JP5208120B2 - Ｅｄｇｅの継続した進化、チャネル要求を改善した方法とシステム - Google Patents

Description

関連発明との相互参照
本願は２００６年１０月５日出願の米国特許仮出願第６０／８２８，２８７号の利益を主張するものであり、その仮出願の開示はここで参照により本願に組み込まれる。

本発明は、無線通信システムに関する。限定のつもりではないが、本発明は、特に、広帯域符号分割多元接続（ＷＣＤＭＡ）システムとエンハンスドデータＧＳＭ環境（ＥＤＧＥ）システムとの間におけるレイテンシーを低減するシステムと方法とに関する。

ＥＤＧＥはデータ送信速度を増加させ、データ送信の信頼性を改善することを可能にする第３世代の無線技術である。ＥＤＧＥはインターネット接続のような何らかのパケット交換アプリケーションのために用いられる。ＥＤＧＥは、第２〜２．５世代の汎欧州デジタル移動電話方式（ＧＳＭ）と汎用パケット無線サービス（ＧＲＰＳ）ネットワークに対するアドオンによる強化として実施され、現存するＧＳＭキャリアがアップグレードを行なうのを容易にしている。ＥＤＧＥはＧＳＭのコアネットワークにハードウェアとソフトウェアの何らかの変更を要求するものではないが、基地局はＥＤＧＥを実現するために変更が加えられねばならない。ＥＤＧＥ互換性のあるトランシーバユニットがインストールされねばならず、基地局サブシステム（ＢＳＳ）はＥＤＧＥをサポートするようにアップグレートされねばならない。新しい変調符号化方式でデコード／エンコードを行ない、新しいサービスを実現するためにより高速なユーザデータ速度で搬送するために、新しい移動体端末のハードウェアとソフトウェアも必要とされる。しかしながら、３Ｇ標準化でのたゆみない進歩において、ＷＣＤＭＡが開発された。より技術的に言えば、ＷＣＤＭＡは、直接拡散符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）シグナリング方法を利用して、高速化を達成し、２ＧのＧＳＭネットワークにより用いられる時間分割多重化（ＴＤＭＡ）の実施形と比較してより多くのユーザにサポートを行なう広帯域スペクトル拡散による移動体エアインタフェースである。ＷＣＤＭＡは開発されて、技術仕様の完全なセットと、どのように移動体の電話がタワーと通信を行なうか、信号はどのように変調されるのか、データはどのような構造をしているのかを規定する詳細なプロトコルとになり、技術要素における自由な競争を可能にするシステムインタフェースが規定されている。

第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）は引き続き、ＥＤＧＥからＷＣＤＭＡへと無線通信システムにおいて用いられる技術を進化させている。これとの関連において、レイテンシーを低減させることによりＷＣＤＭＡとＥＤＧＥとの間におけるシームレスな動作性を得ることが目的となる。これは、インターネット電話（ＶｏＩＰ）、インタラクティブゲーム、セルラによるプッシュ−トゥ−トーク（ＰｏＣ）ような対称形のサービスアプリケーションでは重要なことである。

従来のシステムでは、移動局（ＭＳ）はＲＡＮに対して、移動局自身がアップリンクにおいて２つ以上のタイムスロット（ＴＳ）を扱うことができることを示すことができる。しかしながら、ＲＡＮは現在の３ＧＰＰ標準により制限を受け、ＭＳの能力について見出すまでは、２つのフェーズの第２フェーズの期間か、或は、１つのフェーズのアクセスについての情報についてサービングＧＰＲＳサポートノード（ＳＧＳＮ）に照会することにより、アップリンクＴＢＦに対して１つのＴＳだけを割当てることができるのみである。この結果、スプープットにおいて立ち上げがより遅くなり、遅延が増える。この制限は、ＶｏＩＰやプッシュ−トゥ−トーク（ＰｏＣ）のようなサービスについて初期の遅延を増やすものとなる。

従来技術におけるこの不利益を克服するようにＷＣＤＭＡシステムとＥＤＧＥシステムとの間のレイテンシーを低減するシステム及び方法を備えることには利点があろう。本発明はそのようなシステム及び方法を提供するものである。

本発明を１つの側面から見れば、本発明は、ＭＳが短縮送信時間間隔（ＲＴＴＩ）に対するサポートを示唆する方法とシステムに関するものである。なお、初めに２０ミリ秒のラウントトリップタイム（ＲＴＴ）を用い、その後、これを１０ミリ秒のＲＴＴにアップグレードする代わりに、１０ミリ秒のラウントトリップタイム（ＲＴＴ）がすぐに用いられる。別の側面から見れば、本発明は、ＭＳが基地局サブシステム（ＢＳＳ）にコンテンションベースのアクセスの初めに送信されるアクセスバースト内でマルチスロット能力（新しいリリース５のマルチスロットのクラス）があることの示唆を提供する方法とシステムに関するものである。さらに別の側面から見れば、本発明は、ＭＳが、従来のイミディエイト・アサインメント・メッセージがただ単一のタイムスロットのみを割当てできるように、新しいイミディエイト・アサインメント・メッセージについてのサポートを示唆する方法とシステムに関するものである。本発明により、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）はＲＴＴＩと２つ以上のタイムスロットとを、アクセスグラントチャネル（ＡＧＣＨ）割当ての期間に、ＧＰＲＳ／ＥＤＧＥの一時的ブロックフロー（ＴＢＦ）のために割当てることが可能になる。本発明の方法は、少なくとも１つ或は複数のメモリのロケーションにローディングされ、少なくとも１つ或は複数の各プロセッサにより実行されるコンピュータプログラム、或は、分散ソフトウェアにおいて実現される。

次の項では、本発明を図面に例示された代表的な実施例を参照して説明する。

改良型ＧＰＲＳ（ＥＧＰＲＳ）のパケットチャネル要求の従来のフォーマットを示す表を表わした図である。 ＲＴＴＩを示すオプションなしに、パケットチャネル要求を行なう本発明を例示する表を示す図である。 ＭＳのＥＧＰＲＳマルチスロットのクラスを示す情報フィールドについて定義されたコードを示す図である。 ＲＴＴＩを示すオプションを用いてパケットチャネル要求を行なう本発明を例示する表を示す図である。 ＭＳのＥＧＰＲＳマルチスロットのクラスを示す情報フィールドについて定義されたコードを示す図である。 ＭＳのＴＴＩ能力を示す情報フィールドについて定義されたコードを示す図である。 サポートするマルチスロットのクラスに依存して、ダウンリンク（ＲＸ）とアップリンク（ＴＸ）の夫々において移動局がいくつのタイムスロットをサポートするのかの例を示す表を示す図である。 ＥＧＰＲＳパケットチャネル要求を例示する表を示す図である。 １０００バイトのペイロードを送信するための利得を例示する表を示す図である。 本発明の一側面である方法のフローチャートである。 、 本発明の方法の一側面が実施されるシステムとノードを示すブロック図である。

本発明の１つの側面は、ＭＳがＲＴＴＩに対するサポートを示唆する方法とシステムに関するものである。別の側面から見れば、本発明は、ＭＳが基地局サブシステム（ＢＳＳ）にコンテンションベースのアクセスの初めに送信されるアクセスバースト内でマルチスロット能力があることの示唆を提供する方法とシステムに関するものである。さらに別の側面から見れば、本発明は、ＭＳが、従来のイミディエイト・アサインメント・メッセージがただ単一のタイムスロットのみを割当てできるように、新しいイミディエイト・アサインメント・メッセージについてのサポートを示唆する方法とシステムに関するものである。本発明により、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）はＧＰＲＳ／ＥＤＧＥの一時的ブロックフロー（ＴＢＦ）のために短縮時間送信間隔（ＲＴＴＩ）と２つ以上のタイムスロットとを、アクセスグラントチャネル（ＡＧＣＨ）割当ての期間に、割当てることが可能になる。本発明の方法は、少なくとも１つ或は複数のメモリのロケーションにローディングされ、少なくとも１つ或は複数の各プロセッサにより実行されるように適合されたコンピュータプログラム、或は、分散ソフトウェアにおいて実現される。

マルチスロット割当て
本発明は、ＡＧＣＨで送信されるイミディエイト・アサインメント・メッセージ、或は、新しいマルチスロットのイミディエイト・アサインメント・メッセージに、新しいフィールドを導入して、ＭＳにアップリンクにおける２つ以上のＴＳとダウンリンクにおける２つ以上のＴＳとを割当てる方法とシステムである。ＲＡＮがこのメッセージを送信することができるために、ＲＡＮはＭＳがそれを受信可能であるかどうかを知らねばならない。それ故に、ＭＳはＲＡＮに対して、この能力があることをまず示さなければならない。ＭＳがこのことを行なう唯一の方法は、ランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）による初期のシステムアクセスでＭＳにより送信されるアクセスバーストに新しい情報を含めることである。ＭＳがどのＲＡＮがこの新しいフォーマットをサポートするのかを知るために、ＲＡＮにより送信されるアクセスバーストのシステム情報（ＳＩ）が変形されて、この示唆を提供しなければならない。

図１には、改良型ＧＰＲＳ（ＥＧＰＲＳ）のパケットチャネル要求の従来のフォーマットを示す表１００が備えられている。

図２はＲＴＴＩを示唆するオプションなしに、パケットチャネル要求を行なう本発明を例示する表２００である。

例えば、MultislotClassLimitedという名称の３ビットのフィールドは、ＭＳのＥＧＰＲＳのマルチスロットのクラスを示す情報フィールドである。このフィールドにより示唆されるマルチスロットのクラスは３ＧＰＰ４５．００２に従うものである。そのコード（プログラミング）は図３の表３００で規定される。

図４はＲＴＴＩを示すオプションを用いてパケットチャネル要求を行なう本発明を例示する表４００である。

例えば、MultislotClassLimitedという名称の３ビットのフィールドは、ＭＳのＥＧＰＲＳのマルチスロットのクラスを示す情報フィールドである。このフィールドにより示唆されるマルチスロットのクラスは３ＧＰＰ４５．００２に従うものである。そのコード（プログラミング）は図５の表５００で規定される。

例えば、TICapabilitiesという名称の１ビットのフィールドは、ＭＳのＴＴＩ能力を示す情報フィールドである。そのコード（プログラミング）は図６の表６００で規定される。

図７は、現在の標準の技術仕様からとられた表７００であり、サポートするマルチスロットに依存して、移動局がダウンリンク（ＲＸ）とアップリンク（ＴＸ）との夫々において、いくつのタイムスロットをサポートするのかの例を示している。それで、移動局はそのマルチスロットクラス（１つの数字）を、表７において多くの属性（ＲＸ，ＴＸ、Ｓｕｍなど）に変換するネットワークにレポートする。

次に、ＲＴＴＩ（１０ミリ秒のＲＴＴ）サポートについてのＭＳによる代替的な示唆について説明する。優先ビットを用いる代わりに、既に標準化されたトレーニングシーケンスコードの１つを用いることが可能である。図８はＥＧＰＲＳパケットチャネル要求を例示する表８００である。“ＲＴＴＩサポート”アクセスと“ＵＬにおける従来のＧＭＳＫだけのサポート”とを区別するために、新しい“ＲＴＴＩサポート”はＥＧＰＲＳマルチスロット・アクセス・メッセージと組み合わせられねばならない。前述の利点とは、優先ビットの使用が依然としてＥＧＰＲＳのマルチスロット・アクセス・メッセージにおいても使用可能である点にある。

会話に用いるＶｏＩＰやＰｏＣのようなアプリケーションはＧＥＲＡＮに重要な要求をする。１つの要求は、（ＳＩＰのような）サービスアクセスの期間中に広範囲なシグナリングを伴うプロトコルを用いるアプリケーションに関して、迅速なアクセスを、マルチスロット動作の確立とともにサポートすることである。本発明はこれを実現し、概してたいていのアプリケーション、特にＶｏＩＰやＰｏＣのようなアプリケーションに対するアクセスサービスを改善する。

さて、図９において、マルチスロット動作が、従来の手順と比較して本発明の方法では１６０ミリ秒速く使用できる。例として、３つの付加的なタイムスロットがある場合、（ＢＬＥＲが０％であると）１３４４バイトが１６０ミリ秒でＭＣＳ−５を用いて送信され、６７２バイトがＭＣＳ−２を用いて送信される。他の例は、１０００バイトの大きさのパケットを送信するのにどれくらいの時間を要するのかについてである。その結果は、図９の表９００に示されている。再び、簡単のために、ＢＬＥＲが０％であることを仮定すると、その時間は、図１、図２、図３に示されているように、０ミリ秒位置からのものである。その結果は、ＵＬにおいて４ＴＳを使用可能なＭＳを仮定している。図９の表９から理解できるように、１０００バイトのペイロードを送信するための利得は１６０ミリ秒である。

さて、図１０には、本発明の方法のフローチャート１０００が示されている。そこから分るように、ステップ１００１では、ＭＳは送信の必要を認識する。ステップ１００２では、ＭＳは、ＲＴＴＩサポートと新しいイミディエイト・アサインメント・サポートの内、少なくともいずれかを示すＢＳＳにアクセスする。ステップ１００３では、ＢＳＳは、ＭＳサポート能力を現在と予想されるラウンドトリップタイム要求に一致させる。ステップ１００４では、ＢＳＳは、マルチスロット構成設定とＲＴＴＩ構成設定との内、少なくともいずれかを割当て、ステップ１００５では、可能であり必要であるときに、そのラウンドトリップタイムは改善される。

図１１Ａは無線通信システムの無線ネットワークとコアネットワークの図であり、そのシステムでは本発明の方法１０００が実施される。図１１Ｂは本発明が実施されるシステムの構成要素と、そのシステムでのノード間のインタフェースを示すブロック図１１０１である。そこから分るように、ＭＳ１００１は、無線接続を制御するＢＳＳ１１０１に通信チャネル（インタフェースＵｍ）を介して結合されるエンドユーザ機器である。ＢＳＳはインタフェースＧｂを介してパケットコアネットワーク１１０２に結合される。パケットコアネットワークは、インタフェースＧｉを介した移動体ネットワークとインターネット１１０３との間の接続を制御する。インターネット１１０３はラウンドトリップの転換点である。本発明の方法は、（ＭＳとＢＳＳにおける）少なくとも１つ或は複数のメモリロケーションにローディングされ、（ＭＳとＢＳＳにおける）少なくとも１つ或は複数の各プロセッサにより実行されるように適合したコンピュータプログラム或は分散ソフトウェアで実施できる。

当業者であれば認識されることであるが、本願で説明した本発明の概念は、広範囲なアプリケーションにわたり、変形され変更できるものである。従って、特許されるべき主題の範囲は上述した如何なる具体的で代表的な教示により限定されるものではなく、次の請求の範囲によって規定されるものである。

Claims (25)

1. 通信チャネルにおけるレイテンシーを低減する方法であって、
   アクセスグラントチャネル（ＡＧＣＨ）で送信されたイミディエイト・アサインメント・メッセージに付加的なフィールドを含ませる工程と、
   前記通信チャネルのアップリンクにおける２つ以上のタイムスロット（ＴＳ）を移動局（ＭＳ）に割当てるために前記付加的なフィールドを用いる工程とを有することを特徴とする方法。
2. 前記通信チャネルは広帯域符号分割多元接続（ＷＣＤＭＡ）システムとエンハンスドデータＧＳＭ環境（ＥＤＧＥ）システムとを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）により、ＡＧＣＨ割当て期間に、ＧＰＲＳ／ＥＤＧＥの一時的ブロックフロー（ＴＢＦ）のために短縮送信時間間隔（ＲＴＴＩ）と２つ以上のタイムスロットとを割当てる工程をさらに有することを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. ＭＳにより、前記ＲＡＮに対して、前記ＭＳがイミディエイト・アサインメント・メッセージを受け入れる能力のあることを示す工程をさらに有することを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 前記ＭＳにより、ランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）による初期システムアクセスで、前記ＭＳにより送信されるアクセスバーストに情報を含め、前記ＭＳが前記イミディエイト・アサインメント・メッセージを受け入れる能力のあることを示す工程をさらに有することを特徴とする請求項４に記載の方法。
6. 前記ＲＡＮにより送信されるアクセスバーストのシステム情報（ＳＩ）を変形して、前記ＭＳがイミディエイト・アサインメント・メッセージを受け入れる能力のあることを示す工程をさらに有することを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 前記イミディエイト・アサインメント・メッセージは、マルチスロット・イミディエイト・アサインメント・メッセージであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
8. 通信チャネルにおけるレイテンシーを低減する方法であって、
   移動局（ＭＳ）が送信の要求を識別する工程と、
   前記ＭＳが基地局サブシステム（ＢＳＳ）にアクセスする工程と、
   前記ＭＳが短縮送信時間間隔（ＲＴＴＩ）と新しいイミディエイト・アサインメントサポートとの内、少なくともいずれかの必要を示す工程と、
   前記ＢＳＳがＭＳサポート能力を現在の予想されるラウンドトリップタイムの要件に一致させる工程と、
   前記ＢＳＳがマルチスロット構成設定とＲＴＴＩ構成設定との内、少なくともいずれかを割当てる工程とを有することを特徴とする方法。
9. 通信チャネルにおけるレイテンシーを低減するシステムであって、
   前記通信チャネルのアップリンクにおける２つ以上のタイムスロット（ＴＳ）と前記通信チャネルのダウンリンクにおける２つ以上のタイムスロットとを移動局（ＭＳ）に割当てるために、ＡＧＣＨで送信されたイミディエイト・アサインメント・メッセージにフィールドを導入する手段を有することを特徴とするシステム。
10. 前記通信チャネルは広帯域符号分割多元接続（ＷＣＤＭＡ）システムとエンハンスドデータＧＳＭ環境（ＥＤＧＥ）システムとを含むことを特徴とする請求項９に記載のシステム。
11. 無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）により、ＡＧＣＨ割当て期間に、ＧＰＲＳ／ＥＤＧＥの一時的ブロックフロー（ＴＢＦ）のために短縮送信時間間隔（ＲＴＴＩ）と２つ以上のタイムスロットとを割当てる手段をさらに有することを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
12. 移動局（ＭＳ）により、前記ＲＡＮに対して、前記ＭＳがイミディエイト・アサインメント・メッセージを受け入れる能力のあることを示す手段をさらに有することを特徴とする請求項１１に記載のシステム。
13. 前記ＭＳにより、ランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）による初期システムアクセスで、前記ＭＳにより送信されるアクセスバーストに情報を含め、前記ＭＳが前記イミディエイト・アサインメント・メッセージを受け入れる能力のあることを示す手段をさらに有することを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
14. 前記ＲＡＮにより送信されるアクセスバーストのシステム情報（ＳＩ）を変形して、前記ＭＳがイミディエイト・アサインメント・メッセージを受け入れる能力のあることを示す手段をさらに有することを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
15. 前記イミディエイト・アサインメント・メッセージは、マルチスロット・イミディエイト・アサインメント・メッセージであることを特徴とする請求項９に記載のシステム。
16. 通信チャネルにおけるレイテンシーを低減する無線通信システムにおけるノードであって、
    前記ノードは、
    移動局（ＭＳ）から短縮送信時間間隔（ＲＴＴＩ）と新しいイミディエイト・アサインメントサポートとの内、少なくともいずれかの要求を受信する手段と、
    ＭＳサポート能力を現在の予想されるラウンドトリップタイムの要件に一致させる手段と、
    マルチスロット構成設定とＲＴＴＩ構成設定との内、少なくともいずれかを割当てる手段とを有することを特徴とするノード。
17. 前記ノードは、基地局サブシステム（ＢＳＳ）であることを特徴とする請求項１６に記載のノード。
18. 前記通信チャネルのアップリンクにおける２つ以上のタイムスロット（ＴＳ）と前記通信チャネルのダウンリンクにおける２つ以上のタイムスロットとを移動局（ＭＳ）に割当てるために、ＡＧＣＨで送信されたイミディエイト・アサインメント・メッセージにフィールドを導入する手段をさらに有することを特徴とする請求項１６に記載のノード。
19. 前記通信チャネルは広帯域符号分割多元接続（ＷＣＤＭＡ）システムとエンハンスドデータＧＳＭ環境（ＥＤＧＥ）システムとを含むことを特徴とする請求項１８に記載のノード。
20. 無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）により、アクセスグランドチャネル（ＡＧＣＨ）割当て期間に、ＧＰＲＳ／ＥＤＧＥの一時的ブロックフロー（ＴＢＦ）のために短縮送信時間間隔（ＲＴＴＩ）と２つ以上のタイムスロットとを割当てる手段をさらに有することを特徴とする請求項１９に記載のノード。
21. 移動局（ＭＳ）により、前記ＲＡＮに対して、前記ＭＳがイミディエイト・アサインメント・メッセージを受け入れる能力のあることを示す手段をさらに有することを特徴とする請求項２０に記載のノード。
22. 前記ＭＳにより、ランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）による初期システムアクセスで、前記ＭＳにより送信されるアクセスバーストに情報を含め、前記ＭＳが前記イミディエイト・アサインメント・メッセージを受け入れる能力のあることを示す手段をさらに有することを特徴とする請求項２１に記載のノード。
23. 前記ＲＡＮにより送信されるアクセスバーストのシステム情報（ＳＩ）を変形して、前記ＭＳがイミディエイト・アサインメント・メッセージを受け入れる能力のあることを示す手段をさらに有することを特徴とする請求項２２に記載のノード。
24. 前記イミディエイト・アサインメント・メッセージは、マルチスロット・イミディエイト・アサインメント・メッセージであることを特徴とする請求項１８に記載のノード。
25. 複数のメモリにローディングされ、複数の各プロセッサにより分散して実行されるコンピュータプログラムであって、
    前記コンピュータプログラムは、
    移動局（ＭＳ）により、送信の要求を識別する工程と、
    前記ＭＳにより、基地局サブシステム（ＢＳＳ）にアクセスする工程と、
    前記ＭＳにより、短縮送信時間間隔（ＲＴＴＩ）と新しいイミディエイト・アサインメントサポートとの内、少なくともいずれかの必要を示す工程と、
    前記ＢＳＳにより、ＭＳサポート能力を現在の予想されるラウンドトリップタイムの要件に一致させる工程と、
    前記ＢＳＳにより、マルチスロット構成設定とＲＴＴＩ構成設定との内、少なくともいずれかを割当てる工程とを実行することを特徴とするコンピュータプログラム。

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