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JP4195086B2 - セルラー通信システムのパケット交換無線チャンネルへの進入制御 - Google Patents

セルラー通信システムのパケット交換無線チャンネルへの進入制御 Download PDF

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JP4195086B2 JP51263897A JP51263897A JP4195086B2 JP 4195086 B2 JP4195086 B2 JP 4195086B2 JP 51263897 A JP51263897 A JP 51263897A JP 51263897 A JP51263897 A JP 51263897A JP 4195086 B2 JP4195086 B2 JP 4195086B2
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Description

発明の背景
発明の分野
本発明は、パケット交換通信システムに関し、特にセルラー通信システムのパケット交換無線チャンネルへの進入を制御するための方法およびシステムに関する。
従来技術の歴史
セルラー通信システムで、より多くの数のそして種々様々なサービスを提供する能力が発達するにつれて、パケット交換サービスは、セルラー通信の分野において、ますます重要な役割を果たすようになるだろう。セルラー・システムに、多くのコンピュータおよび関連データサービスを適用するには、セルラー通信システムの無線リンクを通して、一つまたは複数のデータ・パケットを転送しなければならない。電子メールおよびテレバンキングのようなこれらサービスの中のあるものは、商店との間で実行することができ、短いメッセージ・サービスを転送することができる。しかし、ターミナル・エミュレーション、ローカル・エリア・ネットワーク、バンク・サーバ・アクセスおよびクレジット・カード識別のような他のサービスは、対話型を使用する必要があるし、短時間の遅延および長さが様々に変化するデータ・パケットを処理する能力も必要になる。将来のセルラー・システムは、上記サービスを、効率的なパケット・データ・サービスで、サポートしなければならなくなるのは間違いない。
パケット・データ・サービスの重要性が認識された結果、欧州技術規格協会（ＥＴＳＩ）は、ヨーロッパの２＋グループ特殊移動（ＧＳＭ）セルラー・システム用の、上記サービスを開発するために現在努力している。また、上記認識の結果、ＲＡＣＥ ＩＩコード分割テストベッド（ＣＯＤＩＴ）プロジェクトＲ２０２０で現在開発中の汎用移動電話システム（ＵＭＴＳ）に、パケット・データ・サービス能力を導入する努力が行われている。ＣＯＤＩＴプロジェクトは、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）技術を使用する将来の移動通信システムを定義するために、ヨーロッパ共同体のコミッションにより立案された。
セルラー遠隔ネットワークのパケット交換データ・サービスの特徴は、ネットワークのユーザからの移動局への呼出が、パケット交換無線チャンネル（ＰＲＣＨ）の共有ダウンリンク（ＤＬ）を通して、パケット交換移動局へ送信されることであり、一人またはそれ以上の移動局ユーザが、ＰＲＣＨのアップリンク（ＵＬ）を共有することである。ＤＬ ＰＲＣＨは、待ち行列に従ってネットワーク・ユーザにより共有される。ＤＬ ＰＲＣＨは、移動局ユーザが、必要に応じて、システムへデータを送信するために、ランダムにチャンネルにアクセスする、各移動局ユーザにより共有される。
ＰＲＣＨへのアクセスを可能にする普通の方法は、パケット交換接続モードを使用する方法である。現在定義されているＣＯＤＩＴ ＵＭＴＳパケット・データ・サービスは、回線争奪方式によるものである。パケット交換回線争奪方式の場合には、移動局ユーザは、データを転送する必要がある場合、データ・パケットをＰＲＣＨを通して送信する。送信移動局ユーザの識別は、各データ・パケットに含まれる。移動局ユーザによるデータ・パケットの送信は、ランダムに行うこともできるし、パケット・データ・チャンネルが、他の移動局により現在使用されていないことを示す空き信号を、検出した場合に行うことができる。二人またはそれ以上の移動局ユーザが、同時に空いているデータ・チャンネルの争奪を行った場合には、システムは、そのチャンネルに対して一つのアクセスを許可するだけである。チャンネルにアクセスすることができなかった移動局ユーザは、システムにより受け付けられるまで、データ・パケットの送信を反復して行わなければならない。移動局ユーザにデータ・パケットを送信中のシステム・ユーザも、待ち行列に入って、ダウンリンクの争奪を行なわなければならない。
上記システムにおいては、各ユーザは、ランダムにパケット交換チャンネルにアクセスするので、セルラー・システムのパケット交換無線チャンネルへの、またこのチャンネルからの、およびこのチャンネル相互間の流れを制御しないと、システムのパケット送信に遅延を生じる恐れがある。上記遅延は、アップリンク上の移動局ユーザ、およびダウンリンクにより移動局ユーザへ送信中の、ネットワーク・ユーザの両方により、起こる恐れがある。パケット交換チャンネル上の、パケット交換無線呼出の数が、増大するにつれて、各パケット呼出に対する送信の遅延の平均は長くなる。場合によっては、上記遅延が長くなりすぎて、使用上支障をきたすようになる。
それ故、セルラー・システムの一つまたはそれ以上のパケット交換無線チャンネル上の、パケット送信の遅延を制御するための方法およびシステムが必要になる。競合中のパケット呼出を、予め定義した基準により、パケット無線チャンネルへ進入させるために、選択することができれば、長いパケット遅延時間により支障を生じるような、パケット交換チャンネル・ユーザに対する遅延を、避けることもできるし、短縮することもできる。
最大許容パケット送信遅延を持つ、各パケット交換無線チャンネルを使用する、一つまたはそれ以上のパケット交換無線チャンネルへの、またはこのチャンネルからの、またはこのチャンネル相互間で、優先権を与えられたユーザの流れを管理するための方法およびシステムなら、上記の必要を満たすことができる。
発明の概要
本発明は、セルラー通信システムで、パケット交換無線チャンネルへの進入制御を行う方法およびシステムを提供する。本発明を使用すれば、システム・オペレータは、パケット交換無線チャンネル（ＰＲＣＨ）へのアクセスが許可されたユーザに対して、パケット呼出の際に生じる、最大平均遅延時間を設定することができる。システムの一つまたはそれ以上のＰＲＣＨに対して、最大平均遅延時間を設定することにより、システム・オペレータは、ＰＲＣＨユーザが、我慢できないパケット送信遅延を、確実に蒙らないようにすることができる。長いパケットの遅延が許されない、より高い優先権を持つパケット呼出は、下位の優先権を持つパケット呼出より先に、ＰＲＣＨに進入することができる。そうすることにより、各ユーザがＰＲＣＨの使用をめぐってランダムに競合する、従来の争奪方式のパケット交換チャンネルに関する諸問題を避けることができる。上記従来のシステムにおいては、ＰＲＣＨを争奪するユーザの数が増大するに従って、データ・パケット送信に対する平均遅延時間が発生する。
本発明の一実施形態の場合には、本発明は、システムの各ＰＲＣＨに対するＰＲＣＨ進入制御機能を含む。上記進入制御機能は、パケット呼出に対するＰＲＣＨの使用を要求する、ＰＲＣＨマネージャからの進入要求を受信する。その後、上記進入制御機能は、ＰＲＣＨマネージャに対して、進入許可メッセージまたは進入拒否メッセージを発生する。ＰＲＣＨ進入制御機能は、パケット呼出により要求された推定データ・トラヒックに、そのパケット呼出の優先権より高いか、または等しい優先権を持つ現在のパケット呼出からのトラヒックを加えたものが、最大許容トラヒックより小さいかどうかを判断することによって、ＰＲＣＨに対するパケット呼出に対するユーザの進入要求を評価する。アップリンクおよびダウンリンクの両方に対して、別々および総合評価を行うことができる。判断の結果がイエスである場合には、進入制御機能は、ＰＲＣＨマネージャに進入許可メッセージを発生し、パケット呼出は、ＰＲＣＨへ進入する。
【図面の簡単な説明】
添付の図面を参照しながら、下記の詳細な説明を読めば、本発明の方法およびシステムをさらによく理解することができる。
図１は、本発明を実行することができる、セルラー通信システムのブロック図である。
図２は、本発明を実行することができる、セルラー通信システムのパケット交換機能に対する制御平面プロトコル・アーキテクチャである。
図３Ａおよび図３Ｂは、本発明本発明の実施形態に従って動作する、セルラー・システム・パケット無線チャンネルの、ダウンリンクおよびアップリンク上のそれぞれの信号の交換である。
図４は、本発明の実施形態に従って動作する、セルラー・システムのパケット無線トラヒック管理機能の、機能ブロック図である。
図５Ａおよび図５Ｂは、本発明の実施形態に従って、パケット無線チャンネル管理機能が行う、処理ステップのフローチャートである。
図６は、本発明の実施形態に従って、パケット無線チャンネル・コントローラ・トラヒック監督機能が行う、処理ステップのフローチャートである。
図７は、本発明の実施形態に従って、パケット無線チャンネル・コントローラ進入制御機能が行う、処理ステップのフローチャートである。
図８は、本発明の実施形態に従って、パケット無線チャンネル・コントローラ渋滞制御機能が行う、処理ステップのフローチャートである。
発明の詳細な説明
図１について説明すると、この図は、本発明を実行することができるセルラー通信システム１００の、ブロック図である。上記セルラー・システムは、移動局制御ノード（ＭＣＮ）１０２、無線ネットワーク・コントローラ（ＲＮＣ）１０４および１０６、基地局（ＢＳ）１０８、１１０、１１２、１１４、１１６および１１８、および移動局（ＭＳ）１２０、１２２および１２４からなる。各基地局１０８、１１０、１１２、１１４、１１６および１１８は、基地局のセルと呼ぶ無線通達範囲エリア内での、移動局とのシステム無線通信を制御する。
移動局１２０、１２２および１２４は、その移動局がどの基地局の通達エリア内に位置しているかにより、基地局１０８、１１０、１１２、１１４、１１６および１１８の中の特定の基地局と通信する。図１の場合には、移動局１２０、１２２および１２４は、無線インターフェース１２８、１３０および１３２を通して、基地局１０８、１１２、および１１６と通信する。基地局１０８、１１０、および１１２は、無線ネットワーク・コントローラ１０４に接続していて、基地局１１４、１１６および１１８は無線ネットワーク・コントローラ１０６に接続している。無線ネットワーク・コントローラ１０４および１０６は、移動制御ノード１０２に接続している。移動制御ノード１０２は、固定ネットワーク１２６への、セルラー・システムの相互接続をサポートする、スイッチング・センタである。移動制御ノード１０２は、地上通信ケーブルまたは他の類似の接続装置により、固定ネットワーク１２６に接続することができる。固定ネットワーク１２６は、インターネット・ネットワーク、公衆電話網（ＰＳＴＮ）、サービス総合ディジタル網（ＩＳＤＮ）、パケット交換公衆データ網（ＰＳＰＤＮ）、またはＸ．２５システムを含むことができる。図１のセルラー通信システムは、特殊な構成をしているが、図のブロック図は、本発明を実行することができるシステムの例示としての構成を示すためだけのものである。本発明は、ユーザがパケット交換無線チャンネル（ＰＲＣＨ）の争奪を行う、任意のパケット交換無線システムに適用することができる。
本発明の一実施形態の場合には、セルラー・システム１００は、本発明のＰＲＣＨトラヒック管理機能により制御される、ＣＯＤＩＴ／ＵＭＴＳ用に指定されたＰＲＣＨ争奪方式アクセスを持つ、コード分割テストベッド（ＣＯＤＩＴ）汎用移動電話システム（ＵＭＴＳ）プロジェクト用に開発された、プロトコルに従って動作する。ＵＭＴＳは、多重速度無線インターフェース・アーキテクチャを持つ、直接シーケンス符号分割多元接続（ＤＳ−ＣＤＭＡ）を使用する移動通信システムである。ＣＯＤＩＴ／ＵＭＴＳシステムの場合には、パケット無線サービスは、一つまたはそれ以上のＰＲＣＨを通して、移動局１２０、１２２および１２４に供給される。各基地局１０８、１１０、１１２、１１４、１１６および１１８は、ネットワーク・コントローラ１０４および１０６、または移動制御ノード１０２から要求があった場合に、一つまたはそれ以上のＰＲＣＨを確立し、終了する。ＰＲＣＨは、最高９．６ｋｂｐｓ（狭帯域チャンネル）または６４ｋｂｐｓ（中帯域チャンネル）までの可変移動局データ速度で、アップリンク（ＵＬ）およびダウンリンク（ＤＬ）の両方上で独立に動作することができる、全二重、非対称制御ノード１０２である。ＭＣＮ１０２は、複数の移動局を一つのセル内の一つのＰＲＣＨに接続することができる。ＰＲＣＨ上のいくつかの移動局を区別するために、ＭＣＮ１０２は、アクセスを許可されたとき、各移動局を仮想接続識別装置（ＶＣＩ）に割り当てる。ＶＣＩは、ｋビット数で表され、ＭＣＮ１０２により制御されるエリア内の一意のアドレスとして働く。
ＰＲＣＨは、移動局１２０、１２２および１２４とネットワークとの間で、分割したパケットを運ぶための１０ｍｓの時間スロットに構成される。ＤＬ上においては、移動制御ノード１０２は、移動局データ・パケットおよびアクセスおよびＵＬ上のデータ転送を制御するための情報を、一つの移動局または同時に複数の移動局へ送ることができる。ＵＬ上においては、同じ基地局の通達範囲エリア内の場合には、移動局は、ＵＬ ＰＲＣＨへのアクセスを共有することができる。ＰＲＣＨへアクセスした後、移動局は、物理的チャンネルを通して、パケットをシステムに送信する。論理的チャンネルＰＲＣＨは、物理的データ・チャンネル（ＰＤＣＨ）および物理的制御チャンネル（ＰＣＣＨ）を、含む二つの物理的チャンネル上にマップすることができる。二つの基地局トランシーバは、一つのＲＰＣＨをサポートするために必要である。
図２について説明すると、この図は、ＣＯＤＩＴ／ＵＭＴＳのパケット交換機能用のプロトコル・スタック２００である。移動局において、移動局プロトコル・スタック（ＭＳ／ＰＳ）２１８は、ネットワーク・レイヤ２０２、データ・リンク制御（ＤＬＣ）レイヤ２０４、媒体アクセス制御（ＭＡＣ）レイヤ２０６、および物理的レイヤ２０８からなる。ネットワーク側においては、ネットワーク・プロトコル・スタック（ＮＷ／ＰＳ）２２０は、ネットワーク・レイヤ２１０およびＤＬＣレイヤ２１２からなり、それぞれＭＣＮまたはＲＮＣ内に位置し、媒体アクセス・レイヤ（ＭＡＣ）２１４は基地局およびＭＣＮまたはＲＮＣ、および物理的レイヤ２１６に位置している。
ネットワーク・レイヤ２０２の無接続パケット・サービス（ＣＬＰＳ）構成要素は、移動局にパケット・サービスを供給する。ネットワーク・レイヤ２１０のＣＬＰＳは、ＶＣＩの登録、身元確認、割当および管理、およびパケット・データ・ネットワークへのインターフェースの機能を供給する。パケット呼出の間、ＣＬＰＳ構成要素は、専用制御チャンネル（ＤＣＣＨおよびＣＣ）を通して、パケット・サービス設定信号を最初に転送するために、論理リンク・アドミニストレータ（ＬＬＡ）を使用する。パケット・サービス設定完了後は、移動局はＣＬＰＳに接続され、移動局データ・パケットを含むＣＬＰＳ間のすべてのメッセージは、ＤＬＣを通してパケット無線（ＰＲ）制御構成要素に送られる。ＰＲ構成要素は、またハンドオーバ、接続再確立等の正常の移動電話システム機能を管理する。
ＰＲＣＨを通して送信されるパケットは、分割され、受信側での送信エラーを検出するためのブロック・コード（ＢＣ）で保護され、従来通りにコード化され、インターリーブ（ＩＬ）され、マルチプレクサ（ＭＵＸ）を通して切り換えられ、ＰＤＣＨを通して送られる。例えば、電力制御のような制御情報も、ＰＣＣＨを通して転送することができる。受信側においては、分割されたパケットは、受信サンプルから再構成され、パケットに再度組み立てられ、無接続パケット・サービス（ＣＬＰＳ）構成要素へ転送される。受信側のブロック・デコーダが、エラーを含むパケットの分割したものの受信を検出した場合には、パケット無線制御機能はその再送信を要求する。セルラー・システム１００には、基地局１０８、１１０、１１２、１１４、１１６および１１８により制御されるセルの間に分配された、いくつかのＰＲＣＨを設置することができる。
図３Ａおよび図３Ｂについて説明すると、この図は、本発明により動作するセルラー・システムＰＲＣＨのアップリンク（ＵＬ）、およびダウンリンク（ＤＬ）それぞれの上の信号の交換を示す。図３Ａおよび図３Ｂは、移動局（ＭＳ）３００とネットワーク（ＮＷ）３０２との間の信号交換を示す。移動局３００は、移動局プロトコル・スタック（ＭＳ／ＰＳ）２１８および移動局システムマネージャ（ＭＳ／ＳＭ）２２０として、機能的に図示してある。ネットワーク３０２は、ネットワーク・プロトコル・スタック（ＮＷ／ＰＳ）２２２およびネットワーク・システムマネージャ（ＮＷ／ＳＭ）２２４として、機能的に図示してある。プロトコル・スタックは、データ送信を管理し、システム・マネージャは、ネットワークと移動局との間の接続の制御および監督を行う。
アップリンク（ＵＬ）パケット送受信の場合には、下記のスキームが使用される。（ステップは、図３Ａの矢印の番号に対応する。）
１Ｕ． ＭＳ／ＰＳ２１８は、三つの異なる種類のパケットを、ＮＷ／ＰＳ２２２に送ることができる。その中の二種類のパケットは肯定応答を必要とする。
ａ．肯定応答を必要とするパケット
・ユーザ・データを含むパケット、および
・ピギーバック方式のダウンリンク報告（ＤＬＲ）を持つ、ユーザ・データを含むパケット
ｂ．肯定応答を必要としないパケット
・ＤＬＲだけを含むパケット
肯定応答を必要とするパケットを送る場合には、タイマがＭＳ／ＳＭ２２０にセットされる。上記タイマが、肯定応答を受信する前に時間切れになった場合には、パケットは失われたものと見なされる。
２Ｕ．すべてのＵＬデータ・パケットの場合には、品質サンプルがＮＷ／ＳＭ２２４に送られる。ＵＬパケットの終りには、最後の品質サンプルが、その特定のパケットに対して送られたことを示す、パケット・ストップ信号が、ＮＷ／ＳＭ２２４に送られる。
３Ｕ．ＵＬパケットを受信した後、ＵＬパケット報告がＮＷ／ＳＭ２２４に送られる。この報告は、トラヒック監督に必要な情報を含む。
４Ｕ．ＵＬパケットが、ピギーバック方式のＤＬＲを含んでいる場合、またはパケットが独立ＤＬＲである場合、ＤＬＲ品質推定値が抽出され、ＮＷ／ＳＭ２２４に転送される。
５Ｕ．送信したＵＬデータ・パケットが、肯定応答を必要とする場合には、肯定応答メッセージが、ＮＷ／ＰＳ２２２からＭＳ／ＰＳ２１８へ送られる。上記メッセージは、独立タイプのものでもよいし、ＤＬ移動局情報パケット上のピギーバック方式のものでもよい。
６Ｕ．ＭＳ／ＰＳ２１８で肯定応答を受信した場合には、パケット受信通知信号が、ＭＳ／ＳＭ２２０に送られる。上記ステップ１で導入したタイマが時間切れになる前に、肯定応答を受信した場合には、パケット喪失メッセージがＭＳ／ＳＭ２２０に送られる。
ＤＬパケットを送信および受信する場合には、下記のスキームが使用される。（ステップは、図３Ｂの矢印の番号に対応する。）
１Ｄ．ＭＳ／ＰＳ２２２は、三つの異なる種類のパケットを、ＮＷ／ＰＳ２１８に送ることができる。その中の二種類のパケットは肯定応答を必要とする。
ａ．肯定応答を必要とするパケット
・ユーザ・データを含むパケット、および
・前に受信したＵＬパケットに対する、ピギーバック方式の肯定応答／非肯定応答（ａｃｋ／ｎａｃｋ）情報を持つ、ユーザ・データを含むパケット
ｂ．肯定応答を必要としないパケット
・前に受信したＵＬパケットに対するａｃｋ／ｎａｃｋだけを含むパケット
肯定応答を必要とするパケットを送る場合には、タイマが送られる。上記タイマが、肯定応答を受信する前に時間切れになった場合には、パケットは失われたものと見なされる。
２Ｄ．ＤＬデータ・パケットを送信する場合には、ＤＬパケット報告が、ＮＷ／ＳＭ２２４に送られる。この報告は、トラヒック監督に必要な情報を含む。
３Ｄ．ＭＳ／ＰＳ２１８でＤＬデータ・パケットを受信した場合には、品質サンプルが各フレームに対して抽出され、ＭＳ／ＳＭ２２０に送られる。ＵＬパケットの終りには、最後の品質サンプルがその特定のパケットに対して送られたことを示す、パケット・ストップ信号が、ＮＷ／ＭＳ２２０に送られる。
４Ｄ．ＵＬパケットを受信した後、品質推定値がＭＳ／ＰＳ２１８に送られる。この推定値は、ＤＬにより送られた全パケットの品質の測定値である。
５Ｄ．ａｃｋ／ｎａｃｋメッセージおよび品質推定値を含む、ダウンリンク報告（ＤＬＲ）は、ユーザ・データを含む各受信ＤＬパケットに対する、ＮＷ／ＰＳ２２２に送られる。ＤＬＲは、ＵＬユーザ・データ・パケットにより、独立タイプとして、またはピギーバック方式のものとして送信することができる。ＤＬＲをＮＷ／ＰＳ２２２で受信した後、品質推定値が、ＮＷ／ＳＭ２２４に転送される。
６Ｄ．ＤＬＲのａｃｋ／ｎａｃｋ情報が肯定応答を含んでいる場合には、パケット受信通知信号が、ＮＷ／ＳＭ２２４に送られる。上記ステップ１で導入したタイマが、時間切れになる前に肯定応答を受信した場合には、パケット喪失メッセージがＭＳ／ＳＭ２２４に送られる。
図４について説明すると、この図は本発明のセルラー・システムのパケット無線トラヒック管理機能のブロック図である。ＮＷ／ＳＭ２２４内に論理的に位置している、パケット無線トラヒック管理の機能は、三つの主要なブロックからなる。すなわち、ＰＲＣＨマネージャ４０２、資源マネージャ４０４、およびＰＲＣＨコントローラ４０６ａ、４０６ｂ、４０６ｃおよび４０６ｄである。通常、システムの各基地局に対して一つのＰＲＣＨマネージャ４０２が存在する。基地局は、一つ以上のセルをサポートする。ＰＲＣＨコントローラ４０６ａ、４０６ｂ、４０６ｃおよび４０６ｄの数は、セル内のパケット交換トラヒック用に必要なＰＲＣＨ、および使用できる資源の数によって異なる。図４の実施形態の場合には、セル内に四つのＰＲＣＨが存在する。各ＰＲＣＨコントローラは、一つのＰＲＣＨを制御する。ＰＲＣＨマネージャ４０２は、ユーザがセルのＰＲＣＨへアクセスする必要がある場合に呼出される。ＮＷ／ＰＳ２２２を通してサービス要求を受信すると、ＰＲＣＨマネージャ４０２が呼び出される。渋滞によりＰＲＣＨからパケット呼出が排出され、ＰＲＣＨコントローラからパケット呼出の排出を受信した場合にも、ＰＲＣＨマネージャ４０２が呼出される。さらに、資源マネージャから、内部発生進入待ち行列信号、またはＰＲＣＨセットアップ許可／拒否信号、または解放許可／拒否信号を受信した場合にも、ＰＲＣＨマネージャ４０２が呼出される。
下記のどの状況下でも、サービス要求を受信することができる。
１）新しいユーザが、パケット交換サービスを開始するために、ＰＲＣＨにアクセスしたい場合。
２）ユーザが、他のセルのＰＲＣＨから、ＰＲＣＨマネージャ４０２が位置しているセルのＰＲＣＨに、ハンドオーバしたい場合。
３）ユーザが、喪失したＰＲＣＨ接続を再度行いたい場合。
４）ユーザが、トラヒック要件を更新したい場合。下記参照。
上記のトラヒック・イベントが発生すると、サービス要求が、ＰＲＣＨマネージャに転送される。サービス要求は、ＰＲＣＨマネージャ４０２のサービス要求評価機能４０８による評価に必要な情報を含む。上記情報は下記のものを含む。
・要求のタイプ
・（ＰＲＣＨの最大ユーザ・ビット速度に対する）必要推定平均ユーザ・データ
・トラヒック、Ｐaveは、各ＵＬおよびＤＬに対する個々のパラメータを含む。
・（ＰＲＣＨの最大ユーザ・ビット速度に対する）必要推定最大ユーザ・データ
・トラヒック、Ｐmaxは、各ＵＬおよびＤＬに対する個々のパラメータを含む。
・優先順位、Ｐｒｉ：このパラメータは、インターバル（０、Ｐｒｉmax）の間の数値をとることができる。優先順位は、呼出を開始する、または呼出されている移動局に基づき、または他の基準に基づいて割り当てることができる。
サービス要求は、サービス要求評価機能４０８により評価される。サービス要求評価の際には、ＰＲＣＨマネージャ４０２は、ＰＲＣＨコントローラ４０６ａ、４０６ｂ、４０６ｃまたは４０６ｄに、パケット呼出に対するＰＲＣＨ進入要求を送る。ＰＲＣＨマネージャ４０２は、進入が許可されるまで、またはパケット呼出がどのＰＲＣＨにも受け入れられない状態になるまで、各ＰＲＣＨコントローラ４０６ａ、４０６ｂ、４０６ｃまたは４０６ｄに打診をする。パケット呼出が、現在のＰＲＣＨのどれによっても受け入れられない場合には（ＰＲＣＨ進入要求がすべてのＰＲＣＨコントローラ４０６ａ、４０６ｂ、４０６ｃおよび４０６ｄによって拒否された場合には）、ＰＲＣＨマネージャ４０２は、進入待ち行列処理機能４２０を使用して、サービス要求を、進入待ち行列４２０に挿入するかどうかを決定する。
進入待ち行列に挿入されたパッケージ呼出は、一時的に休止状態になる。すなわち、ユーザ間の情報交換はできなくなる。パケット呼出が、進入待ち行列に挿入されなかった場合には、サービス拒否信号がユーザに送られる。パケット呼出を進入待ち行列に挿入する必要がある場合には、ＰＲＣＨマネージャは、パケット呼出休止表示信号を送ってユーザに知らせる。
渋滞によりパケット呼出がＰＲＣＨから排出されると、パケット呼出排出表示信号が、ＰＲＣＨコントローラから、ＰＲＣＨマネージャ４０２により受信される。パケット呼出排出表示信号は、パケット呼出排出評価機能４２２により評価される。パケット呼出排出評価機能４２２においては、ＰＲＣＨマネージャ４０２は、ＰＲＣＨコントローラ４０６ａ、４０６ｂ、４０６ｃおよび４０６ｄの一つに、排除パケット呼出に対するＰＲＣＨ進入要求を送る。ＰＲＣＨマネージャ４０２は、進入が許可されるまで、またはパケット呼出がどのＰＲＣＨにも受け入れられない状態になるまで、各ＰＲＣＨコントローラ４０６ａ、４０６ｂ、４０６ｃまたは４０６ｄに打診をする。
パケット呼出が、現在のＰＲＣＨのどれによっても受け入れられない場合には、ＰＲＣＨマネージャ４０２は、進入待ち行列処理機能４０を使用して、排除パケット呼出を切り離すべきか、排出パケット呼出を進入待ち行列４２０に挿入すべきかどうかを決定する。排出パケット呼出が、進入待ち行列４２０に挿入されると、パケット呼出は、一時的に休止状態になり、パケット呼出中止表示信号が、ＮＷ／ＰＳ２２２を通して、ユーザに送られる。排出パケット呼出が、進入待ち行列に挿入されなかった場合には、パケット呼出切り離し表示信号が、ＮＷ／ＰＳ２２２へ送られる。
パケット呼出進入待ち行列信号は、進入待ち行列４２０をチェックする必要があることを示す。上記進入待ち行列信号は、システム・オペレータが必要に応じてセットした、タイマにより発生することができる。パケット呼出進入待ち行列信号は、進入待ち行列処理機能４１０により評価される。進入待ち行列処理機能においては、ＰＲＣＨマネージャ４０２が、最も高い優先順位を持つ進入待ち行列のパケット呼出に対するＰＲＣＨ進入要求を、ＰＲＣＨコントローラ４０６ａ、４０６ｂ、４０６ｃおよび４０６ｄの一つに送る。ＰＲＣＨマネージャ４０２は、進入が許可されるまで、またはパケット呼出がどのＰＲＣＨにも受け入れられない状態になるまで、各ＰＲＣＨコントローラ４０６ａ、４０６ｂ、４０６ｃまたは４０６ｄに、進入要求を送信する。パケット呼出がＰＲＣＨの中のどれかに受け入れられた場合には、パケット呼出再開表示信号が、ＮＷ／ＰＳ２２２を通してユーザに送られる。
ＰＲＣＨマネージャ４０２は、また必要な場合に、新しいＰＲＣＨをセットアップするか、またはＰＲＣＨ管理機能４１２により、現在のＰＲＣＨを解放することを決定する。ＰＲＣＨセットアップおよびＰＲＣＨ解放の両方の場合、セットアップ要求信号または解放要求信号が、ＰＲＣＨに対するシステム資源の割当を制御する資源マネージャ４０４に送られる。資源マネージャ４０４は、ＰＲＣＨマネージャ４０２に、セットアップ要求許可信号またはセットアップ要求拒否信号を送ることにより、またはＰＲＣＨマネージャ４０２に、解放要求許可信号または解放要求拒否信号を送ることにより、要求を拒否するか、許可するかする。
各ＰＲＣＨコントローラ４０６ａ、４０６ｂ、４０６ｃおよび４０６ｄは、セルの一つのＰＲＣＨ上のトラヒックを監督する。セル内の各ＰＲＣＨに対して一つのＰＲＣＨコントローラが存在する。各ＰＲＣＨコントローラ４０６ａ、４０６ｂ、４０６ｃおよび４０６ｄは、それが制御するＰＲＣＨに関する情報を、パケット報告のＮＷ／ＰＳ２２２から受信する。上記パケット報告は、関連ＰＲＣＨに対する、ＰＲＣＨトラヒック監督機能４１４ａ、４１４ｂ、４１４ｃまたは４１４ｄにより評価される。ＰＲＣＨマネージャ４０２から進入要求を受信した場合、上記パケット報告に含まれる情報は、ＰＲＣＨ進入制御機能４１６ａ、４１６ｂ、４１６ｃまたは４１６ｄにより、新しいパケット呼出を、ＰＲＣＨに受け入れることができるかどうかを、決定するために使用される。上記パケット報告に含まれる情報は、また、ＰＲＣＨ渋滞制御機能４１８ａ、４１８ｂ、４１８ｃまたは４１８ｄを、ＰＲＣＨが過負荷であるという理由で、すでに受け入れたパケットを排出するために使用すべきかどうかを判断するために使用することができる。この場合、パケット呼出排出表示信号が、ＰＲＣＨマネージャに送られる。その後、ＰＲＣＨマネージャは、パケット呼出排出評価機能４２２により、パケット呼出を一時的に休止状態にすべきか、切り離すべきかを決定する。この決定に従って、パケット呼出休止表示信号またはパケット呼出切り離し表示信号により、ユーザに通知が行われる。
資源マネージャ４０４は、パケット無線チャンネル用のシステム資源の割当を制御する。ＰＲＣＨマネージャ４０２は、資源マネージャ４０４に、ＰＲＣＨセットアップ／解放要求を送ることによって、新しいＰＲＣＨのセットアップまたは解放を要求することができる。ＰＲＣＨ資源マネージャ４０４は、進入待ち行列４２０のサイズを継続的に監視する。進入待ち行列Ｐq内のすべてのパケット呼出の要求トラヒックの全体の量が、進入待ち行列に対して設定された限界、Ｐｌｉｍ ＰＲＣＨを超えた場合は何時でも、ＰＲＣＨセットアップ要求は、より高いレベルの資源マネージャ４０４へ送られる。ＰnewＰＲＣＨがゼロに設定された場合には、ＰＲＣＨマネージャは何時でも、現在のＰＲＣＨが満杯になったらすぐに、もっと多くの資源を要求する。ＰＲＣＨに接続したユーザの数がゼロになったらすぐに、ＰＲＣＨ解放要求が、資源・マネージャ４０４に送られる。許可された場合には、ＰＲＣＨは解放される。
ＰＲＣＨマネージャ４０２、およびＰＲＣＨコントローラ４０６ａ、４０６ｂ、４０６ｃおよび４０６ｄは、基地局、無線ネットワーク・コントローラ、および図１のシステムのようなセルラー・システムのような移動制御ノード内で実行することができる。実際の実行は、一台またはそれ以上のプロセッサと一緒に動作する、ハードウェアまたはソフトウェア、またはハードウェアとソフトウェアとの組み合わせで行われる。これらタイプの機能を実行するためのプロセッサおよびソフトウェアは、当業者にとっては周知である。
図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃおよび図５Ｄについて説明すると、これらの図は、本発明の実施形態に従ってＰＲＣＨマネージャ４０２が行う、サービス要求評価、パケット呼出排出評価、進入待ち行列処理およびＰＲＣＨ管理プロセス・ステップをそれぞれ示す、トラヒック・フローチャートである。
ＰＲＣＨマネージャ４０２は、図５Ａのステップ５０２の待ち状態中に入力を受信する。この入力は、資源マネージャ４０４から受信した、サービス要求、パケット呼出排出表示、内部発生進入待ち行列信号、またはＰＲＣＨセットアップ許可または拒否信号、または解放許可または拒否信号のいずれであってもよい。ステップ５０４において、サービス要求がＮＷ／ＰＳ２２２から受信したものであるかどうかの判断が行われる。サービス要求を受信していなかった場合には、プロセスは図５Ｂのステップ５３４へ進む。しかし、サービス要求を受信していた場合には、プロセスはステップ５０６へ進み、サービス要求評価がスタートする。
ステップ５０６におけるサービス要求評価は、ステップ５０８、５１０、５１２、５１４、５１６、５１８および５２０内のＰＲＣＨ進入要求を含む。サービス要求評価は、ＰＲＣＨへの進入が許可されるまで、情報ＰＲＣＨがすべてなくなるまで、各ＰＲＣＨコントローラ４０６ａ、４０６ｂ、４０６ｃおよび４０６ｄに対して、シーケンシャルに反復される。ステップ５０８において、ＰＲＣＨマネージャ４０２は、ＰＲＣＨコントローラ４０６ａ、４０６ｂ、４０６ｃおよび４０６ｄの一つに対して、ＰＲＣＨ進入要求を送る。その後、ＰＲＣＨマネージャ４０２が応答を待っている間に、プロセスはステップ５１０に進む。ＰＲＣＨマネージャ４０２は、ＰＲＣＨコントローラ４０６ａ、４０６ｂ、４０６ｃまたは４０６ｄから応答を受信したかどうかを判断するために、ステップ５１２において周期的にチェックを行う。応答を受信していなかった場合には、プロセスは元へ戻ってステップ５１０の待ち状態になる。しかし、ステップ５１２において、ＰＲＣＨコントローラ４０６ａ、４０６ｂ、４０６ｃまたは４０６ｄから応答を、すでに受信していたと判断された場合には、ＰＲＣＨ進入要求プロセスを終了し、プロセスはステップ５１４へ進み、そこで応答が進入許可であるかどうかの判断が行われる。応答が進入許可である場合には、サービス要求評価プロセスはステップ５２０で終了し、プロセスはステップ５２２に進む。
しかし、ステップ５１４において、応答が進入許可でないと判断された場合には、それは進入拒否応答であり、プロセスはステップ５１６へ進み、そこで現在の応答が、進入要求を送信することができる最後のＰＲＣＨコントローラから送られたものであるかどうかの判断が行われる。最後のＰＲＣＨコントローラでなかった場合には、プロセスはステップ５１８へ進み、次のＰＲＣＨに対して、ステップ５０６のサービス要求評価プロセスを継続して行う。ステップ５０６のサービス要求評価プロセスは、ＰＲＣＨコントローラ４０６ａ、４０６ｂ、４０６ｃまたは４０６ｄから進入許可応答を受信するまで、またはすべてのＰＲＣＨコントローラが進入を拒否するまで反復して行われる。サービス要求評価プロセスが終了すると、プロセスはステップ５２２へ進む。
ステップ５２２において、進入許可応答を任意のＰＲＣＨコントローラから受信したかどうかの判断が行われる。進入許可をＰＲＣＨコントローラから受信していた場合には、プロセスはステップ５２４へ進み、そこでサービス許可信号がＮＷ／ＰＳ３０８を通して、ユーザに送られる。その後、プロセスは、ステップ５２４から図５Ｂのステップ５３４へと進む。しかし、ステップ５２２において、任意のＰＲＣＨコントローラから、進入許可を受信していなかったと判断された場合には、プロセスはステップ５２８へ進む。ステップ５２８において、ＰＲＣＨマネージャ４０２は、進入待ち行列処理機能４１０を使用して、パケット呼出をＰＲＣＨ進入待ち行列内に、挿入すべきかどうかを判断する。下記の基準を満足する場合には、進入待ち行列４２０内に、パケット呼出を挿入する決定が行われる。
Ｐave（ｒ）＋Ｐq（ｒ）＜Ｐmax（ｒ）
Ｐave（ｒ）は、サービス要求ｒの関数としての、ユーザに対する推定平均データ・トラヒックである。Ｐq（ｒ）は、サービス要求タイプｒの進入待ち行列の、すべてのパケット呼出の要求トラヒックである。これは、待ち行列の現在のサイズの測定値である。Ｐmax（ｒ）は、サービス要求の関数としての進入待ち行列４２０の、最大許可要求トラヒックである。異なるタイプのサービス要求ｒに対して、異なるＰmaxを持つことができる。それにより、異なるサービス要求に、優先順序をつけることができる。例えば、ハンドオフ中にＰＲＣＨを要求する場合のＰmax（ｒ）は、ＰＲＣＨに対して、最初にアクセス要求を要求している場合のＰmax（ｒ）より、高くてもかまわない。
ステップ５２８において、パケット呼出を、ＰＲＣＨ進入待ち行列に挿入すべきであるとの決定が行われた場合には、進入待ち行列４２０に呼出の身元が挿入され、プロセスはステップ５３１へ進み、そこでサービス許可信号がＮＷ／ＰＳ２２２を通して、ユーザに送られる。次に、プロセスはステップ５３２へ進み、そこでパケット呼出休止表示信号がＮＷ／ＰＳ３０８を通して、ユーザに送られる。その後、プロセスは図５Ｂのステップ５３４に進む。しかし、ステップ５２８において、パケット呼出を、ＰＲＣＨ進入待ち行列４２０に挿入すべきでないとの決定が行われた場合には、プロセスはステップ５３０に進み、サービス拒否信号４２８がユーザに送られる。その後、プロセスは図５Ｂのステップ５３４に進む。
図５Ｂのステップ５３４において、パケット呼出排出表示を、受信したかどうかの判断が行われる。入力がパケット呼出排出表示でなかった場合には、プロセスは図５Ｃのステップ５６２に進む。しかし、ステップ５３４において、パケット呼出排出表示を受信しなかったと判断された場合には、プロセスはステップ５３６へ進む。ステップ５３６において、排出されたパケット呼出に対するＰＲＣＨ進入要求が、ＰＲＣＨマネージャ４０２から、ＰＲＣＨコントローラ４０６ａ、４０６ｂ、４０６ｃまたは４０６ｄへ送られる。ステップ５３６の進入要請プロセスは、ステップ５３８、５４０、５４２、５４４、５４６、５４８および５５０を含む。進入がすべてのＰＲＣＨに要求されるまで、各ＰＲＣＨコントローラ４０６ａ、４０６ｂ、４０６ｃまたは４０６ｄに対して、ステップ５３６が反復して行われる。ステップ５３８において、ＰＲＣＨマネージャ４０２は、ＰＲＣＨコントローラ４０６ａ、４０６ｂ、４０６ｃまたは４０６ｄに、ＰＲＣＨ進入要求を送る。その後、ＲＲＣＨマネージャ４０２が応答を待っている間に、プロセスはステップ５４０に進む。ＰＲＣＨマネージャ４０２は、ＰＲＣＨコントローラ４０６から応答を受信したかどうかを判断するために、ステップ５４２において周期的にチェックを行う。応答を受信していなかった場合には、プロセスは元へ戻ってステップ５４０の状態になる。しかし、ステップ５４２において、進入要求を既に送信したＰＲＣＨコントローラから、応答をすでに受信していたと判断した場合には、プロセスはステップ５４４に進み、そこで応答が進入許可であるかどうかの判断が行われる。応答が進入許可である場合には、ステップ５５０においてパケット呼出排出評価は終了し、プロセスはステップ５５２に進む。しかし、ステップ５４４で、応答が進入許可でないと判断された場合には、それは進入拒否応答であり、プロセスはステップ５４６へ進み、そこで進入拒否応答が、現在の応答が進入要求を送信することができた、最後のＰＲＣＨコントローラから送られたものであるかどうかの判断が行われる。最後のＰＲＣＨコントローラでなかった場合には、プロセスはステップ５６６へ進み、次のＰＲＣＨに対してステップ５３６の進入要求プロセスを反復して行う。ステップ５３６のパケット呼出排出評価は、ＰＲＣＨコントローラから進入許可応答を受信するまで、またはすべてのＰＲＣＨコントローラ４０６ａ、４０６ｂ、４０６ｃおよび４０６ｄが進入を拒否するまで反復して行われる。ステップ５３６のパケット呼出排出評価プロセスが終了すると、プロセスはステップ５５２へ進む。
ステップ５５２において、ステップ５３６中に進入許可応答を、任意のＰＲＣＨコントローラから受信したかどうかの判断が行われる。進入許可をＰＲＣＨコントローラから受信していた場合には、プロセスはステップ５５４へ進み、そこでパケット呼出更新表示信号が、ＮＷ／ＰＳ２２２を通して、ユーザに送られる。プロセスは、ステップ５５４から図５Ｃのステップ５６２へと進む。しかし、ステップ５５２において、進入許可を受信していなかったと判断された場合には、プロセスはステップ５５６へ進む。ステップ５５６において、ＰＲＣＨマネージャ４０２は、進入待ち行列処理機能４１０を使用して、パケット呼出をＰＲＣＨ進入待ち行列に、挿入すべきかどうかを判断する。図５Ａのステップ５２８のところで説明したのと同じ基準が使用される。ステップ５５６において、排除されたパケット呼出を、ＰＲＣＨ進入待ち行列４２０に、挿入すべきであるとの決定が行われた場合には、プロセスはステップ５６０へ進み、パケット呼出休止表示信号が、ＮＷ／ＰＳ２２２を通して、ユーザへ送られる。その後、プロセスはステップ５６０から、図５Ｃのステップ５６２に進む。しかし、ステップ５５６において、排除されたパケット呼出を、ＰＲＣＨ進入待ち行列に、挿入すべきでないとの決定が行われた場合には、プロセスはステップ５５８に進み、パケット呼出切り離し表示信号が、ＮＷ／ＰＳ２２２を通して、ユーザへ送られる。その後、プロセスはステップ５５８から図５Ｃのステップ５６２に進む。
図５Ｃのステップ５６２において、進入待ち行列信号を受信したかどうかの判断が行われる。進入待ち行列をＰＲＣＨコントローラから受信していなかった場合には、プロセスは図５Ｄのステップ５８４へ進む。しかし、進入待ち行列信号を受信していたと判断された場合には、プロセスはステップ５６３へ進む。ステップ５６３において、任意のパケット呼出が、ＰＲＣＨ進入待ち行列に含まれているかどうかの判断が行われる。ＰＲＣＨ進入待ち行列４２０中に、パケット呼出が含まれていないと判断された場合には、プロセスは図５Ａのステップ５０２の待ち状態になる、ステップ５０２において、プロセスは入力待ちになる。しかし、ステップ５６３において、ＰＲＣＨ進入待ち行列４２０が、パケット呼出を含んでいると判断された場合には、プロセスはステップ５６４へ進む。ステップ５６４において、進入待ち行列４２０内の最も高い優先順位を持つパケット呼出に対するＰＲＣＨ進入要求が、ＰＲＣＨマネージャ４０２から、ＰＲＣＨコントローラ４０６ａ、４０６ｂ、４０６ｃまたは４０６ｄに送られる。
ステップ５６４の進入要求プロセスは、ステップ５６６、５６８、５７０、５７４、５７６および５７８を含む。ステップ５６４は、ＰＲＣＨへの進入が許可されるまで、またはすべてのＰＲＣＨに対して進入が要求されるまで、各ＰＲＣＨコントローラ４０６ａ、４０６ｂ、４０６ｃまたは４０６ｄに対して反復される。ステップ５６６において、ＰＲＣＨマネージャ４０２は、ＰＲＣＨコントローラ４０６ａ、４０６ｂ、４０６ｃまたは４０６ｄに対して、ＰＲＣＨ進入要求を送る。その後、ＰＲＣＨマネージャ４０２が応答を待っている間に、プロセスはステップ５６８に進む。ＰＲＣＨマネージャ４０２は、ＰＲＣＨコントローラ４０６から、応答を受信したかどうかを判断するために、ステップ５７０において周期的にチェックを行う。応答を受信していなかった場合には、プロセスは元へ戻ってステップ５６８の待ち状態になる。しかし、ステップ５７０において、進入要求をすでに送信したＰＲＣＨコントローラから、応答をすでに受信していたと判断された場合には、プロセスはステップ５７２へ進み、そこで応答が進入許可であるかどうかの判断が行われる。応答が進入許可である場合には、ステップ５７８で進入要求プロセスは終了し、プロセスはステップ５８６に進む。しかし、ステップ５７２において、応答が進入許可でないと判断された場合には、それは進入拒否応答であり、プロセスはステップ５７４へ進み、そこで進入拒否応答が、進入要求を送信することができる最後のＰＲＣＨコントローラから送られたものであるかどうかの判断が行われる。
最後のＰＲＣＨコントローラでなかった場合には、プロセスはステップ５６６へ進み、次のＰＲＣＨに対してステップ５６４の進入要求プロセスを反復して行う。ステップ５６４の進入要求プロセスは、ＰＲＣＨコントローラ４０６ａ、４０６ｂ、４０６ｃおよび４０６ｄから進入許可応答を受信するまで、またはすべてのＰＲＣＨコントローラ４０６ａ、４０６ｂ、４０６ｃおよび４０６ｄが進入を拒否するまで反復して行われる。ステップ５６４の進入要求プロセスが終了すると、プロセスはステップ５８０へ進む。
ステップ５８０において、進入許可応答を、ステップ５６４中に、任意のＰＲＣＨコントローラから受信したかどうかの判断が行われる。進入許可応答をＰＲＣＨコントローラから受信していた場合には、進入待ち行列４２０内の最も高い優先順位を持つパケット呼出が、待ち行列から排除され、プロセスはステップ５８２へ進み、そこでパケット呼出再開表示信号が、ＮＷ／ＰＳ２２２を通して、ユーザに送られる。プロセスは、ステップ５８２から図５Ｄのステップ５８４へと進む。しかし、ステップ５８０において、進入許可を受信していなかったと判断された場合には、プロセスは直接図５Ｄのステップ５８４へ進む。
図５Ｄのステップ５８４において、ＰＲＣＨセットアップ許可を、資源マネージャ４０２から受信したかどうかの判断が行われる。ＰＲＣＨセットアップ許可を資源マネージャ４０２から受信した場合には、プロセスはステップ５８６へ進み、ＰＲＣＨマネージャは、新しいＰＲＣＨコントローラを生成する。次に、プロセスはステップ５９２へ進む。しかし、ステップ５８４において、ＰＲＣＨ解放許可を受信していなかったと判断された場合には、プロセスはステップ５８８へ進み、そこでＰＲＣＨ解放許可を、資源マネージャ４０２から受信したかどうかの判断が行われる。ＰＲＣＨセットアップ許可を受信していた場合には、プロセスはステップ５９０へ進み、そこでＰＲＣＨマネージャは、解放要求を送信したＰＲＣＨコントローラから資源の割当を取り消す。次に、プロセスはステップ５９２に進む。しかし、ステップ５９０において、ＰＲＣＨセットアップ許可を受信していなかった場合には、プロセスは直接ステップ５９２へ進む。
ステップ５９２において、進入待ち行列内のすべてのパケット呼出に対する要求トラヒックが評価される。次に、ステップ５９４において、新しいＰＲＣＨが必要かどうかの判断が行われる。進入待ち行列Ｐq内の、すべてのパケット呼出の全要求トラヒックが、進入待ち行列に対して設定された制限、ＰnewＰＲＣＨを超えている場合には、新しいＰＲＣＨが必要であり、プロセスはステップ５９６へ進む。ステップ５９６において、ＰＲＣＨセットアップ要求が、資源マネージャ４０４へ送られる。プロセスはステップ５９６から、ステップ５０２の待ち状態へ戻る。しかし、ステップ５９４において、新しいＰＲＣＨが必要ないと判断された場合には、プロセスはステップ５９７へ進む。ステップ５９７において、各ＰＲＣＨ上のパケット呼出の数が調べられる。次に、ステップ５９８において、パケット呼出を含まないＰＲＣＨが存在するかどうかの判断が行われる。パケット呼出を含まないＰＲＣＨが存在しないと判断された場合には、プロセスは図５Ａのステップ５０２へ戻る。しかし、ステップ５９８において、一つまたはそれ以上のパケット呼出を含まないＰＲＣＨが存在すると判断された場合には、プロセスはステップ５９９へ進み、そこでＰＲＣＨ解放要求が、パケット呼出を含まない各ＰＲＣＨに対する資源マネージャ４０４へ送られる。プロセスはステップ５９９から図５Ａのステップ５０２の待ち状態に戻る。
図６、図７および図８について説明すると、これら図は、本発明の実施形態による、ＰＲＣＨトラヒック監督、ＰＲＣＨ進入制御およびＰＲＣＨ渋滞制御プロセスそれぞれに対して、ＰＲＣＨコントローラ４０６ａ、４０６ｂ、４０６ｃまたは４０６ｄが行うステップを示すフローチャートである。ＰＲＣＨコントローラ４０６ａ、４０６ｂ、４０６ｃおよび４０６ｄは、それぞれ、データ・トラヒック、平均パケット遅延を継続的に監督し、ＰＲＣＨに対する進入要求を受信する。
ＰＲＣＨマネージャ４０２から入力を受信して最初に作動した場合と、プロセスは、図６のステップ６０２の待ち状態である。ステップ６０２の待ち状態の間、各ＰＲＣＨコントローラ４０６ａ、４０６ｂ、４０６ｃおよび４０６ｄは、ＮＷ／ＰＳ２２２からパケット情報の形で入力を、ＰＲＣＨマネージャ４０２から進入要求を、またはＰＲＣＨ渋滞のチェックを行う必要があることを示す内部発生作動信号を受信することができる。上記入力を受信すると、プロセスはステップ６０４へ進み、そこでパケット報告を受信したかどうかの判断が行われる。パケット報告を受信しなかったと判断した場合には、プロセスは直接図７のステップ７０８に進む。しかし、ステップ６０４において、パケット報告を受信したと判断された場合には、プロセスはステップ６０６に進み、そこでＰＲＣＨトラヒック・スーパーバイザ機能４２８は、関連ＰＲＣＨに対するパケット遅延およびＰＲＣＨ上の負荷を含む、トラヒック統計を更新する。上記トラヒック統計は、パケット報告に含まれている情報を使用して更新される。各パケット報告は下記の情報を含む。
１）ＵＬに対して送信中の移動局ユーザの身元、またはＤＬに対して送信中のネットワーク・ユーザの身元
２）パケット・サイズ
３）（パケットが生成された時を示す）タイム・スタンプ
４）パケット・タイプ（ＵＬまたはＤＬ）
パケット報告に含まれる情報を使用して、ＰＲＣＨコントローラは、各パケット呼出Ｐiからの、平均パケット遅延Ｔの推定値およびデータ・トラヒックの推定値を計算する。これらの数値は、進入制御プロセス（図７）および渋滞制御プロセス（図８）に対して使用される。トラヒック統計を更新した後で、プロセスは図７のステップ７０８へ進む。
図７は、本発明のパケット無線チャンネル進入制御機能が行うステップである。ステップ７０８において、入力が進入要求であったかどうかの判断が行われる。進入要求を受信してなかった場合には、プロセスは直接図８のステップ８１８へ進む。しかし、ステップ７０８において、進入要求を受信していたと判断した場合には、プロセスはステップ７１０へ進み、そこで進入要求が評価される。
下記の基準を満足する場合には、ＰＲＣＨ進入制御機能４１６は、ＰＲＣＨ進入要求を許可する。
Ｐave＋ΣＰi＜Ｐtol，ｉ∈Ｕ（Ｐｒｉ）
・Ｐaveは、新しいパケット呼出に必要な平均データ・トラヒックである。
・Ｐiは、パケット呼出ｉからの推定データ・トラヒックである。
・Ｕ（ｐｒｉ）は、Ｐｒｉに等しいか、それより高い優先順位を持つパケット呼出である。この場合、Ｐｒｉは、要求したパケット呼出の優先順位である。
・Ｐtolは、ＰＲＣＨ上の最大許容データ・トラヒックである。
上記式から、新しいパケット呼出の優先順位より高いか、または等しい優先順位を持つパケット呼出からのトラヒックは、最大許容トラヒックＰtolより小さいものでなければならない。それ故、優先順位の高いパケット呼出は、（優先順位がどのようなものであれ、すべてのパケット呼出を含む）全トラヒックが、最大許容トラヒックＰtolを超えた場合でも、ＰＲＣＨを使用することができる。この場合、渋滞制御機能（図８）は、優先順位の低いパケット呼出を排出し、その結果、全トラヒックは、最大許容トラヒックＰtol以下になる。最大許容トラヒックＰtolは、下記式の関連により、最大許容遅延Ｔtolと関連する。
Figure 0004195086
但し、ｆは、その引数と同じ符号を持つ関数であり、Ｔは、ＰＲＣＨトラヒック監督機能により計算される平均パケット遅延の推定値である。ＰＲＣＨコントローラ・トラヒック監督機能は、継続的にＴをモニタするので、Ｐtolは、上記式に従って継続的に更新される。Ｐtolは、最大許容遅延Ｔtolとなるトラヒックレベルに対応する。
次に、ステップ７１２において、ＰＲＣＨへの進入が許可されたのか、拒否されたのかの判断が行われる。進入が許可された場合には、プロセスはステップ７１４へ進み、そこで進入許可がＰＲＣＨマネージャ４０２へ送られる。進入が許可されなかった場合には、プロセスはステップ７１６へ進み、そこで拒否された進入がＰＲＣＨマネージャ４０２に送られる。ＰＲＣＨ進入制御機能４１６は、ステップ７１４または７１６において、進入許可または拒否をそれぞれ送信した後、プロセスは図８のステップ８１８へ進む。
ステップ８１８において、ＰＲＣＨ渋滞制御機能４１８は、ＰＲＣＨ上の渋滞をチェックする。ＰＲＣＨ上で渋滞が起こっていないと判断した場合には、プロセスは図６のステップ６０２の待ち状態に戻る。しかし、ステップ８２０において、渋滞が起こっていると判断した場合には、プロセスはステップ８２２に進み、そこで、どの一つまたは複数のパケット呼出を排出すべきかについての判断が行われる。渋滞を判断するには、平均パケット遅延Ｔがチェックされる。システム・オペレータが設定した遅延警報レベルＴconは、渋滞状況、すなわち、許容平均パケット遅延を回復するために、何時ＰＲＣＨから一つまたは複数のパケット呼出を排除しなければならないかを知るために使用される。
Ｔ＜Ｔconであると判断した場合には、ＰＲＣＨ上に渋滞は起こっていないので、プロセスは、図６のステップ６０２の待ち状態に戻る。しかし、ステップ８２０において、Ｔ≧Ｔconであると判断された場合には、プロセスはステップ８２２へ進み、そこでどの一つまたは複数のパケット呼出を排除すべきかの判断が行われる。ステップ８２２の判断は下記の方法で行われる。
１）優先順位の低いパケット呼出からスタートして、すべてのパケット呼出に対して下記のチェックが行われる。
Ｐi≦Ｐmax（ｉ）
但し、Ｐiは、パケット呼出ｉに対する推定トラヒックであり、Ｐmax（ｉ）は、必要最大データ・トラヒックである。上記式が満足されない場合には、パケット呼出ｉはＰＲＣＨから排出される。
２）すべてのパケット呼出に対して上記式が満足する場合には、一つまたはそれ以上の最も優先順位が低いパケット呼出が排出される。
それ故、サービス要求により与えられた最大数値を超える推定トラヒックを持つパケット呼出が、最初に排出される。すべてのパケット呼出の推定トラヒックが、その制限値より低い場合には、一つまたはそれ以上の最も優先順位の低いパケット呼出が排出される。
渋滞のために、ＰＲＣＨからパケット呼出が排出される場合には、どのパケット呼出をＰＲＣＨから排出すべきかを示すパケット呼出表示（再開要求）が、ステップ８２４において、ＰＲＣＨマネージャ４０２に送られる。パケット呼出排出表示が送られた後、ＰＲＣＨコントローラ・プロセスは、図６のステップ６０２の待ち状態に戻る。
図９について説明すると、この図は、本発明の一実施形態による資源マネージャ機能が行うプロセス・ステップを示すフローチャートである。資源マネージャ・プロセスは、ＰＲＣＨマネージャ４０２から入力を受信した場合には、ステップ９０２の待ち状態である。上記入力は、ＰＲＣＨセットアップ要求であっても、ＰＲＣＨ解放要求であってもよい。入力を受信すると、プロセスはステップ９０４に進む。ステップ９０４において、入力がＰＲＣＨセットアップ要求であるかどうかの判断が行われる。入力がＰＲＣＨセットアップ要求である場合には、プロセスはステップ９０６へ進む。
ステップ９０６において、ＰＲＣＨセットアップ要求が評価される。資源マネージャは、新しいＰＲＣＨをセットアップすることができる適当な資源が、セル内に存在するかどうかを判断することによって、セットアップ要求を評価する。プロセスはステップ９０６からステップ９１０へ進む。ステップ９１０において、セットアップ要求評価が、新しいＰＲＣＨをセットアップすることができることを示しているかどうかの判断が行われる。新しいＰＲＣＨをセットアップすることができると判断した場合には、プロセスはステップ９１６へ進み、そこでＰＲＣＨセットアップ許可が、ＰＲＣＨマネージャ４０２に送られる。次に、ステップ９１８において、資源マネージャ４０４は、新しいＰＲＣＨに対して資源を割り当てる。プロセスはステップ９１８からステップ９０２の待ち状態に戻る。しかし、ステップ９１０において、セットアップ要求評価が、新しいＰＲＣＨをセットアップすることができないことを示しているとの判断が行われた場合には、プロセスはステップ９１４へ進み、そこでＰＲＣＨセットアップ拒否が、ＰＲＣＨマネージャ４０２に送られる。プロセスは、ステップ９１４からステップ９０２の待ち状態に戻る。
ステップ９０４において、入力がＰＲＣＨセットアップ要求でないと判断された場合には、その入力はＰＲＣＨ解放要求である。この場合、プロセスはステップ９０４からステップ９１２へ進む。資源マネージャは、システム全体の観点から、ＰＲＣＨの解放を受け入れることができるかどうかを判断することにより、ＰＲＣＨ解放要求を評価する。例えば、周囲のセルのＰＲＣＨ上のトラヒック負荷を考慮に入れることができる。プロセスは、ステップ９１２からステップ９２０へ進む。ステップ９２０において、ＰＲＣＨ解放要求評価が、ＰＲＣＨを解放することができることを示しているかどうかの判断が行われる。ＰＲＣＨを解放することができると判断した場合には、プロセスはステップ９２２へ進み、そこでＰＲＣＨ解放許可が、ＰＲＣＨマネージャ４０２に送られる。次に、ステップ９２６において、資源マネージャは、ＰＲＣＨを解放する。プロセスは、ステップ９０２の待ち状態に戻る。しかし、ステップ９２０において、ＰＲＣＨ解放要求評価が、ＰＲＣＨ解放することができないことを示しているとの判断が行われた場合には、プロセスはステップ９２４へ進み、そこでＰＲＣＨ解放拒否が、ＰＲＣＨマネージャ４０２に送られる。プロセスは、ステップ９２４からステップ９０２の待ち状態に戻る。
上記の説明から理解できると思うが、システム・オペレータは、セルラー通信システムの一つまたはそれ以上の、ＰＲＣＨ上に優先順位がつけられたユーザに対するパケットを管理するために、本発明の方法およびシステムを使用することができる。システム・オペレータは、ＰＲＣＨに対する最大平均時間遅延を設定することができる。ユーザの優先順位は、申し込んだサービスのレベルに従ってつけることができるし、またはユーザは、現在行っている呼出のタイプに従って、自動的に優先順位の割当を受けることもできるし、自分で選択することもできる。優先順位が高ければ高いほど、システムの使用料金は高くなる。より高い料金を支払うことにより、ユーザは、渋滞している場合およびシステムにアクセスしようとしている場合、より低い優先順位を持つ他のユーザより高い優先順位を持つことができる。パケット呼出が必要とする推定データ・トラヒック、およびパケット呼出の優先順位に基づいて、パケット・トラヒック決定を行うことにより、システム・オペレータは、確実に、ＰＲＣＨユーザが、許容できないＰＲＣＨ遅延を蒙らないようにすることができる。
上記説明から本発明の動作および構造は明らかであろう。本明細書に図示し、説明した本発明は、特殊な実施形態であり、下記の請求の範囲に定義する本発明の精神および範囲から逸脱することなしに種々の変更および修正を行うことができる。

Claims (14)

  1. それぞれが少なくとも一つのパケット無線チャンネルにより、データ・パケットを送受信することができる複数の送受信局からなるセルラー通信システムにおいて、パケット交換無線チャンネルへの進入を制御するための方法であって、
    要求パケット呼出に対する、パケット交換無線チャンネルへの進入要求を受信するステップと、
    上記要求パケット呼出に対する推定データ・トラヒックと、上記パケット無線チャンネルを現在使用している、上記要求パケット呼出の優先順位の数値以上の優先順位の数値をもつ他のパケット呼出により生じた推定データ・トラヒックの和が上記パケット無線チャンネルに対する最大許容トラヒック・レベル内にあるかどうかを判断するステップと、
    上記判断するステップにおける判断の結果から、上記進入要求を許可すべきかどうかを決定するステップとからなり、
    上記最大許容トラヒック・レベルが、上記パケット無線チャンネルを使用しているすべてのパケット呼出からの推定データ・トラヒックと、上記パケット無線チャンネル上の最大許容パケット遅延と推定平均パケット遅延との間の差の関数である数値ΔＰと、を加えたものとして定義される方法。
  2. 請求項１に記載の方法において、上記判断ステップにおけるノーの決定に応じて、上記パケット呼出に対して進入拒否メッセージを送信するステップをさらに含む方法。
  3. 請求項１に記載の方法において、上記判断ステップにおけるイエスの決定に応じて、上記パケット呼出に対して進入許可メッセージを送信するステップをさらに含む方法。
  4. 請求項１に記載の方法において、上記進入要求が、上記要求パケット呼出の上記優先順位の数値を含む方法。
  5. 請求項１に記載の方法において、上記進入要求が、上記要求パケット呼出に対する、上記推定データ・トラヒックの数値をさらに含む方法。
  6. 請求項１に記載の方法において、上記複数の送受信局が、複数の移動局と、少なくとも一つの基地局とを含み、上記受信ステップが、移動局から基地局への通信に対して使用されるパケット交換無線チャンネルへの進入要求の受信を含む方法。
  7. 請求項１に記載の方法において、上記複数の送受信局が、複数の移動局と、少なくとも一つの基地局とを含み、上記受信ステップが、基地局から移動局への通信に対して使用されるパケット交換無線チャンネルへの進入要求の受信を含む方法。
  8. それぞれがパケット交換無線チャンネルにより、データ・パケットを送受信する複数の送受信局からなるセルラー通信システムにおいて、パケット交換無線チャンネルへの進入を制御するための装置であって、
    要求パケット呼出に対する、パケット交換無線チャンネルへの進入要求を受信するための手段と、
    上記要求パケットに対する推定データ・トラヒックと上記パケット無線チャンネルを現在使用している、上記要求パケット呼出の優先順位の数値以上の優先順位の数値をもつ他のパケット呼出により生じた推定データ・トラヒックの和が、上記パケット無線チャンネルに対する最大許容トラヒック・レベル内にあるかどうかを判断するための第一の手段と、
    前記第一の手段による判断の結果に従って、上記進入要求を許可すべきかどうかを判断するための第二の手段とを含み、
    上記パケット無線チャンネルに対する最大許容トラヒック・レベルが、上記パケット無線チャンネルを使用しているすべてのパケット呼出からの推定データ・トラヒックと、上記パケット無線チャンネル上の最大許容パケット遅延と推定平均パケット遅延との間の差の関数である数値ΔＰと、を加えたものとして定義される装置。
  9. 請求項８に記載の装置において、上記判断手段により上記進入要求を許可すべきではないと決定された判断に応じて、上記要求パケット呼出に対する進入拒否メッセージを送信するための手段をさらに含む装置。
  10. 請求項８に記載の装置において、上記判断手段により上記進入要求を許可すべきであると決定された判断に応じて、上記要求パケット呼出に対する進入許可メッセージを送信するための手段をさらに含む装置。
  11. 請求項８に記載の装置において、上記進入要求が、上記要求パケット呼出の上記優先順位の数値を含む装置。
  12. 請求項８に記載の装置において、上記進入要求が、上記要求パケット呼出に対する上記推定データ・トラヒックの数値をさらに含む装置。
  13. 請求項８に記載の装置において、上記複数の送受信局が、複数の移動局と、少なくとも一つの基地局とを含み、上記受信手段が、パケット呼出に対して、移動局から基地局への通信用に使用されるパケット交換無線チャンネルへの進入要求を受信するための手段を含む装置。
  14. 請求項８に記載の装置において、上記複数の送受信局が、複数の移動局と、少なくとも一つの基地局とを含み、上記受信手段が、パケット呼出に対して、基地局から移動局への通信用に使用されるパケット交換無線チャンネルへの進入要求を受信するための手段を含む装置。
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