このネットワーク部分と加入者ターミナルとの間のデータ送信とを含み、ネットワーク部分及び加入者ターミナルは、ＲＬＣ／ＭＡＣ（無線リンク制御／媒体アクセス制御）プロトコルレイヤと、このＲＬＣ／ＭＡＣプロトコルレイヤのサービスを使用するＬＬＣ（論理的リンク制御）プロトコルレイヤとがデータリンクレイヤとして働くプロトコルスタックを使用して、データ送信を実行するように構成され、そしてネットワーク部分及び加入者ターミナルは、ＬＬＣレイヤのＬＬＣフレームがＲＬＣ／ＭＡＣレイヤのＲＬＣデータブロックに配置されるようにデータ送信に対して送信単位を使用するように構成されたセルラーネットワークにも係る。
【０００４】
このセルラーネットワークは、本発明によれば、ネットワーク部分及び加入者ターミナルが、２つより多いＬＬＣフレームを１つのＲＬＣデータブロックに配置するように構成されたことを特徴とする。
本発明の好ましい実施形態は、従属請求項に記載する。
本発明は、１つのＲＬＣデータブロックにいかに多くのＬＬＣフレームを配置できるかに関して人為的な限界が設定されないという考え方をベースとする。
本発明の方法及びシステムは、多数の効果を発揮する。無線経路の貴重な送信容量が最適に利用される。というのは、１つのＲＬＣデータブロックが２つより多いＬＬＣフレームを保持するような状態においてＲＬＣデータブロックのデータ送信容量が完全に利用されるからである。従って、無線インターフェイスにおけるデータ送信レートが増加し、そして無線リソースの使用が減少する。
【０００５】
【発明を実施するための最良の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。
図１Ａを参照して、本発明の典型的なセルラーネットワーク構造と、固定電話ネットワーク及びパケット送信ネットワークに対するそのインターフェイスとを説明する。図１Ａは、本発明を説明するのに重要なブロックしか示さないが、従来のセルラーネットワークは、ここで詳細に説明する必要のない他の機能及び構造も含むことが当業者に明らかであろう。本発明は、基本的なＧＳＭセルラーネットワーク及びそこから更に開発されたネットワーク、例えば、ＧＳＭ１８００及びＧＳＭ１９００システムに適用することができる。本発明は、ＧＳＭシステムの２＋フェーズのパケット送信、即ちＧＰＲＳ（汎用パケット無線サービス）に使用されるのが好ましい。ＧＰＲＳに関する付加的な情報及びそこに使用されるプロトコルは、もし必要であれば、ＥＴＳＩ（ヨーロピアン・テレコミュニケーションズ・スタンダード・インスティテュート）ＧＰＲＳ仕様書、例えば、ＥＴＳＩ ＧＳＭ０３．６０及びＥＴＳＩ ＧＳＭ０４．６４から得ることができる。
【０００６】
セルラーネットワークは、通常、固定のネットワークインフラストラクチャー即ちネットワーク部分と、加入者ターミナル１５０とを備え、加入者ターミナルは、固定取り付けされてもよいし、乗物に搭載されてもよいし、又はハンドヘルドターミナルでもよい。ネットワーク部分はベースステーション１００を含む。多数のベースステーション１００が、それらと通信するベースステーションコントローラ１０２により集中的に制御される。ベースステーション１００は、トランシーバ１１４、通常、１ないし１６個のトランシーバ１１４を含む。１つのトランシーバ１１４は、１つのＴＤＭＡフレーム、即ち通常、８つのタイムスロットに対する無線容量を与える。
【０００７】
ベースステーション１００は、トランシーバ１１４及びマルチプレクサ１１６の動作を制御する制御ユニット１１８を備えている。マルチプレクサ１１６は、多数のトランシーバ１１４により使用されるトラフィック及び制御チャンネルを単一のデータリンク１６０に配置する。データリンク１６０の構造は、正確に決定され、Ａｂｉｓインターフェイスと称される。データリンク１６０は、通常、２Ｍビット／ｓリンク又はＰＣＭ（パルスコード変調）リンクを使用して実施され、これは、３１ｘ６４ｋビット／ｓの送信容量を与え、そのタイムスロット０は、同期に割り当てられる。
【０００８】
ベースステーション１００のトランシーバ１１４からアンテナユニット１１２への接続が設けられ、アンテナユニットは、加入者ターミナル１５０への両方向無線接続１７０を形成する。この両方向無線接続１７０に送信されるべきフレームの構造も、正確に決定され、エアインターフェイスと称される。
加入者ターミナル１５０は、例えば、パケットを順序付け及び処理するためにパケット送信に使用できるラップトップコンピュータ１５２を、付加的なカードを用いて接続することのできる標準的なＧＳＭ移動電話である。プロトコル処理は、加入者ターミナル１５０、及び／又は加入者ターミナル１５０に接続されたコンピュータ１５２に配置することができる。
【０００９】
図２は、１つのトランシーバ１１４の構造を詳細に示す。受信器２００は、所望の周波数帯域以外の周波数を阻止するフィルタを含む。次いで、信号は、中間周波に変換されるか又は基本帯域に直接変換され、この形態で、信号は、アナログ／デジタルコンバータ２０２においてサンプリング及び量子化される。イコライザ２０４は、例えば、多経路伝播により生じる干渉を補償する。復調器２０６は、イコライズされた信号からビット流を取り出し、これは、デマルチプレクサ２０８に送られる。デマルチプレクサ２０８は、異なるタイムスロットからのビット流をその論理的チャンネルへと分離する。チャンネルコーデック２１６は、異なる論理的チャンネルのビット流をデコードし、即ちビット流が、制御ユニット２１４へ送信されるシグナリング情報であるか、又はベースステーションコントローラ１０２のスピーチコーデック１２２へ送信されるスピーチであるかを判断する。又、チャンネルコーデック２１６は、エラー修正も行う。制御ユニット２１４は、種々のユニットを制御することにより内部制御機能を実行する。バースト形成器２２８は、チャンネルコーデック２１６から到来するデータにトレーニングシーケンス及びテールを追加する。マルチプレクサ２２６は、各バーストに対してそのタイムスロットを指示する。変調器２２４は、デジタル信号を高周波搬送波に変調する。この機能は、アナログの性質であり、従って、これを行うためにデジタル／アナログコンバータ２２２が必要とされる。送信器２２０は、帯域巾を制限するフィルタを含む。更に、送信器２２０は、送信出力電力も制御する。シンセサイザ２１２は、異なるユニットに対して必要な周波数をアレンジする。シンセサイザ２１２は、局部的に制御されるクロック、又はどこかで、例えば、ベースステーションコントローラ１０２から集中的に制御されるクロックを含む。シンセサイザ２１２は、例えば、電圧制御発振器により必要な周波数を形成する。
【００１０】
ベースステーションコントローラ１０２は、グループスイッチングフィールド１２０及び制御ユニット１２４を備えている。グループスイッチングフィールド１２０は、スピーチ及びデータを切り換えそしてシグナリング回路を接続するのに使用される。ベースステーション１００及びベースステーションコントローラ１０２は、スピーチコーデック又はＴＲＡＵ（トランスコーダ及びレートアダプタユニット）１２２としても知られているトランスコーダも含むベースステーションサブシステムを形成する。トランスコーダ１２２は、一般に、移動サービス交換センター１３２にできるだけ接近して配置される。というのは、スピーチをトランスコーダ１２２とベースステーションコントローラとの間でセルラーネットワーク形態で転送して送信容量を節約できるからである。
【００１１】
トランスコーダ１２２は、公衆交換電話ネットワークとセルラーネットワークとの間に使用されるスピーチの異なるデジタルコード形態を互いに適合するように変換し、例えば、６４ｋビット／ｓの固定ネットワーク形態から別のセルラーネットワーク形態（例えば、１３ｋビット／ｓ）へ及びそれとは逆に変換する。制御ユニット１２４は、コール制御、移動管理、統計学的データの収集、及びシグナリングを実行する。
図１Ａに示すように、グループスイッチングフィールド１２０は、移動交換センター１３２を経て公衆交換電話ネットワーク（ＰＳＴＮ）１３４へ及びパケット送信ネットワーク１４２へのスイッチング（黒い点で示す）を実行することができる。公衆交換電話ネットワーク１３４の典型的なターミナル１３６は、通常の電話又はＩＳＤＮ（サービス総合デジタル網）電話である。
【００１２】
パケット送信ネットワーク１４２とグループスイッチングフィールド１２０との間の接続は、サポートノード（ＳＧＳＮ＝サービスＧＰＲＳサポートノード）１４０によって確立される。サポートノード１４０の目的は、ベースステーションシステムとゲートウェイノード（ＧＧＳＮ＝ゲートウェイＧＰＲＳサポートノード）１４４との間でパケットを転送し、そしてそのエリア内における加入者ターミナル１５０の位置の記録を保持することである。サポートノードは、２メガバイトの多数の送信ユニット１６４、１６６を備え、その各々は、少なくとも１つの２メガバイトのＰＣＭチャンネルを処理することができる。図中、送信ユニット１６４は、ベースステーションコントローラ１０２に接続される。容量の必要性に基づき、第２の送信ユニット１６６を同じベースステーションコントローラ１６６に接続することもできるし、又は別のベースステーションコントローラに接続することもできる。しかし、この接続は図１Ａには示されていない。送信ユニット１６４、１６６は、メッセージバスを通して制御ユニット１６２と通信し、これにより、パケット送信ネットワーク１４２への接続が取り扱われる。更に、制御ユニット１６２は、例えば、トラフィックの統計学的情報、勘定データの収集、及び加入者ターミナル１５０の位置及びスペースを処理する。送信ユニット１６４の機能は、ユーザデータの暗号化及び解読、ユーザデータの圧縮及び解除、ＬＬＣフレームからのユーザデータの取り消し、及びＬＬＣフレームにおけるユーザデータの位置決めを含む。
【００１３】
ゲートウェイノード１４４は、公衆パケット送信ネットワーク１４６及びパケット送信ネットワーク１４２を接続する。そのインターフェイスにインターネットプロトコル又はＸ．２５プロトコルを使用することができる。ゲートウェイノード１４４は、パケット送信ネットワーク１４２の内部構造を公衆パケット送信ネットワーク１４６からカプセル保護し、従って、公衆パケット送信ネットワーク１４６に対し、パケット送信ネットワーク１４２は、サブネットワークに似たものとなり、公衆パケット送信ネットワークは、そこに配置された加入者ターミナル１５０へパケットをアドレスしたり、そこからパケットを受け取ったりすることができる。
【００１４】
パケット送信ネットワーク１４２は、通常、インターネットプロトコルを使用するプライベートネットワークで、シグナリング及びトンネル型ユーザデータを搬送する。ネットワーク１４２の構造は、インターネットプロトコルレイヤの下のアーキテクチャー及びプロトコルに関連してオペレータ特有に変更することができる。
公衆パケット送信ネットワーク１４６は、例えば、グローバルインターネットネットワークで、ここへの接続をもつ加入者ターミナル１４８、例えば、サーバコンピュータが、加入者ターミナル１５０へパケットを転送しようとするものである。
【００１５】
エアインターフェイス１７０において、回路交換送信に割り当てられないタイムスロットはパケット送信に使用される。容量は、パケット送信に対して動的に割り当てられ、即ちデータ送信要求が到着すると、空きチャンネルを、パケット送信に使用すべく割り当てることができる。この構成は、パケットデータリンクより優先順位の高い融通性のある回路交換接続である。必要なときに、回路交換送信は、パケット交換送信を取り消し、即ちパケット送信に関与するタイムスロットが回路交換送信へ通される。これが可能となるのは、パケット送信がこのような割り込みも耐え、その使用に割り当てられた別のタイムスロットで送信が続けられるからである。この構成は、回路交換送信に明確な優先順位を与えず、回路交換及びパケット交換の両送信要求がその到着順にサービスされるように実施することもできる。
【００１６】
図１Ｂにおいてパケットデータがいかに送信されるかを説明する。図１Ｂに示す全ての構造部分は、図１Ａにも示されていて、上記で説明したので、ここでは説明しない。ラップトップコンピュータ１５２がここで加入者ターミナル１５０に接続される。太線は、転送されるべきデータがラップトップコンピュータ１５２からサーバコンピュータ１４８へいかに搬送されるかを示す。データは、当然、サーバコンピュータ１４８からラップトップコンピュータ１５２へ逆方向にも転送できる。データは、エアインターフェイス１７０においてシステムに入り、アンテナ１１２からトランシーバ１１４へ搬送されそしてそこからマルチプレクサ１１６でマルチプレクスされ、データリンク１６０に沿ってグループスイッチングフィールド１２０へ送られ、ここで、サポートノード１４０の出力への接続が確立される。サポートノード１４０では、データが送信ユニット１６４及び制御ユニット１６２を経て搬送され、サポートノード１４０から、データは、パケット送信ネットワーク１４２に沿ってゲートウェイノード１４４を経て送られ、そして公衆パケット送信ネットワーク１４６に接続されたサーバコンピュータ１４８へ接続される。
【００１７】
又、回路交換データが全く転送されず、パケットデータのみが転送されるネットワークを構成することもできる。従って、ネットワークの構造を簡単化することができる。
本発明は、ソフトウェアで実施されるのが好ましい。このとき、本発明は、ベースステーション１００の制御ユニット１１８及び／又はベースステーションコントローラ１０２の制御ユニット１２４の厳密に制限されたエリア内で比較的簡単なソフトウェア変更を必要とする。従って、ソフトウェアは、プロトコル処理が異なる部分間でいかに分割されるかに基づいて、上記制御ユニット間で異なるやり方で分割することができる。対応的に、加入者ターミナル１５０及び／又はそれに接続されたコンピュータ１５２も、本発明のプロトコル処理を実行するためにソフトウェア変更を必要とする。
【００１８】
上記例は、２人の当事者間のポイント／ポイントパケットデータリンクしか示さないが、本発明は、これに限定されるものではなく、例えば、１人の当事者が多数の他の当事者にデータを同時に送信するポイント／マルチポイント接続にも上記構成を使用できることが当業者に明らかであろう。又、接続は、両方向性である必要がなく、即ち本発明は、両方向性接続を可能にするが、接続は、送信器が、送信の受信に関する受信器からの確認を受け取らない単一方向性の放送であってもよい。又、ポイント／マルチポイント放送のような異なる組合せも可能である。
【００１９】
図３を参照し、この構成に使用されるプロトコルスタックがいかに形成されるかを詳細に説明する。従来のＧＳＭ構成と同様に、ＧＰＲＳ送信経路プロトコルモデルも、国際規格化団体ＩＳＯのＯＳＩ（オープンシステムズインターコネクション）プロトコルモデルに基づいて構成される。
各プロトコルエレメントに関して、図３は、上記ネットワーク要素がどのプロトコル部分を処理するかを示している。ネットワーク要素は、移動ステーション（ＭＳ）１５０、１５２、ベースステーションサブシステム（ＢＳＳ）１６８、サポートノード（ＳＧＳＮ＝サービスＧＰＲＳサポートノード）１４０及びゲートウェイノード（ＧＧＳＮ＝ゲートウェイＧＰＲＳサポートノード）１４４である。ベースステーション１００及びベースステーションコントローラ１０２は、これら２つの間にインターフェイスが決定されないので、別々に説明しない。従って、ベースステーション構成体１６８に対して決定されたプロトコル処理は、原理的には、ベースステーション１００とベースステーションコントローラ１０２との間で自由に分割できるが、実際には、ベースステーション構成体１６８にトランスコーダ１２２が含まれるがこれに対して分割することはできない。異なるネットワーク要素は、それらの間のインターフェイスＵｍ、Ｇｂ、Ｇｎ及びＧｉによって分割される。
【００２０】
最上位レベルとして、プロトコルレイヤは、アプリケーションレベルＡＰＰＬを有する。これは、データ送信のためにＧＰＳＲシステムを使用するユーザアプリケーションを示す。これらのアプリケーションは、ほとんどの場合に、Ｅメールプログラム及びワールドワイドウェブのようなインターネット使用に意図された通常のプログラムである。
ＩＰ／Ｘ．２５は、インターネット及び他の外部データネットワークへの接続を与える。これは、外部ネットワークに対して、通常のインターネットＩＰプロトコルを使用する。
ＧＰＲＳトンネルプロトコルＧＴＰは、異なるＧＳＮ間のフレームネットワークに沿ってユーザデータ及びシグナリングにトンネル作用を与える。ＧＴＰは、もし所望であれば、ＳＧＳＮ１４０とＧＧＳＮ１４４との間の流れ制御を行うことができる。
【００２１】
ＴＣＰ（送信制御プロトコル）は、例えば、Ｘ．２５プロトコルを使用するときに、ＧＴＰレイヤのデータパケットをフレームネットワークに沿って、確実なデータリンクを必要とするプロトコルへ転送する。次いで、ＵＤＰ（ユーザデータグラムプロトコル）は、例えば、インターネットプロトコルＩＰを使用するときに、プロトコルが確実なリンクを必要としないＧＴＰレイヤのデータパケットを転送する。ＩＰを経て、ＴＣＰは流れ制御を形成すると共に、転送されるべきパケットの消失及び崩壊に対して保護を形成する。ＵＤＰは、対応的に、パケットの崩壊のみに対して保護を形成する。
【００２２】
ＩＰは、ＧＰＲＳのフレームネットワークプロトコルであり、その機能は、ユーザデータ及び制御データのルート指定を含む。ＩＰは、ＩＰｖ４プロトコルをベースとすることができるが、ＩＰｖ６プロトコルの使用への移行がその後に生じる。
ＳＮＤＣＰレイヤ（サブネットワーク依存収斂プロトコル）の最も重要な機能は、多数のＰＤＰ（パケットデータプロトコル）を１つのＳＮＤＣＰ接続へとマルチプレクスし、ユーザデータを圧縮及び圧縮解除し、そしてプロトコル制御情報を圧縮及び圧縮解除することである。更に、ＳＮＤＣＰは、上位ネットワークプロトコル形態のデータを下位ＬＬＣ（論理的リンク制御）レイヤ形態へとセグメント化し、そしてその逆も行う。
【００２３】
ＬＬＣレイヤは、ＳＧＳＮ１４０とＭＳ１５０との間に確実な暗号化論理リンクを実施する。ＬＬＣは、独立したもので下位レイヤに依存せず、従って、エアインターフェイスの変化は、移動ネットワークのネットワーク部分にできるだけ僅かに影響するだけである。更に、ＬＬＣは、変化するサイズのデータフレーム、確認及び非確認データの送信、及び同じ物理的無線チャンネルを使用したＳＧＳＮ１４０から多数のＭＳ１５０へのデータ送信をサポートする。ＬＬＣは、データに対して異なる優先順位を許し、従って、優先順位の高いデータは、優先順位の低いデータの前に加入者ターミナルへ転送される。転送されるべき情報及びユーザデータは、暗号化によって保護される。Ｕｍ及びＧｂインターフェイスの間では、ＬＬＣデータがＬＬＣ中継レベルで転送される。
上位レイヤのデータに加えて、ＢＳＳＧＰ（ベースステーションサブシステムＧＰＲＳプロトコル）レベルは、ＢＳＳ１６８とＳＧＳＮ１４０との間のルート及びサービスクオリティに関連した情報を搬送する。この情報は、ＦＲ（フレーム中継）レベルによって物理的に与えられる。
【００２４】
ＲＬＣ／ＭＡＣレベルには、ＭＡＣ（媒体アクセス制御）及びＲＬＣ（無線リンク制御）の２つの別々の機能がある。ＭＡＣは、次の機能、即ちアップリンク（加入者ターミナルからネットワーク部分へ）及びダウンリンク（ネットワーク部分から加入者ターミナルへ）接続におけるデータ及びシグナリングのマルチプレクス動作、アップリンクリソース要求の管理、及びダウンリンクトラフィックリソースの分割及びタイミングどりを実行する役割を果たす。このレベルは、トラフィックの優先順位の管理も含む。ＲＬＣは、ＭＡＣレベルへのＬＬＣレベルデータ又はＬＬＣフレームの送信にも関与し、即ちＲＬＣは、ＬＬＣフレームをＲＬＣデータブロックへ分割し、そしてそれらをＭＡＣレイヤへ送信する。アップリンク方向に、ＲＬＣは、ＬＬＣレイヤへ転送されたＲＬＣデータブロックからＬＬＣフレームを形成する。物理的レベルにより計算されたＣＲＣ（コード冗長チェック）のＢＣＳ（ブロックチェックシーケンス）に基づいて、ＲＬＣレベルは、エラーデータの再送信手順を形成する。物理的レベルは、無線接続のＵｍインターフェイス、例えば、ＧＳＭの決定されたエアインターフェイスにおいて実施される。搬送波の変調、送信されるべきデータのインターリーブ及びエラー修正、同期、並びに送信器の電力制御は、物理的レベルで実行される機能の例である。
【００２５】
図４Ａ及び４Ｂは、無線ブロックの構造を示す。無線ブロックは、ＲＬＣ／ＭＡＣプロトコルレイヤに使用される構造を指す。図４Ａの無線ブロックでは、ＬＬＣフレームがＲＬＣデータブロックにおいて搬送され、そして図４Ｂの無線ブロックでは、ＲＬＣ／ＭＡＣシグナリングがＲＬＣ／ＭＡＣ制御ブロックにおいて搬送される。
図４Ａでは、無線ブロックは、ＭＡＣヘッダフィールドＭＡＣ ＨＥＡＤＥＲと、ＲＬＣデータブロックＲＬＣ ＤＡＴＡ ＢＬＯＣＫと、ブロックチェックシーケンスＢＣＳとで形成される。
【００２６】
ＭＡＣヘッダは、ＵＳＦ（アップリンク状態フラグ）と、Ｔ（無線ブロック形式の指示子）と、ＰＣ（電力制御）とを含む。ＲＬＣデータブロックは、ＲＬＣヘッダフィールドＲＬＣ ＨＥＡＤＥＲ及びＲＬＣデータフィールドＲＬＣ ＤＡＴＡで形成される。本発明は、特に、ＬＬＣフレームがベースステーション１００と加入者ターミナル１５０との間のエアインターフェイス１７０において透過的に転送されるようなＲＬＣデータブロックに係る。
図４Ｂの無線ブロックは、ＭＡＣヘッダフィールドと、ＲＬＣ／ＭＡＣ制御ブロックと、ブロックチェックシーケンスＢＣＳとで形成される。ＲＬＣ／ＭＡＣシグナリングは、加入者ターミナル１５０とベースステーションシステム１６８との間にのみ転送される。シグナリングは、物理的な無線リソースを維持するのに使用される。
【００２７】
図５において、１つのＬＬＣフレームに含まれたデータは、図４Ａに基づき３つの無線ブロックに配置され、各無線ブロックは、無線経路１７０の４つの通常の無線バーストに配置される。ＬＬＣフレームは、図に基づき、フレームヘッダＦＨと、転送されるべき情報ＩＮＦＯと、フレームチェックシーケンスＦＣＳとで形成される。無線ブロックは、ブロックヘッダＢＨと、転送されるべき情報ＩＮＦＯと、ブロックチェックシーケンスＢＣＳとで形成される。ＢＨは、図４ＡのＭＡＣヘッダフィールドＭＡＣ ＨＥＡＤＥＲ及びＲＬＣヘッダフィールドＲＬＣ ＨＥＡＤＥＲに対応する。
【００２８】
従って、ＲＬＣ／ＭＡＣプロトコルレイヤの目的は、ＬＬＣフレームを小さなブロックに分割して、それらを無線ブロックにおいて無線経路を経て物理的に搬送できるようにすることである。１つのＬＬＣフレームの長さは、約１６００オクテットまでである。又、ＬＬＣフレームは、非常に短くてもよく、この場合、本発明の手順は、無線ブロックの送信容量を効率的に利用するように使用することができる。
図６は、本発明にとって重要なＲＬＣデータブロックの構造を詳細に示す。１つのオクテットを形成するビット１−８が横平面に示されている。オクテット１−Ｎが縦平面に示されている。オクテット１はＭＡＣヘッダフィールドを含み、従って、ビット８−５はＰＣを含み、ビット４はＴを含み、そしてビット３−１はＵＳＦを含む。オクテット２−４は、ＲＬＣヘッダフィールドを含み、従って、オクテット２のビット８−２はＴＦＩ（一時的流れ認識）を含みそしてビット１はＳ／Ｐ（補足的／ポーリングビット）を含み、オクテット３のビット８−２はＢＳＮ（ブロックシーケンス番号）を含みそしてビット１はＥ（拡張ビット）を含み、そしてオクテット４は任意の拡張フィールドＯＰＴ ＥＸＴ ＦＩＥＬＤを含む。オクテット５−Ｎは、転送されるべき情報ＲＬＣ ＩＮＦＯ、即ち転送されるべきＬＬＣフレームデータを含む。
【００２９】
ＴＦＩは、ＲＬＣデータブロックがどの一時的ブロック流に属するかを識別するのに使用される。ネットワーク部分は、各一時的ブロック流に対する識別子を決定する。
Ｓ／Ｐは、シグナリングを制御及び監視するのに使用される。
ＢＳＮは、収集されたブロックが１つのＬＬＣフレームを形成する無線ブロックシーケンスを示すのに使用される。
Ｅは、任意の拡張フィールドが含まれるかどうか指示するのに使用される。拡張ビットがスイッチオンされない場合には、転送されるべき全ての後続情報が１つのＬＬＣフレームに含まれる。拡張ビットがスイッチオンされる場合には、拡張フィールドが含まれ、ＲＬＣヘッダフィールドに属する。
【００３０】
従って、拡張フィールドの長さは１オクテットである。最初の６ビットは、ＲＬＣ ＩＮＦＯフィールドからどれほど多くのオクテットが優勢なＬＬＣフレームに属するかを指示する長さ指示子ＬＩを形成する。
ＬＬＣフレームの最後のバイトは、ＲＬＣデータフィールドの中間部に配置することができ、このとき、ＬＩは、ＬＬＣフレームの最後のバイトの位置について通知する。
更に、拡張フィールドは、２つのビットを含み、その組合せは、おそらく不完全なＲＬＣデータフィールドの内容を通知する。
１ビット（Ｍ）は、同じ無線ブロックが別のＬＬＣフレームを含むかどうか示す。もしそうであれば、別のビット（Ｃ）は、第２のＬＬＣフレーム全体がこの無線ブロック内にあるかどうか、又はそれが次の無線ブロックに続くかどうかを示す。
【００３１】
Ｍ及びＣビットにより次の４つの異なる状態を指示することができる。
１．第２のＬＬＣフレームが同じＲＬＣデータフィールドに見つかり、そして第２のＬＬＣフレーム全体が上記ＲＬＣデータフィールドにある。
２．第２のＬＬＣフレームが同じＲＬＣデータフィールドに見つかり、そしてこの第２のＬＬＣフレームが後続する無線ブロックのＲＬＣデータフィールドに連続的に存在する。
３．第２のＬＬＣフレームが同じＲＬＣデータフィールドに見つからず、一時的なブロック流が続く。
４．第２のＬＬＣフレームが同じＲＬＣデータフィールドに見つからず、一時的なブロック流が終わる。
【００３２】
この公知の定義は、多数の欠点を有する。
状態１の場合に、第２のＬＬＣフレームの長さは定義されない。それ故、有効に動作するシステムを得るために、ベースステーション１００は、このような無線ブロック送信を受け取る際に、ＳＧＳＮ１４０へのＲＬＣデータブロックに残された全てのオクテットに対し、ＳＧＳＮ１４０が第２のＬＬＣフレーム属する全てのオクテットを受信できるように確保しなければならない。
【００３３】
状態１の場合に、ＬＬＣフレームに関連したペイロードを含まない不必要なオクテットは、ベースステーション１００とベースステーションコントローラ１０２との間のインターフェイス及び／又はベースステーションコントローラ１０２とＳＧＳＮ１４０との間のインターフェイスにおいてアップリンク方向に搬送される。従って、Ａｂｉｓ及び／又はＧｂインターフェイスの容量が不必要に使用される。この問題の解決策は、ＬＬＣフレームの内容を検査しそして不必要なオクテットをＬＬＣフレームから除去する機能をベースステーションシステム１６８に含ませることである。しかしながら、これは、実施が困難であり、ＧＰＲＳ仕様に実際上適合しない。というのは、ＬＬＣプロトコルが、ＳＧＳＮ１４０に配置され、ベースステーションシステム１６８には配置されないからである。
【００３４】
状態１の場合には、第２のＬＬＣフレームがＲＬＣデータブロックを完全に埋めないという形態がある。この場合、ＬＬＣフレームを送信する端は、送信容量を完全に利用することができない。というのは、１つ以上のＬＬＣフレームが上記ＲＬＣデータブロックに見つかったことを通知するメカニズムがないからである。従って、貴重な無線容量が完全に利用されない。
【００３５】
図７Ａは、第１のＬＬＣフレーム７００及び第２のＬＬＣフレーム７０２のみを第１の無線ブロックにいかに配置できるかを示す。しかしながら、第１の無線ブロックは、第３のＬＬＣフレーム７０４に対して充分なスペースを有するが、第１の無線ブロックにおける第３のＬＬＣフレームの存在を指示するメカニズムがないので、第３のＬＬＣフレーム７０４を第１無線ブロックのＲＬＣデータブロックに配置することができない。第３のＬＬＣフレーム７０４は、第２無線ブロックのＲＬＣデータブロックを用いて転送され、それ故、第１無線ブロックにより使用されないＲＬＣデータブロックの容量が失われる。
【００３６】
図７Ｂは、本発明の手順を示す。３つのＬＬＣフレーム７００、７０２、７０４全部を１つの無線ブロックのＲＬＣデータブロックに配置することができ、ＲＬＣデータブロックの容量は、図示されたように完全に利用される。
図７Ｂの手順は、ＲＬＣデータブロックが、該ＲＬＣデータブロックに含まれた各ＬＬＣフレームの長さ及び別のＬＬＣフレームが各ＬＬＣフレームの後に続くかどうかの情報を正確に指示するメカニズムを含むようにすることにより実施することができる。図７Ｂは、このメカニズムをいかに実施するか示す。ここでは、先行するＬＬＣフレームが終わるＲＬＣデータブロックのオクテットの後に、常に、新たなＬＬＣフレームを送信すべき場合に公知技術で決定されたもの以外の対応する拡張フィールドが続く。この新たな拡張フィールドは、次のＬＬＣフレームが同じＲＬＣデータブロックに存在するかどうかを決定する。更に、この拡張フィールドは、上記ＬＬＣフレームの長さを決定すると共に、上記ＬＬＣフレームが現在のＲＬＣデータブロックに適合し得るかどうか、又は次のＲＬＣデータブロックに続くかどうかを決定する。上記メカニズムは、ＲＬＣデータブロック全体にＬＬＣフレームデータが満たされるまで適用することができ、従って、ＬＬＣフレームのデータ流は、ＲＬＣデータブロックの限界とは独立した連続的なオクテット状のＬＬＣデータ流となる。
【００３７】
上述したメカニズムは、必要に応じて、２つより多いＬＬＣフレームを１つのＲＬＣデータブロックにいかに配置できるかの一例に過ぎない。本発明は、添付図面の例を参照して上述したが、これに限定されるものではなく、請求の範囲に記載した本発明の考え方の中で種々の変更がなされ得ることが明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】 セルラーネットワークを示すブロック図である。
【図１Ｂ】 回路交換データ送信を示す図である。
【図２】 １つのトランシーバの構造を示す図である。
【図３】 システムのプロトコルスタックを示す図である。
【図４Ａ】 ＬＬＣフレームを搬送するＲＬＣデータブロックが配置される無線ブロックを示す図である。
【図４Ｂ】 ＲＬＣ／ＭＡＣシグナリングを搬送するＲＬＣ／ＭＡＣ制御ブロックが配置される無線ブロックを示す図である。
【図５】 ＬＬＣフレームが無線ブロック及び無線バーストにいかに配置されるかを例示する図である。
【図６】 ＲＬＣデータブロックの構造を示す図である。
【図７Ａ】 公知技術によりせいぜい２つのＬＬＣフレームを１つのＲＬＣデータブロックにいかに配置し得るかを示す図である。
【図７Ｂ】 本発明により２つより多い、例えば、３つのＬＬＣフレームを１つのＲＬＣデータブロックにいかに配置し得るかを示す図である。
【技術分野】
本発明は、汎用パケット無線サービスＧＰＲＳのネットワーク部分と加入者ターミナルとの間のデータ送信方法であって、ＲＬＣ／ＭＡＣ（無線リンク制御／媒体アクセス制御）プロトコルレイヤと、このＲＬＣ／ＭＡＣプロトコルレイヤのサービスを使用するＬＬＣ（論理的リンク制御）プロトコルレイヤとをデータリンクレイヤとして備え、データ送信時に、ＬＬＣレイヤのＬＬＣフレームをＲＬＣ／ＭＡＣレイヤのＲＬＣデータブロックに配置するという方法に係る。
【０００２】
【背景技術】
上記構成に伴う問題は、それが最適なものでないことである。公知技術によれば、ＬＬＣフレームは、ＲＬＣデータブロックに必ずしも等しく分割されず、全ＬＬＣフレームを無線経路に送信できるように１つのＬＬＣフレームが１つ以上のＲＬＣデータブロックを必要としてもよい。又、ＬＬＣフレームが１つのＲＬＣデータブロックより短くてもよく、従って、状況に応じて、１つのＲＬＣデータブロックが多数のＬＬＣフレームを保持することができる。しかしながら、公知技術によれば、ＲＬＣデータブロックに配置できるのはせいぜい２つのＬＬＣフレームである。従って、ＲＬＣデータブロックが原理的に２つより多いＬＬＣフレーム、例えば、３つのＬＬＣフレームを保持できたとしても、公知技術では、それを使用できないために、未使用の容量が失われる。
【０００３】
【発明の開示】
本発明の目的は、上記問題を解消するための方法及びこの方法を実施する装置を提供することである。これは、冒頭で述べた形式の方法において、２つより多いＬＬＣフレームを１つのＲＬＣデータブロックに配置することを特徴とする方法により達成される。
更に、本発明は、汎用パケット無線サービスＧＰＲＳを用いたセルラーネットワークであって、ネットワーク部分及び少なくとも１つの加入者ターミナルと、このネットワーク部分と加入者ターミナルとの間のデータ送信とを含み、ネットワーク部分及び加入者ターミナルは、ＲＬＣ／ＭＡＣ（無線リンク制御／媒体アクセス制御）プロトコルレイヤと、このＲＬＣ／ＭＡＣプロトコルレイヤのサービスを使用するＬＬＣ（論理的リンク制御）プロトコルレイヤとがデータリンクレイヤとして働くプロトコルスタックを使用して、データ送信を実行するように構成され、そしてネットワーク部分及び加入者ターミナルは、ＬＬＣレイヤのＬＬＣフレームがＲＬＣ／ＭＡＣレイヤのＲＬＣデータブロックに配置されるようにデータ送信に対して送信単位を使用するように構成されたセルラーネットワークにも係る。
【０００４】
このセルラーネットワークは、本発明によれば、ネットワーク部分及び加入者ターミナルが、２つより多いＬＬＣフレームを１つのＲＬＣデータブロックに配置するように構成されたことを特徴とする。
本発明の好ましい実施形態は、従属請求項に記載する。
本発明は、１つのＲＬＣデータブロックにいかに多くのＬＬＣフレームを配置できるかに関して人為的な限界が設定されないという考え方をベースとする。
本発明の方法及びシステムは、多数の効果を発揮する。無線経路の貴重な送信容量が最適に利用される。というのは、１つのＲＬＣデータブロックが２つより多いＬＬＣフレームを保持するような状態においてＲＬＣデータブロックのデータ送信容量が完全に利用されるからである。従って、無線インターフェイスにおけるデータ送信レートが増加し、そして無線リソースの使用が減少する。
【０００５】
【発明を実施するための最良の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。
図１Ａを参照して、本発明の典型的なセルラーネットワーク構造と、固定電話ネットワーク及びパケット送信ネットワークに対するそのインターフェイスとを説明する。図１Ａは、本発明を説明するのに重要なブロックしか示さないが、従来のセルラーネットワークは、ここで詳細に説明する必要のない他の機能及び構造も含むことが当業者に明らかであろう。本発明は、基本的なＧＳＭセルラーネットワーク及びそこから更に開発されたネットワーク、例えば、ＧＳＭ１８００及びＧＳＭ１９００システムに適用することができる。本発明は、ＧＳＭシステムの２＋フェーズのパケット送信、即ちＧＰＲＳ（汎用パケット無線サービス）に使用されるのが好ましい。ＧＰＲＳに関する付加的な情報及びそこに使用されるプロトコルは、もし必要であれば、ＥＴＳＩ（ヨーロピアン・テレコミュニケーションズ・スタンダード・インスティテュート）ＧＰＲＳ仕様書、例えば、ＥＴＳＩ ＧＳＭ０３．６０及びＥＴＳＩ ＧＳＭ０４．６４から得ることができる。
【０００６】
セルラーネットワークは、通常、固定のネットワークインフラストラクチャー即ちネットワーク部分と、加入者ターミナル１５０とを備え、加入者ターミナルは、固定取り付けされてもよいし、乗物に搭載されてもよいし、又はハンドヘルドターミナルでもよい。ネットワーク部分はベースステーション１００を含む。多数のベースステーション１００が、それらと通信するベースステーションコントローラ１０２により集中的に制御される。ベースステーション１００は、トランシーバ１１４、通常、１ないし１６個のトランシーバ１１４を含む。１つのトランシーバ１１４は、１つのＴＤＭＡフレーム、即ち通常、８つのタイムスロットに対する無線容量を与える。
【０００７】
ベースステーション１００は、トランシーバ１１４及びマルチプレクサ１１６の動作を制御する制御ユニット１１８を備えている。マルチプレクサ１１６は、多数のトランシーバ１１４により使用されるトラフィック及び制御チャンネルを単一のデータリンク１６０に配置する。データリンク１６０の構造は、正確に決定され、Ａｂｉｓインターフェイスと称される。データリンク１６０は、通常、２Ｍビット／ｓリンク又はＰＣＭ（パルスコード変調）リンクを使用して実施され、これは、３１ｘ６４ｋビット／ｓの送信容量を与え、そのタイムスロット０は、同期に割り当てられる。
【０００８】
ベースステーション１００のトランシーバ１１４からアンテナユニット１１２への接続が設けられ、アンテナユニットは、加入者ターミナル１５０への両方向無線接続１７０を形成する。この両方向無線接続１７０に送信されるべきフレームの構造も、正確に決定され、エアインターフェイスと称される。
加入者ターミナル１５０は、例えば、パケットを順序付け及び処理するためにパケット送信に使用できるラップトップコンピュータ１５２を、付加的なカードを用いて接続することのできる標準的なＧＳＭ移動電話である。プロトコル処理は、加入者ターミナル１５０、及び／又は加入者ターミナル１５０に接続されたコンピュータ１５２に配置することができる。
【０００９】
図２は、１つのトランシーバ１１４の構造を詳細に示す。受信器２００は、所望の周波数帯域以外の周波数を阻止するフィルタを含む。次いで、信号は、中間周波に変換されるか又は基本帯域に直接変換され、この形態で、信号は、アナログ／デジタルコンバータ２０２においてサンプリング及び量子化される。イコライザ２０４は、例えば、多経路伝播により生じる干渉を補償する。復調器２０６は、イコライズされた信号からビット流を取り出し、これは、デマルチプレクサ２０８に送られる。デマルチプレクサ２０８は、異なるタイムスロットからのビット流をその論理的チャンネルへと分離する。チャンネルコーデック２１６は、異なる論理的チャンネルのビット流をデコードし、即ちビット流が、制御ユニット２１４へ送信されるシグナリング情報であるか、又はベースステーションコントローラ１０２のスピーチコーデック１２２へ送信されるスピーチであるかを判断する。又、チャンネルコーデック２１６は、エラー修正も行う。制御ユニット２１４は、種々のユニットを制御することにより内部制御機能を実行する。バースト形成器２２８は、チャンネルコーデック２１６から到来するデータにトレーニングシーケンス及びテールを追加する。マルチプレクサ２２６は、各バーストに対してそのタイムスロットを指示する。変調器２２４は、デジタル信号を高周波搬送波に変調する。この機能は、アナログの性質であり、従って、これを行うためにデジタル／アナログコンバータ２２２が必要とされる。送信器２２０は、帯域巾を制限するフィルタを含む。更に、送信器２２０は、送信出力電力も制御する。シンセサイザ２１２は、異なるユニットに対して必要な周波数をアレンジする。シンセサイザ２１２は、局部的に制御されるクロック、又はどこかで、例えば、ベースステーションコントローラ１０２から集中的に制御されるクロックを含む。シンセサイザ２１２は、例えば、電圧制御発振器により必要な周波数を形成する。
【００１０】
ベースステーションコントローラ１０２は、グループスイッチングフィールド１２０及び制御ユニット１２４を備えている。グループスイッチングフィールド１２０は、スピーチ及びデータを切り換えそしてシグナリング回路を接続するのに使用される。ベースステーション１００及びベースステーションコントローラ１０２は、スピーチコーデック又はＴＲＡＵ（トランスコーダ及びレートアダプタユニット）１２２としても知られているトランスコーダも含むベースステーションサブシステムを形成する。トランスコーダ１２２は、一般に、移動サービス交換センター１３２にできるだけ接近して配置される。というのは、スピーチをトランスコーダ１２２とベースステーションコントローラとの間でセルラーネットワーク形態で転送して送信容量を節約できるからである。
【００１１】
トランスコーダ１２２は、公衆交換電話ネットワークとセルラーネットワークとの間に使用されるスピーチの異なるデジタルコード形態を互いに適合するように変換し、例えば、６４ｋビット／ｓの固定ネットワーク形態から別のセルラーネットワーク形態（例えば、１３ｋビット／ｓ）へ及びそれとは逆に変換する。制御ユニット１２４は、コール制御、移動管理、統計学的データの収集、及びシグナリングを実行する。
図１Ａに示すように、グループスイッチングフィールド１２０は、移動交換センター１３２を経て公衆交換電話ネットワーク（ＰＳＴＮ）１３４へ及びパケット送信ネットワーク１４２へのスイッチング（黒い点で示す）を実行することができる。公衆交換電話ネットワーク１３４の典型的なターミナル１３６は、通常の電話又はＩＳＤＮ（サービス総合デジタル網）電話である。
【００１２】
パケット送信ネットワーク１４２とグループスイッチングフィールド１２０との間の接続は、サポートノード（ＳＧＳＮ＝サービスＧＰＲＳサポートノード）１４０によって確立される。サポートノード１４０の目的は、ベースステーションシステムとゲートウェイノード（ＧＧＳＮ＝ゲートウェイＧＰＲＳサポートノード）１４４との間でパケットを転送し、そしてそのエリア内における加入者ターミナル１５０の位置の記録を保持することである。サポートノードは、２メガバイトの多数の送信ユニット１６４、１６６を備え、その各々は、少なくとも１つの２メガバイトのＰＣＭチャンネルを処理することができる。図中、送信ユニット１６４は、ベースステーションコントローラ１０２に接続される。容量の必要性に基づき、第２の送信ユニット１６６を同じベースステーションコントローラ１６６に接続することもできるし、又は別のベースステーションコントローラに接続することもできる。しかし、この接続は図１Ａには示されていない。送信ユニット１６４、１６６は、メッセージバスを通して制御ユニット１６２と通信し、これにより、パケット送信ネットワーク１４２への接続が取り扱われる。更に、制御ユニット１６２は、例えば、トラフィックの統計学的情報、勘定データの収集、及び加入者ターミナル１５０の位置及びスペースを処理する。送信ユニット１６４の機能は、ユーザデータの暗号化及び解読、ユーザデータの圧縮及び解除、ＬＬＣフレームからのユーザデータの取り消し、及びＬＬＣフレームにおけるユーザデータの位置決めを含む。
【００１３】
ゲートウェイノード１４４は、公衆パケット送信ネットワーク１４６及びパケット送信ネットワーク１４２を接続する。そのインターフェイスにインターネットプロトコル又はＸ．２５プロトコルを使用することができる。ゲートウェイノード１４４は、パケット送信ネットワーク１４２の内部構造を公衆パケット送信ネットワーク１４６からカプセル保護し、従って、公衆パケット送信ネットワーク１４６に対し、パケット送信ネットワーク１４２は、サブネットワークに似たものとなり、公衆パケット送信ネットワークは、そこに配置された加入者ターミナル１５０へパケットをアドレスしたり、そこからパケットを受け取ったりすることができる。
【００１４】
パケット送信ネットワーク１４２は、通常、インターネットプロトコルを使用するプライベートネットワークで、シグナリング及びトンネル型ユーザデータを搬送する。ネットワーク１４２の構造は、インターネットプロトコルレイヤの下のアーキテクチャー及びプロトコルに関連してオペレータ特有に変更することができる。
公衆パケット送信ネットワーク１４６は、例えば、グローバルインターネットネットワークで、ここへの接続をもつ加入者ターミナル１４８、例えば、サーバコンピュータが、加入者ターミナル１５０へパケットを転送しようとするものである。
【００１５】
エアインターフェイス１７０において、回路交換送信に割り当てられないタイムスロットはパケット送信に使用される。容量は、パケット送信に対して動的に割り当てられ、即ちデータ送信要求が到着すると、空きチャンネルを、パケット送信に使用すべく割り当てることができる。この構成は、パケットデータリンクより優先順位の高い融通性のある回路交換接続である。必要なときに、回路交換送信は、パケット交換送信を取り消し、即ちパケット送信に関与するタイムスロットが回路交換送信へ通される。これが可能となるのは、パケット送信がこのような割り込みも耐え、その使用に割り当てられた別のタイムスロットで送信が続けられるからである。この構成は、回路交換送信に明確な優先順位を与えず、回路交換及びパケット交換の両送信要求がその到着順にサービスされるように実施することもできる。
【００１６】
図１Ｂにおいてパケットデータがいかに送信されるかを説明する。図１Ｂに示す全ての構造部分は、図１Ａにも示されていて、上記で説明したので、ここでは説明しない。ラップトップコンピュータ１５２がここで加入者ターミナル１５０に接続される。太線は、転送されるべきデータがラップトップコンピュータ１５２からサーバコンピュータ１４８へいかに搬送されるかを示す。データは、当然、サーバコンピュータ１４８からラップトップコンピュータ１５２へ逆方向にも転送できる。データは、エアインターフェイス１７０においてシステムに入り、アンテナ１１２からトランシーバ１１４へ搬送されそしてそこからマルチプレクサ１１６でマルチプレクスされ、データリンク１６０に沿ってグループスイッチングフィールド１２０へ送られ、ここで、サポートノード１４０の出力への接続が確立される。サポートノード１４０では、データが送信ユニット１６４及び制御ユニット１６２を経て搬送され、サポートノード１４０から、データは、パケット送信ネットワーク１４２に沿ってゲートウェイノード１４４を経て送られ、そして公衆パケット送信ネットワーク１４６に接続されたサーバコンピュータ１４８へ接続される。
【００１７】
又、回路交換データが全く転送されず、パケットデータのみが転送されるネットワークを構成することもできる。従って、ネットワークの構造を簡単化することができる。
本発明は、ソフトウェアで実施されるのが好ましい。このとき、本発明は、ベースステーション１００の制御ユニット１１８及び／又はベースステーションコントローラ１０２の制御ユニット１２４の厳密に制限されたエリア内で比較的簡単なソフトウェア変更を必要とする。従って、ソフトウェアは、プロトコル処理が異なる部分間でいかに分割されるかに基づいて、上記制御ユニット間で異なるやり方で分割することができる。対応的に、加入者ターミナル１５０及び／又はそれに接続されたコンピュータ１５２も、本発明のプロトコル処理を実行するためにソフトウェア変更を必要とする。
【００１８】
上記例は、２人の当事者間のポイント／ポイントパケットデータリンクしか示さないが、本発明は、これに限定されるものではなく、例えば、１人の当事者が多数の他の当事者にデータを同時に送信するポイント／マルチポイント接続にも上記構成を使用できることが当業者に明らかであろう。又、接続は、両方向性である必要がなく、即ち本発明は、両方向性接続を可能にするが、接続は、送信器が、送信の受信に関する受信器からの確認を受け取らない単一方向性の放送であってもよい。又、ポイント／マルチポイント放送のような異なる組合せも可能である。
【００１９】
図３を参照し、この構成に使用されるプロトコルスタックがいかに形成されるかを詳細に説明する。従来のＧＳＭ構成と同様に、ＧＰＲＳ送信経路プロトコルモデルも、国際規格化団体ＩＳＯのＯＳＩ（オープンシステムズインターコネクション）プロトコルモデルに基づいて構成される。
各プロトコルエレメントに関して、図３は、上記ネットワーク要素がどのプロトコル部分を処理するかを示している。ネットワーク要素は、移動ステーション（ＭＳ）１５０、１５２、ベースステーションサブシステム（ＢＳＳ）１６８、サポートノード（ＳＧＳＮ＝サービスＧＰＲＳサポートノード）１４０及びゲートウェイノード（ＧＧＳＮ＝ゲートウェイＧＰＲＳサポートノード）１４４である。ベースステーション１００及びベースステーションコントローラ１０２は、これら２つの間にインターフェイスが決定されないので、別々に説明しない。従って、ベースステーション構成体１６８に対して決定されたプロトコル処理は、原理的には、ベースステーション１００とベースステーションコントローラ１０２との間で自由に分割できるが、実際には、ベースステーション構成体１６８にトランスコーダ１２２が含まれるがこれに対して分割することはできない。異なるネットワーク要素は、それらの間のインターフェイスＵｍ、Ｇｂ、Ｇｎ及びＧｉによって分割される。
【００２０】
最上位レベルとして、プロトコルレイヤは、アプリケーションレベルＡＰＰＬを有する。これは、データ送信のためにＧＰＳＲシステムを使用するユーザアプリケーションを示す。これらのアプリケーションは、ほとんどの場合に、Ｅメールプログラム及びワールドワイドウェブのようなインターネット使用に意図された通常のプログラムである。
ＩＰ／Ｘ．２５は、インターネット及び他の外部データネットワークへの接続を与える。これは、外部ネットワークに対して、通常のインターネットＩＰプロトコルを使用する。
ＧＰＲＳトンネルプロトコルＧＴＰは、異なるＧＳＮ間のフレームネットワークに沿ってユーザデータ及びシグナリングにトンネル作用を与える。ＧＴＰは、もし所望であれば、ＳＧＳＮ１４０とＧＧＳＮ１４４との間の流れ制御を行うことができる。
【００２１】
ＴＣＰ（送信制御プロトコル）は、例えば、Ｘ．２５プロトコルを使用するときに、ＧＴＰレイヤのデータパケットをフレームネットワークに沿って、確実なデータリンクを必要とするプロトコルへ転送する。次いで、ＵＤＰ（ユーザデータグラムプロトコル）は、例えば、インターネットプロトコルＩＰを使用するときに、プロトコルが確実なリンクを必要としないＧＴＰレイヤのデータパケットを転送する。ＩＰを経て、ＴＣＰは流れ制御を形成すると共に、転送されるべきパケットの消失及び崩壊に対して保護を形成する。ＵＤＰは、対応的に、パケットの崩壊のみに対して保護を形成する。
【００２２】
ＩＰは、ＧＰＲＳのフレームネットワークプロトコルであり、その機能は、ユーザデータ及び制御データのルート指定を含む。ＩＰは、ＩＰｖ４プロトコルをベースとすることができるが、ＩＰｖ６プロトコルの使用への移行がその後に生じる。
ＳＮＤＣＰレイヤ（サブネットワーク依存収斂プロトコル）の最も重要な機能は、多数のＰＤＰ（パケットデータプロトコル）を１つのＳＮＤＣＰ接続へとマルチプレクスし、ユーザデータを圧縮及び圧縮解除し、そしてプロトコル制御情報を圧縮及び圧縮解除することである。更に、ＳＮＤＣＰは、上位ネットワークプロトコル形態のデータを下位ＬＬＣ（論理的リンク制御）レイヤ形態へとセグメント化し、そしてその逆も行う。
【００２３】
ＬＬＣレイヤは、ＳＧＳＮ１４０とＭＳ１５０との間に確実な暗号化論理リンクを実施する。ＬＬＣは、独立したもので下位レイヤに依存せず、従って、エアインターフェイスの変化は、移動ネットワークのネットワーク部分にできるだけ僅かに影響するだけである。更に、ＬＬＣは、変化するサイズのデータフレーム、確認及び非確認データの送信、及び同じ物理的無線チャンネルを使用したＳＧＳＮ１４０から多数のＭＳ１５０へのデータ送信をサポートする。ＬＬＣは、データに対して異なる優先順位を許し、従って、優先順位の高いデータは、優先順位の低いデータの前に加入者ターミナルへ転送される。転送されるべき情報及びユーザデータは、暗号化によって保護される。Ｕｍ及びＧｂインターフェイスの間では、ＬＬＣデータがＬＬＣ中継レベルで転送される。
上位レイヤのデータに加えて、ＢＳＳＧＰ（ベースステーションサブシステムＧＰＲＳプロトコル）レベルは、ＢＳＳ１６８とＳＧＳＮ１４０との間のルート及びサービスクオリティに関連した情報を搬送する。この情報は、ＦＲ（フレーム中継）レベルによって物理的に与えられる。
【００２４】
ＲＬＣ／ＭＡＣレベルには、ＭＡＣ（媒体アクセス制御）及びＲＬＣ（無線リンク制御）の２つの別々の機能がある。ＭＡＣは、次の機能、即ちアップリンク（加入者ターミナルからネットワーク部分へ）及びダウンリンク（ネットワーク部分から加入者ターミナルへ）接続におけるデータ及びシグナリングのマルチプレクス動作、アップリンクリソース要求の管理、及びダウンリンクトラフィックリソースの分割及びタイミングどりを実行する役割を果たす。このレベルは、トラフィックの優先順位の管理も含む。ＲＬＣは、ＭＡＣレベルへのＬＬＣレベルデータ又はＬＬＣフレームの送信にも関与し、即ちＲＬＣは、ＬＬＣフレームをＲＬＣデータブロックへ分割し、そしてそれらをＭＡＣレイヤへ送信する。アップリンク方向に、ＲＬＣは、ＬＬＣレイヤへ転送されたＲＬＣデータブロックからＬＬＣフレームを形成する。物理的レベルにより計算されたＣＲＣ（コード冗長チェック）のＢＣＳ（ブロックチェックシーケンス）に基づいて、ＲＬＣレベルは、エラーデータの再送信手順を形成する。物理的レベルは、無線接続のＵｍインターフェイス、例えば、ＧＳＭの決定されたエアインターフェイスにおいて実施される。搬送波の変調、送信されるべきデータのインターリーブ及びエラー修正、同期、並びに送信器の電力制御は、物理的レベルで実行される機能の例である。
【００２５】
図４Ａ及び４Ｂは、無線ブロックの構造を示す。無線ブロックは、ＲＬＣ／ＭＡＣプロトコルレイヤに使用される構造を指す。図４Ａの無線ブロックでは、ＬＬＣフレームがＲＬＣデータブロックにおいて搬送され、そして図４Ｂの無線ブロックでは、ＲＬＣ／ＭＡＣシグナリングがＲＬＣ／ＭＡＣ制御ブロックにおいて搬送される。
図４Ａでは、無線ブロックは、ＭＡＣヘッダフィールドＭＡＣ ＨＥＡＤＥＲと、ＲＬＣデータブロックＲＬＣ ＤＡＴＡ ＢＬＯＣＫと、ブロックチェックシーケンスＢＣＳとで形成される。
【００２６】
ＭＡＣヘッダは、ＵＳＦ（アップリンク状態フラグ）と、Ｔ（無線ブロック形式の指示子）と、ＰＣ（電力制御）とを含む。ＲＬＣデータブロックは、ＲＬＣヘッダフィールドＲＬＣ ＨＥＡＤＥＲ及びＲＬＣデータフィールドＲＬＣ ＤＡＴＡで形成される。本発明は、特に、ＬＬＣフレームがベースステーション１００と加入者ターミナル１５０との間のエアインターフェイス１７０において透過的に転送されるようなＲＬＣデータブロックに係る。
図４Ｂの無線ブロックは、ＭＡＣヘッダフィールドと、ＲＬＣ／ＭＡＣ制御ブロックと、ブロックチェックシーケンスＢＣＳとで形成される。ＲＬＣ／ＭＡＣシグナリングは、加入者ターミナル１５０とベースステーションシステム１６８との間にのみ転送される。シグナリングは、物理的な無線リソースを維持するのに使用される。
【００２７】
図５において、１つのＬＬＣフレームに含まれたデータは、図４Ａに基づき３つの無線ブロックに配置され、各無線ブロックは、無線経路１７０の４つの通常の無線バーストに配置される。ＬＬＣフレームは、図に基づき、フレームヘッダＦＨと、転送されるべき情報ＩＮＦＯと、フレームチェックシーケンスＦＣＳとで形成される。無線ブロックは、ブロックヘッダＢＨと、転送されるべき情報ＩＮＦＯと、ブロックチェックシーケンスＢＣＳとで形成される。ＢＨは、図４ＡのＭＡＣヘッダフィールドＭＡＣ ＨＥＡＤＥＲ及びＲＬＣヘッダフィールドＲＬＣ ＨＥＡＤＥＲに対応する。
【００２８】
従って、ＲＬＣ／ＭＡＣプロトコルレイヤの目的は、ＬＬＣフレームを小さなブロックに分割して、それらを無線ブロックにおいて無線経路を経て物理的に搬送できるようにすることである。１つのＬＬＣフレームの長さは、約１６００オクテットまでである。又、ＬＬＣフレームは、非常に短くてもよく、この場合、本発明の手順は、無線ブロックの送信容量を効率的に利用するように使用することができる。
図６は、本発明にとって重要なＲＬＣデータブロックの構造を詳細に示す。１つのオクテットを形成するビット１−８が横平面に示されている。オクテット１−Ｎが縦平面に示されている。オクテット１はＭＡＣヘッダフィールドを含み、従って、ビット８−５はＰＣを含み、ビット４はＴを含み、そしてビット３−１はＵＳＦを含む。オクテット２−４は、ＲＬＣヘッダフィールドを含み、従って、オクテット２のビット８−２はＴＦＩ（一時的流れ認識）を含みそしてビット１はＳ／Ｐ（補足的／ポーリングビット）を含み、オクテット３のビット８−２はＢＳＮ（ブロックシーケンス番号）を含みそしてビット１はＥ（拡張ビット）を含み、そしてオクテット４は任意の拡張フィールドＯＰＴ ＥＸＴ ＦＩＥＬＤを含む。オクテット５−Ｎは、転送されるべき情報ＲＬＣ ＩＮＦＯ、即ち転送されるべきＬＬＣフレームデータを含む。
【００２９】
ＴＦＩは、ＲＬＣデータブロックがどの一時的ブロック流に属するかを識別するのに使用される。ネットワーク部分は、各一時的ブロック流に対する識別子を決定する。
Ｓ／Ｐは、シグナリングを制御及び監視するのに使用される。
ＢＳＮは、収集されたブロックが１つのＬＬＣフレームを形成する無線ブロックシーケンスを示すのに使用される。
Ｅは、任意の拡張フィールドが含まれるかどうか指示するのに使用される。拡張ビットがスイッチオンされない場合には、転送されるべき全ての後続情報が１つのＬＬＣフレームに含まれる。拡張ビットがスイッチオンされる場合には、拡張フィールドが含まれ、ＲＬＣヘッダフィールドに属する。
【００３０】
従って、拡張フィールドの長さは１オクテットである。最初の６ビットは、ＲＬＣ ＩＮＦＯフィールドからどれほど多くのオクテットが優勢なＬＬＣフレームに属するかを指示する長さ指示子ＬＩを形成する。
ＬＬＣフレームの最後のバイトは、ＲＬＣデータフィールドの中間部に配置することができ、このとき、ＬＩは、ＬＬＣフレームの最後のバイトの位置について通知する。
更に、拡張フィールドは、２つのビットを含み、その組合せは、おそらく不完全なＲＬＣデータフィールドの内容を通知する。
１ビット（Ｍ）は、同じ無線ブロックが別のＬＬＣフレームを含むかどうか示す。もしそうであれば、別のビット（Ｃ）は、第２のＬＬＣフレーム全体がこの無線ブロック内にあるかどうか、又はそれが次の無線ブロックに続くかどうかを示す。
【００３１】
Ｍ及びＣビットにより次の４つの異なる状態を指示することができる。
１．第２のＬＬＣフレームが同じＲＬＣデータフィールドに見つかり、そして第２のＬＬＣフレーム全体が上記ＲＬＣデータフィールドにある。
２．第２のＬＬＣフレームが同じＲＬＣデータフィールドに見つかり、そしてこの第２のＬＬＣフレームが後続する無線ブロックのＲＬＣデータフィールドに連続的に存在する。
３．第２のＬＬＣフレームが同じＲＬＣデータフィールドに見つからず、一時的なブロック流が続く。
４．第２のＬＬＣフレームが同じＲＬＣデータフィールドに見つからず、一時的なブロック流が終わる。
【００３２】
この公知の定義は、多数の欠点を有する。
状態１の場合に、第２のＬＬＣフレームの長さは定義されない。それ故、有効に動作するシステムを得るために、ベースステーション１００は、このような無線ブロック送信を受け取る際に、ＳＧＳＮ１４０へのＲＬＣデータブロックに残された全てのオクテットに対し、ＳＧＳＮ１４０が第２のＬＬＣフレーム属する全てのオクテットを受信できるように確保しなければならない。
【００３３】
状態１の場合に、ＬＬＣフレームに関連したペイロードを含まない不必要なオクテットは、ベースステーション１００とベースステーションコントローラ１０２との間のインターフェイス及び／又はベースステーションコントローラ１０２とＳＧＳＮ１４０との間のインターフェイスにおいてアップリンク方向に搬送される。従って、Ａｂｉｓ及び／又はＧｂインターフェイスの容量が不必要に使用される。この問題の解決策は、ＬＬＣフレームの内容を検査しそして不必要なオクテットをＬＬＣフレームから除去する機能をベースステーションシステム１６８に含ませることである。しかしながら、これは、実施が困難であり、ＧＰＲＳ仕様に実際上適合しない。というのは、ＬＬＣプロトコルが、ＳＧＳＮ１４０に配置され、ベースステーションシステム１６８には配置されないからである。
【００３４】
状態１の場合には、第２のＬＬＣフレームがＲＬＣデータブロックを完全に埋めないという形態がある。この場合、ＬＬＣフレームを送信する端は、送信容量を完全に利用することができない。というのは、１つ以上のＬＬＣフレームが上記ＲＬＣデータブロックに見つかったことを通知するメカニズムがないからである。従って、貴重な無線容量が完全に利用されない。
【００３５】
図７Ａは、第１のＬＬＣフレーム７００及び第２のＬＬＣフレーム７０２のみを第１の無線ブロックにいかに配置できるかを示す。しかしながら、第１の無線ブロックは、第３のＬＬＣフレーム７０４に対して充分なスペースを有するが、第１の無線ブロックにおける第３のＬＬＣフレームの存在を指示するメカニズムがないので、第３のＬＬＣフレーム７０４を第１無線ブロックのＲＬＣデータブロックに配置することができない。第３のＬＬＣフレーム７０４は、第２無線ブロックのＲＬＣデータブロックを用いて転送され、それ故、第１無線ブロックにより使用されないＲＬＣデータブロックの容量が失われる。
【００３６】
図７Ｂは、本発明の手順を示す。３つのＬＬＣフレーム７００、７０２、７０４全部を１つの無線ブロックのＲＬＣデータブロックに配置することができ、ＲＬＣデータブロックの容量は、図示されたように完全に利用される。
図７Ｂの手順は、ＲＬＣデータブロックが、該ＲＬＣデータブロックに含まれた各ＬＬＣフレームの長さ及び別のＬＬＣフレームが各ＬＬＣフレームの後に続くかどうかの情報を正確に指示するメカニズムを含むようにすることにより実施することができる。図７Ｂは、このメカニズムをいかに実施するか示す。ここでは、先行するＬＬＣフレームが終わるＲＬＣデータブロックのオクテットの後に、常に、新たなＬＬＣフレームを送信すべき場合に公知技術で決定されたもの以外の対応する拡張フィールドが続く。この新たな拡張フィールドは、次のＬＬＣフレームが同じＲＬＣデータブロックに存在するかどうかを決定する。更に、この拡張フィールドは、上記ＬＬＣフレームの長さを決定すると共に、上記ＬＬＣフレームが現在のＲＬＣデータブロックに適合し得るかどうか、又は次のＲＬＣデータブロックに続くかどうかを決定する。上記メカニズムは、ＲＬＣデータブロック全体にＬＬＣフレームデータが満たされるまで適用することができ、従って、ＬＬＣフレームのデータ流は、ＲＬＣデータブロックの限界とは独立した連続的なオクテット状のＬＬＣデータ流となる。
【００３７】
上述したメカニズムは、必要に応じて、２つより多いＬＬＣフレームを１つのＲＬＣデータブロックにいかに配置できるかの一例に過ぎない。本発明は、添付図面の例を参照して上述したが、これに限定されるものではなく、請求の範囲に記載した本発明の考え方の中で種々の変更がなされ得ることが明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】 セルラーネットワークを示すブロック図である。
【図１Ｂ】 回路交換データ送信を示す図である。
【図２】 １つのトランシーバの構造を示す図である。
【図３】 システムのプロトコルスタックを示す図である。
【図４Ａ】 ＬＬＣフレームを搬送するＲＬＣデータブロックが配置される無線ブロックを示す図である。
【図４Ｂ】 ＲＬＣ／ＭＡＣシグナリングを搬送するＲＬＣ／ＭＡＣ制御ブロックが配置される無線ブロックを示す図である。
【図５】 ＬＬＣフレームが無線ブロック及び無線バーストにいかに配置されるかを例示する図である。
【図６】 ＲＬＣデータブロックの構造を示す図である。
【図７Ａ】 公知技術によりせいぜい２つのＬＬＣフレームを１つのＲＬＣデータブロックにいかに配置し得るかを示す図である。
【図７Ｂ】 本発明により２つより多い、例えば、３つのＬＬＣフレームを１つのＲＬＣデータブロックにいかに配置し得るかを示す図である。
Claims (4)
- 汎用パケット無線サービスＧＰＲＳのネットワーク部分（１４０、１４２、１４４、１６８）と加入者ターミナル（１５０、１５２）との間のデータ送信方法であって、ＲＬＣ／ＭＡＣ（無線リンク制御／媒体アクセス制御）プロトコルレイヤと、このＲＬＣ／ＭＡＣプロトコルレイヤのサービスを使用するＬＬＣ（論理的リンク制御）プロトコルレイヤとをデータリンクレイヤとして備え、そしてデータ送信時に、ＬＬＣレイヤのＬＬＣフレームをＲＬＣ／ＭＡＣレイヤのＲＬＣデータブロックに配置するという方法において、２つより多いＬＬＣフレーム（７００、７０２、７０４）を１つのＲＬＣデータブロックに配置し、該ＲＬＣデータブロックが、該ＲＬＣデータブロックに含まれる各ＬＬＣフレームの長さおよび別のＬＬＣフレームが各ＬＬＣフレームに続くかどうかに関する情報を指示するメカニズムを含むようにすることを特徴とする方法。
- 汎用パケット無線サービスＧＰＲＳを用いたセルラーネットワークであって、ネットワーク部分（１４０、１４２、１４４、１６８）及び少なくとも１つの加入者ターミナル（１５０、１５２）と、このネットワーク部分と加入者ターミナルとの間のデータ送信とを含み、ネットワーク部分及び加入者ターミナルは、ＲＬＣ／ＭＡＣ（無線リンク制御／媒体アクセス制御）プロトコルレイヤと、このＲＬＣ／ＭＡＣプロトコルレイヤのサービスを使用するＬＬＣ（論理的リンク制御）プロトコルレイヤとがデータリンクレイヤとして働くプロトコルスタックを使用して、データ送信を実行するように構成され、そしてネットワーク部分及び加入者ターミナルは、ＬＬＣレイヤのＬＬＣフレームがＲＬＣ／ＭＡＣレイヤのＲＬＣデータブロックに配置されるようにデータ送信に対して送信単位を使用するように構成されたセルラーネットワークにおいて、上記ネットワーク部分及び加入者ターミナルは、２つより多いＬＬＣフレーム（７００，７０２、７０４）を１つのＲＬＣデータブロックに配置するように構成され、上記ネットワーク部分および加入者ターミナルは、該ＲＬＣデータブロックに含まれる各ＬＬＣフレームの長さおよび別のＬＬＣフレームが各ＬＬＣフレームに続くかどうかに関する情報を指示するメカニズムを該ＲＬＣデータブロックに配置するように構成されたことを特徴とするセルラーネットワーク。
- 汎用パケット無線サービスＧＰＲＳを用いたセルラーネットワークのネットワーク部分（１４０、１４２、１４４、１６８）であって、ＲＬＣ／ＭＡＣ（無線リンク制御／媒体アクセス制御）プロトコルレイヤと、このＲＬＣ／ＭＡＣプロトコルレイヤのサービスを使用するＬＬＣ（論理的リンク制御）プロトコルレイヤとがデータリンクレイヤとして働くプロトコルスタックを使用して、加入者ターミナル（１５０、１５２）とデータ送信を行うように構成され、そしてＬＬＣレイヤのＬＬＣフレームがＲＬＣ／ＭＡＣレイヤのＲＬＣデータブロックに配置されるようにデータ送信に対して送信単位を使用するように構成されたネットワーク部分において、上記ネットワーク部分（１４０、１４２、１４４、１６８）は、２つより多いＬＬＣフレーム（７００，７０２、７０４）を１つのＲＬＣデータブロックに配置するように構成され、上記ネットワーク部分（１４０、１４２、１４４、１６８）は、該ＲＬＣデータブロックに含まれる各ＬＬＣフレームの長さおよび別のＬＬＣフレームが各ＬＬＣフレームに続くかどうかに関する情報を指示するメカニズムを該ＲＬＣデータブロックに配置するように構成されたことを特徴とするネットワーク部分。
- 汎用パケット無線サービスＧＰＲＳを用いたセルラーネットワークの加入者ターミナル（１５０、１５２）であって、ＲＬＣ／ＭＡＣ（無線リンク制御／媒体アクセス制御）プロトコルレイヤと、このＲＬＣ／ＭＡＣプロトコルレイヤのサービスを使用するＬＬＣ（論理的リンク制御）プロトコルレイヤとがデータリンクレイヤとして働くプロトコルスタックを使用して、ネトワーク部分（１４０、１４２、１４４、１６８）とデータ送信を行うように構成され、そしてＬＬＣレイヤのＬＬＣフレームがＲＬＣ／ＭＡＣレイヤのＲＬＣデータブロックに配置されるようにデータ送信に対して送信単位を使用するように構成された加入者ターミナルにおいて、上記加入者ターミナル（１５０，１５２）は、２つより多いＬＬＣフレーム（７００，７０２、７０４）を１つのＲＬＣデータブロックに配置するように構成され、上記加入者ターミナル（１５０、１５２）は、該ＲＬＣデータブロックに含まれる各ＬＬＣフレームの長さおよび別のＬＬＣフレームが各ＬＬＣフレームに続くかどうかに関する情報を指示するメカニズムを該ＲＬＣデータブロックに配置するように構成されたことを特徴とする加入者ターミナル。
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