(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線アクセス網における端末と固定網との間の通信システムであって、
無線リンク制御（ＲＬＣ）を介して無線リンクプロトコル（ＲＬＰ）を実行する移動端末と、
事実上の無線プロトコルをＩｕプロトコルに変換するために適用されたＵＭＴＳ地上無線アクセス網（ＵＴＲＡＮ）と、
Ｉｕプロトコルを固定側で使用されるプロトコルに変換するために適用される網間接続機能（ＩＷＦ）を有するＵＭＴＳ移動通信交換局（ＭＳＣ）と、
下位レイヤトランスポート用のＵＭＴＳの音声のための標準的なプロトコルの上位に位置するＧＳＭの上位レイヤプロトコルＲＬＰ及びＬ２Ｒを使用した固定網における端末装置と
を特徴とするシステム。
【請求項２】
下位レイヤＬ１、ＭＡＣ及びＲＬＣプロトコルをＩｕを介してＡＡＬ２及びＡＴＭに変換するためにＵＴＲＡＮを適用することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
固定網側において、ＧＳＭ  Ｖ．１１０、ＧＳＭ  ＡＴＲＡＵ及びＲＬＰからＩＳＤＮ  Ｖ．１１０及び／又はモデムプロトコル（ＬＡＭＰＭ、Ｖ．３４）に変換するためにＩＷＦ（網間接続機能）を適用することを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動体通信に係わり、特に、開発中の新しいアクセス網における旧回線交換データ通信装置の用途に係わる。
【０００２】
【技術背景】
【課題分野】
ＧＳＭ及び他のディジタル移動体方式は、アクセス網を介して固定網に回線交換データを移送するための固有の課題解決法を有している。
【０００３】
第３移動体世代に向けて、ＵＭＴＳと呼ばれる３ＧＰＰは新しい地上無線アクセス網を構築する。このアクセス無線網は回線交換データ処理を行う、いずれの定義された方法も有していない。
【０００４】
しかし、未だに、固定網に設置される回線交換データ通信装置は多量に存在し、人々は新しいアクセス網技術を介しての接続が可能となることを望んでいると推測する。
【０００５】
【従来の課題解決法】
図１は移動体端末通信がＵＭＴＳを介してＰＳＤＮ／ＩＳＤＮに設置される回線交換データ通信装置側で行われる網の概要図を示している。従来技術では、アクセス網における回線交換呼(circuit switched calls)は、パケットデータアクセス又は音声の移送機構のいずれかを使用した課題解決法によってサポートされる。
【０００６】
【パケットデータアクセス】
新しい移動体方式の主要な目的の１つはデータアクセスである。改良された無線インターフェースの課題解決法を発展させるにあたり、最適化されたＩＰアクセス（パケットアクセス）がキー・ドライバーの１つとなっていた。そこで、伝送を確実に行うユーザ・プレーン・プロトコル・スタックが生み出された。
【０００７】
パケット・アクセス・ユーザ・プレーン・プロトコル・スタックは、一定のビットレートの全二重リンクにおいては、あまり最適化されていない。それは、回線交換接続に不要な、又は、無益なオーバーヘッドを多量に有するためである。移動回線交換データアクセスにおいては、さらに安定したペイロードを供給することが当然となる一方で、パケット・アクセス・スタックもまた、バースト・トラフィック処理に最適化される。
【０００８】
パケット・アクセス・スタックは回線交換接続にも使用することができるが、上述の欠点に加えて、ＧＳＭ回線交換データ呼へのハンドオーバーのサポートが難しい。
【０００９】
音声
音声は、標準的な低い遅延性及び安定したビットレートを規定するために必要とされる所要の輸送能力を保証するための重要なサービスかつ、課題解決法でもある。
【００１０】
当該音声の課題解決法では、回線交換呼に対する十分な輸送能力が提供されるが、信頼性のあるデータ輸送は提供されない。かかる輸送は、可能な限り遅延を発生させず、かつ６４ｋｂｉｔ／ｓ以下の固定ビットレートの接続サポートに最適化されたＡＴＭ  ＡＡＬ２を使用している。
【００１１】
音声と同様の方法でデータ輸送を行うことが可能なら、無線インターフェースを介して、ビット誤りをエンド・ツー・エンド型で固定し、中継を行うことができるだろう。固定網の装置においてサポートされたプロトコルは、物理的ケーブル向けに設計されており、有線と比較して多大な干渉が発生し、不安定な性質を有する無線インターフェースを介して使用される場合には、あまり能率的ではない。
【００１２】
【発明の要旨】
本発明は、新しいアクセス網における通信方法を提供することを目的とし、それにより、上述周知の方法にかかる短所なしに旧回線交換通信装置を利用することができる。
【００１３】
特に、本発明は、網間接続機能（Interworking Function)(ＩＷＦ）を有する移動通信交換局(Mobile Switch Centre)側に機能する移動端末を構成する、ＵＴＲＡＮにおける通信方法に関係する。前記方法によれば、回線交換データは、ＵＭＴＳの音声にかかわるトランスポート・レイヤの上位に位置する、ＲＬＰとＬ２Ｒのプロトコルを使用するＧＳＭの上位レイヤに輸送される。
【００１４】
本発明は、無線アクセス網における端末と前記方法を使用する固定網との間の通信方式にも関係する。
【００１５】
さらに、本発明の実施形態は付随する特許請求項から明らかとなる。
【００１６】
【実施形態の説明】
図１は左手側に移動端末を示した方式概要図を示している。ＵＴＲＡＮ（ＵＭＴＳ地上無線アクセス網(UMTS Terrestrial Radio Access Network)）は、移動端末がＵｕインターフェースを介して通信を行っている無線網を意味している。ＵＴＲＡＮはＵＭＴＳ方式の無線部であり、その一方で、ＰＬＭＮ（公衆陸上移動網(Public Land Mobile Network)）はＵＭＴＳ方式の次段のコア網、つまり、ＵＴＲＡＮをサポートしている交換機のハードウェア構造などのことである。ＵＴＲＡＮはＩｕインターフェースを介してＰＬＭＮと「対話通信」している。ＵＭＴＳ網は一般公衆交換電話網（common Public Switched Telephone Network)に接続され、その端末は右手側に示されている。
【００１７】
本発明の基礎はＵＭＴＳの音声のためにトランスポート・レイヤと共にＧＳＭの上位レイヤを利用することである。
【００１８】
さらなる論議において、図２を引用し、本発明による方式において如何にして主要プロトコルとデータ輸送メカニズムを配置するかを例示している。上位レイヤが回線交換データ通信を規定している一方、下位レイヤはより多くのサービスに利用されている。
【００１９】
本方式は、該課題解決法における４つの主要な部分を構成し、以下で詳細に記述する。
【００２０】
【ユーザ装置】
これは、エンドユーザが無線インターフェースを介して通信するために使用する物理的装置である。その装置は、ＵＭＴＳ移動体電話に接続された物理的なファックス機からビデオ送信用の集積装置に至るまで、極めて異なる複数の装置形態を取り得る、かつ、おそらく取るであろう。この課題解決法においては、ユーザ装置が１つ又は複数の物理的なボックス(physical boxes)を構成するか否かは重要ではない。ユーザ装置はＲＬＣを介してＲＬＰを機能させる必要がある。（以下に説明するプロトコルの章を参照）
【００２１】
【ＵＴＲＡＮ】
これは、略語であって、ＵＭＴＳ地上無線アクセス網（UMTS terrestrial radio access network)のことである。ＵＴＲＡＮは無線アクセス処理を行うための複数の機能性を有する。それは、物理的な無線インターフェースを管理し、また、１つのＵＴＲＡＮ内における異なる基地局間のハンドオーバーを処理する。本発明にかかわるＵＴＲＡＮの重要な役割の１つは、実際の無線プロトコル（Ｌ１、ＭＡＣ、ＲＬＣ）をＩｕプロトコル（ＡＡＬ２，ＡＴＭ）に変換することである。この変換は音声に特定されており、本発明はこれを利用している。Ｉｕフレーミングに付加される音声固有ヘッダ情報は、いずれも任意的であるべきで、輸送されるべきではない。ただし、現在の輸送状況といった情報を収容したごくわずかなヘッダ情報だけは必要となる。
【００２２】
【ＵＭＴＳ  ＭＳＣ】
このノードは、全ての回線交換呼に対する呼制御(call control)及び移動性管理(mobility management)を扱う。当然、この機能は回線交換データ呼にも必要となる。この発明のＵＭＴＳ  ＭＳＣの重要な役割にはＩＷＦと呼ばれる網間接続の機能性(Interworking Functionality)がある。ＩＷＦはＩｕプロトコルと固定網側のプロトコルとの間の変換を行う（図１参照）。)これは、ＧＳＭにおいて、レイヤ１上のＧＳＭ  Ｖ．１１０及びＧＳＭ  ＡＴＲＡＵプロトコルと非透過呼(non-transparent call)の上位にあるＲＬＰを、固定網側のＩＳＤＮ  Ｖ．１１０及びモデムプロトコル(ＬＡＰＭ，Ｖ．３４など)に変換するものである。
【００２３】
【サーバ】
固定網内のもう一端には、サーバが存在している。これは必ずしもサーバである必要はない。当該用語は、アクセス・サーバ、企業サーバ、及びローカルモデムといった、普段、接続すると思われる全ての装置を意味する。ＩＷＦの機能性により、該サーバはユーザ装置において不可視となるため、ＧＳＭでは、該サーバはまた別の移動体である可能性もある。ＵＭＴＳ内で起こっている事をサーバは全く感知しないという点が、本発明の重要な一面となる。この点はＧＳＭの回線交換データ呼に類似している。
【００２４】
【プロトコル・スタック】
図３は課題解決法を視覚化するプロトコル・スタックを示している。
【００２５】
この課題解決法は、伝送したユーザデータに誤りがないことを保証するため、ＧＳＭの非透過プロトコル(non-transparent protocol)のＲＬＰ及びＬ２Ｒを利用している。ＲＬＰフレームはオーバーヘッドを減少させるため、ＧＳＭ１４．４ＲＬＰ形式を使用している。
【００２６】
該課題解決法では、下位レイヤで保証のない輸送を行うために、ＵＭＴＳの音声プロトコルを利用する。
【００２７】
ユーザ装置は、ＲＬＣレイヤ間にＲＬＰフレームを位置付ける。
【００２８】
ＡＡＬ２を介してＲＬＣからＩｕフレーミング(Iu framing)に音声をマッピングするＵＴＲＡＮにおける機能は、同様の方法で回線交換データを移送するために、なんらかの微調整を要する。当該微調整とは、データ呼においてもＩｕフレーミングヘッダ(Iu framing header)を調整することである。
【００２９】
ＩＷＦを行うにはＲＬＰフレームをＩｕフレーミングに配置する必要がある。その際の輸送にはレート・アダプテーションは必要ない。これは、ＡＡＬ２[Ｉ．３６３．２]の特性に起因するものである。
【００３０】
【関連するプロトコル】
異なるプロトコル及び規格が適用される部分の概要図を示す図２を再び参照する。ここで、本発明手段に関連する各プロトコル／レイヤをさらに詳細に考察することにする。
【００３１】
【レイヤ２  リレー（Ｌａｙｅｒ ２ Ｒｅｌａｙ（Ｌ２Ｒ））】
Ｌ２Ｒの主要な目的はフロー制御機構を提供することにある。これは、非透過ベアラサービスをサポートするために必要とされている。異なる非透過ベアラサービスに関するＬ２Ｒ特有の機能についての詳細は、ＧＳＭ  ０７シリーズの仕様書に掲載されている。参考文献[１]、[２]及び[３]を参照。
【００３２】
レイヤ２  リレー（Ｌ２Ｒ）機能はＧＳＭ  ＰＬＭＮの無線インターフェースを介して前記の、つまり非透過のユーザ・プロトコルの信頼できる搬送を提供する。移動端末(Mobile Termination)（ＭＴ）及び移動通信交換局(Mobile Switching Centre)（ＭＳＣ）と関連する網間接続機能（ＩＷＦ）においてＬ２Ｒは機能する。Ｌ２Ｒは無線リンク・プロトコル(Radio Link Protocol)（ＲＬＰ）によって提供されるサービスを使用し、ＭＳとＩＷＦとの間の非透過プロトコル情報を移送する。
【００３３】
【無線リンク・プロトコル】
ＲＬＰの主要な目的は移動局とＩＷＦとの間の安全かつ無誤差データ輸送を提供することにある。
【００３４】
無線リンクプロトコル（ＲＬＰ）はＧＳＭ  ＰＬＭＮを介するデータ伝送に指定されている（参考文献[４]を参照）。それは、Ｘ．２５及びＱ．９２ｘ（それぞれ国際電信電話信諮問委員会（ＣＣＩＴＴ）のＬＡＰ−Ｂ及びＬＡＰ−Ｄ）といった、他の規定による概念に基づく。
【００３５】
ペイロードが誤っている場合、該無線リンク・プロトコルは再送を引き起こす複数の可能性を有する。ＲＬＰはディジタル無線伝送を必要とする特殊性に対応するように仕様されており、非透過性データ転送と共に使用されることを目的とする。
【００３６】
−  無線リンク制御プロトコル(Radio Link Control Protocol)（ＲＬＣ）  −
ＲＬＣはＵＭＴＳにおける無線インターフェース（Ｕｕ）用に規定されている。その主要な目的はこのインターフェースを介するユーザデータの輸送を保証することにある。移動局（ＭＳ）と無線アクセス網（ＵＴＲＡＮ）において、ＲＬＣは機能している。ＲＬＣは以下の異なるモードを有する。
透過モード
非応答モード
応答モード
【００３７】
前記モードは上記レイヤに異なる特徴を有するサービスを提供する。透過モードでは、遅延性は低いが、誤り率が高い。非応答モードは透過性モードに類似しているが、複数の付加機能を有する。しかし、再送機能をサポートしていない。
【００３８】
応答モードは再送機能をサポートしており、無誤差サービスを提供しているが、その他のモードよりも高い遅延性を有する。ただし、実際には無線状態に応じて遅延性は異なってくる。
【００３９】
更なる詳細に関しては、参考文献[５]を参照。
【００４０】
【ＡＴＭアダプテーションレイヤ  タイプ２（ＡＡＬ  ２）】
ＡＡＬ  ２はＡＴＭ上でデータを移送する方法である。他のＡＴＭアダプテーションレイヤと比較して、パケットの細分化に最も有効である。図から理解できるように、ＵＴＲＡＮとコア網との間において通信を行う。
【００４１】
ＡＡＬ  ２は共通部分とサービス固有部分の２つの部分から構成されている。
【００４２】
共通部分は、Ｉ．３６３．２勧告（参考文献[６]を参照）によって規定されている。ＡＡＬ  タイプ２は、遅延に影響を受けやすいアプリケーションにおいて、低速な、短い、かつ、可変長のパケットの帯域幅効率のよい伝送を提供する。単一のＡＴＭの接続上で、ＡＡＬ  タイプ２のユーザ情報を搬送する１つ以上のストリームをサポートできる。
【００４３】
Ｉ．３６６．１勧告（参考文献[７]参照）は、ＡＴＭアダプテーションレイヤ（ＡＡＬ）タイプ２のセル分割・組立てサービス依存部コンバージェンスサブレイヤ(Segmentation and Reassembly Service Specific Convergence Sublayer)を規定している。１つ以上のＡＡＬ  タイプ２のユーザ情報を搬送するストリーム上に、セル分割・組立てサービス依存部コンバージェンスサブレイヤは配置されている。サブレイヤ構造、セル分割・組立て処理手続、任意の伝送誤り検出及び確実なデータ移送がそこで詳細に規定されている。
【００４４】
【長所】
第２世代ＧＳＭへのハンドオーバーは、既にＲＬＰレイヤにおいて規定されているため、容易に処理できる。
現存し、確認されている機能性を利用できる。圧縮及びフロー制御のような上位レイヤの機能性とＡＴＭ  ＶＣのような下位レイヤの機能性の両方が利用できる。
エンドユーザは、変更されていないサーバ（固定網）側で、自己の回線交換データ通信装置(datacom equipment)及びアプリケーションを管理できる。
回線交換接続を行う上で、無線網輸送能力が好適である。
【００４５】
【略語】
近代的な分野である電気通信業界では、複数の略語が使用される。ここでは、この明細書で使用された略語を説明する。
ＡＡＬ２    ATMアダプテーションレイヤ２(ATM Adaptation Layer 2)
ＡＴＭ      非同期伝達モード(Asynchronous Transfer mode)
ＥＴＳＩ   欧州電気通信標準化機構(European Telecommunication Standards Institute)
ＧＳＭ      汎欧州ディジタル移動電話方式(Global System for Mobile Communications)
ＩＰ        インターネットプロトコル(Internet Protocol)
ＩＳＤＮ    ディジタル総合サービス網(Integrated Service Digital Network)
Ｉｕ        ＵＴＲＡＮとコア網との間のインターフェース
ＩＷＦ      （共通信号方式（ＣＳ）データサービスのための）網間接続機能 (Interworking function)
Ｌ１        レイヤ１(Layer 1)
Ｌ２Ｒ      レイヤ２  リレープロトコル(Layer 2 relay protocol)
ＭＡＣ      メディア・アクセス制御(Media Access Control)
ＭＳＣ      移動通信交換局(Mobile Switching Centre)
ＰＬＭＮ    公衆陸上移動通信網(Public Land Mobile Network)
ＰＳＴＮ    公衆交換電話網(Public Switched Telephone Network)
ＲＡＢ      無線アクセス・ベアラ(Radio Access Bearer)
ＲＬＣ      無線リンク制御(Radio link control)
ＲＬＰ      無線リンク・プロトコル(Radio link protocol)
ＵＥ        ユーザ装置(Use Equipment)
ＵＭＳＣ    ＵＭＴＳ移動通信交換局(UMTS Mobile Switching Centre)
ＵＭＴＳ    汎用移動通信システム(Universal Mobile telecommunication System)
ＵＴＲＡＮ  ＵＭＴＳ地上無線アクセス網(UMTS Terrestrial Radio Access Network)
Ｕｕ        ＵＴＲＡＮと移動装置との間のインターフェース
３ＧＰＰ    第３世代移動通信システムの仕様を定めるために生み出された第３世代パートナーシッププロジェクト(Third Generation Partnership project)
より詳細な情報は、
ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．３ｇｐｐ．ｏｒｇ
【００４６】
【参考文献】
[１]  General on Terminal Adaptation Functions (TAF) for Mobile Stations (MS) (ETSI GSM 07.01).
[２]  Terminal Adaptation Functions (TAF) for services using asynchronous bearer capabilities (ETSI GSM 07.02).
[３]  Terminal Adaptation Functions (TAF) for services using synchronous bearer capabilities (ETSI GSM 07.03).
[４]  Radio Link Protocol (RLP) for data and telematic services (ETSI GSM 04.22)
[５]  ETSI T.doc SMG2 095/99; UMTS YY.22 Description of RLC,
[６]  B-ISDN ATM Adaptation Layer type 2 specification. ITU-T recommendation I.363.2
[７]  Segmentation and reassembly service specific convergence sublayer for the ALL type 2. ITU-T Recommendation I.366.1.
【図面の簡単な説明】
本発明は添付図において詳細に説明されている。
【図１】  方式概要図を提供している。
【図２】  主要なプロトコル及びデータ輸送にかかる詳細と、本発明による方式においてそれらがどこに適用しているかを示している。
【図３】  ＧＳＭに類似の上位レイヤプロトコルとＵＭＴＳの音声にかかわる下位レイヤプロトコルを使用した本発明による積層構造を説明している。
【図１】
0003727020.tif 000002
【図２】
0003727020.tif 000003
【図３】
0003727020.tif 000004