JP4511775B2 - パケット指向のネットワーク装置を介する双方向のデータ伝送方法 - Google Patents

Description

【０００１】
従来技術
本発明は、少なくとも１つのパケット指向のネットワーク装置を介してデータ送信装置とデータ受信装置との間においてデータセットを双方向にデータ伝送するための方法に関する。
【０００２】
本発明を任意の遠隔通信装置に使用できるが、本発明並びに本発明が基礎とする問題を、移動無線通信システムにおける無線コネクションに関して説明する。
【０００３】
原則的に２つの異なるデータ伝送方式が存在する。一方はコネクション交換ないしコネクション指向の伝送であり、他方はパケット交換ないしパケット指向のデータ伝送である。
【０００４】
コネクション指向のデータ伝送では、データ送信装置、例えばモデムまたは移動無線電話とデータ受信装置との間には持続的なコネクションが存在し、このコネクションを介してデータ転送を行う。このコネクションは例えば移動無線網を介して最初に構築され、データ伝送が行われた後に再び終了される。
【０００５】
パケット指向のデータ伝送では、データ送信装置及びデータ受信装置は直接的にコネクションのみを介して相互に接続されるのではなく、複数のデータ送信装置及びデータ受信装置によって使用される少なくとも１つのネットワークを介して相互に接続される。交換すべきデータはデータ伝送のためにパケットに統合され、付加されたアドレス情報によってデータ送信装置からデータ受信装置へと案内される。したがって種々のデータ送信装置及びデータ受信装置からのデータパケットを、１つの同一の伝送媒体を介して伝送することができる。ここではいわゆる論理コネクションのみが存在する。
【０００６】
上述したコネクション指向のデータ伝送の利点は、相応のユーザまたは相応の装置に何時でもデータ伝送容量が保証されていることである。
【０００７】
同様に上述したパケット指向のデータ伝送の利点は、大容量のデータとデータ伝送容量との間のデータ伝送効率がより良くなるということであり、すなわちデータ伝送容量は１つの論理コネクションによっては使用し尽くされず、残りの容量を他の論理コネクションによって使用することができる。
【０００８】
したがって通常の場合、音声伝送サービスは殆どの場合コネクション指向のデータ伝送でもって供給され、一方例えばコンピュータネットワーキングまたはインターネットアクセスのような情報技術の分野からなるサービスはパケット指向のデータ伝送を使用する。
【０００９】
ネットワーク、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）、統合サービスディジタル通信（ＩＳＤＮ）及びＧｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ（ＧＳＭ）は、例えば音声伝送、ファックス伝送などのコネクション指向のサービスを提供する。
【００１０】
これに対して、例えばネットワーク、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）及び広域ネットワーク（ＷＡＮ）はパケット指向のサービスを提供する。ネットワーク、Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ（ＧＳＭ）を補完するネットワーク、汎用パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）はパケット指向のサービスを達成する。ここでＧＰＲＳは、サービスプロバイダ例えばインターネットから、ネットワークプロバイダを介する、また例えば無線コネクションを介する移動ターミナルまでのパケット指向のサービスを可能にする。
【００１１】
本発明が基礎とする問題は一般的に以下のことである。すなわち、一部がコネクション指向で伝送される場合であっても、使用者（ユーザ）によってパケット指向のネットワークを直接的に使用する手段を提供することである。
【００１２】
現在のところ従来技術においては、この問題を解決するための以下のアプローチがなされている。
【００１３】
通常の場合コネクション指向のサービスに関しては、例えばパーソナルコンピュタータまたはラップトップによって例えばインターネットサービスプロバイダ（ＩＳＰ）を介するインターネットへのアクセスを提供する、ＰＳＴＮを介するモデム接続のようなダイアルアップ手段がある。パーソナルコンピュータないしラップトップにとっては、直接的なパケット指向のネットワーク接続と比較しても相違は無い。何故ならばデータ伝送パケットは「カプセル化」されて、すなわちデータプロトコルを用いてパックされて、コネクション指向のネットワークを介して伝送することができるからである。データ伝送パケットのこの「カプセル化」のための公知のプロトコルは、例えばポイント・ツー・ポイントプロトコル（ＰＰＰ）またはシリアル回線インターネットプロトコル（ＳＬＩＰ）である。これらのプロトコルはユーザの側で伝送すべきデータパケットに割り当てられ、ダイアルアップノードにおいて、例えばインターネットサービスプロバイダにおいて取り出される。
【００１４】
上述のアプローチにおける欠点として以下の事実が明らかになった。すなわち、パケット指向のサービスもコネクション指向のサービスも提供するネットワークプロバイダが、画一的でないアドレッシングメカニズム並びに非効率的なデータ伝送を供給せざるを得ないということである。何故ならばネットワークプロバイダは、場合によってはパケット指向の伝送が存在するにもかかわらず、パケットデータをコネクション指向でもって例えばインターネットサービスプロバイダ（ＩＳＰ）に伝送しなければならないからである。
【００１５】
発明の利点
請求項１に記載されている特徴を有する本発明の方法は、上述の問題を解決するための公知のアプローチと比べて、相応のネットワーク装置の内部ネットワークにおいて、伝送すべきデータが専らパケット指向で伝送されるという利点を有する。
【００１６】
本発明が基礎とする着想は以下のことである。すなわち、ここではコネクション指向で伝送される、データ送信機とデータ受信機との間において少なくとも１つのパケット指向ネットワーク装置を介してデータセットを双方向にデータを伝送するための方法は以下のステップを有する。
【００１７】
データセットのコネクション指向のデータ伝送を可能にするためのデータセットのカプセル化に関して、データ送信装置またはデータ送信装置と接続されている外部のデータ端末機器内のコネクション指向で伝送すべきデータセットに、データカプセル化プロトコルを割り当てるステップ。
【００１８】
カプセル化されたデータセットを少なくとも１つの遠隔通信装置を用いて、データ送信装置からパケット指向のネットワーク装置へとコネクション指向でもって伝送するステップ。
【００１９】
データセットのパケット指向のデータ伝送を可能にするためのデータセットのパックの分解に関して、パケット指向のネットワーク装置においてデータカプセル化プロトコルを評価するステップ。
【００２０】
データセットをパケット指向のネットワーク装置からデータ受信装置へとパケット指向でもって伝送するステップ。
【００２１】
これらのステップは、上述したように、内部ネットワークにおいて専らパケット指向でもってデータを伝送することができるという利点をネットワークプロバイダに提供する。したがって画一的なアドレッシングメカニズムは十分なものである。さらに、データをパケット指向でもって伝送するので、データ伝送容量のより良好な使用に基づきデータ伝送効率を高めることができる。
【００２２】
さらには、ネットワーク装置のプロバイダとインターネットサービスプロバイダが同一である場合には、伝送すべきデータパケットはより最適に伝送ないしルーティングされる。
【００２３】
さらに、ネットワーク装置を介する純粋なパケット指向のデータ伝送は種々の課金モデルを可能にする。つまり接続時間の他に、同様にデータの量、データパケットの個数、データパケットなどの様式または使用形態に応じた課金、ないしは一貫したパケットモードと等価である課金モデルが考えられる。
【００２４】
従属請求項には、請求項１に記載したデータ伝送方法の有利な実施形態及び改善実施形態が記載されている。
【００２５】
有利な実施形態によれば、データ送信装置からパケット指向のネットワーク装置へとデータセットを伝送する遠隔通信装置のコネクション媒体として、移動無線網が使用される。したがって、例えば移動無線網とインターネットサービスプロバイダとの間のデータ交換は１つの無線網を介して行われる。
【００２６】
別の有利な実施形態によれば、データカプセル化プロトコルの評価は無線基地局制御装置（ＲＮＣ）（パケット指向のネットワーク装置）において行われる。これによって、ネットワーク装置においては既に最初の時点で、また続けて全体のネットワーク装置にわたりパケット指向のデータ伝送が行われることが保証される。したがってネットワーク装置のプロバイダは、データプロトコルの適合だけを行えばよい。
【００２７】
別の有利な実施形態によれば、データカプセル化プロトコルの評価を遠隔通信装置の基地局においても実施することができる。
【００２８】
別の有利な実施形態によれば、遠隔通信装置によってコネクション指向のデータ伝送もパケット指向のデータ伝送もサポートされる。これによってネットワークプロバイダは、例えばプロバイダの無線区間リソースないし最大性能に依存してそのプロバイダのサービスを、エアインタフェースを介してコネクション指向もしくはパケット指向でもって伝送する可能性を有する。
【００２９】
つまり、パケット指向のリアルタイムマルチメディアサービス、例えばＩＴＵ−Ｔ Ｈ．３２３では、エアインタフェースを介してパケットを多数使用する場合、そのようなサービスに関してコネクション指向のエアインタフェースを介するパケットモードへと結果的に切り換えることないしダイナミックに切り換えることは重要であると言える。
【００３０】
別の有利な実施形態によれば、データ送信装置によってコネクション指向のデータ伝送もパケット指向のデータ伝送もサポートされる。
【００３１】
パケット指向のデータ伝送をサポートするデータ端末機器、例えばモデムまたは移動電話は、煩雑な構造のためにより費用がかかるものである。したがって、例えばローエンド／ローコスト（Low-End／Low-Cost）ターミナルのようなパケット能力の無いエアインタフェースを備えた端末機器は、パケット能力のあるエアインタフェースを備えたデータ端末機器と同一の性能を有することができる。ここでアプリケーションの観点からは、パケットサービス全般についての差異は無い。しかしながら上述のように、２つの伝送方式を切り換えるのであれば、データ端末機器はコネクション指向のデータ伝送もパケット指向のデータ伝送もサポートする必要がある。
【００３２】
別の有利な実施形態によれば外部のデータ端末機器は、例えはパーソナルコンピュータまたはラップトップとして構成されている。
【００３３】
図面
本発明の実施例を図面に図示し、以下詳細に説明する。ここで図１は、従来技術による一貫したパケットモードのためのネットワークアーキテクチャ及びプロトコル構造のブロック図である。図２は、本発明の実施形態によるコネクション指向のエアインタフェースを介するパケットモードのためのネットワークアーキテクチャ及びプロトコル構造のブロック図である。図３は、本発明の実施形態によるコネクション指向のエアインタフェースまたは一貫したパケット指向のエアインタフェースを介する組み合わされたパケットモードのためのネットワークアーキテクチャ及びプロトコル構造のブロック図である。
【００３４】
実施例の説明
図面における同一の参照記号は、同一または機能的に同一の構成要素を表す。
【００３５】
図２は、本発明の実施例による双方向のデータ伝送に関する構成要素のブロック図並びに重要なプロトコル要素を示す。
【００３６】
この実施例においては、ラップトップ６、択一的にはパーソナルコンピュータ内の伝送すべきデータは、インターネットプロトコル（ＩＰ）９及びポイント・ツー・ポイントプロトコル（ＰＰＰ）１０によってパックされる。ＩＰプロトコル９は、パーソナルコンピュータ６から少なくとも１つのネットワーク、この場合ではインターネット上のサービスプロバイダ２を介するデータ受信装置７へのデータのコネクションレスの転送を管理する。ＩＰプロトコル９はＯＳＩ参照モデルのレイヤ３に配置されている。
【００３７】
ＰＰＰプロトコル１０はＯＳＩプロトコルのレイヤ２にあり、ダイアルアップ接続を介するシリアルデータ転送に使用される。ＰＰＰプロトコル１０は所期のように、伝送すべきデータセットをカプセル化するためにこのデータセットをパックし、コネクション指向の伝送によるデータ伝送を実現する。パケット指向のデータ伝送の場合には、ＰＰＰプロトコル１０を用いてデータセットをそのようにパックすることは必要ではない。データカプセル化プロトコル１０は、ラップトップ６においてコネクション指向で伝送すべきデータセットに割り当てられる。
【００３８】
ラップトップ６はシリアル赤外線インタフェース（ＩｒＤＡ）１１を介して、この例では移動電話１である無線ターミナル１と接続することができる。この赤外線インタフェース１１を介して、カプセル化ないしパックされたデータセットがラップトップ６から移動電話１に伝送される。
【００３９】
パックされたデータセットは移動電話１において、論理チャネルを制御する無線リンク制御プロトコル（ＲＬＣプロトコル）１４、及びＯＳＩ参照モデルレイヤ２の下位層であって、種々の仕様に応じた伝送媒体へのアクセスを制御するメディアアクセス制御プロトコル（ＭＡＣプロトコル）１５のような別のプロトコル構造を通過する。カプセル化されたデータセットは、移動電話１からエアインタフェース１２ないし移動無線網を介して、コネクション指向でもって遠隔通信サービス４の基地局８（ノードＢ）へと伝送される。ここで移動電話１と基地局８ないしこの基地局８と接続されたネットワーク装置３との間には持続的なコネクションが存在し、このコネクションを介してデータ転送が行われる。したがって何時でも所定のデータ伝送容量が保証される。
【００４０】
画一的なアドレッシングメカニズムを実現するために、パックされないデータはコネクション指向でもって、またアンパックされたデータはパケット指向でもって、ネットワーク３を介して２つの異なる伝送方式としてインターネットサービスプロバイダ（ＩＳＰ）２に伝送されるべきである。すなわち無線基地局制御装置（ＲＮＣ）５までは、伝統的な音声サービスの場合のように純粋なコネクション指向のデータ伝送コネクションが存在する。本発明の実施例においては、ネットワーク装置３を介する全てのデータはパケットモードの場合のようにパケット指向で伝送される。このためにデータカプセル化プロトコル１０、すなわちＰＰＰプロトコル１０が、パックされたデータセットをアンパックするために無線基地局制御装置５ないし選択的に基地局８において既に評価ないしターミネートされる。
【００４１】
コネクション指向のデータ伝送からパケット指向のデータ伝送への切換は、無線ネットワーク制御装置５においてＧＰＲＳトンネリングプロトコル（ＧＴＰ）１６を通過する際に行わる。ここでＧＰＲＳは汎用パケット無線サービスの略語である。これによって全体のネットワーク装置３を介する全てのデータを、純粋なパケット指向で伝送することができる。図１に示したような慣例のパケット指向データ伝送と比較すると、無線ネットワーク制御装置５においては、ＰＰＰプロトコル１０の評価が、一貫したパケットモードのために必要であるパケットデータコンバージェンスプロトコル（ＰＤＣＰ）と代わっている。
【００４２】
その次にアンパックされたデータセットが、パケット指向のネットワーク装置３からインターネットサービスプロバイダ（ＩＳＰ）２を用いてパケットネットワーク、例えばインターネットを介して目的の受信機７へとパケット指向で伝送される。
【００４３】
図３にはデータ伝送に関する構成要素並びに組み合わされたパケットモードに該当するプロトコル構造のブロック図が図示されている。ここでは選択的にコネクション指向でもって、または一貫してパケット指向でもってエアインタフェース１２を介して伝送することができる。個々の構成要素並びに相応のプロトコル要素は既述の機能を有する。
【００４４】
前述した実施例とは異なり、ここではインターネットプロトコルは直接的に移動電話１において実行される。したがってＰＰＰプロトコル１０を実行するために外部のラップトップ６並びにコンピュータ６は必要ない。これに対して必要なＰＰＰプロトコル要素１０は、複数の層からなるプロトコルスタックの移動電話１に組み込まれた構成部分である。
【００４５】
さらにこの実施例における移動電話１は、従来技術による図１に示したような一貫したパケットデータ伝送も、コネクション指向のエアインタフェース１２を介するパケットモードもサポートする。
【００４６】
このことは図３においては、プロトコル要素、ポイント・ツー・ポイント（ＰＰＰ）１０もパケットデータコンバージェンスプロトコル（ＰＤＣＰ）１３も共に存在することによって示されている。したがって一方では、パックされたデータセットをコネクション指向でもってデータ伝送するために、ＰＰＰプロトコル１０を用いて伝送すべきデータセットをカプセル化することが必要であり、他方ではデータセットをパケット指向で伝送するためにプロトコル要素ＰＤＣＰ１３が必要である。
【００４７】
ユーザにとってはこれら２つの伝送方式の間に相違は無いが、しかしながらネットワークプロバイダは自身の無線区間リソースないし最大性能に依存してそのプロバイダのサービスを、エアインタフェース１２を介してコネクション指向またはパケット指向でもって提供ないし実施する手段を有する。したがって、エアインタフェース１２を介するパケットの使用ないしデータ量が多い場合に、例えばパケット指向でもってデータを伝送する際には、コネクション指向のエアインタフェースを介するパケットモードへの切り換え、ないしこれら２つのモード間の切り換えを行うことは有効である。このためにデータ送信装置１によっても遠隔通信装置によっても、コネクション指向のデータ伝送及びパケット指向のデータ伝送がサポートされる必要がある。
【００４８】
本発明を有利な実施例に基づいて説明してきたが、本発明はそれに制限されるのではなく、多種多様に変更することができる。
【００４９】
例えば、既述した本発明の実施例において使用されたプロトコル要素の代わりに、同一の機能を有するプロトコル要素を使用することができる。
【００５０】
つまり、例えばカプセル化プロトコルはシリアル回線インターネットプロトコル（ＳＬＩＰ）またはブルートゥースインタフェースによるコネクションまたはパーソナルコンピュータメモリカード国際団体（ＰＣＭＣＩＡ）コネクションによっても実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来技術による一貫したパケットモードのためのネットワークアーキテクチャ及びプロトコル構造のブロック図である。
【図２】 本発明の実施形態によるコネクション指向のエアインタフェースを介するパケットモードのためのネットワークアーキテクチャ及びプロトコル構造のブロック図である。
【図３】 本発明の実施形態によるコネクション指向のエアインタフェースまたは一貫したパケット指向のエアインタフェースを介する組み合わされたパケットモードのためのネットワークアーキテクチャ及びプロトコル構造のブロック図である。

Claims (6)

1. コネクション指向で伝送し、
   少なくとも１つのパケット指向のネットワーク装置（３）を介する、データ送信装置（１）とデータ受信装置（７）との間におけるデータセットの双方向のデータ伝送方法において、
   データセットのコネクション指向データ伝送を実現するためのデータセットのカプセル化のために、前記データ送信装置（１）または該データ送信装置（１）と接続されている外部データ端末機器（６）内のコネクション指向で伝送すべきデータセットにデータカプセル化プロトコル（１０）を割り当てるステップと、
   該カプセル化されたデータセットを、エアインタフェース（１２）を介して、前記データ送信装置（１）から基地局（８）へとコネクション指向でもって伝送するステップと、
   前記データセットのパケット指向データ伝送を実現するためのデータセットのデカプセル化のために、前記遠隔通信装置（４）のＲＮＣ（無線基地局制御装置）装置（５）においてデータカプセル化プロトコル（１０）を評価するステップと、
   前記データセットを前記パケット指向のネットワーク装置（３）からデータ受信装置（７）へとパケット指向でもって伝送するステップとを有することを特徴とする、データセットの双方向のデータ伝送方法。
2. 前記データ送信装置（１）から前記パケット指向のネットワーク装置（３）へとデータセットを伝送する前記遠隔通信装置（４）のコネクション媒体として移動無線網を使用する、請求項１記載の方法。
3. 前記データカプセル化プロトコル（１０）の評価を、前記遠隔通信装置（４）の基地局（８）において実施する、請求項１または２記載の方法。
4. 前記遠隔通信装置（４）は、コネクション指向のデータ伝送もパケット指向のデータ伝送もサポートする、請求項１から３のいずれか１項記載の方法。
5. 前記データ送信装置（１）は、コネクション指向のデータ伝送もパケット指向のデータ伝送もサポートする、請求項１から４のいずれか１項記載の方法。
6. 前記外部データ端末装置（６）は、例えばパーソナルコンピュータまたはラップトップとして構成されている、請求項１から５のいずれか１項記載の方法。

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