JP4593975B2 - 高速無線パケット・データ・ネットワーク上の資源に独特のレベルのアクセスを提供する方法および装置 - Google Patents

高速無線パケット・データ・ネットワーク上の資源に独特のレベルのアクセスを提供する方法および装置 Download PDF

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Description

本発明は、遠隔通信システムに関し、より詳細には遠隔通信システムにおける資源管理に関する。本発明はまた、遠隔通信システムを管理する際に利用されるタイマに関する。
本出願は、本出願と同じ譲受人に譲渡された以下の出願の主題に関係する主題を含む。以下にリストした出願:2002年、4月8日出願のBi他の「METHOD AND APPARATUS FOR SYSTEM RESOURCE MANAGEMENT IN A DATA TRANSMISSION SYSTEM」という名称の米国出願第10/117,102号は、参照によりその全体が本明細書中に組み込まれている。
主要なセルラ遠隔通信システムのタイプには、GSM(Global Services for Mobile)規格、IS−95(TIA/EIA/IS−95 Mobile Station−Base Station Compatibility Standard for Dual Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System)規格、IS−136(TIA/EIA/IS−136 Mobile Station−Base Station Compatibility Standard)規格、IS−2000(TIA/EIA/IS−707 Spread Spectrum cdma2000 Standard)規格、AMPS/TACS(TIA/EIA 533 Analog Standard)規格、およびUMTS(ユニバーサル移動電話システム)規格に従って動作するシステムが含まれる。他の主要なセルラ・システムには、それだけには限定されないが、IS−95ベースのANSI−J−STD−008 1.8〜2.0GHz規格に従ってPCS(personal communications systemパーソナル移動通信システム)帯域で動作するシステム、またはGSMベースのPCS 1900(19000MHz周波数帯)規格に従って動作するシステムが含まれる。
現在、主要なセルラ・システム規格のほとんどでは、データ・サービスをそのデジタル・セルラ仕様として実装しつつある。ほとんどの規格では、データ・サービス仕様が完成しており、あるいは現在完成しつつある。
1つのデータ・サービス仕様は、フォワード・トラフィック・チャネルおよびリバース・トラフィック・チャネルを介してオクテット・ストリーム・サービスを提供するために利用できるRLP(radio link protocol無線リンク・プロトコル)を含んでいる。このオクテット・ストリーム・サービスでは、ポイント・ツー・ポイント・プロトコル層の可変長データ・パケットを搬送する。RLPは、ポイント・ツー・ポイントのプロトコル・パケットを伝送のためトラフィック・チャネル・フレームに分割する。トラフィック・チャネル・フレームは、物理層伝送フレームを構成する。ポイント・ツー・ポイント・プロトコル・パケットとトラフィック・チャネル・フレームとの間には直接の関係はない。
大きなパケットは、いくつかのトラフィック・チャネル・フレームにまたがることもあり、また1つのトラフィック・チャネル・フレームが、いくつかのポイント・ツー・ポイント・パケットの全部または一部を含むこともあり得る。RLPは、高レベルのトラフィック・チャネル・フレーム指示を考慮に入れず、特徴のないオクテット・ストリームに作用し、このオクテットを伝送のためシステム・マルチプレクス副層にポイント・ツー・ポイント層からそのオクテットを受信した順序で配信する。データは、トラフィック・チャネル上に一次トラフィックとして伝送し、あるいは例えば音声と一緒に二次トラフィックとして伝送することができる。RLPは、20ミリ秒(ms)ごとに1フレームを生成しこの多重副層に供給する。RLPフレームのサイズは、このRLPフレームを伝送するために使用可能な伝送フレームのタイプおよびサイズに依存する。
前記は、データおよびデータ・パケットの伝送に使用するための主要なセルラ・システム規格中のデータ伝送プロトコル層の一例にすぎない。他の規格もまた、データ・パケットの伝送に使用される同様なデータ伝送プロトコルを含んでいる。
大多数のデータ伝送プロトコルは、データ伝送セッションがシステム資源を支配しないようにするための有限タイマを含んでいる。かかるデータ伝送プロトコルは、3G−1X
FCH(fundamental channel基本チャネル)機能を含んでいる。例えば、データ伝送セッションが確立された後に、タイマを起動して連続的に受信/送信したデータ・パケットの間で経過する時間を測定することができる。すなわち、最初のパケットを受信/送信した後に、有限タイマが起動される。タイマの時間が満了する前に後続のパケットを受信/送信しなかった場合には、この遠隔通信システムは、他のデータ・セッションまたは音声セッションで使用できるように資源を解放するためにこのデータ・セッションを停止させる(休眠状態にする)。
遠隔通信システム中でタイマを使用することにより、システム資源が1つまたは複数のデータセッションによって不必要に支配されないようにすることができるが、一様なタイマの使用では、ほぼ定期的に生成されるパケットをもつデータ・セッションが考慮されていない。かかるデータ・セッションには、それだけには限定されないが、天候、交通、株、その他の情報にアクセスするハートビート検索システムなどが含まれる。一般にこのタイプのデータ・セッションでは、非常に少量のデータを非常に頻繁に伝送する必要があり、そのためあるデータ・セッションが、有限値が満了するまで長期間、保持されることになる可能性がある。
一般に、3G−1X高速無線パケット・データ・ネットワークは、回路ベースの物理層チャネルに基づいている。物理チャネルを、パケット・データ・トラフィックを送信または受信中に、一時的にユーザに割り当てることができる。チャネルは、そのモバイルがアイドル状態の(すなわち、ある期間、データを送信したり受信したりしていない)とき、取り除くことができる。この期間を一般に非活動時間と呼ぶ。現在展開されているものでは、非活動タイマは、一般に加入者ごとにまたはシステム・レベルで準備される静的タイマ(static timer)である。
米国出願第10/117,102号
したがって、3G−1X基本チャネル(FCH)を非活動期間後にユーザからどのようにして取り除くかについての現在の処理は、システム・レベルでまたは加入者ごとに準備された静的タイマに基づいている。本発明者らは、システム・レベルでも設定することができる適応パケット非活動タイマが必要であるという結論に達した。本発明者らは、ユーザのQoS(Quality of Serviceサービス品質)レベルまたは他のユーザ属性に基づいて動作を変更する適応パケット非活動タイマを有することが望ましいと考えている。
本発明についての以下の概要は、本発明に特有の革新的な機能の一部の理解を容易にするために提供され、完全な説明を意図したものではない。明細書の全体、特許請求の範囲、図面および要約書を全体として解釈することによって、本発明の様々な態様の完全な理解を得ることができる。
したがって、本発明の一態様は、改善された遠隔通信システムを提供することである。
本発明の他の態様は、遠隔通信システム中で使用するための改善された資源管理の方法およびシステムを提供することである。
本発明のさらに他の態様は、遠隔通信システムを管理する際に使用するための適応パケット非活動タイマを提供することである。
本発明の前述の態様、ならびに他の目的および利点は、次に概要を示すようにして実現することができる。データ伝送システム中のシステム資源を管理する方法およびシステムを、本明細書に開示している。適応パケット非活動タイマをデータ伝送システムに関連づけることができ、適応パケット非活動タイマは、例えばサービス品質(QoS)レベルの属性など、1つまたは複数の顧客属性に基づいてその動作を動的に変更する。顧客属性は、データ伝送システムを管理するための、適応パケット非活動タイマの動作を定義する複数のタイマ・パラメータに関連づけることができる。
さらに、顧客に関連する契約レベルに基づいて、または顧客契約での使用が意図されるアプリケーション・タイプに基づいて、顧客属性を顧客に割り当てることができる。複数の変化するパラメータに従って、適応パケット非活動タイマをインスタンス化することができる。さらに、複数の変化するパラメータに従って適応パケット非活動タイマをインスタンス化するのに応答して適応パケット非活動タイマの動作を変更することができる。
本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成する添付図面は、本発明をさらに例示したものであり、本発明の詳細な説明とあいまって本発明の原理を説明するのに役立つものである。図では、個々の図を通して、同じ参照番号は、同一のまたは機能的に同様な要素を指す。
これらの非限定的な例で論じられる特定の値および構成は、変更が可能であり、本発明の実施形態を単に例示するために引用したものにすぎず、本発明の範囲を限定するものではない。
図1に、本発明の好ましい実施形態を実施するのに適したセルラ端末を図示するブロック図を示す。図2に、図1に示したセルラ端末を、本発明の好ましい実施形態を実装できる無線ネットワークとの関連で示す。図1および図2では、同じまたは類似の部分を、一般に同じ参照番号によって示していることに留意されたい。図1および図2に、本発明の実施形態を実施するのに適した、無線ユーザ端末すなわちMS(mobile station移動局)10、および無線ネットワーク32を示す。MS10は、ベース・サイトまたはBS(base station基地局)30へ信号を送信し、そこから信号を受信するためのアンテナ12を含む。BS30は、MSC(mobile switching centerモバイル交換局)34およびPCF(packet control functionパケット制御機能)312を含む無線ネットワーク32の一部である。MSC34は、MS10が通信セッションに関与するとき、例えば地上通信幹線に対する接続を提供する。
MS10は、MOD(modulator変調器)14a、送信器14、受信器16、DEMOD(demodulator復調器)16、およびそれぞれ変調器14aに信号を供給し復調器16aから信号を受け取るコントローラ18を含んでいる。これらの信号には、適用可能な無線システムのエア・インターフェース規格に従ってMS10とBS30の間で伝送される、速度、データ、および/またはパケット・データなどの信号情報が含まれ得る。
コントローラ18は、デジタル信号プロセッサ・デバイス、マイクロプロセッサ・デバイスおよび様々なアナログ・デジタル変換器、ならびに他のサポート回路を含むこともできる。MS10の制御機能および信号処理機能は、これらデバイス間にそれぞれその機能に応じて割り振られる。MS10はまた、従来技術のイヤホンもしくはスピーカ17、従来技術のマイクロフォン19、ディスプレイ20、ユーザ入力装置、一般にキーパッド22を有するユーザ・インターフェースを含み、これらのすべてが、コントローラ18に結合されている。キーパッドは、従来の数値(0〜9)キーおよび関連キー(#、*)22a、ならびにMS10を操作するために使用される他のキー22bを含んでいる。これら他のキーには例えば、送信キー、様々なメニューをスクロールするソフト・キー、および電源キーが含まれ得る。MS10は、MS10を動作させるのに必要な様々な回路に電力を供給する電池26を含むこともできる。
MS10はまた、メモリ24として一括して示される様々なメモリを含んでいる。メモリ24には、MS10の動作中にコントローラ18で利用される複数の制約条件および変数を記憶することができる。例えば、メモリ24には、様々な無線システム・パラメータの値を記憶することができる。コントローラ18の動作を制御するための動作プログラムも、メモリ24に記憶される。さらに、メモリ24には、送信前にまたは受信後にデータを記憶しまたはバッファすることも可能である。
MS10はまた、パケット・データを送信し受信するデータ端末として機能することもできる。したがって、この場合には、MS10を、適切なDP(data portデータ・ポート)28を介してポータブル・コンピュータまたはファックス装置に接続することができる。あるいは、MS10は、インターネットおよび/または電子メール・サーバなどのデータ・ネットワークにアクセスするための関連する動作キーおよび/またはソフトウェアを含むこともできる。
BS30は、図1のMS10との信号交換をさせるのに必要な送信機および受信機も含んでいる。BS30、MSC34、またはPCF312中に配置することができるコントローラ、プロセッサ、および関連するメモリによって、BS30、MSC34、またはPCF312の制御が実現でき、これらを利用して本発明の実施形態による方法および装置を実装することができる。MSC34はさらに、PDSN314と、AAA316と称する認証、許可、および課金(AAA)を処理するモジュールとを含むことのできるパケット・データ・ネットワーク50と通信を行うことができる。
PCF312、PDSN314、AAA316などの要素をそれぞれモジュールまたはモジュール群として実装することができることが、当業者には理解されよう。本明細書で使用する用語「モジュール」は、一般にはソフトウェア・モジュールを指すが、特定のソフトウェアから独立に動作するものでもしないものでもよいハードウェア装置(すなわち物理モジュール)を指すこともある。したがって、用語「モジュール」および「ソフトウェア・モジュール」を区別なく用いて同じ一般的な機能を指すことができる。コンピュータ・プログラミング技術および遠隔通信技術においては、「モジュール」を、特定のタスクを実施しまたは特定の抽象データ型を実装する、ルーチンおよびデータ構造の集まりとして実装することができる。
モジュールは、一般に、2つの部分から構成される。第1に、ソフトウェア・モジュールは、他のモジュールまたはルーチンがアクセスすることができる定数、データ型、変数、ルーチンなどをリスト化することができる。第2に、専用とすることができ(すなわち、そのモジュールだけからアクセス可能であり)モジュールの基礎となり得るルーチンまたはサブルーチンを実際に実装するソース・コードを含む実装としてソフトウェア・モジュールを構成することができる。したがって、本明細書中で「モジュール」について言及するとき、本発明者らは、一般にはかかるソフトウェア・モジュールまたはその実装を指すが、ハードウェア実装のみ、あるいはソフトウェア実装と組み合わせたハードウェア実装を指すこともある。
図3に、本発明の好ましい実施形態に従って実装することができるシステム300を図示するブロック図を示す。図2および図3では、同様のまたは同じ部分または要素を同じ参照番号によって示していることに留意されたい。システム300は一般に、HLR302を含むことができるデータ伝送システムを含んでおり、このHLR302は、QoSレベルなどのデータをVLR304に伝えることができ、このVLR304は、無線ネットワーク制御装置310と交信することができる。モバイル306は、セル308と交信することができ、このセル308は、無線ネットワーク制御装置310と交信することができる。図3のモバイル306およびセル308は一般に、図2のモバイル10およびBS30に類似していることに留意されたい。
無線ネットワーク制御装置310からパケット制御機能312へとQoSレベルを伝送することができ、これは、特定のQoSレベル(例えば、レベル1ないし13)に関連するその複数のタイマ・パラメータを示すブロック318によって数学的に示される。AAA316は、AAA QoS属性をPDSN314へと送信することができ、PDSN314は、このAAA QoS属性をパケット制御機能312へと送信することができる。システム300に関連するデータベースまたは他のメモリ位置にこのタイマ・パラメータを記憶することができることに留意されたい。ブロック318に示される特定数のQoSレベルは、例示の目的で示したものにすぎないことが、当業者には理解されよう。例えば、個々の設計目標に応じて、本発明の実施形態に従って13個を上回るまたは13個を下回るQoSレベルを実装することができる。ブロック318は一般に、矢印324で示すようにパケット制御機能312に関連づけられるが、他の実施形態では、破線322によって任意選択で示すように無線ネットワーク制御装置322に関連づけることもできる。
システム300は、ユーザのQoSレベルまたは他の顧客属性に基づいて動作を変更する、適応パケット非活動タイマを一般的に示している。このタイマは、異なるパラメータを用いてそれ自体をインスタンス化することによって動作を変更することが可能である。QoSレベルは、タイマの動作を定義する1組のパラメータに関連づけることができる。これによって、一部のユーザには3G−1X資源のより自由な使用を提供することが可能になり、他のユーザにはより制約的な使用しか提供されないことになる。所与の契約での使用が意図されるアプリケーション・タイプに基づいて、QoSレベルを割り当てることもできる。タイマをこのようにしてインスタンス化してQoSレベルによって指定される特定の1組のアプリケーション向けに最適化することができる。
所望の動作を指示するために利用されるQoSレベルは、例えば、コール・セットアップ中にパケット制御機能312に送られる既存のANSI−41パラメータ、あるいはAAA316から利用可能になる別のQoS属性とすることができる。適応パケット非活動タイマは一般に、パケット制御機能312上で稼働する。適応パケット非活動タイマの時間が満了すると、パケット制御機能312は、無線ネットワーク制御装置310にこのコールを解放するように通知し、それによってこのトラフィック・チャネルを解放する。パケット制御機能312は、QoSレベルをパラメータ設定へのインデックスとして利用してそれ自体をインスタンス化することができる。
図4に、本発明の好ましい実施形態に従ってたどることができる論理動作工程を示す、動作の高レベルの流れ図400を示す。ブロック402に示すようにこのプロセスを開始することができる。その後、ブロック404に示すように、1つまたは複数のQoSレベルを、適応パケット非活動タイマの動作を定義する1組のパラメータに関連づけることができる。ブロック406に示すように、適応パケット非活動タイマは、ユーザのQOSレベルまたは他の顧客属性に基づいて動作を変更する。その後、判断ブロック408に示すように、テストを実施して所望のQoS割当てのタイプを判定する。
その後、ブロック410に示すように、ユーザの契約レベルに基づいて1つまたは複数のQoSレベルを割り当てることができる。あるいは、ブロック412に示すように、所与の契約での使用が意図されるアプリケーション・タイプに基づいて1つまたは複数のQoSレベルを割り当てることができる。その後、ブロック414に示すように、パケット制御機能312上で適応パケット非活動タイマを稼働させることができる。次に、その後、ブロック416に示すように、パケット制御機能312は、コール/トラフィック・チャネルを解放するよう無線ネットワーク制御装置310に通知することができる。ブロック418に示すように、次いでプロセスを終了することができる。
本明細書に記載の実施形態および例は、本発明およびその実用的なアプリケーションについて最良の説明を与えるために、またそれによって当業者が本発明を実施し利用できるようにするために提示されている。しかし、前述の説明および例が、例示および例の目的のために提示したものにすぎないことが当業者には理解されよう。本発明の他の変形形態および変更形態は、当業者には明らかなはずであり、添付特許請求の範囲には、かかる変形形態および変更形態も包含するものとする。例えば、前記適応パケット非活動タイマが、(必ずしもそうである必要はないが)そのいくつかが互いに並行にまたは同時に動作できる1つまたは複数の顧客属性に基づいてその動作を動的に変更するように、適応パケット非活動タイマをデータ伝送システムに関連づけることのできる構成を一般的に記述しているシステム300を変更することもできることが当業者には理解されよう。
以上に記載の説明は、網羅的なものでも本発明の範囲を限定するものでもない。前述の教示を考慮すれば、添付の特許請求の範囲に示す範囲から逸脱することなく、多くの変更形態および変形形態が可能である。本発明の使用には、異なる特性を有する構成要素が関与し得ることが企図されている。本発明の範囲は、あらゆる点で等価であると全面的に認識した上で、添付の特許請求の範囲によって定義されるものとする。
本発明の好ましい実施形態を実施するのに適したセルラ端末を示すブロック図である。 図1に示したセルラ端末を、本発明の好ましい実施形態を実装することのできる無線ネットワークに関連して示す図である。 本発明の好ましい実施形態に従って実装することができるシステムを示すブロック図である。 本発明の好ましい実施形態に従ってたどることができる論理動作工程を示す、動作の高レベルの流れ図である。

Claims (7)

  1. データ伝送システム中のシステム資源を管理する方法であって、
    前記データ伝送システムに適応パケット非活動タイマを関連づけるステップであって、前記適応パケット非活動タイマが、少なくとも1つの顧客アプリケーション及び契約レベルに基づいて割り当てられた1以上のサービス品質レベルに関連付けられるときに、前記適応パケット非活動タイマの動作を動的に変更するための複数の変動値を採用する複数のタイマ・パラメータを備え前記1以上のサービス品質レベルの少なくとも1つが、コールセットアップ中に送信されたANSI−41パラメータからなる、ステップ、及び
    前記データ伝送システムにおける前記システムリソースの使用を管理するために、前記適応パケット非活動タイマの前記動作を定義する前記複数のタイマ・パラメータに前記1以上のサービス品質レベルを関連づけるステップ
    を備える方法。
  2. 前記適応パケット非活動タイマが、前記1以上のサービス品質レベルの前記少なくとも1つによって指定された特定のセットのアプリケーションに向けて最適化される、請求項1に記載の方法。
  3. 前記少なくとも1つの顧客属性を送信するよう動作する認証、許可及び課金(AAA)モジュールを備えるよう前記データ送信システムを構成するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
  4. 請求項1の方法であって、さらに、
    前記複数の変化するパラメータに従って前記適応パケット非活動タイマをインスタンス化して、それにより前記適応パケット非活動タイマの前記動作を変更するステップを備える方法。
  5. データ伝送システム中のシステム資源を管理する装置であって、
    前記データ伝送システムに関連づけられた適応パケット非活動タイマであって、少なくとも1つのアプリケーション及び契約レベルに基づいて割り当てられた1以上のサービス品質レベルに関連付けられるときに、前記適応パケット非活動タイマの動作を動的に変更するための複数の変動値を採用する複数のタイマ・パラメータを備え、前記1以上のサービス品質レベルの少なくとも1つが、コールセットアップ中に送信されたANSI−41パラメータからなるものである、適応パケット非活動タイマ、及び
    前記データ伝送システムに関連するデータベース内に記憶され、前記1以上のサービス品質レベルが前記複数のタイマ・パラメータに関連づけられ、前記データ伝送システムにおける前記システムリソースの使用を管理するために、前記適応パケット非活動タイマの前記動作を定義する複数のタイマ・パラメータ
    を備えた装置。
  6. 前記適応パケット非活動タイマが、前記1以上のサービス品質レベルの前記少なくとも1つによって指定された特定のセットのアプリケーションに向けて最適化される、請求項に記載の装置。
  7. 前記データ伝送システムが、前記1以上のサービス品質レベルを送信するよう動作する認証、許可及び課金(AAA)モジュールを備え、前記データ伝送システムが、
    前記1以上のサービス品質レベルを少なくとも1つのVLRに送信するよう動作する少なくとも1つのHLR、
    前記1以上のサービス品質レベルを前記少なくとも1つのVLRから受信するよう動作する無線ネットワーク制御装置、及び
    前記1以上のサービス品質レベルを前記無線ネットワーク制御装置から受信し、前記適応パケット非活動タイマを処理するよう動作するパケット制御機能
    を備える請求項に記載の装置。
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