(57)【要約】チャネル利用度を減ずることなく無線データ転送遅延を低減する必要性に対処するために、本発明の実施形態は、発呼時にデータ問い合わせ等のデータを送信するために休止状態から動作状態に移行する無線ユニットを提供する。通常は連続的に遭遇される無線ネットワーク遅延及びデータネットワーク遅延は、むしろ同時に遭遇される。従って、動作中のユーザと休止中のユーザとの間で遭遇される遅延差は、ほぼ解消される。これによって、ネットワークオペレータは、それらの不活動タイマーを短くするように動機付けされ、これによって、それらのチャネル利用度が改善され、またパケットデータサービスの費用が低減されるものと考えられる。
2005522128.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線ユニットが無線データ転送遅延を低減するための方法であって、
データセッションの休止モードに入るステップと、
データが無線で転送される必要があることを判断するステップと、
接続チャネルを介して前記データの少なくとも一部を送信するステップと、
トラフィックチャネルに対する要求を送信するステップであって、前記データの第１部分の送信と、前記要求の送信との間に遅延を実質的に生じないステップと、
トラフィックチャネルに対するチャネル割り当てを受信するステップと、
が含まれる方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、前記トラフィックチャネルを介して前記データの任意の残りの部分を送信するステップを更に含む方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法であって、前記データは、データ問い合わせを含む方法。
【請求項４】
請求項３に記載の方法であって、前記トラフィックチャネルを介して、前記データ問い合わせに応答して、データを受信するステップを更に含む方法。
【請求項５】
請求項１に記載の方法であって、前記トラフィックチャネルに対する前記チャネル割り当ては、送信された前記データの少なくとも一部の肯定応答の前に受信され、請求項Ａの方法は、更に、前記トラフィックチャネルを介して前記データの少なくとも一部を再送信するステップを含む方法。
【請求項６】
無線接続ネットワークが無線データ転送遅延を低減するための方法であって、
データセッションが休止状態である無線ユニットから接続チャネルを介してデータを受信するステップと、
前記無線ユニットからトラフィックチャネルに対する要求を受信するステップであって、前記データの受信と前記要求の受信との間に遅延を実質的に生じないステップと、
目標サーバに前記データを転送するステップと、
前記無線ユニットにトラフィックチャネルに対するチャネル割り当てを送信するステップとを含む方法。
【請求項７】
請求項６に記載の方法であって、前記目標サーバから問い合わせ応答データを受信するステップと、前記無線ユニットに前記問い合わせ応答データを転送するステップとを更に含む方法。
【請求項８】
請求項７に記載の方法であって、前記チャネル割り当てが送信されていない場合には、前記問い合わせ応答データは、ショートデータバースト（ＳＤＢ）メッセージを介して前記無線ユニットに転送される方法。
【請求項９】
無線ユニットであって、
送信機と、
トラフィックチャネルに対するチャネル割り当てを受信するように構成された受信機と、
前記送信機及び受信機に接続され、データセッションの休止モードに入るように構成され、データが無線で転送される必要があることを判断するように構成され、さらに接続チャネル介して前記データの少なくとも一部とトラフィックチャネルに対する要求とを送信するように送信機に指示するように構成されたプロセッサとを備え、前記データの第１部分の送信と前記要求の送信との間に遅延を実質的に生じない、無線ユニット。
【請求項１０】
無線接続ネットワーク（ＲＡＮ）であって、
データセッションが休止状態である無線ユニットから接続チャネルを介してデータを受信するように構成され、前記無線ユニットからトラフィックチャネルに対する要求を受信するように構成された送受信機基地局であって、前記データの受信と前記要求の受信との間に実質的に遅延が生じず、さらにトラフィックチャネルに対するチャネル割り当てを前記無線ユニットに送信するように構成された送受信機基地局と、
前記送受信機基地局に接続され、目標サーバに前記データを転送するように構成されたＲＡＮネットワーク装置と、
を含む無線接続ネットワーク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（相互参照関連出願）
本出願は、本明細書と同日付で出願され、本出願の譲受人に譲渡され、本明細書に参照により援用する“遅延を低減した無線データ転送のための方法及び装置（ＭＥＴＨＯＤ  ＡＮＤ  ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ  ＦＯＲ  ＷＩＲＥＬＥＳＳ  ＤＡＴＡ  ＴＲＡＮＳＦＥＲ
ＷＩＴＨ  ＲＥＤＵＣＥＤ  ＤＥＬＡＹ）”と題された同時係属出願に関連する。
【０００２】
本発明は、一般的に、通信システムに関し、特に、無線データ転送に関する。
【背景技術】
【０００３】
既存の無線通信システムでは、パケットデータサービスの“ビット単価”が比較的高くなる場合がある。これは、部分的には、チャネル利用度が低いことに起因する。現在、休止中の無線ユーザが、パケットネットワークに問い合わせを行なう場合、そのユーザが遭遇する応答時間には、（１）無線ネットワークが、要求された無線トラフィックチャネルを確立するのに要する時間と、（２）データネットワーク（イントラネット又はインターネット）が、要求された内容で応答するのに要する時間とが含まれる。無線トラフィックチャネルは、不活動状態であるため、ユーザの移動体が休止状態になっていることから、確立する必要がある。
【０００４】
ユーザが知覚するパケットデータ応答時間を改善する場合、システムオペレータは、ユーザが動作状態を長く維持できるように、それらのシステムの不活動タイマーを長くする。移動体ユニットは、動作中、トラフィックチャネルを再確立する必要がないため、ユーザは、問い合わせ時、無線ネットワークによってではなくデータネットワークによって生じる遅延のみに遭遇する。しかしながら、この応答時間は、チャネル利用度を犠牲にして改善される。トラフィックチャネルは、その不活動タイマーが切れるまで特定の移動体ユニットに割り当てられたままである。従って、不活動タイマーが長くなると、チャネルは、長時間利用されずに保持される。この状態は、パケットデータサービスに対する現在の“ビット単価”が高い一因である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、チャネル利用度を減ずることなく無線データ転送遅延を低減するための装置及び方法に対する必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
チャネル利用度を減ずることなく無線データ転送遅延を低減する必要性に対処するために、本発明の実施形態は、発呼時にデータ問い合わせ等のデータを送信するために休止状態から動作状態に移行する無線ユニットを提供する。通常は連続的に遭遇される無線ネットワーク遅延及びデータネットワーク遅延は、むしろ同時に遭遇される。従って、動作中のユーザと休止中のユーザとの間で遭遇される遅延差は、ほぼ解消される。これによって、ネットワークオペレータは、それらの不活動タイマーを短くするように動機付けされ、これによって、それらのチャネル利用度が改善され、またパケットデータサービスの費用が低減されるものと考えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明は、図１乃至７を参照してより完全に理解され得る。図１は、本発明の第一実施形態に基づく通信システム１００を示すブロック図である。通信システム１００は、公知
の符号分割多重接続（ＣＤＭＡ）システム、特にＣＤＭＡ−１Ｘであり、これは、電気通信工業会／電子工業会（ＴＩＡ／ＥＩＡ）規格ＩＳ−２０００公開規格Ａ（ＣＤＭＡ２０００）に基づいており、本発明を実現するために適切に改変される。本発明の他の実施形態は、３ＧＰＰからのＵＭＴＳ規格に基づくもの等、他の技術を用いる通信システムにおいて実現し得る。
【０００８】
本発明の第一実施形態には、無線接続ネットワーク（ＲＡＮ）１１０と、パソコン１０３に接続され得る移動局（ＭＳ）１０１等の無線ユニットと、が含まれる。しかしながら、本発明は、移動式である無線ユニットに限定されない。例えば、無線ユニットには、無線接続ネットワークに無線で接続されるデスクトップコンピュータが含まれ得る。
【０００９】
当業者であれば、図１は、システム１００の動作に必要なネットワーク装置を全て表しておらず、本発明の第一実施形態の説明に特に関連する装置だけを表していることが分かるであろう。例えば、ＲＡＮ１１０には、送受信機基地局（ＢＴＳ）、中央基地局制御装置（ＣＢＳＣ）、及びパケット制御機能（ＰＣＦ）等、公知のエンティティが含まれる。図１に示したように、システム１００には、更に、移動体交換局／仮想位置レジスタ（ＭＳＣ／ＶＬＲ）１１２、信号送信システム７（ＳＳ７）ネットワーク１１４、ホーム位置レジスタ（ＨＬＲ）１１６、パケットデータ処理ノード（ＰＤＳＮ）１１８、インターネット・プロトコル（ＩＰ）ネットワーク１２０、プロキシ認証・許可・課金サーバ（ＡＡＡ）１２２、及びホームネットワーク１２４等の公知のエンティティが含まれる。ホームネットワーク１２４には、ホームＡＡＡ１２６と、ホームエージェント（ＨＡ）ルータ１２８と、アプリケーションサーバ１３０とが含まれる。ＰＤＳＮ１１８は、第一実施形態においては、ＲＡＮ１１０とは別に示しているが、ＰＤＳＮは、ＲＡＮネットワーク装置にも含まれ得ることを理解されたい。第一実施形態では、既知の電気通信設計及び開発技術を用いて、既知のＣＤＭＡ−１Ｘ＿ＲＡＮは、本発明のＲＡＮの態様を実現するように構成されている。その結果が、ＲＡＮ１１０であり、これは、図７を参照して説明する方法を実行する。本発明のＲＡＮの態様は、ＲＡＮ１１０の様々な物理的構成要素において及びそれら全体で実現し得ることを当業者は認識されるであろう。
【００１０】
ＲＡＮ１１０は、ＣＤＭＡ−１Ｘエアーインターフェース資源１０５を介してＭＳ１０１と通信する。ＭＳ１０１には、プロセッサ（例えば、メモリ及び処理装置）、受信機、送信機、キーパッド、及びディスプレイが含まれる。ＣＤＭＡ＿ＭＳで用いられる送信機、受信機、プロセッサ、キーパッド、及びディスプレイは、当分野において全て公知である。この共通なＭＳ構成要素のセットは、既知の電気通信設計及び開発技術を用いて、本発明の無線ユニットの態様を実現するように構成されている。このように変更されて、ＭＳ１０１は、図６を参照して説明される方法を実行する。
【００１１】
本発明に基づく第一実施形態の動作は、実質的に次のように行なわれる。ＣＤＭＡ２０００規格下では、ＭＳは休止モードに入った後、ネットワークにデータを転送する前、トラフィックチャネルを再確立する必要がある。このＲＦ接続性を再確立するためにかかる時間、即ち、無線ネットワーク遅延は、様々なネットワーク条件に依存して変化する。理論的推定値は、約１．２秒である。通常、研究室の測定値は、２乃至５秒の範囲であるが、現場での負荷条件下での実際の性能は、これより悪い場合がある。加えて、データネットワーク遅延は、サーバの転送／応答時間に部分的に起因する。通常、これは、１秒台であり、０．５秒から３秒の間で変化する。ＣＤＭＡ２０００規格下では、無線ユーザは、休止モードにある場合、これらの遅延に連続的に遭遇する。対照的に、本発明下では、無線ユーザは、これらの遅延に同時に遭遇する。
【００１２】
固定ネットワークでデータセッションの休止モードに入っている場合、ＭＳ１０１のプロセッサは、データが無線でＲＡＮ１１０に転送される必要があることを判断する。これ
は、ＭＳ１０１が外部供給源（例えば、ＰＣ１０３）から受信するデータ又は内部で生成されるデータであってよい。例えば、ＭＳ１０１のユーザは、ウェブページ又はファイルのダウンロードを要求し得る。その際、送る必要があるデータは、データ問い合わせに対応する。
【００１３】
ＭＳ１０１のプロセッサは、データの少なくとも一部、又はデータ問い合わせを送信するように送信機に指示する。接続チャネルを用いて、ＭＳ１０１の送信機は、ショートデータバースト（ＳＤＢ）メッセージを介して、少なくともデータの一部を送信する。ＳＤＢメッセージ送信は、ＩＳ−７０７の下で行われる。実際、パケットデータサービスオプション３３は、これを用いてパケットデータを提供する。第２又は他の実施形態において、ショートメッセージサービス（ＳＭＳ）メッセージ送信は、ＳＤＢメッセージ送信の代わりに用いられ得る。図２乃至図５は、本発明の第一実施形態に基づくシステムメッセージ送信図を示す。読者は、第一実施形態の本議論の全体において、議論されるメッセージ送信の視覚的描写について、これらの図を参照し得る。例えば、図２に示す第１メッセージは、データがポイントツーポイントプロトコル（ＰＰＰ）フレーム化問い合わせとして搬送される上述のＳＤＢである。
【００１４】
また、データを送信するように送信機に指示することに加えて、ＭＳ１０１のプロセッサは、トラフィックチャネル（ＴＣＨ）に対する要求を送信するように送信機に指示する。第一実施形態において、これは、それとデータとの間の遅延が実質的にない状態で送信される発信要求メッセージである。しかしながら、他の実施形態において、データ及びＴＣＨ要求の双方は、（例えば、“発呼番号（Ｄｉａｌｅｄ  Ｄｉｇｉｔｓ）”フィールドが除去された）より小さい組の発信メッセージフィールドを有するが、任意で最小の問い合わせ情報から構成され得る“問い合わせデータ”フィールドを備える新しい発信メッセージで送信され得る。更に他の実施形態において、データ及びＴＣＨ要求の双方は、データを搬送するために拡張機能を用いる発信要求メッセージで送信され得る。１つ又は２つのメッセージが送信されるかどうかに関わらず、転送されるＴＣＨ要求及びデータの少なくとも第１部分は、それらの間に実質的に遅延がない状態で送信される。
【００１５】
ＲＡＮ１１０のＢＴＳは、ＭＳ１０１からＴＣＨ要求及びデータを受信する。次に、ＲＡＮ１１０のＲＡＮネットワーク装置は、受信したデータをその目標サーバに転送する。ＲＡＮ１１０のＲＡＮネットワーク装置は、休止中の全てのＭＳに対してＰＤＳＮ１１８との開放セッションを維持するので、ＭＳ１０１のデータ問い合わせが転送されるとき、ＰＤＳＮ１１８は、直ちに問い合わせを処理するための適切なコンテキスト情報を有する。また、データを転送するのに加えて、ＲＡＮ１１０は、ＭＳ１０１にＴＣＨを割り当てる。ＲＡＮ１１０のＢＴＳは、ＴＣＨに対するＭＳ１０１へのチャネル割り当てを送信する。ＭＳ１０１の受信機は、そのチャネル割り当てを受信し、ＭＳ１０１及びＲＡＮ１１０は、通常のチャネル設定メッセージ送信を続ける。
【００１６】
ＭＳ１０１及びＲＡＮ１１０がＴＣＨを設定している間、目標サーバ（例えば、アプリケーションサーバ１３０）は、データ又は問い合わせを受信し、かつ応答し得る。ＲＡＮ１１０のネットワーク装置は、目標サーバからあらゆる問い合わせ応答を受信し、それをＭＳ１０１に転送する。ＴＣＨの設定が完了した場合、ＲＡＮ１１０のＢＴＳは、ＴＣＨを介してその応答をＭＳ１０１に転送する。ＴＣＨの設定が完了していない場合、ＲＡＮ１１０は、設定が完了するまでその応答をバッファし得る。あるいは、ＲＡＮ１１０は、ＴＣＨ割り当てがまだ送信されていない場合には、ＳＤＢを介して（全体又は部分的に）その応答を転送し得る。よって、ＭＳ１０１の受信機は、ＴＣＨが確立された後にＴＣＨを介して、又はＳＤＢを介して、データ問い合わせに対する応答を受信する。
【００１７】
ＴＣＨが確立されると（即ち、ＭＳ１０１のデータセッションが動作状態になると）、
ＭＳ１０１及びＲＡＮ１１０は、ＴＣＨを用いて、更にデータ転送を行ない得る。例えば、ＭＳ１０１は、発信要求の最初の引き金となった残りのデータを送信することが必要な場合もあるが、そうでない場合には、新しいデータが交信される。インターネットを閲覧するユーザは、例えば、次の問い合わせを生成し得るか、あるいは、目標サーバがユーザに問い合わせを行ない得る。ＭＳ１０１及びＲＡＮ１１０は、ＴＣＨを用いて、不活動タイマーが切れるまで、また、ＭＳ１０１が休止モードに戻るまで、データを転送する。
【００１８】
従って、本発明の第一実施形態は、無線ネットワーク遅延をデータネットワーク遅延と重ね合わせることによって、ネットワーク応答時間に対する無線ユーザの知覚を改善する。今日、休止中のユーザは、パケットネットワークに接続する時、これら２つの遅延の合計に必然的に遭遇する。例えば、チャネルを要求するのと同時に、データ問い合わせを送信するための手段を提供することによって、本発明の第一実施形態は、総データ転送遅延を低減する。
【００１９】
図６は、本発明の第一実施形態に基づく無線ユニットによって実行されるステップの論理フロー図である。論理フロー６００は、休止状態（６０１）の無線ユニット（例えば、ＭＳ）が、ＭＳと現在交信中のＲＡＮを介して、データ（例えば、データ問い合わせ）を送信する必要があると判断すると（６０２）、開始する。ＭＳは、問い合わせが、１つ又は複数のＳＤＢに充分な程短いか（６０３）、又具体的には、問い合わせが、予め設定された閾値（即ち、最大サイズ）以下か（６０４）を判断する。もし以下であれば、データは、ＳＤＢを介して送信され（６０５）、トラフィックチャネルが要求される（６０６）。データが予め設定された閾値より長い場合、データは、ＴＣＨが確立されるまで送信されない（６０８）。ＳＤＢは送信されるが、ＴＣＨに対するチャネル割り当てが受信される時までに肯定応答されない場合（６０７）には、ＳＤＢを介して送信されたデータは再送信される。ＴＣＨが確立されると、現在動作中（即ち、もはや休止中ではない）ＭＳは、不活動による休止状態（６０１）に再突入するまでＴＣＨを介してデータを送受信し得る（６０９）。
【００２０】
図７は、本発明の第一実施形態に基づくＲＡＮによって実行されるステップの論理フロー図である。論理フロー７００は、ＲＡＮが、接続チャネルを介して休止ＭＳからのメッセージ送信を受信すると（７０１）、開始する。ＲＡＮは、メッセージ送信が、発信要求であるか、またはＳＤＢであるかを判断する（７０２）。ＳＤＢである場合、ＲＡＮは、ＳＤＢによって搬送されたデータをＰＤＳＮに転送して、目標サーバにルーティングする（７０３）。次に、ＭＳから発信メッセージを受信すると（７０４）、ＲＡＮは、ＴＳＨ設定を続ける（７０５）。ＭＳへのデータを受信した後（７０６）、ＲＡＮは、チャネル割り当てがＭＳに対して既に送信されたかを判断する（７０７）。送信されていない場合、ＲＡＮは、ＴＣＨが設定されるまでデータを記憶するか、又は、ＳＤＢ（１つ又は複数）を介して一部若しくは全てのデータを送信し得る（７０８）。ＴＣＨが設定されると、ＲＡＮ及びＭＳは、ＴＣＨを介して必要に応じてデータを積極的に交信し得る（７０９）。次に、ＭＳが休止状態になり、ＴＣＨの割り当てが解除された後、論理フロー７００が繰り返される。
【００２１】
本発明は、その特定の実施形態を参照して、詳細に図示し説明してきたが、形態及び詳細の様々な変更が、本発明の精神と範囲から逸脱することなく、それにおいて成し得ることを当業者は理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第一実施形態に基づく通信システムを示すブロック図。
【図２】本発明の第一実施形態に基づく４つのシステムメッセージ送信図の第１の図。
【図３】本発明の第一実施形態に基づく４つのシステムメッセージ送信図の第２の図。
【図４】本発明の第一実施形態に基づく４つのシステムメッセージ送信図の第３の図。
【図５】本発明の第一実施形態に基づく４つのシステムメッセージ送信図の第４の図。
【図６】本発明の第一実施形態に基づく無線ユニットによって実行されるステップの論理フロー図。
【図７】本発明の第一実施形態に基づく無線接続ネットワークによって実行されるステップの論理フロー図。
【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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【図７】
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【国際調査報告】
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