(57)【要約】本発明は、モバイル通信システムにおいて、Ａｂｉｓインタフェースでの帯域幅の節約に関する。Ａｂｉｓで過負荷状態が確認されると、フルレートチャネルの通信は、無線インタフェース上でフルレートを維持したままハーフレートに切り替えられる。したがって、非常に干渉を受けた無線チャネルにおいて、高精度な誤り訂正や誤り制御を使用可能となる。
2008503969.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの固定網側インタフェース（Ａｂｉｓ）と、少なくとも１つの無線インタフェースとを備え、各インタフェースが複数の接続のための柔軟な伝送容量を備え、該複数の接続のそれぞれが所定の高い帯域幅及び低い帯域幅（８、１６ｋｂｉｔ／ｓ、１１．４、２２．８ｋｂｉｔ／ｓ）を有し、該接続を通じて送信される情報が複数の符号レート（４．７５、５．９、７．４・・・１２．２ｋｂｉｔ／ｓ）のうち適確なもので符号化される通信システムにおける情報の通信のための方法であって、
前記固定網側インタフェースでの負荷を測定するステップと、
前記負荷が特定の閾値を超えると、前記固定網側インタフェースでは前記低い帯域幅（８ｋｂｉｔ／ｓ）（４．７５−７．４）を選択し、かつ、前記無線インタフェースでは前記高い帯域幅を維持するステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
使用中の前記符号レートが前記低い帯域幅に適応できない場合、より低い符号レートが選択されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
追加の誤り制御及び誤り訂正ビットが前記無線インタフェースの接続に付加されることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記低い帯域幅及び前記低い符号レートが、上りリンク及び下りリンクの少なくとも一方に対して選択されることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記固定網側インタフェースは、ＧＳＭの基地局システム（ＢＳＳ）におけるＡｂｉｓインタフェースであり、
前記Ａｂｉｓインタフェースは、基地局制御装置（ＢＳＣ）を無線基地局装置（ＢＴＳ）に接続し、
前記情報は、ハーフレート（ＨＲ）及びフルレート（ＦＲ）のデータ伝送を定義する適応マルチレートＡＭＲコーデック（４．７５、５．９、７．４−−１２．２ｋｂｉｔ／ｓ）にしたがって符号化され、
前記無線インタフェースでのハーフレート（１１．４ｋｂｉｔ／ｓ）及びフルレート（２２．８ｋｂｉｔ／ｓ）の通信についても実現されることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記Ａｂｉｓインタフェースの負荷が前記閾値を超えると、該Ａｂｉｓインタフェースでの通信はフルレート（１６ｋｂ／ｓ）からハーフレート（８ｋｂ／ｓ）に切り替えられ、前記無線インタフェースでの通信はフルレート（２２．８ｋｂ／ｓ）に維持されることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記Ａｂｉｓインタフェースでフルレートからハーフレートへ切り替えることで、前記無線インタフェースでの追加の誤り訂正および誤り制御ビットの資源を確保することを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
移動局と通信を行う通信システムにおけるシステムであって、
接続制御ノード（ＢＳＣ）と、無線基地局ノード（ＢＴＳ）と、これらのノード間のインタフェース（Ａｂｉｓ）と、負荷測定手段と、通信信号を符号化するためのトランスコーダ及び速度整合器（ＴＲＡＵ）とを備え、
前記負荷測定手段からの負荷メッセージに応じて前記インタフェース（Ａｂｉｓ）での帯域幅及び符号レートを変更する手段と、
前記負荷メッセージに応じて前記通信信号に誤り訂正及び誤り制御情報を付加する、前記無線基地局及び前記移動局の少なくとも一方に含まれる手段と
をさらに備えることを特徴とするシステム。
【請求項９】
前記負荷測定手段（ＬＥ）は、下りリンクで基地局システム（ＢＳＳ）と通信を行い、上りリンクで移動局と通信を行うことを特徴とする請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
移動局であって、ＴＲＡＵと、誤り訂正及び誤り制御情報を加える手段とを備える、請求項８に記載のシステムに接続可能であり、
前記移動局は、
負荷測定手段（ＬＥ）からの負荷メッセージを受信する手段と、
前記負荷メッセージに応じて帯域幅及び符号レートを変更する手段と、
無線インタフェースに送出する上りリンク信号に誤り訂正及び誤り制御情報を付加する手段と
をさらに備えることを特徴とする移動局。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モバイル通信システムにおいて、特定のインタフェース上での帯域幅の節約に関する。特に、本発明は、ＧＳＭ標準規格に係るＡｂｉｓインタフェース又は他の標準規格における対応するインタフェースでの帯域幅の節約に関する。
【背景技術】
【０００２】
モバイル通信ステムにおいて、多くのインタフェースは、システムのノード間を相互接続するように規定されている。インタフェース上では、符号化された音声情報などのデータが伝送される。これらのデータの品質は、選択された符号によって決定される。低ビットレートの符号は低い品質となり、高ビットレートの符号は高い品質となる。いくつかのインタフェースでは、低ビットレートが許容されることもあるが、インタフェースが受ける干渉に応じて低ビットレートを適用することは他のインタフェースでは許容されていないこともある。
【０００３】
ＧＳＭ標準規格では、Ａｂｉｓインタフェースを介して音声を伝送する方法が適応マルチレートＡＭＲコーデックごとに規定されている。なお、Ａｂｉｓインタフェースは、基地局制御装置（ＢＳＣ）と無線基地局（ＲＢＳ）又は無線基地局装置（ＢＴＳ）とを接続する。ＡＭＲは２つのコーデックモードとして、フルレート（ＦＲ）とハーフレート（ＨＲ）とを有する。また、８種類のビットレートを有するＡＭＲ音声コーデックが定義されている。そのうち８種類全てのコーデックがフルレートＦＲで使用され、最も低いビットレートから６種類のコーデックがハーフレートＨＲでも使用される。遠隔符号変換プロトコル（Ｒｅｍｏｔｅ Ｔｒａｎｓｃｏｄｅｒ ｐｒｏｔｏｃｏｌ：ＲＴＰ）では、フルレートモード及びハーフレートモードが定義されている。フルレートでは１６ｋｂｉｔ／ｓのＡｂｉｓインタフェースが使用される。一方、ハーフレートでは８ｋｂｉｔ／ｓのＡｂｉｓインタフェースが使用される。
【０００４】
Ａｂｉｓインタフェースの帯域幅はハーフレートモードを使用することによって節約されるが、無線インタフェースでの通話品質は著しく損なわれることとなる。特に、強い無線干渉が起こる場面において使用されると、品質が損なわれる。１対１の再利用１／１でＦＬＰ（Ｆｒａｃｔｉｏｎ Ｌｏａｄ Ｐｌａｎｎｉｎｇ）を使用する最先端のネットワークにおいて、強い無線干渉は一般的なことである。また、トラフィックの増加に伴い、再利用１／１の使用は、ますます一般的になってきている。
【０００５】
Ａｂｉｓインタフェースを介して送信される情報を符号化するために使用される８種類のＡＭＲコーデックは、以下に示すビットレート（ｋｂｉｔ／ｓ）を有する。
フルレート（ｋｂｉｔ／ｓ）            ハーフレート（ｋｂｉｔ／ｓ）
４．７５                              ４．７５
５．１５                              ５．１５
５．９                                ５．９
６．７                                ６．７
７．４                                ７．４
７．９５                              ７．９５
１０．２
１２．２
高い無線干渉を受けたＡＭＲ＿ＦＲでは、現況に適応して、より低いＡＭＲコーデックが選択される。フルレートモードに７．４ｋｂｉｔ／ｓ又はそれより低いビットレートのＡＭＲコーデックが使用されると、原理的に８ｋｂｉｔ／ｓのＡｂｉｓインタフェースで十分であるが、１６ｋｂｉｔ／ｓの遠隔符号変換プロトコルをそのまま使用する。これは、無線環境が改善され、７．９５ｋｂｉｔ／ｓのＡＭＲコーデック及びそれ以上のビットレートが選択されても、Ａｂｉｓインタフェースの遠隔符号変換プロトコルを維持するために行われている。
【０００６】
ＥＤＧＥの標準規格の導入では、無線タイムスロット当たりで、Ａｂｉｓインタフェースの帯域幅をより多くすることの必要性が増している。ＥＤＧＥは、通常、無線タイムスロット当りで６４ｋｂｉｔ／ｓを必要とする。ＥＧＤＥの導入は、多くのＲＢＳサイトに対して、追加のＥ１／Ｔ１専用回線を必要とする。これは、オペレータにとってコスト高を招くこととなる。オペレータは、現在、多くの専用回線を追加することなく、ＥＤＧＥの導入を可能とする解決方法をよりいっそう望んでいる。
【０００７】
特許文献１は、アクセスネットワーク、例えば、Ａｂｉｓインタフェースの負荷に応じて、エアインタフェースでの送信を調整する技術を示している。
【特許文献１】米国特許第６，４００，９５４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、他の過負荷のインタフェースに対して低い符号レートを一時的に又は永久的に使用する。これに伴い、本発明は、過負荷ではないが干渉を受けた後段のインタフェースで、符号レートを補償する。これは、誤り訂正及び誤り制御方法を使用することが可能な場合に、非常に干渉を受けたインタフェースが依然として低い符号レートを使用することで達成可能である。ここで、過負荷のインタフェースは、基地局制御装置と基地局とを接続するＧＳＭシステムのＡｂｉｓインタフェースとなりうる。また、後段のインタフェースは、移動局への無線インタフェースとなりうる。もちろん、他の通信標準規格に対応するユニットやインタフェースが採用されてもよいことはいうまでもない。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の最良の実施形態において、７．４ｋｂｉｔ／ｓまでのフルレートのコーデックは、８ｋｂｉｔ／ｓのＡｂｉｓインタフェースを介して伝送される。したがって、呼の５０％の送信が節約される。一方、他のビットレートにおけるフルレートのコーデックは、１６ｋｂｉｔ／ｓのＡｂｉｓインタフェースが使用される。これらは、Ａｂｉｓインタフェースでの混雑状態を契機として、全ての呼又は動的に継続中の呼のいずれか一方に対して行われる。
【００１０】
本発明は、下りリンク及び上りリンクの通信の少なくとも一方に対して、同等に適用可能である。本発明は、添付の特許請求の範囲に定義される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下では、図面を参照し、本発明の実施形態を説明することで、本発明の特徴及び利益を明確にする。
【００１２】
図１は、基地局システムＢＳＳを含む無線アクセスネットワークを示す。ＢＳＳは、基地局制御装置ＢＳＣと、複数の無線基地局又は無線基地局装置ＢＴＳとを含む。それぞれのＢＴＳは、Ａｂｉｓインタフェースを介してＢＳＣに接続され、無線インタフェースを介して移動局ＭＳに接続される。ＢＳＣは、音声又は他のデータ情報を符号化するトランスコーダ（符号方式変換器）及び速度整合器ＴＲＡＵを含む。各移動局には、対応するＴＲＡＵが含まれる。負荷測定手段（ＬＥ）は、図１に示すネットワーク内に含まれる。ＬＥは、負荷やトラフィック状況に従って条件を変更するための信号を、システムの様々なノードへ送信する。
【００１３】
図２ａでは、従来のフルレートを示し、一例として、４．７５、５．９、７．４及び１２．２ｋｂｉｔ／ｓの４つのＡＭＲ＿ＦＲにおけるコーデックを示す。付加情報及び制御ビットに加えて、ここでは、１６ｋｂｉｔ／ｓまでのフルレートにおけるＡｂｉｓパスを示す。図２ｂは、８ｋｂｉｔ／ｓでのＡｂｉｓパスにおける４．７５、５．９、６．７及び７．４ｋｂｉｔ／ｓのＡＭＲ＿ＨＲのコーデックである従来のハーフレートを示す。
【００１４】
ＧＳＭシステムにおける音声トラフィックでは、ＢＳＣのＴＲＡＵに到着するまで、コアネットワークにおいてａ−Ｌａｗ形式又はμ−Ｌａｗ形式で符号化される。音声は、ＴＲＡＵにおいて、ＴＲＡＵと移動局ＭＳとの間で使用されるいくつかの符号フォーマットの１つに符号変換される。Ａｂｉｓインタフェース上で、音声は、８又は１６ｋｂｉｔ／ｓのＡｂｉｓパスのための遠隔符号変換プロトコルを使用して変換される。８又は１６ｋｂｉｔ／ｓのＡｂｉｓパスは、Ｅ１又はＴ１インタフェース上の６４ｋｂｉｔ／ｓチャネルの一部となる。また、無線インタフェース上では、２つの基本的なフォーマットがフルレートＦＲ及びハーフレートＨＲとして定義される。従来、無線インタフェースでのＦＲの使用と、Ａｂｉｓインタフェースでの１６ｋｂｉｔ／ｓの使用とは、１対１でマッピングされている。また、無線インタフェースでのＨＲの使用と、Ａｂｉｓインタフェースでの８ｋｉｂｔ／ｓの使用とは、１対１でマッピングされている。無線インタフェースのＦＲチャネルでＡＭＲを使用する場合、遠隔符号変換プロトコル（ＲＴＰ）は、図２ａに示すＡｂｉｓインタフェースにおいて１６ｋｂｉｔ／ｓのサブチャネルを使用する。一方、ＨＲチャネルでのＡＭＲを使用する場合、遠隔符号変換プロトコル（ＲＴＰ）は、図２ｂに定義されているように、８ｋｂｉｔ／ｓのサブチャネルを使用する。
【００１５】
上述したように、ＡＭＲは、４．７５ｋｂｉｔ／ｓから１１．４ｋｂｉｔ／ｓまでの間の符号レートを使用する８種類の異なる音声コーデックから成る。これにより、無線インタフェース上で異なる量の誤り制御や訂正符号の使用することが許容されるのである。この無線インタフェースは、全体として、フルレート通信で２２．８ｋｂｉｔ／ｓの伝送が可能であり、ハーフレート通信で１１．４ｋｂｉｔ／ｓの伝送が可能である。したがって、ＡＭＲ＿ＦＲにおける全ての符号レートが使用可能である。非常に干渉を受けた無線環境では、非常に高精度な誤り訂正を行うために音声の符号レートは低い符号レート、例えば、４．７５ｋｂｉｔ／ｓが使用される。一方、あまり干渉のない無線環境では、高い符号レート、例えば、１２．２ｋｂｉｔ／ｓや１０．２ｋｂｉｔ／ｓが使用される。これにより、高い品質と高い伝送容量が得られる。
【００１６】
ＡＭＲ＿ＦＲでは、６種類のＡＭＲコーデックのみが使用され、誤り制御と訂正符号の量が大幅に削減される。そのため、無線インタフェースでのハーフレートは、１１．４ｋｂｉｔ／ｓのみとなる。これにより、干渉を受けた無線環境では、ＡＭＲ＿ＦＲと比較して、より低い品質（及び、低い伝送容量）となる。接続中の呼において、最大４種類までのＡＭＲコーデックが選択される。無線環境の品質における変化に応じて、接続中の呼において使用される符号レートを変更する。
【００１７】
図２ｃは、本発明の最良の実施形態に係るＡｂｉｓインタフェース上でハーフレートを使用し、無線インタフェース上でフルレートを使用していることを示す図である。ここでは、ＡＭＲ＿ＦＲ用の１６ｋｂｉｔ／ｓの遠隔符号変換プロトコル（ＲＴＰ）を使用する代わりに、８ｋｂｉｔ／ｓのＲＴＰが使用される。１６ｋｂｉｔ／ｓと８ｋｂｉｔ／ｓとのＴＲＡＵプロトコルを切り替えるための解決方法に合わせて、８ｋｂｉｔ／ｓのＴＲＡＵプロトコルは、既存のＡＭＲ＿ＨＲプロトコルと同一であってもよい。結果として、ＡＭＲ＿ＦＲは、８ｋｂｉｔ／ｓのプロトコルを使用する呼であるため、７．４ｋｂｉｔ／ｓか、それ以下の符号レートであるコーデックに限定される（７．９５ｋｂｉｔ／ｓの符号レートは、ハーフレートの無線インタフェース上で伝送可能であるが、通常は使用されない。）。
【００１８】
上りリンクに本発明を適用する場合、本発明によるＦＲの上りリンクであっても、８ｋｂｉｔ／ｓのＡｂｉｓパスに割り当てられるように、対応するコーデックが移動局のＴＲＡＵに使用される。
【００１９】
１０．２ｋｂｉｔ／ｓのＡＭＲと７．４ｋｂｉｔ／ｓのＡＭＲとの間の通話品質の違いは、特に背景雑音の面で顕著ではあるが、それほど大きくはない。また、呼のかなりの部分は、既に、１０．２、１２．２ｋｂｉｔ／ｓから７．４ｋｂｉｔ／ｓ又はそれ以下のコーデックに落とされて適用されたリンクである。Ａｂｉｓの伝送資源が全て割り当てられ、かつ、新たな回線交換呼、又は、追加若しくは変更されたＧＰＲＳ／ＥＧＰＲＳパケットデータチャネルが受信された場合にも要求に応じた資源を確保するために、十分な数のＡＭＲ＿ＦＲの呼が８ｋｂｉｔ／ｓのＡｂｉｓインタフェースの使用に変更される。８ｋｂｉｔ／ｓでのＡＭＲ＿ＦＲを使用する呼には、１６ｋｂｉｔ／ｓと同一のＡｂｉｓ伝送がペアで割り当てられる。１６ｋｂｉｔ／ｓから８ｋｂｉｔ／ｓへのＡｂｉｓインタフェースの変更は、同一のエアタイムスロット（ハンドオーバ無し）を使用するか、セル内でハンドオーバを行うことによって、「モード変更」が行われてもよい。
【００２０】
アクティブコーデックセット（ＡＣＳ）は、８又は１６ｋｂｉｔ／ｓのＡｂｉｓインタフェースが使用される場合に応じて、理想的に変更されるべきである。例えば、１６ｋｂｉｔ／ｓのＡｂｉｓインタフェースが使用される場合、ＡＣＳは、［４．７５：５．９：１０．２］であってもよい。また、８ｋｂｉｔ／ｓのＡｂｉｓインタフェースが使用される場合、ＡＣＳは、［４．７５：５．９：７．４］であってもよい。例えば、Ａｂｉｓインタフェースが１６ｋｂｉｔ／ｓから８ｋｂｉｔ／ｓに変更された場合に、ＡＣＳが変更されなければ、ＡＣＳは部分的にしか使用されない。即ち、［４．７５：５．９：１０．２］のＡＣＳは、Ａｂｉｓインタフェースが変更された後に、実質的に［４．７５：５．９］となる。８ｋｂｉｔ／ｓのＡｂｉｓインタフェース用に２つの別々のＡＣＳを導入する代替例としては、オペレータに８ｋｂｉｔ／ｓのＡｂｉｓインタフェースにとって最適なＡＣＳ、例えば、［４．７５：５．９：７．４：１０．２］のＡＣＳの使用を選択させるように指示することであろう。
【００２１】
最初に変更される呼の選択は、理想的には各呼に使用される実際のコーデックに基づかれるべきであろう。これは、実現可能な解決方法でない可能性もあるため、代替例として、ＲＸＱＵＡＬのような他の値が使用されてもよい。帯域幅は、ＡＭＲが使用可能な端末が普及すればするほど節約されることになる。
【００２２】
従来の解決方法は、過負荷の状況で、ＡＭＲ＿ＨＲが使用されることをトリガとしているが、現行の過負荷トリガは、無線インタフェースにあり、Ａｂｉｓインタフェースにはない。本発明において提案する解決方法の利点は、通話品質において非常に小さい犠牲を払うだけで、Ａｂｉｓインタフェースの伝送容量が節約されることである（また、例えば、ＥＤＧＥに使用されることである。）。一方で、従来のように、Ａｂｉｓインタフェースと無線インタフェースとの両方でＡＭＲ＿ＨＲへ引き下げることは、大幅に通話品質を低下させることを意味する。特に、無線インタフェースで強い干渉レベルにある非常に負荷の高いネットワークでは、大幅な通話品質の低下に繋がる。ＦＬＰネットワークが広く使用されているため、例えば、世界中の多くの都市センターでオペレータによって広く使用されるため、この状況（通話品質の低下）は、より一般的なものとなっている。
【００２３】
ＡＭＲ＿ＦＲ用のコーデックセットを低い符号レートから５種類に制限することで、本発明は、Ａｂｉｓインタフェースでの８ｋｂｉｔ／ｓのサブチャネルを使用する遠隔符号変換プロトコル（ＲＴＰ）とともに、ＡＭＲ＿ＦＲを使用することを提案している。これは、最大の誤り制御と誤り訂正を有するＦＲ無線チャネルの利益と、８ｋｂｉｔ／ｓのＡｂｉｓインタフェースでのより低い帯域幅となる利益とを足し合わせることを意味する。これにより、最大の伝送レートを有するＡＭＲコーデックが使用できない代わりに、５０％の伝送容量が節約される。結果的に、無線環境での干渉が無い状態又は干渉が低い状態で、通話品質がわずかに落ちるかもしれない。従来のＡＭＲ＿ＨＲ（８ｋｂｉｔ／ｓのＡｂｉｓインタフェースで）を使用する場合、結果的に、本発明を使用することと比較すると、干渉により制限された無線環境において、より低い通話品質及び伝送容量となる。
【００２４】
制御アルゴリズムは、ＡＭＲ＿ＦＲと８ｋｂｉｔ／ｓとの組み合わせを使用する時期を選択可能に実装される。このアルゴリズムは、Ａｂｉｓインタフェースの負荷と、個々の呼の品質面とを考慮している。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明を理解するためのＧＳＭシステムの本質的部分を示す概略図である。
【図２ａ】、
【図２ｂ】、
【図２ｃ】本発明に係るフルレート及びハーフレートの情報の変換を示す図である。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【国際調査報告】
2008503969.tif 000007
2008503969.tif 000008