(57)【要約】  様々なＱｏＳ要求を有するペイロードの３つ以上の部分を識別するまたは識別するために使用されることができるプロフィール指示子を使用して差別化されたサービス品質ＱｏＳをペイロードに適用する方法。プロフィール指示子はペイロードの各部分の長さを示すための１つまたは複数の長さ指示子であってよい、またはプロフィール指示子はペイロードの各部分の長さを示す表に対する索引であってよい。表は、パケット内の複数の部分、各部分の長さおよび部分ごとのＱｏＳ要求にプロフィール指示子をマッピングするために使用されることができる。様々な部分が、具体的に選択されたトランスポート形式によりフォーマットされることができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロトコルスタックのトランスポート層でパケットに第１のヘッダを追加するステップを備え、ヘッダが様々なサービス品質（ＱｏＳ）要求を有するパケットの３つ以上の部分を識別するように動作可能であるプロフィール指示子を有する、パケットを処理する方法。
【請求項２】
プロトコルスタックのネットワーク層でパケットに第２のヘッダを追加する追加のステップを備え、第２のヘッダがインターネットプロトコル（ＩＰ）アドレスを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
プロフィール指示子がパケットのｎ＋１個の部分を識別するために少なくともｎ個の長さ指示子を含み、ｎが２以上であることを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
プロフィール指示子がパケットのｎ個の部分を識別するために少なくともｎ個の長さ指示子を含み、ｎが３以上であることを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
プロフィール指示子がパケットの部分を識別するために１つまたは複数の長さ指示子に索引をマッピングするための表に対する索引である、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
索引が、様々なＱｏＳ要求を有するパケット内の複数の部分を決定するために表にさらにマッピングされることができる、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
索引が、各部分に関連したＱｏＳ要求を決定するために表にさらにマッピングされることができる、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
第１のヘッダが、ソースポート、宛先ポート、ＩＰアドレスおよびパケットの一部分に対する誤り検出を提供するためにソースポート、宛先ポートおよびチェックサムを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
１組の可能性のあるトランスポート形式を選択する追加のステップと、
ＱｏＳ要求によりパケットの部分ごとに可能性のあるトランスポート形式の組から特定のトランスポート形式を選択する追加のステップと
を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
プロフィール指示子を使用してパケットの各部分に選択された特定のトランスポート形式を適用する追加のステップ
を備える、請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概してインターネットプロトコル（ＩＰ）アプリケーションに関し、具体的には無線通信システムでのＩＰアプリケーションに関する。
【背景技術】
【０００２】
よく知られている開放型システム間相互接続（ＯＳＩ）参照モデルおよびインターネットプロトコル（ＩＰ）プロトコルスタックなどのネットワークプロトコルは、ホスト間でのデータの透過的転送を行うトランスポート層を含む。しかし、ほとんどのトランスポート層は、複数のレベルのサービス品質（ＱｏＳ）がデータパケットのペイロード部に適用されることができる機構を提供しない。２つのレベルのＱｏｓを可能にする１つのトランスポート層がユーザデータグラムプロトコル（ＵＤＰ）ライトのトランスポート層である。
【０００３】
図１は、従来技術によるＵＤＰライトのトランスポート層を有するプロトコルスタックを使用するユニバーサル移動体通信システム（ＵＭＴＳ）ベースの無線通信システム１００、インターネット１０５およびＶｏＩＰ電話１１０を示す。無線通信システム１００は、少なくともゲートウェイＧＰＲＳサポートノード（ＧＧＳＮ）１２０、コアネットワーク１３０およびユーザ装置（ＵＥ）１４０を備える。ＧＧＳＮ１２０は、インターネット１０５とコアネットワーク１３０との間のインターフェースである。コアネットワーク１３０は、移動交換局（ＭＳＣ）１５０、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）１６０、無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣ）１７０およびノードＢ１８０を含む。いくつかのシステム配置では、ＶｏＩＰ電話１１０は公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）呼をＶｏＩＰ呼に変換する電子装置であってよく、またはＰＳＴＮもしくは無線ネットワークは、ＰＳＴＮ呼をＶｏＩＰ呼に変換する網間接続機能（ＩＷＦ）もしくはメディアゲートウェイ（ＭＧＷ）を有することができる。代替のネットワークアーキテクチャが同様の機能を実装することができることは留意されたい。
【０００４】
図２は、従来技術によるＶｏＩＰ電話１１０とＵＥ１４０との間のＶｏＩＰ呼のために使用されるプロトコルスタック２００を示す。プロトコルスタック２００は、適応マルチレート（ＡＭＲ）層２０５、リアルタイムプロトコル／リアルタイム制御プロトコル（ＲＴＰ／ＲＴＣＰ）層２１０、ＵＤＰライト／ＩＰバージョン６（ＵＤＰ／ＩＰｖ６）層２１５、パケットデータコンバージェンスプロトコル（ＰＤＣＰ）層２２０、無線リンク制御（ＲＬＣ）層２２５、メディアアクセス制御（ＭＡＣ）層２３０、および物理（ＰＨＹ）層２３５を含む。
【０００５】
ＡＭＲ層２０５、ＲＴＰ／ＲＴＣＰ層２１０およびＵＤＰ／ＩＰｖ６層２１５はＶｏＩＰ電話１１０で実装される。ＰＤＣＰ層２２０はＲＡＮ１６０で実装される。ＲＬＣ層２２５およびＭＡＣ層２３０はＲＮＣ１７０で実装される。ＰＨＹ層２３５はノードＢ１８０で実装される。ＵＤＰ／ＩＰｖ６層２１５は単一の層として示されているが、その実際の実装形態は２つの個別のＵＤＰライト層およびＩＰｖ６層としてたぶん存在することになろうことを留意されたい。
【０００６】
図示するために、音声情報がＶｏＩＰ電話１１０からＵＥ１４０に送信されていると仮定する。ＶｏＩＰ電話１１０では音声は、音声ビットを有する音声フレームを生成するためにＡＭＲ層２０５（ＡＭＲコーデックを介して）で符号化される。音声ビットは、主観的または知覚的重要性により３つのクラスに分けられることができる。第１のクラス（すなわち、クラスＡビット）は、誤りに対してもっとも影響を受けやすい音声ビットを含む。典型的には、クラスＡビットに対するいかなる誤りも誤り隠蔽またはマスキングなどの適切な誤り訂正を適用することなく復号されるべきでない破壊された音声フレームをもたらす。第２のクラス（すなわち、クラスＢビット）は、クラスＡビットより誤りに対して影響を受けにくいが第３のクラス（すなわち、クラスＣビット）より誤りに対して影響を受けやすい音声ビットを含む。
【０００７】
ＲＴＰ／ＲＴＣＰ層２１０では１つまたは複数の音声フレームは、受信端で音声フレームを適切に再配列する助けをするためにシーケンス番号およびタイムスタンプを示すＲＴＰヘッダを有するＲＴＰパケットの中にカプセル化される。ＵＤＰ／ＩＰｖ６層２１５では、ＵＤＰライトヘッダおよびＩＰｖ６ヘッダがＵＤＰ／ＩＰｖ６パケットを生成するために１つまたは複数のＲＴＰパケットに追加される。具体的にはＵＤＰ／ＩＰｖ６層２１５では、ＵＤＰライトヘッダがＵＤＰライトパケットを生成するためにＲＴＰパケットに追加される。その後、ＩＰヘッダがＵＤＰ／ＩＰｖ６パケットを生成するためにＵＤＰライトパケットに追加される。
【０００８】
ＩＰｖ６ヘッダはＩＰアドレスを含む。ＵＤＰライトヘッダは、ソースポート、宛先ポート、長さ指示子およびＵＤＰチェックサムを含む。ＵＤＰチェックサムは、本明細書では「ＵＤＰチェックサム部」と呼ばれるＵＤＰ／ＩＰｖ６パケットのある部分に対する誤り検出を提供する。典型的にはＵＤＰチェックサム部は、ソースポートと、宛先ポートと、ＩＰアドレスと、ほとんどの場合にはＲＴＰパケットの一部分とを含むことになろう。長さ指示子は、ＵＤＰチェックサムによってカバーされるＲＴＰパケットの部分を示す。誤りがＵＤＰチェックサム部に関して生じる場合、誤りは検出されることができ、ある形式の誤り訂正が実施されることができる。ＵＤＰチェックサムによってカバーされないＵＤＰ／ＩＰｖ６パケットの部分は、本明細書では「非ＵＤＰチェックサム部」と呼ばれることを留意されたい。
【０００９】
ＵＤＰ／ＩＰｖ６パケットは、ＶｏＩＰ電話１１０からインターネット１０５を介してＧＧＳＮ１２０に送信される。ＧＧＳＮ１２０からＵＤＰ／ＩＰｖ６パケットは、それが残りの層２２０、２２５、２３０および２３５によって処理されるコアネットワーク１３０に転送される。
【００１０】
図３および図４は、ＵＤＰライトパケット３００および４００の例を示す。図３では、ＵＤＰライトパケット３００は７．９５ｋｂｐｓ速度で符号化されるＡＭＲ音声フレームを有するＲＴＰパケットを含む。この音声フレームは、７５個のクラスＡビット（すなわち、ａ０〜ａ７４）および８４個のクラスＢビット（すなわち、ｂ０〜ｂ８３）を含む。この例ではＵＤＰチェックサム部は、クラスＢではなくクラスＡビットを含むことになろう。したがって、長さ指示子は７５個のクラスＡビットおよびＲＴＰヘッダに対応するＲＴＰパケットの部分を示すことになろう。
【００１１】
図４ではＵＤＰライトパケット４００は、１２．２ｋｂｐｓ速度で符号化されるＡＭＲ音声フレームを有するＲＴＰパケットを含む。音声フレームは、８１個のクラスＡビット（すなわち、ａ０〜ａ８０）、１０３個のクラスＢビット（すなわち、ｂ０〜ｂ１０２）および６０個のクラスＣビット（すなわち、ｃ０〜ｃ５９）を含む。この例ではＵＤＰチェックサム部は、クラスＢビットでもクラスＣビットでもないクラスＡビットを含むことになろう。したがって、長さ指示子は、８１個のクラスＡビットおよびＲＴＰヘッダに対応するＲＴＰパケットの部分を示すことになろう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上述のように、長さ指示子は、ＵＤＰライトパケットのＵＤＰチェックサム部と非ＵＤＰチェックサム部を区別するために使用され、したがってペイロード（例えば、音声フレーム）に適用されるべき２つの異なるレベルのＱｏＳを可能にする。しかし、３つ以上の異なるレベルのＱｏＳをペイロードに適用することができることが望ましい場合がありうる。例えば、様々なレベルのＱｏＳが、クラスＡビットに加えてクラスＢおよびＣビットにとって望ましいと仮定する。そのような状態では、３つ以上の異なるレベルのＱｏＳをペイロードに適用することはＵＤＰライトをトランスポート層として使用して可能ではないであろう。
【００１３】
したがって、３つ以上の異なるレベルのＱｏＳが適用されることができるようにペイロードを処理する必要が存在する。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、様々なＱｏＳ要求を有するペイロードの部分を識別するまたは識別するために使用されることができるプロフィール指示子を使用して差別化されたサービス品質（ＱｏＳ）をペイロードに適用する方法である。プロフィール指示子は、ペイロードの各部分の長さを示すための１つまたは複数の長さ指示子であってよい、またはプロフィール指示子はペイロードの各部分の長さを示す表に対する索引であってよい。１つの実施形態では表は、パケット内の複数の部分、各部分の長さおよび部分ごとのＱｏＳ要求にプロフィール指示子をマッピングするために使用されることができる。有利なことには本発明は、現在のＵＤＰライトのトランスポートプロトコルに対するわずかな変更として実装されることができて、プロトコルスタック内の他の層は影響を及ぼされないまたは影響を最小限にされるようになる。
【００１５】
本発明の特徴、態様、および利点は、下記の説明、添付の特許請求の範囲、および添付図面に関してよりよく理解されるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明は、様々なＱｏＳ要求を有するペイロードの部分を識別するまたは識別するために使用されることができるプロフィール指示子を使用して差別化されたサービス品質（ＱｏＳ）をペイロードに適用するトランスポート層およびその方法である。本発明は、図１に示され背景技術の項で説明されたよく知られているユニバーサル移動体通信システム（ＵＭＴＳ）ベースの無線通信システムに関して本明細書で説明される。本発明は、よく知られている符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）および直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）技術に基づいた通信システムを含む他の種類の通信システムにも適用可能であることは理解されよう。本明細書で説明された原理は、コネクション指向プロトコルまたはコネクションレス指向プロトコルに適用可能であることはさらに理解されよう。
【００１７】
１つの実施形態では、本明細書で差別化されたＱｏＳのトランスポートプロトコル（ＤＱＴＰ）と呼ばれる本発明のトランスポート層は、現在のＵＤＰライトトランスポートプロトコルに対するわずかな変更として実装されることができる。有利なことにはこの種の実施形態は、プロトコルスタックの他の任意の層に対する変更またはわずかな変更を必要とすることなく容易に実装されることができる。図５は、本発明のこの実施形態によるそのトランスポート層としてＤＱＴＰを有するプロトコルスタック５００を示す。プロトコルスタック５００は、適応マルチレート（ＡＭＲ）層５１０、リアルタイムプロトコル／リアルタイム制御プロトコル（ＲＴＰ／ＲＴＣＰ）層５２０、ＤＱＴＰ層５３０、インターネットプロトコル（ＩＰ）層５４０、パケットデータコンバージェンスプロトコル（ＰＤＣＰ）層５５０、無線リンク制御（ＲＬＣ）層５６０、メディアアクセス制御（ＭＡＣ）層５７０、および物理（ＰＨＹ）層５８０を含む。ＡＭＲ層５１０、ＲＴＰ／ＲＴＣＰ層５２０、ＰＤＣＰ層５５０、ＲＬＣ層５６０、ＭＡＣ層５７０およびＰＨＹ層５８０は、プロトコルスタック２００内でのＡＭＲ層２０５、ＲＴＰ／ＲＴＣＰ層２１０、ＰＤＣＰ層２２０、ＲＬＣ層２２５、ＭＡＣ層２３０およびＰＨＹ層２３５のそれぞれに関して上述されたものと機能で基本的に同一である。この実施形態ではＩＰ層５４０は、ＩＰネットワーク層バージョン４または６のいずれかであってよい。拡張変数レートコーデック（ＥＶＲＣ）および拡張フルレート（ＥＦＲ）コーデックなどのＡＭＲ以外の音声符号器がプロトコルスタック５００では使用されることができることを留意されたい。
【００１８】
本発明の実施形態のプロトコルスタック５００と従来技術のプロトコルスタック２００との主な差異はトランスポート層である。プロトコルスタック５００では、トランスポート層はＤＱＴＰである。対照的に、従来技術のプロトコルスタック２００に関するトランスポート層はＵＤＰライトである。ＤＱＴＰのこの実施形態は、ＵＤＰライトに対するわずかな変更として実装されることができる。具体的には、ＤＱＴＰが長さ指示子ではなくプロフィール指示子をＲＴＰパケットに追加することを除いてＤＱＴＰはＵＤＰライトと全く同一であろう。プロフィール指示子は３つ以上の部分を示すように動作可能である。例えば、プロフィール指示子は、２つの部分の長さを単に示すことによって３つの部分を有するパケットを示すことができる。第３の部分は、第１の部分および第２の部分内に含まれないパケットの部分であるべき残りの部分であると仮定されることができる。または、プロフィール指示子は、すべての３つの部分の長さを単に示すことによって３つの部分を有するパケットを示すことができる。
【００１９】
プロフィール指示子はペイロードの各部分の長さを示すための１つまたは複数の長さ指示子であってよい、またはプロフィール指示子はペイロードの各部分の長さを示す表に対する索引であってよい。プロフィール指示子が１つまたは複数の長さ指示子である場合、ＱｏＳ要求が部分ごとに何であるかに関してある共通の理解があるべきである。例えば、第１の部分は、第３の部分より高いＱｏＳ要求を有すると理解されることができるとか、第２の部分より高いＱｏＳ要求を有すると理解されることができるなど。あるいは、長さ指示子に加えてプロフィール指示子は、各部分に関連したＱｏＳ要求のある指示子を含むことができる。
【００２０】
プロフィール指示子がペイロードの各部分の長さを示す表に対する索引である場合、その表はペイロードの部分ごとのＱｏＳ要求に対するマッピングも含むことができる。１つの実施形態ではプロフィール指示子は、複数の部分、各部分の長さおよび部分ごとのＱｏＳ要求を決定するために表にマッピングされることができる。あるいは、ＱｏＳマッピングがない場合には、ＱｏＳ要求が部分ごとに何であるかに関してある共通の理解が存在してよい。
【００２１】
ＤＱＴＰ層５３０ではＤＱＴＰヘッダは、ＤＱＴＰパケットを生成するために１つまたは複数のＲＴＰパケットに追加される。その後、ＩＰ層５４０ではＩＰヘッダは、ＩＰパケットを生成するＤＱＴＰパケットに追加される。ＩＰヘッダはＩＰアドレスを含む。ＤＱＴＰヘッダは、プロフィール指示子、ソースポート、宛先ポートおよびＤＱＴＰチェックサムを含む。ＤＱＴＰチェックサムは、本明細書では「ＤＱＴＰチェックサム部」と呼ばれるＩＰパケットのある部分に対する誤り検出を提供する。典型的にはＤＱＴＰチェックサム部は、ソースポートと、宛先ポートと、ＩＰアドレスと、ほとんどの場合にはＲＴＰパケットの一部分とを含むことになろう。プロフィール指示子は、ＤＱＴＰチェックサムによってカバーされるＲＴＰパケットの部分を示す。誤りがＤＱＴＰチェックサム部に関して生じる場合、誤りは検出されることができ、ある形式の誤り訂正が実施されることができる。ＤＱＴＰチェックサムによってカバーされないＩＰパケットの部分は本明細書では「非ＤＱＴＰチェックサム部」と呼ばれることに留意されたい。
【００２２】
図６は、ＤＱＴＰ層５３０によって生成される例示のＤＱＴＰパケット６００を示す。ＵＤＰパケット４００と同様にＤＱＴＰパケット６００は、１２．２ｋｂｐｓ速度で符号化されるＡＭＲ音声フレームを有するＲＴＰパケットを含む。音声フレームは、８１個のクラスＡビット（すなわち、ａ０〜ａ８０）、１０３個のクラスＢビット（すなわち、ｂ０〜ｂ１０２）および６０個のクラスＣビット（すなわち、ｃ０〜ｃ５９）を含む。ＵＤＰパケット４００と異なってＤＱＴＰパケットは、長さ指示子ではなくプロフィール指示子を含む。この例ではＤＱＴＰチェックサム部は、プロフィール指示子によって示された第１の部分またはある他の部分を含むことができる。非ＤＱＴＰチェックサム部は、何個の部分かに応じて第１の、第２の、などの非ＤＱＴＰチェックサム部にさらに分けられることができる。この種の部分はプロフィール指示子によっても示される。例えば、プロフィール指示子が３つの部分または４つの部分の長さを示すことができる（プロフィール指示子がどのように理解されていることになるかに応じて）場合、ＤＱＴＰパケットは、ＤＱＴＰチェックサム部、ならびに第１の非チェックサム部、第２の非チェックサム部、および第３の非チェックサム部から成ることになろう。
【００２３】
好ましい実施形態では、プロフィール指示子は２バイトを備える（プロフィール指示子をＵＤＰライトの長さ指示子と同一のサイズにする）ことを留意されたい。有利なことには、プロフィール指示子をＵＤＰライトの長さ指示子とサイズを等しくすることによってプロトコルスタックの他の層に対する変更の必要が少ないまたは変更の必要がないことになろう。ＲＮＣ１７０内の無線リソースコントローラ（ＲＲＣ）は、１組の可能性のあるトランスポート形式を選択する。ＭＡＣ層５７０は、ＤＷＴＰパケットの部分を識別するために同じ２バイトを見ることになり、次いで伝送ごとにそれに関連したＱｏＳ要求により部分ごとに特定のトランスポート形式を選択する（可能性のあるトランスポート形式の組から）。前述のように、部分ごとのＱｏＳ要求は、ある共通の理解（事前情報など）またはプロフィール指示子に基づいていてよい。ＰＨＹ層５８０では選択されたトランスポート形式が、部分を識別するためにプロフィール指示子を使用してＤＱＴＰパケットの各部分に適用される。選択されたトランスポート形式を適用後にＤＱＴＰパケットを送信する。
【００２４】
本発明は、ある実施形態を参照して本明細書で説明されている。これは、本発明を本明細書で説明された実施形態に限定するように解釈されるべきではない。したがって、本発明の精神および範囲は、本明細書に含まれる実施形態の説明に限定されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】従来技術によるユニバーサル移動体通信システム（ＵＭＴＳ）ベースの無線通信システム、インターネットおよびボイスオーバーインターネットプロトコル（ＶｏＩＰ）電話を示す図である。
【図２】従来技術によるＶｏＩＰ呼のために使用されるプロトコルスタックを示す図である。
【図３】ユーザデータグラムプロトコル（ＵＤＰ）ライトのパケットの例を示す図である。
【図４】ユーザデータグラムプロトコル（ＵＤＰ）ライトのパケットの例を示す図である。
【図５】本発明の１つの実施形態によるそのトランスポート層として差別化されたサービス品質のトランスポートプロトコル（ＤＱＴＰ）を有するプロトコルスタックを示す図である。
【図６】本発明の１つの実施形態によるＤＱＴＰを使用することによって生成される例示のＤＱＴＰパケットを示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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