(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
進行中の通信セッション中に、デジタル移動通信ネットワークのトラヒック状態を検出する検出手段と、
検出手段により検出されたトラヒック状態に基づいて、進行中の通信セッション中に、第一のインターリーブ長もしくは第二のインターリーブ長を選択する選択手段と、
選択手段により選択された第一のインターリーブ長または第二のインターリーブ長を示す制御情報を発生する手段とを含み、制御情報は通信手段を介して移動電話へ送信され、
選択手段が、デジタル移動通信ネットワークを介した通信手段に結合され、通信手段が選択手段により選択された第一または第二のインターリーブ長に従ってデータパケットをインターリーブする手段を有し、それぞれ第一および第二のインターリーブ長パラメータを有する第一および第二のパラメータ組を格納する手段を備えた移動電話と通信するよう構成された、デジタル移動通信ネットワーク構成要素。
【請求項２】
第一のインターリーブ長が１０ｍｓもしくは２０ｍｓに等しく、第二のインターリーブ長が４０ｍｓもしくは８０ｍｓに等しく、第一のインターリーブ長は、デジタル移動通信ネットワークが輻輳していないトラヒック状態の場合に選択手段によって選択され、第二のインターリーブ長は、デジタル移動通信ネットワークが輻輳しているトラヒック状態の場合に選択手段によって選択される、請求項１に記載のデジタル移動通信ネットワーク構成要素。
【請求項３】
ネットワークトラヒックを示す情報を受信する受信手段と、
受信手段により受信した情報に基づいて、進行中の通信セッション中に、デジタル移動通信ネットワークのトラヒック状態を検出する検出手段と、
検出手段により検出されたトラヒック状態に基づいて、進行中の通信セッション中に、インターリーブ長を選択する選択手段と、
インターリーブ長の選択をエンドユーザ通信デバイスに指示する手段とを含み、それぞれ第一および第二のインターリーブ長パラメータを有する第一および第二のパラメータ組を格納する手段を備えたエンドユーザ通信デバイスと通信するよう構成された、デジタル移動通信ネットワーク構成要素。
【請求項４】
選択手段は、デジタル移動通信ネットワークが輻輳していないトラヒック状態の場合には第一のインターリーブ長を選択し、ネットワークがデジタル移動通信ネットワークが輻輳しているトラヒック状態の場合であるときは第二のインターリーブ長を選択し、第二のインターリーブ長が第一のインターリーブ長よりも実質的に長い、請求項３に記載のデジタル移動通信ネットワーク構成要素。
【請求項５】
前記指示手段が、進行中のエンドユーザ通信デバイスの通信セッション中に前記インターリーブ長の選択の変更を知らせるよう構成された、請求項３に記載のデジタル移動通信ネットワーク構成要素。
【請求項６】
前記構成要素がＵＴＲＡＮ構成要素である、請求項３に記載のデジタル移動通信ネットワーク構成要素。
【請求項７】
進行中の通信セッション中に、デジタル移動通信ネットワークのネットワークトラヒックを監視し、
進行中の通信セッション中に、ネットワークトラヒックに依存して第一のインターリーブ長もしくは第二のインターリーブ長を選択し、
それぞれ第一および第二のインターリーブ長パラメータを有する第一および第二のパラメータ組を格納する手段とを有するエンドユーザ通信デバイスにインターリーブ長の選択を指示する、デジタル移動通信ネットワークを介して通信する方法。
【請求項８】
デジタル移動通信ネットワーク構成要素から、制御信号を受信する受信手段を有し、制御信号は、進行中の通信セッション中にデジタル通信ネットワークの検出されたトラヒック状態に基づいて進行中の通信セッション中にデジタル移動通信ネットワーク構成要素により選択された第一のインターリーブ長または第二のインターリーブ長を示し、
第一または第二のインターリーブ長に従ってデータパケットをインターリーブするインターリーブ手段と、
それぞれ第一および第二のインターリーブ長パラメータを有する第一および第二のパラメータ組を格納する手段とを有する、エンドユーザ通信デバイス。
【請求項９】
さらに、インターリーブ長の選択の変更をユーザに指示する手段を含む、請求項８に記載のエンドユーザ通信デバイス。
【請求項１０】
第一のインターリーブ長が１０ｍｓもしくは２０ｍｓに等しく、第二のインターリーブ長が４０ｍｓもしくは８０ｍｓに等しく、第一のインターリーブ長は、デジタル移動通信ネットワークが輻輳していないトラヒック状態の場合にデジタル移動通信ネットワーク構成要素によって選択され、第二のインターリーブ長は、デジタル移動通信ネットワークが輻輳しているトラヒック状態の場合にデジタル移動通信ネットワーク構成要素によって選択される、請求項８に記載のエンドユーザ通信デバイス。
【請求項１１】
インターリーブ長の選択は、ネットワークが輻輳したトラヒック状態でない場合には第一のインターリーブ長を選択し、ネットワークが輻輳している場合には第二のインターリーブ長を選択することを含み、第二のインターリーブ長は第一のインターリーブ長よりも実質的に長い、請求項７に記載の方法。
【請求項１２】
インターリーブ長を指示することには、進行中のエンドユーザ通信デバイスの通信セッション中に、インターリーブ長の選択の変更を知らせることを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１３】
さらに、選択され指示されたインターリーブ長に基づいてエンドユーザ通信デバイスにより送信されたデータパケットをインターリーブすることを含む、請求項７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）ネットワークなどの、デジタル移動通信ネットワークに関し、より詳細には、進行中の通信セッションの間に通信パラメータの変更を許す、ユニバーサル移動電話システム（ＵＭＴＳ）及び他のデジタル移動通信ネットワークに関する。
【０００２】
【従来の技術】
輻輳の場合における、デジタル移動通信ネットワークでの適用のための、様々な過負荷制御メカニズムが、従来技術から知られている。移動通信のためのグローバルシステム（ＧＳＭ）で利用される通信ネットワークの負荷「制御」のひとつの方法は、なんらかの指定された時間長だけ、移動局がチャネルにアクセスするのを禁止するメッセージにより移動局の通信要求を拒絶することからなる。このメカニズムは、移動局の自動リピートスキームもしくはユーザ要求のリピートのいずれかを通した、移動局によるさらなるリピートも、防止する。このメカニズムはＧＳＭにおいて、過負荷が全体のスループットを脅かすときに使用される。
【０００３】
ＧＳＭにおいて利用されるほかのアプローチは、ブロードキャスト制御チャネル（ＢＣＣＨ）での指示を通じて、移動局の母集団全体が、セルにアクセスすることを禁止することである。これは、移動局に対するさらなるトラフィックをなんら招くことなくソースでトラヒックの減少を可能にする。これを達成するため、加入者は、その事業者によって制御される無作為の割り当てを通じて均衡の取れた部分母集団（ｂａｌａｎｃｅｄ−ｓｕｂ−ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｓ）へと分割される。
【０００４】
所与の加入者が属するアクセスクラスが、加入者識別モジュール（ＳＩＭ）に格納され、したがって移動局に利用可能となる。通常の負荷状況では、すべてのクラスがアクセスを許可される。トラヒックが減少されなければならないときは、基地局コントローラ（ＢＳＣ）が、１、２もしくはなんらかの数のこれらのアクセスクラスをブロックすることを決定でき、対応するパーセンテージだけトラヒックの量を統計的に削減する。
【０００５】
ＧＳＭシステムにおけるように、無線インターフェースはやはり、ＵＭＴＳにおいて共有リソースである。結果として、ＵＭＴＳ標準は、輻輳が検出されたときに適当なアクションをとるべく一定の輻輳制御メカニズムを許容する。輻輳の度合いに応じて、結果は大いに変わり得る。いくつかの可能な結果としては、
・呼の損失
・より高いビット誤り率（ＢＥＲ）、したがって音声伝送の場合には、悪い音品質
・サービス拒否
である。
【０００６】
ＵＭＴＳ標準に従った輻輳状況管理アプローチのひとつは、同時により多くのユーザをアクティブにできるようにするため、サービス品質（ＱｏＳ）を減少させることである。輻輳が検出されたときにフレーム誤り率（ＦＥＲ）の増加を許容することによって各進行中の通信セッションのチャネル容量要件が減少され、したがって各ユーザにサービスするパワーを削減する。ただし、ここではパワーは共有リソースである。
【０００７】
米国特許第６１６７２３７号明細書は、スペクトル効率（ｓｐｅｃｔｒａｌ  ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）のエッジで動作する少なくとも２つの無線サブシステムを含む一方同時に無線通信局が、最適なパワーの節約が許容可能な伝送条件下で得られるように動作できるようにするユニバーサル無線通信システムを開示している。サブシステムのうちの一の無線基地局が、自体のサブシステムのチャネルにおける隣接チャネル干渉をサブシステムの他の一の無線通信局が引き起こしているかどうかを測定する。もし引き起こしていれば、無線基地局は、他のサブシステムの無線通信局に対し、スペクトル伝送特性を調節するようコマンドを送り、伝送スペクトルがより狭くなるようにする。もし干渉がなんら検出されなければ、他のサブシステムの無線通信局はスペクトルを広くすることを許容され、複雑でない、たとえばフィルタリングなどの伝送信号処理が適用され得、したがってパワーの節約が達成される。
【０００８】
米国特許第６０９７７００号明細書は、パケット交換無線チャネル（ＰＲＣＤＨ）の輻輳を制御するためのパケット交換無線チャネル輻輳制御システムを開示する。ＰＲＣＨ輻輳制御機能は、ＰＲＣＨ上のパケット呼の平均時間遅延が遅延警告レベル内にあるかどうかを決定する。もし平均時間遅延が遅延警告レベル内になければ、平均時間遅延を減少するためにどのパケット呼をＰＲＣＨから排除するかが決定される。輻輳についての決定は、一のＰＲＣＨのアップリンクおよびダウンリンクの各々で別個に、もしくは、ＰＲＣＨのアップリンクおよびダウンリンクを組み合わせて行うことができる。類似のシステムが、米国特許第５７５７７７２号明細書から知られる。
【０００９】
【特許文献１】
米国特許第６１６７２３７号明細書
【特許文献２】
米国特許第６０９７７００号明細書
【特許文献３】
米国特許第５７５７７７２号明細書
【００１０】
【発明が解決すべき課題】
輻輳を取り扱うための上述の従来技術のアプローチの特徴をなす共通の欠点は、個々のユーザが、所望の通信サービスの一時的な中断や、音の品質したがって電話呼の了解性のかなりの減少をこうむることがあることである。
【００１１】
本発明は、通信中に伝送特性を適応させることを可能にする、デジタル移動通信ネットワークの輻輳状況を取り扱うための、改良されたデジタル移動通信ネットワーク構成要素および改良されたコンピュータプログラムおよび方法を提供する。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、サービス拒否なしでかつ音の品質の劣化なしで輻輳状況を取り扱うことを可能にするという点で特に有利である。このことは、輻輳状況の検出に応じてインターリーブ長を増やすことにより達成される。サービスのインターリーブ長は、通信システムのある輻輳状況に動的に適応する。
【００１３】
輻輳状況が生じると、利用可能な帯域幅をより効率的に使用すべく、インターリーブ長が増やされかつパワーが削減される。インターリーブ長の増加は、パワーの削減を補償しビット誤り率（ＢＥＲ）が同一に維持されるようにする。結果としてユーザは音の品質および／または呼の了解性の劣化を被らない。
【００１４】
本発明の好ましい実施形態では、通常のネットワークトラヒック状況において標準のインターリーブ長は１０もしくは２０ｍｓである。輻輳の場合、インターリーブ長は、例えば４０もしくは８０ｍｓに増加される。このことは、ユーザが被る伝送遅延の対応する増加をもたらす。８０ｍｓまでの伝送遅延は、しかしながら、ユーザにとってはやはり受け入れ可能であり、その他の輻輳していないネットワークトラヒック状況と比べてサービス品質が変わらないままであるという事実からみれば特にそうである。
【００１５】
エンコーディングおよびインターリーブの概念については、ＧＳＭシステムに関する、および、やはりＣＤＭＡシステムに関する従来技術からよく知られている。例えばＧＳＭシステムでは、固定のインターリーブ長２０ｍｓがある。コード長はＧＳＭシステムではインターリーブ長と等しくなるよう選ばれる。
【００１６】
本発明の好ましい実施形態では、コード長および／または他の通信パラメータはインターリーブ長が変えられたときに変えられる。これは、対応するパラメータ組によって実施できる。本発明の好ましい実施形態によれば、通信セットアップ中に、各移動電話に少なくとも２のパラメータ組が提供される。輻輳状況が起こると、適当なパラメータ組が、インターリーブ長を増加しかつエンコード長など他の対応する通信パラメータを対応して変えるべく活性化される。本発明のさらなる好ましい実施形態によれば、輻輳状況は、ＵＭＴＳ地上無線アクセスネットワーク（ＵＴＲＡＮ）によって検出される。そのような輻輳状況は、関連する移動電話に信号通信され、インターリーブ長が対応して適応するようにする。
【００１７】
以下、本発明を図面を参照しながらより詳細に説明する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は、ＵＭＴＳ地上無線アクセスネットワークＵＴＲＡＮ１を示す。ＵＴＲＡＮ１は多数の無線ネットワークコントローラＲＮＣ２を含む。ＲＮＣの各々は、一の無線ネットワークサブシステム（ＲＮＳ）を持っている。さらに、ＵＴＲＡＮ１は、複数のノードＢ３を持っている。ノードＢ３は、ＧＳＭ基地局に対応するのに対し、ＲＮＣ２はＧＳＭ基地局コントローラ（ＢＳＣ）と同等である。
【００１９】
各ＲＮＣ２は、無線リソース管理（ＲＲＭ）機能を提供する。ＲＲＭは、動的チャネル割り当て、呼許可制御、データサービスのスケジューリングおよび他のＲＲＭメカニズムを包含する。ノードＢ３の各々は、通信および制御の目的のためにそのＲＮＣ２に接続されている。特に、各ノードＢ３は、そのＲＮＣ２に測定値を提供し、ＲＮＣ２は、そのノードＢ３が経験したネットワークトラヒック状況を示す。これにより、ＲＮＣ２は、ネットワークトラヒックの増加、特に輻輳状況を検出することができる。
【００２０】
図１の通信システムはさらに多くの移動電話４を含む。移動電話４は、ＵＴＲＡＮ１を介して通信するための無線インターフェースを有するどんなエンドユーザ通信デバイスであってよい。そのようなエンドユーザ通信デバイスの例は、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、モバイルコンピュータ、自動車移動通信デバイス、Ｗｅｂ機器その他を含む。図１に関して考える例において、移動電話４はＵＭＴＳ標準にしたがっている。
【００２１】
移動電話４はＵＭＴＳ標準にしたがってインターリーブを実施するインターリーブモジュール５を有する。インターリーブモジュール５は、レジスタ６および７に結合されている。レジスタ６は、輻輳のないネットワークトラヒック状況で用いられるパラメータ組を格納する役割を果たす。特に、レジスタ６に格納されるこのパラメータ組はインターリーブ長を指定するためのパラメータＰ１Ｌを含む。このインターリーブ長は、輻輳のないネットワークトラヒック状況のためのＴ１と等しい。
【００２２】
レジスタ７は輻輳したネットワーク状況において使用するためのパラメータ組の格納のために働く。このパラメータ組においてパラメータＰ１ＬはＴ２＞Ｔ１であるＴ２の値をもつ。
【００２３】
輻輳状況はさまざまなシナリオで起こりうる。そのシナリオの一つは、移動電話４のユーザに関連する進行中の通信セッションの間に輻輳が起こるというものである。
【００２４】
このシナリオにおいては、輻輳状況が、進行中の通信セッションの間にＲＮＣ２によって検出される。輻輳状況の検出に応答して、ＲＮＣ２は移動電話４に送信されるべきデータパケット８の増やされたインターリーブ長を選択する。データパケット８は、トランスポートフォーマットコンビネーションインジケータ（ＴＦＣＩ）を含むヘッダ９を有する。ＴＦＣＩは、ヘッダ９におけるデータフィールドであり、とりわけデータパケット８のために使用されるインターリーブ長を示す。
【００２５】
データパケット８が移動電話４によって受信されると、インターリーブモジュール５は、ＴＦＣＩデータフィールドによって指定されたインターリーブ長に応じた増やされたインターリーブ長を有するパラメータ組を選択する。このようにして、レジスタ７に格納されたパラメータ組がインターリーブモジュール５によって選択される。コード長やパワーなどの他の通信パラメータは対応して変更することができる。
【００２６】
輻輳状況が終わると、これもまたＲＮＣ２によって検出される。輻輳状況の終わりの検出に反応して、ＲＮＣ２は、輻輳していないネットワーク状態のインターリーブ長を選択する。以降、輻輳していないネットワーク状態のためのこのインターリーブ長がデータパケット８のために用いられかつＴＦＣＩデータフィールドで表示される。インターリーブモジュール５によるこのヘッダ情報の解釈により、レジスタ６に格納されたパラメータ組の選択がもたらされる。
【００２７】
すなわち、ＲＮＣ２はネットワークトラヒック状況に依存してデータパケット８のために用いられるべきインターリーブ長を選択する。ネットワークが輻輳するとより長いインターリーブ長のＴ２が選択されるのに対し、普通の輻輳していない状況では、より短いインターリーブ長Ｔ１が選択される。インターリーブ長の選択は、ＴＦＣＩデータフィールドへとコード化され、対応するパラメータ組の選択のために移動電話４にこの方法で通信される。
【００２８】
移動電話４により使用される通信パラメータの実際のネットワークトラヒック状態へのより細かいレベルの適応を可能にするために２より多いパラメータ組が用いられてもよいことに留意されたい。通常の輻輳していないネットワーク状況のためのインターリーブ長Ｔ１のよい選択は１０ｍｓもしくは２０ｍｓである。輻輳の場合、Ｔ２のためのよい選択は、４０ｍｓもしくは８０ｍｓである。
【００２９】
通信リンクが移動電話４とＵＴＲＡＮ１との間に確立される毎に移動電話４に対し一以上の代替的なパラメータ組を提供することが必須ではないことに留意されたい。ある実施形態では、ネットワークが普通のトラヒック状況にあるとき、レジスタ６に格納されるべき「標準」パラメータ組のみが移動電話４に提供される。
【００３０】
輻輳したネットワーク状況が検出されると、レジスタ７に格納されるべき代替パラメータ組が移動電話４に送信される。これは、代替パラメータ組がその指定された実際のネットワーク輻輳状況に適応できるという利点がある。この実施形態の欠点は、しかしながら、すでに輻輳したネットワークにおいて、パラメータ組を送信するためのさらなるネットワークトラヒックが発生するということである。進行中の通信セッションの間にパラメータ組を変更するために、ＵＭＴＳ手順「同期無線リンク再設定（ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚｅｄ  ｒａｄｉｏ  ｌｉｎｋ  ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）を用いることができる。
【００３１】
本発明の代替実施形態では、電話呼がなされるとき、実際のネットワーク状況には関係なく通信セッションが確立されるごとに、標準パラメータ組および一以上の代替パラメータ組が移動電話４に提供される。この利点は、移動電話４が、輻輳状況が起きたときに利用可能なチャネル容量のより効率的な利用をするための代替動作モードへの切替えのためにすでに初期化されていることである。この実施形態のさらなる利点は、ネットワークが輻輳してきたときに適応がより迅速にかつパラメータ組を移動電話４に送る必要なく実施できることである。
【００３２】
上述の動作原理はまた、他のシナリオ、たとえば、輻輳していないセルから輻輳したネットワークセルへのハンドオーバ、輻輳したネットワークセル内の移動電話からの電話呼などにも適応できることに留意されたい。どちらの場合にもより長いインタリーブ長が選択され、利用可能なチャネル容量をより効率的に使用できるようにする。
【００３３】
図２は、対応する方法を図示する。ステップ１０でＵＴＲＡＮは輻輳状況を検出する。通常、これはＵＴＲＡＮの無線ネットワーク制御ユニットにより提供される無線リソース管理機能によってなされる。
【００３４】
ステップ１１では、検出された輻輳状況の点から適当な減らされたインターリーブ長が決定される。以降、増やされたインターリーブ長がデータパケット８（たとえば図１）のために使用される（ステップ１２）。
【００３５】
同時に、他の通信パラメータを対応して適応させることができる。これによりネットワーク負荷の減少がもたらされる一方サービス品質が各ユーザごとに維持される。移動電話のユーザが経験する唯一の変更は、増やされたインターリーブ長によって引き起こされる伝送遅延のわずかな増加である。
【００３６】
ステップ１３において、ネットワークトラヒックの有意な減少がＵＴＲＡＮによって検出される。ステップ１４では、改善したネットワークトラヒック状況に対応する減らしたインターリーブ長を決定する。減らしたインターリーブ長が再びステップ１５で使用される。
【００３７】
任意選択の機能として、移動電話はインターリーブ長の変更をユーザに信号で知らせる出力手段を有する。これは、移動電話のディスプレイに変更を示す情報を表示することによっておよび／または移動電話によって生成される音響信号によって行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による通信システムの実施形態のブロック図である。
【図２】本発明による方法の実施形態を示す図である。
【符号の説明】
１  ＵＴＲＡＮ
２  ＲＮＣ
３  ノードＢ
４  移動電話
５  インターリーバ（インターリーブモジュール）
６、７  レジスタ
８  データパケット
９  ヘッダ
【図１】
0004234977.tif 000002
【図２】
0004234977.tif 000003