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JP2008514074A - 移動体通信網で無線リソースをプリエンプティブに管理する方法 - Google Patents

移動体通信網で無線リソースをプリエンプティブに管理する方法 Download PDF

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Abstract

本発明は、新しいチャネル要求を受け入れる時にリソースの欠如がある場合に、
a− プリエンプトできるチャネルを識別し(30、35)、それらの間で、関連する優先順位レベルを使用して最低優先順位のチャネルを選択し(40)、
b− これを少なくとも部分的に再構成することによって得られるリソースの増加を評価し(50、55)、前記チャネルおよび前記増加を記憶し、
c− 記憶されたチャネルによって達成される増加が前記新しい要求をサポートするのに十分であるかどうかを検査し(70)、
d− ステップaからcを、
− 得られる利益が十分になるまで繰り返し、この場合に、記憶された通信チャネルが再構成され、新しい要求が受け入れられ(80)、または、
− プリエンプトできるすべてのチャネルが、十分な増加を得ることなく評価されるまで繰り返し、この場合に、新しい要求が拒否される(90)
ことからなる、移動体通信網内で要求されたQoSパラメータにそれぞれが関連する通信チャネルに割り振られる無線リソースの管理に関する。

Description

本発明は、全般的には遠距離通信の領域に関し、より具体的には、パケット・モードの移動体通信網内のアクセス網において、無線リソースを管理する方法に関するものである。
本発明による方法は、3GPP標準規格に準拠するGPRSテクノロジまたはUMTSテクノロジを使用する携帯電話ネットワークに適用されるように設計される。説明を過度に複雑にしないようにするために、この説明の終りに、使用されるすべての頭字語の定義を含む用語集欄を設けるので参照されたい。
UMTS標準規格は、パケット・モードでの新しいデータ伝送サービスを指定し、モバイル・オペレータへの加入者に、IPに基づくサービス(電子メッセージング、ファイルのダウンロード、ウェブ・サイトまたはWAPサイトの閲覧)へのアクセスを含む様々な特徴を提供することができる。したがって、データ(IPパッケージで伝送される)を、UMTS網の外部の網、通常はインターネット・ネットワークに属するサーバと、携帯電話機との間で交換することができる。現在、UMTSは、リリースとも呼ばれる異なるバージョン、特にRelease 99で段階的に実行され、このRelease 99には、次の説明が具体的に適用可能である。
アーキテクチャに関して、UMTS網は、図1に示されているように、2つのサブネットワーク、すなわち、コア・ネットワークCNと、UTRANとも呼ばれる無線アクセス網とに分割することができる。
アクセス網には、無線ネットワーク制御装置RNCノードによって割り振られた無線リソースを使用して無線インターフェースを介してユーザ機器UEと通信するように設計された複数のNode B無線基地局が含まれる。1つの実体が複数の下位実体を制御する階層アーキテクチャは、GSM無線アクセス網と同一である。無線ネットワーク制御装置RNCは、GSM基地局制御装置(BSC)として働く。しかし、情報を転送するのに使用される無線テクノロジは異なる。
UMTSコア・ネットワークCNには、2つの別個のドメイン、すなわち、テレフォニに関するすべてのサービスを含む回線ドメイン(circuit domain)CSと、パケット交換に関するすべてのサービスを含むパケット・ドメイン(packet domain)PSとが含まれる。
コア・ネットワークには、この2つのドメインに共通するデータベースであるHLRが含まれ、このHLRには、ネットワーク・オペレータの加入者のすべてに関する情報すなわち、加入者電話番号、携帯電話機の識別、および加入契約に関する情報が保管される。HLRには、本説明で後で定義される加入者およびサービスに関係するサービス品質情報も含まれる。したがって、このデータベースは、網内のモバイル加入者の管理に使用される。
コア・ネットワークは、MSC回線交換機およびSGSNパケット交換機もホストする。コア・ネットワーク内のこれらのサポート・ノードは、アクセス網との通信リンクを制御するのに使用される。これらの交換機は、HLRから入手された加入者のプロファイルを保管し、加入者によって要求されたネットワーク・リソースを制御する。
パケット・ドメインでは、SGSNは、もう1つのサポート・ノード、すなわちGGSNに関連し、このGGSNは、より具体的には、外部パケット交換網(インターネットなど)へのゲートウェイとして働く。したがって、パケット・ドメインについて、UMTSコア・ネットワークは、ゲートウェイ、すなわち、サポート・ノードGGSNを介して外部と相互接続され、このGGSNには、セキュリティを維持しながら、携帯電話機が外部網、具体的にはインターネット・ネットワークと通信するのに使用するルーティング情報が含まれる。次に、GGSNは、コア・ネットワーク内のモビリティ、認証、および暗号化を制御する他方のサポート・ノード、すなわちSGSNを使用して、携帯電話機に情報を送信する。これらの網要素は、IPルータ機能を含み、IPタイプ・ネットワークを形成する。
回線ドメインでは、パケット・ドメインを参照して説明したように、MSCが、固定RNC、ISDNタイプ・ネットワークなどへのゲートウェイとして働くもう1つのサポート・ノード、すなわち、GMSCに関連する。
Release 99では、すべてのUMTSサービスが、4つの標準トラフィック・クラス、すなわち、「Conversational」、「Streaming」、「Interactive」、および「Background」によってサポートされる。
「Conversational」クラスおよび「Streaming」クラスは、主に音声またはビデオなどのリアルタイム・フローを搬送するために設計された。しかし、ユーザがリアルタイムでビデオ・ストリームを見る(またはオーディオ・ストリームを聞いている)使用に対応する「Streaming」クラスについて、データ転送時間に対する制約は、「Conversational」クラスほど厳しくはない。
「Interactive」クラスおよび「Background」クラスは、非リアルタイム・サービスに対応し、ナビゲーション・アプリケーション、電子メール・アプリケーション、FTPアプリケーションなどの伝統的なインターネット・アプリケーションの枠組での使用のために提供される。この後者のクラスは、非リアルタイムであり、再送信方法およびコーディング方法に起因して、エラー率においてよりよい性能を提供する。
これらのクラスの間の主な区別要因は、実際には、遅延に対する感度である。「Conversational」トラフィック・クラスは、遅延に非常に敏感であるが、「Background」トラフィック・クラスは、全く敏感ではない。
アクセス網内のリソース、より具体的には無線リソースの配分は、サービス要求に関連するサービス品質(QoS)パラメータを利用して制御される。
したがって、UMTS伝送サービスのQoSパラメータは、UMTS網を介してUMTS伝送サービスのユーザに与えられるサービスを記述する。QoSパラメータの組によって形成されるQoSプロファイルが、このサービスを指定する。したがって、これらは、特にスループット、トラフィック・タイプ、優先順位などに関して、網上のデータ・ストリームの主要な特性を定義するのに使用される標準パラメータである。これらのデータは、HLR内の加入者のプロファイルに保管され、種々の手順によって次の実体(SGSNおよびMSC)に伝送される。
UMTS加入者のQoSプロファイルは、実際には、その加入者が要求できる最高のQoSに対応する。QoSプロファイルは、オペレータによって構成されるデフォルト・プロファイルとすることもできる。
QoSプロファイルで指定されるQoSパラメータは、主に次の通りである。
− 「Allocation Retention Priority」(ARP):このQoSパラメータは、UMTS伝達サービスの割り振りおよびプリエンプションに関して、複数の加入者間のトラフィック優先順位を識別するのに使用される。このタイプのパラメータは、ドメインごとに、すなわち、パケット・ドメインおよび回線ドメインについて指定される。
− 「Traffic Class」:このQoSパラメータは、サービス・タイプに関連する優先順位を示す。上述したように、Release 99では、すべてのサービスが、4つのトラフィック・クラスによってサポートされる。したがって、このQoSパラメータは、「Conversational」(リアルタイム要件が非常に重要なので、高優先順位に対応する)値、「Streaming」値、「Interactive」値、および「Background」(低優先順位)値と等しくなるようにセットすることができる。
− 「Traffic Handling Priority」(THP):このQoSパラメータは、「Interactive」トラフィック・クラスの優先順位レベルを指定する。このパラメータは、3つの値のうちの1つと等しくすることができ、したがって、お互いに関する「Interactive」タイプ・プロファイルの優先順位を定義することができる。
これらのパラメータには、次のものが含まれるが、これらは本発明の枠組の中では使用されないので、参照のみの目的で記載しておく。
− 「Transfer delay」:このQoSパラメータは、パケットの転送中に最大遅延を与える。このQoSパラメータは、リアルタイム・サービスのみに使用される。
− 「Guaranteed bit rate」:このQoSパラメータは、パケットの転送中の保証されたスループットを示す。このQoSパラメータは、リアルタイム・サービスのみに使用される。
− 「Maximum bit rate」:このQoSパラメータは、最大スループットを示す。
上述したQoSパラメータのすべてが、3GPP遠距離通信標準規格の枠組の中で定義される。しかし、その使用は、標準化されてはいない。
UMTS Release 99では、この標準規格は、HLRで、パケット・サービスおよび回線サービスに関する加入者データ内に、優先順位レベルを有する可能性を提供する。「Allocation Retention Priority」(ARP)パラメータは、この目的に使用される。このパラメータは、パケット・ドメインについては、要求されたPDPコンテキストごとにコア・ネットワーク内のHLRで定義され、回線ドメインについては加入者によって定義される。
したがって、ARPパラメータは、無線リソースの割り振り/保存に関して加入者間で優先順位を定義することができる。ARPパラメータは、加入者サービス要求に優先順位を与えるのにMSC内、SGSN内、GGSN内、およびUTRAN内で使用され、コア・ネットワーク内では3つの値、すなわち、優先順位1、優先順位2、および優先順位3のうちの1つとすることができ、優先順位3が最低の優先順位である。
ARPパラメータは、4つのサブパラメータの形でUTRAN RNCに送信されて、加入者サービス要求に対応する通信に優先順位レベルを関連付ける。したがって、このパラメータは、コア・ネットワークで、UTRAN RNCに送信するために4つのサブパラメータ、すなわち、「Priority Level」、「Preemption Capability」、「Preemption Vulnerability」、および「Queuing allowed」に変換され、この4つのサブパラメータの値は、コア・ネットワークのARPパラメータから導出される。この4つのサブパラメータは、3GPP標準規格のパートTS 25.413でより正確に定義されている。
コア・ネットワークCNによって送信される優先順位パラメータから開始して、UTRANは、そのリソースのすべて(すなわち、無線リソース、転送リソース、および処理能力)を、異なるシステム・ユーザの間で分配できなければならない。
PDPコンテキスト・アクティブ化手順を、図2を参照して説明する。この手順は、移動端局MSが、PDPコンテキストをSGSNまたはGGSN内で記憶する必要があることを要求し、それにより、加入者によって要求されたサービスの実行のためにコア・ネットワーク内でリソースを予約することを可能にする。PDPコンテキストがアクティブ化されると、UMTS網内の異なるノードは、要求されたPDPコンテキストおよび加入者の加入契約に関連するサービス品質情報、特にARPパラメータによって定義される加入者のトラフィック・クラスおよび優先順位を受信する。
加入者の優先順位に対応する情報、言い換えれば、その加入者が要求したPDPコンテキストを定義するデータに含まれるARPパラメータが、加入者の位置を更新するとSGSNに送信される。次に、この情報は、加入者によるPDPコンテキストのアクティブ化中にGGSNに送信され、次に、上で定義した4つのサブパラメータの形でRNCに送信される。
したがって、PDPコンテキストをアクティブ化する手順は、加入者が要求したサービスを実行するためにその加入者が網でデータを送信または受信することを望む時に行われ、モバイル加入者のイニシアティブによってトリガされ、かくして当該端末が、その加入者によって要求された外部網との相互接続を行うGGSNサポート・ノードに知られることを可能にする。したがって、PDPコンテキストをアクティブ化するこの手順の終りに、対応するサービス品質プロファイルが、異なるネットワーク・ノードの間で交換され、その後、加入者によって要求されたサービスに対応するUMTS網と外部網との間のデータ伝送を、開始することができる。
ステップ1では、移動端局MSが、PDPコンテキストをアクティブ化するように、そのホームSGSNに要求し、所要のQoSを指定する。このSGSNは、加入契約データおよび他のパラメータに応じて、所要のQoSを変更することができる。
ステップ2および3では、SGSNが、おそらくはQoSパラメータを変更して、要求をGGSNに転送する。その後、用語「ネゴシエートされたQoS(negotiated QoS)」が使用される。次に、GGSNは、もう一度QoSを変更し、SGSNに送り返すことができる。
ステップ4および5では、SGSNは、ネゴシエートされたQoSをいわゆるRadio Access Bearer RABサービス要求の形で記述するとによって、通信チャネルに必要な無線リソースを割り振るようにRNCに要求し、このRABサービス要求は、標準規格でRABパラメータと呼ばれるサービス品質パラメータの組を含み、具体的には、トラフィック・クラスおよびコア・ネットワークのARPパラメータからの4つのサブパラメータ出力を含む。RABパラメータは、標準規格3GPP TS 25.413 v4.0.0のセクション9.2.1.3で定義されている。
RNCは、この要求を受け入れ、RAB属性から、このサービス要求をサポートするために提供される通信チャネルに必要な無線リソースの大きさを決定し、割り振ることを開始する。RNCは、必要なリソースが使用可能であるかどうかを検査し、そうでない場合には、あらかじめアクティブな通信チャネルに関連するサービス品質パラメータと新しい要求のパラメータとの関数としてリソースの不足を管理しなければならない。次に、RNCは、要求された通信チャネルを受け入れるか、または拒否することができる。
ステップ6で、SGSNは、携帯電話機からの要求を受け入れ、網上で入手したサービス品質をその携帯電話機に送信する。
回線ドメインでは、テレビ電話タイプの発呼要求の例を検討する。第1ステップで、携帯電話機は、要求されたサービス品質を有する通信チャネルを入手することを目指して、コア・ネットワークにサービス要求を送信する。要求されたQoS特性は、伝送網機能(Bearer Capability)を含むフィールドに含まれる。これは、スループット、要求された接続タイプなどを指定する。この要求は、第2ステップで、ISDNタイプの固定網に転送される。
最後に、コア・ネットワークは、上述したRABパラメータの形でサービス要求を記述する、対応する無線リソース割り振り要求を送信する。RNCは、このサービス要求をサポートするために通信チャネルに割り振らなければならない必要な無線リソースを計算する。RNCは、これらのリソースが使用可能であるかどうかを検証し、そうでない場合には、あらかじめアクティブな通信チャネルに関連するサービス品質パラメータと新しい要求のパラメータとの関数としてリソースの不足を管理しなければならない。次に、RNCは、要求された通信チャネルを受け入れるか、または拒否することができる。
考慮に入れなければならない重要な制約は、UTRANが、CNによって送信されたサービス品質パラメータから始めて、システムの異なるユーザの間で、(例えば、無線リソース(Uuインターフェース)、転送リソース(Iuインターフェース、Iubインターフェース、およびIurインターフェース)、および処理能力として記述することができる)そのリソースのすべてを分配することができなければならないことである。標準規格で指定されたプリエンプション手順は、要求されたQoSを満たすためのリソースが使用可能でない時に優先されるものとして、オペレータによって考慮されるユーザまたはサービスのリソースへのアクセスを容易にするために、これを行うのに使用することができる。
リソース割り振り要求が行われる時には、必ず、要求されたリソースが部分的にまたは完全に使用不能であるリスクがある。UTRANに置かれた許可(admission)検査は、アクセス網によって管理されるリソースの欠如を検出することができる。例えば、これらのリソースは、
− 上り方向および下り方向の出力と、
− 主に下り方向のコードと、
− アクセス網を構成する異なる機器内の物理リソースに対応する処理能力と、
− 転送網上の伝送能力、言い換えれば、アクセス網を形成する異なる機器を接続する異なる物理接続で割り振られたリソースと
によって特徴付けられる。
システムは、UTRANのリソースが、オペレータが申し出るサービスにアクセスする権利を有するすべての加入者の間で最適に割り振られ/使用されることを保証しなければならない。標準規格は、加入者が、プリエンプション手順に基づいて、ネットワーク・オペレータとの間で結ばれた加入契約のタイプによって定義される彼らの優先順位に応じて別々に扱われなければならないと明示している。
具体的に言うと、プリエンプション手順には、所与のサービスに割り振られるリソースを減らすアルゴリズムと、優先されるものと考えられる要求を満たすのに十分なリソースを入手するアルゴリズムとの使用が含まれる。
しかし、3GPP標準規格で与えられるUTRANでのリソース・プリエンプション手順への言及は極端に簡潔で、本質的に、UTRANが、それに従って、優先順位の昇順で、より低い優先順位を有するRABのリソースをプリエンプトする機構を使用できるにすぎない、従うべきルールを単純に定義している。しかし、リソースにアクセスするために、別のRABではなく、あるRABに優先順位レベルを割り当てるための判断基準は、この標準規格には記載されていない。
したがって、UTRAN内のリソースへのアクセス優先順位を定義する方法と、CNによって送信され、RABパラメータに含まれる優先順位パラメータ(言い換えると、「Allocation Retention Priority」グループのパラメータ)の使用とは、網構築者によって選択された実施態様に依存する。
それでも、プリエンプション概念は、UMTSオペレータにとって非常に重要である。なぜなら、このプリエンプション概念が、加入者クラスの管理を制御し、無線リソースへのアクセス手順を定義するからである。さらに、プリエンプションが網上で可能になる瞬間から始まって、どのリソースがどのユーザからどれほどの量だけプリエンプトされるかを定義するための、標準規格に記載されたメカニズムはない。
3GPP標準規格のパートTS 25.413
従って、本発明の目的は、リソースをどのようにプリエンプトするか、および、どれほどの量のリソースをプリエンプトするかを選択するのに異なる判断基準を使用する、無線リソースのプリエンプション用の複数判断基準メカニズムを提案し、それにより、ネットワーク・オペレータが網アクセス・リソースの共用、および、割り振りのより柔軟な手順を定義できるようにすることによって、上述した弱点を克服することである。
上記課題を解決するための本発明に係る方法は、移動体通信網内での無線リソースの管理の方法であって、前記リソースが、要求されたサービス品質パラメータの組にそれぞれが関連する複数の通信チャネルに割り振られ、前記方法が、要求されたサービス品質パラメータの組に関連する通信チャネルに関する新しい要求の受入れに続き、前記新しい要求をサポートするのに必要なリソースの欠如の検出に続く、リソース・プリエンプション手順の使用を含み、リソース・プリエンプション手順が、異なる通信チャネル間の順序関係をセットアップするために、予めアクティブな通信チャネルのそれぞれに関連する優先順位レベルの関数として、予めアクティブな通信チャネルへのリソースの割り振りを変調するように設計され、前記プリエンプション手順が、
a− プリエンプトできる、網上のアクティブ通信チャネルを識別し、それらの間で、事前定義の選択判断基準に従って最低優先順位の通信チャネルを選択するステップと、
b− 選択された通信チャネルの少なくとも部分的再構成によって得られる無線リソースの増加を評価するステップであって、前記選択された通信チャネルおよび前記関連する増加が、再構成リストに記憶されるステップと、
c− リストに含まれるすべての通信チャネルによって達成される増加が前記新しい要求をサポートするのに十分であるかどうかを検査するステップと、
d− ステップaからcを、
− 得られる利益が十分になるまで繰り返し、この場合に、リストに含まれる通
信チャネルが再構成され、新しい要求が受け入れられ、または、
− プリエンプトできるすべての通信チャネルが、十分な利益を得ることなく評
価されるまで繰り返し、この場合に、新しい要求が拒否される
ステップと
を含むことを特徴とする方法である。
プリエンプトできる通信チャネルを識別するステップは、関連する優先順位レベルが新しい要求に関連する優先順位レベルより低い伝送サービスを判定することからなることが好ましい。
好ましくは、プリエンプトできる通信チャネルは、少なくとも関連するサービス品質パラメータから記述されるサービス品質が、所定の最低サービス品質よりよい、という条件をも満たす。
最低サービス品質は、最小バイナリ・スループット値に対応し、プリエンプトできる通信チャネルは、スループットに関する関連するサービス品質パラメータが、前記最小の事前定義のスループット値より大きい値を含む、という条件を満たすことが好ましい。
一実施形態によれば、選択された通信チャネルの再構成は、前記通信チャネルに割り振られたすべてのリソースをプリエンプトすることからなる。
別の実施形態によれば、選択された通信チャネルの再構成は、少なくとも関連するサービス品質パラメータから始まる記述されたサービス品質が所定の最低サービス品質に達するように、前記チャネルに割り振られたリソースの一部をプリエンプトすることからなる。
好ましくは、選択された通信チャネルは、その再構成によって得られる増加が構成可能な再構成閾値以上であることをチェックした後に、再構成リストに記憶される。
プリエンプトできる通信チャネルの中の最低優先順位の通信チャネルは、少なくとも、前記通信チャネルのそれぞれに関連する優先順位レベルとスループット・サービス品質パラメータとを考慮に入れて選択されることが好ましい。
好ましくは、プリエンプトできる通信チャネルの中の最低優先順位の通信チャネルは、前記通信チャネルのそれぞれに関連するサービス・タイプに関連する少なくとも1つのサービス品質パラメータも考慮に入れて選択される。
一実施形態によれば、通信チャネルに関連する優先順位レベルは、第1に「Allocation Retention Priority」サービス品質パラメータの値を、第2にサービス・タイプに関連する少なくとも1つのサービス品質パラメータの値を考慮に入れて決定される「Priority Level」パラメータの値によって定義される。
対応する通信チャネルの優先順位レベルを定義する「Priority Level」パラメータの値を決定するのに使用されるサービスのタイプに関連するサービス品質パラメータは、「Traffic Class」パラメータを含むことが好ましい。
対応する通信チャネルの優先順位レベルを定義する「Priority Level」パラメータに割り当てられる値を決定するのに使用されるサービスのタイプに関連するサービス品質パラメータは、対話タイプ・サービスの互いに関する優先順位を定義する「Traffic Handling Priority」パラメータも含むことが好ましい。
本発明は、サービス品質パラメータの組にそれぞれが関連する複数の通信チャネルにリソースを割り振る手段を含む移動体通信網内の無線リソース管理デバイスであって、本発明の方法を実施する手段を含むことを特徴とする無線リソース管理デバイスにも関する。
本発明は、データ媒体に保管されたコンピュータ・プログラムであって、本発明の方法の実行を制御するためにソフトウェア命令を含むことを特徴とするコンピュータ・プログラムにも関する。
本発明の他の特性および利点は、添付図面を参照して例示的かつ非限定的な例として与えられる以下の説明を読むことにより明瞭になるであろう。
図3は、UTRANでの無線リソースの割り振りを管理するプリエンプション手順の使用に関する特定の実施形態を示す。
UMTS網での新しいサービス要求の受入れ(図3では符号10)時に、コア・ネットワークは、対応する無線リソース割り振り要求を、サービス品質パラメータの組の形でUTRANに送信する。UTRAN、具体的には無線ネットワーク制御装置RNCデバイスは、このサービス要求をサポートするのに使用される通信チャネルに必要なリソースを計算することによって、受入れをチェックする。プリエンプション手順は、アクセス網によって管理されるリソースが、このサービス要求をサポートするのに十分でないことをUTRANに置かれた受入れチェック手段によって検出された(ステップ20)場合に使用される。要求されたリソースが、部分的にまたは完全に使用不能である場合がある。
例えば、リソースの欠如の検出は、下り方向の出力の欠如の検出に基づくものとすることができる。リソースの欠如は、コードの欠如、すなわち、処理能力の欠如を特徴とすることもできる。どの場合でも、リソースの欠如の特徴付けは、網アーキテクチャ、および、機器製造業者に依存する。
「Preemption Capability」パラメータを使用して、プリエンプション手順を実施することができ、このパラメータの値は、関連する通信チャネルが他のあらかじめアクティブな通信チャネルのリソースをプリエンプトできるか否かを示し、「Preemption Vulnerability」パラメータを使用することもでき、このパラメータの値は、関連する通信チャネルのリソースが他の通信チャネルによってプリエンプトされ得るかどうかを示す。
したがって、例えば、プリエンプション手順を使用するためには、それに関する受入れがリソース問題を生じるチャネルの「Preemption Capability」パラメータの値が、対応するチャネルが他の通信チャネルをプリエンプトできることを示さなければならない。その場合に、プリエンプト手順をトリガして、優先順位の関数として予めアクティブな通信チャネルへの無線リソースの割り振りを減らすことにより、新しいチャネル要求を受け入れることができることになる。
これを達成するために、ステップ30を使用して、プリエンプトできる、網上でアクティブな通信チャネルを識別する。この例によれば、この識別ステップは、第1に、関連する「Preemption Vulnerability」パラメータがプリエンプションに対する脆弱性を示し、第2に、関連する優先順位レベルが、その受入れがリソース問題を生じるチャネルに関連する優先順位レベルより低い、アクティブ通信チャネルを判定することからなるものとすることができる。
しかし、「Preemption Capability」パラメータおよび「Preemption Vulnerability」パラメータを使用することは、この方法を使用する上で、任意に選択し得ることであることに留意されたい。
本明細書で言及する、各チャネル要求に関連する優先順位レベルは、異なる通信チャネル間の順序関係をセット・アップすることを可能にするが、例えば、サービス・タイプに関連する少なくとも1つのサービス品質パラメータ、すなわち、「Traffic Class」パラメータおよび「Traffic Handling Priority」パラメータの値、または標準の「Priority Level」パラメータの値によって定義することができる。
1つの変形で、通信チャネルごとに優先順位レベルを定義するのに使用される「Allocation Retention Priority」パラメータの「Priority level」パラメータの値は、第1にコア・ネットワークの「Allocation Retention Priority」パラメータの値、第2にサービス・タイプに関連する少なくとも1つのパラメータの値を考慮に入れることによって決定することができる。第1実施形態では、サービス・タイプに関連する、各通信チャネルに関連する優先順位レベルを定義するために「Priority Level」サブパラメータに割り当てられる値を決定するのに使用されるサービス品質パラメータに、4つの値のうちの1つと等しいものとすることができる「Traffic Class」パラメータが含まれる。第2実施形態では、使用されるサービス・タイプに関連するサービス品質パラメータに、3つの値のうちの1つと等しいものとすることができ、優先順位をセットするのに使用できる、言い換えれば、対話タイプ・サービス(言い換えれば、「Traffic Class」パラメータの値が「Interactive」と等しいサービス)を優先順位レベルによる順序にするのに使用できる、「Traffic Handling Priority」パラメータも含まれる。
この方法で、「Priority Level」パラメータの12個までの値、したがって12個までの優先順位レベルを、「Traffic Class」サービス品質パラメータおよびコア・ネットワークの「Allocation Retention Priority」サービス品質パラメータを使用して、異なる通信チャネルについて定義することができる。
さらに、「Priority Level」パラメータの18個までの値、したがって18個までの優先順位レベルを、「Traffic Class」パラメータ、コア・ネットワークの「Allocation Retention Priority」パラメータ、および「Traffic Handling Priority」パラメータを使用して、異なる通信チャネルについて定義することができる。
1つの好ましい実施形態によれば、本発明の使用されるプリエンプション手順は、リソースをプリエンプトされる加入者が、最低サービス品質を維持することを保証するであろう。この最低サービス品質は、サービス品質プロファイルのすべてまたは一部を含む、所与の通信チャネル要求に固有のUTRANの既知のパラメータから定義される。
また、この好ましい実施形態によれば、プリエンプトできる、網上のアクティブ通信チャネルを識別する(ステップ30)ために、これらのチャネルが、少なくとも1つの関連するサービス品質パラメータを使用して記述されたサービス品質が、最低の要求されたサービス品質よりよいことをチェックすることも必要である。したがって、最低サービス品質を定義することによって、オペレータが一部のサービス品質パラメータを他のサービス品質パラメータより優先することを可能にすることができる。
一例によれば、最低サービス品質は、ダウンリンク上の最小バイナリ・スループット値に対応する。したがって、所与の通信チャネルに関連するサービス品質は、割り振られたダウンリンク上のバイナリ・スループットに関して理解され、そのダウンリンク上の最小スループットと比較される。これは、接続がセットアップされる時に要求される「Maximum Bit Rate For Downlink」パラメータを使用して行われる。したがって、プリエンプトできるアクティブ通信チャネルは、それに関連するサービス品質パラメータ「Maximum Bit Rate For Downlink」値が、要求されたサービス品質値より大きいことを検証する必要がある。
要求されたサービス品質値は、「Maximum Bit Rate For Uplink」スループット・サービス品質パラメータ、「Guaranteed Bit For Downlink」スループット・サービス品質パラメータ、および「Guaranteed Bit Rate For Uplink」スループット・サービス品質パラメータを使用して記述することもできる。
ステップ30においてプリエンプトできる少なくとも1つの通信チャネルが識別された場合に、ステップ40が使用される。このステップ40は、事前に定義された選択判断基準に従って、プリエンプト可能であると識別された通信チャネルの中で、最低優先順位の通信チャネルを選択することからなる。
例えば、第1ステップは、標準の「Priority Level」パラメータの値の昇順で通信チャネルを選択することである。同一優先順位レベルを有する通信チャネルから構成されるサブグループ内で実行される第1ステップは、トラフィック・クラスが「Background」タイプである通信チャネルを選択し、次に、トラフィック・クラスが「Interactive」タイプである通信チャネルを選択することである。
各通信チャネルの優先順位レベルを定義するのに使用される「Priority Level」パラメータが、第1にコア・ネットワークによって送信された「Allocation Retention Priority」パラメータの値、第2にサービス・タイプに関連する少なくとも1つのサービス品質パラメータの値を考慮に入れて決定される、上述した変形例によれば、プリエンプト可能であると識別された通信チャネルの中で最低優先順位の通信チャネルは、単純に、「Priority Level」パラメータの値の昇順で通信チャネルを選択することによって選択される。
次に、同一優先順位レベルを有する通信チャネルによって形成されるサブグループ内で、通信チャネルを、例えば、最低サービス品質を保証するための所定の最小バイナリ・スループットに対する、割り振られたダウンリンク上のバイナリ・スループットの比の昇順で選択することができる。
プリエンプト可能であると識別された通信チャネルの中で最低優先順位の通信チャネルを選択した後に、ステップ50が、この通信チャネルを再構成する場合に得られるリソースの増加を評価するために適用される。このステップ50は、この通信チャネルに割り振られたリソースが、最低の所定のサービス品質、すなわち、この例では、固定ダウンリンク上の最小バイナリ・スループットに達するようにプリエンプトされた場合に得られるであろう増加を推定することからなる。
上記得られるリソースの増加は、ステップ60で、パラメータによって定義される再構成可能閾値と比較されることが好ましい。それ未満では得られる増加が十分ではないと考えられる構成可能閾値を定義することができる。その場合に、リソースは、この通信チャネル上ではプリエンプトされない。そのような閾値を定義することの目的は、通信チャネル再構成の回数を制限することである。
1つの例の実施形態では、例えば下り方向の総出力の増加を特徴とする、得られるリソースの増加が、新しいサービス要求に対応する新しい通信チャネルを受け入れるために必要な出力の10%の構成可能閾値未満である場合に、選択された通信チャネルは、プリエンプト不可能であると見なされ、この手順は、ステップ30に戻って再開される。そうでない場合には、選択された通信チャネルは、プリエンプト可能であると考えられ、再構成される通信チャネルを含む再構成リストに、この通信チャネルに関連する評価された増加と共に含められる。
次に、ステップ70は、プリエンプションに関する再構成リストに含まれるすべての通信チャネルから得られる増加が、要求された通信チャネルのリソース要求にサービスするのに十分なリソースを解放するか否かを検証することからなる。
ステップ30から70は、得られる増加が十分になるまで繰り返され、得られる増加が十分になる場合に、ステップ80が実施され、このステップ80では、再構成リストに含まれる通信チャネルが、新しい通信チャネルを受け入れるのに必要なリソースを効果的に回復するために再構成され、その後、この手順は終了する。
もう1つの事例が発生する可能性があり、この事例では、ステップ30から70が、プリエンプト可能であると識別されたすべての通信チャネルが最低QoSを有するリソースの増加に関して評価されるまで繰り返されるが、リソースの必要な増加が得られない。
最低サービス品質未満のランクを有するすべての通信チャネルを再構成した後に得られる増加が十分でない場合に、この手順には、プリエンプトできるすべての通信チャネルのすべてのリソースをプリエンプトする手段が含まれる。
したがって、より低いランクを有するすべての識別された通信チャネルが、十分な増加を得ることなく最低サービス品質で評価された時に、最低サービス品質を尊重する条件をまったく伴わずに、プリエンプトできるすべての通信チャネルを識別することからなるステップ35が、実施される。したがって、これには、第1に、関連する「Preemption Vulnerability」RABパラメータがプリエンプションに対する脆弱性を示し、第2に、関連する優先順位レベルが新しいチャネル要求に関連する優先順位レベルより低い、通信チャネルが含まれる。
上でステップ30から70を参照して説明したループが、ステップ50がステップ55に置換されることを除いて、ステップ35でプリエンプト可能であると識別された通信チャネル上でもう一度使用され、ステップ55は、ある選択された通信チャネルに割り振られたリソースが完全にプリエンプトされた場合に、その通信チャネルについて得られるリソースの増加を推定することからなる。同様に、この手順は、再構成リストに含まれるすべての通信チャネルから得られる増加が十分になるまでループする。
しかし、プリエンプトできるすべての識別された通信チャネルが、この第2ループで完全プリエンプションで評価され、得られる増加が、新しいサービス要求をサポートするのに依然として十分でない場合には、このサービス要求は、ステップ90に示されているように拒否され、この手順は終了する。
このプリエンプト手順を、おそらくはプリエンプションの対象であると識別された通信チャネルに基づいて使用し、尊重されるべき最低サービス品質を用いる第1フェーズを実行せずに、完全プリエンプションを用いて直接に評価することもできる。
UTRANは、RNC無線ネットワーク・コントローラ・デバイス内で本発明による方法の異なるステップを実行するように配置されたデータ処理手段を含まなければならない。より正確には、上述した方法のステップは、ソフトウェア命令の制御の下で、データ処理デバイス、実際には無線ネットワーク・コントローラ・デバイスによって実行される。その結果、本発明は、コンピュータ・デバイスによるこの方法の実行を制御するためにソフトウェア命令を含むデータ媒体に保管できるか、またはこのデータ媒体によって伝送できるコンピュータ・プログラムにも関する。このデータ媒体は、ハードウェア記憶媒体、例えばCD−ROM、磁気ディスケット、またはハード・ディスクとするか、あるいは電気信号、光信号、または無線信号などの伝送可能媒体とすることができる。
上に説明した実施形態は、UMTS網に関するものであるが、本発明は、GPRS網およびすべての類似するタイプの移動体通信網に適用可能であることは明らかである。
<用語集>
この用語集は、本特許出願で使用される頭字語のリストである。これらの頭字語のほとんどは、3GPP遠距離通信標準規格の枠組で定義されている。
3GPP: Third−Generation Partnership Pro
ject(ETSIの)
GSM: Global System for Mobile Communi
cations
UMTS: Universal Mobile Telecommunicati
ons System
IP: Internet Protocol
BSC: Base Station Controller
HLR: Home Location Register
SGSN: Serving GPRS Support Node
GGSN: Gateway GPRS Support Node
UTRAN: UMTS Terrestrial Radio Access Ne
twork
RNC: Radio Network Controller
QoS: Quality of Service
FTP: File Transfer Protocol
ARP: Allocation Retention Priority
PDP: Packet Data Protocol
THP: Traffic Handling Priority
RAB: Radio Access Bearer
UMTSタイプ網のアーキテクチャを示す図である。 パケット・ドメインのPDPコンテキストをアクティブ化する手順を示す図である。 本発明の方法の使用に関する特定の実施形態を示す流れ図である。

Claims (14)

  1. 移動体通信網内で無線リソースを管理する方法であって、前記リソースは、要求されたサービス品質パラメータの組にそれぞれが関連する複数の通信チャネルに割り振られ、前記方法は、要求されたサービス品質パラメータの組に関連する通信チャネルに関する新しい要求の受入れ(10)に続き、前記新しい要求をサポートするのに必要なリソースの欠如の検出(20)に続く、リソース・プリエンプション手順の使用を含み、前記リソース・プリエンプション手順は、異なる通信チャネル間の順序関係をセット・アップするために、予めアクティブな通信チャネルのそれぞれに関連する優先順位レベルの関数として前記予めアクティブな通信チャネルへのリソースの割り振りを変調するように設計され、前記プリエンプション手順は、
    a− プリエンプトできる、前記網上のアクティブ通信チャネルを識別し、それらの間で、事前に定義された選択判断基準に従って最低優先順位の通信チャネルを選択するステップ(30、35)と、
    b− 前記選択された通信チャネルの少なくとも部分的再構成によって得られる無線リソースの増加を評価するステップ(50、55)であって、前記選択された通信チャネルおよび前記関連する増加が、再構成リストに記憶されるステップ(50、55)と、
    c− 前記リストに含まれるすべての通信チャネルによって達成される前記増加が前記新しい要求をサポートするのに十分であるかどうかを検査するステップ(70)と、
    d− ステップaからcを、
    − 前記得られる利益が十分になるまで繰り返し、この場合に、前記リストに含
    まれる前記通信チャネルが再構成され、前記新しい要求が受け入れられ(8
    0)、または、
    − プリエンプトできるすべての通信チャネルが、十分な利益を得ることなく評
    価されるまで繰り返し、この場合に、前記新しい要求が拒否される(90)
    ステップと
    を含むことを特徴とする方法。
  2. プリエンプトできる通信チャネルを識別する前記ステップは、前記関連する優先順位レベルが前記新しい要求に関連する優先順位レベルより低い伝送サービスを判定することからなることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
  3. プリエンプトできる前記通信チャネルは、少なくとも関連するサービス品質パラメータから記述されるサービス品質が、所定の最低サービス品質よりよい、という条件も満たすことを特徴とする、請求項2に記載の方法。
  4. 前記最低サービス品質は、最小バイナリ・スループット値に対応し、プリエンプトできる前記通信チャネルは、スループットに関する関連するサービス品質パラメータが、前記最小の事前に定義されたスループット値より大きい値を含む、という条件を満たすことを特徴とする、請求項3に記載の方法。
  5. 前記選択された通信チャネルの再構成は、前記通信チャネルに割り振られたすべてのリソースをプリエンプトすることからなることを特徴とする、請求項1または2に記載の方法。
  6. 前記選択された通信チャネルの再構成は、少なくとも前記関連するサービス品質パラメータから記述されたサービス品質が前記所定の最低サービス品質に達するように、前記チャネルに割り振られた前記リソースの一部をプリエンプトすることからなることを特徴とする、請求項3または4に記載の方法。
  7. 前記選択された通信チャネルは、その再構成によって得られる前記増加が構成可能な再構成閾値以上であることをチェック(60)した後に、前記再構成リストに記憶されることを特徴とする、請求項1乃至6のいずれか一項に記載の方法。
  8. プリエンプトできる前記通信チャネルの中の前記最低優先順位の通信チャネルは、少なくとも、前記通信チャネルのそれぞれに関連する前記優先順位レベルとスループット・サービス品質パラメータとを考慮に入れて選択されることを特徴とする、請求項1乃至7のいずれか一項に記載の方法。
  9. プリエンプトできる前記通信チャネルの中の前記最低優先順位の通信チャネルは、前記通信チャネルのそれぞれに関連するサービス・タイプに関連する少なくとも1つのサービス品質パラメータをも考慮に入れて選択されることを特徴とする、請求項8に記載の方法。
  10. 通信チャネルに関連する前記優先順位レベルは、第1に「Allocation Retention Priority」サービス品質パラメータの値を、第2にサービス・タイプに関連する少なくとも1つのサービス品質パラメータの値を考慮に入れて決定される、「Priority Level」パラメータの値によって定義されることを特徴とする、請求項1乃至9のいずれか一項に記載の方法。
  11. 対応する通信チャネルの前記優先順位レベルを定義する「Priority Level」パラメータの前記値を決定するのに使用されるサービスのタイプに関連する前記サービス品質パラメータは、「Traffic Class」パラメータを含むことを特徴とする、請求項10に記載の方法。
  12. 対応する通信チャネルの前記優先順位レベルを定義する「Priority Level」パラメータに割り当てられる前記値を決定するのに使用されるサービスのタイプに関連する前記サービス品質パラメータは、対話タイプ・サービスの互いに関する優先順位を定義する「Traffic Handling Priority」パラメータをも含むことを特徴とする、請求項11に記載の方法。
  13. サービス品質パラメータの組にそれぞれが関連する複数の通信チャネルにリソースを割り振る手段を含む移動体通信網内の無線リソース管理デバイスであって、請求項1乃至12のいずれか一項に記載の方法を実施する手段を含むことを特徴とする、無線リソース管理デバイス。
  14. データ媒体に保管されたコンピュータ・プログラムであって、請求項1乃至12のいずれか一項に記載の方法の実行を制御するためにソフトウェア命令を含むことを特徴とするコンピュータ・プログラム。
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