JP3914578B2 - サービスグレードの決定及び移動電話システム - Google Patents
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Description
本発明は、ネットワーク部分、移動ステーション、及びこれらのネットワーク部分と移動ステーションとの間の両方向無線リンクを備えた移動電話システムにより移動ステーションのユーザに提供されるサービスのグレードを決定する方法であって、サービスのグレードがサービスのクラスを含むような方法に係る。
先行技術の説明
公知の移動電話システムでは、ユーザが移動ステーションを使用し、無線リンクを経てスピーチ又はデータを送信する。ネットワーク部分は、それが利用する送信接続の使用容量を、無線リンクがスピーチ送信に使用されるかデータ送信に使用されるかに基づいて最適化するものではない。原理的に、全てのユーザに対して同じグレードのサービスが提供される。これは、ネットワーク部分の容量の浪費をもたらす。更に、現在の移動電話システムでは、使用するサービスグレードに基づいてサービスを異なる料金設定にすることができない。
現在のGSM/DCS1800システムの更なる開発、及び現在開発中のUMTSシステム、並びに他の将来の移動電話システムに関しては、スピーチ及びデータに加えて、例えば、動画映像のような大きな送信容量を必要とするデータを送信できることが重要となる。全てのユーザに同じグレードのサービスを提供する現在のシステムの原理では、このような進歩した移動電話システムを構成することができない。これは、非常に経費がかかる。というのは、ネットワーク部分の送信容量を、最大の送信容量を必要とするサービスに基づいて定めねばならず、例えば、動画映像を送信するに必要な容量に基づいて定めねばならないからである。
進歩した移動電話システムは、各特定の場合に送信容量を効率的に且つ最適に使用できるようにする異なる方法の導入を必要とする。これらの方法を最適化でき、又、コスト効率の良いものとし、且つネットワーク部分の異なる負荷状態を管理するための融通性をネットワークオペレータに与えることができねばならない。
発明の要旨
本発明の目的は、公知解決策の欠点を解消することである。
これは、冒頭で述べた方法において、移動電話システムの条件に基づいて移動ステーションのユーザに対し移動電話システムにより保証されたサービスのグレードに基づくサービスクラスを各ユーザに指定することを特徴とする方法により達成される。
又、本発明は、ネットワーク部分、移動ステーション、及びこれらのネットワーク部分と移動ステーションとの間の両方向無線リンクを備えた移動電話システムであって、サービスのグレードがサービスのクラスを含むようなシステムにおいて、移動電話システムの条件に基づいて移動ステーションのユーザに対し移動電話システムにより保証されたサービスのグレードに基づくサービスクラスが各ユーザに指定され、そしてサービスのグレードを決定するに必要なパラメータの処理を行うようにネットワーク部分が構成され、上記パラメータは、移動電話システムの特徴及びその使用を表わす予め選択された変数であることを特徴とする移動電話システムにも係る。
更に、本発明は、ネットワーク部分、移動ステーション、及びこれらのネットワーク部分と移動ステーションとの間の両方向無線リンクを備えた移動電話システムであって、サービスのグレードがサービスのクラスを含むようなシステムにおいて、移動電話システムの条件に基づいて移動ステーションのユーザに対して移動電話システムにより保証されたサービスのグレードに基づくサービスクラスが各ユーザに指定され、そしてネットワーク部分からサービスのグレードを受け取るように移動ステーションが構成されたことを特徴とする移動電話システムにも係る。
本発明の方法は、多数の効果を有する。最大の効果の1つは、ユーザによって使用されるサービスクラスに基づいてネットワーク部分の使用が最適化されることである。その結果、ネットワーク部分の構造においてコストを相当に節約することができる。というのは、余分な容量を指定する必要がなく、実際の使用に基づいて容量を定めることができるからである。移動ステーションのユーザに対し、本発明は、サービスの質の向上を意味し、例えば、コール設定は、公知技術よりも信頼性が高い。又、ユーザに対し、新たなサービス、例えば動画映像の送信をコスト効率良く、しかも経済的に提供することができる。一方、ユーザは、自分で使用するサービスクラスに基づいて課金され、従って、ユーザは、もし希望すれば、ユーザにとって最も適当で且つ経済的なサービスクラスを選択することができる。ユーザにより使用されるサービスクラスは、自分の移動ステーションによって明確に指示される。又、ユーザは、使用中のサービスクラスに関する他の有効な情報、例えば、送信速度も受信する。本発明の方法を使用することにより、ネットワークオペレータは、ネットワークの使用により発生するコスト及びユーザに対して与えられるサービスの質を最適化するようにネットワーク部分の使用を柔軟に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
以下、添付図面を参照して、本発明を詳細に説明する。
図1は、移動電話システム及びそのユーザを一般的に示す図である。
図2は、移動電話システムの重要な部分を詳細に示す図である。
図3は、本発明による例示的な状態遷移図である。
図4は、ベースステーションコントローラの重要な部分を示す図である。
図5は、移動ステーションの重要な部分を示す図である。
好ましい実施形態の詳細な説明
図1は、本発明の移動電話システムを一般的に示す。移動電話システム100は、ネットワーク部分110、移動ステーション120−126、及びこれらのネットワーク部分100と移動ステーション120−126との間の両方向無線リンク130−136を備えている。
本発明によれば、サービスのグレードは、移動電話システム100の条件に基づいて移動ステーション120−126のユーザ140−146に対し移動電話システム100により保証されたサービスのグレードに基づくサービスクラスに分割される。サービスクラスは、例えば、スピーチ、データ送信、高レートデータ送信及び映像を含む。パラメータとして、本発明の方法は、移動電話システム100の特徴及びその使用を表わす予め選択された変数を使用する。
移動電話システム100の条件が多数の異なるサービスクラスを許す場合には、ユーザ140−146は、ユーザにとって最も経済的で且つ適当なものを選択する。
移動ステーション120−126のユーザ140−146当たりに使用できる送信容量は、サービスクラスを決定する変数として働く。ネットワーク部分の使用は、両方向無線リンク130−136に使用される送信方法がサービスクラスの特徴に基づいて変化するように最適化される。
ネットワーク部分の使用を最適化する別の方法は、新たなユーザ146が新たな移動ステーション126とネットワーク部分110との間に新たな両方向無線リンク136を確立するよう試みるときにネットワーク部分110がどれほど大きな送信容量を使用できるかチェックすることである。使用できる送信容量の大きさが充分な場合には、新たなユーザ146に、そのユーザのサービスクラスに基づき両方向無線リンク136が指定される。使用できる送信容量の大きさが不充分な場合には、ユーザ140−144の1人がそのサービスクラスを過少利用しているかどうか、即ちそのユーザに使用できる全送信容量を使用していないかどうかチェックする。もしそうであれば、当該ユーザ140−144のサービスクラスが下げられ、即ち当該ユーザ140−144により使用される送信容量に対応するようにサービスクラスが変更される。これは、送信容量の一部分を解放できるようにする。送信容量の解放は、新たなユーザ146にとって充分な送信容量を解放するために必要及び考えられる多数のユーザで繰り返される。充分な送信容量を解放できる場合には、新たなユーザ146は、そのサービスクラスに基づく両方向無線リンク136が指定される。充分な量の送信容量を解放できない場合には、ネットワーク部分110の全送信容量が使用中であり、新たなユーザ146に両方向無線リンク136が指定されない。
図2は、ネットワーク部分の構造を詳細に示す。ネットワーク部分110は、少なくとも1つのネットワークマネージメントシステム250と、少なくとも1つのネットワークシステム210と、少なくとも1つのベースステーションシステム220とを備えている。ネットワークマネージメントシステム250は、移動電話システムの異なる機能を使用し、制御しそして維持するのに使用される。ネットワークオペレータは、ネットワークマネージメントシステム250を経て与えられる機能及びサービスの質に関する情報を受け取る。ネットワークマネージメントシステムは、少なくとも1つのオペレーション及びメンテナンスセンター280を備えている。ネットワークオペレータは、オペレーション及びメンテナンスセンター280を経て移動電話システムの異なるパラメータを調整し、従って、そのオペレーションを制御する。ネットワークシステム210の主なタスクは、コール制御であり、従って、移動交換センター270を備えている。ベースステーションシステム220は、無線経路を制御する役割を果たし、少なくとも1つのベースステーションコントローラ230及び少なくとも1つのベースステーション240を備えている。ベースステーション240は、有効到達領域、即ちセル242を有する。本発明の方法のパラメータは、ベースステーション240に対する移動ステーション120の速度と、ベースステーション240から移動ステーション120までの距離と、移動電話システム100の負荷と、両方向無線リンク130を与えるベースステーション240のセル242の形式とである。
速度のパラメータは、絶対的速度、ベースステーション240のセルサイズに比例する距離のパラメータ、セル242の全容量に比例する負荷のパラメータ、及び既存のハイアラーキー構造を用いることによるセル形式のパラメータとして検討される。
計算の効率は、各パラメータが少数の、例えば、3つの異なる値のみを有するようにして増加することができる。一方、サービスのグレードを正確に決定すべき場合には、各パラメータに、最小から最大までのスライド値が与えられる。計算の効率及び精度を最適化すべき場合には、あるパラメータが少数の、例えば、3つの異なる値のみを有し、そして他のパラメータに、最小から最大までのスライド値が与えられる。
各サービスクラスは、状態マシンにおける異なる状態によって表わされ、この場合、1つの状態から別の状態への遷移は、パラメータの計算により定められる。パラメータの重み付けされた平均が計算され、そして所与の時間にどの遷移条件が満足されるかチェックされる。移動電話システム100のネットワーク部分110のアドミニストレータ260、即ちネットワークオペレータの操作者に属する個人は、ネットワークマネージメントシステム250によるパラメータの計算に使用される重み付け係数を決定し、これにより、サービスクラスが決定されるときに異なるパラメータが異なる意義を有する。この場合に、1つのパラメータでも変化すると、サービスクラスの変化が生じる。これは、ネットワーク部分110の使用の最適化を容易にする。というのは、異なる状態に対し重み付け係数の異なる組合せが存在し得るからである。このような方法は、適応方法として知られている。
図3は、本発明の方法による例示的な状態遷移チャートである。状態マシンの状態は、例えば、ビデオ300、データ302及びスピーチ304である。この状態遷移チャートから、1/4(a1V+a2R+a3L+a4C)>1及び1/4(b1V+b2R+b3L+b4C)>2の2つの不等式が引き出される。各パラメータ速度V、距離R、負荷L及びセル形式Cに対し、3つの異なるクラス0、1及び2が決定される。パラメータa1−a4及びb1−b4は、ネットワークアドミニストレータにより自由に定義できる重み付けされた係数である。最初、状態が最適であり、即ちビデオ状態300であると仮定する。不等式は、規則的な間隔で又はある特定の理由で解かれる。その結果が1より小さい場合(310)には、同じ状態に留まる。その結果が1に等しいか又はそれより大きい場合(312)には、悪いデータ状態302への移行が生じ、もはや、ユーザに対しビデオ像の送信サービスを提供することができない。その結果が2以上である場合には、最悪状態、即ち会話状態304への遷移が直接生じ、スピーチの送信しか行えない。データ状態302において不等式が同様に解かれる。その結果が1より小さい場合(314)には、ビデオ状態への移行が生じる。その結果が1以上であるが2より小さい場合(316)には、データ状態に留まる。その結果が2以上である場合(318)には、会話状態への移行が生じる。会話状態304において不等式が同様に解かれる。その結果が2より小さい場合(320)には、データ状態への移行が生じる。その結果が2以上である場合(322)には、会話状態に留まる。その結果が1より小さい場合(324)には、ビデオ状態への移行が生じる。
ネットワーク部分110は、サービスのグレードを決定するのに必要なパラメータの処理を実行するように構成される。例えば、ネットワークシステム210のベースステーションコントローラ230は、本発明の方法による機能を遂行するように構成される。図4は、ベースステーションコントローラ230の簡単な構造を示す。ベースステーションコントローラ230は、グループスイッチングフィールド410、トランスコーダ420及びコントロールユニット430を備えている。グループスイッチングフィールド410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。トランスコーダ420は、使用される異なるデジタルスピーチコード形態を、公衆交換電話ネットワークと移動電話ネットワークとの間で変換し、それらをコンパチブルなものにする。コントロールユニット430は、コール制御、移動の管理、統計値の収集及びシグナリング(エアインターフェイスシグナリング及びAインターフェイスシグナリング)を実行する。本発明を実施する最も簡単な方法は、コントロールユニット430にソフトウェアを設けることであり、このソフトウェアは、その標準的なオペレーションに加えて、本発明の方法により各無線リンク130−136に対するサービスクラスを決定できると共に、ベースステーション240を経て移動ステーション120−126へ当該サービスクラスを通知できるものである。上記の機能は、例えば、汎用又は信号プロセッサ、或いは個別ロジックで実施することができる。又、移動交換センター270又はベースステーション240も、本発明の方法の機能を遂行するように構成できる。本発明の方法を使用するための当該デバイスをいかに構成すべきかは、当業者に明らかであろう。又、ここには述べないネットワーク部分110の他の要素も、本発明の方法の機能を遂行するように構成できることも明らかであろう。
移動ステーション120−126は、ネットワーク部分110からサービスのグレードを受け取るように構成される。図5は、移動ステーションの簡単な構造を示す。移動ステーションは、ユーザ部分500と、無線部分520と、アンテナ570とを備えている。ユーザ部分500は、ユーザ140−146に対する移動ステーションのユーザインターフェイスとして機能する。無線部分520は、送信されるべき信号を無線リンク130−136に適した形態に変換すると共に、受信信号を、ユーザ140−146に理解できる形態に変換する。アンテナ570は、無線リンク130−136から信号を受信し、そして無線リンク130−136へ信号を送信する。ユーザ部分500は、スピーカ502と、ディスプレイ504と、キーボード506と、マイクロホン508とを備えている。無線部分520は、受信器530と、送信器540と、コントロールユニット550と、デュープレックスフィルタ560とを備えている。受信器530は、復調器532と、チャンネルデコーダ534と、暗号解読器536と、ソースデコーダ538とを備えている。送信器は、ソースコーダ542と、暗号器544と、チャンネルコーダ546と、変調器548とを備えている。信号は、アンテナ570により受信され、そこから、デュープレックスフィルタ560を経て受信器530へと続く。第1に、信号は、復調器532において復調される。次いで、チャンネルデコーダ534においてデコードされる。その後、暗号解読器536において暗号解読が行なわれる。更に、受信した情報がソースデコーダ538において表示可能な形態に変換され、その後、スピーチ情報がスピーカ502へ送られ、そしてベースステーションから送られたシグナルがコントロールユニット550において処理される。送信されるべき情報がマイクロホン508及びコントロールユニット550から送信器540に到達すると、スピーチ情報がデジタル化され、そしてそのデジタル化されたスピーチ情報及びソースコーダ542のシグナルからコードワードが発生され、その後、暗号器544において暗号化が行なわれる。次いで、送信されるべき情報は、チャンネルコーダ546においてコード化され、その後、変調器548において変調される。最後に、送信されるべき情報は、デュープレックスフィルタ560を経てアンテナ570へ送られる。本発明の本質的な考え方は、コントロールユニット550が、これに対して図示された接続をもつユニットを制御することである。本発明を実施する最も簡単なやり方は、標準的なオペレーションに加えて、ベースステーションからソースデコーダ538を経て受信した信号を解読できるソフトウェアをコントロールユニット550に設けることである。移動ステーション120−126は、サービスのグレードを明確な形態でユーザ140−146に指示するように構成される。従って、サービスのクラスは、理解し得る形態、例えば、テキスト、絵、音又は公知技術で知られた他のやり方でユーザに指示される。コントロールユニット550は、その最も簡単な形態において、サービスのグレードを明確な形態で指示するようにディスプレイ504を制御するソフトウェアを有する。又、サービスのクラスに加えて、ユーザは、サービスのグレードに関する更に特定の情報、例えば、送信速度、送信方法、エラー修正方法、サービスのクラスに関連した料金、又は使用に関する他の情報も受信する。移動ステーション120−126は、ユーザにとって最も経済的で且つ適当なサービスのグレードを選択する機能をユーザ140−146に与えるように構成される。コントロールユニット550は、その最も簡単な形態では、ユーザ140−146がキーボード506により選択したサービスのグレードを受け取るソフトウェアを有する。上記の機能は、例えば、汎用又は信号プロセッサ、或いは個別のロジックで実施することができる。
添付図面に示す例について本発明を説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、請求の範囲に記載する本発明の範囲内で多数の仕方で修正できることが明らかである。
Claims (19)
- ネットワーク部分(110)、及び移動局(120−126)を備えた移動電話システム(100)により、移動局(120−126)のユーザ(140−146)に提供される、サービスのグレードを特定する方法であって、
前記ネットワーク部分(110)が、伝送容量を含み、かつ前記移動電話システム(100)の特徴及びその使用を表す該移動電話システム(100)の条件に基づいて、前記移動局(120−126)のユーザ(140−146)に対し、該移動電話システム(100)により保証されたサービスのグレードを特定するステップと、
前記ネットワーク部分(110)が、前記特定されたサービスのグレードに基づいて、前記移動局(120−126)の前記ユーザ(140−146)について、少なくとも1つのサービスクラスを割り当てるステップと、
前記ネットワーク部分(110)が、前記移動局(120−126)の前記ユーザ(140−146)について、前記割り当てられたサービスクラスに基づき、該ネットワーク部分(110)への双方向無線リンク(130−136)を割り当てるステップと
を含むことを特徴とする方法。 - 前記サービスクラスは、音声、データ伝送、高レートデータ伝送、及び画像である
ことを特徴とする、請求項1に記載の方法。 - 前記双方向無線リンク(130−136)において使用される前記伝送方法は、前記サービスクラスの特徴に基づいて変化する
ことを特徴とする、請求項1に記載の方法。 - 新たなユーザ(146)が、新たな移動局(126)と前記ネットワーク部分(110)との間に、新たな双方向無線リンク(136)を確立しようと試みるときは、前記伝送容量をチェックし、
使用できる伝送容量が不充分な場合には、あるユーザ(140−144)がそのユーザのサービスクラスを過少利用しているかどうか、即ちそのユーザに使用できる全伝送容量を使用していないかどうかチェックし、
もしそうであれば、当該ユーザ(140−144)の前記サービスクラスを下げ、即ち当該ユーザ(140−144)により使用される前記伝送容量に対応するように前記サービスクラスを変更し、これにより、伝送容量の一部分を解放し、
前記新たなユーザ(146)に充分な量の伝送容量が使用できるようになるまで、必要かつ考えられる多数のユーザ(140−144)でこれを繰り返し、前記新たなユーザ(146)に、そのユーザのサービスクラスに基づき、双方向無線リンク(136)を割り当て、
サービスクラスを過少利用しているユーザ(140−144)がいないか、又はそれらのユーザ数が多くない場合には、前記ネットワーク部分(110)の前記全伝送容量が使用中であり、前記新たなユーザ(146)には双方向無線リンク(136)が割り当てられない
ことを特徴とする、請求項1に記載の方法。 - 前記ネットワーク部分(110)は、少なくとも1つのネットワーク管理システム(260)、少なくとも1つのネットワークシステム(210)、及び少なくとも1つの基地局システム(220)を備え、この基地局システム(220)は、少なくとも1つの基地局コントローラ(230)、及び有効到達エリア、即ちセル(242)を有する少なくとも1つの基地局(240)を含み、
前記方法のパラメータは、前記基地局(240)に対する前記移動局(120)の速度、前記移動電話システム(100)の負荷、及び前記双方向無線リンク(130)を形成する前記基地局(240)の前記セル(242)の形式、である
ことを特徴とする、請求項1に記載の方法。 - 前記速度のパラメータは、絶対速度、前記基地局(240)の前記セルサイズに比例する距離のパラメータ、前記セル(242)の全容量に比例する負荷のパラメータ、及び既存の階層構造を用いることによるセル形式のパラメータ、として検討される
ことを特徴とする、請求項5に記載の方法。 - 各パラメータは、例えば3というような、幾つかの異なる値のみを持つ
ことを特徴とする、請求項5に記載の方法。 - 各パラメータには、最小値から最大値まで変化する値が与えられる
ことを特徴とする、請求項5に記載の方法。 - あるパラメータは、例えば3というような幾つかの異なる値のみを有し、一方、他のパラメータには、最小値から最大値まで変化する値が与えられる
ことを特徴とする、請求項5に記載の方法。 - 各サービスクラスは、状態機械の異なる状態により表され、ある状態から別の状態への遷移が、パラメータの計算により定められる
ことを特徴とする、請求項5に記載の方法。 - 前記パラメータの重み付き平均を計算し、所与の時間において、どの遷移条件が満たされるかをチェックする
ことを特徴とする、請求項10に記載の方法。 - 前記移動電話システム(100)の前記ネットワーク部分(110)の管理者(260)は、前記ネットワーク管理システム(250)によるパラメータの計算に使用されるべき重み付け係数を定める
ことを特徴とする、請求項11に記載の方法。 - 所与の時間における条件に対応するように、前記重み付け係数を変更する適応方法の使用により、前記計算を実行する
ことを特徴とする、請求項12に記載の方法。 - ネットワーク部分(110)、及び移動局(120−126)、を備える移動電話システム(100)であって、
前記ネットワーク部分(110)は、
伝送容量を含み、かつ該移動電話システム(100)の特徴、及びその使用を表す該移動電話システム(100)の条件に基づいて、前記移動局(120−126)のユーザ(140−146)に対して該移動電話システム(100)によって保証されるサービスのグレードを特定し、
前記特定されたサービスのグレードに基づいて、前記移動局(120−126)のユーザ(140−146)について、少なくとも1つのサービスクラスを割り当て、
前記移動局(120−126)の前記ユーザ(140−146)について、前記割り当てられたサービスクラスに基づき、前記ネットワーク部分(110)への双方向無線リンク(130−136)を割り当てる
ようにされたことを特徴とする、移動電話システム。 - 基地局コントローラ(230)の制御ユニット(430)は、前記サービスクラスを割り当てるのに必要なパラメータの処理を実行するようにされた
ことを特徴とする、請求項14に記載のシステム。 - 前記移動局(120−126)は、前記ネットワーク部分(110)から前記サービスのグレードを受け取るようにされた
ことを特徴とする、請求項14に記載のシステム。 - 前記移動局(120−126)は、テキスト、画像、音として、或いは公知技術で知られた何らかの他のやり方で、前記ユーザ(140−146)に、前記サービスのグレードを示すようにされた
ことを特徴とする、請求項16に記載のシステム。 - 例えば、伝送速度、伝送方法、誤り訂正方法、前記サービスクラスに関連する課金、又はその使用に関する情報のような、前記サービスのグレードについての具体的な情報を受け取り、前記ユーザ(140−146)に与える
ことを特徴とする、請求項16又は17に記載のシステム。 - 伝送容量を含み、かつ移動電話システム(100)の特徴、及びその使用を表す該移動電話システム(100)の条件に基づいて、移動局(120−126)のユーザ(140−146)に対し、該移動電話システム(100)によって保証されるサービスのグレードを特定し、
前記特定されたサービスのグレードに基づいて、前記移動局(120−126)の前記ユーザ(140−146)について、少なくとも1つのサービスクラスを割り当て、
前記割り当てられたサービスクラスに基づき、前記移動局(120−126)の前記ユーザ(140−146)について、ネットワーク部分(110)への双方向無線リンク(130−136)を割り当てる
ようにされたことを特徴とする、移動電話システム(100)のネットワーク部分(110)。
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