JP3857524B2 - 広帯域セルラーネットワーク装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【技術分野】
本発明は、非同期転送モード技術に基づく移動通信システムにおいてセルラートラフィックを制御するための装置、及びこのような装置を使用するベースステーションコントローラに係る。
【０００２】
【背景技術】
近年、移動通信用のグローバルシステム（ＧＳＭ）及び他のセルラーネットワークが世界中で急速に発展している。それに応じた加入者数の増加に伴い、ＧＳＭのベースステーションサブシステムのようなセルラーシステムのトランクネットワークにおいて帯域巾が対応的に増加している。
図５ａ及び５ｂは、移動通信システムのトランクネットワークの一部分を一例として概略的に示す。このようなトランクネットワークでは、移動サービス交換センターＭＳＣ及びそれに関連したビジター位置レジスタＶＬＲがベースステーションコントローラＢＳＣにリンクされる。次いで、ベースステーションコントローラＢＳＣは、ベーストランシーバステーションＢＴＳにリンクされ、これは、各エンドユーザにおいて移動ステーション（図示せず）に接続される。ベースステーションコントローラＢＳＣ及びベーストランシーバステーションＢＴＳは、いわゆるベースステーションサブシステムＢＳＳを構成し、これが図５ａ及び５ｂに破線で示されている。
【０００３】
より詳細には、図５ａには、従来のパルスコード変調（ＰＣＭ）をベースとするトランクネットワークが示されており、ここでは、接続リンク、即ちネットワーク要素間の接続と、ベースステーションコントローラＢＳＣにおけるスイッチングは、全て、ＰＣＭをベースとするものである。
しかしながら、最近では、移動電話のような移動ステーションとデータ通信との一体化により、例えば、ショートメッセージサービス（ＳＭＳ）又は移動ステーションを用いたインターネットへのアクセスのような新たなデータサービスが導入されるに至った。これに伴い、現在、これら従来の狭帯域ＰＣＭネットワークを広帯域通信システムに置き換える需要の増加も認められる。
【０００４】
広帯域通信システムに使用するための将来のデータ転送技術として、非同期転送モード（ＡＴＭと省略される）が提案されている。
非同期転送モードの基本的な考え方は、データを固定サイズの小さなデータパケットで転送することである。これらのデータパケットは、セルと称される。このようなセルの流れは、各エンドユーザ間の仮想チャンネル接続ＶＣＣを表す。接続の仮想性は、送信されるべきデータがあるときだけセルが転送されることから生じる。それ故、既知の接続指向のシステムとは対照的に、有用なペイロードが存在しないときには、リソースが使用されない。
【０００５】
又、非同期転送モードは、例えば、ＧＳＭネットワークにおいてパケットデータを転送するのにも適している。この点については、例えば、ＩＰトラフィックのようなデータパケットがＧＳＭ無線インターフェイスを経て転送される汎用パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）が提案されている。
しかしながら、図５ａに示す従来のＰＣＭに基づくベースステーションサブシステムでは、このようなデータパケットを、先ず、ベーストランシーバステーションＢＴＳにおいてＰＣＭフォーマットに変換し、次いで、例えば、インターネットのような公衆パケットデータネットワークへ送信する前にパケットフォーマットに再変換しなければならない。逆方向、即ち公衆データネットワークからベーストランシーバステーションＢＴＳへ進行するデータパケットについても、同じ変換を行なわねばならない。非同期転送モード手順を使用することにより、このデータ変換を回避することができ、そして更に、非同期転送モードセルにおけるデータパケットをベースステーションサブシステムＢＳＳから公衆非同期転送モードに基づくネットワークへ直接ルート指定することもできる。
【０００６】
ＧＳＭシステムのトランクネットワークに非同期転送モードを使用するためには、各ネットワーク要素間の少なくとも従来のＰＣＭリンクをＡＴＭリンクに置き換えねばならない。それにより形成される構成体では、通常のＰＣＭに基づくＧＳＭネットワーク要素が、今度は、ＡＴＭリンクによって接続され、その例が図５ｂに示されている。
このような技術は、回路エミュレーションサービス（ＣＥＳ）と称されるが、これは、ベースステーションコントローラＢＳＣ、ひいては、ベースステーションサブシステムＢＳＳがＡＴＭスイッチングをサポートしないので、まだＡＴＭを効果的に実現するものとはなっていない。
【０００７】
文献ＥＰ−Ａ−０８０１５１３には、ＡＴＭスイッチを経てＡＴＭベースのインフラストラクチャーに個別のデータアクセスを与える無線ポートが開示されている。更に、文献ＥＰ−Ａ−０７２９２８２には、ＡＴＭプロセッサマルチプレクサ／デマルチプレクサを制御する制御回路が開示されている。更に、文献ＥＰ−Ａ−０７４９２５９には、その請求項１の前文に記載された広帯域セルラーネットワーク装置であって、ソフトウェア接続マネージャーをベースとするＰＢＳプロセッサユニットによってＡＴＭスイッチング手段が制御されるような装置が開示されている。
【０００８】
【発明の開示】
それ故、本発明の目的は、ベースステーションサブシステムのレベルでＡＴＭスイッチングをサポートすることができ、ひいては、移動通信ネットワークにおいて非同期転送モードの有効な実現化を達成する装置を提供することである。
又、このような移動通信ネットワークにおいて予想される将来の拡張に関連して、本発明は、低いコストで製造、設置及び維持することのできる装置を提供しなければならない。又、非同期転送モード技術は、ＰＣＭ技術に比して、大きな容量増加を与えることができる。従って、ベースステーションサブシステムにおける物理的ラインの本数を減少することができる。
【０００９】
上記目的は、請求項１に記載の広帯域セルラーネットワーク装置によって達成される。
上記構成では、非同期転送モードをベースとする広帯域セルラーネットワーク装置は、ベースステーションコントローラユニットの機能を非同期転送モードスイッチの機能と結合することにより実施される。
この装置は、ベースステーションサブシステムにおいて非同期転送モードスイッチングを実行することができ、そして更に、非同期転送モードをベースとするセルラーネットワークに使用するための非同期転送モードをベースとするベースステーションコントローラに対して低廉な基礎をもたらす。
【００１０】
本発明の更に別の実施形態は、従属請求項に記載する。
好ましくは、上記ベースステーションユニットは、ベースステーションコントローラの機能をソフトウェア、ハードウェア、又は混合ソフトウェア／ハードウェアのいずれかで実施し、そして非同期転送モードコントローラの命令手段を備えている。
非同期転送モードコントローラは、ベースステーションコントローラユニットにより発生されたコマンドを、非同期転送モードスイッチング手段のスイッチング動作を生じさせるコマンドへと変換するためのインターフェイスを与えるように構成される。
【００１１】
非同期転送モードコントローラは、非同期転送モードをベースとするシグナリングを使用し、そして非同期転送モードスイッチング手段の接続ハードウェアを制御するための制御コマンドを与えるのが効果的である。
更に別の開発によれば、非同期転送モードコントローラは、少なくとも２つの機能層を含むように構成され、これら機能層の１つは、セルラーネットワークに関連した機能を実行するためのセルラーネットワーク関連上部層であり、そして機能層の別の１つは、非同期転送モードスイッチング手段に関連した機能を実行するための非同期転送モード関連下部層である。
【００１２】
従って、非同期転送モードコントローラの下部機能層は、非同期転送モードスイッチング手段のスイッチングハードウェアを制御するように構成されるのが効果的である。
更に、非同期転送モードコントローラは、搬送スイッチマネージメントプロトコルコントローラである。従って、非同期転送モードスイッチング手段は、この汎用スイッチマネージメントプロトコルをサポートする。
【００１３】
【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、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。
図１は、図５ａ及び５ｂと実質的に同じ基本的な要素を含むが、ベースステーションコントローラＢＳＣ自体にＡＴＭリンク及びＡＴＭスイッチング手段を備えた移動通信ネットワーク、例えば、ＧＳＭネットワークの一部分を概略的に示す。
即ち、移動サービス交換センターＭＳＣ及びそれに関連したビジター位置レジスタＶＬＲとベースステーションコントローラＢＳＣとの間、並びにベースステーションコントローラＢＳＣとベーストランシーバステーションＢＴＳとの間の従来のＰＣＭリンクがＡＴＭリンクに置き換えられている。更に、ベースステーションサブシステムＢＳＳの中央スイッチング要素であるベースステーションコントローラＢＳＣがＡＴＭスイッチングを実行するようにされる。
【００１４】
図２は、第１の好ましい実施形態による広帯域セルラーネットワーク装置としてのベースステーションコントローラＢＳＣを示している。この装置は、ベースステーションコントローラユニット即ちＢＳＣユニット１と、非同期転送モード即ちＡＴＭコントローラ２と、非同期転送モード即ちＡＴＭスイッチ３とを備えている。
ＢＳＣユニット１は、ＡＴＭコントローラ２に接続され、そして通常のベースステーションコントローラＢＳＣの純粋なソフトウェア、純粋なハードウェア、又は混合ソフトウェア／ハードウェア実施体より成る。ＢＳＣユニット１は、ハンドオーバー処理、ＧＳＭシグナリング等の通常のベースステーションコントローラ機能を与えると共に、必要に応じて、トラフィックチャンネル又はシグナリングチャンネルの個々の相互接続を判断する。
【００１５】
このＢＳＣユニット１と、従来のＰＣＭに基づくベースステーションコントローラとの間の主たる相違は、ＢＳＣユニット１にはＰＣＭグループスイッチ及びそれに対応するコントローラ機能がないことである。むしろ、ＢＳＣユニット１は、ＡＴＭコントローラに命令する手段（図示せず）を備えている。この点について、ＢＳＣユニット１は、ハードウェアベースステーションコントローラ機能をエミュレートする純粋なソフトウェア実施体として構成することもできるし、或いは通常のベースステーションコントローラのハードウェアの一部分を使用する混合実施体として構成することもできる。
【００１６】
ＡＴＭコントローラ２は、ＡＴＭスイッチ３に接続され、従って、ＡＴＭスイッチ３を通るトラフィックチャンネルを接続又は切断するコマンドを発生するためのＢＳＣユニット１用のインターフェイスを与える。更に、ＡＴＭコントローラ２は、ＡＴＭスイッチ３に対して適当なコマンドを与えて、そのハードウェアで必要な接続を確立できるようにし、そしてＡＴＭスイッチ３を適切に機能させるに必要な特定の初期装置製造者（ＯＥＭ）適応を含んでもよい。
ＡＴＭスイッチ３は、実際のＡＴＭハードウェアスイッチング要素を形成する。これは、例えば、汎用スイッチマネージメントプロトコル（ＧＳＭＰ）のような標準インターフェイス、又はそれに対応する独占的解決策を使用してＡＴＭコントローラ２によって制御される。
【００１７】
ＡＴＭスイッチ３を各ネットワーク要素に接続するＡＴＭリンクは、各入力及び出力ポートにおいてＡＴＭスイッチ３に出入りする。従って、ＡＴＭスイッチ３の主たる機能は、入力ポートに入る仮想チャンネル（ＶＣ）を、１つ又は複数の出力ポートから出る１つ又は複数の仮想チャンネルに接続することである。従って、ＡＴＭスイッチ３により行なわれるポートスイッチングは、マルチキャストオペレーションを実行することができ、破線で概略的に示されている。
図３は、本発明の第２の実施形態による広帯域セルラーネットワーク装置を示す。
ＢＳＣユニット１及びＡＴＭスイッチ３は、上述した第１の実施形態に使用されたものに機能的に対応しているが、ＡＴＭコントローラ２は、ここでは、２つの機能層に分割される。しかしながら、層の数は、２に限定されず、ＡＴＭコントローラ２によって実行されるべき機能を実現するのに適したいかなる数でもよい。
【００１８】
図示された２層構造では、ＡＴＭコントローラ２は、上部層２ａ及び下部層２ｂを含む。例示的な移動通信ネットワークとして働くＧＳＭシステムによれば、上部層２ａは、図３に示すように、シグナリング及び他のＧＳＭ関連項目を変換するためのＧＳＭ関連層を構成し、そしてＡＴＭスイッチ３においてどのポート及び／又は仮想チャンネルを相互接続又はスイッチすべきかを下部層２ｂに指令する。従って、下部層２ｂは、例えば、ＡＴＭスイッチ３の保守及びエラー処理のような他のＡＴＭスイッチ関連タスクを実行する。
図４は、第３の実施形態による広帯域セルラーネットワーク装置としてのベースステーションコントローラを示す。
【００１９】
この場合も、ＢＳＣユニットは、第１の実施形態のユニットに対応するが、ここでは、第１及び第２の実施形態のＡＴＭコントローラ２に代わって、汎用スイッチマネージメントプロトコル（ＧＳＭＰ）コントローラ２が使用され、そしてＡＴＭスイッチ３は、ＧＳＭＰコントローラ２に使用されるＧＳＭＰをサポートするようにされる。
インターネット・エンジニアリング・タスク・フォースによりＲＦＣ１９８７の名前で最近発表されたＧＳＭＰは、ハードウェアベースのＡＴＭスイッチ３を制御するインターフェイスを与える汎用プロトコルである。ＧＳＭＰは、コントローラが、ＡＴＭスイッチ３を横切る接続を確立及び解除し、１ポイント対多ポイント接続の許可を追加及び削除し、ＡＴＭスイッチ３の個々のポートを管理し、そして構成情報及び統計学的情報を要求することができるようにする。
【００２０】
第３の実施形態によれば、ベースステーションコントローラユニットと、ＧＳＭＰコントローラを間に使用するＧＳＭＰスイッチとの組合体を含むＡＴＭベースのベースステーションコントローラＢＳＣが設けられる。この構成体は、ＡＴＭベースのベースステーションコントローラＢＳＣの高速で且つ低廉な構造体を与える。この構造では、ＢＳＣユニット１をある種のＧＳＭＰスイッチと組み合わせることができる。このように、種々の異なる製造者のハードウェアを使用することができ、そしてその基礎となるネットワークの容量は、追加のベーストランシーバステーションＢＴＳ及びトランシーバ（ＴＲＸ）（図示せず）がベースステーションサブシステムＢＳＳに導入されるときに、容易に拡張することができる。
【００２１】
上記説明及び添付図面は、単に本発明を例示するものに過ぎないことを理解されたい。従って、本発明による装置は、上述したＧＳＭ以外のネットワークにも使用できる。又、本発明の好ましい実施形態は、請求の範囲内で種々変更し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 非同期転送モードリンク及び非同期転送モードスイッチングを使用する移動通信ネットワークを概略的に示す。
【図２】 第１の好ましい実施形態に基づく広帯域セルラーネットワーク装置を示す図である。
【図３】 第２の好ましい実施形態に基づく広帯域セルラーネットワーク装置を示す図である。
【図４】 第３の好ましい実施形態に基づく広帯域セルラーネットワーク装置を示す図である。
【図５ａ】 ＰＣＭリンク及びＰＣＭスイッチングを使用する既知の移動通信ネットワークの一部分を概略的に示す図である。
【図５ｂ】 ＡＴＭリンク及びＰＣＭスイッチングを使用する提案された移動通信ネットワークの一部分を概略的に示す図である。

Claims (6)

1. 非同期転送モードリンクを用いて、移動サービス交換センター、および一つ以上のベーストランシーバステーションに接続された、広帯域セルラーネットワーク装置であって、
   非同期転送モードセルより成る非同期転送モードセルラートラフィックを制御するためのベースステーション制御ユニットと、
   上記ベースステーション制御ユニットから分離しており、上記ベースステーション制御ユニットに接続されてそれにより制御される、非同期転送モードコントローラと、
   上記非同期転送モードコントローラに接続されそれにより制御され、かつ、非同期転送モードセルラートラフィックをスイッチングするための非同期転送モードスイッチング手段とを備えており、
   上記移動サービス交換センターおよびベースステーション制御ユニットＰＳＣとの間のリンクが非同期転送モードリンクであり、
   上記非同期転送モードコントローラが、上記ベースステーション制御ユニット、および上記非同期転送モードスイッチング手段の間で機能するように構成され、ベースステーション制御ユニットにより発生された第一の通信プロトコルのコマンドを、スイッチング動作を生じさせる第二の通信プロトコルのコマンドに変換するためのインターフェイスを提供するように構成され、かつ、非同期転送モードスイッチング手段を通るトラフィックチャネルを接続、および切断するためのコマンドを発生させるインターフェイスを提供するように構成されていることを特徴とする広帯域セルラーネットワーク装置。
2. 上記ベースステーション制御ユニットは、ソフトウェア、ハードウェア、又は混合ソフトウェア／ハードウェアのいずれかによるベースステーションコントローラ機能を提供し、かつ、非同期転送モードコントローラに命令するための非同期転送モードコントローラ命令手段を備えている請求項１に記載の装置。
3. 上記非同期転送モードコントローラは、非同期転送モードをベースとするシグナリングを使用し、そして非同期転送モードスイッチング手段の接続ハードウェアを制御するための制御コマンドを与える請求項１に記載の装置。
4. 上記非同期転送モードコントローラは、少なくとも２つの機能層を含むように構成され、これら機能層の１つは、セルラーネットワークに関連した機能を実行するためのセルラーネットワーク関連上部層であり、そして上記機能層の別の１つは、非同期転送モードスイッチング手段に関連した機能を実行するための非同期転送モード関連下部層である請求項１に記載の装置。
5. 上記非同期転送モードコントローラの下部機能層は、非同期転送モードスイッチング手段のスイッチングハードウェアを制御するように構成される請求項４に記載の装置。
6. 上記非同期転送モードコントローラは、汎用スイッチマネージメントプロトコル(GSMP)コントローラであり、そして上記非同期転送モードスイッチング手段は、上記汎用スイッチマネージメントプロトコルをサポートする請求項１に記載の装置。

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