JP4463847B2 - 無線通信システムにおいてサービスを配信すること - Google Patents

Description

本発明は、無線通信システムにおけるサービスの配信に関するものであり、特に、例えば音声及び画像等のように、それらのサービスが異なる配信要求を持つ場合に関するものである。

エンドユーザが、例えば画像及び音声のような、それらの間で交換できるような複数のサービスを受信している状況では、おそらく、それらのサービスは、異なる性質をおび、典型的にはそれらのサービスの要求におけるユーザビットレートの差により、異なる量の無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）のリソースを消費するであろう。これは、幾つかの状況において、無線アクセスネットワークが、要求の多い方のサービスは必ずしも維持できないが、要求の少ない方のサービスは維持できるという状況をもたらし得るであろう。さらに、エンドユーザが要求の少ない方のサービスを使用しているだけの場合には、無線アクセスネットワークは、エンドユーザに、さらにより多くのリソースを提供することができるであろう。そのようなリソースは、アップリンク／ダウンリンクパワー（すなわち、セルの有効範囲、能力）、基地局（ＢＴＳ）の物理的リソース、及び無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）の伝達、及び論理的リソースを含む。

本発明は、そのような状況を解決するためのシステムを提供しようと努めるものである。

（本発明の要約）
本発明の一側面により、無線アクセスネットワーク、及びコアネットワークを備える無線通信システムにおいてサービスを配信する方法が提供され、本方法は、
各々が特定の配信要求を持つサービスのセットのうちの１つをエンドユーザに配信するために、無線アクセス伝達を確立するステップと、
前記サービスのうちの１つの配信要求を満たすことができないことを、無線アクセスネットワークにおいて判断するステップと、
前記１つのサービスの配信要求を満たすことができないことを、コアネットワークに知らせるステップと、
無線アクセス伝達を提供して、前記セット内の少なくとも１つの他のサービスを、そのエンドユーザに配信することを可能にするステップと、
を含む。

無線アクセス伝達を提供するステップは、２つの方法のうちの一方で実施することができる。本方法の第１のステップにおいて確立された無線アクセス伝達は、変更することができる。そのかわりに、本方法の第１のステップにおいて確立された無線アクセス伝達を解放し、新しい無線アクセス伝達を確立することもできる。

もう１つの側面は、無線アクセスネットワーク、及びコアネットワークを備え、各々が特定の配信要求を持つ、無線アクセス伝達によって配信されるサービスのセットのうちの１つを受信する少なくとも１人のエンドユーザを含む無線通信システムを提供し、本無線通信システムは、さらに、
前記サービスの１つの配信要求を満たすことができないことを、無線アクセスネットワークにおいて判断し、コアネットワークに知らせるための手段と、
無線アクセス伝達を提供して、セット内の少なくとも１つの他のサービスをそのエンドユーザに配信することを可能にするための手段と
を備える。

更なる側面は、無線アクセス伝達が、特定の配信要求を持つサービスのセットのうちの少なくとも１つをエンドユーザに配信する無線通信システムにおけるネットワークエンティティを提供し、本ネットワークエンティティは、
無線アクセスネットワークにおいて、前記サービスのうちの１つの配信要求を満たすことができないことを判断し、コアネットワークに知らせるための手段と、
無線アクセス伝達を提供して、セット内の少なくとも１つの他のサービスをそのエンドユーザに配信することを可能にするための手段と
を備える。

更なる側面は、
無線通信システムの無線アクセスネットワークにおけるネットワークエンティティのプロセッサにおいて実行可能で、
配信可能なサービスのセットのうちの１つの配信要求を満たすことができないことを、無線アクセスネットワークにおいて判断するステップと、
前記１つのサービスの配信要求を満たすことができないことを、コアネットワークに知らせるステップと、
無線アクセス伝達を提供して、セット内の少なくとも１つの他のサービスをそのエンドユーザに配信することを可能にするステップと
を実施するプログラムコード手段、
を備えるコンピュータプログラム製品を提供する。

従って、本発明の以下に説明する実施形態では、無線アクセス伝達が確立されたとき、無線ネットワークコントローラが、無線アクセス伝達を提供されたサービスをダウングレードさせる、或いはアップグレードさせることができる（例えば、回線交換（ＣＳ）画像から音声へ、及びその逆）という指示を（例えば、回線交換ネットワークコアから）獲得する。この指示に基づいて、無線ネットワークコントローラは、サービスをダウングレードさせることを進め、もはや無線状態が満たされない場合には、最初のサービスを続けることができない、或いは、他のサービスを再び配信できる程度まで無線状態が改善した場合、サービスをアップグレードさせることができる。ダウングレードさせる場合、このように、接続が回線交換画像には乏しすぎるが、音声には十分良いとき、この接続を失わず、維持することができる。

本発明のより良い理解のため、及び同じことをどのように実施することができるかを示すために、ここで、例として添付の図面を参照する。

（詳細な説明）
図１は、ユニバーサル電気通信無線アクセスネットワーク（ＵＴＲＡＮ）のアーキテクチャの概略図である。移動電話等の形のユーザ装置２は、無線信号インターフェースＵ_uにより、無線アクセスネットワーク４に接続される。ユーザ装置は、パソコン、ラップトップ、システム手帳等のような、任意の移動局とすることができるであろう。無線アクセスネットワーク４は、無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）によって制御される複数の基地局（ＢＴＳ）を備え、そのうちのたった１つを図１に示す。第１の無線ネットワークコントローラ８は、ｌｕｂインターフェースによって基地局６に接続されるように示されている。後で明らかになるように、実際には、無線ネットワークコントローラ８が複数の基地局６を制御することが通常である。無線ネットワークコントローラ８は、ｌｕｒインターフェースによって、第２の無線ネットワークコントローラ１０と通信する。無線ネットワークコントローラ、及び基地局は、無線ネットワークサブシステム ＲＮＳ１２を構成する。無線アクセスネットワーク４は、ユニバーサル移動体通信サービス（ＵＭＴＳ）のコアネットワークＣＮ１４と通信する。コアネットワーク１４は、パケット交換サービスのためのｌｕ＿ｐｓインターフェース、及び回線交換サービスのためのｌｕ＿ｃｓインターフェースを含むｌｕインターフェースによって、無線アクセスネットワーク４と通信する。ｌｕ＿ｐｓインターフェースは、コアネットワーク１４のサービングＧＰＲＳサポートノード（ＳＧＳＮ）１６と通信し、ｌｕ＿ｃｓインターフェースは、コアネットワーク１４の移動交換センタ（ＭＳＣ）１８と通信する。本発明をＵＴＲＡＮネットワークの状況において説明する一方で、本発明の下にある概念は、ＧＳＭ、ＥＤＧＥ、及びＧＲＥＡＮネットワークにも等しく適用可能であることが容易にわかるであろう。

以下の説明は、主に、無線アクセスネットワーク側での無線アクセス伝達（ＲＡＢｓ）の確立、及び解放に関するものである。ＵＴＲＡＮの無線アクセス伝達は、ｌｕインターフェースにおける無線ネットワークレイヤの信号プロトコルである、無線アクセスネットワークアプリケーション部分（ＲＡＮＡＰ）において、要求され、管理される。ｌｕインターフェースにおけるプロトコルスタックを、図２に示す。このスタックは当業者には良く知られているので、個々のレイヤについては詳細には説明しない。一般的には、回線交換通信をスタックの右手側で処理し、パケット交換通信をスタックの左手側で処理する。言及するように、ＲＡＮＡＰレイヤは、ｌｕインターフェースによってＲＡＢを管理する共通レイヤである。

ユーザ装置２とコアネットワーク１４との間での通信を提供するために、ＲＮＣ８の制御の下で、基地局６とユーザ装置２との間に、物理信号チャネルをセットアップし、ＲＮＣ８自身は、コアネットワーク１４内のＭＳＣ１８により制御される。各物理チャネルは、無線ネットワークコントローラ８とユーザ装置２との間の無線アクセスネットワーク側で確立された、１又はそれ以上の無線アクセス伝達を運搬することができる。しかしながら、如何なる時も、ＲＡＮにはたった１つのＲＡＢしか見えない、ということに注目せよ。物理レベルでのチャネルのセットアップは、当業者には良く知られているので、ここでは説明しない。幾つかの場合、エンドユーザは、２つのサービスを持つことができ、例えば、第１の無線アクセス伝達は画像を提供することができ、第２の無線アクセス伝達は音声を提供することができる。エンドユーザは、これらのサービス間を切り換えることができ、そのため、両方のサービスが利用可能であることをユーザが要求する限り、両方の無線アクセス伝達は確立されたままである。すなわち、ユーザが素早くそれに切り換え戻すために、使用されていない伝達を、それにもかかわらず利用可能に維持するように、ＭＳＣは、両方のサービスの記録を維持する。すなわち、同じ物理チャネルを使用するので、ユーザは、サービス間を切り換えるたびに新しいセットアップ手続きを受ける必要がない。

図３は、そのような状況において生じ得る問題を示す、移動通信ネットワークシステムの概略図である。同じ参照番号は、図１と同じ部品を示す。ユーザ装置２を考える。これは、６Ａで示される第１の基地局（ＵＴＲＡＮプロトコルではノードＢと呼ばれるが、ここでは基地局と呼ぶ）と通信状態にある。ユーザ装置２は、コアネットワーク１４とユーザ装置２との間に確立された無線アクセス伝達ＲＡＢ１、ＲＡＢ２を介して、画像、及び音声サービスの両方を現在受信している。移動端末がネットワーク内で移動するとき、物理信号接続の性質が、少なくとも要求の高い方のサービス（この場合、画像）をサポートするのにはもはや十分強くない、という状況になり得る。図３では、ユーザ装置のこの位置は、点線で示され、及び２’で示される。例えば、多数の他のユーザがそのネットワーク内に到着して、ネットワークのリソースが多数のユーザ間で共有し尽くされる必要があるというような、他の理由によっても、この状況は生じ得るであろう。如何なる場合においても、要求の高い方のサービスが、物理信号レベルにおいて、もはやサポートされることができないとき、接続全体が落とされる、或いは他の無線ネットワークコントローラ８に引き渡される。これは、基地局６Ａと新しく位置付けされたユーザ装置２’との間の無線リンク上の×印で示される。

ここで説明する本発明の実施形態により、その問題に対する解決策が提供され、その原理を図４に示す。２つのサービスのうちの要求の低い方のサービス（この場合、音声）が、まだ物理信号レベルにおいてサポートされることができるとき、その接続を完全に終了する必要は全くないということに、本発明者達は気付いた。従って、この場合、画像サービスをサポートした第１の無線アクセス伝達ＲＡＢ１が、ユーザ装置の新しい位置２’において、第２の無線アクセス伝達ＲＡＢ２に変更され、それにより、ユーザは、要求したサービスの少なくとも１つをまだ維持できる。ここで、図５を参照して説明するように、第２の無線アクセス伝達ＲＡＢ２は、アップグレード／ダウングレードインジケータに基つく異なるパラメータを持つ。ＲＡＮＡＰ仕様は、既に確立されたＲＡＢｓの変更及び／又は解放、及び／又は所定のＵＥについての新しいＲＡＢの確立のために、コアネットワークから無線ネットワークコントローラに供給されるメッセージを定める。このメッセージは、ＲＡＢ割り当て要求メッセージである。各ＲＡＢ割り当て要求メッセージは、それらの伝達特性で確立、又は変更されるべきＲＡＢｓのリスト、又は解放すべきＲＡＢのリストを含むことができる。確立、又は変更を要求された各ＲＡＢにおいて、メッセージは、以下を含む多数の要素を含む：
ＲＡＢ ＩＤ （識別情報）
ＮＡＳ 結合情報
ＲＡＢ パラメータ
データ量通知指示（ＰＳのためのみ）
ユーザ面モード
トランスポートレイヤアドレス
ｌｕ トランスポート結合
ＤＬ／ＵＬ ＧＴＰ−ＰＤＵ シーケンス番号
ＤＬ／ＵＬ Ｎ−ＰＤＵ シーケンス番号

各ＲＡＢが解放を要求する場合、メッセージは以下を含む：
ＲＡＢ ＩＤ
理由

ＲＡＢパラメータは、例えば、割り当て／保持の優先度を含む多数の要素を含むことができる。特に、本発明を実施するために、ＲＡＢパラメータは、ＲＡＢが配信するサービスの要求に基づいて、そのＲＡＢについてのダウングレード／アップグレードの可能性を示す、ダウングレード／アップグレードインジケータを含む。

図５により、例えば画像、又は音声のようなサービスを配信するための無線アクセス伝達の確立を要求するＲＡＢ割り当て要求メッセージ（３１）が、コアネットワーク１４から無線ネットワークコントローラ８へ発送される。これが受け入れられたことを示すＲＡＢ割り当て応答メッセージ（３２）が、無線ネットワークコントローラからコアネットワークへ発送され、次に、画像のための無線アクセス伝達ＲＡＢ１について、ネットワーク側で、チャネルセットアップ手続き（５３）が実施される。無線アクセス伝達は、それが運搬することのできるサービスについてのスレッショルドレベルを示す、ダウングレード／アップグレードインジケータと関連付けられる。

無線ネットワークコントローラは、物理信号チャネルの割り当てを管理するためのスレッショルドレベルを保持して、無線アクセス伝達を実装する。この場合、各無線アクセス伝達において、特定の無線アクセス伝達によって配信可能なサービスのスレッショルドレベルを保持する。すなわち、１つのスレッショルドは、ダウングレードする必要性を示している。ネットワーク内のサービスのレベルが、そのスレッショルドまで劣化した場合には、ＲＡＢは、ダウングレードインジケータを持ち、ＲＡＢ解放要求をＣＮに送る。逆に、もう１つのスレッショルドは、アップグレードする必要性を示す。サービスのレベルが、そのスレッショルドまで改善した場合には、ＲＡＢは、アップグレードインジケータを持ち、同様にＲＡＢ解放要求をＣＮに送る。すなわち、ユーザ装置２は、その接続が要求の多い方のサービスに必要なサービスの品質を維持するには乏しすぎるようになる状況に対面するとき、実際には、ＲＮＣが、要求の少ない方のサービス（５４）はまだ実施できることを判断し、もはや維持することのできない無線アクセス伝達を定めるＲＡＢ解放要求（５６）を、コアネットワークへ発行する。この場合、それは、画像サービスを配信していたＲＡＢ１である。コアネットワークは、この場合、無線アクセス伝達ＲＡＢ１の解放の要求である、新しいＲＡＢ割り当て要求を戻すことにより応答し、この解放要求は、物理チャネルは維持されるが、音声を配信する変更された無線アクセス伝達ＲＡＢ２を運搬するように、無線ネットワークコントローラにおいて実施される。無線状態が再び改善し、従って物理チャネルが、要求の多い方のサービスをサポートできるとき、ＲＡＢ解放要求がＲＮＣからＣＮへ発送され、無線アクセス伝達は、元の要求の多い方に変更し戻される。

ここで、ＲＮＣとＣＮとの間のメッセージの交換をより詳細に示す図６を参照する。

ステップ番号は、図５のようにラベル付けされる。ステップＳ１により、ダウングレード／アップグレードのサポート／許可の指示を含むＲＡＢ割り当てメッセージが、ＣＮからＲＮＣへ発送されて、無線アクセス伝達を確立して、ＣＳ画像をサポートする。ステップＳ２において、ＣＳ画像についてのＲＡＢ割り当て完了メッセージが返される。これは、上で図５を参照して説明したように、物理チャネルセットップ手続きを使って、無線アクセス伝達が確立されたことを仮定する。

ＲＮＣは、ステップＳ４において、ＣＳ画像を維持するのに乏しくなり過ぎた無線状態のためＲＡＢ解放要求を発行するためのトリガを実施する、トリガ機構を含む。従って、ステップＳ５において、ＲＡＢ解放要求が、コアネットワークＣＮに送られる。ＲＡＢ解放要求は、音声についてのフォールバックを開始すべきであることを示す、新しいコア値を定める。コアネットワークは、ＲＡＢ解放要求を、２つの異なる方法で実施する。ステップＳ６により、ケース１ 既存の無線アクセス伝達を、音声についての新しいＲＡＢパラメータで変更し、ダウングレード／アップグレードインジケータを含むＲＡＢ割り当て要求メッセージを発行する。図５を参照して上で説明したように、このインジケータの包含は、無線状態が再び改善した場合には、ＲＡＢを後で変更することを可能にするであろう。

そのかわりに、ステップＳ６により、ケース２ ＲＡＢ割り当てメッセージが、ＣＳ画像のための無線伝達の解放、及び音声をサポートするための異なる無線アクセス伝達の確立、をもたらすことができる。音声をサポートするために確立された無線アクセス伝達は、ダウングレード／アップグレードインジケータを含むであろう。

ケース１、又はケース２によるＲＡＢ割り当てメッセージに応じて、必要な動作がとられると、ＲＮＣがＲＡＢ割り当て完了メッセージを返す。ケース１により、ＲＡＢ変更を確認する、単一のＲＡＢ割り当て完了メッセージが返される。ケース２により、２つのメッセージが返され、一方は、ＣＳ画像のためのＲＡＢが解放されたことを確認するものであり、もう一方は、音声のためのＲＡＢの確立を確認するものである。

この手法は、複数の無線アクセス伝達状況において、悪い無線状態にあるユーザ装置において、全ての接続を失うのではなく、代替のサービスの１つを維持するのに有用である。これは、遅延、及び品質要求が重要である、リアルタイムパケット交換（ＲＴＰＳ）、及び／又は回線交換（ＣＳ）サービスの同時使用の状況において有用である。

ＵＴＲＡＮアーキテクチャの概略図である。 プロトコルスタックの概略図である。 異なる要求の複数のサービスの配信の問題を示す、無線通信システムの概略図である。 本発明の実施形態を示す、無線通信システムの概略図である。 本発明を実施する１つの方法を示す、メッセージ交換チャートである。 本発明を実施する１つの方法を示す、メッセージ交換チャートである。

Claims (19)

1. 無線アクセスネットワーク（４）、及びコアネットワーク（１４）を備える無線通信システムにおいて、サービスを配信する方法であって、
   各々が特定の配信要求を持つサービスのセットのうちの１つを、信号チャネル（Ｕｕ）を介してエンドユーザ（２）に配信するために、無線アクセス伝達を確立するステップと、
   前記サービスの１つの配信要求を満たすことができないことを、前記無線アクセスネットワーク（４）において判断するステップと、
   前記１つのサービスの配信要求を満たすことができないことを、前記コアネットワーク（１４）に知らせるステップと、
   前記無線アクセス伝達を変更するための前記コアネットワークからの要求を受信すると、無線アクセス伝達を変更することで、前記セット内の少なくとも１つの他のサービスであって当該他のサービスの配信要求は前記サービスのセットのうちの１つの配信要求より低い他のサービスを前記エンドユーザに配信するための無線アクセス伝達を提供するステップと
   を含むことを特徴とする方法。
2. 前記変更するステップが、確立された前記無線アクセス伝達を変更することを含む
   ことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記変更するステップが、確立された前記無線アクセス伝達（ＲＡＢ１、ＲＡＢ２）を解放し、新しい無線アクセス伝達を確立することを含む
   ことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
4. それらのサービスの配信要求を満たすことができることを判断したとき、他のサービスを再確立するステップ、
   を含むことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
5. 無線アクセス伝達を確立する前記ステップが、該無線アクセス伝達を定める無線アクセス伝達割り当て要求を、前記コアネットワーク（１４）から前記無線アクセスネットワーク（４）へ発送することを含む
   ことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
6. 無線アクセス伝達を確立する前記ステップが、無線アクセス伝達割り当て応答メッセージを、前記無線アクセスネットワーク（４）から前記コアネットワーク（１４）へ伝送する更なるステップを含む
   ことを特徴とする、請求項５に記載の方法。
7. 前記無線アクセス伝達は、前記サービスの配信要求についての指示を含む
   ことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記指示はダウングレードインジケータであり、前記無線アクセスネットワーク（４）は、該指示を使用して、前記１つのサービスの配信要求を満たすことができず、他のサービスの配信要求を満たすことができる状況であるかどうか判断して、それによって、チャネルを維持する
   ことを特徴とする、請求項７に記載の方法。
9. 前記指示が、前記配信要求が満たされるときに、前記他のサービスを再確立するために使用されるアップグレードインジケータである
   ことを特徴とする、請求項７に記載の方法。
10. 無線アクセスネットワーク（４）、及びコアネットワーク（１４）を備え、各々が特定の配信要求を持つ、無線アクセス伝達によって配信されるサービス、を受信する少なくとも１人のエンドユーザを含む無線通信システムであって、
    前記サービスのうちの１つの配信要求を満たすことができないことを、前記無線アクセスネットワークにおいて判断して、前記コアネットワークに知らせるための手段（８）と、
    前記無線アクセス伝達を変更するための前記コアネットワークからの要求を受信すると、無線アクセス伝達を変更することで、前記セット内の少なくとも１つの他のサービスであって当該他のサービスの配信要求は前記サービスのセットのうちの１つの配信要求より低い他のサービスを、前記エンドユーザに配信するための無線アクセス伝達を提供する手段と
    をさらに備えることを特徴とする、無線通信システム。
11. 無線アクセス伝達が、各々が特定の配信要求を持つサービスのセットのうちの少なくとも１つをエンドユーザに配信する、無線通信システムにおける装置であって、
    無線アクセスネットワークにおいて（４）、前記サービスのうちの１つの配信要求を満たすことができないことを判断し、前記コアネットワーク（１４）に知らせる手段と、
    無線アクセス伝達を変更するための前記コアネットワーク（１４）からの要求を受信すると、無線アクセス伝達を変更することで、前記セット内の少なくとも１つの他のサービスであって当該他のサービスの配信要求は前記サービスのセットのうちの少なくとも１つの配信要求より低い他のサービスを、前記エンドユーザに配信するための無線アクセス伝達を提供する手段と
    を備えることを特徴とする、ネットワークエンティティ。
12. 無線アクセス伝達を提供する前記手段が、確立された前記無線アクセス伝達を変更することを特徴とする、請求項１１に記載の装置。
13. 無線アクセス伝達を提供する前記手段が、確立された前記無線アクセス伝達（ＲＡＢ１、ＲＡＢ２）を解放し、新しい無線アクセス伝達を確立することを特徴とする、請求項１１に記載の装置。
14. 前記サービスのうちの１つは音声であることを特徴とする請求項１１〜１３のいずれか一項に記載された装置。
15. 前記サービスのうちの１つは画像であることを特徴とする請求項１１〜１３のいずれか一項に記載された装置。
16. 前記無線アクセス伝達は前記サービスの配信要求についての指示を含むことを特徴とする請求項１１〜１５のいずれか一項に記載された装置。
17. 前記指示はダウングレードインジケータであり、前記無線アクセスネットワーク（４）は、該指示を使用して、前記１つのサービスの配信要求を満たすことができず、他のサービスの配信要求を満たすことができる状況であるかどうか判断して、それによって、チャネルを維持する
    ことを特徴とする、請求項１６に記載の装置。
18. 無線ネットワークコントローラであることを特徴とする、請求項１１〜１７のいずれか一項に記載の装置。
19. 無線通信システムの無線アクセスネットワーク（４）内の装置のプロセッサに、
    配信可能なサービスのセットのうちの１つの配信要求を満たすことができないことを、前記無線アクセスネットワーク（４）において判断するステップと、
    前記１つのサービスの配信要求を満たすことができないことを、コアネットワーク（１４）に知らせるステップと、
    無線アクセス伝達を変更するための前記コアネットワークからの要求を受信すると、無線アクセス伝達を変更することで、前記セット内の少なくとも１つの他のサービスであって当該他のサービスの配信要求は前記サービスのセットのうちの１つの配信要求より低い他のサービスをエンドユーザに配信する無線アクセス伝達を提供するステップと
    を実行させることを特徴とする、コンピュータプログラム。

Images