JP3581715B2 - Ｔｄｍａ移動通信システムにおけるデータ送信方法 - Google Patents
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Description
発明の分野
本発明は、時分割多重アクセス（TDMA）移動通信システムにおけるデータ送信方法であって、移動ステーションを使用する用途に必要なデータ転送レートに基づいてデータ送信のために移動ステーションに１つ以上のタイムスロットを指定する段階を備えた方法に係る。
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では、通信が無線経路上で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の形態で送信され、このバーストは、一定の時間巾を有し、１組の変調された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搬送するのに使用される。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伝送が行われる。TDMA無線システムの一例は、パンヨーロピアン移動通信システムGSM（移動通信用のグローバルシステム）である。
従来のTDMAシステムで通信する場合には、各移動ステーションに、データ又はスピーチ送信のための１チャンネルタイムスロットが指定される。従って、GSMシステムは、例えば、同じ搬送波周波数において異なる移動ステーションへの並列接続を８個までもつことができる。１つのトラフィックチャンネルにおける最大データ転送レートは、使用できるチャンネル帯域巾と、送信に使用されるチャンネルコード及びエラー修正方法とに基づき、比較的低いレベルに制限される。GSMシステムでは、例えば、ユーザレートは、9.6kビット/s又は12kビット/sである。更に、GSMシステムでは、いわゆる半レート（最大4.8kビット/s）のトラフィックチャンネルが低いスピーチコードレートに対して選択される。半レートチャンネルは、移動ステーションが１つおきのタイムスロットのみで通信し即ち半レートで通信するときに確立される。同じフレームの１つおきの他のタイムスロットでは第２の移動ステーションが通信する。従って、加入者の数に関してシステムの容量は２倍になり、換言すれば、16個までの移動ステーションが、同じ搬送波周波数において同時に通信することができる。
最近の数年間に、移動通信ネットワークにおける高速データサービスの需要が甚だしく増加した。例えば、ISDN（サービス総合デジタル網）回路交換デジタルデータサービスを利用するためには、少なくとも64kビット/sのデータ転送レートが必要とされる。モデム及びG3のファクシミリターミナルのような公衆ネットワークPSTNのデータサービスは、14.4kビット/sのような高い転送レートを必要とする。9.6kビット/sより高い転送レートを必要とする移動データ転送の成長している領域の１つは、移動ビデオサービスである。この種のサービスは、例えば、カメラにより保安コントロールや、ビデオデータベースを含む。ビデオ転送における最小データ転送レートは、例えば、16又は32kビット/sである。
しかしながら、現在の移動通信ネットワークのデータ転送レートは、これらの新たな要望を満足するのに充分ではない。
この問題を解決する１つの方法は、移動ステーションとの通信に多数のTDMAタイムスロットを使用することである。このようにすれば、データを多数のタイムスロット（トラフィックチャンネル）にマルチプレクスすることにより１つの移動ステーションが高いデータ転送レートでデータを送信及び受信することができる。これをマルチスロットアクセス技術と称する。
多数のタイムスロットが１つの移動ステーションとの通信に使用されるときには、充分な数のトラフィックチャンネルが使用できない場合に問題が生じる。これは、通話設定段階又はハンドオーバーにおいて生じる。ハンドオーバーとは、進行中通話の間に移動ステーションを１つのチャンネルから同じセル又は隣接セルの別のチャンネルに切り換えることを指す。移動ステーションが高いデータ転送レートで動作していて、新たなセルがハンドオーバーの後に手前のセルと同程度のデータ転送レートを与えることができない場合に問題が生じる。１つの解決策は、データ転送サービスの質即ちデータ転送レートが通話設定又はハンドオーバー中或いはハンドオーバーの後に充分でない場合に、その接続を中断することである。しかしながら、この解決策は、受け入れられない。
発明の要旨
本発明の目的は、データ送信にマルチスロットアクセス技術を用いる移動通信ネットワークの容量制約によって生じる問題を緩和することである。
これは、時分割多重アクセス（TDMA）移動通信システムにおけるデータ送信方法であって、移動ステーションを使用する用途に必要とされるデータ転送レートに基づいてデータ送信のために移動ステーションに１つ以上のタイムスロットを指定する段階を備えた方法において達成される。この方法は、本発明によれば、移動ステーションがユーザデータ転送レートに対して最大及び最小の要件を移動通信ネットワークに指示し、そして移動通信ネットワークが通話設定又はハンドオーバーに関連して１つ以上のタイムスロットより成るチャンネル構成をデータ通話のために移動ステーションに指定することを特徴とする。上記チャンネル構成は、移動通信ネットワークで現在使用できるネットワークリソースに基づくものであり、そして上記最小の要件以上であって且つ上記最大の要件以下のデータチャンネル性能を可能にする。サービスしている移動通信ネットワークは、ユーザデータ転送レートとして移動ステーションの最小の要件を果たすに充分なネットワークリソースをもたない場合に、データ通話の設定又はハンドオーバーの試みを中断する。ユーザデータ転送レートを決定するチャンネル構成をデータ通話に指定するときの基礎となる移動通信ネットワークの上記リソースは、少なくとも、サービスしているセルのタイムスロットリソースと、ハンドオーバーのためのターゲットセルのタイムスロットリソースとを含む。
本発明において、データ通話のデータ転送レートは、いわゆるマルチスロットアクセス技術を使用する移動通信システムにおいて、ユーザデータ転送レートに対する最大要件を満足するチャンネル構成が使用できないときには減少される。これは、通話設定又はハンドオーバー中に行われる。移動ステーションは、データ通話を確立するのに使用される現在指定されているパラメータに加えて、ユーザデータ転送レートに対する最小及び最大要件をサービスしている移動通信ネットワークに送信することにより、高速データ接続をスタートすることができる。これら要件は、サービスの要求レベル（データ転送レート）及びサービスの希望レベル（データ転送レート）といったパラメータを含む。サービスの希望レベルは、移動ステーションが使用できることを望むデータ転送レートを決定する。同時に、希望のデータ転送レートは、移動ステーションに許されるべき最大のデータ転送レートでもある。このパラメータにより、移動ステーションのユーザは、各々の場合に、例えば、速度及びコストに関して最も適当なデータ転送サービスを通話に特定の仕方で選択することができる。サービスの要求レベルは、データ転送の連続性を確保するために与えねばならない最小のデータ転送レートを決定する。この要求データ転送レートを与えることができない場合には、通話設定が中断されるか又はデータ通話が中断される。このパラメータにより、移動ステーションのユーザは、例えば、各々の場合に、データ転送目的に充分な最低のデータ転送レートを通話に特定の仕方で選択することができる。従って、本発明のパラメータは、移動ステーションの加入者にデータ転送サービスの選択について融通性を与える。或いは又、これらパラメータは、移動ステーションに永久的に設定されてもよいし、又は移動ステーションが適当なパラメータを選択することもできる。これらパラメータ、即ち要求及び希望のサービスレベルは、移動通信ネットワークが個々の移動ステーションのデータ転送レートをネットワークの要望及びトラフィック負荷に基づいて、パラメータで設定された範囲内で、ユーザへの混乱を招くことなく変更できるようにする。特に、これらのパラメータは、新たなセルが通話設定又はハンドオーバーに関して希望のデータ転送レートを与えることができない場合に、移動通信ネットワークがデータ転送レートを減少できるようにする。従って、リソースの不足により中断又は阻止される通話の数が減少する。
パラメータを転送するのではなく、移動ステーションは、サービスのレベルを指示するような多数の種々の仕方で上記最小及び最大の要件を移動通信ネットワークに指示する。使用する最小及び最大の要件は、移動通信ネットワークにおいて指示されたサービスのレベルに基づいて選択される。
又、移動ステーションが最小データ転送レートに対して何ら要求を設定しなかったり、或いは移動通信ネットワークにより最小性能が自由に選択されるままであることも考えられる。その結果、手前のセルにおいてデータ通信がいかにサービスされたに全く関わりなく、或いは新たなセルにより与えられるサービスとは独立して、ハンドオーバーの後に、新たなセルにおいてデータ通話のサービスを続けることができる。
又、本発明は、上記方法を実施する移動通信システムにも係る。
【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一例として詳細に説明する。
図１は、本発明の方法が適用される移動通信システムの部分図である。
図２、３、４及び５は、TDMAフレーム構造を示す図である。
図６、７、８及び９は、通話設定と、１つのベースステーションシステムBSS内のハンドオーバーと、ベースステーションシステムBSS間のハンドオーバーと、移動サービス交換センター間のハンドオーバーとに関連した本発明による信号図である。
好ましい実施形態の詳細な説明
本発明は、ほとんどのデジタルTDMAベースの移動通信システム、例えば、パンヨーロピアンデジタル移動通信システムGSM、DCS1800（デジタルコミュニケーションシステム）、UMTS（ユニバーサル移動テレコミュニケーションシステム）、FPLMTS（将来の公衆地上移動テレコミュニケーションシステム）等における高速データ転送に適用できる。
図１は、GSMと同じ形式の移動通信システムを一例として示している。GSM（移動通信用のグローバルシステム）は、パンヨーロピアン移動通信システムである。図１は、GSMシステムの基本的な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システムは、参考としてここに取り上げるGSM推奨勧告及び「移動通信用のGSMシステム（The GSM System for Mobile Communications）」、M.モーリ及びM.ポーテット、パライゼウ、フランス、ISBN:2−9507190−０−７に詳細に説明されている。
移動サービス交換センター（MSC）は、入呼び及び出呼びを交換する役目を果たす。これは、公衆交換電話ネットワーク（PSTN）の交換機と同様の動作を行う。更に、移動通信に典型的な動作、例えば、加入者位置管理のみをネットワークの加入者レジスタと共に実行する。GSMシステムは、少なくとも、ホーム位置レジスタ（HLR）及びビジター位置レジスタ（VLR）のような加入者レジスタ（図１には示さず）を備えている。位置エリアのような加入者の位置に関する特定の情報は、ビジター位置レジスタVLRに記憶され、その数は、通常は、各移動サービス交換センター（MSC）ごとに１つである。HLRにおける位置データは、移動ステーションMSがエリア内に位置しているところのVLRを指示する。移動ステーションMSは、ベースステーションシステムによりMSCに切り換えられる。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を備えている。１つのBSCが多数のBTSを制御するのに使用される。BSCの役割は、例えば、ハンドオーバーを含み、この場合、ハンドオーバーは、１つのベースステーション内で行われるか、又は同じBSCによって制御される２つのベースステーション間で行われる。図１は、明瞭化のために、１つのベースステーションシステムのみを示しており、ベースステーションコントローラBSCは、９個のベースステーションBTS1−BTS9に接続され、これらのベースステーションは、対応する無線セルC1−C9を形成する有効到達範囲を有する。
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フレームにおいて無線経路上で時分割トラフィックが行われる時分割多重アクセス（TDMA）方法である。各タイムスロットにおいて、短い情報パケットが高周波RFバーストの形態で送られ、このバーストは、一定の時間巾を有しそして１組の変調されたビットより成る。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搬送するのに使用される。トラフィックチャンネルにおいて、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伝送が行われる。
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、ETSI/GSM推奨勧告05.02に詳細に規定されている。GSMシステムのTDMAフレーム構造が、図２−５に一例として示されている。図５は、トラフィックチャンネル又は制御チャンネルとして使用される８個のタイムスロット０−７を含む１つのTDMA基本フレームを示している。従って、各タイムスロットにおいては、タイムスロットの時間巾よりも短い１つのRFバーストのみが送信される。１つのTDMA基本フレームがタイムスロット７において終了すると、次に続く基本フレームのタイムスロット０が直ちに開始する。従って、図４に示すように、それがトラフィックチャンネルであるか制御チャンネル構造であるかに基づいて26個又は51個の次々のTDMAフレームが１つのマルチフレームを形成する。次いで、スーパーフレームは、図３に示すように、マルチフレームが26個のフレームを有するか51個のフレームを有するかに基づいて51又は26個の次々のマルチフレームで構成される。ハイパーフレームは、図２に示すように、2048個のスーパーフレームで構成される。
通常の動作において、移動ステーションMSには、通話の始めに、１つのタイムスロットがトラフィックチャンネルとして搬送波周波数の１つから指定される（単一スロットアクセス）。移動ステーションは、この指定されたタイムスロットに同期され、RFバーストの送信及び受信を行う。
本発明によるデータ転送において、移動ステーションMSが１つのトラフィックチャンネルで与えることのできる以上のデータ転送レートをユーザデータの送信に必要とするときには、いわゆるマルチスロットアクセス技術により１つ又は多数のフレームにおける１つ以上のタイムスロットからの２つ以上のタイムスロットを備えたチャンネル又はタイムスロット構成が上記MSに指定される。どのマルチスロットアクセス技術が使用されるかは、本発明にとって重要ではない。本発明に充分適したマルチスロットアクセス技術の一例がPCT/FI95/00248及びPCT/FI95/00249に開示されている。これらの出願においては、高速信号が多数の低速チャンネル（タイムスロット）にマルチプレクスされ、無線経路を経て転送され、そして受信器において１つの信号にデマルチプレクスされて戻される。上記文献は、参考としてここに取り上げる。
しかしながら、既に述べたように、使用できるチャンネルの数が充分ない場合には、マルチスロットアクセス技術に関連して問題が生じる。これは、通話設定段階及びハンドオーバーに関連して生じる。
本発明によれば、ユーザデータのデータ転送レートとしての最小及び最大要件が、通話設定の始めに、移動ステーションにより移動通信ネットワークに指示される。これら要件は、データ通話を確立するのに使用される現在指定されているパラメータに加えて、２つの新たなパラメータである。これら要件を移動通信ネットワークに指示することは、ここでは、移動ステーションが最小及び最大要件を指示することのできる全ての仕方を指し、例えば、これら要件の直接送信に限定されるものではない。例えば、移動ステーションは、サービスの希望レベルを指示することができ、この場合、MSには、少なくとも、このサービスレベルに対し最小要件により定められたデータチャンネルの性能が与えられるが、このサービスレベルに対し最大要件により定められたデータチャンネルの性能以上のものは与えられない。
以下の例において、これらの最小及び最大要件は、「サービスの要求レベル」及び「サービスの希望レベル」で定義されるが、これら要件は他のやり方で定義されてもよい。サービスの希望レベルは、移動ステーションが使用できることを望む１つ以上のトラフィックチャンネル又はタイムスロットにより与えられるデータ転送レート即ちチャンネル構成を決定する。同時に、この希望のデータ転送レートは、移動ステーションに許されるべき最大データ転送レートでもある。サービスの要求レベルは、データ転送の連続性を確保するために与えられねばならない最小のデータ転送レートを決定する。これらパラメータの助けにより、移動通信ネットワークは、ネットワークのリソースに基づき、希望データ転送レート及び要求データ転送レートの範囲内のデータ転送レートをデータ通話に指定することができる。最小データ転送レートすら与えることができないとすれば、データ通話又は通話設定が中断される。又、ある状況においては、最小サービスレベル及び最小データ転送レートに対して移動ステーションによりセットされた特定の要件が任意であって、即ちMSが特定のレートを与えず、移動ステーションネットワークにより最小性能が自由に選択されるままであることも考えられる。
以下、本発明は、通話設定（図６）、１つのベースステーションシステムBSS内のハンドオーバー（図７）、ベースステーションシステムBSS間のハンドオーバー（図８）、及び移動サービス交換センター間のハンドオーバー（図９）に関連して一例として詳細に説明する。
図６は、本発明を例示するのに重要な信号のみを通話設定に関連して示している。しかしながら、ここに示す信号メッセージに加えて、他のメッセージも通話設定に関連して送信されるが、これらは、明瞭化のために示さない。例えば、GSMシステムに関しては、この信号は、通話設定に関するGSM仕様書に詳細に規定されている。
図６において、通常の通話設定信号が最初に生じ、その後、MSは、通話設定メッセージSETUPを送信し、これは、MSCへ送られる。本発明によれば、SETUPメッセージは、データ接続を設定するのに通常必要とされるパラメータに加えて、２つの新たなパラメータ、即ち最大の希望データ転送レートDRMAXと、最小の要求データ転送レートDRMINとを含む。GSMシステムのSETUPメッセージにおいては、これらのパラメータが「ベアラ・ケーパビリティ・インフォメーション・エレメントBCIE」に含まれる。BCIEは、GSM推奨勧告04.08、バージョン4.7.0、第345−443ページに説明されている。MSCは、サービスしているBSCに指定要求メッセージ（Assignment REQ）を送信し、これは、パラメータDRMAX及びDRMINを含むように変更される。BSCは、データ通話にサービスするに充分な容量を有するかどうかチェックし、そして現在の容量に基づき、パラメータDRMAX及びDRMINの範囲内のデータ転送レートに対応する何らかのタイムスロット構成をデータ通話に指定する。その後、BSCは、MSにサービスしているBTSに指定コマンドメッセージ（Assignment Command）を送信し、これは、データ通話に指定されたタイムスロット及び指定のデータ転送レートに関する情報を含んでいる。BTSは、MSにこの指定コマンドメッセージ（Assignment Command）を送信し、これは、データ通話に指定されたタイムスロット及び指定のデータ転送レートに関する情報を含んでいる。MSは、指定のタイムスロットにおいて指定のデータ転送レートでデータを転送する準備を開始し、BTSに指定確認（Assignment Complete（指定終了））を送信する。BTSは、BSCにこの確認（Assignment Complete）を送信する。次いで、BSCは、MSCに指定確認（Assignment Complete）を送り、これは、BSCによりデータ通話に指定されたデータ転送レートに関する情報を含んでいる。その後、転送を開始するための通常の通話設定信号が生じる。
ベースステーションコントローラBSCは、ネットワークリソースの欠乏により最小の要求データ転送レートDRMINに対応するタイムスロット構成をデータ通話に指定できない場合には、指定欠陥メッセージの形態の報告をMSCに送信する。次いで、MSCは、通話設定を中断する。データ通話に指定されるべきデータ転送レートを決定するネットワークリソースは、少なくとも、その特定の瞬間にMSにサービスしているBTSに使用できるトラフィックチャンネル即ちタイムスロットを含む。
図７ないし９は、本発明を例示するのに重要な信号のみを示す。しかし、上記の信号メッセージに加えて、他のメッセージもハンドオーバー状態において送信されるが、これらメッセージは、明瞭化のために示さない。例えば、GSMシステムに関しては、この信号は、通話設定に関するGSM仕様書に詳細に規定されている。
図７に示すBSS内ハンドオーバーにおいては、MSが、隣接セルのダウンリンク信号の測定結果（測定報告）を、サービスしているBSSのBSCに規則的に報告する。BSCは、これら測定を使用することにより無線経路の基準に基づいて、或いは容量を分配するといった他の理由で、ハンドオーバーの判断を実行する。ハンドオーバーの判断を行った後に、BSCは、少なくともハンドオーバーのターゲットセルのタイムスロットリソースに基づき、少なくとも最小の要求データ転送レートDRMINであって且つ最大の希望データ転送レートDRMAX以下のデータ転送レートを与えるチャンネル構成をデータ通話に指定する。新たなセルにより与えられるデータ転送レート（タイムスロット構成）は、手前のセルにより与えられるものと必ずしも同じではない。換言すれば、データ転送レートは、新たなセルにおいては、使用できるリソースに基づき、パラメータDRMAX及びDRMINの範囲内で増加又は減少する。BSC又はBTSが、それらのエリア内に位置して進行中の高速データ通話を有している各MSに対し、パラメータDRMAX及びDRMINを記憶する。最小の要求データ転送レートを与えることができない場合には、ハンドオーバーの試みが中断され、他の基準に関して２番目に最良の隣接セルであって、充分なデータ転送レートを与えることのできる隣接セルが、ハンドオーバーのための新たなターゲットセルとして選択される。BSCは、MSにハンドオーバーコマンドメッセージ（Hndover Command）を送信し、これは、指定のデータ転送レートの情報及び指定のタイムスロットの記載を含んでいる。ここで、MSは、新たなセルにおいて指定されたチャンネル構成で通信をスタートすることができそして確認（Handover Completed）をBSSに送る。BSSは、次いで、「ハンドオーバー実行」メッセージをMSCに送る。
BSS内ハンドオーバーが１つのセル内でデータ転送レートを変更せずに行われる場合に、BSCは、「ハンドオーバーコマンド」メッセージではなく、指定のデータ転送レートに関する情報と指定のタイムスロットの記述とを含む「指定コマンド」をMSに送信する。従って、MSの確認は、「指定終了」となる。
図８は、２つのベースステーションシステム間のハンドオーバーを示す。MSは、サービスしているBSS（旧）に隣接セルの測定結果（測定報告）を送り、これは、通常のGSM信号の場合である。BSS（旧）又は特にそのBSCは、例えば、無線経路の基準に基づき新たなBSS（新）のセルへのハンドオーバーの必要性を検出する。BSS（旧）は、サービスしているMSCにハンドオーバー要求（Handover Request）を送信する。このメッセージは、標準的なGSMメッセージに加えて、データ通話の始めにMSにより与えられた最大の希望データ転送レートDRMAX及び最小の要求データ転送レートDRMINを含む。BSC又はBTSのいずれかが、それらのエリア内に位置して進行中の高速データ通話を有している各MSに対しパラメータDRMIN及びDRMAXを記憶する。MSCは、新たなBSS（新）又は特にそのBSCに、BSS（新）がその要求されたサービスを提供することが要求される「ハンドオーバー要求」を送信する。又、このメッセージは、標準的GSMメッセージに加えて、パラメータDRMIN及びDRMAXも含む。BSS（新）は、少なくともハンドオーバーターゲットセルのタイムスロットリソースに基づき、最小の要求データ転送レートDRMIN以上であって且つ最大の希望データ転送レートDRMAX以下のデータ転送レートを与えるタイムスロット構成を選択する。新たなセルにより与えられるデータ転送レート（タイムスロット構成）は、手前のセルのデータ転送レートと必ずしも同じではない。換言すれば、データ転送レートは、新たなセルにおいて、使用可能なネットワークリソースに基づき、パラメータDRMIN及びDRMAXの範囲内で増加又は減少することができる。最小の要求データ転送レートDTMINを与えることができない場合には、ハンドオーバーの試みが中断される。使用できるネットワークリソースが存在する場合には、BSS（新）は、指定のデータ転送レートの情報及び指定のタイムスロットの記載を含む確認メッセージ（Request Acknowledge）をMSCに送る。BSS（旧）は、指定のデータ転送レートに関する情報及び指定のタイムスロットの記載を含む「ハンドオーバーコマンド」メッセージをMSに送る。ここで、MSは、指定のデータ転送レート及び指定のタイムスロットを用いることによりベースステーションシステムBSS（新）の新たなセルにおいて通信を開始することができる。MSは、確認「ハンドオーバー終了」をBSS（新）に送信し、そしてBSS（新）は、同様の確認「ハンドオーバー終了」をMSCに送信する。その後、MSCは、古いベースステーションシステムBSS（旧）のデータセルに指定されたリソースを解除する。
図９は、２つのMSC間のハンドオーバーを示す。MSは、サービスしているBSS（旧）に、通常のGSM信号の場合と同様に、隣接セルの測定結果（測定報告）を送信する。BSS（旧）又は特にそのBSCは、例えば、無線経路の基準に基づき新たなBSS（新）のセルへのハンドオーバーの必要性を検出する。BSS（旧）は、サービスしているMSC−Ａにハンドオーバー要求（Handover Required）を送信する。このメッセージは、標準的なGSMメッセージに加えて、データ通話の始めにMSにより与えられた最大の希望データ転送レートDRMAX及び最小の要求データ転送レートDRMINを含む。BSC又はBTSのいずれかが、それらのエリア内に位置して進行中の高速データ通話を有している各MSに対してパラメータDRMIN及びDRMAXを記憶する。MSC−Ａは、新たなMSC−Ｂにハンドオーバー要求（Prep Handover Req（ハンドオーバー準備要求））を送信し、これは、標準的なGSMメッセージに加えて、所望のパラメータDRMAX及びDRMINを含んでいる。MSC−Ｂは、BSS（新）又は特にそのBSCに、BSS（新）が要求されたサービスを提供するように要求される「ハンドオーバー要求」を送信する。又、このメッセージも、標準的なGSMメッセージに加えて、パラメータDRMAX及びDRMINを含んでいる。BSS（新）は、少なくともハンドオーバーターゲットセルのタイムスロットリソースに基づき、最小の要求データ転送レートDRMIN以上であって且つ最大の希望データ転送レートDRMAX以下のデータ転送レートを与えるチャンネル構成を選択する。新たなセルにより与えられるデータ転送レート（タイムスロット構成）は、手前のセルの場合とは必ずしも同じではない。換言すれば、データ転送レートは、新たなセルにおいて、使用可能なネットワークリソースに基づき、パラメータDRMIN及びDRMAXの範囲内で増加又は減少することができる。最小の要求データ転送レートDTMINを与えることができない場合には、ハンドオーバーの試みが中断される。使用できるリソースが存在する場合には、BSS（新）は、指定のデータ転送レートの情報及び指定のタイムスロットの記載を含む確認メッセージ（Handover Request Acknowledge）をMSC−Ｂに送信する。その後、MSC−Ｂは、GSMに基づいて指定された通常の内容に加えて、指定のデータ転送レートの情報及び指定のタイムスロットの記載を含む確認メッセージ（Prep Handover Resp（ハンドオーバー準備応答））を、サービスしているMSC−Ａに送信する。MSC−Ａは、指定のデータ転送レートの情報及び指定のタイムスロットの記載を含むハンドオーバーコマンドメッセージ（Handover Command）を、サービスしているBSS（旧）に送る。BSS（旧）は、指定のデータ転送レートの情報及び指定のタイムスロットの記載を含むハンドオーバーコマンドメッセージ（Handover Command）をMSに送る。ここで、MSは、指定のチャンネル構成と、指定のデータ転送レート及び指定のタイムスロットとを用いることにより、BSS（新）の新たなセルにおいて通信を開始することができる。MSは、BSS（新）に確認（handover Completed（ハンドオーバー終了））を送り、そしてBSS（新）は、同様の確認（handover Completed）をMSC−Ｂに送信する。その後、MSC−Ｂは、サービスしているMSC−Ａに確認メッセージ（Send End Signal Req（終了信号送信要求））を送り、これにより、MSC−Ａは、MSがMSC−Ｂの新たなベースステーションシステムにハンドオーバーされたことを知る。その後、データ通話に指定されたリソースが古いベースステーションシステムBSS（旧）において解除される。
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変更することができる。
本発明は、時分割多重アクセス（TDMA）移動通信システムにおけるデータ送信方法であって、移動ステーションを使用する用途に必要なデータ転送レートに基づいてデータ送信のために移動ステーションに１つ以上のタイムスロットを指定する段階を備えた方法に係る。
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では、通信が無線経路上で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の形態で送信され、このバーストは、一定の時間巾を有し、１組の変調された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搬送するのに使用される。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伝送が行われる。TDMA無線システムの一例は、パンヨーロピアン移動通信システムGSM（移動通信用のグローバルシステム）である。
従来のTDMAシステムで通信する場合には、各移動ステーションに、データ又はスピーチ送信のための１チャンネルタイムスロットが指定される。従って、GSMシステムは、例えば、同じ搬送波周波数において異なる移動ステーションへの並列接続を８個までもつことができる。１つのトラフィックチャンネルにおける最大データ転送レートは、使用できるチャンネル帯域巾と、送信に使用されるチャンネルコード及びエラー修正方法とに基づき、比較的低いレベルに制限される。GSMシステムでは、例えば、ユーザレートは、9.6kビット/s又は12kビット/sである。更に、GSMシステムでは、いわゆる半レート（最大4.8kビット/s）のトラフィックチャンネルが低いスピーチコードレートに対して選択される。半レートチャンネルは、移動ステーションが１つおきのタイムスロットのみで通信し即ち半レートで通信するときに確立される。同じフレームの１つおきの他のタイムスロットでは第２の移動ステーションが通信する。従って、加入者の数に関してシステムの容量は２倍になり、換言すれば、16個までの移動ステーションが、同じ搬送波周波数において同時に通信することができる。
最近の数年間に、移動通信ネットワークにおける高速データサービスの需要が甚だしく増加した。例えば、ISDN（サービス総合デジタル網）回路交換デジタルデータサービスを利用するためには、少なくとも64kビット/sのデータ転送レートが必要とされる。モデム及びG3のファクシミリターミナルのような公衆ネットワークPSTNのデータサービスは、14.4kビット/sのような高い転送レートを必要とする。9.6kビット/sより高い転送レートを必要とする移動データ転送の成長している領域の１つは、移動ビデオサービスである。この種のサービスは、例えば、カメラにより保安コントロールや、ビデオデータベースを含む。ビデオ転送における最小データ転送レートは、例えば、16又は32kビット/sである。
しかしながら、現在の移動通信ネットワークのデータ転送レートは、これらの新たな要望を満足するのに充分ではない。
この問題を解決する１つの方法は、移動ステーションとの通信に多数のTDMAタイムスロットを使用することである。このようにすれば、データを多数のタイムスロット（トラフィックチャンネル）にマルチプレクスすることにより１つの移動ステーションが高いデータ転送レートでデータを送信及び受信することができる。これをマルチスロットアクセス技術と称する。
多数のタイムスロットが１つの移動ステーションとの通信に使用されるときには、充分な数のトラフィックチャンネルが使用できない場合に問題が生じる。これは、通話設定段階又はハンドオーバーにおいて生じる。ハンドオーバーとは、進行中通話の間に移動ステーションを１つのチャンネルから同じセル又は隣接セルの別のチャンネルに切り換えることを指す。移動ステーションが高いデータ転送レートで動作していて、新たなセルがハンドオーバーの後に手前のセルと同程度のデータ転送レートを与えることができない場合に問題が生じる。１つの解決策は、データ転送サービスの質即ちデータ転送レートが通話設定又はハンドオーバー中或いはハンドオーバーの後に充分でない場合に、その接続を中断することである。しかしながら、この解決策は、受け入れられない。
発明の要旨
本発明の目的は、データ送信にマルチスロットアクセス技術を用いる移動通信ネットワークの容量制約によって生じる問題を緩和することである。
これは、時分割多重アクセス（TDMA）移動通信システムにおけるデータ送信方法であって、移動ステーションを使用する用途に必要とされるデータ転送レートに基づいてデータ送信のために移動ステーションに１つ以上のタイムスロットを指定する段階を備えた方法において達成される。この方法は、本発明によれば、移動ステーションがユーザデータ転送レートに対して最大及び最小の要件を移動通信ネットワークに指示し、そして移動通信ネットワークが通話設定又はハンドオーバーに関連して１つ以上のタイムスロットより成るチャンネル構成をデータ通話のために移動ステーションに指定することを特徴とする。上記チャンネル構成は、移動通信ネットワークで現在使用できるネットワークリソースに基づくものであり、そして上記最小の要件以上であって且つ上記最大の要件以下のデータチャンネル性能を可能にする。サービスしている移動通信ネットワークは、ユーザデータ転送レートとして移動ステーションの最小の要件を果たすに充分なネットワークリソースをもたない場合に、データ通話の設定又はハンドオーバーの試みを中断する。ユーザデータ転送レートを決定するチャンネル構成をデータ通話に指定するときの基礎となる移動通信ネットワークの上記リソースは、少なくとも、サービスしているセルのタイムスロットリソースと、ハンドオーバーのためのターゲットセルのタイムスロットリソースとを含む。
本発明において、データ通話のデータ転送レートは、いわゆるマルチスロットアクセス技術を使用する移動通信システムにおいて、ユーザデータ転送レートに対する最大要件を満足するチャンネル構成が使用できないときには減少される。これは、通話設定又はハンドオーバー中に行われる。移動ステーションは、データ通話を確立するのに使用される現在指定されているパラメータに加えて、ユーザデータ転送レートに対する最小及び最大要件をサービスしている移動通信ネットワークに送信することにより、高速データ接続をスタートすることができる。これら要件は、サービスの要求レベル（データ転送レート）及びサービスの希望レベル（データ転送レート）といったパラメータを含む。サービスの希望レベルは、移動ステーションが使用できることを望むデータ転送レートを決定する。同時に、希望のデータ転送レートは、移動ステーションに許されるべき最大のデータ転送レートでもある。このパラメータにより、移動ステーションのユーザは、各々の場合に、例えば、速度及びコストに関して最も適当なデータ転送サービスを通話に特定の仕方で選択することができる。サービスの要求レベルは、データ転送の連続性を確保するために与えねばならない最小のデータ転送レートを決定する。この要求データ転送レートを与えることができない場合には、通話設定が中断されるか又はデータ通話が中断される。このパラメータにより、移動ステーションのユーザは、例えば、各々の場合に、データ転送目的に充分な最低のデータ転送レートを通話に特定の仕方で選択することができる。従って、本発明のパラメータは、移動ステーションの加入者にデータ転送サービスの選択について融通性を与える。或いは又、これらパラメータは、移動ステーションに永久的に設定されてもよいし、又は移動ステーションが適当なパラメータを選択することもできる。これらパラメータ、即ち要求及び希望のサービスレベルは、移動通信ネットワークが個々の移動ステーションのデータ転送レートをネットワークの要望及びトラフィック負荷に基づいて、パラメータで設定された範囲内で、ユーザへの混乱を招くことなく変更できるようにする。特に、これらのパラメータは、新たなセルが通話設定又はハンドオーバーに関して希望のデータ転送レートを与えることができない場合に、移動通信ネットワークがデータ転送レートを減少できるようにする。従って、リソースの不足により中断又は阻止される通話の数が減少する。
パラメータを転送するのではなく、移動ステーションは、サービスのレベルを指示するような多数の種々の仕方で上記最小及び最大の要件を移動通信ネットワークに指示する。使用する最小及び最大の要件は、移動通信ネットワークにおいて指示されたサービスのレベルに基づいて選択される。
又、移動ステーションが最小データ転送レートに対して何ら要求を設定しなかったり、或いは移動通信ネットワークにより最小性能が自由に選択されるままであることも考えられる。その結果、手前のセルにおいてデータ通信がいかにサービスされたに全く関わりなく、或いは新たなセルにより与えられるサービスとは独立して、ハンドオーバーの後に、新たなセルにおいてデータ通話のサービスを続けることができる。
又、本発明は、上記方法を実施する移動通信システムにも係る。
【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一例として詳細に説明する。
図１は、本発明の方法が適用される移動通信システムの部分図である。
図２、３、４及び５は、TDMAフレーム構造を示す図である。
図６、７、８及び９は、通話設定と、１つのベースステーションシステムBSS内のハンドオーバーと、ベースステーションシステムBSS間のハンドオーバーと、移動サービス交換センター間のハンドオーバーとに関連した本発明による信号図である。
好ましい実施形態の詳細な説明
本発明は、ほとんどのデジタルTDMAベースの移動通信システム、例えば、パンヨーロピアンデジタル移動通信システムGSM、DCS1800（デジタルコミュニケーションシステム）、UMTS（ユニバーサル移動テレコミュニケーションシステム）、FPLMTS（将来の公衆地上移動テレコミュニケーションシステム）等における高速データ転送に適用できる。
図１は、GSMと同じ形式の移動通信システムを一例として示している。GSM（移動通信用のグローバルシステム）は、パンヨーロピアン移動通信システムである。図１は、GSMシステムの基本的な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システムは、参考としてここに取り上げるGSM推奨勧告及び「移動通信用のGSMシステム（The GSM System for Mobile Communications）」、M.モーリ及びM.ポーテット、パライゼウ、フランス、ISBN:2−9507190−０−７に詳細に説明されている。
移動サービス交換センター（MSC）は、入呼び及び出呼びを交換する役目を果たす。これは、公衆交換電話ネットワーク（PSTN）の交換機と同様の動作を行う。更に、移動通信に典型的な動作、例えば、加入者位置管理のみをネットワークの加入者レジスタと共に実行する。GSMシステムは、少なくとも、ホーム位置レジスタ（HLR）及びビジター位置レジスタ（VLR）のような加入者レジスタ（図１には示さず）を備えている。位置エリアのような加入者の位置に関する特定の情報は、ビジター位置レジスタVLRに記憶され、その数は、通常は、各移動サービス交換センター（MSC）ごとに１つである。HLRにおける位置データは、移動ステーションMSがエリア内に位置しているところのVLRを指示する。移動ステーションMSは、ベースステーションシステムによりMSCに切り換えられる。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を備えている。１つのBSCが多数のBTSを制御するのに使用される。BSCの役割は、例えば、ハンドオーバーを含み、この場合、ハンドオーバーは、１つのベースステーション内で行われるか、又は同じBSCによって制御される２つのベースステーション間で行われる。図１は、明瞭化のために、１つのベースステーションシステムのみを示しており、ベースステーションコントローラBSCは、９個のベースステーションBTS1−BTS9に接続され、これらのベースステーションは、対応する無線セルC1−C9を形成する有効到達範囲を有する。
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フレームにおいて無線経路上で時分割トラフィックが行われる時分割多重アクセス（TDMA）方法である。各タイムスロットにおいて、短い情報パケットが高周波RFバーストの形態で送られ、このバーストは、一定の時間巾を有しそして１組の変調されたビットより成る。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搬送するのに使用される。トラフィックチャンネルにおいて、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伝送が行われる。
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、ETSI/GSM推奨勧告05.02に詳細に規定されている。GSMシステムのTDMAフレーム構造が、図２−５に一例として示されている。図５は、トラフィックチャンネル又は制御チャンネルとして使用される８個のタイムスロット０−７を含む１つのTDMA基本フレームを示している。従って、各タイムスロットにおいては、タイムスロットの時間巾よりも短い１つのRFバーストのみが送信される。１つのTDMA基本フレームがタイムスロット７において終了すると、次に続く基本フレームのタイムスロット０が直ちに開始する。従って、図４に示すように、それがトラフィックチャンネルであるか制御チャンネル構造であるかに基づいて26個又は51個の次々のTDMAフレームが１つのマルチフレームを形成する。次いで、スーパーフレームは、図３に示すように、マルチフレームが26個のフレームを有するか51個のフレームを有するかに基づいて51又は26個の次々のマルチフレームで構成される。ハイパーフレームは、図２に示すように、2048個のスーパーフレームで構成される。
通常の動作において、移動ステーションMSには、通話の始めに、１つのタイムスロットがトラフィックチャンネルとして搬送波周波数の１つから指定される（単一スロットアクセス）。移動ステーションは、この指定されたタイムスロットに同期され、RFバーストの送信及び受信を行う。
本発明によるデータ転送において、移動ステーションMSが１つのトラフィックチャンネルで与えることのできる以上のデータ転送レートをユーザデータの送信に必要とするときには、いわゆるマルチスロットアクセス技術により１つ又は多数のフレームにおける１つ以上のタイムスロットからの２つ以上のタイムスロットを備えたチャンネル又はタイムスロット構成が上記MSに指定される。どのマルチスロットアクセス技術が使用されるかは、本発明にとって重要ではない。本発明に充分適したマルチスロットアクセス技術の一例がPCT/FI95/00248及びPCT/FI95/00249に開示されている。これらの出願においては、高速信号が多数の低速チャンネル（タイムスロット）にマルチプレクスされ、無線経路を経て転送され、そして受信器において１つの信号にデマルチプレクスされて戻される。上記文献は、参考としてここに取り上げる。
しかしながら、既に述べたように、使用できるチャンネルの数が充分ない場合には、マルチスロットアクセス技術に関連して問題が生じる。これは、通話設定段階及びハンドオーバーに関連して生じる。
本発明によれば、ユーザデータのデータ転送レートとしての最小及び最大要件が、通話設定の始めに、移動ステーションにより移動通信ネットワークに指示される。これら要件は、データ通話を確立するのに使用される現在指定されているパラメータに加えて、２つの新たなパラメータである。これら要件を移動通信ネットワークに指示することは、ここでは、移動ステーションが最小及び最大要件を指示することのできる全ての仕方を指し、例えば、これら要件の直接送信に限定されるものではない。例えば、移動ステーションは、サービスの希望レベルを指示することができ、この場合、MSには、少なくとも、このサービスレベルに対し最小要件により定められたデータチャンネルの性能が与えられるが、このサービスレベルに対し最大要件により定められたデータチャンネルの性能以上のものは与えられない。
以下の例において、これらの最小及び最大要件は、「サービスの要求レベル」及び「サービスの希望レベル」で定義されるが、これら要件は他のやり方で定義されてもよい。サービスの希望レベルは、移動ステーションが使用できることを望む１つ以上のトラフィックチャンネル又はタイムスロットにより与えられるデータ転送レート即ちチャンネル構成を決定する。同時に、この希望のデータ転送レートは、移動ステーションに許されるべき最大データ転送レートでもある。サービスの要求レベルは、データ転送の連続性を確保するために与えられねばならない最小のデータ転送レートを決定する。これらパラメータの助けにより、移動通信ネットワークは、ネットワークのリソースに基づき、希望データ転送レート及び要求データ転送レートの範囲内のデータ転送レートをデータ通話に指定することができる。最小データ転送レートすら与えることができないとすれば、データ通話又は通話設定が中断される。又、ある状況においては、最小サービスレベル及び最小データ転送レートに対して移動ステーションによりセットされた特定の要件が任意であって、即ちMSが特定のレートを与えず、移動ステーションネットワークにより最小性能が自由に選択されるままであることも考えられる。
以下、本発明は、通話設定（図６）、１つのベースステーションシステムBSS内のハンドオーバー（図７）、ベースステーションシステムBSS間のハンドオーバー（図８）、及び移動サービス交換センター間のハンドオーバー（図９）に関連して一例として詳細に説明する。
図６は、本発明を例示するのに重要な信号のみを通話設定に関連して示している。しかしながら、ここに示す信号メッセージに加えて、他のメッセージも通話設定に関連して送信されるが、これらは、明瞭化のために示さない。例えば、GSMシステムに関しては、この信号は、通話設定に関するGSM仕様書に詳細に規定されている。
図６において、通常の通話設定信号が最初に生じ、その後、MSは、通話設定メッセージSETUPを送信し、これは、MSCへ送られる。本発明によれば、SETUPメッセージは、データ接続を設定するのに通常必要とされるパラメータに加えて、２つの新たなパラメータ、即ち最大の希望データ転送レートDRMAXと、最小の要求データ転送レートDRMINとを含む。GSMシステムのSETUPメッセージにおいては、これらのパラメータが「ベアラ・ケーパビリティ・インフォメーション・エレメントBCIE」に含まれる。BCIEは、GSM推奨勧告04.08、バージョン4.7.0、第345−443ページに説明されている。MSCは、サービスしているBSCに指定要求メッセージ（Assignment REQ）を送信し、これは、パラメータDRMAX及びDRMINを含むように変更される。BSCは、データ通話にサービスするに充分な容量を有するかどうかチェックし、そして現在の容量に基づき、パラメータDRMAX及びDRMINの範囲内のデータ転送レートに対応する何らかのタイムスロット構成をデータ通話に指定する。その後、BSCは、MSにサービスしているBTSに指定コマンドメッセージ（Assignment Command）を送信し、これは、データ通話に指定されたタイムスロット及び指定のデータ転送レートに関する情報を含んでいる。BTSは、MSにこの指定コマンドメッセージ（Assignment Command）を送信し、これは、データ通話に指定されたタイムスロット及び指定のデータ転送レートに関する情報を含んでいる。MSは、指定のタイムスロットにおいて指定のデータ転送レートでデータを転送する準備を開始し、BTSに指定確認（Assignment Complete（指定終了））を送信する。BTSは、BSCにこの確認（Assignment Complete）を送信する。次いで、BSCは、MSCに指定確認（Assignment Complete）を送り、これは、BSCによりデータ通話に指定されたデータ転送レートに関する情報を含んでいる。その後、転送を開始するための通常の通話設定信号が生じる。
ベースステーションコントローラBSCは、ネットワークリソースの欠乏により最小の要求データ転送レートDRMINに対応するタイムスロット構成をデータ通話に指定できない場合には、指定欠陥メッセージの形態の報告をMSCに送信する。次いで、MSCは、通話設定を中断する。データ通話に指定されるべきデータ転送レートを決定するネットワークリソースは、少なくとも、その特定の瞬間にMSにサービスしているBTSに使用できるトラフィックチャンネル即ちタイムスロットを含む。
図７ないし９は、本発明を例示するのに重要な信号のみを示す。しかし、上記の信号メッセージに加えて、他のメッセージもハンドオーバー状態において送信されるが、これらメッセージは、明瞭化のために示さない。例えば、GSMシステムに関しては、この信号は、通話設定に関するGSM仕様書に詳細に規定されている。
図７に示すBSS内ハンドオーバーにおいては、MSが、隣接セルのダウンリンク信号の測定結果（測定報告）を、サービスしているBSSのBSCに規則的に報告する。BSCは、これら測定を使用することにより無線経路の基準に基づいて、或いは容量を分配するといった他の理由で、ハンドオーバーの判断を実行する。ハンドオーバーの判断を行った後に、BSCは、少なくともハンドオーバーのターゲットセルのタイムスロットリソースに基づき、少なくとも最小の要求データ転送レートDRMINであって且つ最大の希望データ転送レートDRMAX以下のデータ転送レートを与えるチャンネル構成をデータ通話に指定する。新たなセルにより与えられるデータ転送レート（タイムスロット構成）は、手前のセルにより与えられるものと必ずしも同じではない。換言すれば、データ転送レートは、新たなセルにおいては、使用できるリソースに基づき、パラメータDRMAX及びDRMINの範囲内で増加又は減少する。BSC又はBTSが、それらのエリア内に位置して進行中の高速データ通話を有している各MSに対し、パラメータDRMAX及びDRMINを記憶する。最小の要求データ転送レートを与えることができない場合には、ハンドオーバーの試みが中断され、他の基準に関して２番目に最良の隣接セルであって、充分なデータ転送レートを与えることのできる隣接セルが、ハンドオーバーのための新たなターゲットセルとして選択される。BSCは、MSにハンドオーバーコマンドメッセージ（Hndover Command）を送信し、これは、指定のデータ転送レートの情報及び指定のタイムスロットの記載を含んでいる。ここで、MSは、新たなセルにおいて指定されたチャンネル構成で通信をスタートすることができそして確認（Handover Completed）をBSSに送る。BSSは、次いで、「ハンドオーバー実行」メッセージをMSCに送る。
BSS内ハンドオーバーが１つのセル内でデータ転送レートを変更せずに行われる場合に、BSCは、「ハンドオーバーコマンド」メッセージではなく、指定のデータ転送レートに関する情報と指定のタイムスロットの記述とを含む「指定コマンド」をMSに送信する。従って、MSの確認は、「指定終了」となる。
図８は、２つのベースステーションシステム間のハンドオーバーを示す。MSは、サービスしているBSS（旧）に隣接セルの測定結果（測定報告）を送り、これは、通常のGSM信号の場合である。BSS（旧）又は特にそのBSCは、例えば、無線経路の基準に基づき新たなBSS（新）のセルへのハンドオーバーの必要性を検出する。BSS（旧）は、サービスしているMSCにハンドオーバー要求（Handover Request）を送信する。このメッセージは、標準的なGSMメッセージに加えて、データ通話の始めにMSにより与えられた最大の希望データ転送レートDRMAX及び最小の要求データ転送レートDRMINを含む。BSC又はBTSのいずれかが、それらのエリア内に位置して進行中の高速データ通話を有している各MSに対しパラメータDRMIN及びDRMAXを記憶する。MSCは、新たなBSS（新）又は特にそのBSCに、BSS（新）がその要求されたサービスを提供することが要求される「ハンドオーバー要求」を送信する。又、このメッセージは、標準的GSMメッセージに加えて、パラメータDRMIN及びDRMAXも含む。BSS（新）は、少なくともハンドオーバーターゲットセルのタイムスロットリソースに基づき、最小の要求データ転送レートDRMIN以上であって且つ最大の希望データ転送レートDRMAX以下のデータ転送レートを与えるタイムスロット構成を選択する。新たなセルにより与えられるデータ転送レート（タイムスロット構成）は、手前のセルのデータ転送レートと必ずしも同じではない。換言すれば、データ転送レートは、新たなセルにおいて、使用可能なネットワークリソースに基づき、パラメータDRMIN及びDRMAXの範囲内で増加又は減少することができる。最小の要求データ転送レートDTMINを与えることができない場合には、ハンドオーバーの試みが中断される。使用できるネットワークリソースが存在する場合には、BSS（新）は、指定のデータ転送レートの情報及び指定のタイムスロットの記載を含む確認メッセージ（Request Acknowledge）をMSCに送る。BSS（旧）は、指定のデータ転送レートに関する情報及び指定のタイムスロットの記載を含む「ハンドオーバーコマンド」メッセージをMSに送る。ここで、MSは、指定のデータ転送レート及び指定のタイムスロットを用いることによりベースステーションシステムBSS（新）の新たなセルにおいて通信を開始することができる。MSは、確認「ハンドオーバー終了」をBSS（新）に送信し、そしてBSS（新）は、同様の確認「ハンドオーバー終了」をMSCに送信する。その後、MSCは、古いベースステーションシステムBSS（旧）のデータセルに指定されたリソースを解除する。
図９は、２つのMSC間のハンドオーバーを示す。MSは、サービスしているBSS（旧）に、通常のGSM信号の場合と同様に、隣接セルの測定結果（測定報告）を送信する。BSS（旧）又は特にそのBSCは、例えば、無線経路の基準に基づき新たなBSS（新）のセルへのハンドオーバーの必要性を検出する。BSS（旧）は、サービスしているMSC−Ａにハンドオーバー要求（Handover Required）を送信する。このメッセージは、標準的なGSMメッセージに加えて、データ通話の始めにMSにより与えられた最大の希望データ転送レートDRMAX及び最小の要求データ転送レートDRMINを含む。BSC又はBTSのいずれかが、それらのエリア内に位置して進行中の高速データ通話を有している各MSに対してパラメータDRMIN及びDRMAXを記憶する。MSC−Ａは、新たなMSC−Ｂにハンドオーバー要求（Prep Handover Req（ハンドオーバー準備要求））を送信し、これは、標準的なGSMメッセージに加えて、所望のパラメータDRMAX及びDRMINを含んでいる。MSC−Ｂは、BSS（新）又は特にそのBSCに、BSS（新）が要求されたサービスを提供するように要求される「ハンドオーバー要求」を送信する。又、このメッセージも、標準的なGSMメッセージに加えて、パラメータDRMAX及びDRMINを含んでいる。BSS（新）は、少なくともハンドオーバーターゲットセルのタイムスロットリソースに基づき、最小の要求データ転送レートDRMIN以上であって且つ最大の希望データ転送レートDRMAX以下のデータ転送レートを与えるチャンネル構成を選択する。新たなセルにより与えられるデータ転送レート（タイムスロット構成）は、手前のセルの場合とは必ずしも同じではない。換言すれば、データ転送レートは、新たなセルにおいて、使用可能なネットワークリソースに基づき、パラメータDRMIN及びDRMAXの範囲内で増加又は減少することができる。最小の要求データ転送レートDTMINを与えることができない場合には、ハンドオーバーの試みが中断される。使用できるリソースが存在する場合には、BSS（新）は、指定のデータ転送レートの情報及び指定のタイムスロットの記載を含む確認メッセージ（Handover Request Acknowledge）をMSC−Ｂに送信する。その後、MSC−Ｂは、GSMに基づいて指定された通常の内容に加えて、指定のデータ転送レートの情報及び指定のタイムスロットの記載を含む確認メッセージ（Prep Handover Resp（ハンドオーバー準備応答））を、サービスしているMSC−Ａに送信する。MSC−Ａは、指定のデータ転送レートの情報及び指定のタイムスロットの記載を含むハンドオーバーコマンドメッセージ（Handover Command）を、サービスしているBSS（旧）に送る。BSS（旧）は、指定のデータ転送レートの情報及び指定のタイムスロットの記載を含むハンドオーバーコマンドメッセージ（Handover Command）をMSに送る。ここで、MSは、指定のチャンネル構成と、指定のデータ転送レート及び指定のタイムスロットとを用いることにより、BSS（新）の新たなセルにおいて通信を開始することができる。MSは、BSS（新）に確認（handover Completed（ハンドオーバー終了））を送り、そしてBSS（新）は、同様の確認（handover Completed）をMSC−Ｂに送信する。その後、MSC−Ｂは、サービスしているMSC−Ａに確認メッセージ（Send End Signal Req（終了信号送信要求））を送り、これにより、MSC−Ａは、MSがMSC−Ｂの新たなベースステーションシステムにハンドオーバーされたことを知る。その後、データ通話に指定されたリソースが古いベースステーションシステムBSS（旧）において解除される。
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変更することができる。
Claims (25)
- 時分割多重アクセス（TDMA）移動通信システムにおけるデータ送信方法であって、フレーム当り１ つのタイムスロットの使用によってサポートされるより も高いデータレートでのデータ送信のために移動ステーションに２つ以上のタイムスロットが割り当てられうる方法において、
上記移動ステーションは、主としてフレーム当り２つ以 上のタイムスロットを必要とするデータ送信のためにデ ータ通話を設定するのに加わり、
上記移動ステーションは、データ通話を設定する際に、主としてフレーム当り２つ以上のタイムスロットを必要 とする上記データ通話でのユーザデータ転送に対して、上記移動ステーションが使用することを望むユーザデー タ転送レートおよび／または上記移動ステーションに許 される最大チャンネル構成の形にて、サービスの希望レベルを移動通信ネットワークに指示し、そして
上記移動通信ネットワークは、通話設定又はハンドオーバーに関連して１つ以上のタイムスロットより成るチャンネル構成をデータ通話のために移動ステーションに指定し、上記チャンネル構成は、移動通信ネットワークで現在使用できるリソースに基づくものであり、そして上記希望のサービスレベルの範囲内のデータチャンネル性能を可能にすることを特徴とする方法。 - 上記希望のサービスレベルを、ユーザデータ転送レートに対する最大要件又はデータ通話のタイムスロット構成に関して指示する請求項１に記載の方法。
- 上記希望のサービスレベルを、ユーザデータ転送レートに対する最大要件及び最小要件、又はデータ通話のタイムスロット構成に関して指示する請求項１に記載の方法。
- 上記希望のサービスレベルで設定された最小要件を与えるに充分なリソースが移動通信ネットワークに使用できない場合に、通話設定又はデータ通話のハンドオーバーの試みを移動通信ネットワークにより中断する段階を備えた請求項３に記載の方法。
- 移動通信ネットワークの上記リソースは、少なくとも、サービスしているセルのタイムスロットリソース及び／又はハンドオーバーのターゲットセルのタイムスロットリソースを含む請求項１又は２に記載の方法。
- 上記通話設定は、
要求されたデータサービスに対する上記希望のサービスレベルを指示する通話設定メッセージを移動ステーションにより移動サービス交換センターに送信し、
上記サービスしている移動サービス交換センターからサービスしているベースステーションシステムのベースステーションコントローラへ上記希望のサービスレベルを指示する指定要求を送信し、
ベースステーションコントローラにおいて、少なくともサービスしているベースステーションのタイムスロットリソースに基づいて、上記希望のサービスレベルを満足するチャンネル構成を選択し、
上記ベースステーションコントローラから、上記サービスしているベースステーションへ、割り当てられたチャンネル構成に関する情報を含む指定コマンドメッセージを送信し、
上記サービスしているベースステーションから、移動ステーションへ、データ通話に割り当てられたチャンネル構成に関する情報を含む指定コマンドメッセージを送信し、
上記移動ステーションから上記サービスしているベースステーションへ指定確認を送信し、
上記ベースステーションから上記ベースステーションコントローラへ指定確認を送信し、そして
上記ベースステーションコントローラから上記移動サービス交換センターへ指定確認を送信する、
という段階を備えた請求項５に記載の方法。 - チャンネル構成を制御するために、移動ステーションにより指示された上記希望のサービスレベルをベースステーションシステムに記録する段階を備えた請求項１から６のうちのいずれか１項に記載の方法。
- ベースステーションシステム内のハンドオーバーは、
移動ステーションにおいて隣接セルのダウンリンク信号を測定し、
移動ステーションから、サービスしているベースステーションシステムへ上記測定結果を送信し、
上記サービスしているベースステーションシステムにおいて該システム内でのハンドオーバーの必要性を決定し、
上記サービスしているベースステーションにおいて、少なくともハンドオーバーのためのターゲットセルのタイムスロットリソースに基づいて、上記希望のサービスレベルを満足するチャンネル構成を選択し、
上記サービスしているベースステーションシステムから移動ステーションへ、割り当てられたチャンネル構成に関する情報を含むハンドオーバーコマンドを送信し、そして
ターゲットセルにおいて上記ハンドオーバーコマンドに基づきチャンネルリソースを使用するように移動ステーションを切り換える、
という段階を含む請求項１から５及び７のうちのいずれか１項に記載の方法。 - ベースステーションシステム間のハンドオーバーは、
移動ステーションにおいて隣接セルのダウンリンク信号を測定し、
移動ステーションから、サービスしているベースステーションシステムへ上記測定結果を送信し、
上記サービスしているベースステーションシステムにおいて新たなベースステーションシステムへのハンドオーバーの必要性を決定し、
上記サービスしているベースステーションシステムから上記サービスしている移動サービス交換センターへ上記希望のサービスレベルを指示するハンドオーバー要求を送信し、
上記サービスしている移動サービス交換センターから上記新たなベースステーションシステムへ上記希望のサービスレベルを指示するハンドオーバー要求を送信し、
上記新たなベースステーションシステムにおいて少なくともハンドオーバーのターゲットセルのタイムスロットリソースに基づいて上記希望のサービスレベルの範囲内でチャンネル構成を選択し、
上記新たなベースステーションシステムから上記サービスしている移動サービス交換センターへ上記割り当てられたチャンネル構成の情報を含む確認メッセージを送信し、
上記サービスしている移動サービス交換センターから上記サービスしているベースステーションシステムへ上記割り当てられたチャンネル構成の情報を含むハンドオーバーコマンドを送信し、
上記サービスしているベースステーションシステムから移動ステーションへ、上記割り当てられたチャンネル構成の情報を含むハンドオーバーコマンドを送信し、そして
ターゲットセルにおいて上記ハンドオーバーコマンドに基づきチャンネルリソースを使用するように移動ステーションを切り換える、
という段階を含む請求項１から５および７のうちのいずれか１項に記載の方法。 - 移動サービス交換センター間のハンドオーバーは、
移動ステーションにおいて隣接セルのダウンリンク信号を測定し、
移動ステーションから、サービスしているベースステーションシステムへ上記測定結果を送信し、
上記サービスしているベースステーションシステムにおいて、新たな移動サービス交換センターのエリア内に位置した新たなベースステーションシステムへのハンドオーバーの必要性を決定し、
上記サービスしているベースステーションシステムから上記サービスしている移動サービス交換センターへ上記希望のサービスレベルを指示するハンドオーバー要求を送信し、
上記サービスしている移動サービス交換センターから上記新たな移動サービス交換センターへ上記希望のサービスレベルを指示するハンドオーバー要求を送信し、
上記新たな移動サービス交換センターから新たなベースステーションシステムへ上記希望のサービスレベルを指示するハンドオーバー要求を送信し、
上記新たなベースステーションシステムにおいて少なくともハンドオーバーのターゲットセルのタイムスロットリソースに基づいて上記希望のサービスレベルの範囲内でチャンネル構成を選択し、
上記新たなベースステーションシステムから上記新たな移動サービス交換センターへ上記割り当てられたチャンネル構成に関する情報を含む確認メッセージを送信し、
上記新たな移動サービス交換センターから上記サービスしている移動サービス交換センターへ上記割り当てられたチャンネル構成の情報を含むハンドオーバーコマンドを送信し、
上記サービスしている移動サービス交換センターから上記サービスしているベースステーションシステムへ上記割り当てられたチャンネル構成の情報を含むハンドオーバーコマンドを送信し、
上記サービスしているベースステーションシステムから移動ステーションへ上記割り当てられたチャンネル構成の情報を含むハンドオーバーコマンドメッセージを送信し、そして
ターゲットセルにおいて上記ハンドオーバーコマンドに基づきチャンネルリソースを使用するように移動ステーションを切り換える、
という段階を含む請求項１から５および７のうちのいずれか１項に記載の方法。 - 上記移動ステーションは、データ転送レートの最小性能に対し何ら特定の標準を設定せず、又は
上記移動ステーションは、上記最小の性能を移動通信ネットワークにより自由に選択されるままにする請求項１に記載の方法。 - 移動ステーションにより最大の希望サービスレベルを指示し、そして
移動通信ネットワークにより最小のサービスレベルを選択する、
という段階を含む請求項１に記載の方法。 - フレーム当り１つのタイムスロットの使 用によりサポートされるより高いデータレートでのデータ送信のために移動ステーションにフレーム当り２つ以上のタイムスロットが割り当てられうる時分割多重アクセス（TDMA）移動通信システムにおいて、
上記移動ステーションは、主としてフレーム当り２つ以 上のタイムスロットを必要とするデータ送信のためにデ ータ通話を設定するのに加わる手段を有しており、
上記移動ステーションは、データ通話の設定の際に、主 としてフレーム当り２つ以上のタイムスロットを必要と する上記データ通話でのユーザデータ転送に対し上記移 動ステーションが使用することを望むユーザデータレー トおよび／または上記移動ステーションに許される最大 チャンネル構成の形にてサービスの希望レベルを移動通信ネットワークに指示するように構成され、そして、上記移動通信ネットワークは、通話設定又はハンドオーバーに関連してフレーム当り１つ以上のタイムスロットより成るチャンネル構成をデータ通話のために移動ステーションに指定するよう構成され、上記チャンネル構成は、移動通信ネットワークで現在使用できるリソースに基づくものであり、そして上記希望のサービスレベルの範囲内のデータチャンネル性能を可能にすることを特徴とするシステム。 - 上記希望のサービスレベルの上記指示は、ユーザデータ転送レートに対する最大の要件、又はデータ通話のタイムスロット構成に関するものである請求項13に記載のシステム。
- 上記希望のサービスレベルは、ユーザデータ転送レートに対する最大の要件及び最小の要件、又はデータ通話のタイムスロット構成に関して与えられる請求項13に記載のシステム。
- 最小のサービスレベルは、移動ステーションにより定められない請求項13に記載のシステム。
- 最小のサービスレベルは、移動通信ネットワークにより選択できる請求項13に記載のシステム。
- 上記移動通信ネットワークは、上記最小要件又は最小サービスレベルを与えるに充分なリソースが移動通信ネットワークに使用できない場合に、通話設定又はデータ通話のハンドオーバーの試みを中断するよう構成された請求項15又は17に記載のシステム。
- 移動通信ネットワークの上記リソースは、少なくとも、サービスしているセルのタイムスロットリソース及び／又はハンドオーバーのターゲットセルのタイムスロットリソースを含む請求項13から18のうちのいずれか１項に記載のシステム。
- 移動ステーションを使用するアプリケーションによって設定された要件にしたがって、フレーム 当り２つ以上のトラフィックチャンネルタイムスロットがフレーム当り１つのタイムスロットの使用によりサポートされるよりも高い速度でのデータ送信のために移動ステーションに対して割り当てられるような時分割多重アクセス（TDMA）移動通信システムのための移動ステーションにおいて、
フレーム当り２つ以上のタイムスロットを必要とする上記高い速度でのデータ送信のためにデータ通話の設定を開始させる手段と、
移動通信ネットワークが通話設定またはハンドオーバーに関連して１つ以上のトラフィックチャンネルタイムスロットからなるチャンネル構成を上記データ通話のために上記移動ステーションに指定することができるようにするため、主として、フレーム当り２つ以上のタイムス ロットを必要とする上記高い速度での上記データ通話で のユーザデータ転送のサービスの希望レベルを、上記移 動ステーションが使用することを望むユーザデータレー トおよび／または上記移動ステーションに許される最大 チャンネル構成の形にて該移動通信ネットワークに対して指示する手段とを備えており、上記チャンネル構成は、上記移動通信ネットワークにおいて現在使用できるリソースに基づくものであり、そして上記希望のサービスレベルの範囲内のデータチャンネル性能を可能にすることを特徴とする移動ステーション。 - 上記移動ステーションは、ユーザデータ転送レートのための最大の要件または上記データ通話のチャンネル構成に関して上記希望のサービスレベルを与えるように構成されている請求項20に記載の移動ステーション。
- 上記移動ステーションは、ユーザデータ転送レートのための最大の要件および最小の要件または上記データ通話のチャンネル構成に関して上記希望のサービスレベルを与えるように構成されている請求項20に記載の移動ステーション。
- 上記移動ステーションは、上記希望のサービスレベルのための最小を定めないままとするように構成されている請求項20に記載の移動ステーション。
- 上記移動ステーションは、上記希望のサービスレベルのための最小が上記移動通信ネットワークによって選択されるようにするように構成されている請求項20に記載の移動ステーション。
- 移動ステーションを使用するアプリケーションによって設定された要件にしたがって、フレーム 当り２つ以上のトラフィックチャンネルタイムスロットがフレーム当り１つのタイムスロットの使用によりサポートされるよりも高い速度でのデータ送信のために移動ステーションに対して割り当てられるような時分割多重アクセス（TDMA）移動通信システムのためのネットワーク要素において、
２つ以上のトラフィックチャンネルタイムスロットを必要とする上記高い速度でのデータ送信のためのデータ通話を設定する手段と、
主として、２つ以上のトラフィックチャンネルタイムスロットを必要とする上記高い速度でのデータ送信のための上記データ通話のためユーザデータ転送について上記 移動ステーションが使用することを望むユーザデータレ ートおよび／または上記移動ステーションも許される最 大チャンネル構成の形にてサービスの希望レベルの指示を移動通信ネットワークから受け取る手段と、
通話設定またはハンドオーバーに関連して、１つ以上のトラフィックチャンネルタイムスロットからなるチャンネル構成を上記データ通話のため上記移動ステーションに指定する手段とを備えており、上記チャンネル構成は、上記移動通信ネットワークにおいて現在使用できるリソースに基づくものであり、そして上記希望のサービスレベルの範囲内のデータチャンネル性能を可能にすることを特徴とするネットワーク要素。
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