(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の移動局（ＭＳ）と、多数の基地局システム（ＢＳＳ）と、多数のサービスＧＰＲＳ交換ノード（ＳＧＳＮ）と、これらＳＧＳＮとＢＳＳとの間に設けられた多数のネットワーク仮想チャンネル（ＮＳ−ＶＣ）とを備えたパケット交換移動電話ネットワークにおいて、パケットを効率的に送信するためにチャンネルを最適に選択する方法において、
・  リンクセレクターパラメータ（ＬＳＰ）に関連する各パケットのために、最終パケットの送信時間を記憶する工程と、
・  同じ（ＬＳＰ）を有するパケットを送らなければならない次の時間に、現在の時間から最後のパケットの送信時間を減算する工程と、
・  この結果得られた時間が指定されたスレッショルドを越えた場合であって、且つ、チャンネルが輻輳状態にあると報告された場合に、このＬＳＰに対して別のチャンネルを選択する工程とを備えたこと特徴とする、チャンネルを最適に選択するための方法。
【請求項２】
キーとしてのＬＳＰと共に送信時間をテーブル内に記憶し、ＮＳユーザーから新しいパケットを受信した時に、この送信時間をルックアップし、当該ＬＳＰに対して最終パケットが送信された時間を探すことを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項３】
パケット一時移動局アイデンティティ（ＰＴＭＳＩ）をＬＳＰとして使用することを特徴とする、請求項２記載の方法。
【請求項４】
多数の移動局（ＭＳ）と、多数の基地局システム（ＢＳＳ）と、多数のサービスＧＰＲＳ交換ノード（ＳＧＳＮ）と、これらＳＧＳＮとＢＳＳとの間に設けられた多数のネットワーク仮想チャンネル（ＮＳ−ＶＣ）とを備えたパケット交換移動電話通信システムのトラヒック処理容量を改善するための装置において、
ＢＳＳとＳＧＳＮとの間に負荷共用機能を導入し、
この負荷共用機能がＭＳに送られた各パケットの送信時間を記憶するようになっており、
同じ（ＬＳＰ）を有するパケットを送らなければならない次の時間に、現在の時間から最後のパケットの送信時間を減算し、
この結果得られた時間が特定のスレッショルドを越えた場合であって、且つ、チャンネルが輻輳状態であると報告された場合に、このＬＳＰに対し、別のチャンネルを選択することを特徴とする、トラヒック処理容量を改善するための装置。
【請求項５】
前記負荷共用機能がテーブルを含み、このテーブルにキーとしてＬＳＰを有する各パケットの送信時間が記憶されていることを特徴とする、請求項４記載の装置。
【請求項６】
負荷共用機能が別の送信方向にも、すなわちパケットをＳＧＳＮにも送るように機能することを特徴とする、請求項５記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、パケット交換移動電話通信システムのトラヒック処理容量を改善するための方法に関する。
【０００２】
（技術分野）
ＧＰＲＳとは、パケット交換移動電話のための新しい規格である。本発明は、ＧＰＲＳインターフェース、すなわちＳＧＳＮからＢＳＳへの（ダウンリンク方向）のインターフェースのＮＳ  ＥＴＳＩ仕様（参考文献［１］を参照）のためのＳＧＳＮの改良を提案するものである。
【０００３】
（技術的背景）
（課題）
Ｇｂインターフェース（図１参照）では、ＳＧＳＮとＢＳＳとの間にはリンク（ＮＳ−ＶＣ）が多数存在する。これらリンクの数は１つから何百まで変わり得る。ＮＳ  ＥＴＳＩ仕様（参考文献［１］、４.４.１章、会報２を参照）では、特定のＭＳ（ＬＳＰ）に関連するトラヒックは同じリンク（ＮＳ−ＶＣ）で送信しなければならないと述べられている。このようにすることによって、１つのＮＳに対し、ＳＧＳＮからＢＳＳへの、またはこれと逆の、ＢＳＳからＳＧＳＮへのパケットの順番どおりの送信が保証される。異なるリンクの送信能力は極めて大きくに変わり得る。同じＭＳに対し、多数のリンクを使用した場合、順番どおりの送信ができなくなる可能性がある。従って、リンク１において、ＳＧＳＮからＢＳＳへパケット１を送信、次のパケット、すなわちパケット２をリンク２で送った場合、パケット２の前にパケット１がＢＳＳに到達することは保証されない。参考文献［１］、４.４.１章、会報２によれば、使用しているリンクが故障した場合、別のリンクが選択される。このようにリンクが故障した場合、順番から外れたトラヒックを受信することが認められる。
【０００４】
ＥＴＳＩ仕様（参考文献［１］４.４.１章）における指定された負荷の共用機能は次の使用例をカバーしている。
・  新しいＬＳＰ（ＭＳ）にＮＳ−ＶＣを割り当て、ＮＳ−ＳＤＵの順番どおりの送信（in order delivery）を維持する。
・  リンクが故障した場合、別のリンクを選択し、順番からはずれたトラヒックを受信してもよい。
・  リンク（ＮＳ−ＶＣ）がブロック／アンブロックされた場合、順番どおりに（in order）トラヒックを受信する。
【０００５】
参考文献［１］における負荷共用機能に対し、「１つのリンクが輻輳状態にある」使用例は指定されていない。
【０００６】
１つのＭＳに対しあるリンクから別のリンクへのトラヒックを移行できない場合の問題は、現在指定されているリンクが輻輳状態となり、この輻輳状態のリンクにおけるトラヒック負荷を低減する方法がない場合に生じる。すなわちリンクが輻輳状態となると、ＭＳが代わりに輻輳状態にない別のリンクで送信することはできない。その理由は、このような送信をすると、パケットの順番から外れた送信（out of order delivery）を課す可能性があるからである。この問題は、（順番どおりの送信を課すことなく、（輻輳に起因する）トラヒックを移行させることができるか？）ということである
【０００７】
米国特許第5,649,110号からは、通信ネットワークにおけるトラヒックを（バッファリングにより）等化し、トラヒックに優先権を与える方法が知られている。
【０００８】
米国特許第5,488,607号はパケット交換システム（ＡＴＭ）におけるスループットを評価するための方法に関する。米国特許第5,132,961号からも、同様な方法が知られている。
【０００９】
ＥＴＳＩ仕様のＧＳＭ０８.１６は次の場合における負荷共用に関する仕様である。
−  新加入者（ＬＳＰ／ＭＳ）
−  チャンネル内のブレーク
−  チャンネルのブロッキング／ブロッキング解除
【００１０】
しかしながら、上記刊行物のいずれもチャンネルが輻輳状態となった時に、どんな措置をとるべきかについては述べていない。
【００１１】
（発明）
（前置き）
本発明によれば、ＢＳＳとＳＧＳＮとの間に負荷共用機能を導入することによって上記問題が解決される。この負荷共用機能はネットワークサービス層のサブ層であるネットワークサービス制御サブ層に設けられる。この負荷共用機能の目的は、利用できるＮＳ−ＶＣの間でＳＧＳＮからＢＳＳへ（ダウンリンクトラヒック）のトラヒック負荷を分配することである。
【００１２】
ＳＧＳＮとＢＳＳとの間では各ＮＳＥに対し１つ以上のＮＳ−ＶＣが存在することになる。１つのＮＳＥはＮＳ−ＶＣの１グループを識別する。負荷共用機能の役割は、同じグループのうちの利用可能なＮＳ−ＶＣの間でＮＳ  ＳＤＵトラヒックを分配することにある。
【００１３】
負荷共用機能の条件は同じＮＳ−ＶＣにて同じＬＳＰを有するＮＳ  ＳＤＵを送らなければならないことを保証することである。これによって、各ＢＶＣに対し、同じＬＳＰの値がマークされたすべてのＮＳ  ＳＤＵを順番どおり送ることが保持される。
【００１４】
この負荷共用機能はダウンリンクトラヒックに対するＳＧＳＮでしか呼び出されない。
【００１５】
本発明の範囲は特許請求の範囲に記載されたとおりである。
【００１６】
（発明の説明）
負荷共用機能は２つの主な条件を有する。
１）ＮＳ−ＶＣのグループから利用できる２つのＮＳ−ＶＣを選択すること。
２）ＮＳ  ＳＤＵの順番どおりの送信を保証すること。
【００１７】
ＮＳユーザー（例えばＢＳＳＧＰ）がパケットをＮＳ層に向けて下方に送る際に、負荷共用機能はＮＳ層で呼び出される最初の機能となる。ＢＳＳＧＰはＮＳ−ＶＣを選択するのに、負荷共用機能が使用する２つのサービス原始パラメータ、すなわちＮＳＥＩとＬＳＰとをＮＳ層に提供する。ＮＳＥＩはＮＳ−ＶＣのグループを選択するのに使用され、ＬＳＰはグループから特定のＮＳ−ＶＣを選択するのに使用される。
【００１８】
最も簡単な形態として、負荷共用機能はＮＳＥＩおよびＬＳＰに基づき、ＮＳ−ＶＣを選択し、ＮＳＥＩおよびＬＳＰの同じ組を有するすべてのＮＳ−ＳＤＵが同じＮＳ−ＶＣで送信されることを保証する。
【００１９】
参考文献［１］は「各ＢＶＣおよびＮＳＥＩに対し、同じＮＳ−ＶＣにて同じＬＳＰを有するＮＳ  ＳＤＵを送らなければならない」と述べている。
【００２０】
この記載は、ＮＳ−ＶＣでの輻輳の程度を考慮していない。ＰＶＣ、従ってＮＳ−ＶＣにおいて輻輳が生じた場合に、フレーム中継層はこのことをＮＳ層に表示する。上記参考文献［１］の記載によれば、負荷共用機能は輻輳状態にあるＮＳ−ＶＣにてＮＳ  ＳＤＵを送信しなければならない。このような方針により保証できる唯一のことは、新しいＮＳが輻輳状態にあるＮＳ−ＶＣでトラヒックの送信の開始を許可しないことである。すなわちＭＳに特定のＮＳ−ＶＣが指定された後に、１つのＭＳに対し、輻輳状態にあるＮＳ−ＶＣから輻輳状態にないＮＳ−ＶＣへトラヒックを移行できる可能性がない。
【００２１】
上記記載の理由は、輻輳状態にあるＮＳ−ＶＣからのトラヒックを移行しなければならない場合、ＮＳ  ＳＤＵの順番どおりの送信が保証されないことである。すなわち輻輳状態にあるＮＳ−ＶＣで送られた最終のＮＳ  ＳＤＵは別のＮＳ−ＶＣで送られたＮＳ  ＳＤＵよりも前にＢＳＳへ到達することが保証されない。
【００２２】
しかしながら、順番どおりの送信の条件と妥協することなく１つのＮＳ−ＶＣから別のＮＳ−ＶＣへのトラヒックの移行が可能であることには論争が生じよう。ＧＰＲＳネットワークがサポートするトラヒックソースのほとんどは、バースト状のソース、例えばウェブブラウジング中であるので、このようなことが生じる。これは特定のＭＳに対し、ＭＳがトラヒックを受信しない時間が生じることを意味する。本発明の概念は、ＮＳ−ＶＣで送られる各パケットに対し、この送信時間を記憶する場合にこの事実を活用することにある。同じＬＳＰ（このことはＬＳＰはユニークでなければならず、ＬＳＰをＰＴＭＳＩと等しくすることによってＬＳＰをユニークにできることを意味する）を有するＮＳ  ＳＤＵが送信される次の時間に、現在の時間から最後のＮＳ  ＳＤＵを送信した時間を減算する。この結果得られる時間が指定されたスレッショルドを越えている場合、負荷共用機能がこのＬＳＰに対する別のＮＳ−ＶＣを選択することが認められる。このことは、最初のＮＳ−ＶＣが輻輳状態となった場合に行われる。
【００２３】
（２つのＮＳ  ＳＤＵの間の時間がスレッショルドを越えた場合）
負荷共用機能がＮＳユーザーからＮＳ  ＳＤＵを受信した時に、この機能はＬＳＰをキーとして使用するテーブルをルックアップし、当該ＰＴＭＳＩ（ＬＳＰ）に対し、最終ＮＳ  ＳＤＵを送った時間を探す。この時間が指定されたスレッショルドを越えている場合、負荷共用機能は自由にＮＳ−ＶＣを選択し直すことができる。元のＮＳ−ＶＣが輻輳状態にある場合、輻輳状態にないＮＳ−ＶＣが選択される。従って、所定の時間の間、ダウンリンクトラヒックを発生しなかったＭＳに対するトラヒックは、別のＮＳ−ＶＣに移行できる。指定される時間スレッショルドはＮＳ  ＳＤＵに対するフレーム中継ネットワークを通る最大時間よりも長くなければならない。この場合、ＢＳＳへのＮＳ  ＳＤＵの順番どおりの送信が保証される。
【００２４】
（グラフを使った説明）
次に、本発明に従い、ＢＳＳとＳＧＳＮとの間でパケットを転送させるためのプロセスのグラフ表示である図２を参照する。
１．ＳＧＳＮ内のＮＳユーザーはＮＳ層にパケットを送る。
２．ＮＳ層内の負荷共用機能は、着信パケットに添付されたＬＳＰをチェックする。このパケットをＮＳ−ＶＣ１で送るべきことをＬＳＰが表示した場合、負荷共用機能はＮＳ−ＶＣ１が輻輳状態にあるかどうかをチェックする。この場合において、輻輳状態にないと見なされた場合、パケットはＮＳ−ＶＣ１にてＢＳＳへ送られる。
３．ＢＳＳにて、ＮＳ−ＶＣ１上でパケットが受信される。
４．ＮＳユーザーはｔ時間後にＮＳ層に新しいパケットを送る。
【００２５】
５．ＮＳ層内の負荷共用機能は着信パケットに添付されたＬＳＰをチェックする。このパケットをＮＳ−ＶＣ１で送るべきことをＬＳＰが表示した場合、負荷共用機能はＮＳ−ＶＣ１が輻輳状態にあるかどうかをチェックする。この場合において、輻輳状態にあると見なされた場合、負荷共用機能は時間ｔをチェックする。時間ｔがフレーム中継コネクションを通過する最大時間よりも長ければ、負荷共用機能は新しいＭＳ−ＶＣを選択することが認められる。時間ｔがより長いと見なされた場合、負荷共用機能はＮＳ−ＶＣ２でパケットを送ることを選択する。次に、ＮＳ−ＶＣ２が輻輳状態にない限り、同じＮＳＥＩおよびＬＳＰを有するすべての連続するパケットがＮＳ−ＶＣ２で送られる。
６．ＢＳＳにてＮＳ−ＶＣ２上でパケットが受信される。
図３は、送信側で使用されるロジックを示す。
【００２６】
（利点）
本発明は、ダウンリンクトラヒックを輻輳状態にあるＮＳ−ＶＣから輻輳状態にないＮＳ−ＶＣへ移行し、順番どおりの送信を保持できるように保証するものである。ＮＳ−ＶＣはフレーム中継ＰＶＣを使用する。ＮＳ−ＶＣ上での輻輳は下方のフレーム中継ＰＶＣへの輻輳があることを意味する。本発明の装置を使用しない場合、最悪ケースの状況で許容できる性能を得るにはこれらフレーム中継ＰＶＣのすべてを過剰な大きさにしなければならない。本発明の装置を用いれば、トラヒックをＰＶＣの間で移行できるので、ＰＶＣの各々は最悪ケースの状況に対応しなくてもよい。
【００２７】
本発明は参考文献［１］におけるＥＴＳＩ仕様を補強するものである。しかしながら、本発明はこの仕様からの逸脱を課すものではない。従って、この仕様に準拠しながら本発明を実施することができる。
【００２８】
（拡張）
提案する解決案はＳＧＳＮに対するアップリンクトラヒックに対してもＢＳＳ内で等しく実施できる。
【００２９】
（略語および用語）
略語／用語                  説明
ＧＰＲＳ            総合パケット無線サービス
ＳＧＳＮ            サービスＧＰＲＳ交換ノード
ＢＳＳ              基地局システム
ＭＳ                移動局
ＧＰＲＳ            総合パケット無線サービス
ＳＧＳＮ            サービスＧＰＲＳ交換ノード
ＢＳＳ              基地局システム
ＭＳ                移動局
Ｐ−ＴＭＳＩ        パケット一時移動局アイデンティティ
ＮＳＥ              ネットワークサービス要素
ＮＳＥＩ            ネットワークサービス要素識別子
ＮＳ−ＶＣ          ネットワークサービス仮想チャンネル
ＳＤＵ              サービスデータユニット
ＬＳＰ              リンクセレクタパラメータ
ＢＳＳＧＰ          ＢＳＳ  ＧＰＲＳプロトコル
ＢＶＣ              ＢＳＳＧＰ仮想チャンネル
ＰＶＣ              永久仮想チャンネル
ＮＳＣ              ネットワークサービス制御
【００３０】
（参考文献）
［１］  ＧＳＭ０８.１６：「デジタルセルラー通信システム（フェーズ２＋）；総合パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）；サービスＧＰＲＳサポートノード（ＳＧＳＮ）インターフェース；ネットワークサービス」ｖ.６.２.０、１９９９年４月（GSM08.16:“Digital Cellular telecommunications system (Phase 2+); General Packet Radio Service(GPRS);Serving GPRS Support Node(SGSN)interface; Network Service”v.6.2.0,April 1999.）
【図面の簡単な説明】
【図１】  ＧＰＲＳにおける送信平面を示す略図である。
【図２】  本発明によりＢＳＳとＳＧＳＮとの間でチャンネルを選択するためのプロセスを示すグラフである。
【図３】  本発明における新しいロジックを示すフローチャートである。
【図１】
0003711073.tif 000002
【図２】
0003711073.tif 000003
【図３】
0003711073.tif 000004