JP4820932B2

JP4820932B2 - 通信システムにおいてトランスコーダ切替中に同期を行うための方法および装置

Info

Publication number: JP4820932B2
Application number: JP54694498A
Authority: JP
Inventors: リン，ハム−ジア
Original assignee: Motorola Mobility LLC
Current assignee: Motorola Mobility LLC
Priority date: 1997-04-25
Filing date: 1998-02-10
Publication date: 2011-11-24
Anticipated expiration: 2018-02-10
Also published as: CN1269083A; DE69838715D1; WO1998049793A1; DE69838715T2; JP2002507335A; BR9815479A; EP0981873A4; CA2288188C; US5883897A; CA2288188A1; EP0981873A1; KR20010020226A; EP0981873B1; CN1150702C; KR100346344B1; BRPI9815479B1

Description

発明の分野
本発明は、一般に通信システムにおける同期に関し、さらに詳しくは、通信システムにおけるトランスコーダ切替中の同期に関する。
発明の背景
現在のワイヤレス通信システムにおいては、移動局とその支援インフラストラクチャ装置とは、特定のサービス構造に到達するために互いに調整することができる。この調整のプロセスを、通常は、サービス調整手順と呼ぶ。調整が必要な理由とは、移動局がインフラストラクチャ装置に対し、この装置が対応しない特定のサービスを要求したり、あるいは、その逆の場合があることである。
サービス調整手順を実行するために、サービスにはサービス・オプションが割り当てられる。たとえば、インフラストラクチャ装置内部で、複数の異なるトランスコーダをインフラストラクチャ装置内に利用することができる。しかし、インフラストラクチャ装置と移動局との間の通信が開設されると、インフラストラクチャ装置内の１種類のトランスコーダしかその通信には割り当てられない。通信中に、移動局が異なる種類のトランスコーダを組み込むことを要求すると（異なるサービスを要求するために）、サービス調整手順が実行されて、移動局の要求に対応しようとする。しかし、インフラストラクチャ装置内の主な問題点は、トランスコーダの切替中は、特定のトランスコーダと移動局との間の信号化層（通常は層２（Layer2）またはＬ２）における同期が失われることである。どのような通信システムにおいてもそうであるように、Ｌ２同期がひとたび失われると、それを効率的に回復することは困難である。
かくして、トランスコーダの切替中にＬ２同期を提供するための効率的な方法および装置が必要である。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明によるトランスコーダの切替中にＬ２同期を提供することができるという利点を有する通信システムを示す。
第２図は、第１図の通信システム内の基地局と移動局との間に実現される信号化層を一般的に示す。
第３図は、本発明によるトランスコーダ切替中にＬ２同期を提供するために実現されるシステム・コントローラの部分を一般的に示す。
第４図は、本発明によるトランスコーダ切替中にＬ２同期を提供するために交換されるメッセージを示す図を一般的に示す。
第５図は、本発明によるトランスコーダ切替の代替実施例においてＬ２同期を提供するために交換されるメッセージを示す図を一般的に示す。
好適な実施例の詳細説明
移動局とそれを支援するインフラストラクチャ装置とは、移動局およびインフラストラクチャ装置の両方のサービス・オプション能力に基づき、サービス設定を調整する。この調整プロセスは、主としてボコードされた音声情報を伝えるためのトラフィック・チャネルを介して実行される。インフラストラクチャ装置は、トランスコーダ回路の能力を管理し、特定のサービス設定を提案または承認する前にトランスコーダの使用可能性をチェックする。相互サービス設定が得られると、インフラストラクチャ装置はそのサービス・オプション能力およびトランスコーダ使用可能性の事前調査に基づき、新しいトランスコーダ回路を再配置し、移動局に対して、その層２（Ｌ２）のシーケンス番号をアクション・タイム（ACTION_TIME）パラメータを介して通知する。トランスコーダの切替後は、インフラストラクチャ装置と移動局は、アクション・タイムにおいてそれぞれのシーケンス番号をリセットして、トランスコーダ切替中のＬ２同期を完成させる。
特定の通信が全データ情報の転送に変更される場合は、インフラストラクチャ装置は新たに配置されたトランスコーダ回路を相互作用ユニット（IWU：interworking unit）に接続して、アクション・タイムに始まる無線リンク・プロトコル（RLP：radio link protocol）Ｌ２同期手順の後で、所定のプロトコル・スタックを稼働させる。所定のプロトコル・スタックが実施されると、IWUはインフラストラクチャ装置に対して、IWU回路を当初その通信に割り当てられた地上回路に接続することを求める。調整のために新たなトランスコーダ回路が必要な場合は、当初割り当てられたトランスコーダ回路と、地上回路に対するその関連接続およびトラフィック・チャネルに対する接続とが解放される。
さらに詳しくは、通信システム内のトランスコーダ切替中に同期を行う方法が開示される。通信システムは、通信資源を介して移動局に応答する基地局を備える。通信資源を介して伝えられる情報は、第１トランスコーダによって変換される。トランスコーダ切替中に同期を行う方法は、第２トランスコーダへのスイッチが必要であると決定する段階と、第２トランスコーダに切り替える段階とを備える。この時点で、第２トランスコーダと移動局とが同期され、移動局に伝えられる情報は通信資源を介して第２トランスコーダによって変換される。
好適な実施例においては、第１および第２トランスコーダは、ファックス・サービス・オプション，データのみのコーディング，毎秒８キロビット（kbps），１３kbps，強化可変速度（EVRC：enhanced variable rate）トランスコーダまたは通信システムと互換性を持つ他の種類のコーダのいずれかを実現する。第２トランスコーダと移動局の両方のシーケンス番号を同期させる、さらに詳しくは、第２トランスコーダと移動局の両方のシーケンス番号をリセットすることによって、同期が起こる。決定段階は、通信システムのインフラストラクチャ装置内に常駐するシステム・コントローラにおいて実行される。この決定段階は、インフラストラクチャ装置外部の要求またはインフラストラクチャ装置内部の要求のいずれかに応答するもので、インフラストラクチャ装置外部の要求は、移動局または公衆電話交換網（PSTN：public switched telephone network）内のユーザの要件に基づき、インフラストラクチャ装置内部の要求は第１トランスコーダの不良，システム容量要件または音声品質要件に基づく。同期は、層２（Ｌ２）プロトコル層で起こる。
通信システムにおいてトランスコーダ切替中に同期を行うための対応する装置も開示される。この通信システムは通信資源を介して移動局に応答する基地局を備え、通信資源を介して伝えられる情報は第１トランスコーダによって変換される。装置は、第２トランスコーダへのスイッチが必要であると決定するための手段と、第２トランスコーダに切り替えるための手段と、第２トランスコーダと移動局とを同期させて移動局に伝えられる情報が通信資源を介して第２トランスコーダにより変換されるようにする手段とを備える。同期手段は、移動局と第２トランスコーダに対して通信を開始する時期を知らせるパラメータを含む。決定手段は、移動局からのトランスコーダを変更する要求または第１トランスコーダからその不良を知らせる信号のいずれかに応答する。
通信システムにおいてトランスコーダ切替中に同期を行う方法も開示され、本方法は第２トランスコーダへのスイッチが必要であると決定する段階と、移動局および第２トランスコーダに対して互いの通信を開始する時期を知らせるパラメータを設定する段階と、第２トランスコーダへ切り替える段階と、パラメータに基づいて、移動局および第２トランスコーダが同期を失わずに第２トランスコーダおよび通信資源を介して移動局との通信を開設する段階とを備える。パラメータには、アクション・タイム（ACTION_TIME）パラメータと記され、移動局と第２トランスコーダとの間の通信は、移動局と第２トランスコーダとの間の層２（Ｌ２）同期を失わずに開設される。移動局は、第２トランスコーダがデータ通信を支援することができる場合は相互作用ユニット（IWU）を介して地上回路に接続され、この接続は無線リンク・プロトコル（RLP）を利用する信号化を介して開設される。各事例に示されるように、通信システムは符号分割多重接続（CDMA：code division multiple access）セルラまたはパーソナル通信システムと互換性を有する。
第１図は、本発明によりＬ２同期を実行することができるという利点を有する通信システム１００を一般的に示す。第１図に示される実施例においては、通信システム１００は、暫定規準（IS）95-Aに準拠しサービス接続メッセージに対応する符号分割多重接続（CDMA）無線電話システムを利用して実現される。IS-95-Aの詳細に関しては、TIA/EIA/IS-95-A，Mobile Station-Base Station Compatibility Standard for Dual Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System（１９９５年３月）を参照されたい。代替の実施例においては、CDMA無線電話システム１００は、ANSI J-STD-008,Personal Station-Base Station Compatibility Requirements for 1.8 to 2.0 GHz Code Division Multiple Access（CDMA）Personal Communication Systems（１９９５年８月）にも準拠することがある。当業者には自明のように、トランスコーダ切替中にＬ２同期の欠落／損失が起こる種々の他の種類の通信システムも本発明を採用して利点を得ることができる。たとえば、トランスコーダ切替中にＬ２同期を失う他種のシステムの１つに時分割多重接続（TDMA：time-division multiple access）通信システムがある。
第１図に示されるように、公衆電話交換網１０３（PSTN）が移動交換センタ１０６（MSC：mobile switching center）に結合される。当技術では周知の如く、PSTN１０３は有線切替能力を提供し、MSC１０６はシステム１００のCDMA無線電話部分に関する切替能力を提供する。MSC１０６には、システム・コントローラ１０９も結合され、これは本発明によるトランスコーダ切替中に同期を行うための装置および方法が含まれる。システム・コントローラ１０９には相互作用ユニット（IWU）１１０が結合され、これは通信システム１００内で移動局１１５とのデータ通信を処理する。MSC１０６の切替能力，コントローラ１０９の制御能力およびIWUのデータ処理能力は第１図においては分配して図示されるが、種々の機能を共通の物理的実体に統合してシステムを実現することも可能であることは当業者には明白であろう。コントローラ１０９は、基地局１１２〜１１３との信号の配信も制御する。この場合、基地局１１２〜１１３は移動局１１５との通信を行う責を負う。第１図に関して、インフラストラクチャ装置は、一般的にシステム・コントローラ１０９，基地局１１２〜１１３およびIWU１１０によって構成される。
第２図は、通信システム１００内の基地局１１２〜１１３と移動局１１５との間に実現される信号化層を一般的に示す。第２図に示されるように、基地局１１２〜１１３と移動局１１５にそれぞれ対応する信号化層２００，２０３は基本的には同じである。信号化層の図２００を例として用いると、第１層（Ｌ１）は無線リンク専用の空中インタフェース信号化のために占有されるのが普通である。言い換えると、無線リンクに関わるすべてのメッセージ通信はＬ１で行われる。信号化スタック２００に図示される第２層が層２（Ｌ２）の層である。Ｌ２内では、基地局１１２〜１１３と移動局１１５との間のＬ２同期および肯定応答に関する信号化が実行される。好適な実施例においては、トランスコーダ切替が起こると、この層において、インフラストラクチャ装置と移動局１１５との間のＬ２同期が失われる。層Ｌ２には、同期に関わる信号化中にＬ２同期を追跡する助けとなるシーケンス番号が含まれる。信号化スタック２００のＬ２の上には、アプリケーション層が存在し、これは基地局１１２〜１１３と移動局１１５によって支援される種類のアプリケーションに関わる信号化を行う。
第３図は、本発明によるトランスコーダ切替中にＬ２同期を行うために実現されるシステム・コントローラ１０９の部分を一般的に示す。第３図に示されるように、スイッチ３０３は入力および出力として、MSC１０６とのリンクを有し、さらに基地局１１２〜１１３とのリンクを有する。システム・コントローラ１０９は他の多くの機能を実行する他の多くのブロックを有することに留意されたい。第３図は、本発明によるＬ２同期を行うために必要なシステム・コントローラ１０９内のブロックのみを図示するに過ぎない。
スイッチ３０３内には、トランスコーダ３１２，３１５のサービス・オプション能力を追跡し、各トランスコーダ３１２，３１５の使用可能性を追跡する同期コントローラ３０６がある。第３図には２つのトランスコーダ３１２，３１５しか図示されないが、システム・コントローラ１０９は特定のシステム設定に応じて多くのトランスコーダを備えることがあることを当業者には理解頂けよう。
第３図においてさらに注目すべき重要な点は、トランスコーダ３１２，３１５は共通のマーク（XCDR）を有するが、互いに全く異なるサービスを実現するトランスコーダとすることもできるということである。たとえば、トランスコーダ３１２，３１５はファックス・サービス・オプション，データのみのコーディング，毎秒８キロビット（kbps）の音声コーディング，１３kbpsの音声コーディングまたは強化可変速度（EVRC）音声コーディングを実行することができる。これら異なる種類のトランスコーダを本明細書では特に明記するが、変換切替中にＬ２同期を行うための方法および装置は、切り替えられるトランスコーダの種類または数による制約を受けない。
次に第４図を参照して、ここには本発明によるトランスコーダ切替中にＬ２同期を行うためのメッセージ通信図を一般的に示す。第１図，第３図および第４図を参照して、第１トランスコーダ（XCDR₁）３１２と移動局が、互いの間にサービス要求／応答メッセージを送信することによってサービス調整手順を開始すると、段階４００でプロセスが開始される。同期コントローラ３０６は４０３において、サービス接続メッセージをXCDR₁３１２に送付し、XCDR₁３１２は４０６においてサービス接続メッセージを移動局１１５に中継する。同期コントローラ３０６から移動局１１５に送付されたサービス接続メッセージは、新しい調整済みのサービス設定がいつ実行されるかを（アクション・タイムを表すメッセージ内のフィールドを介して）示し、さらにＬ２肯定応答手順をリセットする必要があるか否か（パラメータ・リセットＬ２（RESET_L2）で表される）を示す。パラメータ・アクション・タイムを実現するには、Ｌ２信号化レベル内のシーケンス番号を利用する。その結果、アクション・タイムにおいて、XCDR₁３１２との接続が４０９において切られ、第２トランスコーダ（XCDR_N）３１５が４１２において接続される。XCDR_N３１５のための、アクション・タイム情報を含むサービス設定が４１５において実行され、移動局１１５およびXCDR_N３１５内のシーケンス番号がアクション・タイムにおいてリセットされて、本発明により、Ｌ２同期を失わないトランスコーダの切替が実現される。
上記の説明は異なる種類のサービスを提供するトランスコーダ間の切替を行い、そのために異なる関連サービス・オプションを有するが、本発明は共通のサービス・オプションを有するトランスコーダ間の切替が実行される場合にも等しく適応する。たとえば、XCDR₁３１２およびXCDR_N３１５が同じサービスに対応する場合、XCDR₁３１２からXCDR_N３１５への切替の必要性は依然として存在する。たとえば、XCDR₁３１２が移動局１１５のための特定のサービスを提供するために当初から割り当てられる場合、XCDR₁３１２の不良が起こるとXCDR_N３１５への切替が必要となる。この場合は、特定のトランスコーダが正常に機能中であるか否かを追跡する同期コントローラ３０６は、トランスコーダ３１２内の不良が起こったことを検出する。第４図に示されるものと同じ信号化を用いて、同期コントローラ３０６は、不良のトランスコーダXCDR₁３１２から機能中のトランスコーダXCDR_N３１５への通信の切替を調整する。トランスコーダを切り替えて、不良のトランスコーダのためのトランスコーダ切替中にＬ２同期を提供する方法は、異なるサービス・オプションに対応するトランスコーダに関して説明された方法と同じであるが、この場合は、切替の要求はインフラストラクチャ装置外部の装置から要求されるのではなく、内部装置により要求される。詳しくは、代替の実施例においては、内部要求は、不良となったXCDR₁３１２からの信号に基づいて同期コントローラ３０６によって生成される。
注目すべき重要な点は、インフラストラクチャ装置外部からのトランスコーダ切替要求が移動局１１５のみならずインフラストラクチャ装置のPSTN１０３側からも発されることがあるということである。たとえば、移動局１１５と同様に、同期コントローラ３０６がトランスコーダを切り替えることを要求する場合がある。さらに注目すべき重要なことは、インフラストラクチャ装置内部の装置からのトランスコーダ切替要求が、１つのトランスコーダの不良以外の理由によって発されることがあるという点である。たとえば、高いシステム容量が要求される地域において、移動局との通信が、容量を改善するためと知られる異なるサービス・オプションを実現することを強制されるように、同期コントローラ３０６を設定することができる。一例として、８kbpsボコーダと１３kbpsボコーダとの間で切り替えて、他は同じにする場合、システム容量の変更が起こる。また別の例としては、同期コントローラ３０６は、１日の所定の時間帯に（すなわち最も忙しい時間帯に）、移動局との通信を、音声品質を犠牲にして容量を高めると知られる異なるサービス・オプションを実現することを強制されるように設定することができる。システム容量が問題とならない時間帯（すなわち深夜）には、移動局との通信は、システム容量を犠牲にして音声品質を良くすると知られる他のサービス・オプションを実現することが強制される。
第５図は、本発明によるトランスコーダ切替の代替実施例においてＬ２同期を提供するために交換されるメッセージを示す図を一般的に図示する。この実施例においては、第３図のXCDR₁３１２は音声コーディング・サービス・オプション（８kbps，１３kpbs，EVRCなど）を支援することができ、一方XCDR_N３１５はデータ通信を支援することができる。移動局１１５が音声通信の開設後にデータ通信を要求すると、第４図に示される段階４０３〜４１２のメッセージ通信が実行されて、本発明により、新しいXCDR_N３１５を移動局１１５と同期させる。
第５図を参照して、データ通信に切り替えるために追加の段階が実行されるが、これはデータ通信を処理するIWUとXCDR₁３１２が完全に通信できないためである。そのために、XCDR_N３１５が第５図の段階４１２において接続された後で、無線リンク・プロトコル（RLP）フレームがXCDR_N３１５から移動局に段階５０３で送信され、移動局１１５もRLPフレームを段階５０６でXCDR_N３１５に送信する。段階５０９においてRLP同期が得られると、同期コントローラ３０６は、段階５１２においてXCDR_N３１５をIWUに接続する。移動局１１５とIWU１１０との間の信号化が段階５１５で行われ、所定のプロトコル・スタックを転送する。好適な実施例においては所定のプロトコル・スタックはIS-95A CDMA通信システムにとってデータ標準であるIS-99プロトコル・スタックである。IS-99の詳細については、TIA/EIA/IS-99，Data Service Option Standard for Dual Mode Wideband Spread Spectrum Digital Cellular System（１９９５年）を参照されたい。この信号化が段階５１５で行われると、通信システム１００のインフラストラクチャ装置側のデータ通信は完了する。
メッセージ通信のこの時点で、開設する必要のある唯一の残りのリンクはIWU１１０から地上回路（図示せず）へのリンクである。そのため、段階５１８において、地上接続要求がIWU１１０から同期コントローラ３０６に送付されて、地上回路を要求し、段階５２１でIWU１１０は地上回路に接続される。段階５２４に示されるようにすべての接続が完了し、音声対応トランスコーダXCDR₁３１２からデータ対応トランスコーダXCDR_N３１５へのトランスコーダ切替中のＬ２同期が本発明によって実現される。
本発明は、特定の実施例に関して図示および説明されたが、本発明の精神および範囲から逸脱せずに形態および詳細において種々の変更が可能であることは当業者には理解頂けよう。以下の請求項内の対応する構造，材料，動作およびすべての手段または段階と機能要素の等価物は、詳細に請求される他の請求要素と共に、機能を実行するための任意の構造，材料または動作を包含するものである。

Claims

通信資源を介して移動局に応答する基地局とインフラストラクチャ装置とを備える通信システムにおいてトランスコーダ切替中に同期を提供する方法であって、前記通信資源を介して伝えられる情報が第１トランスコーダにより変換され、前記インフラストラクチャ装置は前記基地局と前記第１トランスコーダとの間で前記情報を中継し、前記方法は：
第２トランスコーダへのスイッチが必要であると決定する段階；
前記第２トランスコーダに切り替える段階；および
前記インフラストラクチャ装置が前記第２トランスコーダと前記移動局とのシーケンス番号を一致させて、前記インフラストラクチャ装置が前記移動局に中継する前記情報が前記通信資源を介して前記第２トランスコーダによって変換されるようにする段階；
によって構成されることを特徴とする方法。
前記第１および第２トランスコーダが、ファックス・サービス・オプション，データのみのコーディング，毎秒８キロビット（kbps），１３kbpsまたは強化可変速度（EVRC）トランスコーダのいずれかを実現することを特徴とする請求項１記載の方法。
前記決定段階が前記インフラストラクチャ装置内でシステム・コントローラにおいて、前記インフラストラクチャ装置外部の要求または前記インフラストラクチャ装置内部の要求のいずれかに応答して実行されることを特徴とする請求項１記載の方法。
前記インフラストラクチャ装置外部の前記要求が前記移動局または公衆電話交換網（PSTN）内のユーザの要件に基づき、前記インフラストラクチャ装置内部の前記要求が前記第１トランスコーダの不良，システム容量要件または音声品質要件に基づくことを特徴とする請求項３記載の方法。
通信資源を介して移動局に応答する基地局を備える通信システムにおいてトランスコーダ切替中に同期を提供する装置であって、前記通信資源を介して伝えられる情報が第１トランスコーダにより変換され、前記装置は前記基地局と前記第１トランスコーダとの間で前記情報を中継し、さらに前記装置が：
第２トランスコーダへのスイッチが必要であると決定する手段；
前記第２トランスコーダに切り替える手段；および
前記移動局及び前記第２トランスコーダに対し通信を開始すべき条件を知らせるパラメータによって、前記第２トランスコーダと前記移動局とにおいてシーケンス番号を一致させることにより前記第２トランスコーダと前記移動局とを同期させて、前記移動局に前記情報を、前記通信資源を介して中継して前記第２トランスコーダによって変換されるようにする手段；
によって構成されることを特徴とする装置。
前記同期手段が層２（Ｌ２）プロトコル層を同期する手段によってさらに構成されることを特徴とする請求項５記載の装置。
前記決定がアクション・タイム（ACTION_TIME）パラメータに基づく、請求項１記載の方法。
前記第２トランスコーダがデータ通信を支援することができる場合に、前記移動局が相互作用ユニット（IWU）を介して地上回路に接続され、前記接続が無線リンク・プロトコル（RLP）を利用して信号化を介して開設されることを特徴とする請求項１記載の方法。