JP3802420B2 - パケット交換データ伝送におけるデータ・パケット番号付加方式 - Google Patents
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Description
【０００１】
（発明の背景）
本発明は、パケット交換データ伝送に関し、より正確には、特に肯定応答のあるデータ伝送に関するデータ・パケット番号付加方式の最適化に関する。
【０００２】
例えばUMTS（ユニバーサル移動通信システム）およびIMT-2000（国際移動電話システム）と呼ばれる第3世代の移動通信システムの開発における目的の一つは、GSMシステム（移動通信のためのグローバル・システム）等の第2世代の移動通信システムとできるだけ良好な互換性を有することである。例えば、UMTSシステムのコア・ネットワークは、できるだけ既存ネットワークの効率的な使用を認めるGSMコア・ネットワークに基いて構築するように設計されている。もう一つの目的は、第3世代の移動局がUMTSシステムとGSMシステム間のハンドオーバを行えるようにすることである。このことはパケット交換データ伝送、特にUMTSと、GSMシステムのために設計されたパケット無線ネットワークGPRS（一般パケット無線サービス）との間のパケット交換データ伝送にも適用される。
【０００３】
パケット交換データ伝送においては、信頼性の高い、すなわち肯定応答のある伝送、または、信頼性の低い、すなわち肯定応答のない伝送のいずれかを用いることができる。肯定応答のある伝送においては、受信機が、受信したデータ・パケットPDU（プロトコル・データ・ユニット）の肯定応答を送信機に送るので、送信機は失われたか損傷したパケットを再送することができる。SGSN（在圏GPRSサポート・ノード）間のハンドオーバをGPRSシステム内で行うとき、データ伝送の信頼性は、８ビットのN-PDU（ネットワークPDU）番号によって保証される。この番号は、データ・パケットに付加され、どのデータ・パケットが受信機に伝送されたかをチェックするために使用される。現在の仕様によるUMTSシステムにおいては、パケット・データ・プロトコルのRLC（無線リンク制御）層の12ビットのRLCシーケンス番号が、パケット交換データ伝送における在圏サポート・ノード間のハンドオーバの信頼性を保証するために用いられている。
【０００４】
GPRSからUMTSへのハンドオーバにおいては、UMTSシステムがハンドオーバの信頼性に対して責任がある。この信頼性はGPRSのN-PDU番号によってチェックされる。このN-PDU番号は、UMTSにおけるハンドオーバ処理において使用される識別番号を生成するために用いられる。ハンドオーバがUMTSからGPRSへ行われるとき、GPRSシステムがそのハンドオーバに対して責任がある。この場合、信頼性はUMTSに含まれたデータ・パケットの識別データに基いてチェックされる。このため、UMTSデータ・パケット・プロトコルに属するコンバージェンス・プロトコル層PDCP（パケット・データ・コンバージェンス・プロトコル）のデータ・パケットに追加バイトとして追加される8ビットのデータ・パケット番号がUMTSシステム用に設計されている。従って、このPDCP-PDU番号は一つのデータ・パケット番号を形成し、このデータ・パケット番号は論理的にGPRSのN-PDU番号に対応すると共に、このデータ・パケット番号に基いて、全てのデータ・パケットが高い信頼性で伝送されたかどうかがハンドオーバ中にチェックされる。12ビットのRLCシーケンス番号から最上位の4ビットを取り除くことによって、8ビットのPDCP-PDU番号を形成することも可能である。対応するPDCP-PDU番号付け、すなわちN-PNU番号付けは、UMTS内の無線ネットワーク・サブシステム間での内部ハンドオーバ（SRNS再配置）においても使用可能である。UMTS内の内部ハンドオーバにおいては、データ・パケットPDUをバッファに格納して、ハンドオーバがもう一つのシステムの在圏サポート・ノードSGSNか、新らしい在圏無線ネットワーク・サブシステムSRSNに対して行われるまで待つ。そして、伝送したデータ・パケットを、受信されたデータ・パケットの肯定応答を受信機から受信したときに、バッファから除去する。
【０００５】
上記に説明した方法に関する問題は、PDCP-PDU番号によって形成された追加バイトをコンバージェンス・プロトコル層PDCPにおける各データ・パケットのヘッダ領域に追加することにある。このことは、追加バイトが各データ・パケットの中で伝送されるので、データ伝送における負荷を増やすことになる。通常のデータ伝送においては、UMTSパケット・データ・サービスはPDCP-PDU番号を使用しない。それはUMTSとGPRS間のハンドオーバと、UMTS内の内部ハンドオーバにおいてのみ使用される。
【０００６】
上記に説明した構成に関するもう一つの問題は、RLCシーケンス番号からPDCP-PDU番号を生成することにある。RLCシーケンス番号は、RLC層のデータ・ユニットRLC-PDUに対して連続的に規定される。システムにおける遅れによって、バッファは多くのデータ・ユニットRLC-PDUを含むことが有り得る。RLCシーケンス番号が、8ビットによって表すことができる最大１０進数である２５５を越えた場合、二つ以上のデータ・パケットが同じPDCP-PDU番号を受け取ることが有り得る。なぜなら、最上位の４ビットが１２ビットのRLCシーケンス番号から除去されるためである。その場合、受信機は、受信したパケットのPDCP-PDU番号に基いて肯定応答すべきデータ・パケットを限定することができず、ハンドオーバの信頼性を保証することはもはやできない。
【０００７】
PDCP層におけるパケット・データ伝送の可能な多重化にも問題がある。なぜなら、PDCP層より下のRLC層がいくつかの接続から同時にデータ・パケットを受け取るからである。ハンドオーバの信頼性は接続に基いて確かめられるので、いくつかの同時接続のためにRLCシーケンス番号を規定することが非常に困難であるのみならず、ハンドオーバの点で信頼性がない。
（発明の概要）
本発明の目的は、上記に述べた不都合を最少にするための改善された方法とその方法を実施する装置を提供することにある。本発明の目的は、独立請求項の中で開示されたことを特徴とする方法と装置によって達成される。本発明の好ましい実施例は従属請求項の中で開示されている。
【０００８】
本発明は、PDCP層におけるデータ・パケット番号付けにおいて、カウンタによって維持される「仮想の」データ・パケット番号付けを用いることを基本にしている。送信PDCPと受信PDCPは、伝送されるデータ・パケットをカウンタによって監視し、受信PDCPは、受信したデータ・パケットの肯定応答を、好ましくは、データ・パケット番号をデータ・パケットと共に伝送する必要のない、通常の肯定応答されるデータ伝送に対応する方法で、カウンタの読みによって行う。本発明の好ましい実施例によれば、ある間隔で、劣悪な伝送条件で伝送されるか、システムの限界のために伝送されるデータ・パケットに、データ・パケット番号を付加することができる。データ・パケット番号は各データ・パケットに付加されないが、データ・パケット・カウンタは同期させることができる。
【０００９】
本発明の方法と装置の利点は、最適の伝送状態において、肯定応答されるデータ伝送を、データ・パケット番号を伝送する必要なく保証できることである。非最適伝送状態においては、データ・パケット番号は、非常に少ないデータ・パケットの中で伝送される。もう一つの利点は、肯定応答され、バッファから除去されるデータ・パケットを、明確に決定することができることである。更なる利点は、対応する仮想のデータ・パケット番号付けが将来のGPRSバージョンにも導入されるならば、本発明の方法が、UMTSの無線ネットワーク・サブシステム間の内部ハンドオーバのみならず、UMTSとGPRS間のハンドオーバにも適用できることである。本発明を、添付図面を参照して好ましい実施例によって更に詳しく説明する。
（発明の詳細な説明）
UMTSシステムとGPRSシステムのパケット無線サービスを一例として使って、以下に本発明を説明する。しかしながら、本発明は、これらのシステムに限定されるものではなく、以下に述べる方法でデータ・パケットの肯定応答を要求するどのようなパケット交換データ伝送方法にも適用可能である。本発明は特に、UMTSとGPRS間の肯定応答されるハンドオーバと、UMTSにおける無線ネットワーク・サブシステム間の内部ハンドオーバ（SRNS再配置）の両方に適している。従って、前者の場合、この記述に用いられる用語である受信PDCPは、GPRSの対応する機能すなわちSNDCPと置き換えることができる。
【００１０】
図1は、GPRSシステムがGSMシステムに基いてどのように構築されるかを示している。GSMシステムは、無線路を介して無線基地局BTSと通信する移動局MSを備えている。いくつかの無線基地局BTSは、無線基地局で使用可能な無線周波数とチャンネルを制御する基地局制御局BSCに接続されている。基地局制御局BSCは、接続のセットアップ／確立および正しいアドレスへの呼の経路選択を担う移動交換局MSCと、Aインターフェースを介して通信する。MSCは移動加入者についての情報を有する二つのデータベースによって支援される。一つは、移動通信ネットワークの全ての加入者についての情報と、それらの加入者によって注文されるサービスについての情報とを含むホーム・ロケーション・レジスタHLRであり、もう一つは、ある移動交換局MSCの領域を訪れる移動局についての情報を含むビジター・ロケーション・レジスタVLRである。移動交換局MSCは、ゲートウェイ移動交換局GMSCを介して他の移動交換局と通信すると共に、公衆交換電話網PSTNと通信する。GSMシステムの詳細な説明に関しては、「ETSI／GSM仕様書」とフランスPalaiseauのM.Mouly氏とM.Pautet氏による「移動通信のためのGSMシステム（The GSM system for Mobile Communications）」（19992年ISBN:2-957190-07-7）を参照のこと。
【００１１】
GSMネットワークに接続されたGPRSシステムは、二つの殆ど独立した機能、すなわち、ゲートウェイGPRSサポート・ノードGGSNと、在圏GPRSサポート・ノードSGSNを有している。GPRSネットワークは、いくつかの在圏サポート・ノードとゲートウェイ・サポート・ノードを有することができ、典型的にはいくつかの在圏サポート・ノードが一つのゲートウェイ・サポート・ノードGGSNに接続される。SGSNノードとGGSNノードの両方共、移動局の移動性をサポートすると共に移動通信システムを制御するルータとして機能し、移動局の位置と使用されるプロトコルとに拘わらず、データ・パケットを特定の経路で移動局に伝送する。在圏サポート・ノードSGSNは、移動通信ネットワークを介して、移動局MSと通信する。移動通信ネットワークへの接続（Gbインターフェース）は、典型的には、無線基地局BTSか基地局制御局BSCのいずれかを介して確立される。在圏サポート・ノードSGSNの機能は、その領域内のパケット無線接続のできる移動局を検出して、データ・パケットをこれらの移動局に伝送すると共にこれらの移動局から受信することと、そのサービス領域内の移動局の位置を監視することである。更に、在圏サポート・ノードSGSNは、シグナリング・インターフェースGsを介して移動交換局MSCとビジター・ロケーション・レジスタVLRと通信し、Grインターフェースを介してホーム・ロケーション・レジスタHLRと通信する。ホーム・ロケーション・レジスタHLRはまた、パケット無線サービスに関するGPRSレコードを含み、加入者専用のパケット・データ・プロトコルを有している。
【００１２】
ゲートウェイ・サポート・ノードGGSNは、GPRSネットワークと外部データ・ネットワークPDN（パケット・データ・ネットワーク）との間のゲートウェイとして機能する。外部データ・ネットワークには、もう一つのネットワーク・オペレータのGPRSネットワーク、インターネット、X.25ネットワーク、または私設ローカル・エリア・ネットワークがある。ゲートウェイ・サポート・ノードGGSNは、Giインターフェースを介してこれらのデータ・ネットワークと通信する。ゲートウェイ・サポート・ノードGGSNと在圏サポート・ノードSGSN間で伝送されるデータ・パケットは、常にGPRS標準に従ってカプセル化される。ゲートウェイ・サポート・ノードGGSNはまた、GPRS移動局のPDP（パケット・データ・プロトコル）アドレスと、経路選択データすなわちSGSNアドレスとを含んでいる。経路選択データは従って、外部データ・ネットワークと在圏サポート・ノードSGSN間のデータ・パケットをリンクするために用いられる。ゲートウェイ・サポート・ノードGGSNと在圏サポート・ノードSGSN間のGPRSコア・ネットワークは、IPプロトコル、好ましくはIPv6（インターネット・プロトコル第６版）を使用するネットワークである。
【００１３】
パケット交換データ伝送においては、端末とネットワーク・アドレス間の通信ネットワークによって提供される接続は、普通、コンテキストと呼ばれる。これは、宛先アドレス間の論理リンクと呼ばれ、この論理リンクを介してデータ・パケットが宛先アドレス間で伝送される。この論理リンクは、たとえパケットが伝送されなくても存在し、その場合、システム容量を費やさず、他の接続のために取っておくことができる。従って、コンテキストは例えば回線交換接続とは異なる。
【００１４】
図2は、第３世代のUMTSネットワークが、高度GSMコア・ネットワークに関連して、どのようにして構築できるのかを、簡単に示した図である。このコア・ネットワークにおいて、移動交換局／ビジター・ロケーション・レジスタ3G-MSC/VLRは、ホーム・ロケーション・レジスタHLRと通信し、好ましくは、インテリジェント・ネットワークのサービス制御ポイントSCPとも通信する。在圏サポート・ノード3G-SGSNへの接続は、Gs’インターフェースを介して確立され、公衆交換電話網PSTN/ISDNへの接続は、GSMについて前述されたように確立される。在圏サポート・ノード3G-SGSNから外部データ・ネットワークPDNへの接続が、GPRSシステムにおけるのと全く同じ方法で確立される、すなわち、外部データ・ネットワークPDNに接続されたゲートウェイ・サポート・ノード3G-GGSNにGnインターフェースを介して接続される。移動交換局／ビジター・ロケーション・レジスタ3G-MSC/VLRと在圏サポート・ノード3G-SGSNは両方とも、luインターフェースを介して無線ネットワークUTRAN（UMTS地上波無線アクセスネットワーク）と通信する。このluインターフェースは、GSM/GPRSシステムを考慮してAインターフェースとGbインターフェースの機能を結合したものである。luインターフェースは、全く新しい機能を備えることもできる。無線ネットワークUTRANは、無線ネットワーク制御局RNCと、その無線ネットワーク制御局と通信し、ノードBsとも呼ばれる基地局BSとから成るいくつかの無線ネットワーク・サブシステムRNSで構成されている。基地局は、無線路を介して、ユーザ機器UE、典型的には移動局MSと通信する。
【００１５】
図3aと図3bは、それぞれGPRSとUMTSのプロトコル・スタックを示している。これらのプロトコルに従う規定は、当該システムにおけるユーザ・データの伝送において使用される。図3aは、移動局MSとGPRSシステムのゲートウェイ・サポート・ノードGGSNとの間でユーザ・データを伝送するために用いられるプロトコル・スタックを示している。移動局MSとGSMネットワークの基地局システムBSSとの間では、データは、通常のGSMプロトコルに従ってUmインターフェースを通って伝送される。基地局システムBSSと在圏サポート・ノードSGSNの間のGbインターフェースでは、最下位プロトコル層が開放されたままであり、ATMプロトコルまたはフレーム・リレー・プロトコルが第2層において使用される。第２層の上のBSSGP層（基地局システムGPRSプロトコル）は、経路選択および品質サービスの規定と、データ・パケットの肯定応答およびGbインターフェースの管理に関するシグナリングの規定とを、伝送されるデータ・パケットに追加する。
【００１６】
移動局MSと在圏サポート・ノードSGSNの間の直接通信は、二つのプロトコル層、すなわち、SNDCP（サブ・ネットワーク従属コンバージェンス・プロトコル）層とLLC（論理リンク制御）層の中で規定される。伝送されるユーザ・データは、SNDCP層において、一つまたはそれ以上のSNDCデータに分割される。この場合それに関連するTCP／IP又はUDP／IPのヘッダ領域を必要なら圧縮できる。SNDCデータ・ユニットは、データ伝送に関するアドレスと制御情報とが追加されたLLCフレームで伝送され、このLLCフレームの中でSNDCデータ・ユニットを暗号化することができる。LLC層の機能は、移動局MSと在圏サポート・ノードSGSN間のデータ伝送接続を維持することと、損傷したフレームを再送することである。在圏サポート・ノードSGSNは、移動局MSから到着したデータ・パケットを更に正しいゲートウェイ・サポート・ノードGGSNに経路選択する役を担っている。トンネリング・プロトコル（GTP、GPRSトンネリング・プロトコル）は、GPRSコア・ネットワークを介して伝送された全てのユーザ・データとシグナリングをカプセル化し、トンネリングするために、この接続で用いられる。GTPプロトコルはGPRSコア・ネットワークによって用いられるIPより上位で実行される。
【００１７】
UMTSにおけるパケット交換ユーザ・データの伝送において用いられる図3bのプロトコル・スタックは、大部分GPRSプロトコル・スタックと対応しているが、いくつかの大きな例外がある。図3bに見られるように、UMTSにおいては、在圏サポート・ノード3G-SGSNはどのプロトコル層においても移動局MSなどのユーザ機器UEと直接通信せず、全てのデータは無線ネットワークUTRANを介して伝送される。この場合、在圏サポート・ノード3G-SGSNは主として、データ・パケットをGTPプロトコルに従って無線ネットワークUTRANに伝送するルータとして機能する。無線ネットワークUTRANとユーザ機器UE間のUuインターフェースにおいては、低レベルデータ伝送が、物理層におけるWCDMAまたはTD-CDMAプロトコルに従って生じる。その機能に関しては、物理層の上位にあるRLC層とMAC層が、GSMの対応する層と類似している。しかしながら、LLC層のいくつかの機能はUMTSのRLC層に移されている。これらの上位にあるPDCP層は、主としてGPRSシステムのSNDCP層の代わりをしており、このPDCP層の機能はSNDCP層のそれと殆ど同じである。
【００１８】
図4のシグナリング・チャートは、UMTSからGPRSへの従来のハンドオーバを示す。この種のハンドオーバは、UMTSセルから異なる在圏サポート・ノードSGSNを使用するGSM/GPRSセルへのパケット・データ伝送の期間に移動局MSが動くときに実施される。その場合、移動局MS及び／又は無線ネットワークBSS/UTRANが、ハンドオーバについての決定を行う（ステップ４００）。移動局は、経路選択領域更新要求（RA更新要求、４０２）を新在圏サポート・ノード2G-SGSNに送る。この在圏サポート・ノード2G-SGSNは、移動局の移動管理とPDPコンテキストとを規定するSGSNコンテキスト要求を、旧在圏サポート・ノード3G-SGSNに送る。在圏サポート・ノード3G-SGSNは、パケット・データ接続を担っている無線ネットワーク・サブシステムSRNS（在圏RNS）に、より正確には、そのシステムの無線ネットワーク制御局SRNC（在圏RNC）に、SRNSコンテキスト要求（４０６）を送る。その要求に応答して、SRNSは、移動局MSにデータ・パケットを送ることを停止し、伝送するデータ・パケットをバッファに入れて、在圏サポート・ノード3G-SGSNに応答（SRNSコンテキスト応答、４０８）を送る。これに関して、例えば、無線ネットワーク・サブシステムSRNSが、バッファに書き込まれるデータ・パケットのために、PDCP-PDU番号、すなわち、N-PDU番号を規定する。移動局MSの移動管理データとPDPコンテキスト・データを受け取ると、在圏サポート・ノード3G-SGSNはそれらを在圏サポート・ノード2G-SGSNに渡す（SGSNコンテキスト応答、４１０）。
【００１９】
必要ならば、在圏サポート・ノード2G-SGSNは、ホーム・ロケーション・レジスタHLRから移動局を認証することができる（セキュリティ機能、４１２）。新在圏サポート・ノード2G-SGSNは、旧在圏サポート・ノード3G-SGSNに、起動されたPDPコンテキストのデータ・パケットを受け取る準備ができていることを知らせる（SGSNコンテキストAck、４１４）。これに応答して、在圏サポート・ノード3G-SGSNは、無線ネットワーク・サブシステムSRNSに対して（SRNSコンテキストAck、４１６ａ）、バッファに書き込まれたデータ・パケットを在圏サポート・ノード3G-SGSNに転送するよう要求し（パケット転送、４１６ｂ）、それらを在圏サポート・ノード2G-SGSNに転送する（パケット転送、４１８）。在圏サポート・ノード2G-SGSNは、GPRSシステムに従って、ゲートウェイ・サポート・ノードGGSNと共にPDPコンテキストを更新する（PDPコンテキスト更新要求／応答）。このあと、在圏サポート・ノード2G-SGSNは、ホーム・ロケーション・レジスタHLRに、新在圏サポート・ノードを知らせ（GPRSロケーション更新、４２２）、その場合、旧在圏サポート・ノード3G-SGSNと無線ネットワーク・サブシステムSRNSによって確立された接続が切断され（４２４a、４２４b、４２４ｃ、４２４ｄ）、必要な加入者データが新在圏サポート・ノード2G-SGSNに伝送され（４２６a、４２６ｂ）、ホーム・ロケーション・レジスタHLRが新在圏サポート・ノード2G-SGSNについての肯定応答を行う（GPRSロケーション更新Ack、４２８）。
【００２０】
それから、在圏サポート・ノード2G-SGSNは、移動局MSの加入者権利とその場所をチェックし、在圏サポート・ノード2G-SGSNと移動局MSの間の論理リンクを確立した後、移動局MSに対してなされた経路選択領域更新要求を受け入れることができる（RA更新受け入れ、４３０）。これに関連して、移動局MSは、開始されたハンドオーバ処理の前に移動局MSがUMTSの無線ネットワーク・サブシステムSRNSに送ったどのデータが成功裏に受け取られたかも知らされる。これらのデータ・パケットは上述のように生成されたPDCP-PDU番号によって識別される。移動局MSは、経路選択領域更新要求を受け取ったことを肯定応答し（RA更新完了、４３２）、同時に、在圏サポート・ノード2G-SGSNは、開始されたハンドオーバ処理の前に在圏サポート・ノード3G-SGSNによって無線ネットワーク・サブシステムSRNSを介して送られたどのデータ・パケットが移動局MSによって成功裏に受け取られたかが知らされる。この後、在圏サポート・ノード2G-SGSNは、基地局システムBSSを介してのデータ・パケットの伝送を開始することができる（４３４）。
【００２１】
以下の表は、RLCシーケンス番号からの8ビットPDCP-PDU番号の生成と、それによって生じる問題点を示す。
【００２２】
【表１】
【００２３】
例えば、この表において、１２ビットの１０進数９４、３５０、６０６、および８６２が、上述の方法によって、どのようにして８ビットの番号に変換されるかがわかる。８つの最小桁ビットだけが変換において考慮されるので、上に述べた全ての番号は、同じ８ビットのバイナリ表示となる。従って、バッファが、殆ど９００に近いデータ・ユニットRLC-PDUを含む場合、上に述べたRLCシーケンス番号を含むデータ・ユニットは同じ８ビット表示となる。受信機が、成功裏に受信したデータ・パケットについての肯定応答を送信機にしたとき、送信機は、どのデータ・パケットをバッファから除去することができるかを、肯定応答された８ビット番号に基いて明確に知ることができない。
【００２４】
図5は、PDCPデータ伝送において、データ伝送がどのように肯定応答され、肯定応答される伝送が用いられたときに、データ・パケットがどのように進むのかを示す。PDCPエンティティは、ユーザから、データ・パケットを伝送するための要求（PDCP-DATA要求（req）、５００）を受信するのみならず、その要求と共にデータ・パケットPDCP-SDU（サービス・データ・ユニット）を受信する。これらのパケットは、ネットワーク層データ・パケットであるので、N-SDUとも呼ばれる。PDCPエンティティは、データ・パケットのヘッダ領域を圧縮し、その結果のデータ・パケットを、無線リンクの識別子データと共に、PDCP-PDU RLC層に送る（RLC-AM-DATA要求（req）、５０２）。RLC層は、データ・パケットPDCP-PDUの伝送（送信、５０４）と、成功した送信の肯定応答（送信Ack、５０６）を行う。PDCPエンティティにおいては、データ・パケットN-SDUをバッファに書き込み、そのデータ・パケットを、受信機へのデータ・パケットの送信の成功を示す肯定応答（RLC-AM-DATA確認（conf）、５０８）をRLC層から受信するまで、バッファから除去しない。受信PDCPは、RLC層から送信されたPDCP-PDUを受信する（RLC-AM-DATA表示（ind）、５１０）。その場合に、PDCPエンティティはデータ・パケットPDCP-PDUを解凍する。従って、元のデータ・パケットN-SDUを復元することができ、復元されたデータはユーザに送信される（PDCP-DATA表示（ind）、５１２）。
【００２５】
図6は、一つのPDCPエンティティが各無線ベアラに対して規定されるPDCP層の機能モデルを示す。既存のシステムにおいては、別のPDPコンテキストが各無線ベアラに対して規定されるので、一つのPDCPエンティティもまた各PDPコンテキストに対して規定され、従って、あるRLCエンティティがRLC層におけるエンティティに対して規定される。GPRSシステムにおいて、N-PDU番号付けがPDPコンテキストに基いて行われるため、同じ原理がUMTSシステムに対しても提案されている。その場合、PDCP層は、対応するデータ・パケットの番号付けをPDCPエンティティに基いて行う。同様の番号付けをGPRSとUMTSの両方に用いる場合、システム間のハンドオーバに問題があってはならない。しかしながら、そのためには、各PDCPデータ・パケットに1バイトを追加する必要があり、このことは、特に、この追加のバイトが、UMTSとGPRS間のハンドオーバと、UMTSの無線ネットワーク・サブシステム間の内部ハンドオーバにのみ必要とされるために、UMTSシステムの伝送容量を消費することになる。
【００２６】
原則として、PDCP層の機能は、PDCP層におけるいくつかのPDPコンテキストを多重化することによって実施することもでき、その場合、PDCP層より下のRLC層における一つのRLCエンティティが、いくつかの無線ベアラから同時にデータ・パケットを受信する。その場合、PDCPエンティティに基いて規定されたデータ・パケット番号がRLC層において混ぜ合わされ、いくつかの無線ベアラから到来したデータ・パケットを互に分けることは、特にデータ・パケット番号付けがRLCシーケンス番号付けに基いている場合、困難である。
【００２７】
ハンドオーバ処理においてデータ・パケットを失わない無損失ハンドオーバが、肯定応答される伝送を利用する信頼性の高いデータ伝送において必要とされる。このことはUMTSシステムのRLC層に対してある要求を課する。すなわち、RLC層が肯定応答モードになければならないことと、RLCがデータ・パケットを正しい順に送ることができなければならないことである。これらの条件が満足されると、データ・パケット番号を伝送する必要のない本発明の好ましい実施例に従って、GPRSからUMTSへ信頼性の高いハンドオーバを実施することができる。
【００２８】
本発明によれば、PDCP-PDUシーケンス番号が、パケット・データ接続の最初のデータ・パケットに対して規定され、所定の数値、例えば０が、送信PDCPと受信PDCP/SNDCPの両方におけるカウンタ内のこの番号のための初期値として設定される。本発明は、UMTSとGPRS間の信頼性の高いハンドオーバと、UMTSにおける無線ネットワーク・サブシステム間の内部ハンドオーバ（SRNS再配置）の両方に好適には適用できる。前者の場合、この説明の中で用いられる受信PDCPという用語は、GPRSの相当機能、すなわち、SNDCPと置き換えることができる。
【００２９】
本発明の方法は図7によって示される。送信PDCPが送信機からデータ・パケットPDCP-SDUを受け取ると（７００）、データ・パケットPDCP-PDUをバッファに書き込み、このデータ・パケットにPDCP-PDUシーケンス番号を論理的に加える（７０２）。送信PDCPは、データ・パケットPDCP-PDUとそれに論理的に付加されたPDCP-PDUシーケンス番号をRLC層に伝送し（７０４）、PDCP-PDUシーケンス番号の値を決定するカウンタに１を加える（７０６）。RLC層はまたオプションとして、PDCP-PDUシーケンス番号とデータ・パケットの最後のRLCシーケンス番号との間の比を規定し、それをメモリに格納する（７０８）。RLC層は、送信機と受信機間のPDCP-PDUデータ・パケットの伝送を担う（７１０）。このデータ・パケットPDCP-PDUは、伝送用のデータ・ユニットRLC-PDUに分割されると共に、RLCシーケンス番号によって番号付けが行われる。受信PDCPは、RLC層からデータ・パケットPDCP-PDUを受け取ると（７１２）、PDCP-PDUシーケンス番号の値を規定するカウンタに１を加え（７１４）、データ・パケットPDCP-SDUを次の層に伝送する（７１６）。成功裏に受信されたデータ・パケットの肯定応答がRLC層における送信機に送られ（７１８）、送信RLCがこの肯定応答を送信PDCPに伝送する（７２０）。この肯定応答に対して、送信PDCPはバッファから当のデータ・パケットPDCP-SDUを除去する（７２２）。除去されるべき正しいデータ・パケットPDCP-SDUは、データ・パケットに論理的に付加されたPDCP-PDUシーケンス番号によって好ましくは決定される。
【００３０】
従って、本発明のデータ・パケット番号付けは、「仮想的に」好ましく行われる。このことは、データ・パケットに別のデータ・パケット番号は加えられないが、伝送されたデータ・パケットがカウンタに基いて更新され、受信PDCPと送信PDCPが、カウンタ値に基いてデータ・パケットの成功伝送を確実にすることを意味する。従って、最適の場合、本発明によるデータ・パケットの肯定応答は、上記に述べた通常のPDCPデータ伝送におけるデータ・パケットの肯定応答に対応するように行うこともできる。実際のハンドオーバ処理は、例えば図4に関連して前述されたような従来技術に従って行うことができる。本発明がハンドオーバ処理に関して述べられたとしても、本発明による「仮想の」データ・パケット番号付けは、受信機と送信機が同じままであるが、ハンドオーバ処理において一方の当事者（party）が変わる通常の肯定応答されるデータ伝送に用いることもできることに注目すべきである。
【００３１】
いくつかの干渉状態、例えば、ネットワークが混み合っているとか、無線路に妨害があるといった状態においては、RLC層は肯定応答されるデータ伝送を保証することができない。典型的には最大値が送信RLCに対して規定される。それは、再送の回数か、送信RLCが同じデータ・パケットの再送を試みる期間のどちらかである。もし最大値を越えると、RLC層はそのことを受信PDCPに知らせる。送信PDCPは、次の成功データ・パケット伝送に関連してバッファから対応するデータ・パケットを除去する。このことはいくつかの連続データ・パケットが失われたときにも起こる。失われたデータ・パケットは、次の成功裏に伝送されたデータ・パケットの肯定応答を受信したときに、バッファから除去される。RLCがPDCP層に全ての失われたデータ・パケットを知らせることができるならば、受信PDCPはPDCP-PDUシーケンス番号を正しく更新することができるので、送信PDCPと受信PDCPのシーケンス番号カウンタは同期したままとなる。しかしながら、いくつかの干渉状態においては、RLC層は、PDCP層が、失われたデータ・パケットを知らされることを保証できず、その場合には、PDCP-PDUシーケンス番号カウンタは、送信PDCPと受信PDCPにおいて非同期となる。
【００３２】
本発明の好ましい実施例によれば、この非同期は、PDCP-PDUシーケンス番号をデータ・パケットPDCP−PDUと共に一定の間隔で送ることによって訂正することができる。受信PDCPは、伝送されたデータ・パケットとそれに付加されたPDCP-PDUシーケンス番号を受信すると、PDCP-PDUシーケンス番号をカウンタ値と比較し、受信したデータ・パケットのPDCP-PDUシーケンス番号と対応するようカウンタ値を更新する。データ・パケットPDCP-PDUへのPDCP-PDUシーケンス番号の付加は、システムの設定において好ましくは規定することができ、その場合、例えば１０または１００のデータ・パケットPDCP−PDU毎にPDCP-PDUシーケンス番号を付加することができる。例えば、上述のRLC層におけるデータ・パケットの廃棄後またはハンドオーバ処理後のある処理に関連して、PDCP-PDUシーケンス番号を常にデータ・パケットPDCP−PDUに付加することを規定することも可能である。従って、劣悪な伝送条件においてさえも、PDCP-PDUシーケンス番号を各データ・パケットに付加する必要がなく、いくつかの、好ましくは非常に少数のデータ・パケットについてのみPDCP-PDUシーケンス番号を送ることによって、システムの再同期を好ましく保証することができる。もちろん、データ・パケットが消えることがあるので、データ伝送は上述の状態において信頼性は高くないが、送信機と受信機が素早く同期するので、データ・パケットの伝送を続けることができる。
【００３３】
図8は、本発明によるPDCP層のデータ・パケットPDCP-PDUの構造を示す。本発明によるデータ・パケットPDCP-PDUは、PDCP-PDUシーケンス番号がデータ・パケットから省略される場合と、それがシステムによって規定された一定の間隔で追加される場合の両方の場合に使用することができる。データ・パケットPDCP-PDUの第1バイトは、PDCP-PDUシーケンス番号をデータ・パケットPDCP-PDUに付加するかどうかを示す一つのビット（N）を備えている。ビットOは、データ・パケットPDCP-PDUを形成するために最適化アルゴリズムを使うかどうかを示す。ビットOが１の場合は、最適化が使用され、その最適化は、データ・パケットPDCP-PDUの第1バイトの4ビットと、第2バイトの全てのビットとを含む１２ビット最適化領域によって、より正確に規定される。最適化領域の値は、例えば、ヘッダ領域の圧縮方法とデータ・パケット形式を決定するために用いられる。最適化領域の値に基いて、受信PDCPが、ヘッダ領域の解凍などのデータ・パケットについての反対の手順を行うことができる。最適化領域に対して所定値はないが、送信機と受信機はいつでも、PDCPパラメータのネゴシエーションにおいて別々にその値について合意する。1バイトすなわち８ビットを含むPDCP-PDUシーケンス番号領域はオプションであり、ビットNが１を受信する場合に使用される。その場合、PDCP-PDUシーケンス番号がデータ・パケットPDCP-PDUに追加される。データ・パケットの中で伝送される実際のユーザ・データは、これらの規定後に付加される。
【００３４】
上述のデータ・パケット構造は、本発明によるPDCP-PDUデータ・パケットがどのようにして形成されるかを示すほんの一例である。その代わりに、上位アプリケーション・レベル層から到来したデータ・パケットPDCP-SDUに含まれる情報を、三つの異なるデータ・パケットPDCP-PDU、すなわち、それぞれ図9a、9b、および9cに示されたPDCP-No-Header-PDU、PDCP-Data-PDU、およびPDCP-SeqNum-PDUを用いて、PDCP層から転送することができる。
【００３５】
図9aによれば、PDCP-No-Header-PDUはデータだけ、すなわち、そのようなものとして上位層から受け取ったPDCP-SDUだけを含んでいる。従って、PDCP層はPDCP-SDUに何の情報も追加せず、その場合、PDCP-PDU全部がペイロードを伝送するために用いられる。従って、PDCP-No-Header-PDUは、データ・パケット番号付けがカウンタによって維持される上述の肯定応答されるデータ伝送において、好ましくは使用することができる。
【００３６】
図9bのPDCP-Data-PDUには、当のPDU形式と、PDCP-SDUのヘッダ領域に適用される圧縮方法を表すために、１バイト（８ビット）が加えられている。事実、PDCP層のタスクは、チャンネル容量の改善に関する機能を含んでおり、その機能は典型的には種々の圧縮アルゴリズムによるデータ・パケット・ヘッダ領域の最適化に基いている。
【００３７】
図9cのPDCP-SeqNum-PDUもまた、PDU形式と、PDCP-SDUのヘッダ領域に適用される圧縮方法とを表すために、対応する追加バイトを含んでいる。この他に、２バイトすなわち１６ビットの長さのPDCP-PDUシーケンス番号がそれに追加されている。PDCP-Data-PDUとPDCP-SeqNum-PDUの両方において、PDU形式が３ビットで示されていて、PDCP-Data-PDUをPDCP-SeqNum-PDUから区別する。使用される圧縮方法は５ビットで示されている。
【００３８】
PDCP層の機能の一つは、データ・パケットPDCP-PDUと、必要ならそのパケットに関するPDCPシーケンス番号とを、UMTS内の無線ネットワーク・サブシステム間の内部ハンドオーバにおいて、新しい無線ネットワーク・サブシステムに伝送することである。このハンドオーバの間、前述の干渉状態が、データ・パケット・カウンタを非同期にすると共に、送信PDCPがデータ・パケット（例えばPDCP-No-Header-PDU）を送ったが、それが新しい受信PDCPに転送されていないという状態を生じることが有り得る。再送の最大値を越えると、データ・パケットの廃棄機能がRLC層において終了する。送信RLCは送信PDCPにこのことを知らせ、送信PDCPは当のデータ・パケットをバッファから除去する。この結果、受信PDCPがもはや送信PDCPのバッファの中にないデータ・パケットを待つので、データ・パケット・カウンタを同期させることができない。そのようなエラー状態は無線ベアラをクリアするという結果になる。
【００３９】
好ましい実施例によれば、送信PDCPは、バッファ内の最初のデータ・パケットと共にデータ・パケット番号を送るようになっている、すなわち、PDCP-SeqNum-PDUデータ・パケットが使用される。従って、受信PDCPは、送られたデータ・パケット番号を利用して、そのデータ・パケット・カウンタを送信PDCPと同期させる。これは、同期を達成するための最も速い実現可能な方法である。また、カウンタが同期するとすぐにデータ伝送を続けることができ、情報の多大な損失をもたらす無線ベアラのクリアを行う必要がない。同期後、無線ベアラのために規定されたデータ・パケット形式、例えば、PDCP-No-Header-PDCPデータ・パケットを用いてデータ伝送を続けることができる。
【００４０】
技術の進歩につれて本発明の概念を種々の方法で実現できることは当業者にとって明らかである。従って、本発明とその実施例は前述された事例に制限されることがなく、請求の範囲内において変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 GSM／GPRSシステムの構成のブロック図を示す図である。
【図２】 UMTSシステムの構成のブロック図を示す図である。
【図３ａ】 UMTSシステムとGPRSシステムにおけるユーザ・データ接続のプロトコル構成を示す図である。
【図３ｂ】 UMTSシステムとGPRSシステムにおけるユーザ・データ接続のプロトコル構成を示す図である。
【図４】 UMTSシステムからGPRSシステムへの従来のハンドオーバ処理を説明するシグナリング・チャートを示す図である。
【図５】 PDCPデータ伝送における肯定応答されるデータ伝送とデータ・パケットの肯定応答とを説明するシグナリング・チャートを示す図である。
【図６】 PDCP層の機能モデルを説明するブロック図を示す図である。
【図７】 本発明のデータ・パケット番号付けを用いた肯定応答されるデータ伝送と、PDCPデータ伝送におけるデータ・パケットの肯定応答とを説明するシグナリング・チャートを示す図である。
【図８】 本発明において用いられるデータ・パケットの構成を示す図である。
【図９ａ】 本発明において用いられる異なるデータ・パケットの構成を示す図である。
【図９ｂ】 本発明において用いられる異なるデータ・パケットの構成を示す図である。
【図９ｃ】 本発明において用いられる異なるデータ・パケットの構成を示す図である。
（発明の背景）
本発明は、パケット交換データ伝送に関し、より正確には、特に肯定応答のあるデータ伝送に関するデータ・パケット番号付加方式の最適化に関する。
【０００２】
例えばUMTS（ユニバーサル移動通信システム）およびIMT-2000（国際移動電話システム）と呼ばれる第3世代の移動通信システムの開発における目的の一つは、GSMシステム（移動通信のためのグローバル・システム）等の第2世代の移動通信システムとできるだけ良好な互換性を有することである。例えば、UMTSシステムのコア・ネットワークは、できるだけ既存ネットワークの効率的な使用を認めるGSMコア・ネットワークに基いて構築するように設計されている。もう一つの目的は、第3世代の移動局がUMTSシステムとGSMシステム間のハンドオーバを行えるようにすることである。このことはパケット交換データ伝送、特にUMTSと、GSMシステムのために設計されたパケット無線ネットワークGPRS（一般パケット無線サービス）との間のパケット交換データ伝送にも適用される。
【０００３】
パケット交換データ伝送においては、信頼性の高い、すなわち肯定応答のある伝送、または、信頼性の低い、すなわち肯定応答のない伝送のいずれかを用いることができる。肯定応答のある伝送においては、受信機が、受信したデータ・パケットPDU（プロトコル・データ・ユニット）の肯定応答を送信機に送るので、送信機は失われたか損傷したパケットを再送することができる。SGSN（在圏GPRSサポート・ノード）間のハンドオーバをGPRSシステム内で行うとき、データ伝送の信頼性は、８ビットのN-PDU（ネットワークPDU）番号によって保証される。この番号は、データ・パケットに付加され、どのデータ・パケットが受信機に伝送されたかをチェックするために使用される。現在の仕様によるUMTSシステムにおいては、パケット・データ・プロトコルのRLC（無線リンク制御）層の12ビットのRLCシーケンス番号が、パケット交換データ伝送における在圏サポート・ノード間のハンドオーバの信頼性を保証するために用いられている。
【０００４】
GPRSからUMTSへのハンドオーバにおいては、UMTSシステムがハンドオーバの信頼性に対して責任がある。この信頼性はGPRSのN-PDU番号によってチェックされる。このN-PDU番号は、UMTSにおけるハンドオーバ処理において使用される識別番号を生成するために用いられる。ハンドオーバがUMTSからGPRSへ行われるとき、GPRSシステムがそのハンドオーバに対して責任がある。この場合、信頼性はUMTSに含まれたデータ・パケットの識別データに基いてチェックされる。このため、UMTSデータ・パケット・プロトコルに属するコンバージェンス・プロトコル層PDCP（パケット・データ・コンバージェンス・プロトコル）のデータ・パケットに追加バイトとして追加される8ビットのデータ・パケット番号がUMTSシステム用に設計されている。従って、このPDCP-PDU番号は一つのデータ・パケット番号を形成し、このデータ・パケット番号は論理的にGPRSのN-PDU番号に対応すると共に、このデータ・パケット番号に基いて、全てのデータ・パケットが高い信頼性で伝送されたかどうかがハンドオーバ中にチェックされる。12ビットのRLCシーケンス番号から最上位の4ビットを取り除くことによって、8ビットのPDCP-PDU番号を形成することも可能である。対応するPDCP-PDU番号付け、すなわちN-PNU番号付けは、UMTS内の無線ネットワーク・サブシステム間での内部ハンドオーバ（SRNS再配置）においても使用可能である。UMTS内の内部ハンドオーバにおいては、データ・パケットPDUをバッファに格納して、ハンドオーバがもう一つのシステムの在圏サポート・ノードSGSNか、新らしい在圏無線ネットワーク・サブシステムSRSNに対して行われるまで待つ。そして、伝送したデータ・パケットを、受信されたデータ・パケットの肯定応答を受信機から受信したときに、バッファから除去する。
【０００５】
上記に説明した方法に関する問題は、PDCP-PDU番号によって形成された追加バイトをコンバージェンス・プロトコル層PDCPにおける各データ・パケットのヘッダ領域に追加することにある。このことは、追加バイトが各データ・パケットの中で伝送されるので、データ伝送における負荷を増やすことになる。通常のデータ伝送においては、UMTSパケット・データ・サービスはPDCP-PDU番号を使用しない。それはUMTSとGPRS間のハンドオーバと、UMTS内の内部ハンドオーバにおいてのみ使用される。
【０００６】
上記に説明した構成に関するもう一つの問題は、RLCシーケンス番号からPDCP-PDU番号を生成することにある。RLCシーケンス番号は、RLC層のデータ・ユニットRLC-PDUに対して連続的に規定される。システムにおける遅れによって、バッファは多くのデータ・ユニットRLC-PDUを含むことが有り得る。RLCシーケンス番号が、8ビットによって表すことができる最大１０進数である２５５を越えた場合、二つ以上のデータ・パケットが同じPDCP-PDU番号を受け取ることが有り得る。なぜなら、最上位の４ビットが１２ビットのRLCシーケンス番号から除去されるためである。その場合、受信機は、受信したパケットのPDCP-PDU番号に基いて肯定応答すべきデータ・パケットを限定することができず、ハンドオーバの信頼性を保証することはもはやできない。
【０００７】
PDCP層におけるパケット・データ伝送の可能な多重化にも問題がある。なぜなら、PDCP層より下のRLC層がいくつかの接続から同時にデータ・パケットを受け取るからである。ハンドオーバの信頼性は接続に基いて確かめられるので、いくつかの同時接続のためにRLCシーケンス番号を規定することが非常に困難であるのみならず、ハンドオーバの点で信頼性がない。
（発明の概要）
本発明の目的は、上記に述べた不都合を最少にするための改善された方法とその方法を実施する装置を提供することにある。本発明の目的は、独立請求項の中で開示されたことを特徴とする方法と装置によって達成される。本発明の好ましい実施例は従属請求項の中で開示されている。
【０００８】
本発明は、PDCP層におけるデータ・パケット番号付けにおいて、カウンタによって維持される「仮想の」データ・パケット番号付けを用いることを基本にしている。送信PDCPと受信PDCPは、伝送されるデータ・パケットをカウンタによって監視し、受信PDCPは、受信したデータ・パケットの肯定応答を、好ましくは、データ・パケット番号をデータ・パケットと共に伝送する必要のない、通常の肯定応答されるデータ伝送に対応する方法で、カウンタの読みによって行う。本発明の好ましい実施例によれば、ある間隔で、劣悪な伝送条件で伝送されるか、システムの限界のために伝送されるデータ・パケットに、データ・パケット番号を付加することができる。データ・パケット番号は各データ・パケットに付加されないが、データ・パケット・カウンタは同期させることができる。
【０００９】
本発明の方法と装置の利点は、最適の伝送状態において、肯定応答されるデータ伝送を、データ・パケット番号を伝送する必要なく保証できることである。非最適伝送状態においては、データ・パケット番号は、非常に少ないデータ・パケットの中で伝送される。もう一つの利点は、肯定応答され、バッファから除去されるデータ・パケットを、明確に決定することができることである。更なる利点は、対応する仮想のデータ・パケット番号付けが将来のGPRSバージョンにも導入されるならば、本発明の方法が、UMTSの無線ネットワーク・サブシステム間の内部ハンドオーバのみならず、UMTSとGPRS間のハンドオーバにも適用できることである。本発明を、添付図面を参照して好ましい実施例によって更に詳しく説明する。
（発明の詳細な説明）
UMTSシステムとGPRSシステムのパケット無線サービスを一例として使って、以下に本発明を説明する。しかしながら、本発明は、これらのシステムに限定されるものではなく、以下に述べる方法でデータ・パケットの肯定応答を要求するどのようなパケット交換データ伝送方法にも適用可能である。本発明は特に、UMTSとGPRS間の肯定応答されるハンドオーバと、UMTSにおける無線ネットワーク・サブシステム間の内部ハンドオーバ（SRNS再配置）の両方に適している。従って、前者の場合、この記述に用いられる用語である受信PDCPは、GPRSの対応する機能すなわちSNDCPと置き換えることができる。
【００１０】
図1は、GPRSシステムがGSMシステムに基いてどのように構築されるかを示している。GSMシステムは、無線路を介して無線基地局BTSと通信する移動局MSを備えている。いくつかの無線基地局BTSは、無線基地局で使用可能な無線周波数とチャンネルを制御する基地局制御局BSCに接続されている。基地局制御局BSCは、接続のセットアップ／確立および正しいアドレスへの呼の経路選択を担う移動交換局MSCと、Aインターフェースを介して通信する。MSCは移動加入者についての情報を有する二つのデータベースによって支援される。一つは、移動通信ネットワークの全ての加入者についての情報と、それらの加入者によって注文されるサービスについての情報とを含むホーム・ロケーション・レジスタHLRであり、もう一つは、ある移動交換局MSCの領域を訪れる移動局についての情報を含むビジター・ロケーション・レジスタVLRである。移動交換局MSCは、ゲートウェイ移動交換局GMSCを介して他の移動交換局と通信すると共に、公衆交換電話網PSTNと通信する。GSMシステムの詳細な説明に関しては、「ETSI／GSM仕様書」とフランスPalaiseauのM.Mouly氏とM.Pautet氏による「移動通信のためのGSMシステム（The GSM system for Mobile Communications）」（19992年ISBN:2-957190-07-7）を参照のこと。
【００１１】
GSMネットワークに接続されたGPRSシステムは、二つの殆ど独立した機能、すなわち、ゲートウェイGPRSサポート・ノードGGSNと、在圏GPRSサポート・ノードSGSNを有している。GPRSネットワークは、いくつかの在圏サポート・ノードとゲートウェイ・サポート・ノードを有することができ、典型的にはいくつかの在圏サポート・ノードが一つのゲートウェイ・サポート・ノードGGSNに接続される。SGSNノードとGGSNノードの両方共、移動局の移動性をサポートすると共に移動通信システムを制御するルータとして機能し、移動局の位置と使用されるプロトコルとに拘わらず、データ・パケットを特定の経路で移動局に伝送する。在圏サポート・ノードSGSNは、移動通信ネットワークを介して、移動局MSと通信する。移動通信ネットワークへの接続（Gbインターフェース）は、典型的には、無線基地局BTSか基地局制御局BSCのいずれかを介して確立される。在圏サポート・ノードSGSNの機能は、その領域内のパケット無線接続のできる移動局を検出して、データ・パケットをこれらの移動局に伝送すると共にこれらの移動局から受信することと、そのサービス領域内の移動局の位置を監視することである。更に、在圏サポート・ノードSGSNは、シグナリング・インターフェースGsを介して移動交換局MSCとビジター・ロケーション・レジスタVLRと通信し、Grインターフェースを介してホーム・ロケーション・レジスタHLRと通信する。ホーム・ロケーション・レジスタHLRはまた、パケット無線サービスに関するGPRSレコードを含み、加入者専用のパケット・データ・プロトコルを有している。
【００１２】
ゲートウェイ・サポート・ノードGGSNは、GPRSネットワークと外部データ・ネットワークPDN（パケット・データ・ネットワーク）との間のゲートウェイとして機能する。外部データ・ネットワークには、もう一つのネットワーク・オペレータのGPRSネットワーク、インターネット、X.25ネットワーク、または私設ローカル・エリア・ネットワークがある。ゲートウェイ・サポート・ノードGGSNは、Giインターフェースを介してこれらのデータ・ネットワークと通信する。ゲートウェイ・サポート・ノードGGSNと在圏サポート・ノードSGSN間で伝送されるデータ・パケットは、常にGPRS標準に従ってカプセル化される。ゲートウェイ・サポート・ノードGGSNはまた、GPRS移動局のPDP（パケット・データ・プロトコル）アドレスと、経路選択データすなわちSGSNアドレスとを含んでいる。経路選択データは従って、外部データ・ネットワークと在圏サポート・ノードSGSN間のデータ・パケットをリンクするために用いられる。ゲートウェイ・サポート・ノードGGSNと在圏サポート・ノードSGSN間のGPRSコア・ネットワークは、IPプロトコル、好ましくはIPv6（インターネット・プロトコル第６版）を使用するネットワークである。
【００１３】
パケット交換データ伝送においては、端末とネットワーク・アドレス間の通信ネットワークによって提供される接続は、普通、コンテキストと呼ばれる。これは、宛先アドレス間の論理リンクと呼ばれ、この論理リンクを介してデータ・パケットが宛先アドレス間で伝送される。この論理リンクは、たとえパケットが伝送されなくても存在し、その場合、システム容量を費やさず、他の接続のために取っておくことができる。従って、コンテキストは例えば回線交換接続とは異なる。
【００１４】
図2は、第３世代のUMTSネットワークが、高度GSMコア・ネットワークに関連して、どのようにして構築できるのかを、簡単に示した図である。このコア・ネットワークにおいて、移動交換局／ビジター・ロケーション・レジスタ3G-MSC/VLRは、ホーム・ロケーション・レジスタHLRと通信し、好ましくは、インテリジェント・ネットワークのサービス制御ポイントSCPとも通信する。在圏サポート・ノード3G-SGSNへの接続は、Gs’インターフェースを介して確立され、公衆交換電話網PSTN/ISDNへの接続は、GSMについて前述されたように確立される。在圏サポート・ノード3G-SGSNから外部データ・ネットワークPDNへの接続が、GPRSシステムにおけるのと全く同じ方法で確立される、すなわち、外部データ・ネットワークPDNに接続されたゲートウェイ・サポート・ノード3G-GGSNにGnインターフェースを介して接続される。移動交換局／ビジター・ロケーション・レジスタ3G-MSC/VLRと在圏サポート・ノード3G-SGSNは両方とも、luインターフェースを介して無線ネットワークUTRAN（UMTS地上波無線アクセスネットワーク）と通信する。このluインターフェースは、GSM/GPRSシステムを考慮してAインターフェースとGbインターフェースの機能を結合したものである。luインターフェースは、全く新しい機能を備えることもできる。無線ネットワークUTRANは、無線ネットワーク制御局RNCと、その無線ネットワーク制御局と通信し、ノードBsとも呼ばれる基地局BSとから成るいくつかの無線ネットワーク・サブシステムRNSで構成されている。基地局は、無線路を介して、ユーザ機器UE、典型的には移動局MSと通信する。
【００１５】
図3aと図3bは、それぞれGPRSとUMTSのプロトコル・スタックを示している。これらのプロトコルに従う規定は、当該システムにおけるユーザ・データの伝送において使用される。図3aは、移動局MSとGPRSシステムのゲートウェイ・サポート・ノードGGSNとの間でユーザ・データを伝送するために用いられるプロトコル・スタックを示している。移動局MSとGSMネットワークの基地局システムBSSとの間では、データは、通常のGSMプロトコルに従ってUmインターフェースを通って伝送される。基地局システムBSSと在圏サポート・ノードSGSNの間のGbインターフェースでは、最下位プロトコル層が開放されたままであり、ATMプロトコルまたはフレーム・リレー・プロトコルが第2層において使用される。第２層の上のBSSGP層（基地局システムGPRSプロトコル）は、経路選択および品質サービスの規定と、データ・パケットの肯定応答およびGbインターフェースの管理に関するシグナリングの規定とを、伝送されるデータ・パケットに追加する。
【００１６】
移動局MSと在圏サポート・ノードSGSNの間の直接通信は、二つのプロトコル層、すなわち、SNDCP（サブ・ネットワーク従属コンバージェンス・プロトコル）層とLLC（論理リンク制御）層の中で規定される。伝送されるユーザ・データは、SNDCP層において、一つまたはそれ以上のSNDCデータに分割される。この場合それに関連するTCP／IP又はUDP／IPのヘッダ領域を必要なら圧縮できる。SNDCデータ・ユニットは、データ伝送に関するアドレスと制御情報とが追加されたLLCフレームで伝送され、このLLCフレームの中でSNDCデータ・ユニットを暗号化することができる。LLC層の機能は、移動局MSと在圏サポート・ノードSGSN間のデータ伝送接続を維持することと、損傷したフレームを再送することである。在圏サポート・ノードSGSNは、移動局MSから到着したデータ・パケットを更に正しいゲートウェイ・サポート・ノードGGSNに経路選択する役を担っている。トンネリング・プロトコル（GTP、GPRSトンネリング・プロトコル）は、GPRSコア・ネットワークを介して伝送された全てのユーザ・データとシグナリングをカプセル化し、トンネリングするために、この接続で用いられる。GTPプロトコルはGPRSコア・ネットワークによって用いられるIPより上位で実行される。
【００１７】
UMTSにおけるパケット交換ユーザ・データの伝送において用いられる図3bのプロトコル・スタックは、大部分GPRSプロトコル・スタックと対応しているが、いくつかの大きな例外がある。図3bに見られるように、UMTSにおいては、在圏サポート・ノード3G-SGSNはどのプロトコル層においても移動局MSなどのユーザ機器UEと直接通信せず、全てのデータは無線ネットワークUTRANを介して伝送される。この場合、在圏サポート・ノード3G-SGSNは主として、データ・パケットをGTPプロトコルに従って無線ネットワークUTRANに伝送するルータとして機能する。無線ネットワークUTRANとユーザ機器UE間のUuインターフェースにおいては、低レベルデータ伝送が、物理層におけるWCDMAまたはTD-CDMAプロトコルに従って生じる。その機能に関しては、物理層の上位にあるRLC層とMAC層が、GSMの対応する層と類似している。しかしながら、LLC層のいくつかの機能はUMTSのRLC層に移されている。これらの上位にあるPDCP層は、主としてGPRSシステムのSNDCP層の代わりをしており、このPDCP層の機能はSNDCP層のそれと殆ど同じである。
【００１８】
図4のシグナリング・チャートは、UMTSからGPRSへの従来のハンドオーバを示す。この種のハンドオーバは、UMTSセルから異なる在圏サポート・ノードSGSNを使用するGSM/GPRSセルへのパケット・データ伝送の期間に移動局MSが動くときに実施される。その場合、移動局MS及び／又は無線ネットワークBSS/UTRANが、ハンドオーバについての決定を行う（ステップ４００）。移動局は、経路選択領域更新要求（RA更新要求、４０２）を新在圏サポート・ノード2G-SGSNに送る。この在圏サポート・ノード2G-SGSNは、移動局の移動管理とPDPコンテキストとを規定するSGSNコンテキスト要求を、旧在圏サポート・ノード3G-SGSNに送る。在圏サポート・ノード3G-SGSNは、パケット・データ接続を担っている無線ネットワーク・サブシステムSRNS（在圏RNS）に、より正確には、そのシステムの無線ネットワーク制御局SRNC（在圏RNC）に、SRNSコンテキスト要求（４０６）を送る。その要求に応答して、SRNSは、移動局MSにデータ・パケットを送ることを停止し、伝送するデータ・パケットをバッファに入れて、在圏サポート・ノード3G-SGSNに応答（SRNSコンテキスト応答、４０８）を送る。これに関して、例えば、無線ネットワーク・サブシステムSRNSが、バッファに書き込まれるデータ・パケットのために、PDCP-PDU番号、すなわち、N-PDU番号を規定する。移動局MSの移動管理データとPDPコンテキスト・データを受け取ると、在圏サポート・ノード3G-SGSNはそれらを在圏サポート・ノード2G-SGSNに渡す（SGSNコンテキスト応答、４１０）。
【００１９】
必要ならば、在圏サポート・ノード2G-SGSNは、ホーム・ロケーション・レジスタHLRから移動局を認証することができる（セキュリティ機能、４１２）。新在圏サポート・ノード2G-SGSNは、旧在圏サポート・ノード3G-SGSNに、起動されたPDPコンテキストのデータ・パケットを受け取る準備ができていることを知らせる（SGSNコンテキストAck、４１４）。これに応答して、在圏サポート・ノード3G-SGSNは、無線ネットワーク・サブシステムSRNSに対して（SRNSコンテキストAck、４１６ａ）、バッファに書き込まれたデータ・パケットを在圏サポート・ノード3G-SGSNに転送するよう要求し（パケット転送、４１６ｂ）、それらを在圏サポート・ノード2G-SGSNに転送する（パケット転送、４１８）。在圏サポート・ノード2G-SGSNは、GPRSシステムに従って、ゲートウェイ・サポート・ノードGGSNと共にPDPコンテキストを更新する（PDPコンテキスト更新要求／応答）。このあと、在圏サポート・ノード2G-SGSNは、ホーム・ロケーション・レジスタHLRに、新在圏サポート・ノードを知らせ（GPRSロケーション更新、４２２）、その場合、旧在圏サポート・ノード3G-SGSNと無線ネットワーク・サブシステムSRNSによって確立された接続が切断され（４２４a、４２４b、４２４ｃ、４２４ｄ）、必要な加入者データが新在圏サポート・ノード2G-SGSNに伝送され（４２６a、４２６ｂ）、ホーム・ロケーション・レジスタHLRが新在圏サポート・ノード2G-SGSNについての肯定応答を行う（GPRSロケーション更新Ack、４２８）。
【００２０】
それから、在圏サポート・ノード2G-SGSNは、移動局MSの加入者権利とその場所をチェックし、在圏サポート・ノード2G-SGSNと移動局MSの間の論理リンクを確立した後、移動局MSに対してなされた経路選択領域更新要求を受け入れることができる（RA更新受け入れ、４３０）。これに関連して、移動局MSは、開始されたハンドオーバ処理の前に移動局MSがUMTSの無線ネットワーク・サブシステムSRNSに送ったどのデータが成功裏に受け取られたかも知らされる。これらのデータ・パケットは上述のように生成されたPDCP-PDU番号によって識別される。移動局MSは、経路選択領域更新要求を受け取ったことを肯定応答し（RA更新完了、４３２）、同時に、在圏サポート・ノード2G-SGSNは、開始されたハンドオーバ処理の前に在圏サポート・ノード3G-SGSNによって無線ネットワーク・サブシステムSRNSを介して送られたどのデータ・パケットが移動局MSによって成功裏に受け取られたかが知らされる。この後、在圏サポート・ノード2G-SGSNは、基地局システムBSSを介してのデータ・パケットの伝送を開始することができる（４３４）。
【００２１】
以下の表は、RLCシーケンス番号からの8ビットPDCP-PDU番号の生成と、それによって生じる問題点を示す。
【００２２】
【表１】
例えば、この表において、１２ビットの１０進数９４、３５０、６０６、および８６２が、上述の方法によって、どのようにして８ビットの番号に変換されるかがわかる。８つの最小桁ビットだけが変換において考慮されるので、上に述べた全ての番号は、同じ８ビットのバイナリ表示となる。従って、バッファが、殆ど９００に近いデータ・ユニットRLC-PDUを含む場合、上に述べたRLCシーケンス番号を含むデータ・ユニットは同じ８ビット表示となる。受信機が、成功裏に受信したデータ・パケットについての肯定応答を送信機にしたとき、送信機は、どのデータ・パケットをバッファから除去することができるかを、肯定応答された８ビット番号に基いて明確に知ることができない。
【００２４】
図5は、PDCPデータ伝送において、データ伝送がどのように肯定応答され、肯定応答される伝送が用いられたときに、データ・パケットがどのように進むのかを示す。PDCPエンティティは、ユーザから、データ・パケットを伝送するための要求（PDCP-DATA要求（req）、５００）を受信するのみならず、その要求と共にデータ・パケットPDCP-SDU（サービス・データ・ユニット）を受信する。これらのパケットは、ネットワーク層データ・パケットであるので、N-SDUとも呼ばれる。PDCPエンティティは、データ・パケットのヘッダ領域を圧縮し、その結果のデータ・パケットを、無線リンクの識別子データと共に、PDCP-PDU RLC層に送る（RLC-AM-DATA要求（req）、５０２）。RLC層は、データ・パケットPDCP-PDUの伝送（送信、５０４）と、成功した送信の肯定応答（送信Ack、５０６）を行う。PDCPエンティティにおいては、データ・パケットN-SDUをバッファに書き込み、そのデータ・パケットを、受信機へのデータ・パケットの送信の成功を示す肯定応答（RLC-AM-DATA確認（conf）、５０８）をRLC層から受信するまで、バッファから除去しない。受信PDCPは、RLC層から送信されたPDCP-PDUを受信する（RLC-AM-DATA表示（ind）、５１０）。その場合に、PDCPエンティティはデータ・パケットPDCP-PDUを解凍する。従って、元のデータ・パケットN-SDUを復元することができ、復元されたデータはユーザに送信される（PDCP-DATA表示（ind）、５１２）。
【００２５】
図6は、一つのPDCPエンティティが各無線ベアラに対して規定されるPDCP層の機能モデルを示す。既存のシステムにおいては、別のPDPコンテキストが各無線ベアラに対して規定されるので、一つのPDCPエンティティもまた各PDPコンテキストに対して規定され、従って、あるRLCエンティティがRLC層におけるエンティティに対して規定される。GPRSシステムにおいて、N-PDU番号付けがPDPコンテキストに基いて行われるため、同じ原理がUMTSシステムに対しても提案されている。その場合、PDCP層は、対応するデータ・パケットの番号付けをPDCPエンティティに基いて行う。同様の番号付けをGPRSとUMTSの両方に用いる場合、システム間のハンドオーバに問題があってはならない。しかしながら、そのためには、各PDCPデータ・パケットに1バイトを追加する必要があり、このことは、特に、この追加のバイトが、UMTSとGPRS間のハンドオーバと、UMTSの無線ネットワーク・サブシステム間の内部ハンドオーバにのみ必要とされるために、UMTSシステムの伝送容量を消費することになる。
【００２６】
原則として、PDCP層の機能は、PDCP層におけるいくつかのPDPコンテキストを多重化することによって実施することもでき、その場合、PDCP層より下のRLC層における一つのRLCエンティティが、いくつかの無線ベアラから同時にデータ・パケットを受信する。その場合、PDCPエンティティに基いて規定されたデータ・パケット番号がRLC層において混ぜ合わされ、いくつかの無線ベアラから到来したデータ・パケットを互に分けることは、特にデータ・パケット番号付けがRLCシーケンス番号付けに基いている場合、困難である。
【００２７】
ハンドオーバ処理においてデータ・パケットを失わない無損失ハンドオーバが、肯定応答される伝送を利用する信頼性の高いデータ伝送において必要とされる。このことはUMTSシステムのRLC層に対してある要求を課する。すなわち、RLC層が肯定応答モードになければならないことと、RLCがデータ・パケットを正しい順に送ることができなければならないことである。これらの条件が満足されると、データ・パケット番号を伝送する必要のない本発明の好ましい実施例に従って、GPRSからUMTSへ信頼性の高いハンドオーバを実施することができる。
【００２８】
本発明によれば、PDCP-PDUシーケンス番号が、パケット・データ接続の最初のデータ・パケットに対して規定され、所定の数値、例えば０が、送信PDCPと受信PDCP/SNDCPの両方におけるカウンタ内のこの番号のための初期値として設定される。本発明は、UMTSとGPRS間の信頼性の高いハンドオーバと、UMTSにおける無線ネットワーク・サブシステム間の内部ハンドオーバ（SRNS再配置）の両方に好適には適用できる。前者の場合、この説明の中で用いられる受信PDCPという用語は、GPRSの相当機能、すなわち、SNDCPと置き換えることができる。
【００２９】
本発明の方法は図7によって示される。送信PDCPが送信機からデータ・パケットPDCP-SDUを受け取ると（７００）、データ・パケットPDCP-PDUをバッファに書き込み、このデータ・パケットにPDCP-PDUシーケンス番号を論理的に加える（７０２）。送信PDCPは、データ・パケットPDCP-PDUとそれに論理的に付加されたPDCP-PDUシーケンス番号をRLC層に伝送し（７０４）、PDCP-PDUシーケンス番号の値を決定するカウンタに１を加える（７０６）。RLC層はまたオプションとして、PDCP-PDUシーケンス番号とデータ・パケットの最後のRLCシーケンス番号との間の比を規定し、それをメモリに格納する（７０８）。RLC層は、送信機と受信機間のPDCP-PDUデータ・パケットの伝送を担う（７１０）。このデータ・パケットPDCP-PDUは、伝送用のデータ・ユニットRLC-PDUに分割されると共に、RLCシーケンス番号によって番号付けが行われる。受信PDCPは、RLC層からデータ・パケットPDCP-PDUを受け取ると（７１２）、PDCP-PDUシーケンス番号の値を規定するカウンタに１を加え（７１４）、データ・パケットPDCP-SDUを次の層に伝送する（７１６）。成功裏に受信されたデータ・パケットの肯定応答がRLC層における送信機に送られ（７１８）、送信RLCがこの肯定応答を送信PDCPに伝送する（７２０）。この肯定応答に対して、送信PDCPはバッファから当のデータ・パケットPDCP-SDUを除去する（７２２）。除去されるべき正しいデータ・パケットPDCP-SDUは、データ・パケットに論理的に付加されたPDCP-PDUシーケンス番号によって好ましくは決定される。
【００３０】
従って、本発明のデータ・パケット番号付けは、「仮想的に」好ましく行われる。このことは、データ・パケットに別のデータ・パケット番号は加えられないが、伝送されたデータ・パケットがカウンタに基いて更新され、受信PDCPと送信PDCPが、カウンタ値に基いてデータ・パケットの成功伝送を確実にすることを意味する。従って、最適の場合、本発明によるデータ・パケットの肯定応答は、上記に述べた通常のPDCPデータ伝送におけるデータ・パケットの肯定応答に対応するように行うこともできる。実際のハンドオーバ処理は、例えば図4に関連して前述されたような従来技術に従って行うことができる。本発明がハンドオーバ処理に関して述べられたとしても、本発明による「仮想の」データ・パケット番号付けは、受信機と送信機が同じままであるが、ハンドオーバ処理において一方の当事者（party）が変わる通常の肯定応答されるデータ伝送に用いることもできることに注目すべきである。
【００３１】
いくつかの干渉状態、例えば、ネットワークが混み合っているとか、無線路に妨害があるといった状態においては、RLC層は肯定応答されるデータ伝送を保証することができない。典型的には最大値が送信RLCに対して規定される。それは、再送の回数か、送信RLCが同じデータ・パケットの再送を試みる期間のどちらかである。もし最大値を越えると、RLC層はそのことを受信PDCPに知らせる。送信PDCPは、次の成功データ・パケット伝送に関連してバッファから対応するデータ・パケットを除去する。このことはいくつかの連続データ・パケットが失われたときにも起こる。失われたデータ・パケットは、次の成功裏に伝送されたデータ・パケットの肯定応答を受信したときに、バッファから除去される。RLCがPDCP層に全ての失われたデータ・パケットを知らせることができるならば、受信PDCPはPDCP-PDUシーケンス番号を正しく更新することができるので、送信PDCPと受信PDCPのシーケンス番号カウンタは同期したままとなる。しかしながら、いくつかの干渉状態においては、RLC層は、PDCP層が、失われたデータ・パケットを知らされることを保証できず、その場合には、PDCP-PDUシーケンス番号カウンタは、送信PDCPと受信PDCPにおいて非同期となる。
【００３２】
本発明の好ましい実施例によれば、この非同期は、PDCP-PDUシーケンス番号をデータ・パケットPDCP−PDUと共に一定の間隔で送ることによって訂正することができる。受信PDCPは、伝送されたデータ・パケットとそれに付加されたPDCP-PDUシーケンス番号を受信すると、PDCP-PDUシーケンス番号をカウンタ値と比較し、受信したデータ・パケットのPDCP-PDUシーケンス番号と対応するようカウンタ値を更新する。データ・パケットPDCP-PDUへのPDCP-PDUシーケンス番号の付加は、システムの設定において好ましくは規定することができ、その場合、例えば１０または１００のデータ・パケットPDCP−PDU毎にPDCP-PDUシーケンス番号を付加することができる。例えば、上述のRLC層におけるデータ・パケットの廃棄後またはハンドオーバ処理後のある処理に関連して、PDCP-PDUシーケンス番号を常にデータ・パケットPDCP−PDUに付加することを規定することも可能である。従って、劣悪な伝送条件においてさえも、PDCP-PDUシーケンス番号を各データ・パケットに付加する必要がなく、いくつかの、好ましくは非常に少数のデータ・パケットについてのみPDCP-PDUシーケンス番号を送ることによって、システムの再同期を好ましく保証することができる。もちろん、データ・パケットが消えることがあるので、データ伝送は上述の状態において信頼性は高くないが、送信機と受信機が素早く同期するので、データ・パケットの伝送を続けることができる。
【００３３】
図8は、本発明によるPDCP層のデータ・パケットPDCP-PDUの構造を示す。本発明によるデータ・パケットPDCP-PDUは、PDCP-PDUシーケンス番号がデータ・パケットから省略される場合と、それがシステムによって規定された一定の間隔で追加される場合の両方の場合に使用することができる。データ・パケットPDCP-PDUの第1バイトは、PDCP-PDUシーケンス番号をデータ・パケットPDCP-PDUに付加するかどうかを示す一つのビット（N）を備えている。ビットOは、データ・パケットPDCP-PDUを形成するために最適化アルゴリズムを使うかどうかを示す。ビットOが１の場合は、最適化が使用され、その最適化は、データ・パケットPDCP-PDUの第1バイトの4ビットと、第2バイトの全てのビットとを含む１２ビット最適化領域によって、より正確に規定される。最適化領域の値は、例えば、ヘッダ領域の圧縮方法とデータ・パケット形式を決定するために用いられる。最適化領域の値に基いて、受信PDCPが、ヘッダ領域の解凍などのデータ・パケットについての反対の手順を行うことができる。最適化領域に対して所定値はないが、送信機と受信機はいつでも、PDCPパラメータのネゴシエーションにおいて別々にその値について合意する。1バイトすなわち８ビットを含むPDCP-PDUシーケンス番号領域はオプションであり、ビットNが１を受信する場合に使用される。その場合、PDCP-PDUシーケンス番号がデータ・パケットPDCP-PDUに追加される。データ・パケットの中で伝送される実際のユーザ・データは、これらの規定後に付加される。
【００３４】
上述のデータ・パケット構造は、本発明によるPDCP-PDUデータ・パケットがどのようにして形成されるかを示すほんの一例である。その代わりに、上位アプリケーション・レベル層から到来したデータ・パケットPDCP-SDUに含まれる情報を、三つの異なるデータ・パケットPDCP-PDU、すなわち、それぞれ図9a、9b、および9cに示されたPDCP-No-Header-PDU、PDCP-Data-PDU、およびPDCP-SeqNum-PDUを用いて、PDCP層から転送することができる。
【００３５】
図9aによれば、PDCP-No-Header-PDUはデータだけ、すなわち、そのようなものとして上位層から受け取ったPDCP-SDUだけを含んでいる。従って、PDCP層はPDCP-SDUに何の情報も追加せず、その場合、PDCP-PDU全部がペイロードを伝送するために用いられる。従って、PDCP-No-Header-PDUは、データ・パケット番号付けがカウンタによって維持される上述の肯定応答されるデータ伝送において、好ましくは使用することができる。
【００３６】
図9bのPDCP-Data-PDUには、当のPDU形式と、PDCP-SDUのヘッダ領域に適用される圧縮方法を表すために、１バイト（８ビット）が加えられている。事実、PDCP層のタスクは、チャンネル容量の改善に関する機能を含んでおり、その機能は典型的には種々の圧縮アルゴリズムによるデータ・パケット・ヘッダ領域の最適化に基いている。
【００３７】
図9cのPDCP-SeqNum-PDUもまた、PDU形式と、PDCP-SDUのヘッダ領域に適用される圧縮方法とを表すために、対応する追加バイトを含んでいる。この他に、２バイトすなわち１６ビットの長さのPDCP-PDUシーケンス番号がそれに追加されている。PDCP-Data-PDUとPDCP-SeqNum-PDUの両方において、PDU形式が３ビットで示されていて、PDCP-Data-PDUをPDCP-SeqNum-PDUから区別する。使用される圧縮方法は５ビットで示されている。
【００３８】
PDCP層の機能の一つは、データ・パケットPDCP-PDUと、必要ならそのパケットに関するPDCPシーケンス番号とを、UMTS内の無線ネットワーク・サブシステム間の内部ハンドオーバにおいて、新しい無線ネットワーク・サブシステムに伝送することである。このハンドオーバの間、前述の干渉状態が、データ・パケット・カウンタを非同期にすると共に、送信PDCPがデータ・パケット（例えばPDCP-No-Header-PDU）を送ったが、それが新しい受信PDCPに転送されていないという状態を生じることが有り得る。再送の最大値を越えると、データ・パケットの廃棄機能がRLC層において終了する。送信RLCは送信PDCPにこのことを知らせ、送信PDCPは当のデータ・パケットをバッファから除去する。この結果、受信PDCPがもはや送信PDCPのバッファの中にないデータ・パケットを待つので、データ・パケット・カウンタを同期させることができない。そのようなエラー状態は無線ベアラをクリアするという結果になる。
【００３９】
好ましい実施例によれば、送信PDCPは、バッファ内の最初のデータ・パケットと共にデータ・パケット番号を送るようになっている、すなわち、PDCP-SeqNum-PDUデータ・パケットが使用される。従って、受信PDCPは、送られたデータ・パケット番号を利用して、そのデータ・パケット・カウンタを送信PDCPと同期させる。これは、同期を達成するための最も速い実現可能な方法である。また、カウンタが同期するとすぐにデータ伝送を続けることができ、情報の多大な損失をもたらす無線ベアラのクリアを行う必要がない。同期後、無線ベアラのために規定されたデータ・パケット形式、例えば、PDCP-No-Header-PDCPデータ・パケットを用いてデータ伝送を続けることができる。
【００４０】
技術の進歩につれて本発明の概念を種々の方法で実現できることは当業者にとって明らかである。従って、本発明とその実施例は前述された事例に制限されることがなく、請求の範囲内において変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 GSM／GPRSシステムの構成のブロック図を示す図である。
【図２】 UMTSシステムの構成のブロック図を示す図である。
【図３ａ】 UMTSシステムとGPRSシステムにおけるユーザ・データ接続のプロトコル構成を示す図である。
【図３ｂ】 UMTSシステムとGPRSシステムにおけるユーザ・データ接続のプロトコル構成を示す図である。
【図４】 UMTSシステムからGPRSシステムへの従来のハンドオーバ処理を説明するシグナリング・チャートを示す図である。
【図５】 PDCPデータ伝送における肯定応答されるデータ伝送とデータ・パケットの肯定応答とを説明するシグナリング・チャートを示す図である。
【図６】 PDCP層の機能モデルを説明するブロック図を示す図である。
【図７】 本発明のデータ・パケット番号付けを用いた肯定応答されるデータ伝送と、PDCPデータ伝送におけるデータ・パケットの肯定応答とを説明するシグナリング・チャートを示す図である。
【図８】 本発明において用いられるデータ・パケットの構成を示す図である。
【図９ａ】 本発明において用いられる異なるデータ・パケットの構成を示す図である。
【図９ｂ】 本発明において用いられる異なるデータ・パケットの構成を示す図である。
【図９ｃ】 本発明において用いられる異なるデータ・パケットの構成を示す図である。
Claims (29)
- パケット交換通信システムの通信プロトコルが、ユーザ・データ・パケットをコンバージェンス・プロトコル・パケットに変換するコンバージェンス・プロトコル層（PDCP、SNDPC）と、コンバージェンス・プロトコル・パケット（PDCP-PDU）をデータ・ユニット（RLC-PDU）として伝送すると共に、その伝送を肯定応答するリンク層（RLC、LLC）とを有する前記パケット交換通信システムにおけるデータ・パケットの伝送方法であって、
送信されるコンバージェンス・プロトコル・パケットのために送信データ・パケット番号を送信機のカウンタによって規定し、
送信されるコンバージェンス・プロトコル・パケットを伝送のためにリンク層に転送し、
受信したコンバージェンス・プロトコル・パケットの受信データ・パケット番号を受信機のカウンタによって規定し、
受信したコンバージェンス・プロトコル・パケットの肯定応答を行う、
ことを含む前記データ・パケットの伝送方法において、
送信機のカウンタにより規定される前記送信データ・パケット番号を、前記通信システムにおける、データ・パケットの損失を生じそうな所定の処理の実行に対応して送信される前記コンバージェンス・プロトコル・パケットに付加し、
前記送信データ・パケット番号に一致するように受信機のカウンタ値を更新する、
ことを特徴とするデータ・パケットの伝送方法。 - 前記リンク層がコンバージェンス・プロトコル・パケットの肯定応答のある伝送を保証できないことに対応して、所定の間隔をおいて前記リンク層で送信される前記コンバージェンス・プロトコル・パケットへの前記送信データ・パケット番号の前記の付加を実行し、
前記受信したコンバージェンス・プロトコル・パケットの前記送信データ・パケット番号と前記受信機のカウンタ値を比較し、
前記の値が等しくないことに対応して、前記送信データ・パケット番号に一致するように前記受信機のカウンタ値を更新する、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。 - 前記通信システムの前記所定の処理がデータ・パケットの廃棄またはハンドオーバであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
- 肯定応答されなかったユーザ・データ・パケットの後に送られたユーザ・データ・パケットに相当するコンバージェンス・プロトコル・パケットを受け取ったことについての肯定応答を前記受信機から前記送信機に送るという事実に対応して、前記肯定応答されなかったユーザ・データ・パケットをバッファから除去することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
- 前記リンク層において規定された再送の最大値を超えた後に、少なくとも一つの肯定応答されなかったユーザ・データ・パケットが前記送信機のバッファから除去されたという事実に対応して、前記送信機のカウンタによって規定された前記送信データ・パケット番号の、前記送信機のバッファ内の最初の前記コンバージェンス・プロトコル・パケットへの前記付加を実行することを特徴とする請求項１に記載の方法。
- 前記通信システムが、肯定応答される伝送を利用するUMTSシステムまたはGPRSシステムなどのパケット交換移動通信システムであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
- UMTSとGPRS間のハンドオーバに適用されることを特徴とする請求項６に記載の方法。
- UMTSにおける無線ネットワーク・サブシステム間のハンドオーバに適用されることを特徴とする請求項６に記載の方法。
- 端末（MS、UE）と固定ネットワークとを有するパケット交換通信システムであって、前記固定ネットワークが、パケット交換データ伝送をサポートするネットワーク構成要素（SGSN、SRNC）と、前記の通信システムにおける端末とネットワーク構成要素との間で伝送されるようになっているデータ・パケットと、前記通信システムの通信プロトコルとを備え、前記通信プロトコルが、ユーザ・データ・パケットをコンバージェンス・プロトコル・パケットに変換するコンバージェンス・プロトコル層（PDCP、SNDCP）と、コンバージェンス・プロトコル・パケット（PDCP-PDU）をデータ・ユニット（RLC-PDU）として伝送し、その伝送を肯定応答するリンク層（RLC、LLC）とを備え、
それによって前記端末と前記ネットワーク構成要素間のデータ・パケットの伝送において、
送信されるコンバージェンス・プロトコル・パケットに対して送信データ・パケット番号を送信機のカウンタによって規定し、
前記送信されるコンバージェンス・プロトコル・パケットを、伝送のために前記リンク層へ転送し、
受信したコンバージェンス・プロトコル・パケットに対して受信データ・パケット番号を受信機のカウンタによって規定し、
前記受信したコンバージェンス・プロトコル・パケットについて肯定応答するようになっている、前記パケット交換通信システムにおいて、
送信機のカウンタにより規定された前記送信データ・パケット番号を、前記通信システムにおける、データ・パケットの損失を生じそうな所定の処理の実行に対応して送信される前記コンバージェンス・プロトコル・パケットに付加し、
前記コンバージェンス・プロトコル・パケットの前記送信データ・パケット番号に一致するように受信機のカウンタ値を更新するようになっている、
ことを特徴とするパケット交換通信システム。 - 前記送信機のカウンタ値により規定された前記送信データ・パケット番号を、前記リンク層がコンバージェンス・プロトコル・パケットの肯定応答のある伝送を保証できないことに対応して、所定の間隔で送信される前記コンバージェンス・プロトコル・パケットに付加し、
前記受信機のカウンタ値を前記受信したコンバージェンス・プロトコル・パケットの前記送信データ・パケット番号と比較し、
前記の値が等しくないことに対応して、前記送信データ・パケット番号に一致するように前記受信機のカウンタ値を更新するようになっている、
ことを特徴とする請求項９に記載の通信システム。 - 前記通信システムの前記所定の処理がデータ・パケットの廃棄かハンドオーバであることを特徴とする請求項９に記載の通信システム。
- 肯定応答されなかったユーザ・データ・パケットの後に送られたユーザ・データ・パケットに相当するコンバージェンス・プロトコル・パケットを受け取ったことについての肯定応答を前記受信機から前記送信機に送るという事実に対応して、肯定応答されなかったユーザ・データ・パケットをバッファから除去するようにさらになっていることを特徴とする請求項９〜１１のいずれか一項に記載の通信システム。
- 前記通信システムが、肯定応答される伝送を利用するUMTSシステムまたはGPRSシステムなどのパケット交換移動通信システムであることを特徴とする請求項９〜１２いずれか一項に記載の通信システム。
- 前記送信データ・パケット番号をUMTSとGPRS間のハンドオーバにおいて前記送信機のカウンタによって規定するようにさらになっていることを特徴とする請求項１３に記載の通信システム。
- 前記送信データ・パケット番号をUMTSにおける無線ネットワーク・サブシステム間のハンドオーバにおいて前記送信機のカウンタによって規定するようにさらになっていることを特徴とする請求項１３に記載の通信システム。
- パケット交換通信システムのネットワーク構成要素であって、該ネットワーク構成要素はパケット交換データ伝送をサポートする端末にデータ・パケットを伝送するようになっており、
前記ネットワーク構成要素と前記端末との間で伝送されるコンバージェンス・プロトコル・パケットの送信データ・パケット番号を規定するカウンタと、
伝送される前記コンバージェンス・プロトコル・パケットを伝送されるリンク層に転送する手段と、
前記端末から受信した前記コンバージェンス・プロトコル・パケットの肯定応答を受信する手段と、
前記通信システムにおける、データ・パケットの損失を生じそうな所定の処理の実行に応答して、前記送信データ・パケット番号に一致するように端末のカウンタの値を更新するために、前記カウンタにより規定された該送信データ・パケット番号を該端末に送信すべき前記コンバージェンス・プロトコル・パケットに付加する手段と、
を備えるネットワーク構成要素。 - 前記送信データ・ケット番号を付加する前記手段が、前記カウンタにより規定された前記送信データ・パケット番号を、コンバージェンス・プロトコル・パケットの肯定応答伝送を保証できないリンク層に対応して所定の間隔をおいて送信される該コンバージェンス・プロトコル・パケットに付加するようになっている請求項１６に記載のネットワーク構成要素。
- 前記通信システムの前記所定の処理がデータ・パケットの廃棄またはハンドオーバである請求項１６に記載のネットワーク構成要素。
- 肯定応答されなかったユーザ・データ・パケットの後に送られたユーザ・データ・パケットに相当するコンバージェンス・プロトコル・パケットを受け取ったことについての肯定応答を前記受信機から前記送信機に送るという事実に対応して、前記肯定応答されなかったユーザ・データ・パケットをバッファから除去する手段をさらに備える請求項１６に記載のネットワーク構成要素。
- 前記ネットワーク構成要素の通信システムが、肯定応答される伝送を利用するUMTSシステムまたはGPRSシステムなどのパケット交換移動通信システムである請求項１６に記載のネットワーク構成要素。
- 前記ネットワーク構成要素が、前記UMTSと前記GPRSとの間のハンドオーバにおいて、前記カウンタによって前記送信データ・パケット番号をさらに規定するようになっている請求項２０に記載のネットワーク構成要素。
- 前記ネットワーク構成要素が、前記UMTSの無線ネットワーク・サブシステム間のハンドオーバにおいて、前記カウンタによって前記送信データ・パケット番号をさらに規定するようになっている請求項２０に記載のネットワーク構成要素。
- パケット交換通信システムの端末であって、該端末はパケット交換データ伝送をサポートするネットワーク構成要素にデータ・パケットを送信するようになっており、
前記端末と前記ネットワーク構成要素との間で伝送されるコンバージェンス・プロトコル・パケットの送信データ・パケット番号を規定するカウンタと、
伝送される前記コンバージェンス・プロトコル・パケットを伝送されるリンク層に転送する手段と、
前記ネットワーク構成要素から受信した前記コンバージェンス・プロトコル・パケットの肯定応答を受信する手段と、
前記通信システムにおける、データ・パケットの損失を生じそうな所定の処理の実行に応答して、前記送信データ・パケット番号に一致するようにネットワーク構成要素のカウンタの値を更新するために、前記カウンタにより規定された該送信データ・パケット番号を該ネットワーク構成要素に送信される前記コンバージェンス・プロトコル・パケットに付加する手段と、
を備えるパケット交換通信システムの端末。 - 前記送信データ・パケット番号を付加する前記手段が、前記カウンタにより規定される前記送信データ・パケット番号を、コンバージェンス・プロトコル・パケットの肯定応答伝送を保証できないリンク層に対応して所定の間隔をおいて送信される該コンバージェンス・プロトコル・パケットに付加するようになっている請求項２３に記載の端末。
- 前記通信システムの前記所定の処理がデータ・パケットの廃棄またはハンドオーバである請求項２３に記載の端末。
- 肯定応答されなかったユーザ・データ・パケットの後に送られたユーザ・データ・パケットに相当するコンバージェンス・プロトコル・パケットを受け取ったことについての肯定応答を前記受信機から前記送信機に送るという事実に対応して、前記肯定応答されなかったユーザ・データ・パケットをバッファから除去する手段をさらに備える請求項２３に記載の端末。
- 肯定応答される伝送を利用するUMTSシステムまたはGPRSシステムなどのパケット交換移動通信システムをサポートする請求項２３に記載の端末。
- 前記端末が、前記UMTSと前記GPRSとの間のハンドオーバにおいて、前記カウンタによって前記送信データ・パケット番号をさらに規定するようになっている請求項２７に記載の端末。
- 前記端末が、前記UMTSの無線ネットワーク・サブシステム間のハンドオーバにおいて、前記カウンタによって前記送信データ・パケット番号をさらに規定するようになっている請求項２７に記載の端末。
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