JP4354641B2 - ユニバーサル移動電話システム（ｕｍｔｓ）におけるフレキシブル無線アクセス及びリソース割り当て - Google Patents

ユニバーサル移動電話システム（ｕｍｔｓ）におけるフレキシブル無線アクセス及びリソース割り当て Download PDF

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Description

【０００１】
発明の属する技術分野
本発明は概して移動体通信に関し、特に、広い範囲の移動体通信サービスの柔軟な提供及びこれらのサービスをサポートするリソースの効率的な割り当てに関する。
【０００２】
発明の背景
移動体通信は、アナログに基づいた移動体無線システムの第１世代から、移動体通信のための汎欧州システム（ＧＳＭ）などのデジタルシステムの第２世代へと進化してきた。移動体無線通信の第３世代に対する現在の開発は、ユニバーサル移動電話通信システム（ＵＭＴＳ）及びＩＭＴ２０００システムを含んでいる。単純にするために、第３世代のシステムを単にＵＭＴＳと称する。単純な用語ＵＭＴＳは、通信が異なったタイプの媒体を使用する情報の規定、すなわちマルチメディア通信も含んでいる。
【０００３】
ユーザの立場からは、移動体又は固定ネットワークアクセス間のサービス能力に区別はない。既存のＧＳＭプラットフォームの広範な成功、すなわち、グローバルな「ＧＳＭの足跡」、並びにＧＳＭプラットフォームが潜在的にアップグレードできること及びモジュール化できることにより、「進化した」ＧＳＭプラットフォームに基づいたＵＭＴＳが強く望まれている。実際に、本発明は進化したＧＳＭプラットフォームに基づいたＵＭＴＳを記載しており、そのためＧＳＭの用語を使用している。もちろん、当業者には本発明の原理がＧＳＭプラットフォーム／用語に限定されず、他の適切なプロットフォームに使用できることは理解されよう。
【０００４】
現在の移動体／セルラ通信ネットワークは一般に、公衆電話交換ネットワーク（ＰＳＴＮ）及び総合サービスデジタル網（ＩＳＤＮ）に接続し機能させるように設計されている。これら両方のネットワークは（パケット交換ではなく）回線交換ネットワークであり、比較的狭い帯域のトラフィックを扱う。しかしながら、インターネットなどのパケット交換ネットワークは、需要が非常に多く、回線交換よりもより広い帯域のトラフィックを扱う。例えば、パーソナルコンピュータなどの有線通信端末は、より広いパケット交換ネットワークの帯域を使用する能力があるが、無線の移動体無線端末は、移動体端末をパケット交換ネットワークから分離する無線／エアインタフェースの制限された帯域により、比較的不都合である。
【０００５】
移動体端末は現在、ファクシミリ、電子メール、及びインターネットなどのデータ通信に対するデータレートが制限されている。品質に対する要求が高すぎない限り、ある種の低速走査ビデオ及び画像をこの制限されたレートで無線エアインタフェースによって転送することはおそらく容易であるが、インターネットのリアルタイムでの使用に関する期待はより困難な問題である。移動体端末を使用して文字、画像、音声を高速アクセスする「ネットサーフィン」を行うために、より高いデータ転送速度に対する要求が増大している。このマルチメディアアプリケーションは、情報が移動体端末にダウンロードされるときに、高いピークのビットレートを短いバーストで要求する。移動体端末で問題となる別のマルチメディアアプリケーションは、音声とデータを同時に使用する、例えば、共有又は共用の電子掲示板などのＰＣアプリケーションである。この後者のタイプのマルチメディアアプリケーションは、特定の高いビットレートを要求しないが、音声の内容のため、リアルタイムの連続的動作を要求する。比較的高いビットレートを要求する（インターネットのようなパケット交換のアプリケーションでなく）回線交換のアプリケーションは、ビデオ会議である。移動体でのビデオ会議を実現できるようにするためには、必要とされるユーザ帯域の合計を画像品質を犠牲にせずに最小とする必要がある。
【０００６】
ＧＳＭは既にＵＭＴＳの要件のいくつかに適合している。例えば、ＧＳＭの現在のユーザのデータレートを改善するために、新たな２つのサービスクラス、高速回線交換データ（ＨＳＣＳＤ）及び総合パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）が開発中である。両方のサービスは現在のＧＭＳシステムと統合されるように設計されている。ＨＳＣＳＤベアラサービスは、２００ｋＨｚ内のＧＭＳキャリアの８つの時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）タイムスロットをまとめてより帯域幅の広いチャネルを生成する。換言すれば、６４ｋｂｐｓの回線交換ベアラチャネルは利用可能な全てのＴＤＭＡスロットを使用する。ＨＳＣＳＤは、様々なデータレートでの要求で帯域幅を提供するためにも開発されている。ＧＰＲＳは、１１５ｋｂｐｓの最大スループットレートを提供する、タイムスロット当たり１４．４ｋｂｐｓのネットビットレートを達成する縮小チャネルコーディングを用いるパケット交換技法である。これはｅメール、インターネット情報、及び他のデータの頻繁でない転送などの、「バーストの多い」トラフィックを扱うのにより適している。ＧＰＲＳはパケット交換サービスなので、データが送信されるときに１つのチャネルだけを必要とし、これにより音声及びデータの呼に渡って周波数スペクトルをより効率的に割り当て、いくつかのユーザ間で同時にチャネルを共有できるようにする。
【０００７】
しかしながら、ＧＳＭの弱い１つの領域は峡帯域無線アクセスである。ＵＭＴＳ広帯域符号分割多重アクセス（ＷＣＤＭＡ）の無線アクセスネットワークは、非常に高いデータレートでの無線アクセスを提供し、第１及び第２世代の移動体通信システムでは現実的に達成できない拡張ベアラサービスをサポートする。ＷＣＤＭＡは現在５ＭＨｚ〜１５ＭＨｚをサポートし、将来は、より大きな帯域幅をも確約している。帯域幅を広げるのに加えて、ＷＣＤＭＡはフェージング環境での頑健な動作及び基地局間のトランスペアレント（「ソフト」）ハンドオフを提供することによりサービスの品質も改善する。マルチパスフェージングは、フェージングが実質的に信号品質を低下させる峡帯域システムとは反対に、品質を向上するのに有利に使用され、すなわち、ＲＡＫＥ受信器及び改良した信号処理技法を使用する。
【０００８】
本発明では、ＵＭＴＳ地上無線アクセスネットワーク（ＵＴＲＡＮ）は、移動体無線での通信をサポートするのに必要なリソースの柔軟かつ効果的な割り当てを伴う無線アクセスベアラサービスに応えるものである。ＵＴＲＡＮは、無線ネットワークコントローラによって割り当てられた無線チャネルリソースを使用する無線エアインタフェースによって移動体無線と通信する複数の基地局を含み、無線ネットワークコントローラは該基地局に接続されている。外部ネットワークとのインタフェースとなる外部ネットワークサービスノードは、ＵＴＲＡＮを介して移動体と通信する。サービスノードの１つが移動体無線との通信を必要とするとき、サービスノードは特定の無線チャネルリソースではなくＵＴＲＡＮからの無線アクセスベアラを要求する。無線アクセスベアラはＵＴＲＡＮを通し無線エアインタフェースを介した移動局との論理接続であり、単一のデータストリームに対応している。例えば、１つの無線アクセスベアラが音声接続をサポートし、別のベアラがビデオ接続をサポートし、第３のベアラがデータパケット接続をサポートしてもよい。各無線アクセスベアラは、ＵＴＲＡＮがデータストリームをどのように扱うべきかを記述するサービス品質（ＱｏＳ）のパラメータに関連している。サービス品質のパラメータの例は、データレート、データレートの多様性、遅延の量及び多様性、保証対ベストエフォートの配達比、エラーレート等を含んでいる。
【０００９】
無線アクセスベアラは、ＵＴＲＡＮの転送及び無線チャネルリソースにＵＴＲＡＮによって動的に割り当てられる。無線アクセスベアラサービス及びＵＴＲＡＮは、転送の詳細及び無線リスース割り当て処理、並びに無線制御の詳細、例えば、ソフトハンドオフを分離する。ＵＴＲＡＮの手法は、外部ネットワーク及び／又は外部ネットワークサービスノードが移動体無線から及び移動体無線への特定の無線接続の要求、割り当て、及び制御の詳細に係わる伝統的な手法とは異なっている。代わりに、外部ネットワークサービスノードは、特定の移動体無線への特定の通信のサービス品質に沿ったＵＴＲＡＮへのＲＡＮインタフェースを介した無線アクセスベアラサービスの要求のみを必要とする。ＵＴＲＡＮは要求されたサービスを要求されたサービス品質で（可能であれば）提供する。
【００１０】
異なったネットワークからのベアラを含む複数の無線アクセスベアラが、１つの移動体無線に対して独立して確立され開放されてもよい。更に、例えば、１つが回線交換情報を運び別のがパケット交換情報を運ぶ、特定の移動体無線のための複数の無線アクセスベアラが、同じＣＤＭＡチャネル上に多重化されてもよい。各ベアラはＵＴＲＡＮを通じた自身の非同期転送モード（ＡＴＭ）転送接続を有するか、あるいは１つのＡＴＭ転送接続上で他のベアラと多重化されてもよい。
【００１１】
無線アクセスベアラサービスを開始するために、移動体無線と通信するＵＴＲＡＮに要求が送信される。無線アクセスベアラサービスの要求には１つ以上のパラメータが伴う。各ベアラを確立するとき、ＵＴＲＡＮは、無線アクセスベアラをＵＴＲＡＮを通じ無線エアインタフェースを介した物理的転送及び音声チャネルリソースにフレキシブルに「マッピング」あるいは割り当てをそれぞれ行う。好ましい実施形態におけるＵＴＲＡＮでのノード間の転送接続は、ＡＴＭタイプの接続である。エアインタフェースを介した無線チャネルは、１つ以上のＣＤＭＡ拡散符号を含んでいる。
【００１２】
マッピングは無線アクセスベアラサービス要求に関連した１つ以上のパラメータに基づいている。サービス品質のパラメータに加え、パラメータには共通チャネルの混雑レベル、移動局が現在動作中の地理的位置領域での干渉レベル、移動無線と基地局との距離、無線送信パワー、専用チャネルリソースが使用できる可能性、移動局への専用チャネルの存在、及び他のトラフィックパラメータや状態などの１つ以上のトラフィック状態パラメータを含んでいてもよい。
【００１３】
例示的実施形態では、２つの異なったタイプの無線チャネルが提供される。専用タイプのチャネルは実質的な遅延なしに情報のフレームを受信したように送る。共通又は共有タイプのチャネルは情報のパケットをスケジュールされた方法で送る。例えば、音声又は同期通信に対するソフト／ソフトなハンドオーバ用等の、要求されたサービス品質のパラメータが比較的高いとき、例えば専用チャネルが選択される。例えば、ｅメールメッセージ用などの要求されたサービス品質のパラメータが比較的低いとき、例えば共通チャネルが選択される。
【００１４】
上記のように、チャネルタイプの選択は、移動体無線が現在動作中の地理的位置領域における干渉レベルなどのトラフィックパラメータも考慮に入れることができる。この干渉レベルが高ければ、例えば、干渉レベルを低減させるのに役立つ移動体送信パワー制御を通常は含む専用無線チャネルが選択される。干渉レベルが低ければ、例えば、他の接続により多くの専用チャネルリソースが利用できるように、共有無線チャネルが選択される。実際に、専用チャネルの利用可能度が低ければ、専用無線チャネルが選択される。チャネルタイプの選択は、例えばサービス品質の１つのパラメータ等の１つのパラメータに基づいているが、移動体の地理的位置領域等の接続あるいは接続及び現在のトラフィック状態に関するサービス品質の複数のパラメータに基づくのが好ましい。
【００１５】
一方、ＵＴＲＡＮと移動無線との間に既に専用チャネルが存在していれば、ＵＴＲＡＮは移動局に関する異なった論理接続を単一の専用チャネルに多重化できるので、既に存在する専用チャネルに新たな論理接続がマッピングされる。同様に、概して共通チャネルで転送される論理接続に関する制御信号は、移動局への専用チャネルが存在すれば該専用チャネルで転送される。
【００１６】
ＵＴＲＡＮによって無線アクセス要求に関する接続が最初に確立されるとき、複数の無線チャネルタイプの１つの選択に加え、サービス品質、トラフィック状態等に関する１つ以上のパラメータ値が該接続の存在期間中モニタされる。モニタされるパラメータが接続のチャネルタイプが選択されたときに最初に測定された値から十分に変化したら、接続は別のタイプの無線接続に切り換えられる。例えば、最初のサービス品質値に基づいて共通無線チャネルが確立され、その接続に関するサービス品質がその後に増えたとき（好ましくは最初のサービス品質値に対するある閾値による）、その接続は専用無線チャネルに切り換えられる。代替的に、専用チャネルが最初に確立されたときに接続に関するサービス品質が後で悪化すると、その接続は共通無線チャネルに切り換えられる。別の例では、接続に共通無線チャネルが最初に確立されたとしても、セル内の干渉レベルがその後に増えると、セル内の干渉レベルを下げるために接続は専用無線チャネルに切り換えられる。
【００１７】
実施形態の詳細な説明
本発明の上記及び他の目的、特徴及び利点を、添付の図面と共に以下に詳細に説明する。
【００１８】
以下の記載では、本発明をより良く理解してもらうために、限定のためでなく説明のために、特定の実施形態、データフロー、信号送信の実施、インタフェース、技法等の特定の詳細事項を記載する。しかしながら、これらの詳細事項とは別の他の実施形態も実現できることは当業者には明白であろう。例えば、本発明をＧＳＭの用語を用いたセルラ電話ネットワークの例の範疇で説明したが、当業者は本発明をあらゆるセルラ電話システムで実施できることがわかるであろう。他の観点からは、周知の方法、インターフェース、装置、及び信号送信技法の詳細な説明は、不要な詳細事項で本発明の説明を解りにくくするので削除した。
【００１９】
本発明を図１に示したユニバーサル移動体通信システム（ＵＭＴＳ）１０の範疇において説明する。雲型で示す代表的な接続指向型(connection-oriented)外部コアネットワーク１２は、例えば公衆電話交換ネットワーク（ＰＳＴＮ）及び／又は総合サービスデジタル網（ＩＳＤＮ）である。雲型で示した代表的な無接続指向型(connectionless-oriented)外部コアネットワーク１４は、例えばインターネットである。両方のコアネットワークは対応するサービスノード１６に接続されている。ＰＳＴＮ／ＩＳＤＮ接続思考型ネットワーク１２は、回線交換サービスを提供する移動交換局（ＭＳＣ）ノード１８として示されている接続指向型サービスノードに接続されている。既存のＧＳＭモデルでは、移動交換局１８はインタフェースＡによって基地局システム（ＢＳＳ）２２に接続され、該基地局システムはインタフェースＡ’によって無線基地局２３に接続されている。無接続指向型ネットワークであるインターネット１４は、パケット交換タイプのサービスを提供するように調整された総合パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）ノード２０に接続されている。コアネットワークサービスノード１８及び２０のそれぞれは、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）インタフェースによってＵＭＴＳ地上無線アクセスネットワーク（ＵＴＲＡＮ）２４に接続されている。
ＵＴＲＡＮ２４は１つ以上の無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）２６を含んでいる。各ＲＮＣ２６は複数の基地局（ＢＳ）２８及びＵＴＲＡＮ２４内の他のＲＮＣに接続されている。基地局２８と移動無線局（ＭＳ）３０間の接続は無線インタフェースによる。
【００２０】
好適な実施形態では、無線アクセスはＷＣＤＭＡ拡散符号を使用して割り当てられた個々の無線チャネルを有する広帯域ＣＤＭＡ（ＷＣＤＭＡ）に基づいている。発明の背景で述べたように、ＷＣＤＭＡは、マルチメディアサービスに対する広い帯域幅と他の高いレート要求並びに高品質を保証するダイバーシティハンドオフ及びＲＡＫＥ受信器のような頑健な特徴とをもたらす。
【００２１】
ＲＡＮインタフェースは、外部コアネットワーク１２及び１４（そして最終的には外部コアネットワークのエンドユーザ）に対する無線インタフェースによる移動体無線へ／からのサービスを提供するＧＭＳに基づいたサービスノード１８及び２０間の「オープン」なインタフェースであり、これらのサービスを提供するのに特定の無線リソースを要求しない。ＲＡＮインタフェースはこれらの詳細をサービスノード、外部ネットワーク、及びユーザから基本的に隠している。代わりに、論理無線アクセスベアラが単純に要求され、確立され、維持され、ＲＡＮインタフェースでサービスノードによって開放される。概要で説明したように、無線アクセスベアラは外部コアネットワークサポートノードとＵＴＲＡＮを通した移動局との間の論理接続である。無線アクセスベアラをフレキシブルに、効果的に、かつ最適な方法で物理転送チャネルにマッピングするのはＵＴＲＡＮ２４の仕事である。このマッピングは、無線アクセスベアラ要求に伴うサービス品質のパラメータに基づくチャネルパラメータの選択を含んでいる。例示的パラメータは、転送及び無線チャネルタイプ（共通又は専用）、再送信プロトコル（ＲＬＣ）パラメータ、符号化及びインターリービング（ＭＡＣ及び物理層）パラメータの選択、無線アクセスベアラ多重化オプションの選択（すなわち、無線アクセスベアラが互いに多重化されるレベル）、及びＣＤＭＡ符号及びビットレートの選択を含んでいる。無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）２６は無線アクセスベアラサービスを受け持つ。
【００２２】
無線アクセスベアラサービスのアーキテクチャ及び手法を使用することで大きな効果が達成される。外部コアネットワーク及び／又は特定の無線リソースを要求し、無線リソースの割り当て及び制御に含まれるようになるサービスノード（ＷＣＤＭＡ呼、特にマルチメディア呼に完全に関与する）の代わりに、サービスノードは特定の移動局へのアクセスを取得するために単に１つ以上の無線アクセスベアラの要求を送信する。ＲＡＮインタフェース及びＵＴＲＡＮ２４は、無線アクセスベアラ要求を扱い、必要な割り当て、制御、開放、及び他の転送及び無線リソースの管理タスクを実行する。
【００２３】
好適な例示的実施形態では、ＵＴＲＡＮはＡＴＭタイプの転送及びＷＣＤＭＡ無線アクセスリソースを使用する。ＡＴＭ及びＷＣＤＭＡは広帯域で、フレキシブルで、頑健であるが、これらは管理するのが完全に複雑な通信リソースである。好適にはサービスノードはこの複雑さから分離される。各サービスノードは、１つ（又はそれ以上）の無線アクセスベアラを要求するだけであり、該無線アクセスベアラはそのベアラに関連する１つ以上のサービス品質のパラメータで通信すべき移動体のアイデンティティを特定する。サービスの品質は、所望のビットレート、情報が転送される前の遅延、最小ビットエラーレート、等を含む。このように、コアネットワークノードの観点から、無線アクセスベアラ又はＵＴＲＡＮ接続は、サービスノードからＵＴＲＡＮ２４を介した所望の移動局３０への論理的データフローあるいは「パイプ」を単純にするが、その詳細はコアネットワークサービスノードには重要でなく隠される。
【００２４】
このためＲＡＮインタフェースは、比較的単純な使用、確立のための高レベルな信号送信コマンド、維持、及びＵＴＲＡＮ２４を介した無線アクセスベアラの開放を可能とする。コアネットワークサービスノードからのサービスは、移動局とコアネットワークサービスノード間の信号接続を用いて要求される。信号接続は、コアネットワークからのページ、移動局でのサービスの起動、あるいは他のある手順、例えば、位置の更新、に応じて設定される。信号接続が設定され、コアネットワーク及び移動局による要求が信号接続によって送信された後、ＲＮＣはＭＳとコアネットワークのエンドユーザ間のエンドツーエンド接続を確立するために、ＵＴＲＡＮを通るＡＴＭ転送接続及び無線インタフェースを介したＷＣＤＭＡ無線チャネルを付与する。ＲＮＣは呼が確立されたときに無線アクセスベアラも開放する。
【００２５】
ＲＮＣは更に、多重無線アクセスベアラの単一の無線チャネルへのマッピングを含み得る、１つの移動体端末への多重無線アクセスベアラを調整する。ＷＣＤＭＡの好適な実施形態では、これは多重ベアラ接続を特定のＣＤＭＡ拡散符号（無線チャネル）に割り当てることを含む。また、コアネットワークサービスノード１８及び２０両方からの無線アクセスベアラは、ＲＮＣによって同じ移動局への同じＣＤＭＡチャネル上にマッピングされ得る。
【００２６】
ＲＮＣはＡＴＭ転送接続及び無線チャネルの確立及び開放を監視し、ダイバーシティハンドオフやパケットデータのスケジューリング等の監視レベルのより高い無線制御動作を実行する。基地局は移動局へのＷＣＤＭＡインタフェースを扱い、トランシーバ、デジタル信号処理装置、及びネットワーク内の各セルにサービスするのに必要なアンテナ等の無線機器を含んでいる。
【００２７】
コアネットワークへのインタフェースとして、ＲＮＣは特定の品質の無線アクセスベアラサービスを、例えば、無線リンク制御（ＲＬＣ）再送信プロトコル、特定のビットレートの音声差動符号化器等のリンク層プロトコル、などの他の特徴に従って無線アクセスベアラに対して選択する。加えて、専用ＡＴＭ接続のようなＵＴＲＡＮを通した転送、及び無線アクセスベアラが既存のＡＴＭ接続上で他の無線アクセスベアラと多重化されるかどうかも制御される。ＲＮＣは各移動局に対する全ての無線アクセスベアラ用のＲＡＮベアラサービスをまとめ、使用される転送接続と無線チャネルタイプを移動局に対してまとめたＵＴＲＡＮベアラサービスに基づいて選択する。無線チャネルタイプは、接続の間１つより多い移動局で共有される共通チャネル、及び接続の間単一の移動局によってのみ使用される専用チャネルを含んでいる。また更に、ＲＮＣは、例えば、ハンドオーバ及び移動局のセルとコアネットワーク間での制御信号の送信等の無線接続の移動度（モビリティ）のような無線接続の他の側面も扱う。ＲＮＣはまた無線リソースの利用可能度、セルの干渉、及び混雑レベルをモニタする。
【００２８】
図２は、本発明による図１のＵＭＴＳ１０の論理的アーキテクチャ及び手法を示している。特に、ＵＭＴＳ１０の論理ネットワークは、非アクセス平面５０及びアクセス平面５２を含んでいる。非アクセス及びアクセス平面は、物理的ノードに対応しない論理的要素である。アクセス平面５２は、無線アクセスの全てと無線の特定機能とを含んでいる。このため、例えば、ＷＣＤＭＡ及びＡＴＭといくらか異なった無線アクセス方式が使用され、あるいはアクセス方式が変更され、ＵＭＴＳへのその影響はアクセス平面５２に制限され、非アクセス平面５０には影響しない。図１からの無線インタフェース及び無線アクセスネットワークインタフェースはアクセス平面５２に含まれる。
【００２９】
アクセス平面５２に限られた無線アクセスの特定の詳細事項とは別に、非アクセス平面５０は、移動局３０とコアネットワーク１８又は２０との間の各無線アクセスベアラに対応する論理制御接続あるいは論理トラフィック接続を含んでいる。呼の制御、移動度管理、補足的サービス、ショートメッセージサービス等に関する全ての信号送信は、アクセス平面５２によってＲＡＮ−ＣＮインタフェースを介して移動局とコアネットワーク間の信号接続を使用して「トランスペアレントに」実行される。アクセス平面５２と非アクセス平面５０とをサービスノード（ＳＮ）及び移動局（ＭＳ）の両方で結合する矢印の線で示したサービスアクセスポイントは、アクセス平面５２から非アクセス平面５０に対して提供される無線アクセスベアラサービスを定義する。無線アクセスベアラサービスは、１つ及び好ましくは複数のサービス品質のパラメータを使用する非アクセス平面５０によって要求される。ＵＴＲＡＮ２４は、無線アクセスベアラサービスブロックによって表わされるユーザデータフローの両方、並びに移動局に対する無線インタフェース制御とコアネットワークに対するＲＡＮインタフェース制御を含んでいる。コアネットワークサービスノード１８及び２０がＧＳＭノードであると仮定して、オプションの動作間機能（ＩＷＦ）が示されている。動作間機能はＧＳＭに基づいたインタフェースをＵＭＴＳ無線インタフェース及びＲＡＮインタフェースに適応させる、すなわち、ＩＷＦはＲＡＮ−ＣＮインタフェース及び既存のＧＳＭ Ａインタフェース間のマッピングを実行する。
【００３０】
図３は、非アクセス平面５０及びアクセス平面５２の機能を極めて詳細に示している。非アクセス平面５０はエンドユーザ（エンドツーエンド）サービス５４を含んでいる。換言すれば、これは外部コアネットワークに接続された外部のユーザ又はサーバと移動局３０との間の論理的「接続」である。ブロック７０は外部ネットワークを通して外部ネットワークユーザに情報を転送する機能を示している。従ってブロック５４はサービスのエンドユーザがそのサービスがどのように提供されるのかの特定事項から分離されていることを示している。
【００３１】
ブロック５６は、サービスノード（この例ではＭＳＣ１８）とコアネットワーク並びにＲＡＮインタフェース、ＲＮＣ２６、ＢＳ２８、及び無線インタフェースを含むＵＴＲＡＮ２４によって提供される無線アクセスベアラサービス間の転送サービス６８を使用するＵＭＴＳサービスを表している。ブロック５４、５６、６８、及び７０は、非アクセス平面５０に対する論理的機能／サービスの属性に対応している。
【００３２】
アクセス平面５２は、ブロック５８、６０、６２、６４、及び６６で表わされる論理機能及びサービスを含んでいる。ＵＭＴＳ無線アクセスベアラサービスは、ＵＴＲＡＮ２４を通して好ましくはブロック６４及び６６を介した非同期転送モード（ＡＴＭ）に基づいた転送接続サービスを提供する。ＷＣＤＭＡ無線トラフィックチャネルは、ＲＮＣ２６内のコントローラによって割り当てられ、物理的には基地局２８によってブロック６０で示されるように無線インタフェースから移動局３０に渡り実現される。ブロック６２は、ＷＣＤＭＡシステム内で個々のＣＤＭＡ拡散符号に対応する、実際の無線リンクリソースを表している。
【００３３】
ＵＴＲＡＮ２４はユーザサービスとは独立した無線アクセスベアラを提供し、無線アクセスベアラサービスはエンドユーザではなくサービスノードに提供される。その上、無線アクセスベアラは、ＵＴＲＡＮ２４を通り無線インタフェースに渡る物理的転送媒体とは分離されており、すなわち無線アクセスベアラの特定の転送接続及び無線チャネルへの予め定められたマッピングはない。この分離により、無線アクセスベアラの特定の転送接続及び異なったタイプの無線チャネルへのＵＴＲＡＮ２４によるフレキシブルかつ効率的なマッピングが可能となる。
【００３４】
ＵＴＲＡＮ２４によって制御されるアクセス平面５２は、異なったトラフィッククラスへ無線アクセスベアラを提供する。各トラフィッククラスは、特定の無線アクセス能力を示すサービス品質及び／又はトラフィックパラメータによって定義される。異なったトラフィッククラスの使用は、例えば、ベストエフォートから、指定なしのビットレートのサービスから保証された一定のビットレートのサービスまでの幅広いサービスの提供を可能とする。外部ネットワークに接続されたエンドユーザと移動局との間の通信に対して、異なったアップリンク及びダウンリンクのサービス品質及び／又はトラフィックパラメータが指定されて、アップリンク及びダウンリンク接続に異なった能力を有する無線アクセスベアラが要求され得る。このように、１つのベアラのアップリンクが非常にわずかなデータを転送し低いサービス品質のみを要求し、１つ以上のダウンリンクのベアラが高いサービス品質を要求する莫大な量のマルチメディアデータを転送するというような、「非対称な」無線アクセスベアラが提供される。
【００３５】
図４は、無線アクセスベアラ確立ルーチン（ブロック８０）を示すフローチャートである。コアネットワークサービスノードは、ＲＡＮインタフェースを介してＵＴＲＡＮ２４に移動局との通信を確立する、無線アクセスベアラサービス（非アクセス平面５０内）を要求する（ブロック８１）。ＵＴＲＡＮ２４は、サービス品質のパラメータを含むサービス要求を受信し処理する（ブロック８２）。１つ以上のＡＡＬ／ＡＴＭ接続などの転送リソースが、移動局との接続をサポートするためにＵＴＲＡＮによって確立される（ブロック８３）。移動局への専用チャネルが現在確立されていなければ、要求された無線アクセスベアラサービスに適切であればＵＴＲＡＮと移動局との間の専用チャネルが確立され得る（ブロック８４）。しかしながら、コアネットワークと移動局との間に専用無線チャネルが既にあれば、新たな無線アクセスベアラサービスは移動局へのその専用チャネル上に多重化される（ブロック８５）。一方、移動局への専用チャネルが現在なく、専用チャネルが必要でない、あるいは要求された無線アクセスベアラサービスにそれ以外が適切ならば、例えば、共通チャネルを介して送信される接続情報を扱うようにバッファメモリ内に十分なスペースが割り当てられて、共通チャネルリソースが割り当てられる（ブロック８６）。ＵＴＲＡＮは好ましくは、他のベアラから識別するために、複数のベアラが１つのチャネルに多重化されるときに特に有用な参照識別子を新たな無線アクセスベアラに付与する（ブロック８７）。
【００３６】
例示した音声、画像、及びデータを含み得るマルチメディア呼に対して、ＵＴＲＡＮ２４は、それぞれが音声、画像、及びデータのストリームに対応する３つの独立した無線アクセスベアラを１つの移動局に対して確立し開放する。多重リモートの、コアネットワークのコンピュータサーバ、電話、ビデオ電話等を含む「ユーザ」は、ＭＳＣ、ＧＰＲＳ等のような対応するコアネットワークサービスノードに接続されるコアネットワークに接続される。これらのリモートユーザは、多数の異なった処理又はアプリケーション（概して再度「ユーザ」とみなされる）を処理中であると思われる単一の移動局と通信する。例えば、移動局がパーソナルコンピュータを含み、移動局の人間のオペレータがインターネットを介して「ウェブサーフィン」中であれば、音声を扱う１つのコンピュータアプリケーション／処理、画像を扱う１つのコンピュータアプリケーション／処理、及びデータを扱う１つのコンピュータアプリケーション／処理が要求され得る。
【００３７】
ＵＴＲＡＮを通した転送接続あるいはＣＤＭＡ無線チャネル（拡散符号）に、１対１の関係で様々な無線アクセスベアラがマッピングされる必要はない。実際に、異なった媒体に対応する多数のベアラが、無線エアインタフェースを介した伝送のために単一の無線チャネル上に多重化され、必要に応じてＵＴＲＡＮのいずれかの端部でデマルチプレクス（逆多重化）されてもよい。しかしながら、各無線アクセスベアラは、移動局に関する単一のＷＣＤＭＡ無線チャネル、すなわち、同じ拡散符号に、他の無線アクセスベアラと多重化されている場合でも、ＵＴＲＡＮによって自身のＡＡＬ／ＡＴＭ転送接続によってサポートされてもよい。また、適切であれば、各無線アクセスベアラが自身の無線チャネルに割り当てられてもよい。
【００３８】
無線アクセスベアラサービスはトラフィッククラスを使用して構成されてもよい。この例示的実施形態では、６つのトラフィッククラスがある。トラフィッククラスの２つに対して、無線アクセスベアラへの固定量のＡＡＬ／ＡＴＭ転送及びＷＣＤＭＡ無線チャネルリソースが専用形式で割り当てられる。リソースは特別に確保されているので、リソースの「量」は以下で詳細に説明するように接続中にチャネルタイプの交換が行われない限り、接続の間変わらない。他の４つのトラフィッククラスに対しては、転送及び無線リソースは接続されている間に動的に割り当てられ得る。これら４つのトラフィッククラスでは、ＵＴＲＡＮ２４は最少のサービス品質を提供し、加えて、自由なリソースがあればサービス品質を向上させる。効率については、これら４つのトラフィッククラスのリソースは、様々なトラフィック状態及び移動局への接続の存在する間を通じたこれらトラフィック状態の変動を考慮して、より効率的に使用される。
【００３９】
２つのトラフィッククラスは、音声サービス及び同期サービス（ＳＳ）を含む専用無線チャネルを用いる可能性が高い。共通あるいは共有の無線チャネルを用いるトラフィッククラスは、一定のビットレートサービス（ＣＢＲ）、指定なしビットレートサービス（ＵＢＲ）、利用可能なビットレートサービス（ＡＢＲ）、及び可変ビットレートサービス（ＶＢＲ）を含んでいるであろう。
【００４０】
ＵＴＲＡＮの音声サービスはＭＳとＵＴＲＡＮ２４の間でＰＣＭ音声サンプルを伝送し、一般的にはＣＯＤＥＣを介した音声の圧縮／伸長を提供する。ＵＴＲＡＮの同期サービス（ＳＳ）はピークビットレートの割り当てに基づいてリソースを扱う。ピークビットレートは所定数の値の間で動的に変化し得る。トラフィックのソース及びＲＮＣの両方は現在のピークビットレートの変化のトリガとなる可能性がある。現在のビットレートに対応する所定サイズのフレームが所定の時間間隔で無線インタフェースを介して転送されるという意味において、ＲＡＮインタフェースを介した所定サイズのフレームの転送は同期される。同期サービスは、音声、画像、音響、及びデータの圧縮を提供するマルチメディアのリアルタイムサービスに良く適合する。ＵＴＲＡＮの音声及びＳＳは無線インタフェースで同期される。
【００４１】
ＣＢＲサービスは保証されピーク割り当てされたビットレートを提供し、ＡＡＬ／ＡＴＭ転送及び無線チャネルリソースはピークビットレートに基づいて割り当てられる。ＵＴＲＡＮのＣＢＲサービスはＨＳＣＳＤを含む回線交換データ、並びにより高いサービス品質を達成するのに、パケット交換データを転送するために使用され得る。
【００４２】
ＵＢＲサービスはベストエフォートでの送達サービスであり、利用可能なときに自由な帯域幅を使用する。ＡＡＬ／ＡＴＭ転送がなく、音声チャネルリソースが現在利用可能であれば、転送されるべき情報がキューされる。キューがオーバーフローすると、オーバーフローしたフレームは失われる。一般に、ＵＢＲサービスはパケット交換タイプのデータをサポートし、ある場合には、このトラフィッククラスはショートメッセージサービスに使用され得る。
【００４３】
ＡＢＲサービスはＡＡＬ／ＡＴＭ転送及び無線チャネルリソースを、保証された最小ビットレートで情報を送信するのに割り当てるが、自由な帯域幅が利用可能であればベストエフォートに基づきより高いビットレートが使用される。ＵＴＲＡＮのＡＢＲサービスは、パケット交換データ（サービス品質を付加して）並びにサービスノードでフロー制御がサポートされれば回線交換データの両方に使用され得る。ＶＢＲサービスは、平均スループット／好適なビットレート及びフレーム損失比を制御パラメータとして使用して静的トラフィックパラメータに基づいて、可変ビットレートを提供する。ＵＴＲＡＮのＶＢＲはＵＴＲＡＮのＡＢＲと同様なサービスに使用される。
【００４４】
無線アクセスベアラパラメータは、トラフィックパラメータ、サービス品質パラメータ、情報パラメータ、及び制御パラメータに分割され得る。トラフィックパラメータは、ピークビットレート（ＰＢＲ）、適合ビットレート（ＳＢＲ）、最小ビットレート（ＭＢＲ）、最大バーストサイズ（ＭＢＳ）、及びフレームサイズを含んでいる。ＰＢＲは最大バーストサイズでの特定の接続の最大瞬間ビットレートである。ＳＢＲは接続の平均ビットレートでの上限である。ＭＢＲはＵＴＲＡＮのＡＢＲタイプの無線アクセスベアラを要求するときの単純なパラメータである。ＭＢＳはピークビットレートで送信されるデータバーストの最大サイズの推定値をもたらす。フレームサイズは、複数のプロトコルデータユニット（ＰＤＵ）が各フレームに含まれる場合のＰＤＵの最大及び最小サイズを指定する。ＵＴＲＡＮ同期サービスが要求されると、所定数の異なったＰＤＵ／フレームサイズの１つが選択される。
【００４５】
サービス品質のパラメータは、例えば、データ転送レート、ビットエラーレート（ＢＥＲ）、転送遅延、フレーム損失比、優先度などを含んでいてもよい。データ転送レートは、データが単位時間当たりインタフェースを介して転送される速度を定義する。ビットエラーレートは、受信した特定のデータユニットに対するビットエラーの平均数である。遅延はデータ送信要求の受信からそのデータの実際の送信までの時間である。遅延は固定の遅延成分並びにレートに応じた遅延成分とを含み得る。専用チャネルで利用可能な特徴であるソフト／ソフトなハンドオーバは、マルチパスフェージングを補償することで受信の品質を改善する。フレーム損失比は、エラーのため、再送信の失敗等により損失したフレーム数を送信されたフレーム数の合計で除した数である。優先度は優先付けされたフレームがサービス品質に関して特別の処理を受けることを保証するために、個々のフレームに指示され得る。
【００４６】
情報パラメータは方向、構成、及びタイプを含んでいる。特に、方向は接続がアップリンク（ＭＳからＣＮ）なのか、ダウンリンク（ＣＮからＭＳ）なのかを示している。構成は接続がポイントツーポイント、ポイントツーマルチポイント、あるいはブロードキャストなのかを示している。タイプは制御、非同期、及び同期のカテゴリを含んでいる。制御タイプは制御信号送信タイプのトラフィックとしてトラフィックを定義する。非同期タイプは無線アクセスベアラが無線インタフェースに同期されないことを意味する。同期タイプは無線アクセスベアラが無線インタフェースとＲＡＮインタフェースの両方で同期されることを示す。
【００４７】
内容パラメータは単一のメッセージ搬送、２方向処理、及び符号化を含んでいる。単一のメッセージ転送及び２方向処理パラメータは、無線アクセスベアラの設定で使用される。単一のメッセージ転送では、データは接続無しメッセージとしてベアラサービスによって単純に転送される。２方向処理の場合は、転送されたメッセージへの追加の応答が処理を完了するのに要求される。符号化パラメータは、ＵＴＲＡＮ内で音声符号化器／復号器がユーザデータを処理することを示す。
【００４８】
マルチメディア呼（ＭＭＣ）を設定する手順の例を、図５に示したフォローチャートのルーチン（ブロック１００）を参照して以下に説明する。このマルチメディア呼は、同じ移動局宛の音声、画像、及びデータを含んでいる。このマルチメディア呼は複数のサービスノードを介して要求され（ブロック１０２）、各サービスノードは、媒体のタイプ、画像及び音声のあらゆる符号化、トラフィッククラスなどのベアラ要求特性、及びサービス品質を含む１つ以上のトラフィックパラメータを含む呼に係るパラメータのタイプを解析する。パケットサイズ、バースト記述子、及びデータのタイプ（リアルタイム又は非リアルタイム）等の他のパラメータも解析される。例えば、音声はリアルタイムデータで、インターネットデータは非リアルタイムである（ブロック１０４）。サービスノードはマルチメディア呼に含まれる各媒体にバッファを確立し、これは各バッファの深さ及び幅を含んでいる（ブロック１０６）。解析された呼のパラメータ及びこのマルチメディア呼に対するコスト係数（例えば、要求されたＵＴＲＡＮのリソースに関して、引き起こされる干渉等）を使用して、サービスノードは１つ以上の無線アクセスベアラをＵＴＲＡＮから要求する（ブロック１１０）。サービスノードからＵＴＲＡＮへの無線アクセスベアラ要求は、サービス品質、トラフィッククラス、及びトラフィックパラメータを指定する。これらの仕様から、無線アクセスベアラコントローラ３２は、移動局への接続に対して１つ以上の無線アクセスベアラを確立する（ブロック１１２）。移動局はベアラの確立を確認し（ブロック１１４）、マルチメディア呼が開始する。
【００４９】
従って、ＵＴＲＡＮは、ビットレート、遅延、ビットエラーレート、等のようなサービス品質パラメータで表わされた無線アクセスベアラサービスのフレキシブルなセットで、回線交換及びパケット交換情報を移動局へ「運ぶ」コアネットワーク及びそのそれぞれのサービスを提供する。ＵＴＲＡＮは多数のベアラが異なったコアネットワークかのものであれば、１つの移動局端末に対してそれらを管理する。無線アクセスベアラの特定の無線チャネルへのマッピングで、ＵＴＲＡＮはフレキシブルにバランスを取り、サービス品質、範囲（基地局への距離）、トラフィック負荷／容量／状態、移動局の送信パワー等を含むパラメータの数を最適化しようとする。このようにＵＴＲＡＮは、回線交換とパケット交換両方を運ぶために異なったタイプの無線チャネルの１つのセットを提供する。単一の無線チャネルは、回線交換及びパケット交換情報を移動局へ同時に運ぶことができる。上述のように、異なったタイプの２つの無線チャネルが、共通チャネルよりも多くのリソースを専用チャネルに確保し、確保の度合を変えてＲＮＣによって選択され得る。
【００５０】
図６は、ベアラサービスの異なったチャネルタイプへのフレキシブルなマッピングの無線リソース割り当てルーチン（ブロック２００）を示している。ＲＮＣはサービスノードからの無線アクセスベアラサービスの要求を検出し（ブロック２０２）、無線アクセスベアラサービスのタイプ及びそのベアラサービスに要求されるサービス品質パラメータを測定する（ブロック２０４）。ＲＮＣは接続に係る移動局が現在位置している１つ又は複数のセルの１つ以上のトラフィック状態を測定する（ブロック２０６）。サービス品質のパラメータ及び測定されたトラフィック状態に基づいて、無線リソースコントローラ３６は無線アクセスベアラサービス要求に関する情報を運ぶチャネルのタイプを選択する（ブロック２０８）。
【００５１】
例えば、高いサービス品質の保証が要求されたら、ＲＮＣはフレームストリーミング対応の転送を達成するためにベアラ情報を専用無線チャネルにマッピングする。ＷＣＤＭＡタイプの無線アクセスインタフェースでは、専用チャネルはダイバーシティハンドオーバ（「ソフト」及び「ソフトな」ハンドオーバを含む）及び高速パワー制御をサポートするが、これら両方は広帯域ＣＤＭＡ並びに連続したストリームデータの効率的な転送又は大きなバルクデータの転送に重要な要因である。これらの特徴のいずれか又は両方をサポートするために、ベアラ情報は専用チャネルにマッピングされ得る。パケットタイプのデータに対して、ある種の高集中データ伝送の場合によくあるように、頻度の高い又は大きなパケットが専用チャネルにマッピングされるのも好ましい。一方、頻度の高くない又は小さなパケットに対しては、ＲＮＣは無線アクセスベアラ情報をパケットに基づいてスケジュール転送用の共通アクセスチャネルにマッピングしてもよい。
【００５２】
従って専用チャネルは、多数のセルに渡るソフトハンドオフ等の特別なサービスをサポートし、異なった並行なベアラがＷＣＤＭＡの同じ専用符号チャネルで時間多重化あるいは符号多重化されるフレームストリーミングサービスを提供する。ＵＴＲＡＮは（異なったサービスに対応する）多数のベアラを１つの無線接続として扱い、その結果、全てのサービスが同じソフトハンドオフ又は高速パワー制御動作を受ける。一方、情報が全く送られないときにおいてもチャネルは専用のままであるので、専用チャネルは無線リソースを非効率的に使用することがある。パケットに基づいた共通アクセスチャネルは、パケットがスケジュールされ再送信レベルの低い、接続指向あるいは接続無しであり得るパケット指向転送サービスを提供する。スケジューリングは無線チャネルリソースのより効率的な使用を可能とする。
【００５３】
音声及び同期データは通常専用チャネルにマッピングされる。パケットデータは、フレームストリーミング転送用の専用チャネル、又は単一のセルでスケジュール転送を使用してパケットアクセスチャネルのいずれかで送られ得る。パケットデータ用に使用される特定のタイプのチャネルは、要求されたサービス品質及び移動局が位置している地理的領域又はセルのトラフィック集中等の他のトラフィック要因に基づいて決定される。転送の必要なパケットの数が少ない又はレートが低いとき、一般に共通チャネルが使用される。すなわち、パケットの集中が高いあるいはリアルタイム要求が厳格（遅延なし）であるときに、ソフトハンドオフがサポートされる専用チャネルが用いられる。一方、移動局とＵＴＲＡＮとの間に、例えば音声サービス用に専用チャネル接続が既に確立されていれば、パケットデータは共通チャネルによって転送される代わりに既存の専用チャネルによって転送される。
【００５４】
先に述べたように、好適な実施形態の例はＡＴＭ転送及びＷＣＤＭＡ無線チャネルに基づいている。サービスノードから移動局への接続は、２つの下位層、すなわち、論理リンク層と無線リンクコントロール（ＲＬＣ）／メディアアクセスコントロール（ＭＡＣ）層に分割され得る無線リンク層によって処理される。論理リンク層では、物理的転送及びチャネルリソースが特定の無線アクセスベアラからエアインタフェースによって移動局まで情報を運ぶための適切なタイプの無線チャネルの選択を含めて割り当てられる。ＲＬＣ／ＭＡＣ層は、ＣＤＭＡ無線チャネルによる送達用のフレームの構成などの様々な低いレベルの通信機能を実行する。
【００５５】
図７は、様々な無線アクセスベアラが無線リンク層及び／又はＲＬＣ／ＭＡＣ層でＷＣＤＭＡ無線チャネルにどのようにマッピングされるのかを示したブロック図である。ＲＡＮプロトコルスタックは、フレームをＣＤＭＡ符号チャネルに対応する物理層に提供する、論理チャネルマッピングブロック２１０（論理リンク層）、フレームストリーミング転送ブロック２１２（ＲＬＣ／ＭＡＣ層、及びスケジュール転送ブロック２１４（ＲＬＣ／ＭＡＣ層）を含んでいる。
【００５６】
無線アクセスベアラ層は、ブロック２１６で示したＲＡＮインタフェースの制御平面内にある。制御平面はベアラサービスに対する要求がなされるところであり、ＲＮＣ内の無線アクセスベアラコントローラに接続された、ＵＴＲＡＮ音声、ＵＴＲＡＮ ＣＢＲ、ＵＢＲ、ＡＢＲ、及びＶＢＲを含むトラフィッククラスによって分割された様座生ベアラサービスに接続されるように示されている。
【００５７】
ＲＡＮインタフェースの制御平面２１６によりＵＴＲＡＮ同期サービスが要求されると、ベアラ情報は、例えば１０ミリ秒毎にフレームをＷＣＤＭＡ無線チャネルに運ぶフレーム送達ブロック２２２を含むフレームストリーミング転送ブロック２１２に直接提供される。ベアラ要求がＵＴＲＡＮ音声を含んでいると、この音声は、例えば、コアネットワークから１秒当たり６４キロビット（ｋｂｐｓ）で入力される音声を１２ｋｂｐｓ等の無線インタフェースによる送達に適した圧縮されたデータレートに変換する、トランスコーダ（ＴＲＡＵ）２２４で処理される。ＵＴＲＡＮ同期サービス接続及びＵＴＲＡＮ音声サービス接続の両方は、アクティビティ検出ブロック２２４で処理され、これにより無線リソースを浪費し不要な干渉を生じる無音部分は無線インタフェースによって送信されない。転送する実際の情報は、データをフレームにフォーマットしデータを符号化してフォワードエラー訂正を提供する、インターリーブ遅延及びチャネル符号化ブロック２２６にもたらされる。フレーム化され符号化された情報は、ＷＣＤＭＡチャネルを介した広帯域ＣＤＭＡ無線伝送機器及び手順を用いるフレーム送達ブロック２２２によって送信される。
【００５８】
このように、ＵＴＲＡＮ同期及びＵＴＲＡＮ音声サービスの両方に対しては、これら２つのベアラサービスはスケジュール転送サービスでは通常一部分となる送信遅延を許容しないので、フレームストリーミング転送を有する専用チャネルが通常優先して選択される。一方、トラフィッククラスがＣＢＲ、ＵＢＲ、ＡＢＲ、及びＶＢＲの他のパケット指向の無線アクセスベアラサービスに対しては、無線アクセスベアラコントローラ３２は現在の要求されたサービス品質及びトラフィック状態に基づいて、フレームストリーミングの専用チャネル又はスケジュール転送の共通チャネルのいずれかを選択する。論理チャネルマッピングブロック２１０は、頻度は高くないが高いデータレートのデータバーストを管理するためのオプションのレート適応機能を含んでいてもよい。レート適応は、漏出バケット制御、フロー制御、パディング、バッファオーバフローでのフレーム廃棄等を使用して実行され得る。レート適応機能は、パケットの再送信（ＡＲＱ）を含んでいてもよいが、この再送信機能はコアネットワーク又はＲＬＣ／ＭＡＣ層内で提供され得る。
【００５９】
無線アクセスベアラコントローラ３２は、専用チャネルのフレームストリーミングセレクタ２３２及び共通チャネルのスケジュール転送セレクタ２３４を、そのいくつかは上記したいくつかの要因に基づいて制御する。無線アクセスベアラコントローラ３２によって共通チャネルタイプの転送が選択されたら、例えば、ＵＢＲ、ＡＢＲ、又はＶＢＲのトラフィッククラスの「バースト型」サービスに対して（ＣＢＲは一定のビットレートであり従ってバースト型ではない）、バーストキュー２３６が提供されてＵＢＲ、ＡＢＲ、又はＶＢＲのトラフィッククラスに対するフレームストリーミングビットレートよりも高くなることが多い、ＲＡＮインタフェースによって受信したピークビットレートよりも低いフレームストリーミングピークビットレートを割り当てることが可能となる。
【００６０】
ＣＢＲ、ＵＢＲ、ＡＢＲ、又はＶＢＲのデータパケットを運ぶのに、専用チャネルのフレームストリーミングセレクタ２３２が起動されると、無線リソースが所定のレート及びフレームストリーミングを音声及び他のリアルタイムサービスに対して適切なものとする一定の遅延で割り当てられる。データは順番に選択された無線チャネルで送達され、細分化／再構成ブロック２４０がブロック２４０内で情報をパケットフレームに分割する。チャネルビットレートセレクタ２４２は、アクティビティ検出ブロック２２４と同様に、ビットストリームのビットレートを制御し、「無音部分」が無線インタフェースによって送信されないことを保証することも行う。細分化されたデータはインターリーブ遅延／チャネル符号化ブロック２２６で処理され、フレーム送達ブロック２２２に渡される。フレームはそれ以上の遅延なしに無線インタフェースによって送信される。フレームストリーミング転送のビットレートの割り当ては、ピークビットレートに基づく。
【００６１】
スケジュール転送セレクタが起動されると、接続データは多くのタイプの非リアルタイムサービスに良く適合する共通チャネルを提供する、スケジュール転送ブロック２１４に送られる。しかしながら、ソフトハンドオフ及び高速パワー制御のような機能はサポートされない。無線リソースはピークビットレートよりも低いビットレートで割り当てられる。所定の目的とするサービス品質又はベストエフォート特性を有するトラフィックチャネルが共に提供される。転送遅延はフレーム毎に変動する。細分化／再構成及び自動再送信２４４がスケジュール転送セレクタ２３４から実行される。ブロック２４４の細分化／再構成機能はデータストリームを無線インタフェースによって使用される適切なフレームサイズに適応させるために使用される。
【００６２】
スケジュール転送では、フレームはリソースマネジャ２５２によって制御されるキュー２４６の１つにキュー化される。１つのキュー２４６は確立された無線アクセスベアラのそれぞれに使用され得る。リソースマネジャ２５２は、フレームがインターリーブ遅延／チャネル符号化ブロック２４８及びフレーム送達ブロック２５０を介して送達されるようにキュー２４６を制御し、このため全体の干渉レベルは最小化される。２つの無線アクセスベアラで同時にデータバーストが生じる例では、リソースマネジャ２５２は２つの対応する無線アクセスベアラのキュー２４６から転送されるようにスケジュールして、無線トラフィックでのデータの重大なサージあるいは急増を防止する。
【００６３】
図８は異なったタイプの接続の異なったタイプの無線チャネルへのマッピングの簡単な例を示している。ＧＰＲＳサービスノード２０から、ＵＴＲＡＮ可変ビットレートアクセスベアラへの高い品質のサービスを要求する無線アクセスベアラがＲＡＮインタフェースによって送信される。一方、ＭＳＣサービスノードは同時又はほぼ同時に、比較的低い品質で低いビットレートで、回線交換データサービスへのＵＴＲＡＮ一定ビットレートアクセスベアラ要求を出す。ＵＴＲＡＮ内でのこれら２つのベアラの異なったタイプの無線リソースチャネルへのフレキシブルなマッピングは、パケット化されたデータに対しても、フレームストリーミング転送サービスの特徴の利点を得るべく専用チャネルにマッピングされるように、高い品質でＧＰＲＳサービスを要求することを可能とする。一方、比較的「高価」な専用チャネルのリソースは、共通チャネルのスケジュール転送を用いて適切かつ効率的に送られる、比較的低い品質のビットレートの低いパケットデータサービスによって「浪費」されない。
【００６４】
ここで、専用チャネルでのフレームストリーミング転送と共通チャネルのスケジュール転送を対比させて選択するルーチンを示す、図９のフローチャートを参照する（ブロック２５０）。最初に、無線アクセスベアラに関するサービス品質及び／又は他の指定されたトラフィックパラメータが測定され、適切な無線アクセスベアラサービスが識別される（ブロック２５２）。ブロック２５４〜２６４は、音声（ブロック２５４）、同期サービス（ブロック２５６）、一定ビットレート（ＣＢＲ）（ブロック２５８）、指定なしビットレート（ＵＢＲ）（ブロック２６０）、利用可能ビットレート（ＡＢＲ）（ブロック２６２）、及び可変ビットレート（ＶＢＲ）（ブロック２６４）を含むいくつかのタイプのＵＴＲＡＮ無線アクセスベアラサービスを表している。遅延の少ないサービスを要求する音声及び同期サービスに対しては、通常専用チャネルが選択され（ブロック２６８）、このためフレームが無線インタフェースによって無線チャネルで定期的時間間隔で転送される、すなわち、フレームストリーミングが行われる。ブロック２６６で示したように、音声はコアネットワークのビットレートと無線インタフェースの低いビットレートとの間の変換のために符号化／復号化される。
【００６５】
ＣＢＲ、ＵＢＲ、ＡＢＲ、及びＶＢＲのＵＴＲＡＮサービスに対しては、共通及び専用の有効なタイプの無線チャネルリソースが、無線アクセスベアラサービスをサポートするためにサービス品質のパラメータ及び／又は現在のトラフィック状態に基づいて選択され、これによりデータパケットは専用又は共通タイプのチャネルのいずれかで送られる（ブロック２７０）。最小ビットレートのサービスが最小のサービスを向上させる付加的オプションによって保証され、このため付加的無線チャネルのリソースが利用可能であれば品質が向上する。特定の移動局に対する専用チャネルが既に存在するか度かの判定が行われる（ブロック２７２）。もしあれば、新たな無線アクセスベアラに関するデータは、新たなスケジュール転送接続を確立するよりもより効率的であるので、その専用チャネルに多重化される（ブロック２７４）。その上、新たな無線アクセスベアラに関する制御信号送信も同様の理由でその専用チャネルに多重化される。
【００６６】
その移動局に対する既存の専用チャネルがなければ、無線アクセスベアラ要求が高いビットレートの保証や遅延が最少又はない等の高いサービス品質を要求するかどうかの判定が行われる（ブロック２７６）。そうであれば、そのような高品質のサービスを提供するため専用チャネルが選択される（ブロック２７４）。高品質のサービスが必要でなければ、共通チャネルが選択される。しかしながら、１つ以上の他のパラメータ及び／又は状態もまたチャネルタイプの選択の要因となる。共通チャネルで、例えば閾値と比較して混雑があるかどうかの判定が行われる（ブロック２７８）。もしあれば、専用チャネルが選択される（ブロック２７４）。なければ、共通チャネルが選択される（ブロック２８２）。ブロック２８０で、専用チャネルで残りのわずかな拡散符号だけが利用可能かどうかの別の判定が行われる（ブロック２８０）。そのような場合、共通チャネルが選択される。ブロック２８４で、現在の干渉レベルが所定の閾値Ｔ以上であるかどうかの更に別の判定が行われる（ブロック２８４）。そうでなければ、より効率的な共通チャネルが選択される。しかしながら、干渉が高い状況では、専用無線チャネルには送信パワー制御が提供されるので、専用チャネルが選択される。
【００６７】
移動局への接続が存在する間、現在のタイプの無線チャネルが望ましいかそれ以外が適切かどうかの再評価の理由として十分な、無線アクセスベアラに関する状態又はパラメータの変化があったかどうかの判定が、ブロック２８６で定期的又は連続的に行われる（ブロック２８６）。ブロック２７２〜２８４で示された１つ以上の手順が繰り返され、結果として適切であればその無線アクセスベアｒをサポートするチャネルのタイプが接続の間に変更され得る。例えば、接続によって送信するデータのタイプが変更したら、干渉レベルも変化する等である。
【００６８】
このように、無線アクセスベアラサービスとＣＤＭＡ無線転送機構との機能的分離は、移動局への接続をサポートする無線アクセスベアラに関する情報を運ぶのに最終的に使用される、物理的無線チャネルのタイプのフレキシブルな初期選択及び引き続く変更を可能にする。
【００６９】
本発明を現在最も現実的で好ましいと考えられる実施形態に関して説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、それとは逆に、特許請求の範囲で規定される要旨および範囲内に包含される様々な変更や等価な構成もカバーするものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ユニバーサル移動体通信システム（ＵＭＴＳ）を示すブロック図である。
【図２】 図１のＵＭＴＳのアクセス平面及び非アクセス平面によって定義された無線アクセスベアラサービスを示す図である。
【図３】 図２の非アクセス及びアクセス平面の論理的アーキテクチャを示す図である。
【図４】 無線アクセスベアラ確立サービスルーチンを示すフローチャートである。
【図５】 マルチメディア呼の設定ルーチンを示すフローチャートである。
【図６】 無線リソース割り当てルーチンを示すフローチャートである。
【図７】 異なった無線アクセスベアラを異なったタイプの物理的無線リンクにフレキシブルにマッピングする例示的実施形態を示す機能ブロック図である。
【図８】 異なった無線アクセスベアラを異なったタイプの物理的無線リンクにフレキシブルにマッピングする単純な例を示すブロック図である。
【図９】 専用チャネル／フレームストリーミング対共通チャネル／スケジュール転送ルーチンを示すフローチャートである。

Claims (13)

  1. 移動体無線との通信を提供するユニバーサル移動電話システムであって、
    無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）を備え、該ＲＡＮが、
    割り当てられた無線リソースを用いて移動体無線と通信する複数の基地局と、
    前記複数の基地局に接続され、かつ、ＲＡＮインタフェースによって、第１及び第２の外部ネットワークそれぞれとのインタフェースを行う第１及び第２のサービスノードに接続された無線ネットワークコントローラと、を含み、
    前記第１及び第２のサービスノードの１つからの無線アクセスベアラ要求に応じて、ＲＡＮが前記１つのサービスノードに無線アクセスベアラサービスを提供し、該サービスが、（１）前記１つのサービスノードからＲＡＮを通した移動局への論理接続の確立、（２）干渉を含むＵＭＴＳトラフィックパラメータに基づいた前記論理接続の複数の異なったタイプのチャネルの１つへのマッピングとを含み、前記複数の異なったチャネルタイプが、前記論理接続の間に他の移動局によって共有されない専用チャネルと、前記論理接続の間に複数の移動局によって共有される共通チャネルとを含み、
    ＲＡＮが、前記干渉が閾値以上であるときに前記論理接続を専用チャネルにマッピングし、前記干渉が閾値未満であるときに前記論理接続を共通チャネルにマッピングすることを特徴とするユニバーサル移動電話システム。
  2. 専用チャネルがＲＡＮによって提供されるフレームストリーミングサービスを使用し、共通チャネルがＲＡＮによって提供されるスケジュール転送サービスを使用することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
  3. ＵＭＴＳが符号分割多重アクセスを使用し、前記専用チャネルが前記論理接続の間に前記移動局に割り当てられ該移動局にのみ使用される拡散符号を含み、前記共通チャネルが前記論理接続の間に複数の移動局に提供されて使用され得る別の拡散符号を含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
  4. ＲＡＮが前記移動局に関する異なった論理接続を専用チャネルの１つに多重化し、ＲＡＮが前記異なった論理チャネルを１つのチャネルとして扱うことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
  5. 割り当てられたチャネルリソースを使用して移動体無線とエアインタフェースによって通信する無線ネットワークコントローラに接続された複数の基地局を有する無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）と、ＲＡＮに接続されたサービスノードと、ＲＡＮと前記サービスノードとの間に、前記サービスノードを特定の無線アクセス及び制御手順から分離するＲＡＮインタフェースとを有している、移動体無線とのマルチメディア通信を提供するユニバーサル移動電話システムにおける方法であって、
    無線アクセスベアラサービスに対するＲＡＮへの要求に応じて、前記サービスノードと移動体無線の１つとの間の論理接続をＲＡＮにおいて設定すること、
    前記論理接続に対する転送経路をＲＡＮにおいて確立すること、及び
    前記論理接続を、前記論理接続に関するサービス品質のパラメータ及び前記移動局が現在位置するセルの干渉値を含むＲＡＮ内のトラフィック状態に基づいて、専用無線チャネル及び共通無線チャネルを含む異なったタイプの複数の無線チャネルの１つにＲＡＮにおいてマッピングすること、を備えることを特徴とする方法。
  6. 前記論理接続に関するサービス品質のパラメータ又はＲＡＮ内のトラフィック状態の変化をＲＡＮにおいて検出すること、及び
    検出された変化に基づいて、前記論理接続に関する無線チャネルのタイプをＲＡＮにおいて切り換えること、を更に備えることを特徴とする請求項５に記載の方法。
  7. 前記サービス品質のパラメータがソフト又はソフトなハンドオーバであり、前記無線チャネルが専用チャネルであることを特徴とする請求項５に記載の方法。
  8. 割り当てられたチャネルリソースを使用して移動体無線とエアインタフェースによって通信する無線ネットワークコントローラに接続された複数の基地局を有する無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）と、ＲＡＮに接続されたサービスノードと、ＲＡＮと前記サービスノードとの間に、前記サービスノードを特定の無線アクセス及び制御手順から分離するＲＡＮインタフェースとを有している、移動体無線とのマルチメディア通信を提供するユニバーサル移動電話システムにおける方法であって、
    無線アクセスベアラサービスに対するＲＡＮへの要求に応じて、前記サービスノードと移動体無線の１つとの間の論理接続をＲＡＮにおいて設定すること、
    前記論理接続に対する転送経路をＲＡＮにおいて確立すること、
    前記論理接続を、前記論理接続に関するサービス品質のパラメータ及びＲＡＮ内のトラフィック状態に基づいて、専用無線チャネル及び共通無線チャネルを含む異なったタイプの複数の無線チャネルの１つにＲＡＮにおいてマッピングすること、及び
    前記移動体無線に対して現在専用チャネルが存在すれば、前記論理接続を同じ専用無線チャネルにＲＡＮにおいてマッピングすること、を備えることを特徴とする方法。
  9. 無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）を使用して特定の地理的位置領域内で現在動作している移動体無線との通信を提供する方法であって、
    前記移動体無線との通信に対する無線アクセスサービス要求をＲＡＮにおいて検出すること、
    前記移動体無線との通信に対する前記無線アクセスサービス要求に関し、データトラフィックの集中度を含むパラメータ値を最初にＲＡＮにおいて測定すること、
    測定されたパラメータ値に基づいて、前記移動体無線との前記無線アクセス要求に関する接続が確立されたときに、専用タイプの無線チャネルと共通タイプの無線チャネルとを含む複数の無線チャネルタイプの１つを最初にＲＡＮにおいて選択すること、
    接続の間に前記パラメータ値をＲＡＮにおいてモニタすること、及び
    モニタしたパラメータ値が最初に測定されたパラメータ値から変化したら、前記接続を前記複数の無線チャネルタイプの別なものへＲＡＮにおいて切り換えること、を備えることを特徴とする方法。
  10. 前記接続に対して最初に共通無線チャネルが確立され、前記方法が、
    共通無線チャネルの混雑レベルが上昇したことをＲＡＮにおいて検出すること、及び
    前記接続を専用無線チャネルにＲＡＮにおいて切り換えること、を更に備えることを特徴とする請求項９に記載の方法。
  11. 前記無線アクセスサービス要求に関する別のパラメータをＲＡＮにおいて測定することを更に備え、
    他のパラメータが無線アクセスサービスであることを特徴とする請求項９に記載の方法。
  12. 前記無線アクセスサービス要求に関する別のパラメータをＲＡＮにおいて測定することを更に備え、
    他のパラメータが転送されるデータのタイプであることを特徴とする請求項９に記載の方法。
  13. 無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）を使用して特定の地理的位置領域内で現在動作している移動体無線との通信を提供する方法であって、
    前記移動体無線との通信に対する無線アクセスサービス要求をＲＡＮにおいて検出すること、
    前記移動体無線との通信に対する前記無線アクセスサービス要求に関するパラメータ値を最初にＲＡＮにおいて測定すること、
    測定されたパラメータ値に基づいて、前記移動体無線との前記無線アクセス要求に関する接続が確立されたときに、専用タイプの無線チャネルと共通タイプの無線チャネルとを含む複数の無線チャネルタイプの１つを最初にＲＡＮにおいて選択すること、
    接続の間に前記パラメータ値をＲＡＮにおいてモニタすること、及び
    モニタしたパラメータ値が最初に測定されたパラメータ値から変化したら、前記接続を前記複数の無線チャネルタイプの別なものへＲＡＮにおいて切り換えること、を備え、
    前記接続に対して共通無線チャネルが最初にＲＡＮにおいて確立され、前記方法は、
    前記接続に関するサービス品質が上昇したことをＲＡＮにおいて検出すること、及び
    前記接続を専用無線チャネルにＲＡＮにおいて切り換えること、を更に備えるこることを特徴とする方法。
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