JP4978472B2 - 移動通信ネットワークにおける無線リソースのコンフィギュレーション方法 - Google Patents

Description

本発明は、遠隔通信の分野に関し、特に、移動通信ネットワークにおける無線リソースのコンフィギュレーション方法に関する。

本発明は、また、ＭＢＭＳサービスとＤＣＨサービスとを同時受信するための移動端末に関する。

ＵＭＴＳでは、端末と、無線接続ネットワーク（ＵＴＲＡＮ：Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ）との無線インターフェースが、次の三つの主要プロトコル層を含む。
−物理層（層１）
−リンク層（層２）
−無線リソース制御層（ＲＲＣ：Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｓｏｕｒｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）

ＲＲＣ層は、ＵＴＲＡＮと移動体との間の信号と、無線インターフェースにおけるプロトコル層１、２のためのリソースのコンフィギュレーションとを管理する役割を果たす。ＲＲＣ層は、また、非接続層に信号メッセージを供給する。

ＵＴＲＡＮは、無線リソースの管理において非常に柔軟性がある。これは、ＲＲＣプロトコルの領域で、関与する移動体の活動レベルに依存する様々なサービスの状態となって現れる。主な原理は、トラヒックにおける需要に応じて移動体への無線リソースの割当を何時でも適合させることにある。

ＲＲＣプロトコルは、移動体に電圧が印加されるが移動体とＵＴＲＡＮとの間にＲＲＣ接続がない監視モード（Ｉｄｌｅ ｍｏｄｅ）と、移動体がＵＴＲＡＮとＲＲＣ接続される接続モードとの二つのモードにおくことができる。接続モードは、主に、ＣＥＬＬ＿ＤＣＨ、ＣＥＬＬ＿ＦＡＣＨ、ＣＥＬＬ＿ＰＣＨ、ＵＲＡ＿ＰＣＨの、四つの状態に分けられる。

ＣＥＬＬ＿ＤＣＨ状態は、移動体への専用無線リソース（ＤＣＨ（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ）タイプの一つまたは複数の伝送チャンネル）の割当を特徴とする。専用リソースは、リアルタイム型のトラヒック用または大容量データ伝送用に割り当てられる。

ＣＥＬＬ＿ＦＡＣＨ状態では、専用無線リソースが移動体に全く割り当てられない。この状態で、端末とネットワークとの間の伝送に使用されるのは、共通伝送チャンネル（ＲＡＣＨ：Ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓ ｃｈａｎｎｅｌ、ＦＡＣＨ：Ｆｏｒｗａｒｄ ａｃｃｅｓ ｃｈａｎｎｅｌ、およびＣＰＣＨ：Ｃｏｍｍｏｎ Ｐａｃｋｅｔ ｃｈａｎｎｅｌ）である。ＣＥＬＬ＿ＤＣＨ状態は、リアルタイムの制約のない小型データ伝送用に適している。

ＣＥＬＬ＿ＰＣＨおよびＵＲＡ＿ＰＣＨの状態は、接続モードにおけるＲＲＣプロトコルの休止状態である。休止状態への移行は、たとえば、ユーザトラヒックの欠如が長引いていることが確認された後、ネットワークにより制御される。休止状態では、移動体が不連続受信モードにあり（不連続受信用のＤＲＸ）、その主要活動は、ページングチャンネルの監視と、ＵＴＲＡＮにおける移動体の可動性の管理とからなる。ＲＲＣは、ユーザトラヒックを再開する前にＣＥＬＬ＿ＦＡＣＨ状態に戻って、ＵＴＲＡＮにおける位置特定の更新を実行しなければならない。

したがって、ＣＥＬＬ＿ＰＣＨまたはＵＲＡ＿ＰＣＨの状態では、下り方向のユーザトラヒックがＵＴＲＡＮに提示されると、ＵＴＲＡＮは、移動体にページングメッセージを送信して、トラヒックを再開するためのＣＥＬＬ＿ＦＡＣＨ状態に移行するよう命令する。そこで、移動体は、ＣＥＬＬ＿ＦＡＣＨ状態に移行し、ページングに対する応答を理由として位置特定の更新手続（Ｃｅｌｌ Ｕｐｄａｔｅ）を実行する。その後、ユーザトラヒックを再開できる。

上り方向のトラヒックの場合、移動体のＲＲＣ層が、状態ＣＥＬＬ＿ＦＡＣＨに移行し、上り方向の経路でのトラヒック再開を理由としてＣｅｌｌ Ｕｐｄａｔｅ手順を開始し、この手順がうまく達成されるとトラヒックが再開される。

３ＧＰＰ（ｔｈｉｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｇｒｏｕｐ）のＲＡＮ ＷＧグループ（リリース５）の仕様は、様々なユーザに各チャンネルのリソースを毎秒５００回割り当てることによってネットワークから端末への高速データ伝送を可能にするＨＳＤＰＡ（Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｐａｃｋｅｔ Ａｃｃｅｓ）技術を規定している。この操作は、変調と、無線リンクの適合により決定されるビットレートとに応じて、２つのパケット間のタイムスロットの間に実行される。

ＣＤＭＡチャンネルでは、全てのユーザが同じ周波数帯域を使用し、一つのコードにより識別されることに改めて言及しておく。ＵＭＴＳでは、移動体ごとに単一コードを割り当てるが、これは、このチャンネルのリソースが単一のユーザにより使用されることを意味する。一方、ＨＳＤＰＡ技術では、移動体ごとに１４個までコードを割り当てられるので、１つのチャンネルの全てのリソースが共有され、一定の伝送ビットレートで各移動体の需要に応じて動的に割り当てられる。この伝送ビットレートは、ＷＣＤＭＡダウンリンクでは５ＭＨｚの周波数帯域で８〜１０Ｍｂｐｓに達することもある。こうしたビットレートの増加は、ＱＰＳＫ変調を用いて「シンボル」（またはボー）ごとに２ビットの情報を伝達するＵＭＴＳとは違って、ＨＳＤＰＡが、シンボルごとに４ビットを送る１６ＱＡＭ変調をさらに実施することに由来する。しかも、ＵＭＴＳでは、２個のパケットの送信の間に１０〜２０ミリ秒が経過するが、ＨＳＤＰＡでは、この間隔が２ミリ秒に短縮される。そのため、トラヒックが加速される。また、ＷＣＤＭＡでは、基地局が、一定の品質を保つための送信パワーで作用するが、ＨＳＤＰＡ技術では、基地局が常時、伝送条件に速度を適合させる。さらに、ＨＳＰＤＡ技術は、新しいパケットＡＣＫ機構を導入している。一般に、間違ったパケットが到着すると、受信機はそれを解消して再送を要求する。ＨＳＤＰＡでも同様に再送を要求するが、これを記憶する。間違ったパケットが到着した場合、それ以降のパケットも同様に間違っている恐れがあるという原理に基づいているのである。その目的は、間違った複数のパケットの断片から正しいパケットを再生することにある。

さらに、３ＧＰＰ（リリース６）グループの仕様は、複数の宛先に同一内容の放送を行うために、ＭＢＭＳサービス（Ｍｕｌｔｉ−Ｂｒｏａｄｃａｓｔ／Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ Ｓｅｒｖｉｉｃｅ）を３Ｇ規格に統合している。まず、端末がＩＤＬＥ、ＣＥＬＬ＿ＰＣＨ、ＵＲＡ＿ＰＣＨ、およびＣＥＬＬ＿ＦＡＣＨ状態にあるときだけ、放送されたＭＢＭＳサービスを端末が受信するように構成する。その後、状態ＣＥＬＬ＿ＤＣＨで、ＨＳＤＰＡ受信チャンネルが同時使用されていないとき、すなわち、この状態で受信チャンネルＲ９９ ＤＣＨだけが使用されているとき、これらのサービスを受信可能にすることが検討された。

新しいＨＳＤＰＡ技術の導入により、３ＧＰＰグループは、新しい制御チャンネル（Ｆ−ＤＰＣＣＨ）等の新しいリソース、ＨＳＤＰＡチャンネルにおける新しい信号搬送波、および音声伝送を規定することになった。これは、ＣＥＬＬ＿ＤＣＨ状態にあるときにＨＳＤＰＡ受信チャンネルを端末に自動的に割り当てる確率が高いことを意味する。ところで、このチャンネルが割り当てられるときにＭＢＭＳパケットが失われる確率は高い。そのため、端末がＭＢＭＳパケットを２回目に受信し、あるいはポイントツーポイント機構による修正を実行しなければならなくなり、これによって端末のバッテリーの寿命が著しく縮まる。

その結果、ＨＳＤＰＡチャンネルが端末に割り当てられると、端末が、ＭＢＭＳサービス、パケット切換サービス（ＰＳ）、および（音声の）回線切換サービス（ＣＳ）を有効に同時受信できなくなってしまう。その一方、端末がＣＥＬＬ＿ＤＣＨ状態にあるときでも、サービスを受信できるようにすることがますます望まれている。

しかしながら、３ＧＰＰグループの仕様は、移動体がＭＢＭＳサービスの同時受信を望むときに、ネットワークがＨＳＰＤＡチャンネルを割り当てないようにする手順については規定していない。

本発明の目的は、複数のユーザ間でリソースの分配を適合させるように、ネットワークが端末の態様を制御できるようにすることにある。

特に、本発明は、端末がＭＢＭＳサービスを受信すると同時にＰＳサービスおよびＣＳサービスを提供しなければならないときに、ＵＴＲＡＮがＨＳＤＰＡチャンネルを端末に割り当てないようにする信号を形成することにある。

この目的は、移動通信ネットワークにおける無線リソースのコンフィギュレーション方法により達せられ、本方法は、
−ＭＢＭＳサービスの受信を望む端末の割合を決定するステップと、
−決定された割合が所定の閾値以下である場合、端末に対して、これらの端末がＨＳＤＰＡサービスをサポートしておらず、ＤＣＨサービスをサポートしていることをネットワークに示すように要求する信号を送るステップと、
−ＭＢＭＳサービス、パケット切換サービス（ＰＳ）、および回線切換サービス（ＣＳ）の有効な同時受信に必要なリソースを、端末に割り当てるステップとを含む。

本発明の第二の態様において、本方法は、
−リアルタイム接続を実行しない端末に、これらの端末がＨＳＤＰＡサービスをサポートしておらず、ＤＣＨサービスをサポートしていることをネットワークに示すように要求する信号を送るステップと、
−ＭＢＭＳサービス、パケット切換サービス（ＰＳ）、および回線切換サービス（ＣＳ）の有効な同時受信に必要なリソースを、端末に割り当てるステップとからなる。

図１を参照すると、本方法の第一の実施形態は、ＭＢＭＳサービスを受信可能な端末数をカウントすることからなる。このため、無線接続ネットワークＵＴＲＡＮ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ）は、カウント手順を実施するための信号を、ネットワークに存在する端末に送る（矢印２）。カウントされた端末数が少ないとき、ＵＴＲＡＮは、カウントされた端末に、ＭＢＭＳサービスの受信容量の修正を許可する命令を伝送する（矢印４）。

このため、ＭＢＭＳサービスの受信を望む端末は、ＨＳＤＰＡサービスがもはやサポートされておらず、Ｒ９９ＤＣＨチャンネルを介して伝送されるパケット切換サービスおよび回線切換サービスがサポートされていることを示すメッセージをネットワークに送信する。

こうした信号交換中、各端末の態様は、ＵＴＲＡＮからの命令の受信時に端末がおかれている状態に依存する。

図２は、ＨＳＤＰＡサービスをサポートしておらず、ＤＣＨサービスをサポートしていることをネットワークに示す端末が、ＲＲＣとの接続状態にあって、ＰＳサービスのためのページング（ｐａｇｉｎｇ）メッセージをネットワークから受信する場合を示している。

ページングメッセージを受信すると（矢印６）、これらの端末は、ＨＳＤＰＡサービスがもはやサポートされておらず、ＭＢＭＳサービスの待機状態にあることを示す信号をネットワークに送信する（矢印８）。

ネットワークは、ＭＢＭＳサービス、パケット切換サービス（ＰＳ）、および回線切換サービス（ＣＳ）の有効な同時受信に必要なリソースであるＲ９９ＤＣＨリソースを端末に割り当てる（矢印１０）。

図３は、ＨＳＤＰＡサービスをサポートしておらず、ＤＣＨサービスをサポートしていることをネットワークに示す端末が、ＲＲＣとの接続状態にあって、パケットサービス（ＰＳ）の伝送を望んでいる場合を示す。

これらの端末は、セルラ通信網（ｃｏｕｖｅｒｔｕｒｅ ｃｅｌｌｕｌａｉｒｅ）における端末位置の変更をネットワークに示す「Ｃｅｌｌ Ｕｐｄａｔｅ」手順により、セルの更新信号をネットワークに送信する（矢印１２）。そして、ＨＳＤＰＡがもはやサポートされていないことを示す。このメッセージを受信すると、ネットワークは、ＭＢＭＳサービス、パケット切換サービス（ＰＳ）、および回線切換サービス（ＣＳ）の有効な同時受信に必要なＲ９９ＤＣＨリソースを端末に割り当てる（矢印１４）。

図４は、ＨＳＤＰＡサービスをサポートしておらず、ＤＣＨサービスをサポートしていることをネットワークに示す端末が、休止状態にある端末であり、ＰＳサービスのためのページング（ｐａｇｉｎｇ）メッセージをネットワークから受信する場合を示す。

このメッセージを受信すると（矢印１６）、これらの端末は、ＨＳＤＰＡサービスがもはやサポートされておらず、ＭＢＭＳサービスの待機状態にあることを示す信号をネットワークに送信する（矢印１８）。

次いで、ネットワークは、ＭＢＭＳサービス、パケット切換サービス（ＰＳ）、および回線切換サービス（ＣＳ）の有効な同時受信に必要なリソースＲ９９ＤＣＨを端末に割り当てる（矢印２０）。

図５は、ＨＳＤＰＡサービスをサポートしておらず、ＤＣＨサービスをサポートしていることをネットワークに示す端末が、休止状態にある端末であり、パケットサービス（ＰＳ）の送信を望んでいる場合を示す。これらの端末は、ＨＳＤＰＡサービスがもはやサポートされておらず、ＭＢＭＳサービスの待機状態にあることを示す信号をネットワークに送信する（矢印２２）。

次いで、ネットワークは、ＭＢＭＳサービス、パケット切換サービス（ＰＳ）、および回線切換サービス（ＣＳ）の有効な同時受信に必要なＲ９９ＤＣＨリソースを端末に割り当てる（矢印２４）。

図６は、ＵＴＲＡＮネットワークが、リアルタイム接続を実行しない端末に、ＨＳＤＰＡサービスをサポートしておらず、ＤＣＨサービスをサポートしていることを示すよう要求する信号を送る、本発明による方法の第二の実施形態を示している。

このため、ＵＴＲＡＮ無線接続ネットワーク（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ）は、ネットワークに存在する端末に、カウント手順を実施するための信号を送る（矢印３０）。

カウントされた端末数が多い場合、ＵＴＲＡＮは、ＭＢＭＳサービス、パケット切換サービス（ＰＳ）、および回線切換サービス（ＣＳ）を有効に同時受信可能な端末の受け入れ割合を明らかにし、カウントされた所定の端末に対してＭＢＭＳサービスの受信容量の修正を許可する命令を送る（矢印３２）。

こうした信号交換中、各端末の態様は、ＵＴＲＡＮからの命令の受信時に端末がおかれる状態に依存する。

図７は、ＨＳＤＰＡサービスをサポートしておらず、ＤＣＨサービスをサポートしていることをネットワークに示す端末が、ＲＲＣとの接続状態にある端末であり、ＰＳサービスのためのページング（ｐａｇｉｎｇ）メッセージをネットワークから受信する場合を示す。

この場合、ネットワークは、リアルタイム接続を実行しない端末に対してのみ、容量を適合させるように促すメッセージを送る（矢印３４）。

このメッセージを受信すると、これらの端末は、ＨＳＤＰＡサービスがもはやサポートされておらず、ＭＢＭＳサービスの待機状態にあることを示す信号をネットワークに送信する（矢印３６）。

次いで、ネットワークは、ＭＢＭＳサービス、パケット切換サービス（ＰＳ）、および回線切換サービス（ＣＳ）の有効な同時受信に必要なＲ９９ＤＣＨリソースを端末に割り当てる（矢印３８）。

図８は、ＨＳＤＰＡサービスをサポートしておらず、ＤＣＨサービスをサポートしていることをネットワークに示す端末が、ＲＲＣとの接続状態にある端末であり、リアルタイムではないが（バックグラウンドモードまたは低ビットレートモードで）パケット送信を望む場合を示す。

これらの端末は、ＨＳＤＰＡサービスがもはやサポートされておらず、ＭＢＭＳサービスの待機状態にあることを示す信号をネットワークに送信する（矢印４０）。

次いで、ネットワークは、ＭＢＭＳサービス、パケット切換サービス（ＰＳ）、および回線切換サービス（ＣＳ）の有効な同時受信に必要なＲ９９ＤＣＨリソースを端末に割り当てる（矢印４２）。

図９は、ＨＳＤＰＡサービスをサポートしておらず、ＤＣＨサービスをサポートしていることをネットワークに示す端末が、休止状態にある端末であり、ＰＳサービスのためのページング（ｐａｇｉｎｇ）メッセージをネットワークから受信する場合を示す。

この場合、ネットワークは、リアルタイム接続を実行しない端末に対してのみ、それらの容量を適合させるように促すメッセージを送る（矢印４４）。

このメッセージを受信すると、これらの端末は、ＨＳＤＰＡサービスがもはやサポートされておらず、ＭＢＭＳサービスの待機状態にあることを示す信号をネットワークに送信する（矢印４６）。

次いで、ネットワークは、ＭＢＭＳサービス、パケット切換サービス（ＰＳ）、および回線切換サービス（ＣＳ）の有効な同時受信に必要なＲ９９ＤＣＨリソースを端末に割り当てる（矢印４８）。

図１０は、ＨＳＤＰＡサービスをサポートしておらず、ＤＣＨサービスをサポートしていることをネットワークに示す端末が、休止状態にある端末であり、リアルタイムではないが（バックグラウンドモードまたは低ビットレートモードで）パケット伝送（ＰＳ）を望む場合を示す。

この場合、端末は、ＨＳＤＰＡサービスがもはやサポートされておらず、ＭＢＭＳサービスの待機状態にあることを示す信号をネットワークに送信する（矢印５０）。

ネットワークは、ＭＢＭＳサービス、パケット切換サービス（ＰＳ）、および回線切換サービス（ＣＳ）の有効な同時受信に必要なＲ９９ＤＣＨリソースを端末に割り当てる（矢印５２）。

本発明による方法の第一の実施形態を示す概略図である。 第一の実施形態における移動端末の様々な態様を示す概略図である。 第一の実施形態における移動端末の様々な態様を示す概略図である。 第一の実施形態における移動端末の様々な態様を示す概略図である。 第一の実施形態における移動端末の様々な態様を示す概略図である。 本発明による方法の第二の実施形態を示す概略図である。 第二の実施形態における移動端末の様々な態様を示す概略図である。 第二の実施形態における移動端末の様々な態様を示す概略図である。 第二の実施形態における移動端末の様々な態様を示す概略図である。 第二の実施形態における移動端末の様々な態様を示す概略図である。

Claims (11)

1. 移動通信ネットワークにおける無線リソースのコンフィギュレーション方法であって、
   −ＭＢＭＳサービスの受信を望む端末の割合を決定するステップと、
   −決定された割合が所定の閾値以下である場合、端末に対して、これらの端末がＨＳＤＰＡサービスをサポートしておらず、ＤＣＨサービスをサポートしていることをネットワークに示すように要求する信号を送るステップと、
   −ＭＢＭＳサービス、パケット切換サービス（ＰＳ）、および回線切換サービス（ＣＳ）の有効な同時受信に必要なリソースを、端末に割り当てるステップとを含むことを特徴とする方法。
2. ネットワークが、ＭＢＭＳサービスの受信を望む端末の割合を制御する、請求項１に記載の方法。
3. ＨＳＤＰＡサービスをサポートしておらず、ＤＣＨサービスをサポートしていることをネットワークに示す端末が、ＲＲＣとの接続状態にある端末であり、ＰＳサービスのためのページング（ｐａｇｉｎｇ）メッセージをネットワークから受信する、請求項１に記載の方法。
4. ＨＳＤＰＡサービスをサポートしておらず、ＤＣＨサービスをサポートしていることをネットワークに示す端末が、ＲＲＣとの接続状態にある端末であり、パケットサービス（ＰＳ）の伝送を望んでいる、請求項１に記載の方法。
5. ＨＳＤＰＡサービスをサポートしておらず、ＤＣＨサービスをサポートしていることをネットワークに示す端末が、休止状態にある端末であり、ＰＳサービスのためのページング（ｐａｇｉｎｇ）メッセージをネットワークから受信する、請求項１に記載の方法。
6. ＨＳＤＰＡサービスをサポートしておらず、ＤＣＨサービスをサポートしていることをネットワークに示す端末が、休止状態にある端末であり、パケットサービス（ＰＳ）の伝送を望んでいる、請求項１に記載の方法。
7. 移動通信ネットワークにおける無線リソースのコンフィギュレーション方法であって、
   −リアルタイム接続を実行しない端末に、これらの端末がＨＳＤＰＡサービスをサポートしておらず、ＤＣＨサービスをサポートしていることをネットワークに示すように要求する信号を送るステップと、
   −ＭＢＭＳサービス、パケット切換サービス（ＰＳ）、および回線切換サービス（ＣＳ）の有効な同時受信に必要なリソースを、端末に割り当てるステップからなることを特徴とする方法。
8. ＨＳＤＰＡサービスをサポートしておらず、ＤＣＨサービスをサポートしていることをネットワークに示す端末が、ＲＲＣとの接続状態にある端末であり、ＰＳサービスのためのページング（ｐａｇｉｎｇ）メッセージをネットワークから受信する、請求項７に記載の方法。
9. ＨＳＤＰＡサービスをサポートしておらず、ＤＣＨサービスをサポートしていることをネットワークに示す端末が、ＲＲＣとの接続状態にある端末であり、パケットサービス（ＰＳ）の伝送を望んでいる、請求項７に記載の方法。
10. ＨＳＤＰＡサービスをサポートしておらず、ＤＣＨサービスをサポートしていることをネットワークに示す端末が、休止状態にある端末であり、ＰＳサービスのためのページング（ｐａｇｉｎｇ）メッセージをネットワークから受信する、請求項７に記載の方法。
11. ＨＳＤＰＡサービスをサポートしておらず、ＤＣＨサービスをサポートしていることをネットワークに示す端末が、休止状態にある端末であり、パケットサービス（ＰＳ）の伝送を望んでいる、請求項７に記載の方法。

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