JPH07500467A - デジタルセル式無線ネットワークのデータ送信量を増加する構成 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 デジタルセル式無線ネットワークの データ送信はを増加する構成 介叫■分野 本発明は、デジタルセル式無線ネットワークのデータ送信はを増加する構成に係 る。

先且扶術 ヨーロッパ移動電話システムＧＳＭにおいては、回路スイッチ式のデータ送信接 続即ちトラフィックチャンネルを確立して、移動無線ユニットのデータインター フェイスに接続されたデータターミナルか移動交換機のデータモデムとデータを やり取りできると共に、モデムリンクによって、別のデータモデム及びこれに接 続されたデータターミナルともデータをやり取りすることができる。このような データ送信の最大送信率は、無線経路を経て確立されるデータチャンネルの最大 容量によって決定され、例えば、ＧＳＭシステムでは９６００ビット／秒である 。しかしながら、多くの用途においては、ユーザデータの相当に高い送信率の必 要性が存在する。

光叫９塁旨 本発明の目的は、デジタルセル式無線ネットワークのデータ送信量を増加するこ とである。

本発明によれば、デジタルセル式無線ネットワークのデータ送信量を増加する構 成体であって、無線データターミナルと、移動交換機に接続され、データモデム を含んでいるネットワーク終端ユニットと、リモートデータモデムと、上記無線 データターミナルとデータモデムとの間にデジタル送信接続を確立すると共に上 記データモデムとリモートデータモデムとの間にモデム接続を確立する通話制御 手段とを備えた構成体において、」１記の無線データターミナル及びリモートデ ータモデムは、データを圧縮形態で送信する手段を備え、上記移動無線データタ ーミナルとデータモデムとの間のデジタル送信接続は、セル式無線システムの非 透過的非同期データ接続であり、この接続を介して圧縮されたデータがセル式シ ステムのエラー補正機能を用いて送信され、上記ネットワーク終端ユニットのデ ータモデムは、」１記リモートモデムのエラー補正プロトコルを用いることによ り上記モデム接続を介して圧縮されたデータを送信する手段であって、データセ ツションの始めに無線データターミナルに圧縮パラメータを送信するための手段 を備えており、これらパラメータは、データモデムとリモートデータモデムとの 間のハンドシェイク手順に基づいて決定されることを特徴とする構成体が提供さ れる。

本発明によれば、ユーザデータは、無線データターミナルとリモートデータモデ ムとの間を圧縮形態で送信され、これにより、あり得べき冗長性がデータ流から 除去され、従って、無線リンクを経て送信されるべきデータ量が減少される。

圧縮アルゴリズムによって得られる典型的な最大圧縮比は、２：１又は４：１で あり、これは、１９２００／３８４００ビツト／Ｓまでのユーザデータ流をセル 式無線システムの９６００ビツト／Ｓのデータチャンネルに適応できるようにす る。しかしながら、圧縮アルゴリズムによって得られる実際の圧縮比は、ユーザ データの形式に強く依存している。

圧縮されたデータを送信するには、完全にエラーのない送信チャンネルを必要と する。というのは、（ｆｆｉかな送信エラーがあっても受信端の圧縮解除アルゴ リズムが崩壊されるからである。それ故、送信エラーを防１１−するためには、 送信接続全体にわたりできるだけ効率的なエラー補１１−を使用することが必要 である。明らかな解決策は、圧縮に加えて、他端のリモートデータモデムと同じ エラー補正アルゴリズムを無線データターミナルに使用して、中間の送信接続全 体（線経路を通る透過的［チューブ］のみであるようにすることである。しかし ながら、エラー補正はある程度の送信容量を使用し、それ故、無線経路を通るデ ータチャンネルの最大容量をユーザデータの送信のみに使用することはできない 。

本発明によれば、これは、移動無線データターミナルとネットワーク終端ユニッ トのデータモデムとの間の無線経路を通るデジタル送信接続が非透過的な非同期 送信接続であって、無線リンクのエラーを補１１：、するのに最適な無線システ ムのエラー補正プロトコルを自動的に使用できるようにすることにより解決され る。

無線システムのエラー補正がデータチャンネルの容１Ｍ、を使用しないので、本 発明では、無線ターミナル装置とネットワーク終端ユニットのデータモデムとの 間で圧縮されたユーザデータを送信するのに全送信容量を使用することができる 。本発明によれば、モデム接続を介して要求されるエラー補正は、ネットワーク 終端ユニットのデータモデムと、モデム接続の他端のリモートデータモデムとに 同じエラー補正プロトコルを使用することによって達成される。従って、本発明 においては、圧縮機能が無線データターミナルに分配されると共に、モデム接続 のエラー補正が、圧縮に関与しないデータモデムに分配される。しかしながら、 モデム接続の開始部では、データモデムは、リモートデータモデムとの／％ンド シエイクによってデータ送信に使用されるべき圧縮パラメータを交渉し、そして それらを無線データターミナルへ送信する。

区面９肩単友脱叫 以下、添付図面を参照し、本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。

図１は、セル式無線システムの構造を示すブロック図である。

図２は、本発明によるデータ送信システムの構成を示すブロック図である。

図３Ａ及び３Ｂは、移動ステーション及びそれに対応するターミナル装置におけ る圧縮機能の配置を示す図である。

図４は、移動ステーション及びこれに対するデータターミナルの接続を示すブロ ック図である。

図５は、本発明により実施される移動交換機を示すプロ・ツク図である。

好ましい　施例の詳細な説日 ファクシミリサービスを実施するための本発明による構成体は、デジタルセル式 無線システムに適用できる。これは、ヨーロピアンデジタル移動電話システムＧ ＳＭ及びそれに対応するデジタルシステム、例えば、ＤＣ３１８００及びＰＣＮ （パーソナルコニュミケーションネットワーク）に使用するのに特に適している 。以下、本発明の好ましい実施例をＧＳＭシステムについて説明するが、このシ ステムに限定されるものではない。

図１は、ＧＳＭセル式無線システムの一部分の概略図である。セル式無線システ ムにおいては、このシステムによりカバーされるエリアが無線セルに分割される 。２つのベースステーションコントローラＢ５Ｃｌ及びＢ５Ｃ２が、デジタル送 信接続１２によって移動交換機ＭＳＣに接続される。ベースステーションＢＴＳ ｌ、ＢＴＳ２及びそれに対応するＢＴＳ３、ＢＴＳ４は、更に、デジタル送信接 続１１によってベースステーションコントローラＢ５Ｃ１及びＢ５Ｃ２に接続さ れている。各ＢＳＣ及びそれに関連したベースステーションは、ベースステーシ ョンシステムＢＳＳを形成する。典型的に、ベースステーションＢＴＳの無線カ バーエリアが無線セルを形成する。各ベースステーションＢＴＳＩ−ＢＴＳ４は 、所定数の物理的な無線チャンネルを有している。ＧＳＭシステムの信号（物理 チャンネル）は、ＴＤＭＡフレームより成り、その各々は好ましくは８個のタイ ムスロットを含み、これによって論理チャンネルが送信される。論理チャンネル は、セル内に配置された移動ステーションＭＳで設定されるべき通話（音声及び データ）のためのトラフィックチャンネルと、セル内に配置された移動ステーシ ョンＭＳで実行される信号送信のための制御チャンネルとを含んでいる。トラフ ィックチャンネルを経て、スピーチ接続、Ｖ、１１０レート調整された６４にビ ット／Ｓの全二重データ接続、又は９．６／４．８／２．４にビット／Ｓデータ 接続を確立することができる。ターミナル装置及び／又は他の送信接続／システ ムにデータ接続を適用するためにはデータ接続の両端に特殊目的のアダプタが通 常は必要とされる。ターミナル装置に接続されたアダプタは、通常、ターミナル アダプタと称され、ネットワーク端のアダプタは、ネットワーク終端ユニットと 称される。ＧＳＭ移動電話システムでは、このようなネットワーク終端ユニット は移動交換機ＭＳＣに配置される。

図２は、無線ターミナル装置Ａが移動ステーション３　（ＭＳ）及びこれに接続 されたデータターミナル装置ＤＴＥＩより成るデータ送信構成体を示している。

上記したデータ接続は、移動ステーションＭＳとベースステーションシステム６ （Ｂ　Ｓ　Ｓ）との間の無線リンクにより、無線ターミナル装置へから移動交換 機８（ＭＳＣ）への論理トラフィックチャンネルに確立される。移動交換機ＭＳ ＣのネットワークアダプタＩＷＦは、データモデムＭＯＤＩを備えている。モデ ムのラインインターフェイス（モデムインターフェイス）は、従来の２線ライン （２Ｗ）に接続され、これはこの例では公衆交換電話ネットワーク９　（ＰＳＴ Ｎ）を経てリモートモデム１０に接続され、このモデムは、次いで、別のリモー トターミナル装置Ｂに接続され、この装置は、リモートモデム１０　（ＭＯＤ２ ）及びこれに接続されたデータターミナルＤＴＥ２を備えている。ネットワーク 終端ユニットのデータモデムＭＯＤ及びリモートデータモデム１０は、これらの 間に確立されたモデム接続を経て通常の仕方で信号送信する。データターミナル 装置ＤＴＥ１は、６８Ｍデータ接続を経てデータモデムＭＯＤＩの動作を制御し 、データモデムＭＯＤＩへデータを送信し、そしてそれと対応的にデータを受信 する。通常は、無線ターミナル装置Ａとリモートターミナル装置Ｂとの間の端一 端データ接続の問題は、最大送信率が典型的に９６００ビツト／ｓの６８Ｍデー タ接続である。

本発明においては、ターミナル装置Ａ及びＢにデータ圧縮及び圧縮解除機能を設 けそして端一端リンクＡ−Ｂを経てデータを圧縮形態で送信することにより、デ ータ送信量が増大される。圧縮データの送信は、送信エラーに非常に敏感であり 、それ故、エラー補正を行うことが絶対的に必要である。公衆交換電話ネットワ ークＰＳＴＮに接続された従来の圧縮モデムは、自動的にエラー補正を行う。

従って、リモートターミナル装置Ｂは、例えば、ＣＣＩＴＴ規格Ｖ、４２ｂｉｓ に基づくデータ圧縮及びエラー補正機能を有する通常の商業的な装置で実施する ことができる。６８Ｍデータ接続がいわゆる透過的データ接続として確立され、 そして無線ターミナル装２ｆＡにターミナル装２ｔＢと同様のデータ圧縮及びエ ラー補正機能が設けられたときには、データ接続全体にデータ圧縮及びエラー補 正機能が設けられる。しかしながら、この場合に、エラー補正機能は、６８Ｍデ ータ接続の送信容量の一部分を使用し、従って、圧縮によって得られる利点を低 減する。更に、使用されるエラー補正機能は、無線経路を経て生じるエラーの補 正にとって最良の仕方で必ずしも適していなくてもよい。このような構成は、更 に、端一端同期接続を必要とし、それ故、ＧＳＭ接続も同期的でなければならず 、無線ターミナル装置Ａは、このような同期送信用に設計されねばならない。し かしながら、現在の加入者ターミナル及びセル式無線ネットワーク用に開発され たターミナルは両方とも主として非同期データ送信解決策をサポートする。

本発明においては、これは、データ圧縮及び圧縮解除が無線ターミナル装置Ａで 実行されそしてモデム接続に必要なエラー補正がネットワーク終端ユニットのデ ータモデムＭＯＤＩで実行されるように機能を分配することによって解決される 。従って、無線ターミナル装置？（Ａとネットワーク終端ユニットのデータモデ ムＭＯＤＩとの間の送信接続は、ＧＳＭシステムのエラー補ＩＦ、を用いて圧縮 データが送信されるいわゆる非通過的非同期ＧＳＭデータ接続てあり、Ｌ記エラ ー補正は無線経路に対して最適化される。ＧＳＭシステムのエラーエンコードは ６８Ｍデータ接続の８喰を使用せず、それ故、チャンネルの全容限を圧縮された ユーザデータの送信に使用することができる。

ネットワーク終端ユニットのデータモデムＭＯＤＩのエラー補正は、リモートデ ータモデムＭＯＤ２のエラー補正に対応し、モデム接続に対してエラー補正を実 行する。モデムＭＯＤＩは、実際のデータ）圧縮には何ら関与しない。モデムセ ツションの始めに行われるハンドシェイクにより、モデムＭＯＤＩとＭＯＤ２は データセツションの間に使用される１１−縮パラメータに関してガいに合意する 。モデムＭＯＤＩは、これらの圧縮パラメータを６８Ｍデータ接続を経て無線タ ーミナル装ＦＦｔＡの圧縮アルゴリズムへ送信する。

圧縮／圧縮解除機能は、多数の異なる方法で無線ターミナル装置へに配置するこ とができる。図３Ａでは、圧縮／圧縮解除は、ＤＴＥインターフェイスｌＮＴ１ 及びＲＬＩ）（無線リンクプロトコル）と率適応機能Ｌ２ＲＣＯＩ）との間で移 動ステーションＭＳのターミナル適応機能ＴＡＦにおいて実行される。これは、 従来のＭＳにおいて変更を伴う。

図４は、移動ステーションＭＳ及びこれに接続されたデータターミナル装ｒＲＤ ＴＥを備えている。ＭＳ３３は、無線ユニット３６と、通話制御器３９と、ユー ザインターフェイス４０（例えば、キーボード及びディスプレイ）と、移動性の 管理装置４１と、無線経路管理装置（信号送信機能）４２と、■、２４インター フェイスを構成するターミナルアダプタ３７とを備えている。無線ユニットは、 例えば、アンテナ５５に接続された無線トランシーバ４４と、チャンネルコード ・デコードユニット４３とを備えている。三方スイッチユニット３８により、ユ ニット４３は、スピーチコーデック５６及び電話受信器３４より成る電話ユニッ トか又はターミナルアダプタ３７かに接続することができる。

ターミナルアダプタ３７は、データの圧縮／圧縮解除及び６８Ｍデータ接続への 適応を実行するユニット４６を備えている。このユニット４６は、Ｔ１０回路４ ５を経て三方スイッチ３８に接続されると共に、インターフェイス５３（例えば 、Ｖ、２４）を形成するＩ１０回路４７を経てデータターミナル３１に接続され る。

別の態様は、図３Ｂに示すように、圧縮／圧縮解除機能をアプリケーションプロ グラムとシリアルインターフェイスとの間に配置することである。この場合には 、ＭＳを変更する必要はない。

図５は、本発明を移動交換機ＭＳＣに適用する１つの方法を示している。明瞭化 のために、図５は、交換機に含まれたスイッチングフィールド８３及び通話制御 器８２のみを示しているが、実際には、ＭＳＣは多数の種々の装置を含んでいる 。スイッチングフィールドは、アナログ又はデジタルのスイッチング装置であり 、ベースステージジンシステムＢＳＳからの送信ライン１２と移動交換機からの 送信ライン１３との間にスピーチ及びデータ接続体を選択的に接続する。このよ うなデジタル電話交換機の一例がＴｅ１ｅｎｏｋｉａ　ＤＸ２２０　ＭＳＣであ る。

ネットワークアダプタ８０Ａ（ＩＷＦ）は、信号ボートＰ１をスイッチングフィ ールド８３のボート０．．１に接続しそして信号ボートＰ２をスイッチングフィ ールド８３の反対側のボート■、−１に接続することによりスイッチングフィー ルド８３と並列に接続される。別のネットワークアダプタ８０Ｂ（又はそれ以Ｉ ：、）は、対応的にスイッチングフィールド８３に並列に接続することができる 。ネットワークアダプタ８０は、ボートＰ１に接近したデータ送信サービスアダ プタＤＡＳＡを備え、このアダプタは、６８Ｍデータ接続をＶ、２４インターフ エイス８１に適応させる。データモデムＭＯＤＩの制御インターフェイスは、■ 、２４インターフェイス８１に接続され、そしてライン又はモデムインターフェ イスはボートＰ２に接続される。

以下、移動体発信通話及び移動体終端通話を別々に取り扱うように、本発明によ るデータ送信構成体の動作を説明する。

本発明の圧縮構成体を使用するときにはネットワーク終端ユニットＩＷＦに特殊 なモデムが要求されるので、ＭＳは、移動体発信通話の場合にこのモデムをある ｈ゛法で独特にアドレスしなければならない。

１つの解決策は、圧縮接続用に特定の電話番号を指定することである。この場合 に、ＭＳＣは、この番号に対してなされた通話をネットワーク終端ユニット８Ｇ Ａの特殊モデムＭＯＤＩへ自動的に経路指定する。ＭＳがスイッチングフィール ド８３を経てモデムＭＯＤＩに接続されたときには、ＭＳはＡＴコマンドでリモ ートターミナル装置１Ｂの番号をダイヤルし、その結果、ＭＯＤｌはそのモデム インターフェイスに向かって対応ダイヤル動作を実行する。

モデムＭＯＤＩのアドレス動作を実行する別の可能性は、通話設定メツセージの ベアラ能力エレメントを非標準的な方法で使用することである。簡単な方法であ って且つ最も自然な方法は、このメツセージエレメントのモデム形式フィールド を、通常使用しない値にセットする一方、ベアラ能力エレメントの他のフィール ドを通常の９６００ビット／Ｓ非同期通話に対するようにセットすることである 。このフィールドには５ビツトが指定されるが、最初の９つの値のみが現在使用 されている。残りの２３の値は「指定済み」として定められる。これらの「指定 済みＪの値が新たなモデム標準として意図されそしてこれらが数字の順序で使用 される（これまで使用されたように）と仮定すれば、最後の値（３１）は、本発 明によるモデムをアドレスするために安全に使用することができる。従って、モ デムフィールドが通話設定メツセージにおいて３１にセットされたときには、Ｍ ＳＣは、本発明によるデータ通話が要求されていることを知り、その通話を本発 明による特殊なモデムに接続する。

移動体終端通話の場合には、特定のサービス番号を使用することもでき、この番 号をダイヤルすることにより本発明の特殊なモデムを介してデータ接続を確ｑす ることができる。或いは又、ＧＳＭシステムへの到来通話の場合には、ベアラ能 力エレメントのモデム形式フィールドを用いてモデムをアドレスすることができ 、これにより、通常のデータ通話と同じ状態になる。即ち、ＭＳＣは、加入者が データ通話に対して個別の電話番号をもたない限り、通話設定メツセージにおい てベアラ能力エレメントをいかにセットするか知らない。それ故、ＭＳは、ベア ラ能力エレメントを通話確認メツセージにおいてＭＳＣへ送らねばならない。

エレメントは、ＭＳがモデム形式値３１でデータモードにセットされることを示 している。

データ通話の始めに、ネットワーク終端ユニット８０ＡのモデムＭＯＤＩは、ハ ンドシェイク動作と、■、４２検出及び交渉ステップを規格に適合するモデム接 続を介して実行する。テーブル１による圧縮パラメータは、モデムＭＯＤＩに記 憶される。モデムＭＯＤＩは、りンドシエイク動作によりリモートモデムＭＯＤ ２とこれらのパラメータについて交渉する。それにより得られる圧縮／（ラメー タは、無線ターミナル装置へに送られる。

テーブル１ パラメータ　長さ　値　説明 （バイト）　（ＩＯ進） Ｐｏ　１　３　両り向に要求されるデータ圧縮））１　２　５１２　コードワー ドの数Ｐ２　１　６　最大ストリング長さ 添付図面及びそれに関連した説明は、弔に、本発明を説明するためのものである 。本発明の細部は、請求の範囲において変更可能である。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. １．デジタルセル式無線ネットワークのデータ送信量を増加する構成体であって 、無線データターミナル（Ａ）と、移動交換機（ＭＳＣ）に接続され、データモ デム（ＭＯＤ１）を含んでいるネットワーク終端ユニット（ＩＷＦ）と、リモー トデータモデム（ＭＯＤ２）と、上記無線データターミナル（Ａ）とデータモデ ム（ＭＯＤ１）との間にデジタル送信接続を確立すると共に上記データモデムと リモートデータモデム（ＭＯＤ２）との間にモデム接続を確立する通話制御手段 とを備えた構成体において、上記無線データターミナル（Ａ）及びリモートデー タモデム（ＭＯＤ２）は、データを圧縮形態で送信する手段を備え、 上記移動無線データターミナル（Ａ）とデータモデム（ＭＯＤ１）との間のデジ タル送信接続は、セル式無線システムの非透過的非同期データ接続であり、この 接続を介して圧縮されたデータがセル式システムのエラー補正機能を用いて送信 され、そして 上記ネットワーク終端ユニット（ＩＷＦ）のデータモデム（ＭＯＤ１）は、上記 リモートモデムのエラー補正プロトコルを用いることにより上記モデム接続を介 して圧縮されたデータを送信する手段であって、データセッションの始めに無線 データターミナルに圧縮パラメータを送信するための手段を備えており、これら パラメータは、データモデムとリモートデータモデムとの間のハンドシェイク手 順に基づいて決定されることを特徴とする構成体。
2. ２．上記無線データターミナル（Ａ）は、移動電話のような無線ターミナル装置 （ＭＳ）を備え、その非同期データインターフェイス（ＩＮＴ１）にはコンピュ ータのようなデータターミナル装置（ＤＴＥ）が接続される請求項１に記載の構 成体。
3. ３．圧縮及び圧縮解除手段（ＣＯＭＰ）がデータターミナル装置（ＤＴＥ）内に 配置される請求項２に記載の構成体。
4. ４．上記データ圧縮は、ＣＣＩＴＴ規格Ｖ．４２ｂｉｓに適合する請求項の前記 いずれかに記載の構成体。
5. ５．データモデム（ＭＯＤ１）により使用されるエラー補正は、ＣＣＩＴＴ規格 Ｖ．４２ｂｉｓに適合する請求項の前記いずれかに記載の構成体。