JPH10512120A - パケット無線システム及びパケット無線システム用のターミナル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 パケット無線システムは、外部データネットワークのデータパケットをポイント／ポイントプロトコルＰＰＰによりカプセル封入し（図４Ａ、４Ｂ）、そしてそれらを１つ以上のサブネットワークを経て、そのカプセル封入されたデータパケットのプロトコルをサポートするポイントに送る。更に、パケット無線ネットワークの特殊な無線リンクプロトコルが移動データターミナル装置とサポートノードの間の無線インターフェイスに必要とされる。ＰＰＰパケットは、上記無線リンクプロトコルのデータパケットにカプセル封入される。この構成の欠点は、ＰＰＰプロトコル及び無線リンクプロトコルの両方のデータパケットがプロトコル特有の制御フィールドを含み、これがユーザ情報の送信容量を減少することである。それ故、ＰＰＰパケットは、カプセル化（図４Ｄ）の前に、不要な制御フィールドを除去することにより圧縮される（図４Ｃ）。無線インターフェイスを経て転送された後に、ＰＰＰパケットは、その元のフォーマットへ圧縮解除される。

Description

【発明の詳細な説明】 パケット無線システム及びパケット無線システム用のターミナル装置発明の分野 本発明は、デジタル移動通信ネットワークと、この移動通信ネットワーク及び １つ以上の他のパケット無線サポートノードに接続され及び／又は外部パケット データネットワークへのアクセスポイントを与える少なくとも１つのパケット無 線サポートノードと、無線インターフェイスを経て行われるパケットデータ送信 のためのアクセスポイントを与えるパケットデータターミナル装置とを備え、こ のアクセスポイントが、ターミナル装置に関連したアプリケーションにより使用 される普遍的な通信プロトコルをサポートするようなパケット無線システムに係 る。先行技術の説明 移動通信システムは、人々がその活動範囲を限定せずに固定の電話ターミナル から自由に離れられるという必要性から開発された。オフィスでは種々のデータ 送信サービスの利用が増加したが、移動通信システムにも種々のデータサービス が導入されている。ポータブルコンピュータは、ユーザがどこに移動しても効率 的にデータを処理することができる。移動通信ネットワークについては、移動デ ータ送信のための効率的なアクセスネットワークをユーザに与え、このようなア クセスネットワークは、実際のデータネットワークへのアクセスを与える。これ を行うために、既存の及び将来の移動通信ネットワークに対して異なる新規なデ ータサービスが設計されている。パンヨーロピアン移動通信ネットワークＧＳＭ （移動通信用のグローバルなシステム）のようなデジタル移動通信システムは、 移動データ送信を特に良好にサポートする。 汎用パケット無線サービスＧＰＲＳは、ＧＳＭシステムにおける新規なサービ スであり、ＥＴＳＩ（ヨーロピアンテレコミュニケーション規格協会）における ＧＳＭフェーズ２＋の標準化活動の１項目である。ＧＰＲＳの運営環境は、ＧＰ ＲＳの中枢ネットワークにより相互接続された１つ以上のサブネットワークサー ビスエリアで構成される。サーブネットワークは、ここでＧＰＲＳサポートノー ド（又はエージェント）と称する多数のパケットデータサービスノードを備 え、各パケットデータサービスノードは、多数のベースステーション即ちセルを 経て移動データターミナル装置のためのパケットデータサービスを提供できるよ うにＧＳＭ移動通信ネットワークに接続される。中間の移動通信ネットワークは 、サポートノードと移動データターミナル装置との間の回路交換又はパケット交 換データ送信を与える。公衆交換パケットデータネットワークＰＳＰＤＮのよう な外部データネットワークに異なるサブネットワークが接続される。従って、Ｇ ＰＲＳサービスは、移動データターミナル装置と外部データネットワークとの間 にパケットデータ送信を発生し、ＧＳＭネットワークは、アクセスネットワーク として働く。ＧＰＲＳサービスネットワークの１つの特徴は、ＧＳＭネットワー クとはほとんど独立して動作することである。ＧＰＲＳサービスに対して設定さ れる要求の１つは、異なる形式の外部ＰＳＰＤＮ、例えば、インターネット又は Ｘ．２５ネットワークと共に動作しなければならないことである。換言すれば、 ＧＰＲＳサービス及びＧＳＭネットワークは、ＧＳＭネットワークを経てどの形 式のデータネットワークに登録したいか、又はデータターミナル装置にどのプロ トコルが使用されるかに関わりなく、全てのユーザにサービスできねばならない 。これは、ＧＳＭネットワーク及びＧＰＲＳサービスが、異なるネットワークア ドレス及びデータパケットフォーマットをサポートしそして処理しなければなら ず、しかも、新たな（将来の）データネットワークプロトコルに対して準備され ねばならないことを意味する。発明の要旨 本発明の目的は、確実且つ有効なデータ送信を与え、多数の外部データネット ワーク及びプロトコルをサポートし、そして新たなプロトコルをできるだけ融通 性をもって且つ僅かな変更のみでサポートできるようにするパケット無線システ ムを提供することである。 この目的は、本発明によれば、冒頭で述べたパケット無線システムにおいて、 パケット無線システムの内部送信に上記普遍的通信プロトコルとは独立したポイ ント／ポイントプロトコルを使用し、このポイント／ポイントプロトコルによる データパケットは、プロトコルにより使用される制御フィールドと、ターミナル 装置により使用されるプロトコルを識別する識別フィールドと、データフィール ドとを含み、従って、普遍的プロトコルによるデータパケットは、パケット無線 システムの内部送信においてポイント／ポイントプロトコルによるデータパケッ トのデータフィールドにカプセル封入され；パケットデータターミナル装置と無 線インターフェイスにおける上記少なくとも１つのパケット無線サポートノード との間に特殊な無線リンクプロトコルを使用し、この無線リンクプロトコルは、 ポイント／マルチポイントアドレス動作及びデータパケット再送信の制御をサポ ートし、上記無線リンクプロトコルによるデータパケットは、プロトコルにより 使用される制御フィールド及びデータフィールドを含み；無線インターフェイス を経て送られるポイント／ポイントプロトコルに基づくデータパケットを、そこ から少なくとも１つの制御フィールドを除去することにより圧縮し、そして残り のフィールドを無線リンクプロトコルに基づくデータパケットのデータフィール ドにカプセル封入するように、パケットデータターミナル装置及び上記少なくと も１つのサポートノードを構成し；無線インターフェイスを経て受け取ったポイ ント／ポイントプロトコルに基づく圧縮されたデータパケットを、それが送られ る前に圧縮において除去されたフィールドを追加することにより圧縮解除するよ うに、パケットデータターミナル装置及び上記少なくとも１つのサポートノード を構成することを特徴とするパケット無線システムにより達成される。 又、本発明は、パケット無線システムのためのターミナル装置であって、この ターミナル装置は、無線インターフェイスにおいて行われるパケットデータ送信 のためのアクセスポイントを与え、このアクセスポイントは、ターミナル装置に 関連したアプリケーションにより使用される普遍的な通信プロトコルをサポート するようなターミナル装置にも係る。このターミナル装置は、パケット無線シス テムの内部送信に上記普遍的な通信プロトコルとは独立したポイント／ポイント プロトコルを使用し、このポイント／ポイントプロトコルに基づくデータパケッ トは、プロトコルにより使用される制御フィールドと、ターミナル装置により使 用されるプロトコルを識別する識別フィールドと、データフィールドとを含み； ターミナル装置は、無線インターフェイスを経て行われる送信に、パケット無線 システムのノード間送信に使用される特殊な無線リンクプロトコルを使用し、こ のプロトコルは、ポイント／マルチポイントアドレス動作及びデータパケット再 送信の制御をサポートし、無線リンクプロトコルに基づくデータパケットは、プ ロトコルにより使用される制御フィールドと、データフィールドとを含み；ター ミナル装置は、普遍的プロトコルに基づく送信されたデータパケットを上記ポイ ント／ポイントプロトコルに基づくデータパケットのデータフィールドにカプセ ル封入するように構成され；上記ターミナル装置は、無線インターフェイスを経 て送られるポイント／ポイントプロトコルに基づくデータパケットを、そこから 少なくとも１つの制御フィールドを除去することにより圧縮し、そして残りのフ ィールドを無線リンクプロトコルに基づくデータパケットにカプセル封入するよ うに構成され；上記ターミナル装置は、無線インターフェイスを経て受け取った ポイント／ポイントプロトコルに基づく圧縮されたデータパケットを、圧縮にお いて除去されたフィールドを追加することにより圧縮解除するように構成され； そして上記ターミナル装置は、ポイント／ポイントプロトコルに基づく圧縮解除 されたデータパケットから、普遍的プロトコルに基づくデータパケットを解除す るように構成されることを特徴とする。 本発明において、パケット無線システムは、外部データネットワークのデータ パケットをカプセル封入し、そしてそれらを１つ以上のサブネットワークを経て 上記カプセル封入されたデータパケットのプロトコルをサポートするポイントへ 搬送する。このインターフェイスにおいて、外部ネットワークのパケットは、カ プセル封入から解除され、そして外部データネットワークへ送られる。従って、 移動データターミナル装置と、この移動データターミナル装置にサービスするサ ポートノードとの間に一般的な標準化プロトコルが存在することを必要とし、こ のプロトコルは、使用するネットワーク、搬送及び高レベルプロトコルとは独立 したユーザデータの送信を与える。このような単一プロトコルの実施において、 データターミナル装置は、どんな形式の外部データネットワークと通信するかに 関わりなく、全てのアプリケーションに対する送信経路を与える。本発明によれ ば、例えば、インターネット・アーキテクチャー・ボード（ＩＡＢ）の規格ＲＦ Ｃ１６６１及び１６６２に規定されたポイント／ポイントプロトコルＰＰＰ及び そのデータカプセル封入方法が、外部データネットワークのデータパケットをカ プセル封入するパケット無線ネットワーク内部プロトコルとして使用される。 しかしながら、このＰＰＰは、特に送信エラーの数が多い環境においては無線イ ンターフェイスを経てリンク層の動作に必要とされる全ての機能を与えるもので はない。従って、全ての必要な機能を与えることのできる特殊な無線リンクプロ トコルが、移動データターミナル装置と、パケット無線ネットワークの無線イン ターフェイス上のサポートノードとの間に必要とされる。このプロトコルにより 与えられる２つの最も重要な特徴は、ポイント／マルチポイントアドレス動作の サポートと、データパケット再送信の制御である。この解決策の結果として、Ｐ ＰＰデータパケットは、無線リンクプロトコルのデータパケットにカプセル封入 されたものとして転送される。ＰＰＰデータパケットは、無線リンクプロトコル パケットにおいて多数の仕方で配列することができ、即ち１つのＰＰＰパケット を１つの無線リンクプロトコルパケットに配列するか、多数のＰＰＰパケットを １つの無線リンクプロトコルパケットに配列するか、１つのＰＰＰパケットを多 数の無線リンクプロトコルパケットに配列することができる。このプロトコル配 列の１つの欠点は、ＰＰＰ及び無線リンクプロトコルの両方のデータフレームが 、プロトコルにより使用される制御フィールドを含むことである。通常は、この 全ての情報が端から端へ転送されねばならない。その結果、リンク層のこのオー バーヘッド制御データは、ユーザ情報の送信容量を減少させる。この問題を回避 するために、リンク層の制御データの量を最小にしなければならない。本発明に よれば、これは、ＰＰＰデータフレームから不要なフィールドの一部分又は全部 を除去することにより行われる。これが可能となる理由は、ＰＰＰデータフレー ムにおいて、フラグフィールド、アドレスフィールド及び制御フィールドの値が 一定であり、それ故、真の情報を含まないからである。従って、本発明によれば 、ＰＰＰデータフレームは、無線経路を経て送信される前に少なくとも制御フィ ールドの一部分をそこから除去することにより圧縮される。除去されたフィール ドは一定であるから、無線経路を経て送信された後にその圧縮されたデータにフ ィールドを容易に戻すことができる。無線リンクプロトコルに基づくデータフレ ームは専用のチェック和フィールドを含むので、ＰＰＰデータフレームのチェッ ク和フィールドも、もし必要であれば、無線インターフェイスを経て送信する前 に除去することができ、そしてこのチェック和は、再計算することができ、無 線インターフェイスを経て送信された圧縮されたパケットにチェック和フィール ドを再び追加することができる。又、規格に基づくＰＰＰプロトコルは、データ フィールドの制御に使用されるビットパターンの出現を防止するのに用いられる スタッフバイトを含むこともできる。本発明によれば、ＰＰＰフレームは、無線 インターフェイスにおいて無線インターフェイスパケットにカプセル封入されて 送信されるので、これらの禁じられたビットパターンは、送信に何の影響も及ぼ さない。従って、本発明によれば、これらのスタッフバイトは、無線インターフ ェイスへ送信される前にデータから除去され、そして無線インターフェイスを経 て送信された後にデータに戻すことができる。これは、ターミナル装置に設けら れた一般的なデータネットワークプロトコルの変更を不要とするために行われる 。本発明の圧縮によれば、ユーザデータの送信容量を著しく改善することができ る。 ＰＰＰフレームは、プロトコル識別フィールドを含み、その値は、アプリケー ションにより使用されるプロトコルを識別する。パケット無線ネットワークは、 識別フィールドにより指示されたプロトコルをサポートするネットワークのポイ ント又は外部データネットワークのポイントへとカプセル封入されたデータパケ ットをルート指定する。この点において、カプセルが剥離され、元のデータパケ ットが、そこに含まれたアドレス情報に基づいてその行先へルート指定される。図面の簡単な説明 以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。 図１は、本発明のパケット無線システムを示すブロック図である。 図２は、データパケットのカプセル化を説明する図である。 図３は、ＰＰＰデータフレームを示す図である。 図４Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ及びＧは、カプセル化、圧縮、送信、圧縮解除、 及びカプセル化解除段階における種々のプロトコルフレームを示す図である。好ましい実施形態の詳細な説明 本発明は、種々の形式のパケット無線システムに使用することができる。本発 明は、パンヨーロピアン移動通信システムＧＳＭ（移動通信用のグローバルシス テム）或いはそれに対応するデジタルシステム、例えば、ＤＣＳ１８００及びＰ ＣＮ（パーソナル通信ネットワーク）において汎用パケット無線サービス （ＧＰＲＳ）を実施するのに特に良く適している。以下、本発明の好ましい実施 形態はＧＰＲＳサービス及びＧＳＭシステムについて説明するが、本発明は、こ のような特定のパケット無線システムに限定されるものではない。 図１は、ＧＰＲＳパケット無線ネットワークの基本的な構造を示す。ＧＰＲＳ パケット無線システムは、ＧＰＲＳ中枢ネットワーク１（中枢）により相互接続 された１つ以上のサブネットワークサービスエリア、例えば、ＳＡ１及びＳＡ２ で構成される。一般に、中枢ネットワークは、例えば、ＩＰネットワークのよう なパケット無線ネットワークのオペレータのローカルネットワークである。サブ ネットワークサービスエリアＳＡ１及びＳＡ２は、１つ以上のパケットデータサ ービスノードを含み、これらは、エージェント又はＧＰＲＳサポートノードと称 する。図１は、ＧＰＲＳサポートノードＳＮ１及びＳＮ２を示す。又、１つ以上 のＧＰＲＳサポートノードは、例えば、公衆交換パケットデータネットワークＰ ＳＰＤＮのような外部データネットワークに向かってゲートウェイサポートノー ドとして働くこともできる。又、中枢ネットワーク１には、データネットワーク に接続するための特殊なゲートウェイノードが設けられてもよい。 各ＧＰＲＳサポートノードは、セルラーパケット無線ネットワークの１つ以上 のセルのエリア内でパケットデータサービスを制御する。このため、各サポート ノードＳＮ１及びＳＮ２は、ＧＳＭ移動システムのあるローカル部分に接続され る。この接続は、一般に、インターワーキングファンクションＩＷＦを経て移動 交換機ＭＳＣに確立されるが、ある状態においては、ベースステーションシステ ムＢＳＳ、即ちベースステーションコントローラＢＳＣ又は１つのベースステー ションＢＴＳに直接的に接続を与えるのが効果的である。あるセルに位置する移 動ステーションＭＳは、無線インターフェイスを経てベースステーションＢＴＳ と通信し、そして更に、移動通信ネットワークを経て、セルがそのサービスエリ アに属するところのＧＰＲＳサポートノードＳＮ１、ＳＮ２、ＳＮ３とも通信す る。原理的には、ＧＰＲＳサポートノードと移動データターミナル装置ＭＳとの 間に存在する移動通信ネットワークは、単に、これら２つの間にパケットを供給 する。これを行うために、移動通信ネットワークは、ターミナル装置ＭＳとサー ビスサポートノードＳＮとの間に回路交換接続又はパケット交換データパケット 送信を与える。ターミナル装置ＭＳとサポートノード（エージェント）との間の 回路交換接続の例が、フィンランド特許出願第９３４１１５号に示されている。 又、ターミナル装置ＭＳとサポートノード（エージェント）との間のパケット交 換データ送信の例が、フィンランド特許出願第９４０３１４号に示されている。 しかしながら、移動交換ネットワークは、ターミナル装置ＭＳとサポートノード との間の物理的な接続を単に与えるに過ぎず、その厳密な動作及び構造は、本発 明に関しては、本質的な意義をもたない。ＧＳＭシステムの詳細な説明に関して は、ＥＴＳＩ／ＧＳＭ仕様及び「移動通信用のＧＳＭシステム(The GSM System for Mobile Communications)」、Ｍ．モーリ及びＭ．ポーテット、パライゼウ、 フランス、１９９２年、ＩＳＢＮ：２−９５０７１９０−０７−７を参照された い。 典型的な移動データターミナル装置は、移動通信ネットワークの移動ステーシ ョン３と、移動ステーションのデータインターフェイスに接続されたポータブル コンピュータ４とを含む。移動ステーション３は、例えば、フィンランドのノキ ア・モービル・フォーン社で製造されているノキア２１１０である。これも又、 フィンランドのノキア・モービル・フォーン社で製造されているＰＣＭＣＩＡ型 のノキアセルラーデータカードにより、移動ステーションのデータインターフェ イスは、ＰＣＭＣＩＡカード位置が与えられたポータブルＰＣに接続することが できる。従って、ＰＣＭＣＩＡカードは、コンピュータ４に使用されるテレコミ ュニケーションアプリケーションのプロトコル、例えば、ＣＣＩＴＴ Ｘ．２５ 又はインターネットプロトコルＩＰをサポートするアクセスポイントをＰＣに与 える。或いは又、移動ステーション３が、ＰＣ４のアプリケーションにより使用 されるプロトコルをサポートするアクセスポイントを直接与えてもよい。更に、 移動ステーション３及びＰＣが１つのユニットに統合されて、その中で、アプリ ケーションプログラムに、それが使用するプロトコルをサポートするアクセスポ イントが与えられてもよい。 移動ユーザは、パケット無線ネットワークを経て種々のデータネットワークへ アクセスすることが必要となる。これは、例えば、ＧＰＲＳシステムが、インタ ーネット及びＸ．２５ネットワークのような異なる形式の外部データネットワー クＰＳＰＤＮと共に動作できねばならないことになる。又、これは、ＧＰＲＳシ ステムが、異なるネットワークアドレス機構（及びネットワークアドレス）と、 異なるプロトコルのデータパケットフォーマットをサポートしなければならない ことを意味する。 多数の外部ＰＳＰＤＮネットワークをサポートするデータ送信をＧＰＲＳデー タネットワークにおいて実施できるようにする一般的な機構が、図２に示されて いる。この考え方は、例えば、外部のＰＳＰＤＮにより使用されるプロトコルの データパケットであって、データターミナル装置ＭＳのアプリケーションにより 送られるデータパケットが、データターミナル装置において、ＧＰＲＳネットワ ークにより使用されるフレームフォーマットにカプセル封入されるというもので あり、上記フレームフォーマットは、データターミナル装置のアプリケーション のプロトコル又は外部ＰＳＰＤＮのプロトコルとは独立したものである。又、Ｇ ＰＲＳパケットは、ターミナル装置又はアプリケーションにより使用されるプロ トコルに関するデータ、及びターミナル装置により送られるデータも含む。ＧＰ ＲＳパケットは、データターミナル装置ＭＳから、それにサービスするＧＰＲＳ サポートノードへとルート指定され、送信される。上記ＧＰＲＳサポートノード は、アプリケーションのプロトコルをサポートするＧＰＲＳネットワーク又は外 部ＰＳＰＤＮネットワークのポイントへＧＰＲＳパケットを更に送信する。ＧＰ ＲＳパケットがこのようなポイントに到達すると、ＧＰＲＳパケット及びカプセ ル化が解除され、元のパケットが、そこに与えられたアドレスデータにより更に 送られる。カプセル化により、たとえＧＰＲＳネットワークが上記プロトコルを それ自体が直接サポートしなくても、異なるプロトコルのパケットを送ることが できる。 本発明の目的を達成するためには、データターミナル装置ＭＳと、これにサー ビスするサポートノードＳＮとの間に一般的な標準化プロトコルを設けなければ ならず、このプロトコルは、ＰＳＰＤＮネットワーク並びにこのＰＳＰＤＮネッ トワークにより使用される搬送層及び上位層通信プロトコルとは独立した上記の 通信プロトコルである。このような単一の独立したプロトコルの実施に伴い、デ ータターミナル装置ＭＳは、それに関連した全てのアプリケーションに対して送 信経路を与えることができる。本発明の好ましい実施形態によれば、ＧＰＲＳネ ットワークの内部パケットフォーマットは、本質的に、インターネット・アーキ テクチャー・ボード（ＩＡＢ）の規格ＲＦＣ１６６１及び１６６２に規定された ポイント／ポイントプロトコル（ＰＰＰ）のデータカプセル化フォーマットに基 づく。ＰＰＰは、ＩＳＯ−３３０９−１９７９高レベルデータリンクコントロー ル（ＨＤＬＣ）手順の原理、用語及びフレーム構造を使用する。ＰＰＰプロトコ ルは、以下に簡単に説明する。 ＰＰＰは、８個のデータビットをもつがパリティビットはもたないビット指向 の同期リンク及び非同期リンクの両方に対するカプセル化プロトコルである。Ｐ ＰＰは、最も一般的に使用されるソフトウェアとの両立性を維持するように入念 に設計される。更に、リンクを経て任意のデータを送信することのできる（フレ ームの制御キャラクタ、例えば、スタート／ストップフラグとして解釈されるキ ャラクタがデータに与えられることなく）特定のエスケープ機構が設けられる。 これは、フレームの制御キャラクタに対応するデータキャラクタが送信において ２キャラクタ対と置き換えられ、そして受信において元の特殊キャラクタとして 返送されるように行われる。 又、ＰＰＰカプセル化は、異なるネットワーク層プロトコルを単一リンクを経 て同時にマルチプレクスする。従って、ＰＰＰは、種々様々な異なるコンピュー タ、ブリッジ及びルートを相互接続するための共通の解決策を与えることが意図 される。 ポイント／ポイントプロトコルＰＰＰは、単なるカプセル化の原理以上のもの を定義する。これを異なる環境へ転送されるべく充分に多様性のあるものとする ために、ＰＰＰは、リンク制御プロトコル（ＬＣＰ）を与える。このＬＣＰは、 カプセル化フォーマットのオプションを自動的に交渉し、パケットサイズについ て異なる限界を取り扱い、リンクに対するそのピアの識別を確証し、リンクが適 切に機能するとき及び適切に機能しないときを決定し、ループバックリンク及び 他の一般的な構成エラーを検出し、そしてリンクを終端するのに使用される。 標準的なＰＰＰフレーム構造の概要が図３に示されている。しかしながら、図 ３は、スタート／ストップビット（非同期リンクの場合）も、透過性のためにフ レームに挿入されるビット又はオクテットも含んでいない。フレームのフィール ドは、左から右へと順次に送信される。 フラグシーケンスＦＬＡＧは、単一のオクテットであり、フレームの開始又は 終了を指示する。フレームとフレームとの間には１つのフラグしか必要とされな い。２つの次々のフラグは空のフレームを構成し、これは無視される。アドレス フィールドＡＤＤＲＥＳＳは、単一のオクテットであり、２進シーケンス１１１ １１１１１（１６進の０ｘｆｆ）を含み、これは、いわゆる全ステーションアド レスである。換言すれば、ＰＰＰは、全ステーションに同じアドレスを与え、個 々のステーションのアドレスは与えない。制御フィールドＣＯＮＴＲＯＬは、単 一のオクテットであり、２進シーケンス００００００１１（１６進の０ｘ０３） を含む。制御フィールドは、Ｐ／Ｆビットが０にセットされる番号なし情報（Ｕ Ｉ）コマンドを含む。プロトコルフィールドＰＲＯＴＯＣＯＬは、２つのオクテ ットを含み、その値は、ＵＩフレームの情報フィールドにカプセル封入されるデ ータパケットのプロトコルを識別する。このプロトコルフィールドは、ＰＰＰに より定義され、ＨＤＬＣでは定義されない。しかしながら、プロトコルフィール ドは、アドレスフィールドのＩＳＯ３３０９拡張機構に合致する。 しかしながら、たとえＰＰＰが、本発明の好ましい実施形態においてＧＰＲＳ ネットワーク内でデータカプセル化方法として選択されたとしても、ＰＰＰは、 無線インターフェイスを経てリンク層動作に必要とされる全ての機能を与えるも のではない。これは、全ての必要な機能を与えることのできる特殊なＧＰＲＳ特 有の無線リンクプロトコルＧＬＰが、ターミナル装置ＭＳとサポートノードＳＮ との間の無線インターフェイスに必要とされることを意味する。ＧＬＰは、ＧＳ Ｍシステムに既に使用されている無線リンクプロトコルＲＬＰに非常に良く似た ＨＤＬＣベースのプロトコルである。ＧＬＰによって与えられるべき２つの最も 重要な特徴は、ポイント／マルチポイントアドレス動作のサポートと、データフ レーム再送信の制御である。ＧＬＰプロトコルの厳密な実施は、本発明に関して 重要ではないことに注意されたい。しかしながら、ＧＬＰのフレーム構造（パケ ットフォーマット）は、ＰＰＰフレームと同様のフィールド、即ちデータフィー ルド、制御フィールド、アドレスフィールド、フラグフィールド及びチェ ック和フィールドを含んでいる。ＰＰＰフレームは、これらＧＬＰフレームのデ ータフィールドにカプセル封入されて無線経路を経てターミナル装置ＭＳとサポ ートノードＳＮとの間で搬送される。このプロトコル構成の１つの欠点は、ＰＰ Ｐ及びＧＬＰの両データフレームが制御フィールド、アドレスフィールド、フラ グ及びチェック和等を含むことである。通常、この情報は、全て、端から端へと 転送されねばならない。リンク層のこのオーバーヘッドデータは、ユーザ情報の 送信容量を低減する。 本発明によれば、この問題は、無線インターフェイスを経て転送される制御デ ータの量を最小にすることにより回避される。これは、ＧＬＰデータフレームに カプセル封入される前にＰＰＰデータフレームから不要なフィールドの一部分、 又は好ましくは全部を除去することにより行われる。これが可能となる理由は、 ＰＰＰデータフレームに使用されるフラグ、アドレス及び制御フィールドの値が 一定であり、従って、真の情報を含んでいないからである。ＰＰＰデータフレー ムのチェック和フィールドも除去できる。というのは、ＧＬＰデータフレームは それ自身のチェック和を使用しており、これにより、無線インターフェイスに生 じるエラーが検出されそして修正されるからである。一方、ターミナル装置ＭＳ 及びサポートノードＳＮは、ＰＰＰデータフレームがＧＬＰデータフレームにカ プセル封入されて無線インターフェイスを経て転送される前にＰＰＰデータフレ ームを圧縮する。対応的に、ターミナル装置ＭＳ及びサポートノードＳＮは、無 線インターフェイスを経て送信された圧縮されたＰＰＰデータフレームを、ＧＬ Ｐデータフレームからそれらを除去し、それに除去されたフィールドを加え（こ れらフィールドの内容は一定であり、従って、既知である）、そしてその戻され るＰＰＰデータフレームの新たなチェック和を既知のチェック和計算アルゴリズ ムによって計算することにより、圧縮解除する。 本発明のカプセル化、圧縮、圧縮解除及びカプセル化解除段階は、図４に示さ れている。図４Ａにおいて、ターミナル装置ＭＳは、そのターミナル装置に関連 したアプリケーションにより使用されるプロトコルに基づくデータフレーム、例 えば、Ｘ．２５フレーム（或いはＩＰフレーム又は他のフレーム）を受け取る。 ターミナル装置ＭＳは、図４Ｂに示すように、ＰＰＰデータフレームのデータフ ィールドにＸ．２５データフレームを挿入することにより、カプセル化を実行す る。同時に、ＰＰＰデータフレームのプロトコルフィールドＰＲＯＴＯＣＯＬの 値が、そのカプセル化されたデータパケットのプロトコル即ちＸ．２５を指示す るようにセットされる。その後、ターミナル装置ＭＳは、ＰＰＰデータフレーム から、フラグ、アドレス、制御及びチェック和フィールドを除去することにより ＰＰＰデータフレームを圧縮する。それにより得られる図４Ｃに示された圧縮さ れたＰＰＰデータフレームは、図４Ｄに示すように、ＧＬＰデータフレームのデ ータフィールドにそれを挿入することによりカプセル化される。ＧＬＰデータフ レームは、ターミナル装置ＭＳから無線インターフェイスを経てベースステーシ ョンＢＴＳへ転送され、そしてそこから更に移動通信ネットワークを経て、ＭＳ の現在セルにサービスするサポートノードＳＮへルート指定される。図４Ｅにお いて、サポートノードＳＮは、図４Ｄに基づいてＧＬＰデータフレームから圧縮 されたＰＰＰデータフレームを除去し、そしてＰＰＰデータフレームから除去さ れたフラグ、アドレス及び制御フィールド（これらフィールドの内容は一定であ る）をＰＰＰデータフレームに戻すことにより、圧縮解除を行う。更に、サポー トノードＳＮは、このように形成されたＰＰＰデータフレームに対する新たなチ ェック和ＦＣＳを、その目的のために指定された計算アルゴリズムにより計算す る。これにより、図４Ｆの圧縮解除されたＰＰＰデータフレームが得られる。サ ービスしているサポートノードＳＮが、プロトコルフィールド自体に指示された プロトコルをサポートしない場合には、そのプロトコルをサポートするＧＰＲＳ ネットワーク又は外部データネットワークのポイントへＰＰＰデータフレームを ルート指定する。このようなポイントにＰＰＰデータフレームが到着すると、Ｐ ＰＰデータフレームのデータフィールドからＸ．２５フレームを除去することに よりカプセル化が剥離される。その後、Ｘ．２５フレームは、それ自身のアドレ ス及び制御フィールドに基づいて処理される。 サービスしているサポートノードＳＮが、プロトコルフィールドにより指示さ れたプロトコルをサポートする場合には、そのサービスしているサポートノード は、カプセル化をしれ自身で剥離し、Ｘ．２５フレームの制御及びアドレス情報 に基づいてＸ．２５フレームを供給する。 図４Ａないし４Ｇの段階は、ターミナル装置ＭＳに向かって行われる送信にも 現れる。ＰＰＰデータフレームにおけるＸ．２５フレームのカプセル化は、サー ビスしているノードＳＮか、又はＧＰＲＳネットワーク及び外部データネットワ ークのインターフェイスのある場所で行われる。図４Ｃに基づくＰＰＰデータフ レームの圧縮、及び図４Ｄに基づくＧＬＰデータフレームへの圧縮されたＰＰＰ フレームの挿入は、サービスしているサポートノードＳＮにおいて行われる。図 ４Ｅ、４Ｆ及び４Ｇに基づく圧縮解除及びカプセル化解除は、ターミナル装置Ｍ Ｓにおいて行われ、その後、Ｘ．２５フレームが、ターミナル装置ＭＳに関連し たアプリケーションへ送られる。 標準的なＰＰＰプロトコルは、フィールドを圧縮するためのそれ自身の方法を 有することに注意されたい。この方法は任意であり、リンク構成手順の間に圧縮 の使用を交渉することができる。しかしながら、この標準的なＰＰＰ圧縮は、本 発明に関連して使用することができない。 又、標準的なＰＰＰプロトコルは、いわゆるバイトスタッフ（詰め込み）プロ トコルも備えている。従って、ＰＰＰフレームのデータフィールドにおけるある ビットパターン、例えば、フラグフィールドに対して指定された内容が、２バイ トチェーンに変換される。これは、例えば、フラグフィールドに対して指定され たビットパターンがメッセージのどこかに生じて機能不良を招くことがないよう に確保する。しかしながら、これらのスタッフバイトは、エアインターフェイス を経て送られるデータの量がデータと独立しておらず、データの内容に関連して いるので、ＧＰＲＳネットワークに問題を生じさせる。最悪の場合に、データの 長さは、スタッフバイトによりしかるべき長さの２倍にもなる。無線インターフ ェイスを経て送信されるＰＰＰデータは、ＧＰＲＳネットワークにおいてＧＬＰ フレームにあるので、データフィールドにおけるこのような「禁じられた」制御 ビットパターンは、シリアルラインの場合のように、フレームのスタート／スト ップを誤って検出するといった機能不良を生じない。それ故、本発明の好ましい 実施形態においては、全てのスタッフバイトが、無線インターフェイスを経て送 信される前に圧縮段階において除去され、そしてスタッフバイトは、無線インタ ーフェイスの他の側における圧縮解除段階において復帰される。又、データは、 例えば、モデムに使用されるＶ４２．ｂｉｓ方法のような他の方法を用いること により圧縮することができる。 又、ＰＰＰパケットがＧＬＰパケットのデータフィールドのサイズより小さい 場合には、多数のＰＰＰパケットを１つのＧＬＰフレームに結合して、これを無 線インターフェイスを経て送信することもできる。更に、１つのＰＰＰパケット を多数のＧＬＰパケットにおいて送信することもできる。 又、本発明による圧縮及び／又は圧縮解除をゲートウェイノードのみにおいて 行い、そして圧縮されたデータパケットを、移動ステーションにサービスするサ ポートノードを経て送ることもできる。 添付図面及びそれを参照した以上の説明は、本発明を単に例示するものに過ぎ ない。本発明のパケット無線システム及びターミナル装置は、請求の範囲内でそ の細部を種々変更し得ることを理解されたい。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，Ｕ Ｇ)，ＵＡ(ＡＺ，ＢＹ，ＫＺ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，Ａ Ｌ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ， ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，Ｋ Ｐ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ， ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，Ｓ Ｋ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ ，ＶＮ (72)発明者 カルッパネン アルト フィンランド エフイーエン−00210 ヘ ルシンキ ヴァッテュニーメンカテュ ４ デー64

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．デジタル移動通信ネットワークと、該移動通信ネットワーク及び１つ以上の 他のパケット無線サポートノードに接続され及び／又は外部パケットデータネッ トワークへのアクセスポイントを与える少なくとも１つのパケット無線サポート ノードと、無線インターフェイスを経て行われるパケットデータ送信のためのア クセスポイントを与えるパケットデータターミナル装置とを備え、このアクセス ポイントが、ターミナル装置に関連したアプリケーションにより使用される普遍 的な通信プロトコルをサポートするようなパケット無線システムにおいて、 パケット無線システムの内部送信に上記普遍的通信プロトコルとは独立した ポイント／ポイントプロトコルを使用し、このポイント／ポイントプロトコルに よるデータパケットは、プロトコルにより使用される制御フィールドと、ターミ ナル装置により使用されるプロトコルを識別する識別フィールドと、データフィ ールドとを含み、従って、普遍的プロトコルによるデータパケットは、パケット 無線システムの内部送信においてポイント／ポイントプロトコルによるデータパ ケットのデータフィールドにカプセル封入され； パケットデータターミナル装置と無線インターフェイスにおける上記少なく とも１つのパケット無線サポートノードとの間に特殊な無線リンクプロトコルを 使用し、この無線リンクプロトコルは、ポイント／マルチポイントアドレス動作 及びデータパケット再送信の制御をサポートし、上記無線リンクプロトコルによ るデータパケットは、プロトコルにより使用される制御フィールド及びデータフ ィールドを含み； 無線インターフェイスを経て送られるポイント／ポイントプロトコルに基づ くデータパケットを、そこから少なくとも１つの制御フィールドを除去すること により圧縮し、そして残りのフィールドを無線リンクプロトコルに基づくデータ パケットのデータフィールドにカプセル封入するように、パケットデータターミ ナル装置及び上記少なくとも１つのサポートノードを構成し； 無線インターフェイスを経て受け取ったポイント／ポイントプロトコルに基 づく圧縮されたデータパケットを、それが送られる前に圧縮において除去され たフィールドを追加することにより圧縮解除するように、パケットデータターミ ナル装置及び上記少なくとも１つのサポートノードを構成することを特徴とする パケット無線システム。 ２．上記少なくとも１つのサポートノードは、移動ステーションにサービスする サポートノードと、外部のパケットデータネットワークに向かうアクセスポイン トを与えるゲートウェイサポートノードとを備え、そして上記圧縮及び圧縮解除 は、ゲートウェイサポートノードにおいて、移動ステーションにサービスするサ ポートノードを経て送られたデータパケットに対して行われる請求項１に記載の パケット無線システム。 ３．上記ポイント／ポイントプロトコルは、プロトコル識別フィールドと、デー タフィールドと、チェック和フィールドと、一定アドレス、制御及びフラグフィ ールドとを備えた請求項１又は２に記載のパケット無線システム。 ４．上記ポイント／ポイントプロトコルは、本質的に、標準的なＲＦＣ１６６１ 及び１６６２に基づくポイント／ポイントプロトコルＰＰＰである請求項３に記 載のパケット無線システム。 ５．上記パケットデータターミナル装置又は上記少なくとも１つのサポートノー ドにおける圧縮は、ポイント／ポイントプロトコルに基づくパケットから少なく とも１つの一定のフィールドを除去することを含み、そして 上記パケットデータターミナル装置又は上記少なくとも１つのサポートノー ドにおける圧縮解除は、ポイント／ポイントプロトコルに基づくパケットに上記 除去された一定フィールドを戻すことを含む請求項３又は４に記載のパケット無 線システム。 ６．上記パケットデータターミナル装置又は上記少なくとも１つのサポートノー ドにおける圧縮は、ポイント／ポイントプロトコルに基づくパケットからチェッ ク和フィールドを除去することを含み、 上記パケットデータターミナル装置及び上記少なくとも１つのノードは、ポ イント／ポイントプロトコルに基づきチェック和フィールドを計算する計算アル ゴリズムを含み、そして 上記パケットデータターミナル装置及び上記少なくとも１つのノードにおけ る圧縮解除は、ポイント／ポイントプロトコルに基づくパケットに上記除去され た一定フィールドを戻し、そしてその後に、上記計算アルゴリズムによりチェッ ク和フィールドを計算することを含む請求項３、４又は５に記載のパケット無線 システム。 ７．上記パケットデータターミナル装置又は上記少なくとも１つのサポートノー ドにおける圧縮は、ポイント／ポイントプロトコルに基づくパケットのデータフ ィールドからスタッフバイトを除去することを含み、そして 上記パケットデータターミナル装置及び上記少なくとも１つのノードにおけ る圧縮解除は、ポイント／ポイントプロトコルに基づくデータパケットのデータ フィールドに上記除去されたスタッフバイトを追加することを含む請求項の前記 いずれかに記載のパケットデータ無線システム。 ８．上記パケットデータターミナル装置又は上記少なくとも１つのサポートノー ドにおける圧縮は、ポイント／ポイントプロトコルに基づく２つ以上のデータパ ケットを、無線リンクプロトコルに基づく１つのデータパケットに圧縮形態でカ プセル封入することを含む請求項の前記いずれかに記載のパケットデータ無線シ ステム。 ９．上記パケットデータターミナル装置又は上記少なくとも１つのサポートノー ドにおける圧縮は、ポイント／ポイントプロトコルに基づくデータパケットを無 線リンクプロトコルに基づく２つ以上のデータパケットに圧縮形態で分割するこ とを含む請求項１ないし７のいずれかに記載のパケット無線システム。 10．アプリケーションにより使用されるプロトコルに基づくデータパケットであ って、データターミナル装置においてポイント／ポイントプロトコルに基づくデ ータパケットカプセル封入されたデータパケットは、上記プロトコル識別フィー ルドにより指示されたプロトコルをサポートするパケット無線システム又は外部 データネットワークのポイントにおいてカプセル除去される請求項１又は２に記 載のパケット無線システム。 11．アプリケーションにより使用されるプロトコルに基づくデータパケットは、 一般的に使用される圧縮方法、例えば、Ｖ．２１．ｂｉｓアルゴリズムを用いて 圧縮される請求項１に記載のパケット無線システム。 12．パケット無線システムのためのターミナル装置であって、このターミナル装 置は、無線インターフェイスにおいて行われるパケットデータ送信のためのアク セスポイントを与え、このアクセスポイントは、ターミナル装置に関連したアプ リケーションにより使用される普遍的な通信プロトコルをサポートするようなタ ーミナル装置において、 このターミナル装置は、パケット無線システムの内部送信に上記普遍的な通 信プロトコルとは独立したポイント／ポイントプロトコルを使用し、このポイン ト／ポイントプロトコルに基づくデータパケットは、プロトコルにより使用され る制御フィールドと、ターミナル装置により使用されるプロトコルを識別する識 別フィールドと、データフィールドとを含み； 上記ターミナル装置は、無線インターフェイスを経て行われる送信に、パケ ット無線システムのノード間送信に使用される特殊な無線リンクプロトコルを使 用し、このプロトコルは、ポイント／マルチポイントアドレス動作及びデータパ ケット再送信の制御をサポートし、上記無線リンクプロトコルに基づくデータパ ケットは、プロトコルにより使用される制御フィールドと、データフィールドと を含み； 上記ターミナル装置は、普遍的プロトコルに基づく送信されるデータパケッ トを上記ポイント／ポイントプロトコルに基づくデータパケットのデータフィー ルドにカプセル封入するように構成され； 上記ターミナル装置は、無線インターフェイスを経て送られるポイント／ポ イントプロトコルに基づくデータパケットを、そこから少なくとも１つの制御フ ィールドを除去することにより圧縮し、そして残りのフィールドを無線リンクプ ロトコルに基づくデータパケットにカプセル封入するように構成され； 上記ターミナル装置は、無線インターフェイスを経て受け取ったポイント／ ポイントプロトコルに基づく圧縮されたデータパケットを、圧縮において除去さ れたフィールドを追加することにより圧縮解除するように構成され；そして 上記ターミナル装置は、ポイント／ポイントプロトコルに基づく圧縮解除さ れたデータパケットから、普遍的プロトコルに基づくデータパケットを解除する ように構成されたことを特徴とするターミナル装置。 13．上記ポイント／ポイントプロトコルは、本質的に、標準的なＲＦＣ１６６１ 及び１６６２に基づくポイント／ポイントプロトコルＰＰＰである請求項１２に 記載のターミナル装置。 14．上記ポイント／ポイントプロトコルは、プロトコル識別フィールドと、デー タフィールドと、チェック和フィールドと、一定のアドレス、制御及びフラグフ ィールドとを含む請求項１２又は１３に記載のターミナル装置。 15．上記圧縮は、ポイント／ポイントプロトコルに基づくパケットから少なくと も１つの固定値フィールドを除去することを含み、 上記圧縮解除は、ポイント／ポイントプロトコルに基づくパケットに上記除 去された固定値フィールドを戻すことを含む請求項１４に記載のターミナル装置 。 16．上記パケットデータターミナル装置又は上記少なくとも１つのサポートノー ドにおける圧縮は、ポイント／ポイントプロトコルに基づくパケットからチェッ ク和フィールドを除去することを含み、 上記パケットデータターミナル装置及び上記少なくとも１つのノードは、ポ イント／ポイントプロトコルに基づきチェック和フィールドを計算する計算アル ゴリズムを含み、そして 上記パケットデータターミナル装置及び上記少なくとも１つのノードにおけ る圧縮解除は、ポイント／ポイントプロトコルに基づくパケットに上記除去され た一定フィールドを戻し、そしてその後、上記計算アルゴリズムによりチェック 和フィールドを計算することを含む請求項１４又は１５に記載のターミナル装置 。