JPH11501185A - マルチチャンネル高速データ転送方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 デジタル移動通信システムは、送信者と受信者(MS,TAF)との間に高速非透過的データ接続を有する。データ接続に対し、公称データ転送レートに数値的に対応する並列サブチャンネル(ch1-chn)が無線インターフェイスに割り当てられる。無線リンクプロトコル(RLP)は、無線インターフェイスを経てデータを送信すると共に、正しいデータフレームを確認し、そして欠陥データフレームを再送信させる。送信バッファ(63)は、送信されるべきデータフレームをバッファし、そして首尾良い受信の確認を受け取るまで送信したデータフレームを記憶する。干渉及び消費電力を減少するために、実際のユーザデータレートにより要求されるのと同数の割り当てられたサブチャンネルを一度に使用することによりユーザデータが送信される。他の割り当てられたサブチャンネルにおいては、送信が中断されるか又は不連続送信がアクチベートされる。

Description

【発明の詳細な説明】 マルチチャンネル高速データ転送方法発明の分野 本発明は、移動通信システムの無線インターフェイスにおける高速マルチチャ ンネルデータサービス（ＨＳＣＳＤ）に係る。先行技術の説明 時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）型の移動テレコミュニケーションシステムに おいては、各々多数のタイムスロットより成る次々のＴＤＭＡフレームにおいて 無線経路上で時分割通信が行われる。各タイムスロットにおいて、短い情報パケ ットが無線周波数バーストとして送信され、この無線周波数バーストは、一定の 時間巾を有しそして１組の変調ビットで構成される。タイムスロットは、主とし て制御チャンネル及びトラフィックチャンネルの送信に使用される。トラフィッ クチャンネルでは、スピーチ及びデータが送信される。制御チャンネルでは、ベ ースステーションと移動加入者ステーションとの間の信号送信が行われる。ＴＤ ＭＡ無線システムの一例は、環ヨーロッパ移動通信システムＧＳＭ（移動通信用 のグローバルなシステム）である。 従来のＴＤＭＡシステムでは、各移動ステーションにデータ又はスピーチ送信 のために１つのトラフィックチャンネルが指定される。従って、ＧＳＭシステム は、例えば、同じ搬送波で異なる移動ステーションに対し８個までの並列接続を もつことができる。１つのトラフィックチャンネルの最大データ転送レートは、 使用可能な帯域巾と、送信に使用されるチャンネルコード化及びエラー修正方法 とに基づいて比較的低いレベルに制限され、例えば、ＧＳＭシステムでは、１２ ｋビット／ｓ、６ｋビット／ｓ又は３．６ｋビット／ｓに制限される。 デジタル移動通信システムは、一般に、多数の接続形式を使用するが、それら は、透過的接続及び非透過的接続の２つの分類に分けることができる。透過的接 続においては、移動通信システムのトラフィックチャンネルを経て透過的にデー タが転送され、これは、無線経路におけるエラー修正がチャンネルコード化のみ を用いて実行されることを意味する。ＧＳＭシステムでは、チャンネルコード化 は、順方向エラー修正（ＦＥＣ）である。非透過的接続は、チャンネルコード化 に加えて、データが他端に正しく受信されなかった場合にトラフィックチャンネ ルを経てデータ送信を繰り返すという付加的なプロトコルを使用する。ＧＳＭシ ステムでは、この通信プロトコルは、移動ステーションＭＳのターミナルアダプ タと、通常は移動サービス交換センターＭＳＣにあるインターワーキングファン クションＩＷＦとの間に使用される無線リンクプロトコル（ＲＬＰ）である。こ のＲＬＰは、フレーム構造を有する平衡型（ＨＤＬＣ型）データ転送プロトコル である。ＲＬＰによるエラー修正は、トラフィックチャンネル上で崩壊したフレ ームを再送信することをベースとする。ＲＬＰの上には、レーヤ２リレー（Ｌ２ Ｒ）という別のプロトコルがある。本発明においては、これらプロトコルを実行 するＴＡＦ又はＩＷＦの機能的部分をＬ２Ｒ／ＲＬＰユニットと称する。 通常のデータ転送状態においては、Ｌ２Ｒ／ＲＬＰユニットは、ユーザデータ を２００ビット長さのプロトコルデータ単位（ＰＤＵ）にパックし、これらは、 ２４０ビットのＲＬＰフレームにおいて無線インターフェイスを経て第２のＬ２ Ｒ／ＲＬＰユニットへ送信される。２つのＬ２Ｒ／ＲＬＰユニット間に転送され るべきデータ又は他の情報がない場合は、不連続送信（ＤＴＸ）が適用される。 このＤＴＸは、データ転送の休止中に無線経路の送信を最小（即ち送信中断）へ と減少する方法を指す。その目的は、移動ステーションにとって非常に重要な事 柄である送信器の電力消費を低減し、そしてシステムの容量に影響を及ぼす無線 経路の全干渉レベルを低減することである。ＤＴＸは、アップリンク及びダウン リンク方向に対して独立して動作する。移動通信ネットワークは、ＤＴＸの使用 を許すか又は禁止する。 通常のＬ２Ｒ／ＲＬＰ動作においては、ＰＤＵがおそらくは部分的に満たされ るだけである。というのは、アプリケーションが最大ユーザレートをトラフィッ クチャンネルの最大レート以下に制限するからである。ＰＤＵは、ターミナルイ ンターフェイスの実際のユーザデータレートが充分に高くなるか、又は再送信や 他の混雑により生じる遅延のために、Ｌ２Ｒ／ＲＬＰバッファが１つのＰＤＵを 完全に満たすに充分なユーザデータを有する場合に、いっぱいになる。又、場合 によっては、ＰＤＵを部分的に満たすよりも、ＰＤＵをいっぱいに満たす方が好 ましいことも考えられる。これは、タイマーやカウンタを使用して、いっぱいの ＰＤＵを形成するに充分なデータが（例えば、バッファに）得られるまで、又は 部分的にのみ満たされたＰＤＵであってもＰＤＵの形成がもはや遅延され得なく なるまで、ＰＤＵの形成を若干遅らせることにより実行できる。タイマーは、２ ０ｍｓ程度、即ち、ＴＤＭＡフレームの反復周期程度の典型的な値を有する。付 加的なデータ送信遅延を導入しないためには、タイマーの値を比較的短くしなけ ればならない。 しかしながら、今日の移動通信ネットワークのデータレートは、新規な高速デ ータサービスにとって充分なものではない。本発明の優先権主張日には公開され ていない本出願人の出願中のＰＣＴ出願ＷＯ９５／３１８７８には、移動通信シ ステムのための高いデータレートを導入する解決策が提案されており、即ち１つ の高速データ接続に対して２つ以上の並列なトラフィックチャンネル（サブチャ ンネル）が無線経路に使用される。高速データ信号は、無線経路を経て送信する ために送信端において並列なサブチャンネルに分配され、そして受信端において 合成される。このように、割り当てられたトラフィックチャンネルの数に基づき 従来のデータレートの８倍までの転送レートを有するデータ転送サービスを提供 することができる。ＧＳＭシステムでは、例えば、２つの並列サブチャンネルで 全ユーザデータ転送レート１９．２ｋビット／ｓが得られる。この原理は、マル チスロットチャンネル技術とも称される。このようにして得られる高速データサ ービスは、ＨＳＣＳＤ（高速回路交換データ）サービスと称される。 ＨＳＣＳＤサービスにおけるユーザデータレートが、無線リンクプロトコルの 最大容量より低い場合には、部分的に満たされたＰＤＵが形成されそしてＲＬＰ フレームにおいて無線インターフェイスを経て送信される。又、あるサブチャン ネルは、それらのＲＬＰフレームにおいていっぱいのＰＤＵを搬送し、そしてあ るサブチャンネルは、それらのＲＬＰフレームにおいて部分的に満たされた又は 空のＰＤＵを時々搬送する。 移動ステーションの場合には、送信容量のこの不充分な使用が、不必要に高い 電力消費、ＲＦ及び他の素子の加熱、そしておそらくは、実際のユーザデータレ ートに必要とされる以上に複雑な受信、送信及び隣接セル監視のスケジューリン グを招くことになる。 無線インターフェイスの場合には、これは、アップリンク方向、ダウンリンク 方向又はその両方において干渉の増加を招く。ベースステーション及びＩＷＦに ついては、ＭＳの場合と同様に、複雑さの低減が大きな問題ではない。 公知のＤＴＸ実施、及び若干遅延されるＰＤＵの形成は、状態をある程度緩和 できるが、完全ではない。ＤＴＸは、主として、送信されるべきものが全くない 場合に使用される。あるデータを送信しなければならず（低いレートで）、その 送信が割り当てられた帯域巾の一部分しか必要としないときは、従来のＤＴＸで は充分でない。発明の要旨 本発明の目的は、マルチチャンネル高速データリンクに適した不連続送信を提 供することである。 この目的は、デジタル移動通信システムにおいて高速データ転送を行う方法で あって、無線インターフェイスに割り当てられた多数の並列なサブチャンネルを 有する非透過的データ接続を確立し、その数は、特定の最大転送容量により決定 され；変化するユーザデータレートでターミナルインターフェイスからユーザデ ータを受信し；受信したデータフレームを正しく確認しそして欠陥データフレー ムを再送信する通信プロトコルを使用することにより非透過的データ接続を経て ユーザデータをデータフレームにおいて送信し；送信されるべきデータフレーム を送信バッファにバッファし；そして送信されたデータフレームを、考えられる 再送信のために、受信端から確認が受け取られるまで送信バッファに記憶すると いう段階を備えた方法によって達成される。この方法は、ターミナルインターフ ェイスにおける実際のユーザデータレートを決定し；最小数のサブチャンネルを 決定し、この数は、実際のユーザデータレートにより決定され；上記最小数のサ ブチャンネルに数値が対応する特定のサブチャンネルのみを経てユーザデータを データフレームにおいて送信し；接続に割り当てられた各過剰サブチャンネルに おいて送信を中断するか又は不連続送信をアクチベートし；送信バッファの充満 レベルを監視し；送信バッファの充満レベルが第１のスレッシュホールド値に達 した場合に上記過剰サブチャンネルの少なくとも１つにおいて送信を継続するか 又は不連続送信をデアクチベートし；そして送信バッファの充満レベルが第２の スレッシュホールドレベルに減少した場合に上記過剰サブチャンネルの少なくと も１つにおいて送信を中断するか又は不連続送信を再アクチベートするという段 階を更に備えたことを特徴とする。 本発明の基本的な考え方は、データリンクに割り当てられた最大データ転送容 量が必要とされない場合には特定のサブチャンネルのみを経て無線リンクプロト コル（ＲＬＰ）のフレームを選択的に送信することである。これは、無線インタ ーフェイスのインターリーブがＲＬＰフレームを多数のＴＤＭＡフレームにわた って分散させるために重要である。ＲＬＰフレームが何ら一貫性を伴わずに任意 に選択されたサブチャンネルを経て送信される場合には、多数の又はおそらくは 全ての割り当てられたサブチャンネルが一貫して「アクティブ」となる。本発明 によれば、送信は特定のサブチャンネルのみに集中されるが、接続に割り当てら れた他のサブチャンネルは、送信を全く搬送しないか、又はサブチャンネル特有 のＤＴＸを使用する。アクティブなサブチャンネルの数を少なくすることの直接 的な利点は、送信器の電力消費を減少し、温度の問題を少なくし、そして受信、 送信及び隣接セル測定のタイミングを簡単にすることを含む。更に、無線インタ ーフェイスにおける不必要な送信の数が少なくなるので、移動通信ネットワーク の干渉レベルも低くなる。 サブチャンネルの所要の最小数は、送信バッファへのデータ流、即ち実際のユ ーザデータレートを監視することにより決定できる。更に、バッファされるデー タの量を監視することにより、上記最小数以上のアクティブなサブチャンネルが 必要とされるかどうか決定し、そして使用するサブチャンネルの数を動的に増加 及び減少することができる。上記のデータ量、例えば、データレート、バッファ 状態、ＰＤＵ又はＲＬＰフレームの数等を表すことができる。使用するサブチャ ンネルの数、及び異なるサブチャンネルに対する重みの決定は、入力及びバッフ ァされるデータの量の種々の数学的及び統計学的変数に基づいて行われ、このよ うな変数は、例えば、瞬時値、固定平均値、移動平均値、又は他の統計学的変数 （幾何学的平均値、中間値等）である。これは、送信容量の必要性及び利用性の 急激な、ゆっくりとした、一時的な又は長時間の変化に対し、制御プロセスが、 制御された状態で反応できるようにする。このような変化は、例えば、ハンドオ ーバー、有効到達範囲の不良（一時的又は長時間）、データ転送要求、崩壊した データの再送信要求、接続への新たなサブチャンネルの割り当て、接続からのサ ブチャンネルの除去、及び無線インターフェイスチャンネルコード化の変化によ って生じるものである。 データ転送が継続されるサブチャンネルを選択する方法は、色々ある。本発明 の１つの実施形態は、サブチャンネルを次の原理に基づいて編成するサブチャン ネル優先リストを使用する。即ち、１）ＴＤＭＡフレームにおけるサブチャンネ ルの位置に基づく順序、２）接続におけるサブチャンネルの総数に基づく所定の 順序、３）接続中に交渉すべき順序、又は４）任意の順序。多数のＴＤＭＡフレ ームの時間中に同じに維持される場合には任意の順序でも有効である。図面の簡単な説明 以下、添付図面を参照し、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。 図１は、単一チャンネルの非透過的接続に本発明を適用できる移動通信システ ムの一部分を示す図である。 図２は、単一チャンネルの非透過的ＧＳＭトラフィックチャンネルの機能的ユ ニットを異なるプロトコルレベルで示すブロック図である。 図３は、Ｌ２Ｒ ＰＤＵを示す図である。 図４は、ＲＬＰフレームを示す図である。 図５は、マルチチャンネルの非透過的接続に本発明を適用できるＧＳＭ移動通 信システムの一部分を示す図である。 図６は、本発明によるＨＳＣＳＤ接続に対する構成のブロック図である。好ましい実施形態の詳細な説明 本発明は、ＴＤＭＡ又はＣＤＭＡのような種々の多重アクセス方法を使用する デジタル移動通信システムにおいて高速データ送信に適用することができる。異 なる多重アクセス方法においては、トラフィックチャンネルの物理的な概念が異 なり、主として、ＴＤＭＡシステムのタイムスロット、ＣＤＭＡシステムの分散 コード、ＦＤＭＡシステムの無線チャンネル、又はその組合せ等によって定めら れる。しかしながら、本発明の基本的な概念は、トラフィックチャンネルの形式 及び使用する多重アクセス方法とは独立している。 本発明は、全てのデジタルデータ転送システムにおいて、多数の並列サブチャ ンネル（例えば、マルチスロットアクセス）を含む非透過的データリンクに使用 することができる。 本発明は、パンヨーロピアンデジタル移動通信システムＧＳＭ、ＤＣＳ１８０ ０（デジタルコミュニケーションシステム）、ＥＩＡ／ＴＩＡ暫定規格ＩＳ／４ １．３に基づく移動通信システム、等のデジタルＴＤＭＡ移動通信システムにお いてデータ転送の用途に特に良く適している。以下、本発明は、ＧＳＭシステム を一例として使用して説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。図 １は、ＧＳＭシステムの基本的構造を非常に簡単に示すもので、システムの特性 や他の観点に注意を払っていない。ＧＳＭシステムの詳細な説明については、Ｇ ＳＭ推奨勧告及び「移動通信用のＧＳＭシステム(The GSM System for Mobile C ommunications)」、Ｍ．モーリ及びＭ．ポーテット、パライゼウ、フランス、１ ９９２年、ＩＳＢＮ：２−９５０７１９０−０−７を参照されたい。 移動サービス交換センターＭＳＣは、入呼び及び出呼びの接続を取り扱う。こ れは、公衆交換電話ネットワーク（ＰＳＴＮ）の交換機と同様の機能を行う。こ れに加えて、加入者位置管理のような移動通信のみの特徴である機能を、ネット ワークの加入者レジスタ（図示せず）と一緒に実行する。移動ステーションＭＳ は、ベースステーションシステムＢＳＳにより中央のＭＳＣに接続される。ベー スステーションシステムＢＳＳは、ベースステーションコントローラＢＳＣ及び ベースステーションＢＴＳより成る。 ＧＳＭシステムは、各々多数のタイムスロットより成る次々のＴＤＭＡフレー ムにおいて時分割トラフィックが無線経路で行われるような時分割多重アクセス （ＴＤＭＡ）システムである。各タイムスロットにおいて、短い情報パケットが 高周波バーストとして送信され、この高周波バーストは一定巾を有しそして１組 の変調ビットで構成される。タイムスロットは、主として、制御チャンネル及び トラフィックチャンネルを送信するのに使用される。トラフィックチャンネルに おいては、スピーチ及びデータが送信される。制御チャンネルにおいては、ベー スステーションと移動加入者ステーションとの間の信号送信が行われる。ＧＳＭ システムの無線インターフェイスに使用されるチャンネル構造は、ＧＳＭ推奨勧 告０５．０２に詳細に定められている。この推奨勧告に基づく動作においては、 通話の開始時に、移動ステーションＭＳに搬送波からのタイムスロットがトラフ ィックチャンネルとして指定される（単一スロットアクセス）。ＭＳは、このタ イムスロットに同期して、高周波バーストを送信及び受信する。 ＧＳＭシステムにおいては、移動ステーションＭＳのネットワークターミナル ＴＡＦ（ターミナル適応ファンクション）３１と、固定ネットワーク（通常はＭ ＳＣ）のネットワークアダプタＩＷＦ（インターワーキングファンクション）４ １との間にデータリンクが確立される。データリンクは、接続の時間中に無線イ ンターフェイスから１つ（以上）のトラフィックチャンネルを指定する回路交換 接続である。ＧＳＭネットワークでは、データ転送のデータリンクは、Ｖ．１１ ０レート適応、Ｖ．２４インターフェイス適合、ＵＤＩコード化デジタル全二重 接続である。Ｖ．１１０接続は、元々は、推奨勧告ＣＣＩＴＴブルーブックＶ． １１０に規定されたようにＩＳＤＮ（サービス総合デジタル網）用に開発された デジタル送信チャンネルである。ターミナルアダプタＴＡＦは、ＭＳに接続され たデータターミナルＴＥをＶ．１１０接続に適応させるもので、この接続は、図 １においては、トラフィックチャンネルｃｈ０を用いて回路交換接続にわたって 確立される。ネットワークアダプタＩＷＦは、Ｖ．１１０接続を、ＩＳＤＮのよ うな別のＶ．１１０ネットワーク、又は別のＧＳＭネットワーク、或いは例えば 公衆交換電話ネットワークＰＳＴＮのような別のトランシットネットワークに適 応させる。 更に、トラフィックチャンネルは、無線経路の送信エラーの影響を減少すると いう目的でチャンネルコード化ＦＥＣ（順方向エラー修正）を使用する。ＧＳＭ システムは、ＧＳＭ推奨勧告０５．０３に従うコンボルーションコード化を使用 し、その効率は、コンボルーションコード比Ｘ／Ｙで表すことができ、これは、 Ｘデータビットがチャンネルコード化においてＹコードビットで表されることを 意味する。全レートのＧＳＭトラフィックチャンネルでは、ユーザデータレート ９．６ｋビット／ｓ、４．８ｋビット／ｓ及び２．４ｋビット／ｓに対して各々 コンボルーションコード比１／２（穴の開いた）、１／３及び１／６が使用され る。 ＧＳＭトラフィックチャンネルにおけるＴＡＦとＩＷＦとの間の回路交換非透 過的接続は、多数のプロトコルレーヤ（層）を備えている。 ＭＳターミナルアダプタＴＡＦとデータターミナル装置との間のターミナルイ ンターフェイス、及びＩＷＦと例えば音声モデムＭＯＤＥＭとの間のインターフ ェイスは、ＣＣＩＴＴ Ｖ．２４に基づくものであり、そして図２において、タ ーミナルインターフェイスは、記号Ｌ２でマークされている。本発明に関する限 り、当該プロトコルは、Ｌ２Ｒ（レーヤ２リレー）及びＲＬＰ（無線リンクプロ トコル）であり、これらは両方とも、ターミナルアダプタＴＡＦにあり、そして ネットワークアダプタＩＷＦは、接続の両端にある。更に、図２に示すように、 接続は、異なる種類のレート適応（ＲＡ）ファンクション、例えば、ＲＡ１’を ＴＡＦと、ＢＳＳに位置するＣＣＵユニット（チャンネルコードユニット）との 間に有し、ＲＡ１をＣＣＵとＩＷＦとの間に有し、ＲＡＡをＣＣＵと、ベースス テーションから離れて位置するトランスコーダユニットＴＲＡＵとの間に有し、 そしてＲＡ２をＴＲＡＵとＩＷＦとの間に有する。レート適応ＲＡファンクショ ンは、ＧＳＭ推奨勧告０４．２１及び０８．２０に規定されている。ＣＣＵとＴ ＲＡＵとの間の通信は、ＧＳＭ推奨勧告０８．６０に規定されている。 無線インターフェイスのレート適応された情報ＲＡ１’は、更に、ＭＳ及びＣ ＣＵのブロックＦＥＣで示されたように、チャンネルコード化され、その方法は ＧＳＭ推奨勧告５．０３に規定されている。 しかしながら、本発明は、ＴＡＦ及びＩＷＦのＬ２Ｒ／ＲＬＰ動作と、それら の間の通信のみに係る。上記した他の下位レーヤプロトコル、ファンクション及 びユニットは、Ｌ２Ｒ／ＲＬＰユニット間にＧＳＭ推奨勧告に基づく送信経路を 与えるものに過ぎず、チャンネルコード化ＦＥＣを除くと本発明にとって重要で はない。従って、他のファンクションについては、ここでは詳細に説明しない。 非透過的なキャラクタ指向プロトコルのＬ２Ｒ（レーヤ２リレー）ファンクシ ョンは、例えば、ＧＳＭ推奨勧告０７．０２に規定されている。Ｌ２Ｒは、ター ミナルインターフェイスから発信されるユーザデータ及び状態情報を、図３に示 すような２００ビット、２５オクテット長さのＰＤＵ（プロトコルデータ単位） にパックする。これらオクテットは、０から２４まで番号付けされており、オク テット０が最初に送信される。オクテットのビットは、１から８まで番号付けさ れ、ビット１が最初に送信される。ＰＤＵにおいては、オクテットは、状態オク テット、キャラクタ（上位レーヤデータ）又は充満ビットである。オクテット０ は、常に、状態オクテットである。状態オクテットは、Ｖ．２４接続の状態に対 する３つのビットＳＡ、ＳＢ及びＸと、状態オクテットに続くデータオクテット の数を指示する５ビットと、空及びＰＤＵのようなデータオクテットの特殊な指 示とを備えている。図３においては、状態オクテット０の後に３つのデータオク テットが続き、これにはワード「ＧＳＭ」がパックされ、その後、新たな状態オ クテット４が続く。 Ｌ２Ｒ ＰＤＵは、ＲＬＰプロトコルに基づきフレームにパックされ、このよ うなフレームが図４に示されている。ＲＬＰプロトコルは、ＧＳＭ推奨勧告０４ ．２２に規定されている。ＲＬＰは、フレーム構造をもつ平衡型（ＨＤＬＣ型） のデータ転送プロトコルであり、そのエラー修正は、受信者の要求があった際に 崩壊したフレームを再送信することに基づく。ＲＬＰは、移動ステーションＭＳ のターミナルアダプタＴＡＦから、通常ＭＳＣに位置するネットワークアダプタ ＩＷＦへと延びる。図４に示すように、ＲＬＰフレーム構造は、ヘッダフィール ド（１６ビット）と、情報フィールド（２００ビット）と、フレームチェックシ ーケンス（２４ビット）とを含む。２００ビットのＬ２Ｒ ＰＤＵは、情報フィ ールドにパックされる。その結果、正味のＲＬＰデータレートは、１つのチャン ネルに対する最大データレート９．６ｋビット／ｓより明らかに上であり、これ は、公称ユーザレートを減少せずに特定数の再送信を許す。例えば、ターミナル インターフェイスのユーザレートが９６００ビット／ｓでありそして無線インタ ーフェイスのデータレートが１２ｋビット／ｓである場合は、「過剰容量」が、 使用されるキャラクタ構造に基づき、少なくとも１２．５％となる。 送信バッファは、Ｖ．２４インターフェイスから受け取ったデータをバッファ し、ＭＳが無線インターフェイスを経てデータを直ちに送信できない場合にも、 データが失われることはない。受信バッファは、Ｖ．２４インターフェイスへ転 送されるデータをバッファし、トラフィックチャンネルから受け取ったデータを Ｖ．２４インターフェイスを経て例えばターミナル装置ＴＥへ直ちに送ることが できない場合でもそのデータが失われることはない。又、ＲＬＰプロトコルは、 送信及び受信バッファの充満レベルを調整するのに使用される流れコントローラ も備えている。この流れコントローラは、ＧＳＭ推奨勧告０７．０２に規定され ている。流れコントローラをアクチベートするのに使用される基準は、ハーフフ ル(half full)送信又は受信バッファである。 単一のＧＳＭトラフィックチャンネルにおける最大のユーザデータレートは、 ９．６ｋビット／ｓに制限される。 高速データサービス（ＨＳＣＳＤ）においては、多数のトラフィックチャンネ ルがデータ通話に指定され、即ち２つ以上のタイムスロットが同じＴＤＭＡフレ ームから指定される。多数のトラフィックチャンネルに基づき高速データ転送を いかに実行するかの例が、本出願人の出願中のＰＣＴ出願ＷＯ９５／３１８７８ 及びＷＯ９６／１８２４８に開示されている。しかしながら、本発明に関する限 り、唯一の重要な事柄は、マルチチャンネルデータリンクを確立できることであ る。 図５は、多数の並列のトラフィックチャンネルにおいてこのようなデータ転送 を実施するＧＳＭネットワークアーキテクチャーを示している。図５は、図１と 同様であるが、図５においては、ＴＡＦとＩＷＦとの間に、Ｎ個の並列なトラフ ィックチャンネルｃｈ０−ｃｈｎより成る回路交換非透過的接続がある。但し、 Ｎ＝１、２、３・・・である。移動ステーションにおいては、ＴＡＦは、データ ターミナル装置から発信した高速データ信号ＤＡＴＡ ＩＮを並列トラフィック チャンネルｃｈ０−ｃｈｎに分割する分割器として働くと共に、並列トラフィッ クチャンネルｃｈ０−ｃｈｎから受け取ったサブ信号を高速データ信号ＤＡＴＡ ＯＵＴへと合成する合成器としても働く。対応的に、マルチチャンネルデータ リンクの他端では、ＩＷＦは、入力の高速データ信号ＤＡＴＡ ＩＮを並列のト ラフィックチャンネルｃｈ０−ｃｈｎに分割する分割器として働くと共に、並列 トラフィックチャンネルｃｈ０−ｃｈｎから受け取ったサブ信号を高速データ信 号ＤＡＴＡ ＯＵＴへと合成する合成器としても働く。 又、図２のプロトコル構造は、図５のマルチチャンネル接続アーキテクチャー にも適用できる。本発明の好ましい実施形態においては、Ｌ２Ｒ／ＲＬＰユニッ トは、同じ接続に割り当てられた全てのトラフィックチャンネルに共通である。 これらの中で、ＲＬＰは、上記分割器及び合成器として同時に機能する。しかし ながら、各トラフィックチャンネルには、図２に示すように、専用のレート適応 ファンクション（ＲＡ）及びチャンネルコード化ファンクション（ＦＥＣ）が設 けられている。従って、Ｌ２Ｒ／ＲＬＰユニットの観点から、マルチチャンネル データリンクは、単一チャンネルのリンクと実質的に同様であり、それらの間の 「送信チャンネル」のみが、それまで以上の容量を有する。 ＨＳＣＳＤ接続は、図６のブロック図にも示され、この場合、Ｌ２Ｒ及びＲＬ Ｐプロトコルファンクションは、ＴＡＦ／ＭＳにおいて個別のユニット６２及び ６３に分配され、そして対応的に、受信端のＩＷＦ／ＭＳＣにおいてユニット６ ４及び６５に分配される。ユニットＬ２Ｒは、上記のように、Ｌ２Ｒ ＰＤＵに データをパックする。しかしながら、ＨＳＣＳＤにおいては、若干変更されたＰ ＤＵが使用され、即ちＰＤＵにおけるビット数は小さくて、１９２である。その 理由は、ＲＬＰプロトコルにおけるユーザデータレートの減少を補償することで あり、このような減少は、ＲＬＰフレームのＨＳＣＳＤにより要求される余分な オーバーヘッド情報により生じる。本発明に関しては、ＰＤＵのＨＳＣＳＤ及び ＲＬＰフレームにより生じる差は問題でなく、ここでは詳細に述べない。ＰＤＵ 及びＲＬＰの用語は、ここでは、全てのバージョンを指すものとする。 Ｌ２Ｒユニット６２は、ＰＤＵをＲＬＰユニット６３に出力する。ＲＬＰユニ ット６３は、ＰＤＵをＲＬＰフレームに挿入し、そしてそれらをサブチャンネル ｃｈ１−ｃｈｎにおいて分割する。但し、ｎは整数であり、≧２である。無線ト ランシーバＴＲｘは、各サブチャンネルに対し（レート適応及びチャンネルコー ド化に続いて）バーストの形成、インターリーブ及び変調を実行し、そして対応 するサブチャンネルタイムスロットにおいて無線インターフェイスを経て送信を 行う。ＢＴＳ無線トランシーバＴＲｘは、サブチャンネルタイムスロットにおい てバーストを受信し、各サブチャンネルに対してインターリーブ解除を別々に実 行し、そして（チャンネルデコードに続いて）各サブチャンネルｃｈ１−ｃｈｎ のＲＬＰフレームをＲＬＰユニット６４へ送信し、このユニットは、ＰＤＵを合 成しそしてそれらをＬ２Ｒユニット６５に送る。ＢＴＳとＩＷＦとの間では、 ＲＬＰフレームは、ＴＲＡＵフレームにおいて転送されねばならないが、これは 、本発明にとって重要ではない。 ＨＳＣＳＤサービスのユーザデータレートが、接続に割り当てられた最大容量 に実質的に対応するときには、全ＰＤＵが全てのサブチャンネルにおいて送信さ れる。前記のように、ＨＳＣＳＤサービスのユーザデータレートが無線リンクプ ロトコルの最大容量より低い場合には、Ｌ２Ｒユニット６２は、部分的に充満さ れたＰＤＵを形成し、そしてそれらをＲＬＰフレームにおいて無線インターフェ イスサブチャンネルを経て送信する。しかしながら、従来は、送信が全てのサブ チャンネルｃｈ０−ｃｈｎに任意に分散され、その結果、全てのサブチャンネル が若干アクティブとなった。 本発明によれば、ＲＬＰユニット６３は、接続に割り当てられた最大のデータ 転送容量が必要とされない場合に、ＲＬＰフレームを送信するのに、サブチャン ネルｃｈ１−ｃｈｎの特定の部分のみを使用する。他の未使用のサブチャンネル には送信が全く存在しないか、又はチャンネル特有のＤＴＸを有する。使用する サブチャンネルの最大数は、Ｌ２Ｒユニットへの実際のユーザデータレートに基 づいて定められ、そして付加的なチャンネルの必要性は、バッファされたデータ 量に基づいて定められる。これは、ここに例示する実施形態では、図６を参照し て説明する。 入力データの量、並びにＬ２Ｒユニット６２及びＲＬＰユニット６３における バッファの充満レベルは、ＤＴＸコントロールユニット６１により監視される。 先ず、データ通話に割り当てられた最大転送容量が３つのトラフィックチャンネ ルであり、即ち３ｘ９．６ｋビット／ｓ＝２８．８ｋビット／ｓであると仮定す る。ＤＴＸコントローラ６１は、Ｌ２Ｒユニット６２へのデータ流の実際のユー ザデータレートを監視する。平均ユーザデータレートが２つのサブチャンネルの 容量即ち１９２００ビット／ｓを越えた場合には、必要とされる最小容量が３つ のサブチャンネルであり、即ちデータリンクに割り当てられた最大容量と同じで ある。この場合、ＤＴＸコントローラ６１は、３つのサブチャンネル全部におい て通常の仕方で送信するようにＲＬＰユニット６３に指令する。 更に、Ｌ２Ｒユニット６２への平均ユーザデータレートが通話中に１９．２ｋ ビット／ｓより低い値、例えば、１８ｋビット／ｓまで低下すると仮定する。Ｄ ＴＸコントローラ６１は、上記の平均ユーザデータレート１８ｋビット／ｓに対 して最小数のトラフィックチャンネル、即ち２つのサブチャンネルを定義する。 従って、ＤＴＸコントロールユニット６１は、２つのサブチャンネル、例えば、 サブチャンネルｃｈ１及びｃｈ２のみにおいてアクティブに送信するようにＲＬ Ｐユニット６３に指令する。第３のサブチャンネルｃｈ３での送信は、一時的に 中断されるか、又はＧＳＭ仕様に基づく不連続な送信ＤＴＸがそのチャンネル上 でアクチベートされる。このような場合には、ＲＬＰユニット６３が、ＧＳＭ推 奨勧告０４．０６の第５．４．２．３項に基づくＬ２充満フレームをサブチャン ネルｃｈ３に送信する。ＴＲｘは、ＲＬＰユニット６３からこれらのＲＬＰフレ ームを受信するが、それらをＧＳＭ推奨勧告０５．０８の第８．３項に規定され た特定のＴＤＭＡフレームサブグループのみにおいて無線経路に送信する。その 他の時間には、サブチャンネルは、ＤＴＸモードでの送信をもたない。 ＤＴＸコントローラ６１は、平均ユーザデータレートを監視すると同時に、少 なくともＲＬＰユニット６３のバッファの充満レベルを監視し続ける。ＲＬＰバ ッファは、最初に送信されるべきＲＬＰフレームと、既に送信されたが受信端か らまだ確認を受け取っていないＲＬＰフレームとの両方を含む。ＤＴＸコントロ ーラ６１は、バッファ充満レベルとして例えば２つのスレッシュホールド値を有 する。ＲＬＰバッファの充満レベルが特定のスレッシュホールド値より低い場合 には、ＤＴＸコントローラ６１は、現在数のサブチャンネルで充分であると考え る。バッファがこのスレッシュホールド値まで充満した場合は、ＤＴＸコントロ ーラ６１は、現在数のサブチャンネルではデータ送信に不充分であると考える。 これにより、ＤＴＸコントローラ６１は、サブチャンネルｃｈ３からＤＴＸをデ アクチベートする。ＲＬＰユニット６３は、たとえ平均ユーザデータレート１８ ｋビット／ｓに対応する最小容量が２つのサブチャンネルであっても、ユーザデ ータをＲＬＰフレームにおいてサブチャンネルｃｈ３に送信し始める。その結果 として、ＲＬＰユニット６３のバッファは、空になり始める。このバッファが低 い所定スレッシュホールド値まで空になるや否や、ＤＴＸコントローラ６１は、 平均ユーザデータレートに対応する最小容量即ち２つのサブチャンネルを送信に 充分なものであると考える。従って、ＤＴＸコントローラ６１は、サブチャンネ ルｃｈ３においてＤＴＸを再アクチベートする。ＲＬＰユニット６３は、サブチ ャンネルｃｈ１及びｃｈ２を経てユーザデータのみを含むＲＬＰフレームの送信 を再開する。充満フレームは、サブチャンネルｃｈ３を経て送信される。 平均ユーザデータレートが９．６ｋビット／ｓよりも下がった場合には、必要 とされる最小容量が１つのサブチャンネルとなる。このような場合には、ＤＴＸ モードが、例えばサブチャンネルｃｈ２においてもアクチベートされ、ユーザデ ータは、サブチャンネルｃｈ１のみに送信される。ＤＴＸコントローラ６１は、 ＲＬＰユニット６３のバッファ充満レベルを連続的に監視し、そして必要に応じ て、１つ以上のサブチャンネルからＤＴＸをデアクチベートする。 平均ユーザデータレートの値が再び１９．２ｋビット／ｓより高くなった場合 には、ＤＴＸコントローラ６１は、再び全ての割り当てられたサブチャンネルｃ ｈ１−ｃｈ３を通常に使用する。 或いは又、ＲＬＰユニット６３のバッファの充満レベルは、両方向に多数のス レッシュホールド値を有してもよい。バッファが特定のスレッシュホールド値に 充満すると、ＤＴＸは、１つ以上のサブチャンネルからデアクチベートされ、次 のスレッシュホールド値に達すると、ＤＴＸは、再び１つ以上のサブチャンネル からデアクチベートされ、等々となる。同様に、バッファがあるスレッシュホー ルド値まで空になると、ＤＴＸは１つ以上のサブチャンネルにおいてデアクチベ ートされ、次のスレッシュホールド値に到達すると、ＤＴＸは、再び１つ以上の サブチャンネルにおいてアクチベートされ、等々となる。 受信端においては、ＢＴＳ及びＩＷＦが通常に動作して、全てのサブチャンネ ルにおいて受信を行う。特定のサブチャンネルにおけるＤＴＸは、ＧＳＭ推奨勧 告に基づいて取り扱われる。 本発明は、ＭＳ送信に適用したときに最も効果的である。又、この方法は、移 動通信ネットワークから移動ステーションへ送信するときにも適用でき、これに より、移動通信ネットワークの無線干渉レベルが低くされる。 上記のように、ユーザデータレートを決定しそしてバッファ充満レベルを監視 するために、種々の統計学的方法を適用できる。又、上記のように、一度に使用 されるべきトラフィックチャンネルは、特定の優先リストに基づいて選択されて もよい。 添付図面及びそれを参照した上記の説明は、単に、本発明を例示するものに過 ぎない。本発明の方法は、請求の範囲内でその細部を種々変更できることを理解 されたい。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ， ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，Ｇ Ｅ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ， ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，Ｐ Ｌ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ， ＶＮ (72)発明者 ヨキネン ハーリ フィンランド エフイーエン−25370 ヒ ーシ ヴェヘヒーデンティエ 450

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．デジタル移動通信システムにおいて高速データ転送を行う方法であって、無 線インターフェイスに割り当てられた多数の並列なサブチャンネルを有する非透 過的データ接続を確立し、その数は特定の最大転送容量により決定され；変化す るユーザデータレートでターミナルインターフェイスからユーザデータを受信し ；受信したデータフレームを正しく確認しそして欠陥データフレームを再送信す る通信プロトコルを使用することにより非透過的データ接続を経てユーザデータ をデータフレームにおいて送信し；送信されるべきデータフレームを送信バッフ ァにバッファし；そして送信されたデータフレームを、考えられる再送信のため に、受信端から確認が受け取られるまで送信バッファに記憶するという段階を備 えた方法において、 ターミナルインターフェイスにおける実際のユーザデータレートを決定し； 最小数のサブチャンネルを決定し、この数は、実際のユーザデータレートに より決定され； 上記最小数のサブチャンネルに数値が対応する特定のサブチャンネルのみを 経てユーザデータをデータフレームにおいて送信し； 接続に割り当てられた各過剰サブチャンネルにおいて送信を中断するか又は 不連続送信をアクチベートし； 送信バッファの充満レベルを監視し； 送信バッファの充満レベルが第１のスレッシュホールド値に達した場合に上 記過剰サブチャンネルの少なくとも１つにおいて送信を継続するか又は不連続送 信をデアクチベートし；そして 送信バッファの充満レベルが第２のスレッシュホールドレベルに減少した場 合に上記過剰サブチャンネルの少なくとも１つにおいて送信を中断するか又は不 連続送信を再アクチベートする； という段階を更に備えたことを特徴とする方法。 ２．サブチャンネルの最小数を決定し、この数は、実際のユーザデータレートに より決定され； 上記サブチャンネルの最小数に少なくとも等しい数の特定のサブチャンネル を経てユーザデータをデータフレームにおいて送信し；そして 送信バッファの充満レベルに基づいて上記割り当てられたサブチャンネルの 数を動的に変更する； という段階を備えた請求項１に記載の方法。 ３．特定のサブチャンネルの数の上記動的な変更は、 送信バッファの充満レベルが第１のスレッシュホールド値に到達した場合に は上記少なくとも１つの他のサブチャンネルにおいて送信を継続するか又は不連 続送信をデアクチベートし；そして 送信バッファの充満レベルが第２のスレッシュホールド値に減少した場合に は上記少なくとも１つの他のサブチャンネルにおいて送信を中断するか又は不連 続送信を再アクチベートする； という段階を含む請求項２に記載の方法。 ４．上記サブチャンネルの最小数が、データ接続に割り当てられたサブチャンネ ルの数に一致する場合には、割り当てられた全てのサブチャンネルを経てユーザ データを送信するという段階を備えた請求項１、２又は３に記載の方法。 ５．送信バッファ(63)を有する送信者(MS,TAF)と、受信者(IWF)と、これら２つ の当事者間のマルチチャンネル非透過的回路交換データ接続であって、無線イン ターフェイスに割り当てられた並列なサブチャンネルを有し、その割り当てられ たサブチャンネルの数が特定の最大転送容量により決定されるようなマルチチャ ンネルデータ接続と、このデータ接続を経てデータフレームにおいてデータを転 送し、正しく受け取られたデータフレームを確認すると共に、受け取られた欠陥 データフレームを再送信する通信プロトコル(RLP)とを備え、上記送信バッファ は、送信されるべきデータフレームをバッファし、そして首尾良い受信の確認を 受け取るまで送信したデータフレームを記憶するようなデジタル移動通信システ ムにおいて、 上記送信者(MS)は、実際のユーザデータレートと、送信バッファの充満レベ ルとを監視するように構成され、そして 上記送信者(MS)は、上記実際のユーザデータレートと、バッファの充満レベ ルとに基づいて数が決まるところの特定の割り当てられたサブチャンネルを経 て、ユーザデータをデータフレームにおいて送信し、そして他の考えられる割り 当てられたサブチャンネルにおいて送信を中断するか又は不連続送信をアクチベ ートするように構成されたことを特徴とするデジタル移動通信システム。 ６．上記送信者は、移動ステーション(MS)のターミナルアダプタ(TAF)でありそ して上記受信者は、移動通信ネットワークのネットワークアダプタ(IWF)である 請求項５に記載のシステム。 ７．上記送信者は、移動通信ネットワークのネットワークアダプタ(IWF)であり 、そして上記受信者は、移動ステーション(MS)のターミナルアダプタ(TAF)であ る請求項５に記載のシステム。