JP4567051B2 - ワイヤレス・ネットワークにおけるセッション確立時間の削減方法 - Google Patents

Description

本出願は無線通信に関する。より詳細には、本出願はＣＤＭＡ−２０００ネットワークにおけるデータセッションの確立および動作に関する。

現代の無線通信ネットワークは、何十年もの間何らかの形で存在してきた。時々、新しい技術や規制あるいは商用開発などによって、無線通信分野における進歩の原動力が提供される。最も初期の商用（「第１世代」または「１Ｇ」）セルラシステムはアナログ音声チャネルとデジタル制御を使用しており、データ通信機能は非常に限られたものであった。このシステムは、音声と制御の両方にデジタル無線チャネルを使用した「第２世代」すなわち「２Ｇ」システムに置き換えられた。最近になって、ＣＤＭＡ−２０００システムなどの「第３世代（３Ｇ）」の通信システムが使用可能になった。ＣＤＭＡはデジタル通信の１つの一般的な形式であり、符号分割多重接続方式を意味する。ＣＤＭＡ−２０００という用語それ自体は、米国通信工業会（Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）の登録商標である。ＣＤＭＡ−２０００は複数の無線チャネル通信を先進のデータパケット送信プロトコルと組み合わせて、既存のネットワークを介した高速のデータサービスを提供する。

ここ数年、無線電話の使用が大幅に拡大し、それに伴って平方マイル（約２．６平方キロメートル）あたりの加入者の数、および所与のエリア内で使用可能な帯域幅を同時に使用する加入者の数が増加した。その結果、最近の無線ネットワークは、セルと呼ばれるいくつかの地理的ゾーンに分割されている（したがって、「セルラ（ｃｅｌｌｕｌａｒ）」と呼ばれる）。このようなネットワークでは、複数の加入者が各セル内の無線タワーや周波数のサービスを共有することが可能である。

したがって、使用可能なセルラ通信基盤の容量と性能を向上させることが通信プロバイダの目標である。本特許出願は、このような向上を目的としたシステムおよび方法を提供する。

本明細書で説明する１つまたは複数の実施形態は、３ＧまたはＣＤＭＡ−２０００無線通信ネットワークのデータセッション確立時間を低減するためのシステムおよび方法を提供する。電波構成の交渉において成功を確立する際に失われる時間を防止するかまたは最小にすることによって、サービスプロバイダおよび加入者は、向上したネットワーク性能を享受できるようになる。時間ベースおよび信号ベースのトリガならびに待ち時間は、パケットデータサーバから移動機加入者への構成要求信号送信のタイミングを最適化してセッション確立時間を最小にするように定義される。

一実施形態は、無線通信ネットワークにおいて移動機加入者とのデータ通信セッションを確立する方法に関する。この方法は、データセッションをパケットデータサーバに登録するステップと、パケットデータサーバが移動機加入者への構成要求送信を保留する期間である待ち時間を提供するステップと、その待ち時間の後で、構成要求信号を加入者に送信してデータ通信セッションの確立を交渉するステップとを含む。

他の実施形態は、無線通信ネットワークにおいて移動機加入者と通信する方法に関する。この方法は、データセッションをパケットデータサーバに登録するステップと、パケットデータサーバが移動機加入者と最初の構成を交渉する期間である第１の待ち時間を提供するステップであって、この第１の待ち時間が、最初の構成要求信号を移動機加入者に送信する各試みの間の待ち時間を実質的に定義するステップと、最初の構成の交渉の後で、第１の待ち時間とは異なる第２の待ち時間を提供するステップであって、この第２の待ち時間が、データ通信エラーイベントの後で、パケットデータサーバが移動機加入者とのデータセッションを再交渉しようと試みるまでの待ち時間を実質的に定義するステップとを含む。

他の実施形態は、無線通信ネットワークにおいて移動機加入者と通信する方法に関する。この方法は、データセッションをパケットデータサーバに登録するステップと、移動機加入者とのデータ通信セッションを交渉するステップと、データセッションの上記登録ステップとデータ通信セッションの上記交渉ステップの間にデータパケットをバッファ内にバッファリングするステップであって、上記データパケットをバッファリングする動作が、移動機加入者への電波リンクの確立に成功する前にパケットデータサーバから移動機加入者に送信されたデータパケットの損失を防止するステップとを含む。

他の実施形態は、無線通信ネットワークにおいて移動機加入者とのデータ通信セッションを確立する方法に関する。この方法は、データセッションをパケットデータサーバに登録するステップと、移動機加入者への無線電波リンクの確立に成功したことを示す信号をパケットデータサーバが受信するまで待つステップと、無線電波リンクの確立に成功したことを示す上記信号を受信した後で、移動機加入者に構成要求信号を送信するステップとを含む。

さらに他の実施形態は、ＣＤＭＡ−２０００無線通信ネットワークにおいて移動機加入者とのデータ通信セッションを確立する方法に関する。この方法は、データ通信セッションを登録するために既知の通信制御プロトコルに従ってパケット制御機能モジュールとデータパケットサーバモジュールの間でデータセッション登録信号を交換するステップと、データパケットサーバから移動機加入者へのデータセッション構成要求信号の時期尚早な送信を、データセッション構成要求信号を移動機加入者に送信すべきであることを指示するトリガイベントがパケットデータサーバによって受信されるまで、データパケットサーバでデータセッション構成要求信号をプリエンプティブに保留することによって防止するステップとを含む。

他の実施形態では、無線通信用のシステムが提供される。このシステムは、移動機加入者と、パケットデータサーバと、その移動機加入者とパケットデータサーバの間で制御パケットおよびデータパケットを搬送するように構成された通信ネットワークと、上記通信ネットワークの無線電波リンク部であって、その無線電波リンクが電波リンク確立遅延時間を有する無線電波リンク部と、上記構成要求信号を上記移動機加入者に搬送する上記無線電波リンクの準備ができたことを示すトリガ信号に応答して上記無線電波リンクを介して構成要求信号を送信する、上記パケットデータサーバ上のプロセッサとを含む。

本開示をより良く理解するためには、以下の詳細な説明を添付の図面と併せて参照されたい。

成功した無線通信の特徴は、移動機加入者があるセルから他のセルに、例えば車で物理的に移動したときに、移動機加入者をある基地局から他の基地局にシームレスに「ハンドオフ」する能力である。ある基地局から他の基地局への適切な通話ハンドオフは、通話品質を損なうことなく迅速かつスムーズに実施され、通話の間に加入者に中断のないサービスを提供する。データ通信においては、この機能によりパケットの欠落が回避され、データ転送速度の向上がもたらされる。基地局間で切換える際には、通話は、オンラインで通話をサービスするようになる各基地局で確立する必要がある。

ＣＤＭＡ−２０００ネットワーク上でセルラ通話をセットアップする際には、２つのプロトコルが使用される。すなわち、通話確立のために使用されるＡ１１プロトコルとデータ転送を提供するＡ１０プロトコルである。Ａ１０／Ａ１１プロトコルは併せてＲＰインタフェースと呼ばれており、３Ｇパートナシッププロジェクト−２（３ＧＰＰ２）によって仕様が定められている。このプロジェクトは、ｗｗｗ．３ｇｐｐ２．ｏｒｇにインターネットプレゼンスを維持している。Ａ１０プロトコルを介して交換される加入者データは、ほとんどのコンピュータをインターネットに接続するポイントツーポイント（ＰＰＰ）プロトコルを使用してフォーマットされる。

図１を参照すると、ＣＤＭＡ−２０００通信システム１００とそのコンポーネントが示されている。移動機加入者（ＭＳ、１１０）は、基地局（ＢＴＳ、１２０）および基地局制御装置（ＢＳＣ、１３０）からサービスを受ける。このシステムを用いることで、加入者は、本明細書でパケットデータサービスノード（ＰＤＳＮ、１６０）とも呼ばれるパケットデータサーバによって可能にされたデータ通信セッションを、ＩＰネットワーク１７０を介して実行することができるようになる。パケット制御機能（ＰＣＦ、１５０）は、ＢＳＣ１３０とＰＤＳＮ１６０の間のＡ１０／Ａ１１通信を提供するエンティティである。ホームエージェント（ＨＡ、１８０）は、加入者固有のデータを維持するために使用され、加入者とそのホーム（機関）ネットワークや外部エージェントとの間の対話を制御する。認証、認可、および課金（ＡＡＡ）サーバ１９０は、加入者の加入契約、ならびにアクセスおよび請求に関するサービスの詳細についての知識をシステムに提供する。

セッションによってデータを送ることができるポイントへのＩＰデータセッションを交渉するために、ＰＣＦ１５０とＰＤＳＮ１６０は、最初に所定の信号方式（Ａ１１）に従って相互に信号を交換してデータセッションを登録する。ＰＣＦ−ＰＤＳＮ登録トランザクションに続いて、ＰＤＳＮ１６０は、リンク構成プロトコル（ＬＣＰ）に従ってＭＳ１１０と信号を交換する。ＰＰＰは、データリンク接続を確立し、構成し、検査するためにＬＣＰを提供する。ＬＣＰは、ＰＤＳＮ１６０とＭＳ１１０の間のカプセル化フォーマットオプションを自動的に交渉し、パケットのサイズに関する可変の制限を処理し、ループバックリンクおよび構成エラーを検出し、さらにリンクを終了するために使用される。提供される他のオプション機能には、リンク上のピアの識別を認証すること、ならびにリンクが適切に機能しているときおよびそれが機能していないときを判別することなどがある。

ＬＣＰパケットは一般に、３種類にグループ分けされる。すなわち、１）リンクを確立し構成するために使用されるリンク構成パケット（Ｃｏｎｆｉｇｕｒｅ−Ｒｅｑｕｅｓｔ、Ｃｏｎｆｉｇｕｒｅ−Ａｃｋ、Ｃｏｎｆｉｇｕｒｅ−Ｎａｋ、Ｃｏｎｆｉｇｕｒｅ−Ｒｅｊｅｃｔパケットなどのリンク構成パケット）、２）リンクを終了するために使用されるリンク終了パケット（Ｔｅｒｍｉｎａｔｅ−Ｒｅｑｕｅｓｔ、Ｔｅｒｍｉｎａｔｅ−Ａｃｋパケットなどのリンク終了パケット）、３）リンクを管理しデバッグするために使用されるリンク維持パケット（Ｃｏｄｅ−Ｒｅｊｅｃｔ、Ｐｒｏｔｏｃｏｌ−Ｒｅｊｅｃｔ、Ｅｃｈｏ−Ｒｅｑｕｅｓｔ、Ｅｃｈｏ−Ｒｅｐｌｙ、Ｄｉｓｃａｒｄ−Ｒｅｑｕｅｓｔパケットなど）である。ＬＣＰパケットはＰＰＰ情報フィールド内でカプセル化され（フィールドあたり１パケット）、ＰＰＰプロトコルフィールドは、１６進：ｃ０２１指定を使用してＰＰＰ情報フィールド内のＬＣＰタイプを指示する。

図２は、データセッションを確立するために、ＭＳ１１０、ＰＣＦ１５０、およびＰＤＳＮ１６０の間で交換される一連の信号を示す。ＭＳ１１０は、その基地局ＢＴＳ１２０および基地局制御装置ＢＳＣ１３０を介して、ネットワークへの通話を開始する。ＰＣＦ１５０は要求の通知を受信し、Ａ１１「登録要求」信号２１０を用いてＰＤＳＮ１６０と交信して、データセッションを確立するよう要求する。ＰＤＳＮ１６０は、Ａ１１「登録応答」信号２１２を用いて応答して、データセッションを受諾または拒絶する。ＰＣＦ１５０がＰＤＳＮ１６０から承諾の（受諾の）登録応答を受信したとき、ＰＣＦ１５０はＭＳ１１０との無線電波リンク２１５を確立するように動作して、ＭＳ１１０がＰＤＳＮ１６０と通信することを可能にする。

無線電波リンクを確立する動作は、３Ｇ無線システムにおいてデータセッションを確立する際の遅延の一般的な原因である。ＭＳ１１０、ＰＣＦ１５０、およびＰＤＳＮ１６０を接続するネットワークは地理的に分散しているので、信号がネットワークの各コンポーネント間を伝わるのに一定の時間を要する。特に、ＰＣＦ１５０とＭＳ１１０の間の無線電波リンク２１５を確立するためには、かなりの時間を要することがある。一般に、電波リンクを確立するための時間は、サービスベンダおよびネットワークの状態に応じて、通常５０ミリ秒から１秒の間で変化する可能性がある。

データセッションを確立するために、ＰＤＳＮ１６０が次の要求であるＬＣＰ構成要求２２０の送信をＭＳ１１０に対して開始したときに電波リンクが確立されていなかった場合は、そのＬＣＰ構成要求２２０は失われることになるので、ＰＤＳＮ１６０はその構成要求２２０を再送しなければならない。Ａ１１プロトコルの下では、ＭＳ１１０への電波リンク２１５が確立される前に、ＰＤＳＮ１６０が時期尚早にＬＣＰ構成要求２２０を送信することを防止する機構は存在しない。Ａ１１プロトコルは、データセッションの確立に関係するすべてのコンポーネントが適切に考慮され同期されることを保証する３方向ハンドシェイクを含んでいないので、時期尚早な送信が行われる可能性がある。したがって、Ａ１１通話確立手順を用いることにより、ＭＳ１１０への電波リンクが適切に確立される前に最初のＬＣＰ構成要求２２０を送信することが可能な場合には、競合状態が生成されることがあり得る。この状態は、ＰＤＳＮのＰＰＰ状態マシンにおけるタイムアウトに帰着し、またこのタイムアウトは、ある所定の期間の後に、失われたＬＣＰ要求２２０を再送することに帰着する。現在のプロトコルの下では、このタイムアウト期間は、約３秒、あるいは６秒までの継続時間となり得る。

上述の、最初のＬＣＰ構成要求損失の問題は、ＰＣＦ１５０の様々な機能が別々のハードウェア上の様々な場所で実行されるときには、さらに悪化し得る。例えば、第１のハードウェアおよび機能をＰＣＦ−ＰＤＳＮ間の登録要求−応答メッセージ処理専用とし、第２のハードウェアおよび機能をＭＳ１１０とＰＤＳＮ１６０の間のデータパケットフロー処理専用とすることができる。さらに他のハードウェアに、ＭＳ１１０とＰＣＦ１５０の間の物理的な無線電波リンクの生成および維持を担当させることができる。ＭＳ１１０とＰＤＳＮ１６０の間の通信は、通常はＰＣＦ１５０を通過することに留意されたい。

競合状態および／またはタイムアウト状態は、３Ｇ無線システムにおいてもかなり頻繁に生じるものであり、影響を受ける加入者の見地からはシステム性能の顕著な低下を引き起こす。無線ベンダは、恐らくは、一般に（例えば、０．５秒の音声信号など）信号の僅かな主要部分の損失の影響を受けない従来の（時間領域の）音声サービスの考え方を維持しているので、上記の問題を認識することも、改善することもできなかった。しかし、デジタルデータ通信の環境では、通信は一般にパケット領域で考慮されるので、同様の損失は受け入れられない。したがって、本開示で認識され取り扱われる１つの問題は、ＣＤＭＡ−２０００ネットワークにおいてデータセッションおよび対応する電波リンクを確立する際の、ＬＣＰシーケンスでの信号の相対的なタイミングの問題である。

図２に示されたプロセスを再び参照すると、ＭＳ１１０とＰＤＳＮ１６０の間のＰＰＰ通信は対称的であり、ＭＳ１１０とＰＤＳＮ１６０の各々のＰＰＰ「スタック」の間で行われる。ＰＣＦ１５０は、ＭＳ１１０とＰＤＳＮ１６０の間のＰＰＰメッセージの通路である。したがって、１組のＬＣＰ構成要求メッセージ２２０とＬＣＰ構成応答メッセージ２２１はＰＤＳＮ１６０によって開始され、もう１組のＬＣＰ構成要求メッセージ２２２とＬＣＰ構成応答メッセージ２２３はＭＳ１１０によって開始される。さらに、ＬＣＰ構成要求メッセージ２２４、２２６とＬＰＣ構成応答メッセージ２２５が、データセッションの詳細および形式を交渉する方法として、ＭＳ１１０とＰＤＳＮ１６０の間で交換される。

成功したＬＣＰ構成シーケンスの後で、加入者の使用、認可、および請求情報を求めるために、ＰＤＳＮ１６０と、ホームエージェント１８０およびＡＡＡサーバ１９０のどちらかまたは両方との間で信号２３０、２３２が交換される。データセッションのセットアップは一般に、ＭＳ１１０に対する加入者アクセスおよびＩＰアドレス情報を決定するための、パスワード認可プロトコル（Ａｃｋ）メッセージ２４０およびＩＰ制御プロトコルメッセージ２４２も含む。データセッションの確立に成功した後で、ＭＳ１１０は、Ａ１０−ＰＰＰプロトコルでカプセル化された、デジタルパケットの形のユーザレベルデータを交換することができる。（例えば、ウェブ閲覧など）ユーザレベルのデータトランザクションは、いくつかの制御ステップやセッション確立ステップが正常に完了するまで待たなければならないことが理解できよう。したがって、ＬＣＰ構成競合状態によって生じ得るデータセッション確立の遅延は、ＭＳ１１０との間のデータ交換の遅延につながる。

上述の競合状態を処理する１つの方法は、ＰＤＳＮ１６０による最初のＬＣＰ構成要求メッセージ２２０の送信を意図的に遅延させることである。この遅延は、最初のＬＣＰ構成要求メッセージ２２０の送信を試みる前に、ＭＳ１１０との電波リンク２１５を確立するための十分な時間をＰＣＦ１５０に提供する、固定のまたはプログラマブルな時間遅延（例えば、１００ミリ秒）を組み込むことによって達成される。このようにして電波リンク２１５を準備することができるので、最初のＬＣＰ構成要求メッセージ２２０が失われることがなくなり、（３秒の）タイムアウト状態が回避される。したがって、この例では、ＬＣＰ構成要求メッセージ２２０の送信を１００ミリ秒だけ待つことによって、待つことなしにＰＤＳＮ１６０が最初のＬＣＰ構成要求メッセージ２２０を送信した場合よりも約３秒早く、システムはデータセッションの確立に成功することになる。

図３を参照すると、図２に示されたデータセッション確立プロセスの一部が示されている。ＰＣＦ１５０とＰＤＳＮ１６０は、前述のＡ１１登録要求２１０および応答２１２を交換する。次に、ＰＤＳＮ１６０は、電波リンク２１５を確立することができるように期間ｔ_１の間待った後で、最初のＬＣＰ構成要求２２０を送信することが可能になる。待ち時間の間、ＰＤＳＮ１６０は最初のＬＣＰ構成要求２２０の送信を保留する。待ち時間ｔ_１は、所定の固定時間でもネットワークの状態に基づいて決定される時間でもよい。ｔ_１は、ＰＣＦ１５０および／またはＰＤＳＮ１６０の内部に格納するか、またはその内部で計算することができる。この実施形態では、ｔ_１は、必ずしも特定の電波リンクを確立するために要する実際の時間によって決定されるのではなく、所与のネットワーク構成において、ほとんどの場合またはあらゆる場合に電波リンク２１５が確立されるものと合理的に予想される適切な継続期間によって決定されることに留意されたい。待ち時間ｔ_１はＰＤＳＮ１６０に提供されるか、またはその内部に格納される。

固定の、またはプログラマブルな待ち時間ｔ_１は、通信コンポーネントのＩＰアドレス、それらのコンポーネントの物理的なまたはネットワーク的な離隔距離、環境、ネットワーク状態などの要因に応じて決定することができる。また、待ち時間は、ルックアップテーブルに格納すること、あるいはある種のアルゴリズムを用いて動的に計算することができる。一層の性能向上を達成するために、この実施形態は、ＰＤＳＮ１６０がＭＳ１１０／ＰＣＦ１５０クライアントからの何らかのデータパケットを受信した場合には、ＰＤＳＮ１６０がＭＳ１１０／ＰＣＦ１５０クライアントへのメッセージの送信を直ちに開始するようにプログラムすることができる。なぜならば、電波リンク２１５が起動され動作していることが確認されたことになるからである。したがって、電波リンクが既に起動されていることが明らかな場合には、最初の待ち時間は必要でなくなる。

待ち時間ｔ_１はまた、ＰＤＳＮ１６０がＰＣＦ１５０に「ｐｉｎｇを発行」（テスト信号を送信）し、そのｐｉｎｇに対する応答を得るために要する時間からネットワーク伝播時間を計算することによって決定することもできる。当業者ならば、待ち時間の決定に使用されるネットワーク状態や信号伝播時間を確定するための様々な方法が存在することが理解されよう。適切な待ち時間の決定に使用することができる他の要因は、ＭＳ１１０の無線アクセス技術に関する知識から得られる。この知識は、Ａ１１登録要求メッセージ２１０において３ＧＰＰ２の「サービスオプション」を使用することで通知することができる。

別法として、データセッションの状態に応じて２つの異なるＬＣＰ再送待ち時間を定義することもできる。最初のＬＣＰ構成要求２２０を送信するための第１の試みが不成功であった場合にその要求を再送するための第１の再送待ち時間ｔ_１と、通常の通信動作におけるエラーによって割り込まれたセッションを再交渉するまでの第２の再送待ち時間ｔ_２である。

図４を参照すると、データセッションの確立、データパケット通信、通信エラーイベント３００、エラー回復、および障害のあったセッションに続く再交渉が示されている。ＰＣＦ１５０とＰＤＳＮ１６０は、前述のＡ１１登録要求２１０および応答２１２を交換する。ＰＤＳＮ１６０からの最初のＬＣＰ構成要求２２０は、電波リンク２１５が確立される前に送信され、したがって失われる。次に、ＰＤＳＮ１６０は、短い（例えば、１０〜１００ミリ秒）待ち時間ｔ_１の間待ち、ＬＣＰ構成要求２２０ａを再送する。電波リンク２１５はまだ確立されていないので、ＰＤＳＮ１６０は再度時間ｔ_１の間待ち、再度ＬＣＰ構成要求２２０ｂを送信する。ＰＤＳＮ１６０は、電波リンク２１５が確立されてＬＣＰ構成要求を送信する試みに成功するかまたは他の中断イベントが発生するまで、その試みを繰り返す。図４の例では、電波リンク２１５は２回の試みに失敗した後で確立され、ＬＣＰ構成要求２２０ｂは送信に成功する。セッションのこのフェーズは、現在使用されているシステムでの長い（例えば、３秒）タイムアウト継続時間ではなく、ほぼ２ｔ_１の期間（例えば、２００ミリ秒）を必要とする。次に、セッションの開始に成功した後で送信された重複するＬＣＰ要求メッセージは、いずれもＰＰＰスタックによって無視することができる。電波リンク２１５とデータセッションの動作が交渉された後で、データパケットは、ＣＤＭＡ−２０００システムで一般的に行われるのと同様にして交換することができる。

次に、通常の通信でエラーイベント３００が発生したと想定する。失われた最初の（セッション確立用）ＬＣＰ構成パケットとは異なり、データセッション通信の間に欠落したデータパケットは、一般にそこからの回復に有限のリセット時間（タイムアウト時間）を要する実質的な障害状態を示す。したがって、エラー状態からの回復を可能にするセッションの再交渉を試みるまでに、より長い待ち時間ｔ_２（例えば、１〜３秒）が使用される。ＰＤＳＮ１６０は期間ｔ_２の間待ち、最初のＬＣＰ構成交換２２０〜２２１がなされたのと同様のまたは類似の方法で、新しいＬＣＰ構成要求３２０を送信し、ＬＣＰ構成応答３２１を受信する。

図４の２つの短い待ち時間ｔ_１が必ずしも同一である必要がないことに留意されたい。図５は、（ｔ_１とｔ_１ａで示された）２つの短い待ち時間が同じ継続期間でないことを除けば、図４の実施形態と同一の実施形態を示す。この実施形態では、待ち時間ｔ_１、ｔ_１ａ、およびｔ_２はそれぞれ異なる継続期間である。

他の実施形態では、電波リンク２１５の確立に先行する最初のＬＣＰ構成要求パケット２２０または他の任意の早期のデータパケットの損失を防止するために、ＰＣＦ１５０の内部にバッファが提供される。この場合、ＰＣＦ１５０が適切なＭＳ１１０との間で必要な電波リンクを確立する間は、ＰＤＳＮ１６０から受信したデータパケットはいずれもキュー／バッファに保持される。特定の状況によっては、ＰＣＦ１５０は、最初のＡ１１ ＬＣＰ登録要求および登録応答シーケンスが完了するまで、データパケットをバッファ内に保持することもできる。

図６を参照すると、データセッションのセットアッププロセスが示されており、この図では、ＰＣＦ１５０は、ＰＣＦ１５０がＭＳ１１０との無線電波リンク２１５を確立する間にＰＤＳＮ１６０によって送信されたデータパケット４０２を格納するバッファ４００を備えている。したがって、電波リンク２１５が遅延したときでも、ＰＤＳＮ１６０からの（ＬＣＰ構成要求２２０などの）データが失われることはない。データは、電波リンク２１５の確立後にＭＳ１１０に送信される。

上記の例では、ＭＳ１１０／ＰＣＦ１５０への最初のＬＣＰ構成要求信号２２０をＰＤＳＮ１６０に送信させるために、時間ベースの「トリガ」を使用した。ＭＳ１１０／ＰＣＦ１５０への最初のＬＣＰ構成要求信号２２０の送信を制御するために、（例えば、「Ｇｏ」信号を待つことなどの）イベントトリガモードを使用することもできる。

このような一実施形態では、（例えば、ＰＣＦ１５０からＰＤＳＮ１６０へのＡ１１登録要求メッセージ２１０において）オプションの「電波リンク開始」情報を使用して、最初のＬＣＰ構成要求パケット２２０の送信が起動される。したがって、要求２２０が時期尚早に送信され、失われることはなくなる。電波リンク開始情報は、ＰＤＳＮ１６０に電波リンクが実際に確立されたことを知らせる。場合によっては、電波リンク開始情報が存在しないことから、電波リンクがまだ存在していないことを推論することができ、また最初のＬＣＰ構成要求２２０を送信すると、恐らくは要求２２０の損失およびデータセッション確立の遅延が生じることになると推論することもできる。したがって、ＰＤＳＮ１６０が、Ａ１１登録要求メッセージ２１０と共に電波リンク開始信号を受信しなかったときは、待ち時間（例えば、１００ミリ秒）を導入して、電波リンクが確立されるようにすることもできる。電波リンク開始メッセージは、Ａ１１登録要求メッセージ２１０の後で、例えばＰＣＦ１５０がＰＤＳＮ１６０に送信する後続のＡ１１要求メッセージでＰＤＳＮ１６０に送信することもできることに留意されたい。

同じ所定の時間待った後で、ＰＤＳＮ１６０が「電波リンク開始」メッセージ７００を受信しなかった場合には、ＰＤＳＮ１６０は、それでもなおＬＣＰ構成要求２２０を送信することができる。したがって、本明細書で示された様々な実施形態は互いに共存することができるものであり、それらを組み合わせて使用することができる。

図７を参照すると、データセッションを確立するためのプロセスが示されており、このプロセスは、電波リンク２１５が確立された後にだけＰＣＦ１５０からＰＤＳＮ１６０への電波リンク開始信号７００を送信するステップを含む。電波リンク開始信号７００を受信すると、前述のようにＰＤＳＮ１６０は最初のＬＣＰ構成要求２２０を送信する。これにより、上述のタイムアウトに起因したセッション確立の遅延が生じる恐れがある、時期尚早の最初のＬＣＰ構成要求２２０の送信が回避される。

本明細書に記載のシステムおよび概念は、データ通信だけではなく、ＣＤＭＡ−２０００および３Ｇシステムの環境で、上述のシステムと十分に特性を共有するシステムを介して実行される他の種類の通信にも適用できることを理解されたい。いくつかの点で、このシステムはモバイルＩＰベースの無線システムを含む。さらに、本明細書に記載のシステムまたは方法には、通信および電話に関する多くの付属の機能および特徴を含めることもできる。

本記載および実施形態の総括にあたり、当業者ならば、本発明の実施に際して、本発明の本質を逸脱することなく修正および等価な置換えを実施できることが理解されよう。したがって、本発明は、上で明示的に説明した諸実施形態によって制限されることを意図したものではなく、添付の特許請求の範囲によって解釈すべきものである。

例示的なＣＤＭＡ−２０００無線通信システムの概略を示す図である。 ＣＤＭＡ−２０００データセッションを確立するためのプロセスを示す図である。 本明細書に記載の第１の実施形態に従ってＣＤＭＡ−２０００データセッションを確立するためのプロセスの一部を示す図である。 本明細書に記載の第２の実施形態に従ってＣＤＭＡ−２０００データセッションで通信を行うためのプロセスを示す図である。 ２つの異なる短い待ち時間が使用される、図４のプロセスに類似したプロセスを示す図である。 本明細書に記載の第３の実施形態に従ってＣＤＭＡ−２０００データセッションを確立するためのプロセスの一部を示す図である。 本明細書に記載の第４の実施形態に従ってＣＤＭＡ−２０００データセッションを確立するためのプロセスの一部を示す図である。

Claims (21)

1. 無線通信ネットワークにおいてパケットデータサーバと移動デバイスとの間のデータ通信セッションを確立するために、前記パケットデータサーバによって実行される方法であって、
   前記移動デバイスから発生されるデータ通信セッションを前記パケットデータサーバに登録するステップと、
   前記パケットデータサーバが前記移動デバイスへの構成要求の送信を保留する期間である、前記パケットデータサーバにおける待ち時間を設けるステップと、
   前記待ち時間の後で、構成要求信号を前記パケットデータサーバから前記移動デバイスに送信して前記データ通信セッションの確立を交渉するステップと
   を含む方法。
2. 前記待ち時間に対する固定の継続期間を決定するステップと、前記固定の継続期間を前記パケットデータサーバに設けるステップとをさらに含む、請求項１に記載の方法。
3. ネットワークの状態に基づいて前記待ち時間に対する動的な継続期間を計算するステップと、前記動的な継続期間を前記パケットデータサーバに設けるステップとをさらに含む、請求項１に記載の方法。
4. 前記待ち時間を設けるステップが、１０ミリ秒から１秒の間の継続期間を有する待ち時間を設けるステップを含む、請求項１に記載の方法。
5. 前記待ち時間を設けるステップが、ほぼ１００ミリ秒の継続期間を有する待ち時間を設けるステップを含む、請求項１に記載の方法。
6. 前記データセッションを登録するステップが、ポイントツーポイントプロトコル（ＰＰＰ）通信ネットワークに対応するＡ１１プロトコルに従って前記データセッションを登録するステップを含む、請求項１に記載の方法。
7. 前記構成要求信号を送信するステップが、ポイントツーポイントプロトコル（ＰＰＰ）通信ネットワークに対応するプロトコルに従って構成要求信号を送信するステップを含む、請求項１に記載の方法。
8. 無線通信ネットワークにおいて移動デバイスと通信するために、パケットデータサーバによって実行される方法であって、
   前記移動デバイスから発生されるデータセッションを前記パケットデータサーバに登録するステップと、
   前記パケットデータサーバが前記移動デバイスと前記データセッションを確立するための初期構成について交渉する間の、前記パケットデータサーバにおける第１の再送待ち時間ｔ１を設けるステップであって、前記データセッション確立の間において、初期構成要求信号を前記移動デバイスに送信する試みに失敗した後に前記パケットデータサーバが待つ時間が、前記第１再送待ち時間ｔ１によって実質的に決定されるステップと、
   前記パケットデータサーバにおける前記第１再送待ち時間ｔ１を設けるステップの後で、前記第１再送待ち時間ｔ１とは異なる第２の再送待ち時間ｔ２を設けるステップであって、データ通信エラーイベントの後で、前記パケットデータサーバが前記移動デバイスとの前記データセッションを再交渉しようと試みるまでに前記パケットデータサーバが待つ時間が、前記第２再送待ち時間ｔ２によって実質的に決定されるステップと
   を含む方法。
9. 前記第２再送待ち時間ｔ２を設けるステップが、前記第１再送待ち時間ｔ１の継続期間より長い継続期間を有する第２の再送待ち時間ｔ２を設けるステップを含む、請求項８に記載の方法。
10. 前記移動デバイスへの電波リンクの確立に成功するまで、前記パケットデータサーバにおける前記第１再送待ち時間ｔ１に等しい時間を繰り返し待つステップをさらに含む、請求項８に記載の方法。
11. 前記第２再送待ち時間ｔ２を設けるステップが、データ通信を制御する通信プロトコルによって定義されたデフォルトのタイムアウト継続期間に実質的に等しい継続期間を有する第２の再送待ち時間ｔ２を設けるステップを含む、請求項８に記載の方法。
12. 前記第１再送待ち時間ｔ１を設けるステップが、１０ミリ秒から１秒の間の継続期間を有する第１の再送待ち時間ｔ１を設けるステップを含む、請求項８に記載の方法。
13. 前記第１再送待ち時間ｔ１を設けるステップが、ほぼ１００ミリ秒の継続期間を有する第１の再送待ち時間ｔ１を設けるステップを含む、請求項８に記載の方法。
14. 無線通信ネットワークにおいて移動デバイスと通信するために、パケットデータサーバによって実行される方法であって、
    前記移動デバイスから発生されるデータセッションを前記パケットデータサーバに登録するステップと、
    前記パケットデータサーバおよび前記移動デバイスの間のデータ通信セッションを前記移動デバイスと交渉するステップと、
    前記データセッションの前記登録および前記データ通信セッションの前記交渉の間の時間期間において、データパケットを前記パケットデータサーバのバッファ内にバファリングするステップであって、前記データパケットをバッファリングする動作により、前記移動デバイスへの電波リンクの確立に成功する前に前記パケットデータサーバから前記移動デバイスに送信されるデータパケットの損失が防止される、ステップと
    を含む方法。
15. 無線通信ネットワークにおいて移動デバイスとのデータ通信セッションを確立するために、パケットデータサーバによって実行される方法であって、
    前記移動デバイスから発生されるデータセッションを前記パケットデータサーバに登録するステップと、
    前記パケットデータサーバが前記移動デバイスへの無線電波リンクの確立に成功したことを示す前記移動デバイスからの信号を受信するまでは、構成要求信号を前記パケットデータサーバから送信しないステップと、
    前記無線電波リンクの確立に成功したことを示す、前記移動デバイスからの前記信号を前記パケットデータサーバで受信した後で、前記パケットデータサーバから前記移動デバイスに構成要求信号を送信するステップと
    を含む方法。
16. ＣＤＭＡ−２０００無線通信ネットワークにおいて移動デバイスとのデータ通信セッションを確立する方法であって、
    前記データ通信セッションを登録するために、既知の通信制御プロトコルに従ってパケット制御機能モジュールとデータパケットサーバモジュールとの間でデータセッション登録要求および応答信号を交換するステップと、
    前記データパケットサーバモジュールから前記移動デバイスへのデータセッション構成要求信号の時期尚早な送信を、前記データセッション構成要求信号を前記移動デバイスに送信すべきであることを指示するトリガイベントが前記パケットデータサーバによって受信されるまで、前記データパケットサーバモジュールで前記データセッション構成要求信号をプリエンプティブに保留することによって、防止するステップと
    を含む方法。
17. 前記データセッション構成要求信号を保留するステップが、前記パケットデータサーバによって時間ベースのトリガ信号が受信されるまで続く、請求項１６に記載の方法。
18. 前記データセッション構成要求信号を保留するステップが、前記パケットデータサーバによってイベントベースのトリガ信号が受信されるまで続く、請求項１６に記載の方法。
19. 移動デバイスと、
    パケットデータサーバと、
    前記移動デバイスと前記パケットデータサーバとの間の制御およびデータパケットを搬送するように構成された通信ネットワークと、
    前記通信ネットワークの無線電波リンク部であって、無線電波リンクがそれに関連する電波リンク確立遅延時間を有する無線電波リンク部と
    を含み、さらに
    前記パケットデータサーバが、構成要求信号を前記移動デバイスに搬送する前記無線電波リンクの準備ができたことを示すトリガ信号に応答して、前記通信ネットワークを介して前記構成要求信号を送信するプロセッサを含む、無線通信用システム。
20. 前記トリガ信号が、前記電波リンク確立遅延時間より長い待ち時間が経過したことを示す時間ベースの信号を含む、請求項１９に記載のシステム。
21. 前記トリガ信号が、前記移動デバイスへの前記電波リンクの確立に成功したことを示すイベントベースの信号を含む、請求項１９に記載のシステム。

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