(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パケットデータ送信性能を有する移動通信システム（ＨＰＬＭＮ，ＶＰＬＭＮ）において移動ステーション（ＭＳ）への／からの多数のデータ流でデータパケット（ＤＰ）を送信する方法であって、上記移動通信システム（ＨＰＬＭＮ，ＶＰＬＭＮ）を通してデータパケット（ＤＰ）をルート指定するために移動ステーション（ＭＳ）用のデータ送信経路を設定し、上記移動通信システム（ＨＰＬＭＮ）を経て上記移動ステーション（ＭＳ）と外部通信システム（１１，１２，ＶＰＬＭＮ，ＨＰＬＭＮ）との間にデータパケット（ＤＰ）を送信し、上記データ送信経路に少なくとも１つのプロファイル（Ｐｒ）を関連させ、この少なくとも１つのプロファイルは、少なくとも１つのサービスクオリティパラメータ即ちＱｏＳパラメータを含み、そして上記プロファイル（Ｐｒ）で指示された少なくとも１つのＱｏＳパラメータ内でデータパケット（ＤＰ）の送信をスケジューリングしそして規制する段階を含む方法において、
送信経路に多数のプロファイル（Ｐｒ）を関連させ、各プロファイル（Ｐｒ）は、少なくとも１つのＱｏＳパラメータを含み、
上記多数の流れの各々に、当該送信経路に関連した多数のプロファイル（Ｐｒ）の１つを指示するプロファイルタグ（ＰｒＴ）を与え、そして
当該データ流に関連したプロファイルタグ（ＰｒＴ）により指示されるプロファイル（Ｐｒ）の上記少なくとも１つのＱｏＳパラメータに基づいて個々のデータパケット（ＤＰ）の送信をスケジューリングしそして規制する、
という段階を更に含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
上記移動ステーション（ＭＳ）において少なくとも２つのアプリケーションを実行し、各アプリケーションは、あるクラス／形式に属し、そしてそれに関連した少なくとも１つの流れを有し、
単一の送信経路内で上記少なくとも２つのアプリケーションのデータパケット（ＤＰ）を送信し、そして
各アプリケーションクラス／形式の各流れに、各アプリケーションクラス／形式で必要とされるＱｏＳパラメータを指示するプロファイルタグ（ＰｒＴ）を与えるという段階を更に含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
各個々のアプリケーションの各流れにプロファイルタグ（ＰｒＴ）を与える請求項２に記載の方法。
【請求項４】
実質的に各個々のデータパケット（ＤＰ）にプロファイルタグ（ＰｒＴ）を与える請求項１ないし３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
ＱｏＳパラメータとして、各プロファイル（Ｐｒ）に、少なくとも２つのプライオリティレベルの１つを指示するプライオリティ情報を与える請求項１ないし４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
移動通信システムにおいて、少なくとも１つの接続岐路に、異なる信頼性を有する少なくとも２つの経路を与え、
１つのＱｏＳパラメータとして、各プロファイル（Ｐｒ）に、少なくとも２つの信頼性クラスの１つを指示する信頼性情報を与え、そして
上記信頼性情報に基づいて上記少なくとも２つの経路に対してデータパケット（ＤＰ）をマルチプレクスする、
という段階を含む請求項１ないし５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
移動通信システムにおいて、少なくとも１つの接続岐路に、接続指向経路及び無接続経路を形成し、前者は後者より信頼性が高く、そして
接続指向経路を経てデータパケット（ＤＰ）を送信すべきか無接続経路を経て送信すべきかを上記信頼性情報に基づいて判断する、
という段階を含む請求項１ないし６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
２つ以上のプロファイル（Ｐｒ）に関連したデータパケット（ＤＰ）を上記少なくとも１つの接続岐路における上記接続指向経路及び無接続経路に対してマルチプレクスする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
上記プロファイル（Ｐｒ）の少なくとも１つは、上記スケジューリング及び規制に対する更に別の限界を指示する少なくとも１つの更に別のＱｏＳパラメータを含む請求項１ないし８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
上記少なくとも１つの更に別のＱｏＳパラメータは、平均ビットレート、ピークビットレート、サービス優先順位、遅延クラス及び信頼性のうちの１つ以上を含む請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
上記少なくとも１つの更に別のＱｏＳパラメータは、平均ビットレートを定め、
移動ステーション（ＭＳ）により使用される実際の平均ビットレートを監視し、そして
実際の平均ビットレートが上記少なくとも１つの更に別のＱｏＳパラメータで定められた平均ビットレートを越える場合には、移動ステーション（ＭＳ）への／からのデータパケット（ＤＰ）を破棄するか又は少なくともその優先順位を下げる請求項１ないし１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
移動通信システム（ＨＰＬＭＮ，ＶＰＬＭＮ）に使用されるＱｏＳパラメータを、上記移動ステーション（ＭＳ）のユーザアプリケーションに使用されるもの、又は上記外部通信システム（１１，１２，ＶＰＬＭＮ）に使用されるものへとマップし、そしてその逆にもマップする請求項１ないし１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
上記送信経路に関連した１つのデフォールトプロファイル（Ｐｒｏ）、及び移動ステーションで実行される各アプリケーション又はアプリケーションクラス／形式に対する特定のプロファイル（ｐｒ）を確立し、そして
対応するＱｏＳパラメータが当該特定プロファイルから欠落する場合に上記デフォールトプロファイル（Ｐｒｏ）からＱｏＳパラメータを読み取る請求項２ないし１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
パケットデータプロトコルコンテクストを送信経路に関連させる請求項１ないし１３のいずれかに記載の方法。
【請求項１５】
上記多数のプロファイル（Ｐｒ）を上記パケットデータプロトコルコンテクストに関連させる請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
パケットデータ送信性能を有する移動通信システム（ＨＰＬＭＮ，ＶＰＬＭＮ）において多数のデータ流でデータパケット（ＤＰ）を送信する装置（ＭＳ，ＧＧＳＮ）であって、上記移動通信システム（ＨＰＬＭＮ，ＶＰＬＭＮ）を通してデータパケット（ＤＰ）をルート指定するために移動ステーション（ＭＳ）用のデータ送信経路を設定し、上記移動通信システム（ＨＰＬＭＮ）を経て上記移動ステーション（ＭＳ）と外部通信システム（１１，１２，ＶＰＬＭＮ，ＨＰＬＭＮ）との間にデータパケット（ＤＰ）を送信し、上記データ送信経路に少なくとも１つのプロファイル（Ｐｒ）を関連させ、この少なくとも１つのプロファイルは、少なくとも１つのサービスクオリティパラメータ即ちＱｏＳパラメータを含み、そして上記プロファイル（Ｐｒ）で指示された少なくとも１つのＱｏＳパラメータ内でデータパケット（ＤＰ）の送信をスケジューリングしそして規制するように構成された装置において、更に、
送信経路に多数のプロファイル（Ｐｒ）を関連させ、各プロファイル（Ｐｒ）は、少なくとも１つのＱｏＳパラメータを含み、
上記多数の流れの各々に、当該送信経路に関連した多数のプロファイル（Ｐｒ）の１つを指示するプロファイルタグ（ＰｒＴ）を与え、そして
当該データ流に関連したプロファイルタグ（ＰｒＴ）により指示されるプロファイル（Ｐｒ）の上記少なくとも１つのＱｏＳパラメータに基づいて個々のデータパケット（ＤＰ）の送信をスケジューリングしそして規制するように構成されたことを特徴とする装置。
【請求項１７】
上記装置は、移動無線ステーション（ＭＳ）であるか又はそれを含む請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
上記装置は、パケット無線ネットワーク（ＨＰＬＭＮ，ＶＰＬＭＮ）のサポートノード（ＳＧＳＮ，ＧＧＳＮ）である請求項１６に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、パケットデータ送信性能を有する移動通信システムにおけるサービスクオリティ（ＱｏＳ）の制御に係る。
【０００２】
【背景技術】
移動通信システムとは、一般に、ユーザがシステムのサービスエリア内を移動するときにワイヤレス通信を行えるようにするテレコミュニケーションシステムを指す。典型的な移動通信システムは、公衆地上移動ネットワーク（ＰＬＭＮ）である。移動通信ネットワークとは、通常、ユーザに、外部ネットワーク、ホスト、又は特定のサービスプロバイダーにより提供されるサービスへのワイヤレスアクセスを与えるアクセスネットワークである。
【０００３】
汎用パケット無線サービスＧＰＲＳは、ＧＳＭシステム（移動通信用のグローバルシステム）の新たなサービスであり、そしてＥＴＳＩ（ヨーロピアンテレコミュニケーションズスタンダードインスティテュート）におけるＧＳＭフェーズ２＋の規格化作業の１つの目的である。ＧＰＲＳのオペレーション環境は、ＧＰＲＳバックボーンネットワークにより相互接続された１つ以上のサブネットワークサービスエリアを含む。サブネットワークは、サービスＧＰＲＳサポートノードＳＧＳＮと称する多数のパケットデータサービスノードを備え、その各々は、ＧＳＭ移動通信ネットワーク（通常は、ベースステーションシステムＢＳＳ）に接続され、多数のベースステーション即ちセルを経て移動データターミナルに対してパケットサービスを提供することができる。中間の移動通信ネットワークは、サポートノードと移動データターミナルとの間にパケット交換データ送信を与える。次いで、異なるサブネットワークが、ＧＰＲＳゲートウェイサポートノードＧＧＳＮを経て、外部データネットワーク、例えば、公衆交換データネットワークＰＳＰＤＮに接続される。ＧＳＮという語は、ＳＧＳＮ及びＧＧＳＮの両方を共通に指す。従って、ＧＰＲＳサービスは、ＧＳＭネットワークがアクセスネットワークとして機能するときに移動データターミナルと外部データネットワークとの間にパケットデータ送信を与えることができる。
【０００４】
ＧＰＲＳサービスにアクセスするために、移動ステーション（ＭＳ）は、先ず、ＧＰＲＳアタッチを行うことによりその存在をネットワークに知らせねばならない。このオペレーションは、ＭＳとＳＧＳＮとの間に論理的リンクを確立し、そしてＭＳがＧＰＲＳを経てショートメッセージサービス（ＳＭＳ）を利用し、ＳＧＳＮを経てページングを行い、そして到来するＧＰＲＳデータを通知できるようにする。より詳細には、ＭＳがＧＰＲＳネットワークにアタッチするとき、即ちＧＰＲＳアタッチ手順において、ＳＧＳＮは、移動管理コンテクスト（ＭＭコンテクスト）を形成する。又、ユーザの認証は、ＧＰＲＳアタッチ手順においてＳＧＳＮにより実行される。ＧＰＲＳデータを送信及び受信するために、ＭＳは、ＰＤＰ（パケットデータプロトコル）アクチベーション手順を要求することにより、それが使用したいパケットデータアドレスをアクチベートしなければならない。このオペレーションは、対応するＧＧＳＮにＭＳを知らしめ、そして外部データネットワークとのインターワーキングを開始できるようにする。より詳細には、ＰＤＰコンテクストが、ＭＳ並びにＧＧＳＮ及びＳＧＳＮにおいて形成される。ＰＤＰコンテクストは、異なるデータ送信パラメータ、例えば、ＰＤＰ形式（例えば、Ｘ．２５又はＩＰ）、ＰＤＰアドレス（例えば、Ｘ．１２１アドレス）、サービスクオリティＱｏＳ、及びＮＳＡＰＩ（ネットワークサービスアクセスポイント識別子）を定める。ＭＳは、ＰＤＰコンテクストを特定のメッセージ即ち「ＰＤＰコンテクストアクチベート要求」でアクチベートし、これは、「一時的論理リンク認識（ＴＬＬＩ）」、ＰＤＰ形式、ＰＤＰアドレス、必要なＱｏＳ及びＮＳＡＰＩに関する情報を与え、そして任意であるが、アクセスポイント名ＡＰＮを与える。
【０００５】
図１は、ＧＳＭシステムで実施されるＧＰＲＳパケット無線ネットワークを示す。ＧＰＲＳの詳細な説明については、ＥＴＳＩ  ＧＳＭ０３．０６、バージョン６．１．０及びそのクロスレファレンスを参照されたい。
ＧＳＭシステムの基本的な構造は、２つのサブシステム、即ちベースステーションシステムＢＳＳ及びネットワークサブシステムＮＳＳを含む。ＢＳＳと移動ステーションＭＳは、無線リンクを経て互いに通信する。ベースステーションサブシステムＢＳＳにおいては、各セルがベースステーションＢＴＳによりサービスされる。多数のベースステーションがベースステーションコントローラＢＳＣに接続され、このＢＳＣは、ＢＴＳに使用される高周波及びチャンネルを制御する。ベースステーションコントローラＢＳＣは、移動サービス交換センターＭＳＣに接続される。ＧＳＭシステムの更に詳細な説明については、ＥＴＳＩ／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、１９９２年、ＩＳＢＮ：２−９５７１９０−０７−７を参照されたい。
【０００６】
図１において、ＧＳＭネットワークに接続されたＧＰＲＳシステムは、１つのＧＰＲＳネットワークを備え、このネットワークは、次いで、１つのサービスＧＰＲＳサポートノード（ＳＧＳＮ）と、多数のＧＰＲＳゲートウェイサポートノード（ＧＧＳＮ）とを備えている。異なるサポートノードＳＧＳＮ及びＧＧＳＮは、イントラ・オペレータバックボーンネットワークにより相互接続される。ＧＰＲＳネットワークでは、いかなる数のサービスサポートノード及びゲートウェイサポートノードがあってもよい。
【０００７】
サービスＧＰＲＳサポートノードＳＧＳＮは、移動ステーションＭＳにサービスするノードである。各ＳＧＳＮは、セルラーパケット無線ネットワーク内の１つ以上のセルのエリア内でパケットデータサービスを制御し、それ故、各ＳＧＳＮは、ＧＳＭシステムのあるローカル要素に（Ｇｂインターフェイスを経て）接続される。この接続は、通常、ベースステーションシステムＢＳＳへと確立され、即ちベースステーションコントローラＢＳＣ又はベースステーションＢＴＳへと確立される。あるセルに位置する移動ステーションＭＳは、移動通信ネットワークを経、無線インターフェイスを経てＢＴＳと通信し、そして更に、そのサービスエリアにセルが属するところのＳＧＳＮと通信する。原理的に、ＳＧＳＮとＭＳとの間の移動通信ネットワークは、これら２つの間にパケットを中継するだけである。これを達成するために、移動通信ネットワークは、ＭＳとＳＧＳＮとの間でデータパケットのパケット交換送信を行う。移動通信ネットワークは、ＭＳとＳＧＳＮとの間の物理的接続を与えるだけであり、従って、その厳密な機能及び構造は、本発明については重要でないことに注意されたい。又、ＳＧＳＮには、移動通信ネットワークのビジター位置レジスタＶＬＲ及び／又は移動サービス交換センターへのシグナリングインターフェイスＧｓ、例えば、シグナリング接続ＳＳ７が与えられる。ＳＧＳＮは、ＭＳＣ／ＶＬＲへ位置情報を送信し及び／又はＭＳＣ／ＶＬＲからＧＰＲＳ加入者をサーチするための要求を受信する。
【０００８】
ＧＰＲＳゲートウェイサポートノードＧＧＳＮは、オペレータのＧＰＲＳネットワークを、外部システム、例えば、他のオペレータのＧＰＲＳシステム、データネットワーク１１、例えば、ＩＰネットワーク（インターネット）又はＸ．２５ネットワーク、及びサービスセンターに接続する。ボーダーゲートウェイＢＧは、インター・オペレータＧＰＲＳバックボーンネットワーク１２へのアクセスを与える。又、ＧＧＳＮは、プライベート・コーポレート・ネットワーク或いはホストに直接接続されてもよい。ＧＧＳＮは、ＧＰＲＳ加入者のＰＤＰアドレス及びルート情報、即ちＳＧＳＮアドレスを含む。ルート情報は、データネットワーク１１からＭＳの現在交換ポイント、即ちサービスＳＧＳＮへプロトコルデータユニットＰＤＵをトンネル転送するのに使用される。ＳＧＳＮ及びＧＧＳＮの機能は、同じ物理的ノードに接続することができる。
【０００９】
ＧＳＭネットワークのホーム位置レジスタＨＬＲは、ＧＰＲＳ加入者データ及びルート情報を含み、そして加入者のＩＭＳＩをＰＤＰ形式及びＰＤＰアドレスの１つ以上の対へとマップする。又、ＨＬＲは、各ＰＤＰ形式及びＰＤＰアドレス対を１つ以上のＧＧＳＮへとマップする。ＳＧＳＮは、ＨＬＲへのＧｒインターフェイス（直接シグナリング接続、又は内部バックボーンネットワーク１３を経ての）を有する。ローミングするＭＳのＨＬＲ及びそのサービスＳＧＳＮは、異なる移動通信ネットワークにあってもよい。
【００１０】
オペレータのＳＧＳＮ及びＧＧＳＮ装置を相互接続するイントラ・オペレータバックボーンネットワーク１３は、例えば、ＩＰネットワークのようなローカルネットワークにより実施することができる。又、オペレータのＧＰＲＳネットワークは、例えば、１つのコンピュータに全ての特徴を与えることにより、イントラ・オペレータバックボーンネットワークを伴わずに実施できることにも注意されたい。
インター・オペレータバックボーンネットワークは、異なるオペレータのＧＰＲＳネットワーク間で通信を行えるようにする。
ＧＰＲＳデータを送信及び受信するために、ＭＳは、ＰＤＰアクチベーション手順を要求することにより、それが使用を望むパケットデータアドレスをアクチベートしなければならない。このオペレーションは、対応するＳＧＳＮにＭＳを知らしめ、そして外部データネットワークとのインターワーキングを開始することができる。より詳細には、ＭＳ並びにＧＧＳＮ及びＳＧＳＮにおいてＰＤＰコンテクストが形成される。
【００１１】
その結果、ＭＳの３つの異なるＭＭ状態、即ちアイドル状態、スタンバイ状態及びレディ状態が、ＧＰＲＳ加入者の移動管理（ＭＭ）について典型的なものとなる。各状態は、ＭＳ及びＳＧＳＮに割り当てられた特定の機能及び情報レベルを表す。ＭＭコンテクストと称するこれら状態に関連した情報セットは、ＳＧＳＮ及びＭＳに記憶される。ＳＧＳＮのコンテクストは、加入者のＩＭＳＩ、ＴＬＬＩ、位置及びルート情報等の加入者データを含む。
アイドル状態においては、ＭＳは、ＧＰＲＳネットワークからこれに到達することができず、ＭＳの現在状態又は位置に関する動的な情報即ちＭＭコンテクストは、ネットワークに維持されない。スタンバイ及びレディ状態では、ＭＳがＧＰＲＳネットワークにアタッチされる。ＧＰＲＳネットワークでは、動的なＭＭコンテクストがＭＳに対して形成され、そしてＭＳとＳＧＳＮとの間にプロトコル層において論理的リンクＬＬＣ（論理的リンク制御）が確立される。レディ状態は、ＭＳがユーザデータを送信及び受信できる実際のデータ送信状態である。
【００１２】
スタンバイ及びレディ状態では、ＭＳは、ＭＭコンテクストに関連してサービスＳＧＳＮに記憶された１つ以上のＰＤＰコンテクスト（パケットデータプロトコル）を有することもできる。ＰＤＰコンテクストは、ＰＤＰ形式（例えば、Ｘ．２５又はＩＰ）、ＰＤＰアドレス（例えば、Ｘ．１２１アドレス）、ＱｏＳ及びＮＳＡＰＩのような異なるデータ送信パラメータを定める。ＭＳは、ＰＤＵコンテクストを特定メッセージ「ＰＤＰコンテクストアクチベート要求」でアクチベートし、これは、ＴＬＬＩ、ＰＤＰ形式、ＰＤＰアドレス、必要なＱｏＳ及びＮＳＡＰＩに関する情報を与え、そして任意であるが、アクセスポイント名ＡＰＮを与える。ＭＳが新たなＳＧＳＮのエリアへローミングするときには、新たなＳＧＳＮが古いＳＧＳＮからＭＭ及びＰＤＰコンテクストを要求する。
【００１３】
図２に示すように、ＧＰＲＳシステムは、ユーザ情報をシグナリングしそして送信するための平面と称する積層プロトコル構造を備えている。シグナリング平面は、送信平面の機能を制御しそしてサポートするためのプロトコルで構成される。送信平面は、関連情報転送制御手順（例えば、流れ制御、エラー検出、エラー修正及びエラー回復）と共に、ユーザ情報転送を与える積層プロトコル構造で構成される。Ｇｂインターフェイスは、その下の無線インターフェイスとは独立してＮＳＳプラットホームの送信平面を保持する。
【００１４】
「ＧＰＲＳトンネルプロトコル（ＧＴＰ）」は、ＧＰＲＳバックボーンネットワークにおいてＧＰＲＳサポートノード間にユーザデータ及びシグナリングをトンネル転送する。全てのＰＤＰ−ＰＤＵは、ＧＴＰによりカプセル化されねばならない。ＧＴＰは、もし必要であれば、ＧＳＮ間の流れ制御を行うメカニズムを形成する。ＧＴＰは、ＧＳＭ０９．６０に規定されている。「送信制御プロトコル（ＴＣＰ）」は、信頼性のあるデータリンクを必要とするプロトコル（例えば、Ｘ．２５）に対してＧＰＲＳバックボーンネットワークにおいてＧＴＰ−ＰＤＵを搬送し、そしてＵＤＰは、信頼性のあるデータリンクを必要としないプロトコル（例えば、ＩＰ）に対してＧＴＰ−ＰＤＵを搬送する。ＴＣＰは、失われ及び崩壊したＧＴＰ−ＰＤＵに対する流れ制御及び保護を与える。ユーザデータグラムプロトコル（ＵＤＰ）は、崩壊したＧＴＰ−ＰＤＵに対する保護を与える。ＴＣＰは、ＲＦＣ７９３に規定されている。ＵＤＰは、ＲＦＣ７６８に規定されている。「インターネットプロトコル（ＩＰ）」は、ユーザデータ及び制御シグナリングをルート指定するのに使用されるＧＰＲＳバックボーンネットワークプロトコルである。ＧＰＲＳバックボーンネットワークは、最初に、ＩＰバージョン４（ＩＰｖ４）プロトコルをベースとしてもよい。最終的に、ＩＰバージョン６（ＩＰｖ６）が使用される。ＩＰバージョン４は、ＲＦＣ７９１２規定されている。
【００１５】
「サブネットワーク従属収斂プロトコル（ＳＮＤＣＰ）」は、ネットワークレベルの特性をその下のネットワークの特性へとマップする送信機能である。ＳＮＤＣＰは、ＧＳＭ０４．６５に規定されている。「論理的リンク制御（ＬＬＣ）」は、非常に信頼性の高い暗号化された論理的リンクを与える。ＬＬＣは、ＮＳＳに対して最小の変更で別のＧＰＲＳ無線解決策を導入できるようにするために、その下の無線インターフェイスプロトコルとは独立していなければならない。ＬＬＣは、ＧＳＭ０４．６４に規定されている。中継機能は、ＢＳＳにおいて、Ｕｍ及びＧｂインターフェイス間にＬＬＣ−ＰＤＵを中継する。ＳＧＳＮでは、中継機能は、Ｇｂ及びＧｎインターフェイス間にＰＤＰ−ＰＤＵを中継する。「ベースステーションシステムＧＰＲＳプロトコル（ＢＳＳＧＰ）」は、ＢＳＳとＳＧＳＮとの間にルート及びＱｏＳ関連情報を搬送する。ＢＳＳＧＰは、ＧＳＭ０８．１８に規定されている。「フレーム中継」層は、ＢＳＳＧＰ  ＰＤＵを搬送する。ＲＬＣ／ＭＡＣ層は、次の２つの機能を含む。即ち、「無線リンク制御」機能は、無線解決策に従属した信頼性の高いリンクを与える。「媒体アクセス制御」機能は、無線チャンネルに対するアクセスシグナリング（要求及び許可）手順と、ＧＳＭ物理的チャンネルへのＬＬＣフレームのマッピングとを制御する。ＲＬＣ／ＭＡＣは、ＧＳＭ０３．６４に規定されている。
【００１６】
又、図１は、データパケットＤＰの構造も示している。これは、実際のユーザ情報を搬送するペイロードＰＬと、識別、ルート指定及びプライオリティ情報等に対する多数のヘッダＨとを含む。各プロトコル層は、それ自身のヘッダをデータパケットに追加する。項目ＰｒＴは、以下で説明する。
ＧＰＲＳでは種々の認識が使用される。独特の「国際移動加入者認識（ＩＭＳＩ）」が、ＧＳＭにおける各移動加入者に割り当てられねばならない。ＧＰＲＳのみの移動加入者についてもそうである。ＩＭＳＩで識別されたＧＰＲＳ加入者は、１つ以上の一時的及び／又は永久的に関連付けされたネットワーク層アドレス、即ち使用される各ネットワーク層サービスの標準アドレス構成に合致するＰＤＰアドレスを有していなければならない。ＰＤＰアドレスは、ＩＰアドレス又はＸ．１２１アドレスである。ＰＤＰアドレスは、ＳＭ（セッション管理）手順を介してアクチベート及びデアクチベートされる。
【００１７】
ＮＳＡＰＩ及びＴＬＬＩは、ネットワーク層のルート指定に使用される。ＮＳＡＰＩ／ＴＬＬＩ対は、所与のルートエリア内で明確なものである。ＭＳにおいては、ＮＳＡＰＩがＰＤＰサービスアクセスポイント（ＰＤＰ−ＳＡＰ）を識別する。ＳＧＳＮ及びＧＧＳＮでは、ＮＳＡＰＩは、ＰＤＰアドレスに関連したＰＤＰコンテクストを識別する。ＭＳとＳＧＳＮとの間で、ＴＬＬＩは、論理的リンクを明確に識別する。ＮＳＡＰＩは、トンネル識別子（ＴＩＤ）の一部分である。ＴＩＤは、ＰＤＰコンテクストを識別するためにＧＳＮ間のＧＰＲＳトンネルプロトコルにより使用される。ＴＩＤは、ＩＭＳＩ及びＮＳＡＰＩより成る。ＩＭＳＩとＮＳＡＰＩとの組合せは、単一のＰＤＰコンテクストを独特に識別する。ＴＩＤは、ＰＤＰコンテクストアクチベーションの際にＧＧＳＮへ送給され、そしてＧＧＳＮとＳＧＳＮとの間でのユーザデータのその後のトンネル転送に使用されて、ＳＧＳＮ及びＧＧＳＮにおいてＭＳのＰＤＰコンテクストを識別する。又、ＴＩＤは、ＳＧＳＮ間ルート更新の後に、古いＳＧＳＮから新たなＳＧＳＮへＮ−ＰＤＵ（ネットワークレベルパケットデータユニット）を送給するのに使用される。
【００１８】
各ＳＧＳＮ及びＧＧＳＮは、ＧＰＲＳバックボーンネットワークを経て相互通信するために形式ＩＰｖ４又はＩＰｖ６のＩＰアドレスを有する。ＧＧＳＮについては、このＩＰアドレスは、論理的ＧＳＮ名にも対応する。
ＧＰＲＳは、外部ネットワークとＭＳとの間にＰＤＰ−ＰＤＵを透過的に搬送する。ＳＧＳＮとＧＧＳＮとの間で、ＰＤＰ−ＰＤＵは、ＩＰプロトコルと共にルート指定されそして転送される。ＧＰＲＳトンネルプロトコルＧＴＰは、トンネルを通してデータを転送する。トンネルは、トンネル識別子（ＴＩＤ）及びＧＳＮアドレスによって識別される。ＧＰＲＳルート指定の目的で全てのＰＤＰ−ＰＤＵがカプセル化及びカプセル化解除される。カプセル化機能は、ＭＳ、ＳＧＳＮ及びＧＧＳＮに存在する。カプセル化は、ＰＤＰ−ＰＤＵをＭＳ、ＳＧＳＮ又はＧＧＳＮへ供給して、その正しいＰＤＰコンテクストに関連させることができる。２つの異なるカプセル化構成が使用され、その一方は、２つのＧＳＮ間のＧＰＲＳバックボーンに対するものであり、そして他方は、ＳＧＳＮとＭＳとの間のＧＰＲＳ接続に対するものである。
【００１９】
ＳＧＳＮとＧＧＳＮとの間で、ＧＰＲＳバックボーンネットワークは、ＰＤＰ−ＰＤＵをＧＰＲＳトンネルプロトコルヘッダでカプセル化し、そしてこのＧＴＰ−ＰＤＵをＴＣＰ−ＰＤＵ又はＵＤＰ−ＰＤＵに挿入し、これは、再び、ＩＰ−ＰＤＵに挿入される。ＩＰ及びＧＴＰ−ＰＤＵヘッダは、ＧＳＮ  ＰＤＰコンテクストを独特にアドレスするのに必要なＧＳＮアドレス及びトンネル終了点識別子を含む。
ＳＧＳＮとＭＳとの間で、ＰＤＰコンテクストは、ＴＬＬＩ／ＮＳＡＰＩ対で独特にアドレスされる。ＴＬＬＩは、ＭＳがアタッチ機能を開始するときに指定される。ＮＳＡＰＩは、ＭＳがＰＤＰコンテクストアクチベーション機能を開始するときに指定される。
【００２０】
サービスクオリティ（ＱｏＳ）は、ＧＰＲＳネットワークを経て送信する間にパケットデータユニット（ＰＤＵ）がいかに取り扱われるかを定義する。例えば、ＰＤＰアドレスに対して定義されるＱｏＳは、特に混雑状態の場合にＳＧＳＮ及びＧＧＳＮにおけるＰＤＵの送信順序、バッファ動作（ＰＤＵ待ち行列）及び破棄を制御する。それ故、異なるＱｏＳレベルは、エンドユーザに対して、例えば、異なる端−端遅延、ビットレート及び損失ＰＤＵの数を生じさせる。
各ＰＤＰアドレスには、ＱｏＳプロファイルが関連される。例えば、あるＰＤＰアドレスは、長い応答時間を許容し得るＥメールに関連される。他のアプリケーションは、遅延を許容できず、非常に高いレベルのスループットを必要とし、対話型アプリケーションは、その一例である。これらの異なる必要性は、ＱｏＳに反映される。ＱｏＳ要求がＰＬＭＮの能力を越える場合は、ＰＬＭＮがＱｏＳを、必要なＱｏＳにできるだけ近いものとしてネゴシエーションする。ＭＳは、そのネゴシエーションされたＱｏＳを受け入れるか、又はＰＤＰコンテクストをデアクチベートするかのいずれかである。
【００２１】
現在、ＧＰＲＳのＱｏＳプロファイルは、５つのパラメータ、即ちサービス優先順位、遅延クラス、信頼性、平均ビットレート、及びピークビットレートを含む。サービス優先順位は、あるＰＤＰコンテクストに属するパケットに対するある種のプライオリティを定義する（即ち、これらのパケットは、混雑の場合にはドロップされる）。遅延クラスは、そのコンテクストに属する各データパケットを転送するための平均及び最大遅延を定義する。次いで、信頼性は、ＬＬＣ（論理的リンク制御）及びＲＬＣ（無線リンク制御）層に確認されたサービスが使用されるか又は未確認のサービスが使用されるかを指定する。更に、未確認サービスの場合に保護モードを使用すべきかどうか、そしてＰＤＰコンテクストに属するデータパケットを転送するためにＧＰＲＳバックボーンがＴＣＰを使用すべきかＵＤＰを転送すべきかを指定する。更に、これらの変化するＱｏＳパラメータは、ＬＬＣ層に使用できる４つのＳＡＰＩ（サービスアクセスポイント識別子）へとマップされる。
【００２２】
ＧＰＲＳネットワークは、インターネットアプリケーションの種々のＱｏＳ要求を満足することができない。ＩＰ（インターネットプロトコル）トラフィックは、移動ホストと、外部ネットワーク、例えばインターネットに配置された固定ホストとの間に生じる。異なるインターネットアプリケーションは、その下のネットワークから異なる種類のサービス、即ちＱｏＳを必要とする。従って、移動ホストがＧＰＲＳを使用してインターネットにアクセスするときには、ＧＰＲＳネットワークは、インターネットアプリケーションの種々のＱｏＳ要求を満足できねばならない。実際には、少なくとも２つのＩＰトラフィック形式、即ちリアルタイムトラフィック及び非リアルタイムトラフィックを考慮しなければならない。リアルタイムトラフィックの一例は、音声送信である。Ｅメール及びファイル転送は、非リアルタイムアプリケーションの例である。
【００２３】
現在、ＱｏＳパラメータは、あるＰＤＰコンテクストにしか関連付けることができない（即ち、ＰＤＰ形式がＩＰである場合には、あるＩＰアドレス）。それ故、同じＩＰアドレスを使用する異なるアプリケーションに対して異なるＱｏＳ値を設定することができない。これは、現在のＱｏＳ構成の甚だしい欠点である。又、現在のＧＰＲＳ仕様は、非常に静的なＱｏＳ特性のみを定義する。即ち、移動ステーションは、ＰＤＰコンテクストを開始するときにＱｏＳネゴシエーションしか開始できない。主な問題を要約すると、次のようになる。ＧＰＲＳのＱｏＳは、静的であり過ぎ、即ちＱｏＳは、それが最初にネゴシエーションされた後にＭＳ又はＧＧＳＮによって変更することができず、そして更に、同じＩＰアドレスを使用する全てのアプリケーションは、同じＱｏＳプロファイル、即ちＱｏＳ値を使用しなければならない。これは、音声送信、リアルタイム映像、圧縮映像、Ｅメール転送、ファイル転送、及びプライオリティの高い制御情報交換のような種々のインターネットアプリケーション及びトラフィック流の要件をサポートするのに充分でないことが明らかである。
【００２４】
インターネットは、現在、２つの異なるＱｏＳ構成、即ち「一体化されたサービス」及び「区別化されたサービス」を含む。一体化されたサービスは、３つのトラフィック形式、即ち「保証型サービス」、「制御型負荷サービス」及び「最良努力サービス」で構成される。保証型サービスは、システムに大量のオーバーヘッドを導入せずに提供することが非常に困難である。このオーバーヘッドの理由は、異なるアプリケーション接続に対して端−端トラフィック流を確立しなければならないことである。それ故、これは、多量のデータベース管理、制御情報交換、及びシステムのトラフィック規制を必要とする。制御型負荷は、混雑した状態のもとでも負荷のかからないネットワーク特性を与える。制御型負荷は、プライオリティによって実施することができる。それ故、制御型負荷サービスの実施は、送信遅延等に対して厳密な保証を必要とする保証型サービスよりおそらく容易である。最良努力サービスは、ＱｏＳに対する保証を必要とせず、従って、いかなるネットワークにおいても非常に容易に実施できる。
【００２５】
インターネットにおける区別化されたサービスは、データ流が必要とされず、むしろ各データパケットがＱｏＳ情報自体を搬送するという考え方をベースとする。これは、あるＱｏＳをアプリケーションに与える非常に融通性のあるそして容易な方法である。その欠点は、あるアプリケーション流に固定容量が割り当てられないために、容量を完全に保証できないことである。しかしながら、この構成は、一体化されたサービス構成よりも、容量及びシステムの観点から非常に効率的である。
いかなる移動通信ネットワークにおいても上記と同様の問題が発生する。
【００２６】
【発明の開示】
本発明の目的は、パケットデータ送信能力を有する移動通信システムにおいて公知のＱｏＳ構成よりも柔軟性のある新規で且つ改良されたサービスクオリティ（ＱｏＳ）構成を提供することである。
本発明の別の目的は、パケットデータ送信能力を有する移動通信システムに対しインターネットアプリケーション及びそれらのＱｏＳ要求をサポートする新規なＱｏＳ構成を提供することである。
本発明のこれら目的は、独立請求項に記載したことを特徴とする方法及び装置によって達成される。本発明の好ましい実施形態は、従属請求項に記載する。
【００２７】
本発明によれば、ＰＤＰコンテクストアクチベーションに関連して（即ちその間又はその後に）、移動ステーションＭＳは、ＰＤＰコンテクスト内の２つ以上のＱｏＳプロファイルをアクチベートすることができる。換言すれば、ＭＳに対するアクティブなＰＤＰコンテクストは、多数のＱｏＳプロファイルを含む。送信されるパケットには、そのパケットがどのプロファイルに関連しているかを指示するプロファイルタグ又はプロファイル指示子が設けられる。このプロファイルタグは、好ましくは、２、３又は４ビット長さであり、即ちコンテクスト当たり４、８又は１６の異なるプロファイルがある。
【００２８】
ＭＳが、既存のプロファイルで提供できない異なるサービスを必要とする新たなアプリケーション（即ちこのセッション中に使用されなかったもの）を実行し始めるときには、それに対応するプロファイルをＳＧＳＮに定義しなければならない。例えば、ＭＳは、ＦＴＰがプロファイル２を必要とし、Ｈ３２３がプロファイル３を必要とし等々を指示することができる。或いは又、この情報は、手動で構成することもできるし、ある外部シグナリング方法、例えば、ＱｏＳプロファイル確立手順又はＲＳＶＰ（リソース指定プロトコル）シグナリングによって構成することもできる。
【００２９】
本発明の簡単な実施形態によれば、ＰＤＰコンテクストに対する公知の単一プロファイルが、各アプリケーション、アプリケーション形式又はデータ流に対して１つづつの、或いは多数の流れに対して集合した多数のプロファイルに置き換えられる。これら多数のプロファイルは、流れ関連プロファイルと称されるか、又は単に流れプロファイルと称される。好ましい実施形態によれば、公知の単一プロファイルと、簡単な実施形態で形成される個別の流れプロファイル（即ち、各アプリケーション、形式又は流れに対して１つのプロファイル）の概念との間のハイブリッド構成が提供される。このハイブリッド構成は、１つのＭＳ関連プロファイルと、多数のアプリケーション関連流れプロファイルとで構成される。このハイブリッドプロファイル概念は、あるＱｏＳパラメータが、ＭＳの最大能力（ＭＴとＴＥとの間のＲ基準点に関する最大ビットレートのような）を特徴付けるか、又はユーザの最大権利（最大許容レート又はユーザの重要度、即ち第１クラス、ビジネス等）を特徴付けるという考え方に基づく。このような最大能力又は権利は、共通のＭＳ関連プロファイルにおいて定義されるのが好ましい。流れプロファイルの１つがあるパラメータを欠いている場合には、ＭＳ関連プロファイル対応パラメータ（即ち全てのプロファイルに共通の値）が使用される。或いは又、幾つかの又は全てのＰＤＰコンテクストに対してデフォールトＱｏＳプロファイルがあり、及び／又はＱｏＳプロファイルに対してデフォールト値があってもよい。
【００３０】
流れプロファイルに対する典型的なパラメータは、信頼性、ピークビットレート、平均ビットレート、優先順位及び遅延クラスである（後者は、特定の流れのリアルタイム特性を指示し、ひいては、各流れごとに異なる）。
プロファイルを直接指示するのではなく、パケットは、外部ＱｏＳへのマッピングを指示してもよい（リソース指定プロトコルＲＳＶＰ又はＩＰ区別化サービス）。例えば、移動ステーションは、ＲＳＶＰ要求を受信するときに、ＲＳＶＰに対してＱｏＳプロファイル（プロファイル４のような）を追加することができ、これにより、全てのＲＳＶＰパケットは、プロファイル４を指示するＧＴＰパケットにカプセル化され、そして適当なＳＡＰＩのＬＬＣ層において搬送される。「適当な」とは、各ＳＡＰＩ値に関連されるか又はそれと共に予め構成されたあるＱｏＳが存在することを意味する。換言すれば、ＱｏＳプロファイルは、正しいＳＡＰＩ（４レベルＱｏＳ値）へマップされねばならない。これは、ＭＳごとのベースで（プロファイルベースではなく）、ピークスループットを定義できることを意味する。又、ピークスループットは、当該ＭＳと各流れの両方（又はそれらのあるもの）に対して定義することもできる。従って、流れ当たりのトラフィックもＭＳの全トラフィックも、対応するネゴシエーションされたピークスループットを越えることはない。新たなＱｏＳプロファイルは、ＲＳＶＰシグナリング、パラメータネゴシエーション、タグ割り当て手順によって確立又はトリガーすることもできるし、或いはアプリケーションごとのベースであらかじめ定義することもできる。
【００３１】
インターネットアプリケーションは、典型的に、非対称的であり、即ちアップリンク及びダウンリンクの流れが異なるＱｏＳ要求を有する。例えば、ビデオ・オン・デマンドアプリケーション、ビデオゲーム等では、アップリンクトラフィックは、典型的に、信頼性の高い送信を必要とするが厳密な遅延要求はもたないシグナリングリンクである。それに対応するダウンリンクトラフィックは、丁度逆の要求をもつダウンロードされたビデオ情報であり、即ち遅延に対して上限を有するが、欠落したフレームは、甚だしい影響を及ぼさずに無視することができる。２つのパラメータセットをネゴシエーションしなければならない（アップリンク及びダウンリンクに対して別々のＱｏＳとして、或いはＱｏＳプロファイルがアップリンク及びダウンリンクに対して２つの別々の値を含む）。
【００３２】
本発明は、実質上いかなる数のＱｏＳプロファイルも同時に使用することができ、例えば、多数のインターネットユーザアプリケーション各々の専用ＱｏＳプロファイルが、同じＩＰアドレスをもつ移動ステーションで実行される。（２ｎ個の異なるプロファイル間でｎビットのプロファイルタグを区別することができる。）それ故、本発明は、１つのＩＰアドレスのみを使用して種々のインターネットアプリケーション及びそれらのＱｏＳ要求をサポートし、これは、ＧＰＲＳの現在のＱｏＳ構成を用いて行うことはできない。更に、ＱｏＳプロファイルを再ネゴシエーションしなければならない場合にも、同じプロファイルタグを依然として使用することができる。これは、静的な公知のＱｏＳ構成に関する問題を克服する。更に、本発明は、全体として移動通信システムにほとんどオーバーヘッドを導入しない。
【００３３】
本発明を実施する場合、幾つかの新たな問題を伴う。それらの１つは、ネットワークの縁が正しい流れ又はプロファイルからパケットをいかにマップできるかである。１つの考えられる解決策によれば、ＴＥ／ＭＴ／ＭＳ及びＧＧＳＮ（又は他のノード）のプロセスが流れ／プロファイル関連付けを管理し、そしてどの流れがどのアプリケーション（又は高レベルＱｏＳ構成／集合流、例えばＲＳＶＰ）に関連するかを追跡する。このプロセスは、規制（ｐｏｌｉｃｉｎｇ）及びスケジューリングを実行しそして適切な手段（ＬＬＣ確認又は未確認）を用いてパケットを送給するためにＭＳが使用する流れ／プロファイルタグを各パケットに与えることにより、これらの関連付けをＴＥ／ＭＴ／ＭＳに指示することができる。この点において、「適切な手段」とは、例えば、特定のＳＡＰＩ／ＱｏＳ値を用いる適切なＬＬＣリンクを意味する（ネゴシエーションされたＱｏＳプロファイル値に基づいてその下の層へとマッピングし、そしてプロファイル流に対して指定の容量を使用する）。或いは又、ＴＥは、他の何らかの手段を使用することができ、そしてＭＳは、その情報に基づいてプロファイルタグを追加することができる。次いで、ＴＥ／ＭＴ／ＭＳは、それが送信する各パケットにおいてプロファイルタグを送給する。
【００３４】
ネットワークの縁（ＭＳ及びＧＧＳＮのような）では、プロセスが各到来パケットを分析し、そして所与のパケットがどの流れ／プロファイルに関連しているか推測し、それに対応するプロファイルタグをパケットに挿入する。この分析及び推測は、ＩＰプライオリティフィールド（ＩＰｖ４におけるＴｏＳ又はＤＳ、ＩＰｖ６におけるトラフィッククラス又はＤＳ）、ソース及び行先アドレス、ＴＣＰ／ＵＤＰポート番号、又はＲＳＶＰ流をベースとして行うことができる（流れは、そのＩＰアドレス及びポート番号で識別される）。両方の縁は、プロファイルタグをそれに対応するアプリケーション（又はより高いレベルのＱｏＳ構成）にリンクするテーブルを維持しなければならない。新たなプロファイル関連付けを確立する縁は、その関連付けを他の縁に信号しなければならない。この種のシグナリングのメカニズムは、ＧＰＲＳ特有のメカニズムでもよいし、又は他の適当なメカニズム、例えば、ＧＰＲＳを横切って搬送されてＧＰＲＳ特有のシグナリング手段（即ち新たなＱｏＳプロファイル確立手順）へとマッピングされるＲＳＶＰでもよい。
【００３５】
ＭＴにおけるＴＥは、ＡＴコマンドを使用して、例えば、プロファイルタグとＴＣＰ／ＵＤＰポート番号との間の適切なマッピングのようなマッピング情報をＭＳ及びネットワークに信号することができる。この動作及びプロファイル確立動作の後、各パケットは、ＧＧＳＮ及びＭＳの両方のポート番号に対応する正しいＱｏＳプロファイル及び流れへとマッピングすることができる。又、例えば、あるアプリケーション／ポート番号に関連したデータパケットを搬送するようにあるＱｏＳプロファイルを予め確立することができる。
ＧＴＰは、ＲＦＣ−１８８３に定義された流れラベルを、非デフォールドＱｏＳ又はリアルタイムサービスのようにＩＰｖ６ルータによる特殊な取り扱いを要求するところのパケットをソースがラベル表示できるようにするメカニズムとして使用する。ＧＴＰを使用するネットワークでは、流れラベルを使用して、パケットがどの流れ及びＱｏＳプロファイルに関連しているかを指示するためのプロファイルタグを搬送することができる。
【００３６】
又、各ＰＤＰコンテクストごとに多数の流れが使用され、そしてパケットは、流れ識別子だけでなく、他の関連するＱｏＳパラメータも搬送することが考えられる。例えば、ＧＰＲＳでは、パケットごとに優先順位を指示することができ、従って、これは、ＱｏＳプロファイルの部分でないか、又は流れのその値をオーバーライドする。しかしながら、流れのＱｏＳプロファイルは、優先順位に対するデフォールト値を依然として含む。このようなパラメータは、外部ＱｏＳパラメータ（この場合は、ＩＰプライオリティ）をマップさせるために、又はネゴシエーションされた以上のトラフィックが転送されそして付加的なパケットがマーキングされるので、ネットワークの縁によりセットすることができる。このようなマーキングは、廃棄ビットの使用と同様である。或いは又、ＳＮＤＣＰ及びＧＴＰヘッダに適当なタグを挿入することもできる。
【００３７】
本発明は、動的な再ネゴシエーションを容易にする。各流れに関連したＱｏＳパラメータは、他の流れに影響することなく、いつでも再ネゴシエーションすることができる。このような再ネゴシエーションは、ネットワークの縁又は中間ノードのいずれかにより開始することができる。更に、必要性が生じた場合には、縁も外部パラメータへのマッピング又はポート番号を再ネゴシエーションすることができる。
ＱｏＳプロファイルのネゴシエーション及び再ネゴシエーションは、プロファイルに含まれる全てのパラメータ、パラメータのサブセット、又はＱｏＳクラス（例えば、ビットベクトル又は整数値）を伴うことができる。考えられるＱｏＳクラス値は、独立したパラメータに対する値を指示及び定義することもできる。換言すれば、クラスと独立したパラメータとの間には良好に定義された関係が存在する。クラスは、ＬＬＣ及びＳＮＤＣＰパラメータと同様にネゴシエーションを１つの段階で実行できるように、あるランキング順序Ａ、Ｂ、等で定義することができる。これは、ネットワーク要素がクラスＡをサポートする場合に、それより低い全てのクラス、即ちＢ、Ｃ等もサポートしなければならない。ネゴシエーションにおけるＱｏＳプロファイルは、４ないし８ビット（１６ないし２５６の異なるクラス）のみのＱｏＳクラスフィールドに置き換えねばならない。これは、ピーク及び平均ビットレートが常にＭＳ特有である（流れ特有でない）ことを必要とすることにより簡単化することができる。このような要求が厳し過ぎると考えられる場合には、付加的なフィールド又は２つのフィールドをビットマップとして使用して、（再）ネゴシエーションにおける所与のクラス番号が、ＭＳ特有の値と組合されたピーク／平均ビットレートを有することを指示することができる。更に別のやり方は、ピーク／平均ビットレートをクラスから分離し、そしてそれらを、クラスとは別にネゴシエーションされたＭＳ特有のパラメータとして定義することである。
【００３８】
ネットワークの両縁において、新たな外部ＱｏＳ指定要求（例えば、ＲＳＶＰ  ＰＡＴＨメッセージ）が到着したときに、プロセスは、新たな流れを確立すべきか又は同時流の数を制限するために既存の流れを再使用（もし必要であれば、変更）すべきかを決定する。パケットが流れ識別子を含まない場合には、１つの流れが、パケットが関連付けされるデフォールト流でなければならない。
パケットの規制（ｐｏｌｉｃｉｎｇ）は、ＬＬＣ又はＳＮＤＣＰ層において実行することができる。この規制は、課金がＮ−ＰＤＵをカウントするので、Ｎ−ＰＤＵに対して実行されねばならない。パケットのスケジューリングは、セル特有のパイプを見て多数のＭＳに関連したトラフィックを検索するので、ＢＳＳＧＰ層において実行することができる。スケジューリングアルゴリズムは、当該ＱｏＳプロファイルで定義された遅延及び優先順位（ユーザプライオリティ）を考慮しなければならない。受け入れ制御は、全負荷を考慮し、そして個々のＭＳにどんなビットレートを割り当てできるか計算／判断しなければならない。これは、次のように要約できる。ＳＮＤＰＣ層のプロセスは流れを規制し、そしてパケットを送給し、これらパケットは、ＬＬＣ層を横切ってＢＳＳＧＰ層のスケジューラへポリサー（規制子）を通す。スケジューラはパケットをＢＳＳへ送信するか、又は過負荷状態ではそれらを破棄する。流れ／プロファイル確立に関連して、受け入れ制御は、全負荷状態に基づいて、所与の流れに対してどのビットレートを保証できるか計算する。
【００３９】
本発明の好ましい実施形態によれば、各データパケットに関連したプロファイルタグにより指示されたプロファイルは、少なくとも、プライオリティ情報及び遅延要求を含む。遅延クラス情報は、パケットの重要性を指示する２つ以上の値を有し、従って、データパケットを処理しなければならない順序を定義する。換言すれば、ネットワーク混雑の場合に使用されるべきドロップ優先順位を定義する。又、プライオリティ情報は、ＳＩＭＡ解決策（簡単な一体的媒体アクセス、以下の例１を参照）として知られたような「公称ビットレート」を定義することもできる。異なる遅延要求をもつ少なくとも２つのトラフィック形式、即ちリアルタイムトラフィック及び非リアルタイムトラフィック、を区別することができる。例えば、非リアルタイムトラフィック形式の場合には、次のサブ形式を区別することができる。即ち、制御トラフィック、対話トラフィック、付随型大量転送、非付随型データ転送、フィラートラフィック、非特徴付けトラフィック及び最良努力トラフィック。これらは、各形式ごとに異なる遅延クラス値を使用することにより指示できる。トラフィック形式は、ネットワークにおける再送信戦略及びデータ待ち行列に影響を及ぼす。例えば、リアルタイムトラフィックの場合に、失われたデータパケットの再送信は、通常、必要とされず、そしてリアルタイムデータパケットを、著しく遅れて受信器へ送信するよりも、ドロップした方が良いことがしばしばある。
【００４０】
本発明の別の実施形態によれば、公知技術で現在行なわれているようにＰＤＰコンテクストレベルの信頼性を使用するのではなく、又はそれに加えて、データパケットに関連したプロファイルに信頼性が直接的に関連付けされる。例えば、ＬＬＣ層における通信ネットワークは、異なる接続を与えるように構成され、各接続が異なる信頼性及びＱｏＳサポートに関連付けされる。これら接続は、移動通信ネットワークにおける１つ又は多数の岐路に設けられ、例えば、無線インターフェイス及び／又はネットワーク内の２つのノード間の送信リンクに設けられる。１つの接続は、例えば、再送信プロトコルにより高い信頼性をもつ接続指向の経路であり、そして別の接続は、信頼性の低い無接続経路（例えば、ＵＤＰを使用する）である。データパケットは、当該プロファイルに関連した信頼性及びＱｏＳ情報をベースとするこれらの接続（即ちＱｏＳプロファイルに含まれるか又はパケットで指示された）上にマルチプレクスされる。信頼性の高い送信を要求するＱｏＳプロファイルタグで識別された流れは、信頼性の高い接続指向の経路を経て送信されねばならない。信頼性の高い接続指向の経路を必要としない流れにおけるパケットは、無接続経路を経て送信されねばならない。接続指向及び無接続の両経路は、１つのＰＤＰコンテクストのみのパケットを転送するために確立することができ、或いは多数のＰＤＰコンテクストにより使用することができる。更に、異なる信頼性特性をもつ異なる経路の確立は、動的であっても静的であってもよい（即ち、要求に応じて、又はトンネル（ＰＤＰコンテクスト）が形成されるとき）。本発明のこの観点は、いかなるパケットデータ通信ネットワーク、例えば、ＴＣＰ／ＩＰ、ＡＴＭ又はＸ．２５ネットワークのようなＰＤＰコンテクストを使用しないものにも適用できる。
【００４１】
上述したように、ＰＤＰコンテクストは、移動通信ネットワークを通る特定の特性を有するある種の送信トンネルを定義する。従来のネットワークと同様に、ＰＤＰコンテクストのパラメータは、ＰＤＰ形式（例えば、Ｘ．２５又はＩＰ）、ＰＤＰアドレス（例えば、ＩＰアドレス）及びＮＳＡＰＩを含む。又、ＰＤＰコンテクストは、１つ以上のＱｏＳパラメータを任意に含んでもよい。例えば、全ＰＤＰコンテクストに対する平均及びピークビットレートを使用することができる。又、ＰＤＰコンテクストのＱｏＳは信頼性を含んでもよい。ＰＤＰレベルのＱｏＳプロファイル及び付加的なＱｏＳプロファイルの両方を使用すべき場合には、トラフィック規制は、ＰＤＰコンテクストに関連したＱｏＳ値、例えば、平均及びピークビットレートに一部基づく。それ故、ユーザが非常に高い速度で送信している場合には、ある流れのユーザデータパケットのプライオリティをシステムにより一時的に減少することができる。これは、必要に応じて、ＰＤＰレベルのＱｏＳ契約に合致しないパケットが破棄されるよう保証する。更に、ＰＤＰコンテクスト内の付加的なＱｏＳプロファイルにおけるＱｏＳ情報を当該ＰＤＰコンテクスト内のみに関連させることができる。この場合には、ある流れのＱｏＳプロファイルが、ＰＤＰコンテクストのグローバルなデフォールトＱｏＳプロファイルのみに関連して考慮される。
【００４２】
本発明の更に別の特徴は、移動通信ネットワークに使用されるＱｏＳパラメータを、上記移動パケットデータターミナルのユーザアプリケーションに使用されるもの、又は外部通信システムに使用されるものへとマップし、そしてそれとは逆にマッピングすることである。このマッピングは、移動通信システムに出入りする各パケットに対して実行される。
データパケットのプロファイルタグは、パケットヘッダ、下位層プロトコルヘッダ、又はデータ自体の一部分として配置することができる。又、ＱｏＳの制御は、あるＰＤＰコンテクストに関連したＱｏＳプロファイルのＱｏＳ情報、データパケットに含まれたプライオリティ及びトラフィック形式情報、又はその両方をベースとしてもよい。
【００４３】
本発明の１つの実施形態は、ユーザの課金も含む。ユーザは、通常のＰＤＰレベル属性に加えて、独立したＱｏＳプロファイルの属性に基づいて課金することができる。これは、ＧＰＲＳにおけるＧＳＮのような移動通信ネットワークノードが、転送されたデータパケット及びそれに対応する流れ／プロファイルに関する情報を収集することを必要とする。一方、本発明は、ＰＤＰコンテクストの平均及びピークビットレートのような通常のＰＤＰレベル属性を用いた課金構成、又はこれら構成の組合せを許す。
【００４４】
本発明の更に別の好ましい実施形態によれば、移動通信ネットワークは、ＵＭＴＳシステムにおけるＧＳＭの「汎用パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）」又はその進化型のようなパケット無線ネットワークである。又、本発明は、独占的な方法で実施することもでき、即ちデータパケットのペイロードがプロファイルタグを含むことができるが、現在のＧＰＲＳ  ＱｏＳは、依然として使用される。  又、本発明は、ＵＭＴＳのような種々の将来の移動ネットワークにも適用できる。
【００４５】
【発明を実施するための最良の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。
図１に示すように、本発明は、パケットデータ送信能力を有するいかなる移動通信システムにも適用することができる。
ここで使用する「パケットデータプロトコル（ＰＤＰ）」又は「ＰＤＰコンテクスト」という語は、移動ステーション及び少なくとも１つのネットワーク要素における状態又は機能であって、移動通信ネットワークを通る特定のパラメータセットを伴うデータパケット送信経路又はトンネルを形成する状態一般的に指すものとして理解されたい。又、ここで使用する「ノード」という語は、ＰＤＰチャンネルを経て転送されるデータパケットを取り扱うネットワーク要素又は機能を一般的に指すものとして理解されたい。
【００４６】
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又はそれに対応する移動通信システム、例えば、ＤＣＳ１８００（ＧＳＭ１８００としても知られている）及びＰＣＳ（パーソナル通信システム）において汎用パケット無線サービスＧＰＲＳを提供するのに使用できるのが特に好ましい。以下、本発明の好ましい実施形態は、ＧＰＲＳサービス及びＧＳＭシステムにより形成されたＧＰＲＳパケット無線ネットワークについて説明するが、本発明は、この特定のパケット無線システムに限定されるものではない。
【００４７】
公知のデータパケットＤＰは、ペイロード部分ＰＬと、各プロトコル層に対して１つづつの種々のヘッダＨとで構成される。本発明によれば、移動ステーションＭＳ及びサポートノードＳＧＳＮ、ＧＧＳＮ等は、多数のプロファイルＰｒを維持し、各プロファイルは、プロファイルタグＰｒＴでタグ付けされる。又、各データパケットＤＰは、多数のプロファイルＰｒの関連する１つを指示するプロファイルタグＰｒＴも含む。ほとんどのプロトコルは、ヘッダを使用し、その幾つかのビットは、未使用であるか、冗長なものであるか、又は将来の使用のために指定されている。このようなスペアビットは、プロファイルタグＰｒＴを指示するのに使用することができる。というのは、通常、２ないし４ビットしか必要とされないからである（ＭＳ当たり４ないし１６個の異なるプロファイル）。ヘッダがこのような冗長なビットをもたない場合には、ヘッダを拡張することもできるし、又はプロファイルタグＰｒＴをペイロード部分ＰＬに付随させることもできる。
【００４８】
図３は、本発明のハイブリッドプロファイル概念を示す。各ＰＤＰコンテクストごとに、ＭＳ特有の及び／又はＰＤＰコンテクスト特有のデフォールトプロファイルＰｒ０があり、これは、ＱｏＳパラメータの幾つか又は全部に対してデフォールト値を与える。ＭＳに関連した各アプリケーション、アプリケーション形式又は流れに対して、個別のプロファイルＰｒがある。個別のプロファイルＰｒは、少数のビット（例えば、２ないし４ビット）をもつプロファイルタグで関連プロファイルＰｒを指示するに充分なようにＰＤＰコンテクストに関連付けされる。図３は、識別子２を有しそしてＦＴＰアプリケーションに関連した１つのこのようなプロファイルを示す。このアプリケーションの場合に、サービス優先順位（ｙ１）、遅延クラス（ｙ２）、信頼性（ｙ３）及び平均ビットレート（ｙ４）に対して個別の値が存在する。しかしながら、ピークビットレートについては値が定義されず、従って、デフォールトプロファイルＰｒ０のデフォールト値（ｘ５）が使用される。
【００４９】
ＰｒＴで指示されたプロファイルに関連したＱｏＳ情報は、データパケットの送信をスケジューリングしそして規制するためにＧＰＲＳシステムの種々のノードに使用される。上述したように、現在のＧＰＲＳ仕様では、ＱｏＳがＰＤＰコンテクストに関連され、これにより、上記の種々の問題が生じる。本発明によれば、各データパケットＤＰがプロファイルタグＰｒＴを備え、従って、パケットごとのベースで（流れに基づいて）スケジューリング及び規制を行うことができる。より詳細には、各データパケットＤＰに関連したプロファイルＰｒは、少なくとも１つのＱｏＳパラメータを指示し、そしてデータパケットの送信のスケジューリング及び規制は、プロファイルで指示されるこのＱｏＳパラメータに基づいてパケットごとのベースで、しかも、当該ＰＤＰコンテクストに対してデフォールトが定義されている場合には、ＰＤＰコンテクストにより定義された「送信トンネル」内で行なわれる。
【００５０】
本発明の好ましい実施形態によれば、プロファイルタグで指示されたプロファイルに関連したＱｏＳ情報は、少なくとも、プライオリティ情報及び遅延クラス情報を含み、そして任意であるが、信頼性情報を含む。遅延クラス情報は、パケットの重要性を指示する２つ以上の値を有し、従って、ネットワーク混雑の場合にデータパケットを取り扱わねばならない順序も定義する。又、プライオリティ情報は、ＳＩＭＡ解決策の場合のように「公称ビットレート」を定義するか、又はパケット／流れの廃棄順序を指示する。平均及びピークビットレートをプロファイルに任意に有するのに加えて、本発明のこの好ましい実施形態は、通常、ＧＰＲＳ仕様に対して次の変更を必要とする。
【００５１】
１）図２に示すように、ＳＮＤＣＰ及びＧＴＰヘッダは、プロファイルタグを送信するための付加的なビットを搬送しなければならない（ＧＴＰビットは、両方向に必要とされ、ＳＮＤＣＰビットは、ある場合には、アップリンクデータに対してしか使用できない）。更に、ＩＰｖ４のサービス形式フィールド又はＩＰｖ６のプライオリティフィールド又はトラフィッククラスフィールドは、ＩＰルータ等がパケットのプライオリティ化及びＱｏＳベースの待ち行列化又はスケジューリングもサポートしなければならない場合に、ＧＰＲＳバックボーンに使用することができる。又、ＲＳＶＰは、独立したＱｏＳ取り扱いで特定の流れを形成するためにＧＰＲＳバックボーン内に使用することができる。ＩＰｖ６トラフィック流は、あるトラフィック形式に属するデータを送信するように確立することができる。又、ＧＴＰヘッダに余計なビットが割り当てられず、プロファイル情報が下位層により搬送されることも考えられる。例えば、その下のＧＰＲＳバックボーンネットワークがこのようなメカニズムをサポートする場合には、この情報をＩＰヘッダ又は他の何らかの下位層プロトコルヘッダに含ませることができる。このような場合に、ＳＧＳＮ及びＧＧＳＮは、この下位層情報を回復してそれを再使用できねばならない。プロファイルタグは、Ｇｂインターフェイスにおいてもデータパケットに追加することができ、例えば、ＢＳＳＧＰプロトコルメッセージに追加することができる。次いで、ＱｏＳ情報は、ＳＧＳＮ及びＢＳＳにおいてフレーム中継又はＡＴＭ概念へとマップすることができる。
【００５２】
２）公知のシステムでは、ＰＤＰコンテクストは、単一のＳＡＰＩを使用する単一のＱｏＳプロファイルを有する。多数のＰＤＰコンテクストは、それらのＱｏＳプロファイルが同様である場合に同じＳＡＰＩを使用することができる。本発明によれば、単一のＰＤＰコンテクストが多数のＳＡＰＩを使用することができる。同じＳＡＰＩを使用する流れは、同様のＱｏＳプロファイルをもたねばならない。ＰＤＰコンテクストは、多数のＬＬＣ  ＳＡＰＩ上にマルチプレクスされる（例えば、信頼性がＱｏＳパラメータの１つとして使用される場合）。換言すれば、ＳＮＤＣ層は、以下で詳細に述べるように、ＬＬＣ層におけるＱｏＳプロファイル情報に基づいて多数のＳＡＰＩにおけるＮＳＡＰＩをマルチプレクスできねばならない。
【００５３】
ＲＬＣのような下位の無線インターフェイスプロトコルでは、変更が必ずしも必要とされない。しかしながら、無線インターフェイスプロトコルは、ワイドバンドＣＤＭＡ（ＷＣＤＭＡ）のような新たなプロトコルに後で置き換えることができる。又、本発明は、このような場合にも適用することができ、そしてここに述べるものと同様のＱｏＳサポート（プライオリティ、トラフィック形式／遅延）をこれらの無線プロトコルに対して固有に実施することができる。
図４は、異なるネットワーク要素間のインターワーキングを示す。これら変更の後に、インターネット及びＧＰＲＳにおける区別化されたサービス間のパラメータレベルのマッピングを例えば次のように行うことができる。
インターネットにおけるプライオリティ情報は、ＧＰＲＳにおけるサービス優先順位へとマップされる。
【００５４】
インターネットにおけるリアルタイム対非リアルタイム要求に関する指示が、ＧＰＲＳにおける遅延クラス及び／又は信頼性情報へとマップされ、即ち少なくとも２つの遅延形式が必要とされるが、多数の遅延クラスへのより詳細なトラフィック形式のマッピングも考えられる。
信頼性情報は、各アプリケーションの信頼性要求を少なくとも２つの信頼性クラスの一方の形態で指示するのに使用される。信頼性の高い送信（再送信、チェック和及び／又はＴＣＰ）が必要とされる場合には、データパケットに関連したプロファイルが、信頼性クラス１を指示する。無線インターフェイスを経て信頼性の高い供給が必要とされるが、ＧＰＲＳバックボーンにおけるＵＤＰが充分である場合には、データパケットに関連したプロファイルが信頼性クラス２を指示する。要求に基づいて、データパケットに関連したプロファイルは、信頼性クラス３、４又は５を交互に指示する。信頼性クラス４及び５は、リアルタイムトラフィックに使用される。
【００５５】
本発明の更に別の特徴は、移動通信ネットワークに使用されるＱｏＳパラメータを、移動パケットデータターミナルのユーザアプリケーションに使用されるもの、又は外部通信ターミナルに使用されるものへマッピングし、そしてその逆にもマッピングすることである。このマッピングは、移動通信システムに出入りする各パケットごとに行われる。以下、マッピングの２つの例を説明する。
例１：
簡単な一体化型媒体アクセス（ＳＩＭＡ）は、１９９７年６月にノキア・リサーチ・センターのＫ．キルッキ氏によりインターネット・ドラフトとして公表された新規な簡単な解決策である。インターネット・ドラフトは、インターネット・エンジニアリング・タスク・フォース（ＩＥＴＦ）、そのエリア及びワーキンググループに関する研究文書である。ＳＩＭＡは、インターネットＱｏＳ構成の一例として使用される。というのは、これは、リアルタイムアプリケーションに対し散漫な遅延及びパケット損失に関する要求を伴わずに、非常に厳密なクオリティ及び利用性要求で、ＴＣＰ／ＩＰプロトコルを使用するファイル転送アプリケーションから異なるニーズに対して均一なサービス概念を提供できるからである。ＳＩＭＡ概念によれば、各ユーザは、接続設定の前に２つの事柄、即ち公称ビットレート（ＮＢＲ）と、リアルタイム及び非リアルタイムサービスクラス間の選択とを定義すればよい。ＮＢＲは、８個の値０ないし７を有する。ＳＩＭＡからＧＰＲＳへ及びそれとは逆のパラメータのマッピングは、例えば、次の通りである。
【００５６】
リアルタイム／非リアルタイムビット：このビットがリアルタイム要求を指示する場合には、ＧＰＲＳ遅延クラス１へマップされ、さもなくば、遅延クラス４にマップされる。しかしながら、最良努力トラフィックを指示する特殊な方法がある場合には、非リアルタイムサービスに対して遅延クラス３が使用され、例えば、このビットは、常に存在する必要がなく、又はリアルタイム、非リアルタイム及び最良努力トラフィックを区別するために、より正確な定義が使用される。リアルタイムトラフィックには、ＧＰＲＳにおける非リアルタイムトラフィックより低い信頼性クラス値が指定されてもよい。一般に、信頼性クラス１、２及び３は、通常、非リアルタイムトラフィックに対して使用され、そして信頼性クラス３、４及び５は、ＧＰＲＳにおけるリアルタイムトラフィックに使用される。非リアルタイムトラフィックの場合、ＮＢＲが高いほど、送信に適した信頼性クラス値は低い。
0003574788.tif 000002
【００５７】
サービス優先順位及び遅延クラスパラメータは、ここでは、これらパラメータがＰＤＰコンテクストに関連していて各アプリケーションに関連していない現在のＧＰＲＳ仕様とは若干異なる意味をもつことに注意されたい。従って、パラメータに対して、プライオリティ又は公称ビットレート及びトラフィック形式のような異なる名前を選択することもできる。ＱｏＳプロファイルは、全ての既存のパラメータ（サービス優先順位、信頼性クラス、遅延クラス、平均ビットレート及びピークビットレート）を含むことができる。或いは又、これらパラメータの一部分、例えば、平均及びピークビットレートのみを含んでもよい。又、ＱｏＳプロファイルは、バッファ割り当て手順を容易にするために最大バーストサイズパラメータを含むこともできる。
【００５８】
ＧＰＲＳネットワーク要素（例えば、ＳＧＳＮ及びＧＧＳＮ）におけるＱｏＳスケジューリングは、遅延クラスをベースとする。これは、少なくとも２つのバッファ（及びせいぜいそれと同数の異なる遅延クラス）が存在することを必要とし、その１つは、リアルタイムパケットに対するものであり（このバッファは、非常に小型でなければならない）、そしてもう１つは、非リアルタイムパケットに対するものである。リアルタイムトラフィックは、常に、非リアルタイムトラフィックの前に送信されねばならない。サービス優先順位は、ネットワーク混雑の場合にパケットをドロップできる順序を定義する。
【００５９】
例２：
ＩＰ  ＰＤＵのヘッダにおけるサービス形式（ＴｏＳ）オクテットがＧＰＲＳ属性へとマッピングされる。ＩＰヘッダにおけるＴｏＳオクテットは、現在、広く使用されていない。その元々の目的は、トラフィック形式情報を含み、そしてパケット供給からどんな形式のサービスが要求されるか指定することであった。ＴｏＳオクテットは、今日、一般的に使用されていないので、本発明の目的に対してこのオクテットにおけるビットを再定義することができる。ＴｏＳオクテットの定義は、ＲＦＣ７９１に与えられている。ＴｏＳのビット０ないし２は、優先順位を与え、ビット３ないし５は、パケットにより必要とされるＴｏＳを与え（例えば、遅延、スループット及び要求された信頼性レベル）、そしてビット６ないし７は、将来の使用のために指定される。ＲＦＣ１３４９は、ＴｏＳフィールドを１ビット（「将来のために指定された」ビットから取り出した）だけ拡張する。従って、ＴｏＳを指示するのに４ビットを使用することができる。
【００６０】
優先順位ビット（ＴｏＳにおける０ないし２）と、ＧＰＲＳサービス優先順位との間のマッピングは、次の通りである。
0003574788.tif 000003
トラフィック形式情報（即ち、ＴｏＳオクテットにおけるＴｏＳフィールド）とＧＰＲＳ遅延クラスとの間のマッピングを実行する３つの異なる方法が存在する。
ＴｏＳフィールドのビット３のみを使用して、ＩＰヘッダにおける遅延要求を指示する場合には、ビット２の値０がＧＰＲＳ遅延クラス２へマッピングされ、そしてビット２の値１がＧＰＲＳ遅延クラス４（最良努力）へマッピングされる。
【００６１】
ＴｏＳの全ＴｏＳフィールドが遅延要求を指示するのに使用され、即ちその目的で４ビット（ビット３−６）が使用できる場合には、１つの考えられるマッピングは、次のようになる。ビット値１０００は、ＧＰＲＳ遅延クラス１（即ち、ビット値０００）へとマップされ、ビット値０１００は、ＧＰＲＳ遅延クラス２（即ち値００１）へとマップされ、ＴｏＳ値００１０及び０００１は、ＧＰＲＳ遅延クラス３（即ち、値０１０）へとマップされ、そしてＴｏＳ値００００は、ＧＰＲＳ遅延クラス４（即ち、値０１１）へとマップされる。
ＩＰのＴｏＳビットをＧＰＲＳ遅延クラスへマッピングする別の方法は、１１ｘを遅延クラス１へ、１０ｘを遅延クラス２へ、０１ｘを遅延クラス３へそして００ｘを遅延クラス４へマッピングすることである。この場合に、ｘは、ＴｏＳに使用される付加的なビットが１つ以上あってもよいことを意味するが、それらは、ＧＰＲＳ遅延クラスを選択するプロセスに何ら影響しない。ＧＰＲＳに対して後でより多くの遅延クラスが定義される場合には、これらの付加的なビットをマッピングに考慮することもできる。
【００６２】
現在、ＩＰ  ＴｏＳフィールドには、所望の信頼性レベルを指定するビットも１つある。このビットが将来も使用でき、例えば、上記の第１の選択肢が選ばれる場合には、このビットは、信頼性情報を搬送することができ、そしてＧＰＲＳ信頼性クラスへ次のようにマッピングすることができる。即ち、ＴｏＳオクテット内部のビット５の値０は、信頼性クラス０００（契約した信頼性クラス）へマッピングされ、そして値１は、信頼性クラス００１（最も信頼できるサービスを定義する）へマッピングされる。しかし、このビットの使用は、非常に漠然としたものである。というのは、ＧＰＲＳが他の多数の信頼性レベルも定義し、１つのビットのみを使用してこれを表すことができないからである。
例２について上述したマッピングは、ＩＰｖ６に若干類似したやり方で適用することができる。従って、適当なフィールドの名前は、ＴｏＳではなく「トラフィッククラス」である。
【００６３】
図４は、ＧＰＲＳ移動ステーション及びＧＰＲＳネットワーク要素のオペレーションを示すと共に、本発明の多ＱｏＳ概念及びプロファイルタグが使用されるときの外部ネットワークＱｏＳ概念との一体化も示している。ＭＳ、又はより正確には、ターミナル装置ＴＥ（例えば、ラップトップコンピュータ）のソフトウェア、及びＧＧＳＮは、上記例で述べたように、ＧＰＲＳ  ＱｏＳメカニズムへの外部ネットワークＱｏＳ要求のマッピング及びそれとは逆のマッピングを与える。ＴＥは、例えば、「アプリケーションプログラミングインターフェイス（ＡＰＩ）」を経てＱｏＳ機能を発揮することができる。アプリケーションレベルのソフトウェアは、データパケット、例えば、ＩＰヘッダ自体の中に、ＱｏＳ情報又はプロファイルタグを挿入することができ、或いは他の適当な手段を使用してパケットが属する正しい流れを指示することができる。又、これは、ＲＳＶＰを使用して、必要な情報を、適当なマッピング層を経て下位層へ搬送することもできる。これらオペレーションのいずれも実行しない場合には、ＧＰＲＳ特有のソフトウェアが、使用できる情報に基づき、プライオリティ及びトラフィック形式情報を指示するプロファイルタグをデータパケットに与えねばならない。このソフトウェアは、例えば、使用されるソース及び行先ＩＰアドレス、或いはソース及び行先ポート番号に基づいてＱｏＳプロファイルを決定することができる。
【００６４】
移動発信（ＭＯ）データの場合、ＭＳは、ターミナル装置におけるＧＰＲＳプロトコルの組又はアプリケーションから受信したＱｏＳ情報（例えば、プロファイルタグ）に基づいてデータパケットをスケジューリングする。ＭＳは、到来するＭＯパケットをその遅延クラスに基づいてスケジューリングする。ＳＮＤＣ層では、ＭＳは、ＰＤＰコンテクストアクチベーション又は変更中にＳＧＳＮで指示された適当なＬＬＣ  ＳＡＰ（サービスアクセスポイント）を選択する。
【００６５】
図５は、コンテクストアクチベーション手順を示す。ステップ５−１において、ＭＳは、「ＰＤＰコンテクストアクチベート要求」（ＮＳＡＰＩ、ＰＤＰ形式、ＰＤＰアドレス、アクセスポイント名、要求されたＱｏＳプロファイル及び関連プロファイルタグＰｒＴ、インターワーキングパラメータ及びそれに関連したＰｒＴ、並びにＰＤＰ構成オプションより成る）をＳＧＳＮへ送信する。セキュリティ機能は、ステップ５−２において実行されるが、これは、本発明を理解する上では関係のないものである。ステップ５−３において、ＳＧＳＮは、要求５−１を有効なものとする。ＳＧＳＮは、要求されたＰＤＰコンテクストに対してトンネル識別子ＴＩＤを形成する。ＳＧＳＮは、その容量、現在負荷及び契約されたＱｏＳプロファイルが与えられた場合に、要求されたＱｏＳ属性を制限することができる。次いで、ステップ５−３において、ＳＧＳＮは、「ＰＤＰコンテクスト形成要求」（ＰＤＰ形式、ＰＤＰアドレス、アクセスポイント名、ネゴシエーションされたＱｏＳプロファイル及びそれに関連したＰｒＴ、インターワーキングパラメータ及びそれに関連したＰｒＴ、ＴＩＤ、並びにＰＤＰ構成オプションより成る）をＧＧＳＮへ送信する。又、ＧＧＳＮは、その容量及び現在負荷が与えられた場合に、要求されたＱｏＳ属性を制限することができる。ステップ５−４において、ＧＧＳＮは、「ＰＤＰコンテクスト形成応答」（ＴＩＤ、ＰＤＰアドレス、プロファイルタグＰｒＴをもつネゴシエーションされたＱｏＳプロファイル、及びＰＤＰ構成オプションより成る）をＳＧＳＮへ返送する。ＳＧＳＮは、ＧＧＳＮアドレスをもつＮＳＡＰＩをＰＤＰコンテクストに挿入する。次いで、ステップ５−５において、ＳＧＳＮは、各ネゴシエーションされたＱｏＳプロファイルに基づいて「無線プライオリティレベル」を選択し、そして「ＰＤＰコンテクストアクチベート受け入れ」（ＰＤＰ形式、ＰＤＰアドレス、ＮＳＡＰＩ、関連するプロファイルタグＰｒＴをもつネゴシエーションされたＱｏＳプロファイル、各ＱｏＳプロファイルに対する無線プライオリティレベル及びＳＡＰＩ、インターワーキングパラメータ及びそれに関連したＰｒＴ、並びにＰＤＰ構成オプションより成る）をＭＳへ返送する。ここで、ＳＧＳＮは、ＧＧＳＮとＭＳとの間にＰＤＰ  ＰＤＵをルート指定することができる。ＳＡＰＩは、どのＱｏＳプロファイルがどのＳＡＰＩを使用するか指示する。
【００６６】
図６は、コンテクスト変更手順を示す。ステップ６−１において、ＳＧＳＮは、「ＰＤＰコンテクスト更新要求」（ＴＩＤ、ネゴシエーションされたＱｏＳプロファイル及びそれに関連するＰｒＴ、インターワーキングパラメータ及びそれに関連するＰｒＴより成る）をＧＧＳＮへ送信する。このメッセージは、ＰＤＰコンテクストのＱｏＳプロファイルを追加、変更又は打ち消しするのに使用される。ＧＧＳＮが、変更されつつあるＰＤＰコンテクストに適合しないネゴシエーションされたＱｏＳをＳＧＳＮから受信する（例えば、信頼性クラスがＰＤＰ形式をサポートするのに不充分である）場合には、ＧＧＳＮが要求を拒絶する。適合するＱｏＳプロファイルは、ＧＧＳＮオペレータにより構成される。ＧＧＳＮは、この場合も、その容量及び現在負荷が与えられた場合には、要求されたＱｏＳ属性を制限することができる。ＧＧＳＮは、ネゴシエーションされたＱｏＳ値を記憶し、そしてステップ６−２において、「ＰＤＰコンテクスト更新応答」（ＴＩＤ、ネゴシエーションされたＱｏＳプロファイル及びそれに関連したＰｒＴ、インターワーキングパラメータ及びそれに関連したＰｒＴより成る）をＳＧＳＮに返送する。次いで、ステップ６−３において、ＳＧＳＮは、「ＰＤＰコンテクスト変更要求」（ＮＳＡＰＩ、関連するプロファイルタグＰｒＴを伴うネゴシエーションされたＱｏＳプロファイル、各ＱｏＳプロファイルに対する無線プライオリティレベル及びＳＡＰＩ、インターワーキングパラメータ及びそれに関連したＰｒＴより成る）をＭＳに送信する。ステップ６−４では、ＭＳは、「ＰＤＰコンテクスト変更受け入れ」メッセージを返送することにより確認する。ＭＳが、ネゴシエーションされたＱｏＳプロファイルを受け入れない場合には、それに対応するＰＤＰコンテクストを、「ＰＤＰコンテクストデアクチベーション」手順を用いることによりデアクチベートすることができる。
【００６７】
ＬＬＣ／ＲＬＣレベルにおいて再送信を使用するか又はチェック和を使用するかの選択は、対応するプロファイルの信頼性クラスに基づいて行なわれる。信頼性クラスは、ＬＬＣ、ＲＬＣ及びＧＴＰの確認又は未確認サービスのいずれかを定義する。下位層におけるスケジューリングは、それに対応するプロファイルの遅延クラスに基づいて実行される。
又、ＭＳは、ＱｏＳプロファイルのネゴシエーションされたＰＤＰコンテクスト属性の規制も実行することができる。これは、非適合パケットをドロップする（又はこれらパケットのサービス優先順位（即ちプライオリティ）を考えられる最悪状態へ変更し、即ち最良の努力を指示する）ことができる。ＭＳだけでなく、ＳＧＳＮも、ネゴシエーションされたＱｏＳプロファイル又はＰＤＰコンテクストレベル属性に基づいてトラフィックの規制を任意に行うことができる。ネットワークノードは、スループットレベル、並びに使用される遅延クラス、信頼性クラス及びサービス優先順位値を規制することができる。ＰＤＰコンテクストに対してネゴシエーションされる値は、プロファイルに対する最大許容値又はデフォールト値として解釈される。ＰＤＰコンテクスト又はプロファイル依存のＱｏＳ属性は、課金の基礎を形成する。例えば、ユーザを課金するのに使用される各プロファイルに関連した異なるカウンタがあってもよい。
【００６８】
ＬＬＣは、新たなＱｏＳプロファイルがアクチベートされて新たなＳＡＰＩを要求するときに、ＳＡＰＩを通る接続を確立する。これは、ＰＤＰコンテクストアクチベーション又は変更（例えば、新たなＱｏＳプロファイルの形成）において生じる。ＳＡＰＩを用いる全ての（ＱｏＳプロファイルの）流れが解放されたときには、このＳＡＰＩを通るＬＬＣ接続も解放される。異なるＱｏＳプロファイルをＭＳとＳＧＳＮとの間に使用することができる。例えば、平均スループットが異なる場合には同じＳＡＰＩを使用できるが、遅延クラスが異なる場合には使用できない。従って、ＬＬＣ／ＳＮＤＣＰ層は、１人のユーザの多数のＮＳＡＰＩを、ＭＳ及びＳＧＳＮにおける多数のＳＡＰＩへマルチプレクスしなければならない。ＳＧＳＮにおけるＬＬＣ／ＳＮＤＣＰ層は、ＱｏＳプロファイルに基づいて、ある流れにおいてパケットを転送するためにどのＳＡＰＩを使用するか判断する。ＳＮＤＣ層は、対応するプロファイルタグをデータパケットに追加する。これは、ＳＮ−ＰＤＵのセグメント化を通常通りに行うことができる。次いで、ＳＮＤＣ層は、適当なＳＡＰＩを使用してＬＬＣ層にパケットを与える。ＬＬＣ層は、ＬＬＣ／無線接続を経てパケットを通常通りに送信する。他方の端では、ＳＮＤＣ層は、異なるＬＬＥからパケットを受信し、そしてそれらを正しいＮＳＡＰＩに関連付けると共に、プロファイルタグに基づき対応するプロファイルに更に関連付ける。異なるＱｏＳ値／プロファイルを用いてパケットの順序を維持することは重要でない。というのは、異なるＱｏＳを用いるパケットは、異なるアプリケーションレベルの接続に属するか、又はＱｏＳ値を第１の場所にもたせる目的でそれらのＱｏＳ値に基づいて順序付けし直されるからである。
【００６９】
ＳＧＳＮは、アップリンクＳＮＤＣＰパケットに関連したプロファイルのＱｏＳ情報、即ちサービス優先順位、遅延クラス、平均及びピークビットレート、及び信頼性クラスを読み取り、そしてこのＱｏＳプロファイルに基づいてパケットをスケジューリングする。各々の割り当てられた遅延クラスに対して異なるバッファが存在する。遅延クラスが低いほど、関連パケットクラスを待ち行列化するために割り当てられるバッファのサイズを小さくしなければならない。これは、あるパケットが遅延に敏感であり、従って、長い待ち行列化遅延に対処できないからである。低い遅延クラスは、通常、高い遅延クラスパケットの前に送信される。各バッファ即ち待ち行列は、定められたスレッシュホールド値を有する。このスレッシュホールド値を越えるときには、低いサービス優先順位値を有する到来パケット（当該クラスの）が破棄される。ＳＧＳＮは、ＧＧＳＮへの信頼性のある経路及び信頼性のない経路の両方を維持することができる。これら経路は、あるユーザ／プロファイルに専用とされてもよいし、或いは多数のユーザ及びプロファイルが同じ経路に対してマルチプレクスされてもよい。各データパケットを送給する正しい経路は、プロファイルに含まれた信頼性クラス情報に基づいて選択されるか、或いは判断を行うに充分な情報が対応プロファイルにない場合にはデフォールト値に基づいて選択される。信頼性のある接続指向の経路は、信頼性クラス１に対して選択され、そして無接続経路は、他の信頼性クラスに対して選択される。ＳＧＳＮは、プロファイルタグをＧＴＰヘッダに追加する。この情報は、ヘッダの第１０、第１９又は第２０番目のオクテットに含まれる（将来の使用のために現在指定済である）。
【００７０】
ＧＧＳＮは、アップリンクＧＴＰヘッダからのプロファイルタグを回復する。又、これは、トラフィック規制も実行する。ＧＧＳＮは、課金機能を実行し、そしてその目的のためにプロファイルに関連したＱｏＳ情報を使用することができる。ＧＧＳＮ又は外部ホストは、外部データネットワークのＱｏＳ定義と、ＧＰＲＳ  ＱｏＳとの間のマッピングを与えることができる。これは、アップリンク及びダウンリンクの両データ供給に適用される。
同じ手順が、送信方向のみを逆転して移動着信（ＭＴ）データパケットに適用される。この場合には、ＧＧＳＮは、適切なＱｏＳプロファイル及びＧＴＰ経路を選択する。ＳＧＳＮは、ダウンリンクＧＴＰヘッダの内部を見てプロファイルタグを見出し、そしてそのローカルプロファイル記録からＱｏＳ情報を推測する。又、ＳＧＳＮは、プロファイルタグをダウンリンクＳＮＤＣＰパケットに追加し、流れ／プロファイルの遅延クラスに基づいてスケジューリングを行い、そしてプロファイルに関連した正しいＬＬＣ  ＳＡＰＩを使用する。移動ターミナルは、ダウンリンクデータパケットのＱｏＳをターミナル装置（ＴＥ）に通知するためにアプリケーションのＩＰヘッダを変更することができる。或いは又、ＭＳは、あるＧＰＲＳ又はＰＰＰ特有のメカニズムを使用して、同じ情報をＴＥに与えてもよい。ネットワーク要素内部のスケジューリング及び規制オペレーションは、基本的に、両方向に同じである。
【００７１】
上述したように、アップリンクデータの場合に、ＧＧＳＮ又は外部ホストは、ＧＰＲＳ  ＱｏＳ情報を、外部パケットデータネットワークに使用できるＱｏＳ概念に対して変更する。同様に、ダウンリンクデータの場合に、ＧＧＳＮ又は外部ホストは、外部ネットワークのＱｏＳを各データパケットにおけるＧＰＲＳ  ＱｏＳ定義へと変換しなければならない。ＧＧＳＮ又は外部ホストは、任意に、異なるアプリケーション接続及びトラフィック流に関する情報を維持してもよいが、これは必要とされない。流れ情報は、例えば、ネットワークにおけるＲＳＶＰシグナリングを介して得ることができる。ＧＧＳＮ又は外部ホストは、外部ＲＳＶＰメッセージ自体に応答してもよいし、或いはＲＳＶＰシグナリングの一部分を担うＲＳＶＰメッセージをＭＳへ通してもよい。ＲＳＶＰ応答メッセージに指示された容量は、ＧＰＲＳネットワークにおける対応するＱｏＳプロファイルに指定された容量と調和されねばならない。
【００７２】
上記例に述べたように、ＳＩＭＡ解決策と同様のインターネットにおける区別化されたサービスは、これらの新たなＧＰＲＳ  ＱｏＳ概念へと極めて容易にマッピングすることができる。区別化されたサービスの場合に、ネットワークから特定のサービスを要求する各トラフィック形式（即ち、属性の組み合わせ、ホップごとの振舞い）に対して個別のＱｏＳプロファイルを確立することができる。一体化されたサービスは、通常、ＧＰＲＳ内の異なるＱｏＳプロファイルへとマッピングすることのできるトラフィック流に関連される。従って、保証されたサービスは、ＲＳＶＰの場合と同様に定義することができ、即ちＧＧＳＮ又は外部ホスト、並びに他の側のＭＳは、ＱｏＳプロファイルと外部トラフィック流との間のマッピング、並びにＱｏＳパラメータのマッピングを与えることができる。ＲＳＶＰネゴシエーション中に、ＧＰＲＳシステムは、種々のトークンバケットサイズ又は最大パケットサイズをサポートできないことを指示する。従って、これらのパラメータは、ＲＳＶＰ指定を受け入れる前に、そのサポートされた値に合致するようにセットされることを要求する。又、ＭＳ、ＳＧＳＮ、ＧＧＳＮ又は外部ホストは、ネットワークの空き容量を知り、この情報に基づいて、各指定要求の受入に関する判断を行うことができる。
【００７３】
又、ＡＴＭ（非同期転送モード）又はＸ．２５は、ＧＰＲＳシグナリング及びデータトラフィックを搬送するための外部データネットワーク又は送信媒体として使用することもできる。ＡＴＭ一定ビットレート（ＣＢＲ）及びリアルタイム可変ビットレート（ｒ−ＶＢＲ）トラフィックは、リアルタイムトラフィッククラスにマッピングすることができ、そして他のＡＴＭトラフィッククラスは、非リアルタイムトラフィックにマッピングすることができる。プライオリティは、使用されるトラフィッククラス（非リアルタイム可変ビットレート、別のビットレート、又は非指定ビットレート）及び他の接続関連パラメータ、例えば、平均及び最大ビットレートの両方に基づいて判断することができる。
【００７４】
ＩＰネットワークは、ＧＰＲＳバックボーンにおいてその下の送信ネットワークとして使用される。ＧＰＲＳ  ＱｏＳ概念は、ＩＰｖ４における「サービス形式」パラメータ又はＩＰｖ６における「プライオリティ／トラフィッククラス」フィールドへ及びそれとは逆にマッピングすることができる。又、ＩＰｖ６における流れは、ある容量を指定すると共に、あるトラフィック形式、アプリケーション接続又はＰＤＰコンテクストを取り扱うように使用することもできる。外部インターネットネットワークもこれらの方法を使用する場合には、ＧＧＳＮ又は外部ホストが、ＧＰＲＳネットワークとインターネットとの間で概念のマッピングを同様に行うことができる。
【００７５】
本発明は、実質的にＧＰＲＳについて上述したように、いかなる移動通信ネットワークにも適用できる。本発明の原理を適用できる潜在的な移動ネットワークは、第３世代の移動通信システム、例えば、ユニバーサル移動通信システム（ＵＭＴＳ）及び未来型公衆移動テレコミュニケーションシステム（ＦＰＬＭＴＳ）又はＩＭＴ２０００、或いはセルラーデジタルパケットデータ（ＣＤＰＤ）である。
以上の説明は、本発明の好ましい実施形態を端に例示するものに過ぎない。しかしながら、本発明は、これらの例に限定されるものではなく、請求の範囲内で種々の変更がなされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＧＰＲＳネットワークのアーキテクチャーを示す図である。
【図２】ＧＰＲＳ送信平面及び本発明によるプロファイルタグの使用を示す図である。
【図３】単一のＰＤＰコンテクスト内における多数のプロファイルの好ましい構成を示す図である。
【図４】異なるネットワーク要素間のインターワーキングを示す図である。
【図５】コンテクストアクチベーション手順を示す図である。
【図６】コンテクスト変更手順を示す図である。
【図１】
0003574788.tif 000004
【図２】
0003574788.tif 000005
【図３】
0003574788.tif 000006
【図４】
0003574788.tif 000007
【図５】
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【図６】
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