(57)【要約】ＣＤＭＡ２０００やその他のパケット無線通信システム（１０）において、トラフィッククラスを利用する装置及び関連方法であって、通信設定手順に応じて、トラフィッククラス指定が識別され使用される。要求内において識別されたクラス信号に応じて、通信リソースの割り当てが実行される。トラフィッククラス信号生成器（５２）により、要求されたトラフィッククラスを識別する値を生成し、フォーマッタ（５４）により、通信リソースの割り当てに使用するＱｏＳ  ＢＬＯＢ（４２）などのメッセージに、トラフィッククラスをフォーマットする。
2006509445.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動局とネットワークエンティティ間においてデータを伝送するように動作可能な無線通信システムにおいて、複数のトラフィッククラスの中から選択されたトラフィッククラスによって部分的に規定される選択された品質レベルにおいて前記データを伝送するように要求する装置の改善であって、
前記移動局と前記ネットワークエンティティ間において伝送するデータのデータタイプの指示を受信するようになっているトラフィッククラス値の生成器であって、伝送する前記データのデータタイプに応じて選択されたトラフィッククラス値を生成するトラフィッククラス値生成器と、
前記トラフィッククラス値生成器によって生成された少なくとも前記選択されたトラフィッククラス値を受信するようになっている通信設定手順信号フォーマッタであって、前記トラフィッククラス値生成器によって生成された前記トラフィッククラス値で占められたトラフィッククラスフィールドを具備する通信設定手順信号をフォーマッティングし、前記通信設定手順信号を要求に応じて伝送し、前記選択された品質レベルにおいて通信システムリソースを割り当てる、通信設定手順信号フォーマッタと、
を具備する装置。
【請求項２】
移動局とネットワークエンティティ間においてデータを伝送するように動作可能な通信システムで通信する方法において、複数のトラフィッククラスの中から選択されたトラフィッククラスによって部分的に規定される選択された品質レベルで前記データを伝送するように要求する方法の改善であって、
前記移動局と前記ネットワークエンティティ間において伝送する前記データのデータタイプの指示の検出に応答して、選択されたトラフィッククラス値を生成する段階と、
前記生成段階の動作期間中に生成された前記トラフィッククラス値で占められたトラフィッククラスフィールドを具備する通信設定手順信号をフォーマットする段階であって、該通信設定手順信号が、前記選択された品質レベルで通信システムリソースを割り当てるために、要求に応じて伝送される、フォーマットする段階と、
を有する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（仮特許出願の利益の主張）
本出願は、２００２年１２月１０日付けで出願された米国仮特許出願第６０／４３２，１９９号の利益を主張するものである。
本発明は、一般に、無線通信システム、例えば、高速データ通信サービスを提供する通信システムにおいて、所望のＱｏＳ（サービス品質）レベルにおける通信を円滑に実行する方式に関するものである。更に詳しくは、本発明は、許容可能な通信遅延を識別するトラフィッククラスパラメータを提供する装置及び関連方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通信システムは、現代社会に特有の存在である。通常、多数の様々なタイプの通信サービスに応じたデータ通信が必要とされており、このようなデータ通信を実現するべく、通信システムが使用されている。通信技術の進展により、新しいタイプの通信システムが、継続的に開発されている。
【０００３】
１つの通信システムには、通信チャネルによって相互接続された少なくとも１つの第１通信局と１つの第２通信局が含まれている。データは、通信チャネルを介して、送信局と呼ばれる第１通信局から、受信局と呼ばれる第２通信局に伝送される。送信局から伝送されるデータは、必要に応じて、通信チャネル上でのデータ伝送を可能にする形式に送信局によって変換される。そして、通信チャネル上で伝送されたこのデータを受信局が検出し、その情報の内容を回復することになる。
【０００４】
無線通信システムは、通信システムの１つのタイプである。無線通信システムの場合には、無線インターフェイス上に規定された無線チャネルにより、送信及び受信局を相互接続する通信チャネルが形成される。一方、これとは対照的に、従来の有線通信システムの場合には、通信チャネルを規定する通信局間に延びる固定有線接続の使用が必要となる。
【０００５】
有線通信システムと比べ、無線通信システムの場合には、様々な利点が提供される。即ち、一般に、無線通信システムに関連する初期の据え付け及び設置費用は、対応する有線通信システムの据え付け及び設置に要する費用よりも小さい。そして、無線通信システムの場合には、内部で動作可能な１つ又は複数の通信局に対してモビリティを付与する移動通信システムとして実現することが可能である。
【０００６】
セルラ通信システムは、モバイル無線通信システムの典型的なタイプの１つである。セルラ通信システムは、世界の居住地域の主要な部分に既に設置が完了しており、広範なレベルの使用法が既に実現している。セルラ通信システムは、複数の移動局によって無線通信が提供されるマルチユーザ通信システムである。移動局によって音声及びデータの電話通信を実現することができる。そして、多くの場合に、移動局は、その移動局のユーザが簡便に携帯可能なサイズになっている。
【０００７】
セルラ無線通信システムには、その通信システムがカバーしている地域内に設置されたネットワークインフラストラクチャが含まれている。セルラ通信システム内で動作可能な移動局は、この通信システムのネットワークインフラストラクチャの一部を形成する基地局と無線チャネルを介して通信する。
【０００８】
基地局とは、移動局とデータを通信するべく動作可能な固定局の無線送受信機である。基地局は、その通信システムがカバーしている地域内の空間的に離隔した場所に設置される。そして、それぞれの基地局は、その地域の一部分から形成されるセルを規定している。セルラ通信システムという名称は、全体として通信システムのサービスエリアを規定しているこれらのセルに由来するものである。
【０００９】
基地局によって規定されているセル内に移動局が位置している場合には、通常、そのセルを規定している基地局と通信を実現することができる。移動局に固有の移動性により、移動局は、個々の基地局によって規定されるセル間を移動する能力を有している。そして、移動局との継続的な通信は、移動局が通過するセルを規定している一連の基地局間における通信ハンドオフ手順によって提供される。基地局を適切に配置すれば、その通信システムがカバーしている領域内に位置している際に、移動局は、常に少なくとも１つの基地局に通信する上で近接して位置することになる。
【００１０】
選択された空間的に離隔した場所に基地局が適切に配置されておれば、相対的に小さな出力の信号を生成することによって、移動局と基地局間の通信を実現することができる。連続した基地局間における通信のハンドオフにより、通信信号を伝送する出力レベルを増大させることなく、継続的な通信を実現することができる。そして、これらの生成信号が、通常、すべて低出力レベルのものであることから、そのセルラ通信システムの様々な場所において、同一の無線チャネルを再使用可能である。この結果、セルラ通信システムに割り当てられた周波数スペクトルが効率的に利用されることになる。
【００１１】
一般に、セルラ通信システムは、特定の通信規格の動作仕様に応じて動作できるように構築される。通信規格の一連の世代が既に開発済みであり、それらの動作パラメータを規定する動作仕様も既に公表されている。第１世代及び第２世代のセルラ通信システムが、既に配備を完了しており、ハイレベルな使用法が既に実現している。現在、第３世代及び後継世代システムの開発並びに標準化作業が進行中であり、少なくとも第３世代システムについては、部分的に設置されている状況にある。
【００１２】
典型的な第３世代セルラ通信システムの１つが、ＣＤＭＡ２０００動作仕様に規定されている動作プロトコルに応じて動作するシステムである。このＣＤＭＡ２０００動作仕様に準拠して構築されたＣＤＭＡ２０００セルラ通信システムによれば、パケットに基づいたデータ通信サービスが提供される。
【００１３】
通信設定手順においては、様々なパラメータを識別している。ＣＤＭＡ２０００セルラ通信システムにおいては、例えば、データレート、データ消失率、及び遅延をそれぞれ識別している。そして、これらのパラメータが、通信を実現するためのＱｏＳ（サービス品質）レベルを部分的に規定している。
【００１４】
一般に、ＵＭＴＳ（ユニバーサル移動電話サービス）と呼ばれている別の新世代セルラ通信システムの場合にも、サービスのサービス品質レベルが規定されている。ＵＭＴＳシステムにおいては、ＱｏＳクラスをトラフィッククラスとして規定している。現在、会話クラス、ストリーミングクラス、双方向クラス、及び背景クラスという４つの異なるトラフィッククラスが規定されている。そして、異なるクラスのそれぞれに異なる遅延感度が関連付けられている。会話クラスのサービスは、最も遅延の影響を受けやすいクラスのサービスであり、背景クラスは、最も遅延の影響を受けにくいクラスのサービスである。一般に、厳しい遅延要件を満足しなければならないデータ通信は、緩やかな遅延要件を許容可能な通信に比べて、相対的に高いスケジューリング優先権を具備している。
【００１５】
これまでのところ、ＣＤＭＡ２０００セルラ通信システムの動作パラメータにおいて、これに類似したトラフィッククラスは、まだ利用されていない。そして、これらの、又は、その他の類似のパラメータを利用していないことから、特に無線ネットワークリソース管理の観点で、ＣＤＭＡ２０００通信システムにおいて実現される通信は、品質低下の危険に晒されている。
【００１６】
しかしながら、ＵＭＴＳによって規定されているトラフィックパラメータをＣＤＭＡ２０００セルラ通信システムに単純に採用するだけでは、十分なものにならない。ＣＤＭＡ２０００通信システムにおいて動作可能な移動局のサービス品質手順は、アプリケーションレイヤ、例えば、ＳＩＰ／ＳＤＰ（セッション開始プロトコル／セッション記述プロトコル）サービス品質要件によって起動される。移動局は、シグナリングメッセージに含まれているサービス品質パラメータを利用して、データレート、データ消失率、及び遅延パラメータを要求する。そして、通信システムのネットワーク部分の観点からは、スケジューリングは、これらの３つのサービス品質パラメータと加入クラスに基づいて行われる。
【００１７】
ＣＤＭＡ２０００通信システムにおいて無線インターフェイス上でトラフィッククラス情報を利用しなければ、結果的に様々な問題が発生することになる。まず、第１に、基地局は、サービス品質設定手順を起動するアプリケーションの特性を知らない。この結果、サービス品質パラメータのいくつかが、あるトラフィッククラスに対して関係ないものになる可能性があろう。例えば、トラフィッククラスが背景クラスの場合には、遅延及び最小データレート要件は無視されることになる。従って、トラフィッククラスを導入しなければ、基地局は、このようなスケジューリングの柔軟性を利用することができない。さらに、例えば、移動局及び基地局無線ホップ間において、ietfdiffServなどのＱｏＳシグナリングメカニズムに基づいた所謂Pro-Hop-Behavior（ＰＨＢ）を使用する場合に、サービス品質パラメータとしてトラフィッククラスが欠如しておれば、移動局上のＩＰレイヤにおけるサービス品質のマッピング及びシグナリングに問題が発生することになろう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
従って、ＣＤＭＡ２０００セルラ通信システムにおいて、トラフィッククラスパラメータを利用する方式が必要である。
【００１９】
本発明の重要な改善が考案されたのは、セルラ通信システムにおいて実現する通信のサービス品質レベルを規定するのに使用されるサービス品質パラメータに関連したこのような背景情報を考慮に入れてのことである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
従って、本発明によれば、有益なことに、トラフィッククラスパラメータを利用して、ＣＤＭＡ２０００又はその他の無線通信システムにおいて通信サービスを実現するサービス品質（ＱｏＳ）レベルを規定する装置及び関連方法が提供される。
【００２１】
本発明の実施例の動作を通じて、通信セッションにおいて通信を実現するサービス品質レベルを規定するべく、データレート、データ消失率、及び遅延パラメータに加え、トラフィッククラスを追加サービス品質パラメータとして識別する方式が提供される。この結果、ＣＤＭＡ２０００の通信局、即ち、移動局又は基地局におけるサービス品質管理が規定される。
【００２２】
移動局と基地局／無線アクセスネットワーク（ＢＳ／ＲＡＮ）間において直接交換されるサービス品質パラメータとして、トラフィッククラスを識別し、使用する。例えば、トラフィッククラスパラメータを移動局に提供すれば、基地局におけるリソース管理エンティティは、そのトラフィックソースについて推定すると共に、そのトラフィッククラスのデータ伝達を最適化することができる。
【００２３】
このトラフィッククラスのサービス品質パラメータは、様々な用途に使用される。例えば、アプリケーションの特性、即ち、実現するデータ通信に応じたアプリケーションに対応するトラフィッククラスに基づいて、スケジューリング及び承認制御を行う。スケジューリングをトラフィッククラスに基づいて実行し、複数の同時実行アプリケーション又は単一のユーザ又は複数のユーザに対して適用することができる。さらに、トラフィッククラスのサービス品質属性の組、即ち、データ消失、データ消失率、及び遅延などのパラメータに対するマッピングも行われる。例えば、状況により、必要に応じて、特定のトラフィッククラスの要求サービス品質パラメータのいくつかを無視又は無効にするのである。更には、トラフィッククラスパラメータを使用することにより、データ通信を実現する際に、指示されたサービス品質を実現するべく使用する最適な伝達メカニズム又は伝達チャネルを選択する。さらに、ＤＩＦＦ  Ｓｅｒｖクラスマッピング及びマーキングの目的にも、トラフィッククラスパラメータは使用される。
【００２４】
これら及びその他の態様においては、実現する通信に応じたサービス品質レベルを部分的に規定するトラフィッククラスを識別する装置及び関連方法が提供される。トラフィッククラス値生成器は、データを伝送するための複数のトラフィッククラスの中のいずれであるのかに関する指示を受信するようになっている。そして、トラフィッククラス値生成器は、通信設定手順信号フォーマッタに適用されるトラフィッククラス値を生成する。信号フォーマッタは、この受信したトラフィッククラス値をフォーマットされる信号内においてフォーマットする。そして、フォーマットが完了すると、この信号は、設定手順に応じて伝送され、これを使用することにより、そのトラフィッククラス値によって識別される指定のサービス品質レベルを実現するべく、リソースが割り当てられることになる。
【００２５】
本発明及びその範囲については、以下に概説する添付の図面、本発明の現時点における好適な実施例に関する以下の詳細な説明、並びに、添付の請求項を参照することにより、更に十分に理解することができよう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
まず、図１を参照すれば、１０によって全体として示されている無線通信システムは、移動局１２とのデータ通信を提供する。典型的な実施においては、この無線通信システムは、ＣＤＭＡ２０００システムの動作プロトコルに応じて動作可能なセルラ通信システムを形成している。この通信システムの典型的な動作に関する以下の説明においては、ＣＤＭＡ２０００通信システムとしての実施に関連して説明するが、本発明の開示内容は、その他の通信システムにも同様に適宜に適用可能である。
【００２７】
動作期間中、通信は、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）１６、パケットデータサービスノード（ＰＤＳＮ）１８、及びホームエージェント（ＨＡ）２２を含むベく示されているネットワークエンティティを介して、移動局と対応するノード（ＣＮ）１４間において実施される。
【００２８】
この対応するノードと移動局間におけるデータ通信が、エンドツーエンドサービスブロック２４によって表される。このエンドツーエンドサービスブロック２４の下に形成されているのは、移動局１２とＰＤＳＮ１８間に延びるポイントツーポイント（ＰＴＰ）リンクベアラサービスと、パケットデータサービスノードと対応するノード１４間に延びる外部ベアラサービス２８である。これらのベアラサービス２６及び２８の下には、ＩＳ−２０００無線ベアラサービス３２が形成される。また、これらのベアラサービス２６及び２８の下には、無線リンクプロトコル（ＲＬＰ）ベアラサービス３４も形成されており、これは、無線アクセスネットワークとパケットデータサービスノード間に形成される。
【００２９】
それぞれのベアラサービス、即ち、サービス２４、２６、２８、３２、及び３４は、特定の論理レイヤで形成されている。そして、これらの示されたサービスは、下位に形成されているサービスを利用するサービスを使用して提供される。図示のごとくに、移動局１２と無線アクセスネットワーク１６の間に位置しているＩＳ−２０００無線ベアラサービス３２は、最下位レイヤに位置しており、上位に形成されているレイヤにサービスを提供している。そして、通信サービスを実現する際に、無線リソースを利用することができない場合には、パケットデータサービングノード１８は、移動局１２と対応するノード１４間におけるＱｏＳ（サービス品質）設定手順を起動しない。
【００３０】
本発明の実施例の動作を通じて、実現する通信サービスに応じたサービス品質パラメータの一部を形成するトラフィッククラスが規定される。典型的な実施においては、その他のパラメータ、即ち、既存のデータレート、データ消失率、及び遅延パラメータと共に、このトラフィッククラスパラメータを使用して、実施する通信サービスのサービス品質を全体として規定している。
【００３１】
図１に示されているように、エンドツーエンドサービス品質サポートは、いくつかの提供部分から構成されている。そして、まず、第１の部分は、移動局とＰＤＳＮ１８との間におけるＩＳ−２０００無線ベアラサービス３２及びＲ−Ｐベアラシグナリングによって提供されている。
【００３２】
図２には、図１に示されている通信システム１０の一部を形成する移動局１２と無線アクセスネットワーク１６が再び示されている。ここでは、線分４２によって示されているように、無線ベアラＱｏＳ要求である、ＱｏＳ  ＢＬＯＢ（ビットのブロック）が、移動局から無線アクセスネットワークに送信される。そして、これに応答し、ＲＡＮ１６が、移動局１２との通信セッション用に無線リソースを割り当て、線分４４によって示されているように、この無線リソースの割り当てについて移動局に対して通知する。この無線アクセスネットワーク又は、その一部を形成する基地局は、移動局のサービス品質パラメータを無線リソースのサービス品質パラメータに変換するエンティティである。しかしながら、この典型的な手順においては、基地局が、通信のエンドポイントではなく、エンドツーエンド通信の中間エンティティであることから、基地局は、そのアプリケーション要件又はそのアプリケーション、即ち、対象の通信セッションに必要なトラフィッククラスを知ることはできない。
【００３３】
この移動局には、本発明の実施例の装置４８が含まれている。この装置は、所望の方式、例えば処理回路によって実行可能なアルゴリズムによるもので実現可能な機能エンティティから形成されている。この図２の実施例の場合には、この装置４８には、トラフィッククラス値生成器５２と通信設定手順信号フォーマッタ５４が含まれている。線分５６によって、所望のトラフィッククラスの指示が、生成器５２に提供される。線分５８によって、遅延、データレート、及びデータ消失パラメータなどのその他のパラメータが、フォーマッタ５４に供給される。このフォーマッタ５４によって形成されたフォーマットされた信号が、移動局の送信部（別個に図示されてはいない）に供給され、これを利用して、線分４２によって示される伝送されるＱｏＳ  ＢＬＯＢが形成されることになる。
【００３４】
移動局１２と無線アクセスネットワーク１６（具体的には、例えば、その一部を形成している基地局）間において直接交換されるサービス品質パラメータとしてトラフィッククラスを含むことにより、ネットワークにおけるリソース管理、例えば基地局に位置しているものは、トラフィックソースについて推定し、そのトラフィッククラスの伝達を最適化することができる。この結果、基地局は、このサービス品質パラメータを様々な目的に使用することができる。このトラフィッククラスパラメータの使用目的の中には、アプリケーションの特性、即ち、そのアプリケーションに対応するトラフィッククラスに基づいたスケジューリング及び承認制御が含まれる。このトラフィッククラスに基づいたスケジューリングは、例えば、単一のユーザ又は複数のユーザの複数の同時実行アプリケーションに対して適用される。さらに、このトラフィッククラスパラメータを使用することにより、トラフィッククラスのサービス品質属性の組、例えば、データレート、データ消失率、及び遅延に対するマッピングも行われる。例えば、状況により、特定のトラフィッククラスの要求サービス品質パラメータが無視又は無効にされる。更には、そのサービス品質要件を満足するべく、最適な伝達メカニズム及び／又は伝達チャネルを選択する。また、このトラフィッククラスパラメータを使用することにより、ＤＩＦＦ  ＳＥＲＶクラスマッピング及びマーキングも実行される。
【００３５】
前述のように、トラフィッククラスパラメータを使用することにより、スケジューリング及び承認制御を実行する。無線アクセスネットワーク１６の基地局は、その他のサービス品質パラメータを含む加入者サービス品質プロファイルと共に、このトラフィッククラスパラメータを使用し、スケジューリングにおいて、そのモバイルアプリケーションに優先順位を付加する。また、基地局は、トラフィッククラスパラメータを承認制御基準としても使用する。例えば、基地局は、そのリソースの２５％を会話トラフィックのサポートに割り当てることができる。この場合には、会話トラフィックが２５％に到達すると、基地局は、これと同一のクラスの後続のサービス起動を拒否することにより、システムの品質低下を回避する。しかし、この場合にも、同時に、基地局は、その他のクラスの通信データを受け付ける能力を保持している。
【００３６】
また、前述のように、トラフィッククラスパラメータを使用することにより、サービス品質パラメータのマッピングを実行する。移動局が、アプリケーション要件をサービス品質属性及びパラメータの組に変換するのである。この属性及びパラメータの組は、例えば、現在のネットワークトラフィックに関する知識なしに得られたその移動局の好ましい要件である。また、基地局は、パラメータ間における相対的な重要度について述べる方法を具備していない。例えば、会話、ストリーミング、双方向、及び背景クラスという４つのトラフィッククラスの中で、背景クラスの場合には、データ消失率が遅延量よりも重要である。しかしながら、基地局は、トラフィッククラスが提供されない限り、これを知ることができない。
【００３７】
典型的なシナリオにおいては、同一の遅延、データレート、及び消失率を有しているが、異なるトラフィッククラスに関連付けられているサービス品質要求を２つのユーザが実行する。無線リソース割り当ての後に、リソースの制約が存在する際には、無線アクセスネットワーク１６の基地局は、呼の放棄を引き起こすことなしに、そのＱｏＳ要求において、背景トラフィッククラスと識別されているユーザのデータレートを下げるか、又は遅延を増大させることができる。
【００３８】
図３には、本発明の実施例に応じて使用されるトラフィッククラスの中の２つを規定している双方向クラス及び背景クラスの典型的なベアラパラメータを示す表が、６２によって全体として示されている。双方向クラスのトラフィックのベアラパラメータは、列６４内に一覧表示されており、典型的な背景クラスのトラフィックのパラメータは、列６６内に一覧表示されている。ｋｂｐｓを単位とする最大ビットレート、供給順序、オクテットを単位とする最大ＳＴＵサイズ、ＳＴＵ情報、誤ったＳＴＵの供給、残留ＢＥＲ、ＳＴＵ誤り率、転送遅延、保証ビットレート、トラフィック処理優先順位、及び割り当て／保存優先順位という各パラメータが、２つのトラフィッククラスのそれぞれごとに、一覧表示されている。
【００３９】
さらに、基地局又は、その他の無線アクセスネットワークエンティティは、トラフィッククラスの値を使用することより、伝達チャネルの選択を円滑に実行する。基地局は、共有パケットデータチャネルと専用パケットデータチャネルというリソースを具備している。通信されるデータに応じた通信サービスが、１ｘＥＶ−ＤＶ通信サービスを形成する場合には、順方向パケットデータチャネル（Ｆ−ＰＤＣＨ）は、共有リソースであり、順方向予備チャネル（Ｆ−ＳＣＨ）は、専用リソースである。会話トラフィッククラスなどの遅延の影響を受けやすいアプリケーションの場合には、一般に、基地局は、好ましくは、専用チャネルの使用を選択することにより、会話トラフィッククラスに要求されるサービス品質要件の実現を保証する。一方、遅延の影響を受けにくいアプリケーションの場合には、基地局は、共有チャネルを割り当てることにより、リソース効率を向上させる。このリソースの選択に関する判定は、必要に応じて、静的又は動的であってよい。動的な選択基準には、例えば、トラフィック負荷や動作中の移動局の数などが含まれる。
【００４０】
図４は、典型的な表７２を示しており、これは、無線アクセスネットワークの基地局において具体化される基地局スケジューラのトラフィック負荷に基づいた動的判定マトリックス選択の例を一覧表示している。会話クラス７４、ストリーミングクラス７６、双方向クラス７８、及び背景クラス８０という４つのトラフィッククラスが、別個の列に一覧表示されており、行８２、８４、及び８６は、それぞれ、軽度、中程度、重度の負荷条件を規定している。そして、トラフィッククラス及び負荷条件に応じて、共有又は専用チャネルが割り当てられている。
【００４１】
また、トラフィッククラスは、トラフィッククラスに基づいてクラス別サービスモデル（Diff Serv）クラスをマーキングするためにも使用される。Diff Servコードポイント（ＤＳＣＰ）情報は、ＩＰパケットヘッダ内に含まれており、Diff Serv対応ルータは、これを使用することにより、ＩＰパケットを処理及びルーティングする。トラフィッククラスをDiff Serveコードポイントにマッピングすることにより、エンドツーエンドのトラフィックポリシングとそれぞれのデータパケットに適用されるＱｏＳ制御の整合性が促進されると共に、無線伝達リソースの効率的な利用が促進される。
【００４２】
図５には、図１に示されている通信システムの動作期間中に生成されるシグナリングのメッセージシーケンス図が、９２によって全体として示されている。この場合には、シグナリングは、移動局１２、この場合には、無線基地局１６−１と基地局制御局／ポイント制御機能（ＢＳＣ／ＰＣＦ）１６−２を含むものとして示されている無線アクセスネットワーク、パケットデータサービスノード１８、並びに、外部ネットワーク９４間において生成される。このシグナリングは、ベアラ確立のためのＱｏＳシグナリングフローを表している。ＣＤＭＡ２０００リンクレイヤシグナリングを使用することにより、二次サービスインスタンスを確立する。
【００４３】
線分９６によって示されているように、まず、トラフィッククラスを有する二次サービスインスタンス起動（保証モードのＱｏＳ  ＢＬＯＢ）を移動局から無線アクセスネットワークエンティティ１６−２に対して送信する。このメッセージは、移動局に存在しているアプリケーションの要求に基づいたものであり、移動局は、そのサービス品質ニーズを保証モードパラメータに対してマッピングし、無線アクセスネットワークエンティティ１６−２に対して二次サービスインスタンスの起動を要求する。モバイルアプリケーションは、このＱｏＳ  ＢＬＯＢで、そのトラフィッククラスと、要求するサービス品質パラメータを指示する。
【００４４】
次いで、線分９８によって示されているように、ＢＳＣ／ＰＣＦ１６−２は、この要求されたサービス品質レベルをその移動局が使用する権利を有しているかどうか、並びに、利用可能な十分なレベルのリソースをＢＳＣ／ＰＣＦが具備しているかどうかをチェックする。そして、ＢＳＣ／ＰＣＦは、ＱｏＳ属性及びトラフィッククラスに基づいて、内部承認制御及びリソース予約を実行する。図４に示されているような伝達モード選択マトリックスは、この指示されたトラフィッククラスと、トラフィッククラスからサービス品質属性へのマッピングに基づいたものであり、スケジューリング基準とも呼ばれている。
【００４５】
パケットデータサービスノードが認可情報を要求した場合には、それらの情報は、例えば、ブロック１０２に示されているＡＡＡから提供され、その要求された情報は、線分１０４によって示されているように、パケットデータサービスノード１８に返される。線分１０６によって示されているように、サービスインスタンス起動応答が、無線アクセスネットワークエンティティ１６−２に返される。前述のように、このサービスインスタンス応答は、ＱｏＳプロファイルとマッピング機能及び通信サービスのＢＳＣ／ＰＣＦの認可に基づいたものである。次いで、線分１０８によって指示されるように、エンティティ１６−２は、二次サービスインスタンス起動応答を移動局に対して送信する。その後、ＣＤＭＡ２０００無線アクセスベアラサービスが設定される。次いで、基地局は、そのトラフィッククラス情報により、パケットデータサービスノードに対してＲ−Ｐ接続登録要求を行い、移動局とパケットデータサービスノード間にサービスインスタンスを確立する。パケットデータサービスノードは、例えば、トラフィッククラスに基づいた類似した承認制御メカニズムを具備している。Ｒ−Ｐ接続は、例えば、あるトラフィッククラス用のリソース不足などのために拒否される。そして、サービスインスタンスの確立に続いて、移動局又はパケットデータサービングノードは、線分１１２によって示されているように、そのトラフィッククラスに基づいて、ＩＰレイヤのＤＩＦＦ  ＳＥＲＶマーキングを開始する。
【００４６】
図６は、１２２によって全体として示された表を示しており、これは、複数のフィールド１２４−１〜１２４−２８を含む典型的な移動局によって生成されたＱｏＳ  ＢＬＯＢのフィールドを表わしている。フィールド１２４−２７及び１２４−２８は、それぞれ、traffic_class_INCL及びtraffic_classパラメータを規定している。フィールド１２４−２７が論理１の値から構成されている場合には、フィールド１２４−２８内にトラフィッククラス情報が含まれる。そして、フィールド１２４−２７が論理値１に設定されている場合には、トラフィッククラスフィールド１２４−２８が含まれており、選択された値に設定されて、そのトラフィッククラスタイプを示している。
【００４７】
図７には、図６に示されているフィールド１２４−２８を占める典型的な値の表が、１３２によって全体として示されている。列１４４内に、会話、ストリーミング、双方向、及び背景クラスという４つのトラフィッククラス１３４、１３６、１３８、及び１４２が、それぞれ４ビット値によって識別される。そして、列１４６内には、トラフィッククラスタイプと関連付けられた代表的なトラフィックの説明が一覧表示されている。
【００４８】
トラフィッククラスを使用することにより、ＣＤＭＡ２０００通信システムなどのパケット無線通信システム内における無線リソースの割り当てを改善することができる。
【００４９】
以上の説明は、本発明を実施する好適な例に関するものであり、本発明の範囲は、この説明に必ずしも限定されるものではない。本発明の範囲は、添付の請求項に規定されているとおりである。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施例が動作可能なＣＤＭＡ２０００セルラ通信システムのアーキテクチャ図を示す図である。
【図２】本発明の実施例に応じて動作可能な図１に示されているＣＤＭＡ２０００通信システムの一部の機能ブロック図を示す図である。
【図３】本発明の実施例に応じて使用される異なるサービスクラスと関連付けられた想定ベアラパラメータを一覧表示する表を示す図である。
【図４】図１に示されている通信システムの動作に応じて規定された典型的なパケットデータサービス伝達モードを規定する表を示す図である。
【図５】本発明の実施例の動作期間中に生成される典型的なシグナリングを示すメッセージシーケンス図を示す図である。
【図６】図１に示されている通信システムの動作期間中に生成される典型的なメッセージの典型的なフィールドと、対応するフィールド長を一覧表示する表を示す図である。
【図７】本発明の実施例に応じて規定されたトラフィッククラスを一覧表示する表を示す図である。
【図１】
2006509445.tif 000003
【図２】
2006509445.tif 000004
【図３】
2006509445.tif 000005
【図４】
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【図５】
2006509445.tif 000007
【図６】
2006509445.tif 000008
【図７】
2006509445.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成17年9月15日(2005.9.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信システム用のトラフィッククラス値を生成するプロセッサであって、該トラフィッククラス値はアプリケーション用であり、且つ該アプリケーションの特性によって決まるようにする、プロセッサと、
前記トラフィッククラス値をパラメータとしてＱｏＳビットブロックの中に含めるフォーマッタと、
前記ＱｏＳビットブロックをネットワークエンティティに送信する送信機であって、該ＱｏＳビットブロックは前記アプリケーションのＱｏＳ要件をリソース割り当てのために該ネットワークエンティティに指示するようにする、送信機と、
を備える装置。
【請求項２】
無線通信システム用のトラフィッククラス値を生成する段階であって、該トラフィッククラス値は、アプリケーション用であり且つ該アプリケーションの特性によって決まるようにする、段階と、
前記トラフィッククラス値をパラメータとしてＱｏＳビットブロックの中に含めるために、該ＱｏＳビットブロックをフォーマットする段階と、
前記ＱｏＳビットブロックをネットワークエンティティに送信する段階であって、該ＱｏＳビットブロックは前記アプリケーションのＱｏＳ要件をリソース割り当てのために該ネットワークエンティティに指示するようにする、段階と、
を有する方法。
【請求項３】
前記無線通信システムが、音声及びデータサービスを選択可能に提供するように動作可能なＣＤＭＡ（符号分割多元接続）セルラ通信システムを含み、前記トラフィッククラス値の選択は、伝送される前記の音声及びデータサービスのうちのいずれかによって決まる請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記トラフィッククラス値が、会話クラスを含み且つデータが会話クラスレベルで伝送される場合には該会話クラスに一致する請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記トラフィッククラス値が、ストリーミングクラスをさらに含み且つデータがストリ−ミングクラスレベルで伝送される場合には該ストリーミングクラスに一致し、該ストリ−ミングクラスレベルは前記会話クラスレベルで伝送される場合よりも大きな、データ伝送の伝送遅延を許容する請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記トラフィッククラス値が、双方向クラスをさらに含み且つデータが双方向クラスレベルで伝送される場合には該双方向クラスに一致し、該双方向クラスレベルは前記会話クラスレベルで伝送される場合よりも大きな、データのデータ消失率を許容する請求項４に記載の装置。
【請求項７】
前記トラフィッククラス値が、背景クラスをさらに含み且つデータが背景クラスレベルで伝送される場合には該背景クラスに一致し、該背景クラスレベルは前記会話クラスレベルで伝送される場合よりも大きな、データ消失率と伝送遅延を許容する請求項４に記載の装置。
【請求項８】
前記ＱｏＳビットブロックが、複数のフィールドを含み、前記トラフィッククラス値は該ＱｏＳビットブロックの１つのフィールドを占める請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記ＱｏＳビットブロックの一部を形成する前記トラフィッククラス値が、該ＱｏＳビットブロックの選択された複数ビットのフィールドを含む請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記無線通信システムが、論理レイヤを規定し、また前記ＱｏＳビットブロックが、該論理レイヤで送信される請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記無線通信システムが、移動局と前記ネットワークエンティティをさらに備え、また該ネットワークエンティティは無線アクセスネットワークを備える請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記無線アクセスネットワークが、選択された品質レベルでデータ伝送に無線リソースを選択可能に割り当て、ある量の該無線リソースは、少なくとも部分的に前記ＱｏＳブロックに含まれた前記トラフィッククラス値によって決まる請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記無線アクセスネットワークが、前記ＱｏＳブロックに含まれた前記トラフィッククラス値をさらに利用して、少なくとも一つの追加のサービス品質属性を識別する請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記プロセッサと前記フォーマッタが移動局に備えられる請求項１に記載の装置。
【請求項１５】
前記無線通信システムが、移動局と前記ネットワークエンティティをさらに備え、また該ネットワークエンティティは無線アクセスネットワークを備える請求項２に記載の方法。
【請求項１６】
前記無線アクセスネットワークによって、前記アプリケーションに無線リソースを選択可能に割り当てる動作をさらに有する請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記無線通信システムが、音声及びデータサービスを選択可能に提供するように動作可能なＣＤＭＡ（符号分割多元接続）セルラ通信システムを含み、前記トラフィッククラス値の選択は、伝送される前記の音声及びデータサービスのうちのいずれかによって決まる請求項２に記載の方法。
【請求項１８】
前記トラフィッククラス値が、会話クラスを含み且つデータが会話クラスレベルで伝送される場合には該会話クラスに一致する請求項２に記載の方法。
【請求項１９】
前記トラフィッククラス値がストリーミングクラスをさらに含み、またデータがストリ−ミングクラスレベルで伝送される場合にはクラス値の選択が該ストリーミングクラスに一致し、該ストリ−ミングクラスレベルは前記会話クラスレベルで伝送される場合よりも大きな、データ伝送の伝送遅延を許容する請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記トラフィッククラス値が双方向クラスをさらに含み、またデータが双方向クラスレベルで伝送される場合にはトラフィッククラスの選択が該双方向クラスに一致し、該双方向クラスレベルは前記会話クラスレベルで伝送される場合よりも大きな、データのデータ消失率を許容する請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
無線通信システム用のトラフィッククラス値を生成する手段であって、該トラフィッククラス値はアプリケーション用であり、且つ該アプリケーションの特性によって決まるようにする、手段と、
前記トラフィッククラス値をパラメータとしてＱｏＳビットブロックの中に含めるために該ＱｏＳビットブロックをフォーマットする手段と、
前記ＱｏＳビットブロックをネットワークエンティティに送信する手段であって、該ＱｏＳブロックは前記アプリケーションのＱｏＳ要件をリソース割り当てのために該ネットワークエンティティに指示するようにする、手段と、
を備える装置。
【請求項２２】
前記無線通信システムが、音声及びデータサービスを選択可能に提供するように動作可能なＣＤＭＡ（符号分割多元接続）セルラ通信システムを含み、前記トラフィッククラス値の選択は、伝送される前記の音声及びデータサービスのうちのいずれかによって決まる請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
無線通信システム用のトラフィッククラス値を生成するプロセッサであって、該トラフィッククラス値はアプリケーション用であり、且つ該アプリケーションの特性によって決まるようにする、プロセッサと、
前記トラフィッククラス値をパラメータとしてＱｏＳビットブロックの中に含めるフォーマッタと、
前記ＱｏＳビットブロックをネットワークエンティティに送信する送信機であって、該ＱｏＳビットブロックは前記アプリケーションのＱｏＳ要件をリソース割り当てのために該ネットワークエンティティに指示するようにする、送信機と、
前記ネットワークエンティティから応答を受信する受信機であって、該応答は少なくとも一つのＱｏＳパラメータを含むようにする、受信機と、
を備える移動局。
【請求項２４】
前記無線通信システムが、音声及びデータサービスを選択可能に提供するように動作可能なＣＤＭＡ（符号分割多元接続）セルラ通信システムを含み、前記トラフィッククラス値の選択は、伝送される前記の音声及びデータサービスのうちのいずれかによって決まる請求項２３に記載の移動局。
【請求項２５】
無線通信システム用のトラフィッククラス値を生成する段階であって、該トラフィッククラス値は、アプリケーション用であり且つ該アプリケーションの特性によって決まるようにする、段階と、
前記トラフィッククラス値をパラメータとしてＱｏＳビットブロックの中に含めるために、該ＱｏＳビットブロックをフォーマットする段階と、
前記ＱｏＳビットブロックをネットワークエンティティに送信する段階であって、該ＱｏＳビットブロックは前記アプリケーションのＱｏＳ要件をリソース割り当てのために該ネットワークエンティティに指示するようにする、段階と、
前記ネットワークエンティティから応答を受け取る段階であって、該応答は少なくとも一つのＱｏＳパラメータを含むようにする、段階と、
を有する移動局を動作させる方法。
【請求項２６】
前記無線通信システムが、音声及びデータサービスを選択可能に提供するように動作可能なＣＤＭＡ（符号分割多元接続）セルラ通信システムを含み、前記トラフィッククラス値の選択は、伝送される前記の音声及びデータサービスのうちのいずれかによって決まる請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
無線通信システム用のＱｏＳビットブロックを受信するコントローラであって、該ＱｏＳビットブロックは移動局からのアプリケーションのＱｏＳ要件を指示し、該ＱｏＳ要件の一つがトラフィッククラス値であるようにする、コントローラと、
前記ＱｏＳ要件を評価し、また前記アプリケーションの少なくとも一つの該要件を満たすリソースを割り当てるプロセッサと、
少なくとも一つの割り当てられたＱｏＳパラメータを表す信号を前記移動局に送信する送信機と、
を備えるネットワーク装置。
【請求項２８】
前記無線通信システムが、音声及びデータサービスを選択可能に提供するように動作可能なＣＤＭＡ（符号分割多元接続）セルラ通信システムを含み、前記トラフィッククラス値の選択は、伝送される前記の音声及びデータサービスのうちのいずれかによって決まる請求項２７に記載のネットワーク装置。
【請求項２９】
無線通信システム用のＱｏＳビットブロックを受信する段階であって、該ＱｏＳビットブロックは移動局からのアプリケーションのＱｏＳ要件を指示し、該ＱｏＳ要件の一つがトラフィッククラス値であるようにする、段階と、
前記ＱｏＳ要件を評価する段階と、
前記アプリケーションの少なくとも一つの該要件を満たすリソースを割り当てる段階と、
少なくとも一つの割り当てられたＱｏＳパラメータを表す信号を前記移動局に送信する段階と、
を有するネットワーク方法。
【請求項３０】
前記無線通信システムが、音声及びデータサービスを選択可能に提供するように動作可能なＣＤＭＡ（符号分割多元接続）セルラ通信システムを含み、前記トラフィッククラス値の選択は、伝送される前記の音声及びデータサービスのうちのいずれかによって決まる請求項２９に記載のネットワーク方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（仮特許出願の利益の主張）
本出願は、２００２年１２月１０日付けで出願された米国仮特許出願第６０／４３２，１９９号の利益を主張するものである。
本発明は、一般に、無線通信システム、例えば、高速データ通信サービスを提供する通信システムにおいて、所望のＱｏＳ（サービス品質）レベルにおける通信を円滑に実行する方式に関するものである。更に詳しくは、本発明は、許容可能な通信遅延を識別するトラフィッククラスパラメータを提供する装置及び関連方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通信システムは、現代社会に特有の存在である。通常、多数の様々なタイプの通信サービスに応じたデータ通信が必要とされており、このようなデータ通信を実現するべく、通信システムが使用されている。通信技術の進展により、新しいタイプの通信システムが、継続的に開発されている。
【０００３】
１つの通信システムには、通信チャネルによって相互接続された少なくとも１つの第１通信局と１つの第２通信局が含まれている。データは、通信チャネルを介して、送信局と呼ばれる第１通信局から、受信局と呼ばれる第２通信局に伝送される。送信局から伝送されるデータは、必要に応じて、通信チャネル上でのデータ伝送を可能にする形式に送信局によって変換される。そして、通信チャネル上で伝送されたこのデータを受信局が検出し、その情報の内容を回復することになる。
【０００４】
無線通信システムは、通信システムの１つのタイプである。無線通信システムの場合には、無線インターフェイス上に規定された無線チャネルにより、送信及び受信局を相互接続する通信チャネルが形成される。一方、これとは対照的に、従来の有線通信システムの場合には、通信チャネルを規定する通信局間に延びる固定有線接続の使用が必要となる。
【０００５】
有線通信システムと比べ、無線通信システムの場合には、様々な利点が提供される。即ち、一般に、無線通信システムに関連する初期の据え付け及び設置費用は、対応する有線通信システムの据え付け及び設置に要する費用よりも小さい。そして、無線通信システムの場合には、内部で動作可能な１つ又は複数の通信局に対してモビリティを付与する移動通信システムとして実現することが可能である。
【０００６】
セルラ通信システムは、モバイル無線通信システムの典型的なタイプの１つである。セルラ通信システムは、世界の居住地域の主要な部分に既に設置が完了しており、広範なレベルの使用法が既に実現している。セルラ通信システムは、複数の移動局によって無線通信が提供されるマルチユーザ通信システムである。移動局によって音声及びデータの電話通信を実現することができる。そして、多くの場合に、移動局は、その移動局のユーザが簡便に携帯可能なサイズになっている。
【０００７】
セルラ無線通信システムには、その通信システムがカバーしている地域内に設置されたネットワークインフラストラクチャが含まれている。セルラ通信システム内で動作可能な移動局は、この通信システムのネットワークインフラストラクチャの一部を形成する基地局と無線チャネルを介して通信する。
【０００８】
基地局とは、移動局とデータを通信するべく動作可能な固定局の無線送受信機である。基地局は、その通信システムがカバーしている地域内の空間的に離隔した場所に設置される。そして、それぞれの基地局は、その地域の一部分から形成されるセルを規定している。セルラ通信システムという名称は、全体として通信システムのサービスエリアを規定しているこれらのセルに由来するものである。
【０００９】
基地局によって規定されているセル内に移動局が位置している場合には、通常、そのセルを規定している基地局と通信を実現することができる。移動局に固有の移動性により、移動局は、個々の基地局によって規定されるセル間を移動する能力を有している。そして、移動局との継続的な通信は、移動局が通過するセルを規定している一連の基地局間における通信ハンドオフ手順によって提供される。基地局を適切に配置すれば、その通信システムがカバーしている領域内に位置している際に、移動局は、常に少なくとも１つの基地局に通信する上で近接して位置することになる。
【００１０】
選択された空間的に離隔した場所に基地局が適切に配置されておれば、相対的に小さな出力の信号を生成することによって、移動局と基地局間の通信を実現することができる。連続した基地局間における通信のハンドオフにより、通信信号を伝送する出力レベルを増大させることなく、継続的な通信を実現することができる。そして、これらの生成信号が、通常、すべて低出力レベルのものであることから、そのセルラ通信システムの様々な場所において、同一の無線チャネルを再使用可能である。この結果、セルラ通信システムに割り当てられた周波数スペクトルが効率的に利用されることになる。
【００１１】
一般に、セルラ通信システムは、特定の通信規格の動作仕様に応じて動作できるように構築される。通信規格の一連の世代が既に開発済みであり、それらの動作パラメータを規定する動作仕様も既に公表されている。第１世代及び第２世代のセルラ通信システムが、既に配備を完了しており、ハイレベルな使用法が既に実現している。現在、第３世代及び後継世代システムの開発並びに標準化作業が進行中であり、少なくとも第３世代システムについては、部分的に設置されている状況にある。
【００１２】
典型的な第３世代セルラ通信システムの１つが、ＣＤＭＡ２０００動作仕様に規定されている動作プロトコルに応じて動作するシステムである。このＣＤＭＡ２０００動作仕様に準拠して構築されたＣＤＭＡ２０００セルラ通信システムによれば、パケットに基づいたデータ通信サービスが提供される。
【００１３】
通信設定手順においては、様々なパラメータを識別している。ＣＤＭＡ２０００セルラ通信システムにおいては、例えば、データレート、データ消失率、及び遅延をそれぞれ識別している。そして、これらのパラメータが、通信を実現するためのＱｏＳ（サービス品質）レベルを部分的に規定している。
【００１４】
一般に、ＵＭＴＳ（ユニバーサル移動電話サービス）と呼ばれている別の新世代セルラ通信システムの場合にも、サービスのサービス品質レベルが規定されている。ＵＭＴＳシステムにおいては、ＱｏＳクラスをトラフィッククラスとして規定している。現在、会話クラス、ストリーミングクラス、双方向クラス、及び背景クラスという４つの異なるトラフィッククラスが規定されている。そして、異なるクラスのそれぞれに異なる遅延感度が関連付けられている。会話クラスのサービスは、最も遅延の影響を受けやすいクラスのサービスであり、背景クラスは、最も遅延の影響を受けにくいクラスのサービスである。一般に、厳しい遅延要件を満足しなければならないデータ通信は、緩やかな遅延要件を許容可能な通信に比べて、相対的に高いスケジューリング優先権を具備している。
【００１５】
これまでのところ、ＣＤＭＡ２０００セルラ通信システムの動作パラメータにおいて、これに類似したトラフィッククラスは、まだ利用されていない。そして、これらの、又は、その他の類似のパラメータを利用していないことから、特に無線ネットワークリソース管理の観点で、ＣＤＭＡ２０００通信システムにおいて実現される通信は、品質低下の危険に晒されている。
【００１６】
しかしながら、ＵＭＴＳによって規定されているトラフィックパラメータをＣＤＭＡ２０００セルラ通信システムに単純に採用するだけでは、十分なものにならない。ＣＤＭＡ２０００通信システムにおいて動作可能な移動局のサービス品質手順は、アプリケーションレイヤ、例えば、ＳＩＰ／ＳＤＰ（セッション開始プロトコル／セッション記述プロトコル）サービス品質要件によって起動される。移動局は、シグナリングメッセージに含まれているサービス品質パラメータを利用して、データレート、データ消失率、及び遅延パラメータを要求する。そして、通信システムのネットワーク部分の観点からは、スケジューリングは、これらの３つのサービス品質パラメータと加入クラスに基づいて行われる。
【００１７】
ＣＤＭＡ２０００通信システムにおいて無線インターフェイス上でトラフィッククラス情報を利用しなければ、結果的に様々な問題が発生することになる。まず、第１に、基地局は、サービス品質設定手順を起動するアプリケーションの特性を知らない。この結果、サービス品質パラメータのいくつかが、あるトラフィッククラスに対して関係ないものになる可能性があろう。例えば、トラフィッククラスが背景クラスの場合には、遅延及び最小データレート要件は無視されることになる。従って、トラフィッククラスを導入しなければ、基地局は、このようなスケジューリングの柔軟性を利用することができない。さらに、例えば、移動局及び基地局無線ホップ間において、ietfdiffServなどのＱｏＳシグナリングメカニズムに基づいた所謂Pro-Hop-Behavior（ＰＨＢ）を使用する場合に、サービス品質パラメータとしてトラフィッククラスが欠如しておれば、移動局上のＩＰレイヤにおけるサービス品質のマッピング及びシグナリングに問題が発生することになろう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
従って、ＣＤＭＡ２０００セルラ通信システムにおいて、トラフィッククラスパラメータを利用する方式が必要である。
【００１９】
本発明の重要な改善が考案されたのは、セルラ通信システムにおいて実現する通信のサービス品質レベルを規定するのに使用されるサービス品質パラメータに関連したこのような背景情報を考慮に入れてのことである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
従って、本発明によれば、有益なことに、トラフィッククラスパラメータを利用して、ＣＤＭＡ２０００又はその他の無線通信システムにおいて通信サービスを実現するサービス品質（ＱｏＳ）レベルを規定する装置及び関連方法が提供される。
【００２１】
本発明の実施例の動作を通じて、通信セッションにおいて通信を実現するサービス品質レベルを規定するべく、データレート、データ消失率、及び遅延パラメータに加え、トラフィッククラスを追加サービス品質パラメータとして識別する方式が提供される。この結果、ＣＤＭＡ２０００の通信局、即ち、移動局又は基地局におけるサービス品質管理が規定される。
【００２２】
移動局と基地局／無線アクセスネットワーク（ＢＳ／ＲＡＮ）間において直接交換されるサービス品質パラメータとして、トラフィッククラスを識別し、使用する。例えば、トラフィッククラスパラメータを移動局に提供すれば、基地局におけるリソース管理エンティティは、そのトラフィックソースについて推定すると共に、そのトラフィッククラスのデータ伝達を最適化することができる。
【００２３】
このトラフィッククラスのサービス品質パラメータは、様々な用途に使用される。例えば、アプリケーションの特性、即ち、実現するデータ通信に応じたアプリケーションに対応するトラフィッククラスに基づいて、スケジューリング及び承認制御を行う。スケジューリングをトラフィッククラスに基づいて実行し、複数の同時実行アプリケーション又は単一のユーザ又は複数のユーザに対して適用することができる。さらに、トラフィッククラスのサービス品質属性の組、即ち、データレート、データ消失率、及び遅延などのパラメータに対するマッピングも行われる。例えば、状況により、必要に応じて、特定のトラフィッククラスの要求サービス品質パラメータのいくつかを無視又は無効にするのである。更には、トラフィッククラスパラメータを使用することにより、データ通信を実現する際に、指示されたサービス品質を実現するべく使用する最適な伝達メカニズム又は伝達チャネルを選択する。さらに、ＤＩＦＦ  Ｓｅｒｖクラスマッピング及びマーキングの目的にも、トラフィッククラスパラメータは使用される。
【００２４】
これら及びその他の態様においては、実現する通信に応じたサービス品質レベルを部分的に規定するトラフィッククラスを識別する装置及び関連方法が提供される。トラフィッククラス値生成器は、データを伝送するための複数のトラフィッククラスの中のいずれであるのかに関する指示を受信するようになっている。そして、トラフィッククラス値生成器は、通信設定手順信号フォーマッタに適用されるトラフィッククラス値を生成する。信号フォーマッタは、この受信したトラフィッククラス値をフォーマットされる信号内においてフォーマットする。そして、フォーマットが完了すると、この信号は、設定手順に応じて伝送され、これを使用することにより、そのトラフィッククラス値によって識別される指定のサービス品質レベルを実現するべく、リソースが割り当てられることになる。
【００２５】
本発明及びその範囲については、以下に概説する添付の図面、本発明の現時点における好適な実施例に関する以下の詳細な説明、並びに、添付の請求項を参照することにより、更に十分に理解することができよう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
まず、図１を参照すれば、１０によって全体として示されている無線通信システムは、移動局１２とのデータ通信を提供する。典型的な実施においては、この無線通信システムは、ＣＤＭＡ２０００システムの動作プロトコルに応じて動作可能なセルラ通信システムを形成している。この通信システムの典型的な動作に関する以下の説明においては、ＣＤＭＡ２０００通信システムとしての実施に関連して説明するが、本発明の開示内容は、その他の通信システムにも同様に適宜に適用可能である。
【００２７】
動作期間中、通信は、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）１６、パケットデータサービスノード（ＰＤＳＮ）１８、及びホームエージェント（ＨＡ）２２を含むベく示されているネットワークエンティティを介して、移動局と対応するノード（ＣＮ）１４間において実施される。
【００２８】
この対応するノードと移動局間におけるデータ通信が、エンドツーエンドサービスブロック２４によって表される。このエンドツーエンドサービスブロック２４の下に形成されているのは、移動局１２とＰＤＳＮ１８間に延びるポイントツーポイント（ＰＰＰ）リンクベアラサービスと、パケットデータサービスノードと対応するノード１４間に延びる外部ベアラサービス２８である。これらのベアラサービス２６及び２８の下には、ＩＳ−２０００無線ベアラサービス３２が形成される。また、これらのベアラサービス２６及び２８の下には、無線リンクプロトコル（Ｒ-Ｐ）ベアラサービス３４も形成されており、これは、無線アクセスネットワークとパケットデータサービスノード間に形成される。
【００２９】
それぞれのベアラサービス、即ち、サービス２４、２６、２８、３２、及び３４は、特定の論理レイヤで形成されている。そして、これらの示されたサービスは、下位に形成されているサービスを利用するサービスを使用して提供される。図示のごとくに、移動局１２と無線アクセスネットワーク１６の間に位置しているＩＳ−２０００無線ベアラサービス３２は、最下位レイヤに位置しており、上位に形成されているレイヤにサービスを提供している。そして、通信サービスを実現する際に、無線リソースを利用することができない場合には、パケットデータサービスノード１８は、移動局１２と対応するノード１４間におけるＱｏＳ（サービス品質）設定手順を起動しない。
【００３０】
本発明の実施例の動作を通じて、実現する通信サービスに応じたサービス品質パラメータの一部を形成するトラフィッククラスが規定される。典型的な実施においては、その他のパラメータ、即ち、既存のデータレート、データ消失率、及び遅延パラメータと共に、このトラフィッククラスパラメータを使用して、実施する通信サービスのサービス品質を全体として規定している。
【００３１】
図１に示されているように、エンドツーエンドサービス品質サポートは、いくつかの提供部分から構成されている。そして、まず、第１の部分は、移動局とＰＤＳＮ１８との間におけるＩＳ−２０００無線ベアラサービス３２及びＲ−Ｐベアラサービスによって提供されている。
【００３２】
図２には、図１に示されている通信システム１０の一部を形成する移動局１２と無線アクセスネットワーク１６が再び示されている。ここでは、線分４２によって示されているように、無線ベアラＱｏＳ要求である、ＱｏＳ  ＢＬＯＢ（ビットのブロック）が、移動局から無線アクセスネットワークに送信される。そして、これに応答し、ＲＡＮ１６が、移動局１２との通信セッション用に無線リソースを割り当て、線分４４によって示されているように、この無線リソースの割り当てについて移動局に対して通知する。この無線アクセスネットワーク又は、その一部を形成する基地局は、移動局のサービス品質パラメータを無線リソースのサービス品質パラメータに変換するエンティティである。しかしながら、この典型的な手順においては、基地局が、通信のエンドポイントではなく、エンドツーエンド通信の中間エンティティであることから、基地局は、そのアプリケーション要件又はそのアプリケーション、即ち、対象の通信セッションに必要なトラフィッククラスを知ることはできない。
【００３３】
この移動局には、本発明の実施例の装置４８が含まれている。この装置は、所望の方式、例えば処理回路によって実行可能なアルゴリズムによるもので実現可能な機能エンティティから形成されている。この図２の実施例の場合には、この装置４８には、トラフィッククラス値生成器５２と通信設定手順信号フォーマッタ５４が含まれている。線分５６によって、所望のトラフィッククラスの指示が、生成器５２に提供される。線分５８によって、遅延、データレート、及びデータ消失パラメータなどのその他のパラメータが、フォーマッタ５４に供給される。このフォーマッタ５４によって形成されたフォーマットされた信号が、移動局の送信部（別個に図示されてはいない）に供給され、これを利用して、線分４２によって示される伝送されるＱｏＳ  ＢＬＯＢが形成されることになる。
【００３４】
移動局１２と無線アクセスネットワーク１６（具体的には、例えば、その一部を形成している基地局）間において直接交換されるサービス品質パラメータとしてトラフィッククラスを含むことにより、ネットワークにおけるリソース管理、例えば基地局に位置しているものは、トラフィックソースについて推定し、そのトラフィッククラスの伝達を最適化することができる。この結果、基地局は、このサービス品質パラメータを様々な目的に使用することができる。このトラフィッククラスパラメータの使用目的の中には、アプリケーションの特性、即ち、そのアプリケーションに対応するトラフィッククラスに基づいたスケジューリング及び承認制御が含まれる。このトラフィッククラスに基づいたスケジューリングは、例えば、単一のユーザ又は複数のユーザの複数の同時実行アプリケーションに対して適用される。さらに、このトラフィッククラスパラメータを使用することにより、トラフィッククラスのサービス品質属性の組、例えば、データレート、データ消失率、及び遅延に対するマッピングも行われる。例えば、状況により、特定のトラフィッククラスの要求サービス品質パラメータが無視又は無効にされる。更には、そのサービス品質要件を満足するべく、最適な伝達メカニズム及び／又は伝達チャネルを選択する。また、このトラフィッククラスパラメータを使用することにより、ＤＩＦＦ  ＳＥＲＶクラスマッピング及びマーキングも実行される。
【００３５】
前述のように、トラフィッククラスパラメータを使用することにより、スケジューリング及び承認制御を実行する。無線アクセスネットワーク１６の基地局は、その他のサービス品質パラメータを含む加入者サービス品質プロファイルと共に、このトラフィッククラスパラメータを使用し、スケジューリングにおいて、そのモバイルアプリケーションに優先順位を付加する。また、基地局は、トラフィッククラスパラメータを承認制御基準としても使用する。例えば、基地局は、そのリソースの２５％を会話トラフィックのサポートに割り当てることができる。この場合には、会話トラフィックが２５％に到達すると、基地局は、これと同一のクラスの後続のサービス起動を拒否することにより、システムの品質低下を回避する。しかし、この場合にも、同時に、基地局は、その他のクラスの通信データを受け付ける能力を保持している。
【００３６】
また、前述のように、トラフィッククラスパラメータを使用することにより、サービス品質パラメータのマッピングを実行する。移動局が、アプリケーション要件をサービス品質属性及びパラメータの組に変換するのである。この属性及びパラメータの組は、例えば、現在のネットワークトラフィックに関する知識なしに得られたその移動局の好ましい要件である。また、基地局は、パラメータ間における相対的な重要度について述べる方法を具備していない。例えば、会話、ストリーミング、双方向、及び背景クラスという４つのトラフィッククラスの中で、背景クラスの場合には、データ消失率が遅延量よりも重要である。しかしながら、基地局は、トラフィッククラスが提供されない限り、これを知ることができない。
【００３７】
典型的なシナリオにおいては、同一の遅延、データレート、及び消失率を有しているが、異なるトラフィッククラスに関連付けられているサービス品質要求を２つのユーザが実行する。無線リソース割り当ての後に、リソースの制約が存在する際には、無線アクセスネットワーク１６の基地局は、呼の放棄を引き起こすことなしに、そのＱｏＳ要求において、背景トラフィッククラスと識別されているユーザのデータレートを下げるか、又は遅延を増大させることができる。
【００３８】
図３には、本発明の実施例に応じて使用されるトラフィッククラスの中の２つを規定している双方向クラス及び背景クラスの典型的なベアラパラメータを示す表が、６２によって全体として示されている。双方向クラスのトラフィックのベアラパラメータは、列６４内に一覧表示されており、典型的な背景クラスのトラフィックのパラメータは、列６６内に一覧表示されている。ｋｂｐｓを単位とする最大ビットレート、供給順序、オクテットを単位とする最大ＳＤＵサイズ、ＳＤＵ情報、誤ったＳＤＵの供給、残留ＢＥＲ、ＳＤＵ誤り率、転送遅延、保証ビットレート、トラフィック処理優先順位、及び割り当て／保存優先順位という各パラメータが、２つのトラフィッククラスのそれぞれごとに、一覧表示されている。
【００３９】
さらに、基地局又は、その他の無線アクセスネットワークエンティティは、トラフィッククラスの値を使用することより、伝達チャネルの選択を円滑に実行する。基地局は、共有パケットデータチャネルと専用パケットデータチャネルというリソースを具備している。通信されるデータに応じた通信サービスが、１ｘＥＶ−ＤＶ通信サービスを形成する場合には、順方向パケットデータチャネル（Ｆ−ＰＤＣＨ）は、共有リソースであり、順方向予備チャネル（Ｆ−ＳＣＨ）は、専用リソースである。会話トラフィッククラスなどの遅延の影響を受けやすいアプリケーションの場合には、一般に、基地局は、好ましくは、専用チャネルの使用を選択することにより、会話トラフィッククラスに要求されるサービス品質要件の実現を保証する。一方、遅延の影響を受けにくいアプリケーションの場合には、基地局は、共有チャネルを割り当てることにより、リソース効率を向上させる。このリソースの選択に関する判定は、必要に応じて、静的又は動的であってよい。動的な選択基準には、例えば、トラフィック負荷や動作中の移動局の数などが含まれる。
【００４０】
図４は、典型的な表７２を示しており、これは、無線アクセスネットワークの基地局において具体化される基地局スケジューラのトラフィック負荷に基づいた動的判定マトリックス選択の例を一覧表示している。会話クラス７４、ストリーミングクラス７６、双方向クラス７８、及び背景クラス８０という４つのトラフィッククラスが、別個の列に一覧表示されており、行８２、８４、及び８６は、それぞれ、軽度、中程度、重度の負荷条件を規定している。そして、トラフィッククラス及び負荷条件に応じて、共有又は専用チャネルが割り当てられている。
【００４１】
また、トラフィッククラスは、トラフィッククラスに基づいてクラス別サービスモデル（Diff Serv）クラスをマーキングするためにも使用される。Diff Servコードポイント（ＤＳＣＰ）情報は、ＩＰパケットヘッダ内に含まれており、Diff Serv対応ルータは、これを使用することにより、ＩＰパケットを処理及びルーティングする。トラフィッククラスをDiff Serveコードポイントにマッピングすることにより、エンドツーエンドのトラフィックポリシングとそれぞれのデータパケットに適用されるＱｏＳ制御の整合性が促進されると共に、無線伝達リソースの効率的な利用が促進される。
【００４２】
図５には、図１に示されている通信システムの動作期間中に生成されるシグナリングのメッセージシーケンス図が、９２によって全体として示されている。この場合には、シグナリングは、移動局１２、この場合には、無線基地局１６−１と基地局制御局／ポイント制御機能（ＢＳＣ／ＰＣＦ）１６−２を含むものとして示されている無線アクセスネットワーク、パケットデータサービスノード１８、並びに、外部ネットワーク９４間において生成される。このシグナリングは、ベアラ確立のためのＱｏＳシグナリングフローを表している。ＣＤＭＡ２０００リンクレイヤシグナリングを使用することにより、二次サービスインスタンスを確立する。
【００４３】
線分９６によって示されているように、まず、トラフィッククラスを有する二次サービスインスタンス起動（保証モードのＱｏＳ  ＢＬＯＢ）を移動局から無線アクセスネットワークエンティティ１６−２に対して送信する。このメッセージは、移動局に存在しているアプリケーションの要求に基づいたものであり、移動局は、そのサービス品質ニーズを保証モードパラメータに対してマッピングし、無線アクセスネットワークエンティティ１６−２に対して二次サービスインスタンスの起動を要求する。モバイルアプリケーションは、このＱｏＳ  ＢＬＯＢで、そのトラフィッククラスと、要求するサービス品質パラメータを指示する。
【００４４】
次いで、線分９８によって示されているように、ＢＳＣ／ＰＣＦ１６−２は、この要求されたサービス品質レベルをその移動局が使用する権利を有しているかどうか、並びに、利用可能な十分なレベルのリソースをＢＳＣ／ＰＣＦが具備しているかどうかをチェックする。そして、ＢＳＣ／ＰＣＦは、ＱｏＳ属性及びトラフィッククラスに基づいて、内部承認制御及びリソース予約を実行する。図４に示されているような伝達モード選択マトリックスは、この指示されたトラフィッククラスと、トラフィッククラスからサービス品質属性へのマッピングに基づいたものであり、スケジューリング基準とも呼ばれている。
【００４５】
パケットデータサービスノードが認可情報を要求した場合には、それらの情報は、例えば、ブロック１０２に示されているＡＡＡから提供され、その要求された情報は、線分１０４によって示されているように、パケットデータサービスノード１８に返される。線分１０６によって示されているように、サービスインスタンス起動応答が、無線アクセスネットワークエンティティ１６−２に返される。前述のように、このサービスインスタンス応答は、ＱｏＳプロファイルとマッピング機能及び通信サービスのＢＳＣ／ＰＣＦの認可に基づいたものである。次いで、線分１０８によって指示されるように、エンティティ１６−２は、二次サービスインスタンス起動応答を移動局に対して送信する。その後、ＣＤＭＡ２０００無線アクセスベアラサービスが設定される。次いで、基地局は、そのトラフィッククラス情報により、パケットデータサービスノードに対してＲ−Ｐ接続登録要求を行い、移動局とパケットデータサービスノード間にサービスインスタンスを確立する。パケットデータサービスノードは、例えば、トラフィッククラスに基づいた類似した承認制御メカニズムを具備している。Ｒ−Ｐ接続は、例えば、あるトラフィッククラス用のリソース不足などのために拒否される。そして、サービスインスタンスの確立に続いて、移動局又はパケットデータサービングノードは、線分１１２によって示されているように、そのトラフィッククラスに基づいて、ＩＰレイヤのＤＩＦＦ  ＳＥＲＶマーキングを開始する。
【００４６】
図６は、１２２によって全体として示された表を示しており、これは、複数のフィールド１２４−１〜１２４−２８を含む典型的な移動局によって生成されたＱｏＳ  ＢＬＯＢのフィールドを表わしている。フィールド１２４−２７及び１２４−２８は、それぞれ、traffic_class_INCL及びtraffic_classパラメータを規定している。フィールド１２４−２７が論理１の値から構成されている場合には、フィールド１２４−２８内にトラフィッククラス情報が含まれる。そして、フィールド１２４−２７が論理値１に設定されている場合には、トラフィッククラスフィールド１２４−２８が、選択された値に設定されて、そのトラフィッククラスタイプを示している。
【００４７】
図７には、図６に示されているフィールド１２４−２８を占める典型的な値の表が、１３２によって全体として示されている。列１４４内に、会話、ストリーミング、双方向、及び背景クラスという４つのトラフィッククラス１３４、１３６、１３８、及び１４２が、それぞれ４ビット値によって識別される。そして、列１４６内には、トラフィッククラスタイプと関連付けられた代表的なトラフィックの説明が一覧表示されている。
【００４８】
トラフィッククラスを使用することにより、ＣＤＭＡ２０００通信システムなどのパケット無線通信システム内における無線リソースの割り当てを改善することができる。
【００４９】
以上の説明は、本発明を実施する好適な例に関するものであり、本発明の範囲は、この説明に必ずしも限定されるものではない。本発明の範囲は、添付の請求項に規定されているとおりである。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施例が動作可能なＣＤＭＡ２０００セルラ通信システムのアーキテクチャ図を示す図である。
【図２】本発明の実施例に応じて動作可能な図１に示されているＣＤＭＡ２０００通信システムの一部の機能ブロック図を示す図である。
【図３】本発明の実施例に応じて使用される異なるサービスクラスと関連付けられた想定ベアラパラメータを一覧表示する表を示す図である。
【図４】図１に示されている通信システムの動作に応じて規定された典型的なパケットデータサービス伝達モードを規定する表を示す図である。
【図５】本発明の実施例の動作期間中に生成される典型的なシグナリングを示すメッセージシーケンス図を示す図である。
【図６】図１に示されている通信システムの動作期間中に生成される典型的なメッセージの典型的なフィールドと、対応するフィールド長を一覧表示する表を示す図である。
【図７】本発明の実施例に応じて規定されたトラフィッククラスを一覧表示する表を示す図である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【国際調査報告】
2006509445.tif 000011
2006509445.tif 000012