JP3739707B2 - 通信システムにおける情報の搬送 - Google Patents

Description

【０００１】
【技術分野】
本発明は、パケット交換通信システムにおけるデータの搬送に係る。
【０００２】
【背景技術】
通信システムは、ユーザ、より詳細には、ユーザ装置又はターミナルに、回路交換及び／又はパケット交換サービスを提供することができる。これらのサービスから、パケット交換サービスは、一般に、２つのシグナリングポイント間、例えば、２つのターミナル間、又はターミナルとネットワークノードとの間、或いは２つのネットワークノード間にデータパケット又は同様のデータ単位で情報を搬送することのできるサービスとして定義することができる。
【０００３】
通信システムは、通常、ネットワークの種々の要素が何を行うことが許されたかそしてそれらをいかに達成すべきかを規定する規格又は仕様書に基づいて動作する。例えば、規格又は仕様書は、ユーザ、より詳細には、ユーザ装置又はターミナルに、回路交換及び／又はパケット交換サービスが提供されるかどうか定義することができる。又、規格又は仕様書は、接続に対して使用されねばならない種々の通信プロトコル及び／又はパラメータも定義することができる。換言すれば、規格及び／又は仕様書は、通信の基礎となる「ルール」を定義する。これらルールに基づく種々の機能は、所定の層に配列され、例えば、いわゆるプロトコルスタックに配列される。
【０００４】
パケット交換データネットワークは、固定ライン通信媒体の使用に基づく通信ネットワークである。又、パケット交換データネットワークは、２つのシグナリングポイント間の接続の少なくとも一部分にワイヤレス接続を使用することもできる。パケット交換ネットワークの例として、ここでは、ＡＴＭ／ＡＡＬ２（非同期転送モード／ＡＴＭ適応層形式２）及びＩＰ（インターネットプロトコル）ベースのデータネットワークや、種々のローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）を取り上げる。ワイヤレスパケット交換サービス、例えば、ＩＰ（インターネットプロトコル）又はＡＴＭ／ＡＡＬ２ベースのパケットデータ送信を提供することのできる通信ネットワークは、例えば、ＧＳＭ（移動通信用のグローバルシステム）ベースのＧＰＲＳ（汎用パケット無線サービス）ネットワークや、ＥＤＧＥ（ＧＳＭ発展のための改善型データレート）移動データネットワークや、第３世代のテレコミュニケーションシステム、例えば、ＣＤＭＡ（コード分割多重アクセス）又はＴＤＭＡ（時分割多重アクセス）ベースの第３世代テレコミュニケーションシステムであって、ユニバーサル移動テレコミュニケーションシステム（ＵＭＴＳ）とも称されるものや、ＩＭＴ２０００（国際移動テレコミュニケーションシステム２０００）を含むが、これらに限定されない。これらは、全て、データ送信のためのワイヤレスインターフェイスをユーザに与える移動ステーション又は同様のユーザ装置への及びそこからのデータの転送に関与している。
【０００５】
典型的なワイヤレス通信システムでは、ベースステーション（ＢＳ）がワイヤレスインターフェイスを経てユーザ装置にサービスする。例えば、ＷＣＤＭＡ無線アクセスネットワークでは、ユーザ装置がノードＢによりサービスされ、ノードＢは、例えば、Ｉｕｂインターフェイスを経て、無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）ノードと称される要素に接続されてそれにより制御される。このＲＮＣ要素は、移動交換センター（ＭＳＣ）、サービングＧＰＲＳサポートノード（ＳＧＳＮ）、又は通信システムのコアネットワーク側における同様のコントローラファシリティに接続されてそれにより制御される。アクセスネットワークとコアネットワークとの間のインターフェイスは、Ｉｕインターフェイスとしばしば称される。アクセスネットワークとコアネットワークとの間のインターフェイスを経て多数の接続又はコールを同時に確立することができる。コアネットワークは、接続に関連した種々の情報を、インターフェイスを経て送信することができる。この情報は、他の考えられるパラメータの中でも、無線リンクの特性、例えば、システムにおいて情報フレームを送信する際の許容遅延を定義するサービスクオリティ（ＱｏＳ）情報を含む。「無線リンク」という語は、接続の一部分又は無線インターフェイスを経て搬送される「コール」を指す。アクセスネットワークでは、コールの同じ部分がフレームプロトコル（ＦＰ）接続によりＩｕｂ及びＩｕｒインターフェイスを経て搬送される。無線リンクの特性は、通常は、アクセスネットワークコントローラにより、コールに関連した情報であってコアネットワークの１つ以上のコントローラから受信された情報に基づいて定義される。この情報は、例えば、サービスクオリティパラメータを含む。
【０００６】
ＵＭＴＳのような提案されたデータ通信システムでは、搬送チャンネルと称される種々の通信チャンネルを経てデータ流を搬送することができる。搬送チャンネルは、例えば、専用チャンネル（ＤＨＣ）、ダウンリンク共用チャンネル（ＤＳＣＨ）及び共通パケットチャンネル（ＣＰＣＨ）を含むが、これらに限定されない。特定のフレームプロトコル（ＦＰ）をＵＭＴＳに使用して、ベースステーションと無線ネットワークコントローラとの間、及び２つ又は多数のネットワークコントローラ間に搬送チャンネルを運搬することができる。フレームプロトコルのフレームは、無線フレームに挿入されて、無線リンクを経て送信されねばならない。例示的なフレームプロトコルは、例えば、３ＧＰＰ（第３世代パートナーシッププロジェクト）仕様書ＴＳ２５．４２７、ＴＳ２５．４２５及びＴＳ２５．４３５に詳細に規定されている。
【０００７】
パケット交換システムは、タイミングパラメータを使用して、データ流に属するデータパケットを受信しなければならないところのウインドウを定義する。データ流の同期を保持するために、コントローラノードは、ユーザ装置へ送信されねばならないフレームに対して適当な接続識別子を含む。この識別子は、例えば、接続フレーム番号（ＣＦＮ）であり、これは、ＤＣＨ ＦＰフレーム又はＤＳＣＨ ＴＦＩシグナリング制御フレームに追加される。フレームプロトコルのフレームには、通常、ヘッダが設けられ、このヘッダは、接続フレーム番号のためのフィールドを含む。ダウンリンク方向（即ち、ＲＮＣノードからベースステーションへの方向）において、ＲＮＣノードは、無線インターフェイスにフレームを送信するようにベースステーションに希望するところのフレーム番号をこのフィールドに挿入する。無線リンクにおいて、無線フレームは、順次に（例えば、５６、５７、５８、５９等のフレーム番号により定義された順序で）送信される。その後のフレームは、例えば、１０ｍｓ間隔で送信され、この場合に、フレーム番号は時間軸において１０ｍｓに等しい。無線アクセスネットワークのＲＮＣコントローラノードは、所与の瞬間にベースステーションの無線リンク（インターフェイス）に送信されるべきフレーム番号に気付く。
【０００８】
データ流のＦＰフレームが著しく遅れて又は著しく早くに（即ち、受信ウインドウから外れて）ベースステーションに到着し、従って、例えば、ＣＦＮにより定義された無線フレームにそれを挿入できない場合には、ベースステーションがフレームを削除し、そしてその通知をコントローラへ送信して、コントローラがその後のＦＰフレームの送信をそれに応じて進ませたり遅らせたりできるようにする。この調整手順の例が、「Group Radio Access Network; UTRAN Iub/Iur Interface User Plane Protocol for DCH Data Stream （バージョン３．１．０、１９９９年公表）」と題する上記３ＧＰＰ（第３世代パートナーシッププロジェクト）ＴＳ２５．４２７仕様書に詳細に説明されている。
【０００９】
現在、異なる同時フレームプロトコル接続をいかにプライオリティ決めするかのメカニズムは提案されていない。しかしながら、本発明者は、データ流及び／又はそのデータ内容の取り扱い順序、即ちトラフィック取り扱いプライオリティは、種々の接続を互いに区別するために種々の場合に有用であると分かった。このトラフィック取り扱いプライオリティは、例えば、ＵＭＴＳ無線アクセスベアラ（ＲＡＢ）に属するサービスデータユニット（ＳＤＵ）を他のベアラのＳＤＵに比して取り扱うための相対的な重要性を指定する特徴として定義される。サービスデータユニット（ＳＤＵ）は、データパケット、又は情報ユニットを形成すると考えられる他のデータ送信エンティティを含む。
【００１０】
又、本発明者は、現在提案されている搬送ネットワーク層は、あらゆる場合に最も効率的に使用できないことも分かった。例えば、同時に２つ以上のフレームプロトコル接続が生じるときにはインターフェイスの使用可能な送信容量を効率的に／最適に使用できない。区別化を使用できないので、全てのサービス（例えば、サービスを搬送する無線ベアラ）は、通常、同様のサービスクオリティ（ＱｏＳ）パラメータで送信する必要がある。即ち、同様の転送遅延要求では、たとえ全てのサービスが最も厳格なものを要求しなくても、ＱｏＳは、最も厳格なサービスにより決定されることになる。その結果、パケット交換媒体に必要とされる帯域巾の量は、ある種のサービス区別化を使用できる場合に必要とされるものより著しく大きくなる。本発明者は、サービス区別化は、パケット交換搬送システムに使用できる統計学的マルチプレクシングからシステムが利益を得られるようにすることが分かった。更に、コアネットワーク側から受信したパラメータに基づくタイミング情報は、無線アクセスネットワークのノードにより使用されるべきタイミングに対して常に適切な基礎を与えるものではない。
【００１１】
【発明の開示】
本発明の実施形態の目的は、上記問題の１つ又は多数に対処することである。 本発明の１つの特徴によれば、複数のノードを備えたパケット交換通信システム内で情報を搬送するための方法であって、この情報は、第１の搬送エンティティにより第１ノードから第２ノードへ、そして第２の搬送エンティティにより第２ノードから更に送信され、上記方法は、第１の搬送エンティティに対する許容搬送遅延を定義し、第１ノードにおいて第１の搬送エンティティを上記許容搬送遅延の情報に基づいて複数の搬送クラスへ分配し、第１ノードから第２ノードへ搬送されるべき搬送エンティティに対する指示子を、その搬送クラスの情報と、所与の時間に第２ノードから搬送されるべき上記第２搬送エンティティの搬送エンティティの情報とに基づいて指定し、上記搬送エンティティを第１ノードから第２ノードへ搬送し、そして第２ノードにおいてその搬送エンティティを受信し、そしてその受信した搬送エンティティの情報を、上記指示子に基づき第２搬送エンティティの搬送エンティティへ挿入するという段階を備えた方法が提供される。
【００１２】
本発明の別の特徴によれば、第１ノード及び第２ノードを備え、情報は、第１の搬送エンティティにより第１ノードから第２ノードへ、そして第２の搬送エンティティにより第２ノードから更に送信され、更に、第１の搬送エンティティに対する許容搬送遅延を定義する手段と、第１ノードにおいて第１の搬送エンティティを上記許容搬送遅延の情報に基づいて複数の搬送クラスへ分配する手段と、第１ノードから第２ノードへ搬送されるべき搬送エンティティに対する指示子を、その搬送クラスの情報と、所与の時間に第２ノードから搬送されるべき上記第２搬送エンティティの搬送エンティティの情報とに基づいて指定する手段と、上記搬送エンティティを第１ノードから第２ノードへ搬送するための、第１ノードと第２ノードとの間のインターフェイスと、第２ノードにおいて受信した搬送エンティティの情報を、上記指示子に基づき第２搬送エンティティの搬送エンティティへ挿入する手段とを備えた通信システムが提供される。
【００１３】
本発明の実施形態は、搬送ネットワーク層の搬送効率を改善し、例えば、インターフェイスの使用可能な送信容量を使用する際の効率を改善することができる。区別化を使用することにより、全てのサービスを同様のサービス特性で送信する必要がなく、異なるサービスに異なるサービスパラメータを指定することができる。これらの実施形態は、種々のベアラを互いに区別化できるようにする。例えば、これらの実施形態は、同様の転送遅延要求を伴う全無線ベアラに対し最も厳格なサービスがサービスクオリティパラメータを定義するのではない構成を可能にする。異なるサービスクラス間でプライオリティを決めることは、統計学的なマルチプレクシング利得を高めるので、搬送リソースをより効率的に使用できるようにする。その結果、パケット交換媒体における帯域巾の必要量は、サービスの区別化が使用されない場合よりも少なくなる。これは、特に、無線アクセスネットワーク内のインターフェイスの場合に言えることである。更に、実施形態は、通信システムのサブネットワークの内部状態に良く適合するようにタイミングパラメータを調整することができる。
【００１４】
【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、本発明を一例として詳細に説明する。
先ず、パケット交換通信のためのリソースを与え、本発明の実施形態を適用できる通信システムを示した図１について説明する。図１のシステムは、公衆地上移動ネットワーク（ＰＬＭＮ）２によりそのユーザ１に対してワイヤレスパケット交換サービスを提供することができる。ユーザ４には、データネットワーク３により固定ラインパケット交換サービスが提供される。本発明の実施形態は、ＵＭＴＳ（ユニバーサル移動テレコミュニケーションシステム）について説明し、より詳細には、ＡＴＭ／ＡＡＬ２ベースのＵＴＲＡＮ（ＵＭＴＳ地上アクセスネットワーク）を参照して説明するが、パケットデータを取り扱ういかなる他のパケット交換通信システムにも適用できることが明らかである。
【００１５】
図１を参照して、ＵＭＴＳ ＰＬＭＮシステム２の幾つかの要素を簡単に説明する。移動ステーション又は他の適当なユーザ装置１は、エアインターフェイスを経てＰＬＭＮシステムのトランシーバ要素６と通信するように構成される。ここで、移動ステーションという語は、ポータブルデータ処理装置やウェブブラウザのような適当な形式のワイヤレスユーザ装置、及び種々の形式の移動電話をカバーすることを理解されたい。ＰＬＭＮシステム２によってカバーされるエリアは、典型的にセルと称される複数のアクセスエンティティ（図示せず）に分割することができる。各アクセスエンティティには、典型的にベースステーション又はノードＢと称されるトランシーバ要素６が組み合わされる。ベースステーションという語は、ここでは、エアインターフェイスを経てワイヤレスステーション等へ送信し及び／又はそこから受信する全ての要素を包含するのに使用される。
【００１６】
ベースステーションは、無線ネットワークコントローラノード（ＲＮＣ）７によりそれらの間のＩｕｂインターフェイスを経て制御される。無線ネットワークコントローラ７及びベースステーションは、ＵＭＴＳ地上無線アクセスネットワークＵＴＲＡＮのようなアクセスネットワーク８の一部分である。又、コントローラ７は、Ｉｕｒインターフェイスを経てアクセスネットワークの第２コントローラ１７とも通信する。Ｉｕｒインターフェイスは、アクセスネットワークを２つ又は多数の無線ネットワークサブシステム（ＲＮＳ）に分割し、各サブシステムは、典型的に、１つの無線ネットワークコントローラＲＮＣを含む。ＵＴＲＡＮにおけるＡＴＭ／ＡＡＬ２の使用は、考えられるプロトコルの一例として与えられるが、ＩＰプロトコルのような他のプロトコルがＵＴＲＡＮ８に使用されてもよい。ＵＴＲＡＮ環境におけるＡＴＭ／ＡＡＬ２の使用は、例えば、ＵＤＰ（ユーザデータグラムプロトコル）層がＩＰ層の最上部にある構成と同様に、形式２のＡＴＭ適応層がＡＴＭ層の最上部にあることを意味する。
【００１７】
ＵＭＴＳネットワークには、通常、２つ以上のアクセスネットワークが設けられ、アクセスネットワークは、適当な数のコントローラを備え、そして各無線ネットワークコントローラは、一般に、２つ以上のベースステーション６を制御するよう構成されることが明らかである。２つ以上のＲＮＣが設けられる場合には、それらが全て、それらの間に設けられたＩｕｒインターフェイスを経て互いに通信する。ＵＴＲＡＮ８の種々の要素をいかに分配するかは、実施上の問題である。
【００１８】
無線アクセスネットワーク８は、適当なインターフェイスを経てシステムのコアネットワークに接続される。ＵＭＴＳの仕様では、このインターフェイスは、通常、Ｉｕインターフェイスと称される。Ｉｕインターフェイスを経ての接続は、ＲＮＣ７とＳＧＳＮ（サービングＧＰＲＳサポートノード）１４との間に設けられる。他の機能の中で、ＳＧＳＮ１４は、移動ステーションの位置を追跡し、そしてセキュリティ機能及びアクセス制御を実行する。ＳＧＳＮ１４は、ＧＧＳＮ（ゲートウェイＧＰＲＳサポートノード）１６に接続されて示されている。ＧＧＳＮ１６は、他のパケット交換ネットワーク３とのインターワーキングを与える。換言すれば、ＧＧＳＮ１６は、ＵＭＴＳネットワーク２と、ＩＰベースのデータネットワークのような他のデータネットワーク３との間のゲートウェイとして働く。
【００１９】
別のユーザターミナル１４は、データネットワーク３に接続されて示されている。ここに例示する構成は、ターミナル１及び４がパケット交換ネットワーク２及び３を経て通信できるようなものである。しかしながら、本発明の実施形態は、他の形式のパケット交換通信構成体にも適用でき、例えば、ユーザ１（又は４）が、ネットワーク２（又は３）内に実施される要素と通信する構成体、或いはネットワーク２（又は３）の２つの要素がネットワークの内部で通信する構成体にも適用できることが明らかであろう。
図示されていないが、ネットワークシステム２は、従来のテレコミュニケーションネットワーク、例えば、ＧＳＭベースのセルラー公衆地上移動ネットワーク（ＰＬＭＮ）や、公衆交換電話ネットワーク（ＰＳＴＮ）にも接続できる。適当なインターフェイス及び／又はゲートウェイを経て種々のネットワークを互いに相互接続することができる。
【００２０】
専用（搬送）チャンネル（ＤＣＨ）のような搬送チャンネルを無線アクセスネットワーク８とユーザ装置１との間に確立することができる。専用チャンネルＤＣＨのデータ流の同期を維持するために、ＲＮＣ７は、ダウンリンク方向、即ちＲＮＣ７からユーザ装置１に向かって送信される全ＤＣＨ ＦＰフレームに対して接続フレーム番号ＣＦＮを含ませる。使用されるフレームプロトコルは、他の機能の中でも、搬送チャンネル同期メカニズムに対するサポート及び／又はノード同期メカニズムに対するサポートを与える。フレームプロトコルのタイミングパラメータは、データ流に属するデータパケットを受信しなければならないところのウインドウを定義するのに使用される。ＣＦＮは、ＦＰフレームのデータをベースステーションからダウンリンクに更に送信しなければならないところの無線フレームの情報を含むフレーム指示子として定義することができる。ダウンリンクデータフレームが、決定された到着ウインドウを外れて、ベースステーションに到着した場合には、ベースステーション６は、測定された到着時間ＴｏＡと、指示されたＣＦＮを、例えば、いわゆるアップリンクＵＬ ＤＣＨ ＦＰ制御フレームにおいて報告する。この考えられるタイミング調整手順は、上述した３ＧＰＰ ＴＳ２５．４２７仕様書に詳細に説明されている。この考えられる調整ウインドウ構成体の主たる特徴について以下に述べる。
【００２１】
測定された到着時間ＴｏＡは、ダウンリンク到着ウインドウのエンドポイント（これは、到着時間ウインドウエンドポイントＴｏＡＷＥと称される）と特定のＣＦＮに対するダウンリンクフレームの実際の到着時間との間の時間差として定義することができる。正のＴｏＡは、ＴｏＡＷＥの前にＦＰフレームが受信されることを意味する。負のＴｏＡは、ＴｏＡＷＥの後にＦＰフレームが受信されることを意味する。ＴｏＡＷＥは、典型的に、それまでにＲＮＣ７とベースステーション６との間のＩｕｂインターフェイスからベースステーションへダウンリンクデータが到着するべきタイムポイントを表わす。ＴｏＡＷＥは、識別されたＣＦＮに対する適時のダウンリンク送信がまだ可能であるところの最後のタイムポイントまでのミリ秒数として定義される。ベースステーションの内部遅延又は他の所定のパラメータをここで考慮することができる。ＴｏＡＷＥは、制御平面を経てセットされる。ＴｏＡＷＥによりセットされたエンドポイントの前にデータが到着しない場合には、タイミング調整制御フレームＴＡＣＦがベースステーション６によりＲＮＣ７へ送信される。到着時間ウインドウスタートポイント（ＴｏＡＷＳ）パラメータは、その後にダウンリンクデータがＩｕｂからベースステーション６に到着しなければならないところの時間を表わす。ＴｏＡＷＳは、典型的に、ＴｏＡＷＥからのミリ秒数として定義される。又、ＴｏＡＷＳは、制御平面を経てセットすることもできる。ＴｏＡＷＳにより定義されたポイントの前にデータが到着する場合には、タイミング調整制御フレームがベースステーションによりＲＮＣ７に送信される（ＴｏＡＷＥを参照）。
【００２２】
図２も参照し、例えば、ＵＭＴＳ地上無線アクセスネットワーク（ＵＴＲＡＮ）又はＧＰＲＳ／ＥＤＧＥ無線アクセスネットワーク（ＧＥＲＡＮ）に使用することのできるパケット交換搬送システムにおいてサービスクオリティ（ＱｏＳ）を区別化するためのメカニズムを以下に説明する。これら実施形態は、システムに設定される種々の無線ベアラの考えられる個々の要件を考慮することにより、搬送効率において利益を得ることができる。コールの最大遅延に基づいて種々のサービスクラスへとプライオリティ決めすることで効率が高められる。というのは、統計学的なマルチプレクシング利得が高まり、従って、Ｉｕｂインターフェイスにおける帯域巾（送信ビットレート）要件が緩和するからである。更に、区別化により、非リアルタイム（ＮＲＴ）データ搬送のあまり厳格でない遅延要件を考慮できるからである。
【００２３】
しかしながら、プライオリティ決めだけでは不充分である。というのは、フレームプロトコル層が遅延に敏感だからである（例えば、ＲＮＣにより設定されるフレーム指示子、及び無線リンクを確立するときに設定される遅延ウインドウのサイズによる）。以下に述べる実施形態では、各コールに対していわゆるフレーム指示子オフセットを導入することにより搬送層の異なる遅延を考慮することでこれが対処される。指示子のオフセットにより、著しく遅れて又は著しく早くに到着したＦＰフレームに関するベースステーション（又は他のノード）による通知の量を減少することができる。
【００２４】
区別化メカニズムは、プロトコルスタックの搬送層及び無線ネットワーク層の両方を含む。というのは、無線ネットワーク層におけるフレームプロトコル（ＦＰ）手順と、搬送層における搬送性能との間に相互作用があるからである（この相互作用については、上述したタイミング調整手順を参照されたい）。サービスは、フレームプロトコル層において区別化されず、搬送層においてフレームプロトコル接続のための適当な搬送待ち行列の選択により区別化される。これは、フレームプロトコル層をメカニズムに使用できるが、無線アクセスネットワークの別のノードへフレーム指示子をシグナリングする以外の目的で使用する必要はないことを意味する。フレームプロトコル層は、間接的に含まれるだけでよい。というのは、指示子（ＣＦＮ）及び／又はそのオフセットが、選択された区別化クラスに基づいて定義されるからである。
【００２５】
ここに示す実施形態では、プロトコル（搬送層ユーザ）は、遅延に敏感な無線ネットワーク層にあり、そしてユーザのオペレーションは、その下の搬送層遅延性能に依存する。ＦＰフレーム指示子のオフセットは、予想される最大遅延に基づいて選択されるのが好ましい。この最大遅延は、搬送層待ち行列を選択し／訓練（例えば、サービスカテゴリー）をスケジューリングすることにより決定できる。搬送層サービスカテゴリーは、許容遅延、フレームペイロードのサイズ、サービスデータユニット（ＳＤＵ）サイズ、データベアラにおいて搬送されるべき情報の量、ＦＰフレームにおけるペイロードの量、エラー許容度、データの緊急性、データの重要性等の種々のサービス特性に基づいて選択できる。
【００２６】
図２は、種々のフレームをプロトコルスタックの搬送層の種々の搬送サービスクラスへと区別化する可能性を示す。この実施形態は、図１の無線ネットワークコントローラ７に関連して説明するが、同じスキムをパケット交換通信システムの他のノードにも適用できることが明らかであろう。フレームの分配は、データ接続の許容最大遅延に基づく。許容最大遅延に関する情報は、コアネットワークから、例えば、サービスクオリティ（ＱｏＳ）情報として得ることができる。
【００２７】
図２の待ち行列を詳細に説明する前に、考えられる搬送エンティティの一般的な構造を示す図３を簡単に説明する。ここに例示するＤＣＨ ＦＰフレームは、ヘッダ部分とペイロード部分より成る。ヘッダは、フレームの搬送を制御するに必要な種々の情報、例えば、ＣＲＣチェック和、フレーム形式フィールド（制御フレーム、データフレーム）及びフレーム形式に関連した情報を含む。ＦＰデータフレームのペイロード部分は、ノード間に搬送されるべき種々の情報を含む。制御フレームのペイロードは、コマンド及び測定レポートを含み、これらは、搬送ベアラ及び無線インターフェイスの物理的チャンネルに関連しているが、特定の無線インターフェイスユーザデータには直接関連していない。
【００２８】
ここで、図２に戻ると、そこに示す例では、ＦＰフレームを互いに区別化するために３つの搬送待ち行列２１ないし２３が使用される。待ち行列２１は、４０ｍｓの最大遅延を許すデータベアラ用のものであり、待ち行列２２は、２０ｍｓの最大遅延を許すベアラ用のものであり、そして待ち行列２３は、５ｍｓの最大遅延を許すベアラ用のものである。スケジューラー２４は、ベースステーションへ搬送されるように所定のスキムに基づいて待ち行列からフレームを選択するためのものである。
【００２９】
サービス区別化は、搬送層により実施することができる。無線ネットワーク層を搬送層の最上部で適切に機能させるために、これら２つの層を適当なやり方で一緒に接続することが必要である。これは、次のように行われる。フレームプロトコル（ＦＰ）層インスタンスは、そのＦＰフレームの予想搬送遅延が知らされる。これにより、ＦＰ層は、ＲＮＣ待ち行列を立ち去ろうとしているＦＰフレームの接続フレーム番号（ＣＦＮ）を適宜セットすることができる。ＦＰフレームにおいてペイロードの前又は後にある（即ち、フレームのヘッダ又はトレーラーにある）ＣＦＮは、所与のＦＰフレームのペイロードをユーザ装置１に向けて無線インターフェイスを経て送信しなければならない無線フレームを受信ピアにおいて指示する。待ち行列処理は、選択された待ち行列及び／又は待ち行列に対して設定された重みに基づいて遅延を生じさせる。
【００３０】
ＣＦＮを設定するときに搬送層の待ち行列遅延が考慮されない場合には、ＦＰフレームがベースステーション６に著しく遅れて到着することがある。その結果、ピアＦＰインスタンス間でタイミング調整するための上述した手順が作られ、データのロス及び／又は不必要な帯域巾指定を招くことになる。この遅延は、ＣＦＮ指示子に対して指定されるオフセットにより対処される。これをいかに行うかの実際の例を次に説明する。
【００３１】
搬送層は、Ｉｕｂインターフェイスを経て２０ｍｓの搬送遅延を確保するサービスクラスを定義すると仮定する。遅延のオフセットは、無線フレームにおいて測定される（この例は、長さが１０ｍｓの無線フレームを仮定する）。この場合に、フレーム指示子のオフセット、即ち対応するＦＰ接続のＣＦＮオフセットは、この遅延を考慮するように設定される。これは、例えば、ＲＮＣ７が、ＲＮＣ７から離れるＦＰフレームであって接続に関連した全てのＦＰフレームに、ＣＦＮ＝ＣＦＮ（ｉ）＋３というスキムに基づいてフレーム指示子ＣＦＮを指定するようにして実行され、ここで、ＣＦＮ（ｉ）は、ベースステーション６とユーザ装置１との間の無線リンクを経て同時に送信されるべき無線フレームを指示する。ここで、最大遅延は、２０ｍｓであるから、フレーム指示子は、無線フレームの搬送が３＊１０ｍｓオフセットされるように設定される。これにより、ＦＰフレームは、指定された無線フレームがベースステーションから搬送されるときまでに到着しなければならない。
【００３２】
遅延をオフセット処理するのに加えて、無線リンクの設定中にベースステーションの受信ウインドウのサイズを調整して、ベースステーションが、著しく早く到着するフレームに著しく「敏感」に反応しないようにすることができる。フレームは、例えば、選択された待ち行列のデータをある場合に予想より早く搬送できるので到着が早過ぎることになり、従って、ノード間の搬送が例えば上記２０ｍｓより速く生じることになる（待ち行列処理は、典型的に、予想される待ち行列処理時間に対してある分布をもつ統計学的プロセスである）。設定された２０ｍｓの最大遅延は、２０ｍｓを越える確率が比較的僅かであることを意味する。しかしながら、ある場合には、これは、ベースステーションへの到着が早過ぎる確率が高くなることも意味する。
【００３３】
図４は、上述した手順の原理を更に詳細に示すフローチャートである。接続の設定中に、対応する搬送層サービスクラスが決定される。この決定は、例えば、無線アクセスベアラパラメータ、又は決定された無線ベアラパラメータに基づいて行われる。これは、ＲＮＣノードの実施に依存する。その後、既存の搬送層待ち行列のいずれか１つ（サービス又は接続特有の）が選択されるか、又は新たな待ち行列が形成されるか、或いは既存の待ち行列の重みが変更される。又、新たな搬送接続により必要とされるリソースをチェックしそして予約するために、この段階において接続受け入れ制御（ＣＡＣ）も実行できる。その後に、ピアノード、例えば、ベースステーション又は別のＲＮＣに向かう接続設定シグナリングをスタートすることもできる。この設定シグナリングは、搬送サービスクラスの情報を送信するのに使用される。この情報は、アプリケーションに基づき、「ＮＢＡＰ無線リンク設定要求（搬送チャンネル情報）」、「Ｑ．ａａｌ２確立要求（ＡＡＬ２経路特性）又は（サービスされるユーザ搬送）」等のメッセージにおいて搬送できるが、これは一例に過ぎず、これに限定されるものではない。上記ＮＢＡＰは、ノードＢアプリケーションプロトコルの省略形であり、そしてＳＵＴは、サービスされるユーザ搬送の省略形である。Ｑ．ａａｌ２は、ＩＴＵ−Ｔ（インターナショナル・テレコミュニケーション・ユニオン）推奨勧告Ｑ．２６３０に規定されたＡＡＬ２シグナリングプロトコルを指す。Ｑ．ａａｌ２は、アクセスネットワークノード間のシグナリングに対してＵＴＲＡＮリリース９９に使用される搬送ネットワークシグナリングプロトコルである。
【００３４】
Ｑ．ａａｌ２のサービスされるユーザ搬送（ＳＵＴ）のパラメータは、サービスされる２人のピアユーザ間に情報を透過的に搬送するために規定されたものであるから、この目的に使用することができる。搬送サービスクラスを、Ｑ．ａａｌ２ ＣＳ−２（ケーパビリティセット２）に導入されたＡＡＬ２経路特性パラメータへとマップすることができよう。しかしながら、この特定メカニズムは、ＡＡＬ２シグナリングを使用する非交換型筋書きにしか適用できず、他のアプリケーションは、異なる実施を必要とする。この解決策では、サービスクラスの数は、デフォールトにより２つ（厳格又は寛大）である。ＡＡＬ２経路特性は、ＡＡＬ２ ＣＰＳ待ち行列の選択ではなく、ＡＡＬ２経路選択（即ち、ＡＴＭ ＶＣＣ；非同期転送モード仮想チャンネル接続）に対してＩＴＵ−Ｔ（インターナショナル・テレコミュニケーション・ユニオン）により最初に規定されたものであることを強調しておく。
【００３５】
ベースステーション６とユーザ装置１との間の無線インターフェイスにいわゆる層１マルチプレクシングが適用される場合には、搬送層待ち行列の選択と無線ネットワーク層のスケジューリングとの間にも結合が必要となる。層１のマルチプレクシングとは、２つ以上の搬送チャンネルが無線インターフェイスにおいて同じ無線フレームにマップされた状態となるような技術を指す。これらのフレームは、たとえフレームがＩｕｂ及び／又はＩｕｒインターフェイスにおいて個別の搬送チャンネルを経て搬送されても、ベースステーションにおいて同時に使用できることが必要である。
【００３６】
サービスクラスに関連する待ち行列は、そのクラスのＡＡＬ２接続（即ち同じ待ち行列を経て搬送される接続）がマルチプレクスされるところの所与のＡＴＭ接続（例えば、ＡＴＭ ＶＣＣ）を表わす。又、この待ち行列は、ＡＴＭ ＶＣＣを経て搬送されるＡＡＬ２接続のある部分も表わすことができる。換言すれば、後者の筋書きでは、全てのクラスが同じＡＴＭ ＶＣＣを共用するが、異なるＡＡＬ２接続は、異なるプライオリティを有する。
【００３７】
新たなＦＰインスタンスは、選択された搬送サービスクラスの遅延性能に基づいて初期化される。搬送サービスクラスの遅延性能は、待ち行列サービスの訓練及びサービングレートによって決定される。レートは、例えば、重み付けされた公平な待ち行列処理のような重み付けスキムが使用される場合には重みによって定義することができる。重み付け機能は、待ち行列の重みがネットワーク要素のユーザ（例えば、ネットワーク２のオペレータ又は移動ステーション１のユーザ）により構成可能となるように実施できる。又、待ち行列の重みの動的な調整も、例えば、待ち行列におけるデータの量に基づいて可能となる。待ち行列の重みが指定されてもよく、及び／又は重みの動的な変更が、データベアラのアクチベーション／デアクチベーション中に、即ちコアネットワークとユーザ装置との間の論理的接続中に実施されるのが好ましい。
【００３８】
上述したメカニズムは、出発ノードから行先ノードまでの経路に沿って（例えば、ＲＮＣ７とベースステーション６との間のＩｕｂを通る経路において）サービス区別化から利益を得られるようにするために必要とされる。この区別化は、例えば、選択された遅延に基づくか、又はサービスクオリティＱｏＳパラメータ又はクラスに基づく。選択された搬送サービスクラスをピアノード（ＢＳ）へシグナリングすることは、多数のやり方で実行できる。例えば、２つの無線アクセスネットワークノード間のＩｕｒインターフェイスの場合には、ノードＢアプリケーションプロトコル（ＮＢＡＰ）又はＲＮＳＡＰを使用することができる。既存のプロトコルを使用するときには、適当な搬送プライオリティ情報エレメントをそれに対応するプロトコルメッセージに追加する必要がある（例えば、無線リンク追加）。
【００３９】
上述した解決策は、ＩＰ（インターネットプロトコル）ベースの搬送環境にも適応できることに注意されたい。上述した待ち行列スキムは、例えば、各待ち行列が、ＩＰ ＤｉｆｆＳｅｒｖアプリケーションのあるパー・ホップ・ビハビオア（ＰＨＢ）特徴へとマップされるようなＩＰ区別化サービスアーキテクチャーにより実施できる。一般に、上記実施形態は、使用する搬送プロトコルの形式とは独立して実施できる。
【００４０】
本発明の実施形態は、ＦＰフレーム及び無線フレームに関連して説明したが、２つ以上のノード間における他の適当な形式の搬送エンティティにも適用できることを理解されたい。更に、これら実施形態は、ワイヤレスユーザ装置に係るものであるが、他の適当な形式のユーザ装置にも適用できる。本発明の実施形態は、無線アクセスネットワークのベースステーションと無線ネットワークコントローラとの間のインターフェイスについて説明した。本発明の実施形態は、他のネットワーク要素にも適宜に適用することができる。通信は、アップリンク方向、ダウンリンク方向、又はアクセスネットワーク内、或いは少なくとも２つのノードより成る他のネットワークエンティティ内で行うことができる。
【００４１】
以上、本発明の実施形態を詳細に説明したが、ここに開示した解決策に対し、特許請求の範囲に記載した本発明の範囲から逸脱せずに多数の修正や変更がなされ得ることが明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態を適用できる通信システムを示す図である。
【図２】 アクセスネットワークノードにおける待ち行列の概略図である。
【図３】 搬送エンティティの一例を示す図である。
【図４】 本発明の一実施形態の動作を示すフローチャートである。

Claims (38)

1. 複数のノードを備えたパケット交換通信システム内で情報を搬送するための方法であって、この情報は、第１の搬送エンティティにより第１ノードから第２ノードへ、そして第２の搬送エンティティにより第２ノードから更に送信され、上記方法は、
   第１の搬送エンティティに対する許容搬送遅延を定義し、
   第１ノードにおいて第１の搬送エンティティを上記許容搬送遅延の情報に基づいて複数の搬送クラスへと分配し、
   第１ノードから第２ノードへ搬送されるべき搬送エンティティに対する指示子を、その搬送クラスの情報と、所与の時間に第２ノードから搬送されるべき上記第２搬送エンティティの搬送エンティティの情報とに基づいて指定し、
   上記搬送エンティティを第１ノードから第２ノードへ搬送し、そして
   第２ノードにおいてその搬送エンティティを受信し、そしてその受信した搬送エンティティの情報を、上記指示子に基づき第２搬送エンティティの搬送エンティティへ挿入する、
   という段階を備えた方法。
2. 上記指示子における情報は、第２ノードにおいて上記搬送エンティティの許容遅延を補償するために必要とされるオフセットに関連している請求項１に記載の方法。
3. 上記第１搬送エンティティは、フレームプロトコル層のフレームを含む請求項１又は２に記載の方法。
4. 上記第２搬送エンティティは、無線フレームを含む請求項１ないし３のいずれかに記載の方法。
5. 上記オフセットは、無線フレームの数として表わされる請求項２ないし４のいずれかに記載の方法。
6. 上記第１搬送エンティティは、第１ノードにおいて搬送待ち行列へと分配され、各待ち行列は、プライオリティ基準をベースとして搬送クラスに対して指定される請求項１ないし５のいずれかに記載の方法。
7. 上記第１ノードは、第１ノードから第２ノードへ搬送エンティティを搬送しなければならないのと同時に第２ノードから更に搬送されるべきである搬送エンティティについて知らされる請求項１ないし６のいずれかに記載の方法。
8. 上記第１ノードは、上記搬送エンティティに対して指定されるべき指示子を発生する請求項１ないし７のいずれかに記載の方法。
9. 上記指示子は、上記搬送エンティティの許容遅延を補償するのに使用するパラメータを含む請求項１ないし８のいずれかに記載の方法。
10. 上記搬送エンティティは、搬送層において上記複数の搬送クラスへ分配される請求項１ないし９のいずれかに記載の方法。
11. 上記指示子は、フレームプロトコル層において搬送される請求項１０に記載の方法。
12. 上記指示子は順序番号を含み、上記搬送エンティティは、この順序番号により定義された順序で第２ノードから逐次に搬送される請求項１ないし１１のいずれかに記載の方法。
13. 上記第１ノードは、上記第２ノードから搬送されるべき搬送エンティティの順序番号の情報に基づいて順序番号を発生する請求項１２に記載の方法。
14. 上記第１ノードは、上記第２ノードからの２つの後続搬送エンティティの搬送間の搬送インターバルの情報に基づいて順序番号を発生する請求項１２又は１３に記載の方法。
15. 上記第２ノードにおいて搬送エンティティが到着するためのタイミングウインドウを設定する段階を更に備え、このタイミングウインドウは、搬送エンティティが第２ノードに受入可能に受け取られる周期を定義する請求項１ないし１４のいずれかに記載の方法。
16. 上記第１ノードから搬送されるべき情報エンティティは、ペイロード部分を含み、そして上記指示子は、ペイロード部分の前又は後に搬送エンティティに挿入される請求項１ないし１５のいずれかに記載の方法。
17. 搬送クラスへの搬送エンティティの分配は、データベアラのフレームにより搬送されるべき情報の量、フレームに含まれたデータパケットの量、エラー許容度、フレームペイロードのサイズ、情報の緊急性、情報の重要性の少なくとも１つに基づく請求項１ないし１６のいずれかに記載の方法。
18. 上記第１及び第２ノードは、無線アクセスネットワークに含まれる請求項１ないし１７のいずれかに記載の方法。
19. 上記第１ノードは、無線ネットワークコントローラより成り、そして上記第２ノードは、ベースステーションより成る請求項１８に記載の方法。
20. 上記ベースステーションは、上記指示子に基づいて定義された時間にワイヤレスリンクを経てユーザ装置へ搬送エンティティを更に搬送する請求項１９に記載の方法。
21. 上記無線ネットワークコントローラは、無線アクセスネットワークとユーザ装置との間のワイヤレスリンクの確立を制御し、異なる搬送クラスへの分配は、無線アクセスネットワークのプロトコル層スタックの搬送層において実行される請求項２０に記載の方法。
22. 上記第１ノードは、ベースステーションより成り、そして上記第２ノードは、無線ネットワークコントローラより成る請求項１８に記載の方法。
23. 上記第１及び第２ノードの各々は、無線ネットワークコントローラより成る請求項１８に記載の方法。
24. 上記搬送エンティティの少なくとも１つの搬送は、インターネットプロトコルに基づく請求項１ないし２３のいずれかに記載の方法。
25. 上記情報エンティティは、第１ノードにおいて、サービスクオリティパラメータに基づき複数の搬送待ち行列へと分配される請求項１ないし２４のいずれかに記載の方法。
26. ２つ以上の搬送チャンネルを搬送エンティティへとマルチプレクスする段階を更に含む請求項１ないし２５のいずれかに記載の方法。
27. 搬送クラスの少なくとも１つに重みをセットする段階を更に含む請求項１ないし２６のいずれかに記載の方法。
28. 第１ノード及び第２ノードを備え、情報は、第１の搬送エンティティにより第１ノードから第２ノードへ、そして第２の搬送エンティティにより第２ノードから更に送信され、
    第１の搬送エンティティに対する許容搬送遅延を定義する手段と、
    第１ノードにおいて第１の搬送エンティティを上記許容搬送遅延の情報に基づいて複数の搬送クラスへ分配する手段と、
    第１ノードから第２ノードへ搬送されるべき搬送エンティティに対する指示子を、その搬送クラスの情報と、所与の時間に第２ノードから搬送されるべき上記第２搬送エンティティの搬送エンティティの情報とに基づいて指定する手段と、
    上記搬送エンティティを第１ノードから第２ノードへ搬送するための、第１ノードと第２ノードとの間のインターフェイスと、
    第２ノードにおいて受信した搬送エンティティの情報を、上記指示子に基づき第２搬送エンティティの搬送エンティティへ挿入する手段と、
    を更に備えた通信システム。
29. 上記指示子に含まれた情報は、第２ノードにおいて上記搬送エンティティの許容遅延を補償するのに必要とされるオフセットに関連している請求項２８に記載の通信システム。
30. 上記オフセット情報は、無線フレームに基づくパラメータより成る請求項２９に記載の通信システム。
31. 上記第１ノードは、上記搬送エンティティに対して指定されるべき指示子を発生する請求項２９ないし３０のいずれかに記載の通信システム。
32. 上記第１搬送エンティティは、フレームプロトコル層のフレームより成り、そして第２搬送エンティティは、無線フレームより成る請求項２９ないし３１のいずれかに記載の通信システム。
33. 搬送クラスに対して各々指定された搬送待ち行列が第１ノードにより設けられ、第１ノードは、第１搬送エンティティを待ち行列へと分配する請求項２９ないし３２のいずれかに記載の通信システム。
34. 上記第１ノードには、第１ノードから第２ノードへ搬送エンティティを搬送しなければならないのと同時に第２ノードから更に搬送されるべき搬送エンティティに関する情報が与えられる請求項２９ないし３３のいずれかに記載の通信システム。
35. 上記指示子は順序番号を含み、上記搬送エンティティが、この順序番号により定義された順序で第２ノードから逐次搬送されるように構成された請求項２９ないし３４のいずれかに記載の通信システム。
36. 上記第２ノードにおいて搬送エンティティが到着するためのタイミングウインドウを設定する手段を更に備え、このタイミングウインドウは、搬送エンティティが第２ノードに受入可能に受け取られる周期を定める請求項２９ないし３５のいずれかに記載の通信システム。
37. 上記第１及び第２ノードは、無線アクセスネットワークに含まれる請求項２９ないし３６のいずれかに記載の通信システム。
38. 上記第１ノードは、サービスクオリティパラメータに基づき搬送エンティティを複数の搬送クラスへと分配する請求項２９ないし３７のいずれかに記載の通信システム。

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