JP3978205B2 - Ｇｓｍシステムにおけるデータ通信タイムスロットの動的割当方法及びｇｓｍシステムのデータ通信装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＧＳＭ（Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）システムに係るもので、詳しくは、ＧＳＭシステムにおけるデータ通信タイムスロットの動的割当方法及びＧＳＭシステムのデータ通信装置に関するものである。

従来のＧＳＭシステムにおけるダウンリンクタイムスロットデータヘッダのマックヘッダの構造を図３に基づいて説明する。

図３は、従来のＧＳＭシステムにおけるダウンリンクタイムスロットデータヘッダのマックヘッダを示した構成図である。

図３に示したように、従来のＧＳＭシステムにおけるダウンリンクタイムスロットデータヘッダのマックヘッダは、ペイロードタイプ、ＲＲＢＰ（Ｒｅｌａｔｉｖｅ Ｒｅｓｅｒｖｅｄ Ｂｌｏｃｋ Ｐｅｒｉｏｄ）、Ｓ／Ｐ（Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ／Ｐｏｌｌｉｎｇ）及びＵＳＦ（Ｕｐｌｉｎｋ Ｓｔａｔｅ Ｆｌａｇ）のための領域から構成されている。

このように構成された構造を利用する従来のＧＳＭシステムにおけるデータ通信タイムスロットの動的割当方法は、一つの携帯端末機に多数のアップリンクタイムスロットを割り当てるとき、該当の多数のダウンリンクタイムスロットにＵＳＦがそれぞれ割り当てられて、前記一つの携帯端末機に前記アップリンクタイムスロットの個数と同一のＵＳＦが割り当てられるので、前記データ通信可能な携帯端末機の台数が相対的に減るという問題点があった。

また、従来のＧＳＭシステムにおけるデータ通信タイムスロットの動的割当方法は、携帯端末機に多数のアップリンクタイムスロットが割り当てられるとき、前記携帯端末機は、前記多数のアップリンクタイムスロットの番号と同一の多数のダウンリンクタイムスロットのマックヘッダを全てモニタリングし、前記モニタリングされる多数のダウンリンクタイムスロットのマックヘッダにあるＵＳＦ内容を確認すべきであるため、前記携帯端末機にかかる負荷が大きくなるとともに、ハンドオーバーをするための隣接セル確認を頻繁に行えないという問題点があった。

また、前記携帯端末機は、前記多数のアップリンクタイムスロットの番号と同一の多数のダウンリンクタイムスロットのマックヘッダを全て検索し、前記検索される多数のダウンリンクタイムスロットのマックヘッダにあるＵＳＦ内容を確認すべきであるため、前記携帯端末機の電力消耗が大きくなり、前記携帯端末機の待機時間及び使用時間が短縮されるという問題点があった。

本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたもので、ＧＳＭシステムのデータ通信のために割り当てられる多数のアップリンクタイムスロットに関する各ＵＳＦ情報を、任意に指定された一つのダウンリンクタイムスロットデータヘッダのマックヘッダにタイムスロットインデックス形態で追加することで、携帯端末機が前記任意に指定された一つのダウンリンクタイムスロットのみを検索して、パケットデータを伝送する各アップリンクタイムスロットを確認できるＧＳＭシステムにおけるデータ通信タイムスロットの動的割当方法及びＧＳＭシステムのデータ通信装置を提供することを目的とする。

このような目的を達成するため、本発明に係るＧＳＭシステムにおけるデータ通信タイムスロットの動的割当方法は、アップリンクタイムスロットを割り当てる段階と、多数のダウンリンクタイムスロットのうち、任意に指定された一つのダウンリンクタイムスロットのデータヘッダにタイムスロットインデックスを付加する段階と、データ通信の要求に応答して、前記任意に指定されたダウンリンクタイムスロットを伝送する段階と、から構成されたことを特徴とする。

また、本発明に係るＧＳＭシステムにおけるデータ通信タイムスロットの動的割当方法は、携帯端末機に割り当てられたアップリンクタイムスロットに関する情報を記録するタイムスロットインデックスが、多数のダウンリンクタイムスロットのうち任意に指定されたダウンリンクタイムスロットのデータヘッダに付加されることを特徴とする。

本発明に係るＧＳＭシステムにおけるデータ通信タイムスロットの動的割当方法及びＧＳＭシステムのデータ通信装置は、ＧＳＭシステムのデータ通信のために割り当てられる多数のアップリンクタイムスロットに関する各ＵＳＦ情報を、任意に指定された一つのダウンリンクタイムスロットデータヘッダのマックヘッダにタイムスロットインデックス形態で追加することで、前記携帯端末機が前記任意に指定された一つのダウンリンクタイムスロットのみを検索して、従来と対応して余分のＵＳＦが残るため、前記残ったＵＳＦが他の端末に割り当てられて、他の携帯端末機のデータ通信のために再び使用されるので、データ通信チャネル容量を改善するという効果がある。

より詳しく説明すると、従来のＧＳＭシステムにおけるデータ通信タイムスロットの動的割当方法及びＧＳＭシステムのデータ通信装置は、携帯端末機にデータ通信のために２個のアップリンクタイムスロットが割り当てられるとき、前記該当の２個のダウンリンクタイムスロットにＵＳＦがそれぞれ割り当てられることで、一つの携帯端末機に２個のＵＳＦが割り当てられて８台の携帯端末機によるデータ通信が可能であったが、本発明では、携帯端末機に割り当てられるアップリンクタイムスロットの個数と関係なしに、一つのＵＳＦのみが割り当てられることで、総１６台の携帯端末機によるデータ通信が可能になり、移動交換局のデータ通信チャネル容量を改善するという効果がある。

従って、ＧＳＭシステムのデータ通信のために割り当てられる多数のアップリンクタイムスロットに関する各ＵＳＦ情報を、任意に指定された一つのダウンリンクタイムスロットデータヘッダのマックヘッダにタイムスロットインデックス形態で追加することで、前記携帯端末機が前記任意に指定された一つのダウンリンクタイムスロットのみを検索して、ＧＳＭ携帯端末機にかかる負荷及び前記携帯端末機の消耗電力が減少し、ハンドオーバーのための隣接セルを充実に確認してデータ通信チャネル容量を改善するという効果がある。

以下、本発明の実施の形態に対し、図面に基づいて説明する。

次世代（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ；３ＧＰＰ）移動通信システムの携帯端末機は、音声級通信や文字記号などによるメッセージ通信、及び映像信号が含まれるマルチメディア通信を選択的に利用することができる。このとき、前記メッセージ通信及びマルチメディア通信は、データ通信によって行われるが、データは、パケットフォーマットで構成されて伝送される。

特に、前記マルチメディア通信の場合、映像信号によるデータの量が多いので、携帯端末機のデータ伝送量が多くなる。従って、前記携帯端末機のデータ伝送量が多いとき、一つの携帯端末機に多数のアップリンクタイムスロットが同時に割り当てられ、前記割り当てられた多数のアップリンクタイムスロットを通してパケットデータを同時に伝送する。

前記携帯端末機にアップリンクタイムスロットを割り当てる方法には、パケットデータを伝送するタイムスロットを動的に割り当てる動的割当方式と、タイムスロットを固定状態で指定して割り当てる固定割当方式とがあり、一般に、リアルタイム通信環境では、動的割当方式によってアップリンクタイムスロットを割り当てる。

以下、本発明に係るＧＳＭシステムにおけるデータ通信タイムスロットの動的割当方法を、図１に基づいて説明する。

図１は、本発明に係るＧＳＭシステムにおけるデータ通信タイムスロットの動的割当方法を示したフローチャートである。

図１に示したように、本発明に係るＧＳＭシステムにおけるデータ通信タイムスロットの動的割当方法は、携帯端末機がデータ通信要請をするかどうかを判断する段階（Ｓ２０）と、携帯端末機がデータ通信要請をするとき、移動交換局が前記携帯端末機にアップリンクタイムスロットを割り当て、多数のダウンリンクタイムスロットのうち任意に指定されたダウンリンクタイムスロットのデータヘッダにタイムスロットインデックスを付加する段階（Ｓ２１）と、前記タイムスロットインデックスが付加される任意に指定されたダウンリンクタイムスロットを伝送する段階（Ｓ２２）と、前記任意に指定されたダウンリンクタイムスロットを受信した携帯端末機が、前記任意に指定されたダウンリンクタイムスロットに付加されたタイムスロットインデックスを検索する段階（Ｓ２３）と、前記検索した結果に基づいて、該当のアップリンクタイムスロットを通してパケットデータを伝送する段階（Ｓ２４）と、前記該当のアップリンクタイムスロットを通してパケットデータ伝送が終了したかどうかを判断する段階（Ｓ２５）と、を含む。

以下、このように構成された本発明に係るＧＳＭシステムにおけるデータ通信タイムスロットの動的割当方法を説明する。

前記次世代ＧＳＭ移動通信システムの移動交換局は、携帯端末機がデータ通信をすると判断したとき（Ｓ２０）、伝送するデータの量に比例して多数のアップリンクタイムスロットを前記携帯端末機に割り当て、任意に指定されたダウンリンクタイムスロットのデータヘッダを構成するマックヘッダにタイムスロットインデックスを付加する（Ｓ２１）。ここで、前記タイムスロットインデックスが付加されるダウンリンクタイムスロットデータヘッダのマックヘッダ構造を、図２に基づいて説明する。

図２は、本発明に係るＧＳＭシステムにおけるダウンリンクタイムスロットデータヘッダのマックヘッダを示した構造図である。

図２に示したように、本発明に係るＧＳＭシステムのダウンリンクタイムスロットデータヘッダのマックヘッダは、従来のＧＳＭシステムのダウンリンクタイムスロットデータヘッダのマックヘッダにタイムスロットインデックスが付加されて構成される。このとき、前記ＵＳＦ領域は、前記マックヘッダにそのまま維持され、前記タイムスロットインデックスが付加されたことを表示するために、前記ダウンリンクタイムスロットデータヘッダのマックヘッダのペイロードタイプ領域にデジタル「１１」値が記録される。

前記タイムスロットインデックスは、バイト単位で構成されており、前記携帯端末機に割り当てられた多数のアップリンクタイムスロットの番号と同一の値を有する前記多数のダウンリンクタイムスロットに記録される多数のＵＳＦを集めて、一つに記録したものである。このとき、前記ＵＳＦは、前記アップリンクタイムスロットがパケットデータを伝送できるどうかを示す。

ここで、前記バイト単位のタイムスロットインデックスを構成する各８ビットは、携帯端末機のデータ通信のために割り当てられた各アップリンクタイムスロットがパケットデータを伝送できるかどうかを表示する。このとき、２個以上の多数のアップリンクタイムスロットがデータ通信のために前記携帯端末機に同時に割り当てられると、前記割り当てられた２個以上のアップリンクタイムスロットを通して前記パケットデータが伝送される（Ｓ２０）。

一実施形態として、８個のアップリンクタイムスロットＴＳ０、ＴＳ１、ＴＳ２、ＴＳ３、ＴＳ４、ＴＳ５、ＴＳ６、ＴＳ７のうち、携帯端末機にデータ通信のために割り当てられたアップリンクタイムスロットがＴＳ０、ＴＳ１、ＴＳ２で、前記アップリンクタイムスロットの全てがパケットデータを伝送できる状態であるとき、前記バイト単位のタイムスロットインデックスの内容は、”１１１０００００”に記録され、前記ＴＳ０、ＴＳ１、ＴＳ２を通して前記パケットデータを伝送する。そして、前記タイムスロットインデックスが付加されたことを示すために、任意に指定されたダウンリンクタイムスロットデータヘッダのマックヘッダフォーマットを構成するペイロードタイプ領域のデジタル値は「１１」になる。

その後、前記タイムスロットインデックスが付加されたダウンリンクタイムスロットに関する情報は、前記基地局から携帯端末機に運用情報を伝送するダウンリンク運用情報タイムスロットを通して送信される。

前記したように、移動交換局によって携帯端末機に伝送する制御信号またはメッセージは、一例として次のような形態になる。

前記のようにダウンロードされる制御信号またはメッセージは、パケットデータを伝送するためのアップリンクタイムスロットを割り当てることであり、一例として、パケットアップリンク割当、直接割当、パケットタイムスロット再構成、物理的データチャネル割当メッセージがあり、前記動的割当構造で表現される。

このように前記ダウンリンク運用情報タイムスロットを通して携帯端末機に伝送またはダウンロードされるメッセージには、前記タイムスロットインデックスが付加された前記ダウンリンクタイムスロットの位置を知らせ、従来では必要であったＥｘｔｅｎｄｅｄ ｄｙｎａｍｉｃ ａｌｌｏｃａｔｉｏｎメッセージが必要でなく、＜ＵＳＦ：ｂｉｔ（３）＞、＜ＵＳＦ＿ＭＯＮＩＴＯＲ＿ＴＩＭＥＳＬＯＴ：ｂｉｔ（３）＞、＜ＡＤＤＩＴＩＯＮ＿ＴＩＭＥＳＬＯＴ：Ｂｉｔｍａｐ（８）＞メッセージが追加される。

前記携帯端末機は、前記任意に指定されたダウンリンクタイムスロットデータヘッダのマックヘッダのタイムスロットインデックスを検索して分析することで、データ通信のために割り当てられたアップリンクタイムスロット及び前記割り当てられたアップリンクタイムスロットを通してパケットデータを伝送できる状態であるかどうかを確認する（Ｓ２３）。即ち、前記携帯端末機は、前記ダウンリンク運用情報タイムスロットに基づいて、前記タイムスロットインデックスが付加された図１のような構造のダウンリンクタイムスロットの位置情報を確認し、前記確認された位置情報に基づいて、前記該当のダウンリンクタイムスロットを検索することで、前記検索されたダウンリンクタイムスロットから前記タイムスロットインデックスを抽出する。前記携帯端末機は、前記抽出されたタイムスロットインデックスの内容を分析し、データ通信のために割り当てられたアップリンクタイムスロットがあるかどうかを確認する。

前記アップリンクタイムスロットを通してデータ伝送が可能であると確認した携帯端末機は、前記データをパケットフォーマット形態に変換し、前記割り当てられたアップリンクタイムスロットの個数通りにパケットデータを伝送する。このとき、前記割り当てられたアップリンクタイムスロットが２個以上であると、同時に２個以上のアップリンクタイムスロットを通してパケットデータを伝送する（Ｓ２４）。

前記全てのパケットデータが伝送されたとき、前記データ通信は終了し、前記全てのパケットデータが伝送されていないとき、前記指定されたダウンリンクタイムスロットのタイムスロットインデックスを検索して分析する過程（Ｓ２３）に帰還する過程を反復するので、残りのパケットデータが全て伝送される（Ｓ２５）。

従って、本発明は、アップリンクタイムスロットを割り当てる第１モジュールと、前記第１モジュールに連結され、多数のダウンリンクタイムスロットのうち、任意に指定された一つのダウンリンクタイムスロットのデータヘッダにタイムスロットインデックスを付加する第２モジュールと、前記第２モジュールに連結され、データ通信の要求に応答して、前記任意に指定されたダウンリンクタイムスロットを伝送する第３モジュールと、を含んで構成される通信ネットワーク内の媒体接近制御（Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ；ＭＡＣ）装置を提供する。

また、本発明は、任意に指定されたダウンリックタイムスロットを受信する第１モジュールと、前記受信された任意に指定されたダウンリンクタイムスロット内のタイムスロットインデックスを検索する第２モジュールと、前記検索されたタイムスロットインデックスに対応するアップリンクタイムスロットを通してパケットデータを伝送する第３モジュールと、を含んで構成される携帯端末機（ＵＥ）の媒体接近制御（ＭＡＣ）装置を提供する。

ここで、前記通信ネットワークと携帯端末機（ＵＥ）との媒体接近制御（ＭＡＣ）装置は、ソフトウェアコードと前記ソフトウェアコード内に保存されたプロトコルデータを有するマイクロプロセッサ及びメモリ装置のような多様なハードウェアタイプにより実現される多様なソフトウェアモジュールから構成されることができる。

本発明に係るＧＳＭシステムにおけるダウンリンクタイムスロットデータヘッダのマックヘッダを示した構成図である。 本発明に係るＧＳＭシステムにおけるデータ通信タイムスロットの動的割当方法を示したフローチャートである。 従来のＧＳＭシステムにおけるダウンリンクタイムスロットデータヘッダのマックヘッダを示した構成図である。

Claims (14)

1. アップリンクタイムスロットを割り当てる段階と、
   多数のダウンリンクタイムスロットのうち、任意に指定された一つのダウンリンクタイムスロットのデータヘッダにタイムスロットインデックスを付加する段階と、
   データ通信の要求に応答して、前記任意に指定されたダウンリンクタイムスロットを伝送する段階と、から構成されたことを特徴とするＧＳＭシステムにおけるデータ通信タイムスロットの動的割当方法。
2. 任意に指定されたダウンリックタイムスロットを受信する段階と、
   前記受信された任意に指定されたダウンリンクタイムスロット内のタイムスロットインデックスを検索する段階と、
   前記検索されたタイムスロットインデックスに対応するアップリンクタイムスロットを通してパケットデータを伝送する段階と、から構成されたことを特徴とするＧＳＭシステムにおけるデータ通信タイムスロットの動的割当方法。
3. 前記タイムスロットインデックスを付加する段階は、
   伝送するデータ量に比例して多数のアップリンクタイムスロットを割り当てる段階と、
   前記タイムスロットインデックスを任意に指定されたダウンリンクタイムスロットに付加する段階と、
   前記任意に指定されたダウンリンクタイムスロットデータヘッダのペイロードタイプ領域にデジタル「１１」値を記録することで、前記タイムスロットインデックスが付加されたことを表示する段階と、を含むことを特徴とする請求項１記載のＧＳＭシステムにおけるデータ通信タイムスロットの動的割当方法。
4. 前記タイムスロットインデックスの付加された任意に指定されたダウンリンクタイムスロットに関する情報が、基地局から携帯端末機に運用情報を伝送するダウンリンク運用情報タイムスロットを通して通報される段階を含むことを特徴とする請求項３記載のＧＳＭシステムにおけるデータ通信タイムスロットの動的割当方法。
5. 前記タイムスロットインデックスは、
   バイト（ｂｙｔｅ）単位で構成されることを特徴とする請求項１または２記載のＧＳＭシステムにおけるデータ通信タイムスロットの動的割当方法。
6. 前記タイムスロットインデックスには、
   前記多数のダウンリンクタイムスロットのＵＳＦ（Ｕｐｌｉｎｋ ｓｔａｔｅ ｆｌａｇ）が記録されることを特徴とする請求項１または２記載のＧＳＭシステムにおけるデータ通信タイムスロットの動的割当方法。
7. 前記タイムスロットインデックスは、
   任意に指定されたダウンリンクタイムスロットデータヘッダのマックヘッダに付加されることを特徴とする請求項１または２記載のＧＳＭシステムにおけるデータ通信タイムスロットの動的割当方法。
8. 前記タイムスロットインデックスを構成する各バイトのビットは、
   前記ＵＳＦ情報を示すことを特徴とする請求項１または２記載のＧＳＭシステムにおけるデータ通信タイムスロットの動的割当方法。
9. 前記タイムスロットインデックスを構成する各バイトのビット値は、
   前記多数のアップリンクタイムスロットを通してデータ伝送が可能であるとき、デジタル「１」であることを特徴とする請求項８記載のＧＳＭシステムにおけるデータ通信タイムスロットの動的割当方法。
10. 前記パケットデータを伝送する段階は、
    前記検索されたタイムスロットインデックスの各ビット情報を分析してデータ送信可能なアップリンクタイムスロットを確認し、前記確認されたアップリンクタイムスロットを通してパケットデータを伝送する段階を含むことを特徴とする請求項２記載のＧＳＭシステムにおけるデータ通信タイムスロットの動的割当方法。
11. アップリンクタイムスロットを割り当てる第１モジュールと、
    前記第１モジュールに連結され、多数のダウンリンクタイムスロットのうち、任意に指定された一つのダウンリンクタイムスロットのデータヘッダにタイムスロットインデックスを付加する第２モジュールと、
    前記第２モジュールに連結され、データ通信の要求に応答して、前記任意に指定されたダウンリンクタイムスロットを伝送する第３モジュールと、を含んで構成されることを特徴とする通信ネットワーク内の媒体接近制御（Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ；ＭＡＣ）装置。
12. 任意に指定されたダウンリックタイムスロットを受信する第１モジュールと、
    前記受信された任意に指定されたダウンリンクタイムスロット内のタイムスロットインデックスを検索する第２モジュールと、
    前記検索されたタイムスロットインデックスに対応するアップリンクタイムスロットを通してパケットデータを伝送する第３モジュールと、を含んで構成されることを特徴とする携帯端末機（ＵＥ）の媒体接近制御（ＭＡＣ）装置。
13. 前記タイムスロットインデックスは、
    前記多数のダウンリンクタイムスロットのＵＳＦが記録されることを特徴とする請求項１１記載の通信ネットワーク内の媒体接近制御（ＭＡＣ）装置。
14. 前記タイムスロットインデックスは、
    前記多数のダウンリンクタイムスロットのＵＳＦが記録されることを特徴とする請求項１２記載の携帯端末機（ＵＥ）の媒体接近制御（ＭＡＣ）装置。

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