CN1792109A - 无线网络系统中的节点间同步方法、无线控制服务器和无线承载服务器 - Google Patents

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Abstract

在服务无线控制服务器(6a～6m)和服务无线承载服务器(4a～4n)之间交换指示新呼叫的传送用的控制消息时，在控制消息上设定服务无线控制服务器(6a～6m)和服务无线承载服务器(4a～4n)所保持的时刻信息，并根据这些各时刻信息的差分来执行服务无线控制服务器(6a～6m)和服务无线承载服务器(4a～4n)之间的节点间同步处理，从而减轻了与无线承载服务器和无线控制服务器之间的节点间同步有关的控制消息的通信量，并高效地进行这些无线承载服务器和无线控制服务器之间的节点间同步。

Description

无线网络系统中的节点间同步方法、无线控制服务器 和无线承载服务器
技术领域
本发明涉及无线网络系统中的节点间同步方法、无线控制服务器和无线承载服务器，其中，该无线网络系统具有与移动终端进行通信的无线基站、管理多个上述无线基站进行控制平面(plane)的无线线路控制的多个无线控制服务器、以及与移动终端进行用户平面的数据传送控制的多个无线承载服务器。
背景技术
近年来，对移动通信的要求日益提高，在此过程中，尤其是定位为第三代移动通信系统的IMT-2000(International MobileTelecommunication：国际移动通信)中，实现了此前不存在的高速和宽频带化，并期待着发挥其特色在移动环境中更多地使用运动图像等多媒体通信。
其中，关于富有自由度、柔软性和扩展性的分散形态的无线网络系统的研究正在推进，例如，作为移动无线因特网论坛(MobileWireless Internet Forum)中的技术报告，筹划了非专利文献1。
图15是表示非专利文献1中所公开的无线网络系统的功能模型的框图。图15中，无线基站30是被称作节点B的第三代移动通信系统的无线基站，在作为无线层1的31中，进行系统信息的通知、无线环境的调查、无线信道的编码/译码、随机访问的检测、上行外环功率测量、下行外环功率控制、上行内环功率控制。
RNC(Radio Network Controller：无线网络控制器)32分割为控制/漂移(Control/Drift)RNC33和服务(Serving)RNC34。控制/漂移RNC33包括由小区承载网关(Cell Bearer Gateway)35、小区控制器36、普通无线资源管理37、寻呼/广播(Paging/Broadcast)38、UE GEO定位(UE GEO Location)39构成的功能，服务RNC34具有由UE GEO定位39、用户无线网关40和移动控制141构成的功能。
小区承载网关35进行公共信道的多路复用/分离、无线承载的广播/多点传送发送。小区控制器36进行与无线资源有关的分配和阻塞控制、个别物理无线资源的分配、公共逻辑无线资源的分配、动态公共物理资源的分配和构成管理、系统信息通知的控制、小区环境测量收集、动态信道分配、小区寻呼、下行开环功率控制。普通无线资源管理器37进行无线网络环境测量收集、网络负载的最佳化。寻呼/广播38进行无线承载的广播/多点传送的流量控制、无线承载的广播/多点传送的状态通知、多小区中的移动终端的呼叫调整、移动终端的呼叫调整。UE GEO定位39进行与移动终端的位置有关的信息收集和计算。
用户无线网关40进行分段化和重装配、个别信道的发送确认、头压缩、个别信道的多路复用/分离、宏分集(macro diversity)合成/分离、上行外环功率控制的处理、无线媒体访问的测量、无线信道的加密。移动控制器41进行个别逻辑无线资源的分配、个别物理无线资源的构成管理、无线个别分组流量的控制、分配控制的调整、无线资源的上下文管理、跟踪(trace)、连接的设定/释放、移动终端的测量控制、上行外环功率控制、下行外环功率控制的调整、无线个别分组流量对无线QoS的映射、无线承载向传输QoS的映射、位置管理、宏分集合成/分离的控制、无线信道编码控制、媒体访问测量控制、TDD定时控制、无线帧发送的测量和计算、移动终端的个别呼叫和越区切换控制。
由于该无线网络系统的功能模型具有自由度、柔软性和扩展性，所以其特征在于：使传输层和无线网络层完全分离，同时，如图15的单点划线所示，将无线网络层分为具有小区控制器36、普通无线资源管理37、寻呼/广播38、UE GEO定位39和移动控制141的作为控制平面的信令平面和具有小区承载网关35和用户无线网关40的作为用户平面的承载平面。
非专利文献1：Mobile Wireless Internet Forum中的技术报告、MTR-007 Open RAN Architecture in 3rd Generation Mobile SystemsRelease v1.0.0(2001年6月12日)。
但是，由于非专利文献1所记载的现有系统具有自由度、柔软性和扩展性，所以将无线网络层分为作为控制平面的信令平面和作为用户平面的承载平面定义了各功能块，但是在该非专利文献1中，在由多个装置(节点)实现同一功能块的情况下，根本未公开如何获得该多个装置(节点)间的同步。
发明内容
本发明鉴于上述情况而作出，其目的在于提供一种减少与多个无线承载服务器和多个无线控制服务器之间的节点间同步有关的控制消息的通信量，并高效进行这些无线承载服务器和无线控制服务器之间的节点间同步的无线网络系统中的节点间同步方法、无线控制服务器和无线承载服务器，其中，无线承载服务器与移动终端进行用户平面(Bearer Plane)的数据传送控制；而无线控制服务器进行呼叫的接收控制。
本发明的无线网络系统的节点间同步方法具有下述特征：在包含与移动终端进行通信的无线基站、管理多个上述无线基站并进行控制平面的无线线路的控制的多个无线控制服务器、以及与移动终端进行用户平面的数据传送控制的多个无线承载服务器的无线网络系统中，当产生新呼叫时，在所述无线控制服务器和无线承载服务器之间交换用于指示新呼叫的传送的控制消息，此时，在该控制消息上设定无线控制服务器和无线承载服务器所保持的时刻信息，并根据这些各时刻信息的差分来执行无线控制服务器和无线承载服务器之间的节点间同步处理。
根据该发明，在产生新呼叫时，在无线控制服务器和无线承载服务器之间交换用于指示新呼叫的传送的控制消息，此时，在该控制消息上设定无线控制服务器和无线承载服务器所保持的时刻信息，并根据这些各时刻信息的差分来执行无线控制服务器和无线承载服务器之间的节点间同步处理，所以可以高效地进行节点间同步处理，并减少与节点间同步有关的控制消息的通信量。
附图说明
图1是表示使用本发明的无线网络系统的结构的图；
图2是说明实施形态1、2、3中的无线网络系统的动作用的时序图；
图3是说明实施形态2中的IPv6分组的头结构用的结构图；
图4是说明实施形态3中的Mega co/h.248的消息结构用的结构图；
图5是说明实施形态4中的无线网络系统的动作用的时序图；
图6是说明实施形态5中的无线网络系统的动作用的时序图；
图7是说明实施形态5中的IPv6分组的头结构用的时序图；
图8是说明实施形态5中的Mega co/H.248的消息结构用的结构图；
图9是说明实施形态6中的无线网络系统的动作用的时序图；
图10是说明实施形态7中的无线网络系统的动作用的时序图；
图11是表示在本实施形态7中使用的多点传送分组的头结构的图；
图12是说明实施形态8中的无线网络系统的动作用的时序图；
图13是说明实施形态8中所用的SNTP的消息结构用的结构图；
图14是说明实施形态9中的无线网络系统的动作用的时序图；
图15是表示现有技术的图。
具体实施方式
为了更详细说明本发明，根据附图对此进行说明。
实施形态1
在实施形态1中，从多个服务无线承载服务器(Serving RadioBearer Server)向服务无线控制服务器(Serving Radio ControlServer)定期通知资源(信道)使用状况，服务无线控制服务器根据上述资源(信道)使用状况的报告，判断各个服务无线承载服务器的使用状况，并对上述资源(信道)空余最多的服务无线承载服务器分配新的呼叫，同时，在服务无线控制服务器和服务无线承载服务器之间收发用于指示新呼叫的传送的控制消息时，向该控制消息添加(叠加)各服务器(服务无线控制服务器和服务无线承载服务器)所保持的时刻信息后进行发送，并根据该时刻信息来执行取得各服务器之间的同步的节点间同步处理。
图1是表示本发明的无线网络系统的结构例的图。该图1中，该无线网络系统具有移动终端1a～1p、无线基站2a～2q、小区控制无线承载服务器(Cell Control Radio Bearer Server)3a～3r、服务无线承载服务器(Serving Radio Bearer Server)4a～4n、小区控制无线控制服务器(Cell Control Radio Control Server)5a～5s、服务无线控制服务器(Serving Radio Control Server)6a～6m、IP骨干网7a、7b、移动通信网的核心网8、路由装置9a、9b。
无线基站2a～2p与移动终端1a～1q进行通信。小区控制无线承载服务器3a～3r以公共信道为单位进行用户平面(承载平面)的数据传送控制。服务无线承载服务器4a～4n以个别信道为单位进行用户平面的数据传送控制。小区控制无线控制服务器5a～5s进行对应于公共信道的控制平面的无线线路的控制。服务无线控制服务器6a～6m进行对应于个别信道的控制平面的无线线路控制。
由小区控制无线承载服务器3a～3r和服务无线承载服务器4a～4n构成的多个无线承载服务器主要与移动终端1a～1n进行用户平面(Bearer Plane)的数据传送(用户数据的多路复用/分离、加密、宏分集等用户数据的传送控制等)。由小区控制无线控制服务器5a～5s和服务无线控制服务器6a～6m构成的多个无线控制服务器主要管理多个无线基站2a～2n，进行控制平面的无线线路的控制(RBS的控制、频率、扩展码、发送功率等无线资源的控制等)。另外，公共信道是传送与特定的一台移动终端无关的数据用的信道，在多个移动终端之间公共使用。个别信道是传送与特定的一台有关的数据用的信道。控制平面还称作信令平面，是传送用于发送用户数据的各种控制信息的平面(接口、功能块等的集合体)。用户平面还称作承载平面，是传送声音或者分组等用户数据的平面。
IP骨干网7a容纳无线基站2a～2p、小区控制无线承载服务器3a～3r、服务无线承载服务器4a～4n。IP骨干网7b容纳小区控制无线控制服务器5a～5s和服务无线控制服务器6a～6m。路由装置9a连接IP骨干网7a和7b。路由装置9b连接IP骨干网7b和移动通信的核心网8。
图2是表示实施形态1的节点间同步的时序动作的图。服务无线承载服务器4a～4n对服务无线控制服务器6a～6m经常以一定周期发送资源(信道)的使用状态报告(101)。伴随发送或接收动作，移动终端1a经无线基站2a、小区控制无线承载服务器3a和小区控制无线控制服务器5a，使用公共控制信道(CCCH)将RRC连接设置请求(102)发送到服务无线控制服务器6a(RRC；无线资源控制)。
接受了该RRC连接设置请求(102)的服务无线控制服务器6a根据上述资源使用状况报告(101)，从多个服务无线承载服务器4a～4n中选择资源(信道)空余最多的服务无线承载服务器(103)。并且，服务无线控制服务器6a为了对上述移动终端1a在个别传输信道(DCH)上传送个别控制信道(DCCH)，对服务无线承载服务器4a发送MAC-d/RLC配置请求(105)。在该发送之前，服务无线控制服务器6a取得自身装置，即，服务无线控制服务器6a所具有的时刻信息(系统帧号码：在0～327679的范围中循环计数)SFN1，并将所取得的SFN1添加(叠加)到MAC-d/RLC配置请求(105)上进行发送(104)。
接收了上述MAC-d/RLC配置请求(105)的服务无线承载服务器4a在接收MAC-d/RLC配置请求时取得自身装置，即服务无线承载服务器4a所具有的时刻信息SFN2后将该时刻信息SFN2与SFN1一起存储(106)后，在个别传输信道(DCH)上确保传送个别控制信道(DCCH)用的资源(107)，之后，对服务无线控制服务器6a发送MAC-d/RLC配置响应(109)。服务无线承载服务器4a在发送该MAC-d/RLC配置响应之前，取得自身装置，即服务无线承载服务器4a所具有的时刻信息SFN3，并将所取得的时刻信息SFN3与之前存储的接收时的时刻信息SFN2和SFN1一起，添加到上述MAC-d/RLC配置响应(108)上进行发送(109)。
接收了MAC-d/RLC配置响应(108)后的服务无线控制服务器6a取得其接收时自身装置所具有的时刻信息SFN4(114)，并以发送来的时刻信息SFN1、SFN2、SFN3和所取得的时刻信息SFN4为基础，计算出与服务无线承载服务器4a的时刻差，并根据所计算出的时刻差来执行节点间同步处理(111)。例如，求出MAC-d/RLC配置请求上的时间差(SFN1-SFN2)和MAC-d/RLC配置响应上的时间差(SFN3-SFN4)的平均，并执行下述节点间同步处理：将产生服务无线控制服务器6a的时刻信息的计数器的当前值仅仅调整该平均值，或将所述计数器的输出值仅仅校正运算所述平均值等。
而且，通过上述MAC-d/RLC配置响应(109)，判断出可以确保传送个别控制信道(DCCH)用资源的服务无线控制服务器6a经小区控制无线控制服务器5a，对无线基站2a发送无线链路设置请求(112)。
接收了上述无线链路设置请求(112)的无线基站2a进行传送个别控制信道用的无线链路的设定，并经小区控制无线控制服务器5a对服务无线控制服务器6a发送无线链路设置响应(113)。通过无线链路设置响应(113)，判断出可以设定用于传送个别控制信道的无线链路的服务无线控制服务器6a，为了对服务无线承载服务器4a在个别传输信道(DCH)上执行个别控制信道(DCCH)的传送，而发送MAC-d/RLC配置请求(115)。这时，与上述相同，之前取得自身装置所具有的时刻信息SFN11，添加到上述MAC-d/RLC配置请求(115)后进行发送(114)。
接收了上述MAC-d/RLC配置请求(115)后的服务无线承载服务器4a在接收时取得自身装置所具有的时刻信息SFN12后将该时刻信息SFN2与SFN11一起进行存储(116)后，在个别传送信道(DCH)上开始个别控制信道(DCCH)的传送(117)，同时，对服务无线控制服务器6a发送MAC-d/RLC配置响应(119)。在该发送之前，取得自身装置所具有的时刻信息SFN13，并将所取得的时刻信息SFN13与之前存储的接收时的时刻信息SFN12和SFN11一起，添加到上述MAC-d/RLC配置响应上进行发送(118)。
接收了MAC-d/RLC配置响应(119)后的服务无线控制服务器6a在其接收时取得自身装置所具有的时刻信息SFN14(120)，并以送来的时刻信息SFN11、SFN12、SFN13和所取得的SFN14为基础再次执行所述节点间同步处理(121)。
而且，之后，服务无线控制服务器6a经小区控制无线承载服务器3a，对移动终端1a发送RRC连接设置(122)。接收了RRC连接设置(122)的移动终端1a确立与无线基站2a的无线链路，并对服务无线控制服务器6a发送RRC连接设置完成(123)。
这样，在实施形态1中，服务无线控制服务器6a根据资源使用状况报告，选择资源(信道)空余最多的服务无线承载服务器4a，且向所选择的服务无线承载服务器4a发送指示新呼叫的传送用的控制消息时、以及服务无线承载服务器4a返回对所述控制消息的响应时，添加各个装置，即服务无线控制服务器6a和服务无线承载服务器4a所具有的时刻信息后向对方发送，并根据这些时刻信息进行服务无线控制服务器和服务无线承载服务器之间的同步处理，即节点间同步处理，因此，可以高效地进行节点间同步处理，同时，可以减少与节点间同步有关的控制消息的通信量。
另外，也可以不从服务无线承载服务器4a向服务无线控制服务器6a发送时刻信息SFN1，服务无线控制服务器6使用自身存储的时刻信息SFN1和SFN2～SFN4进行节点间同步处理。进而，在服务无线承载服务器4a侧，也可以根据来自服务无线控制服务器6a的时刻信息SFN1和自身装置中所取得的时刻信息SFN2进行节点间同步处理。而且，在上述中，虽然根据4个时刻信息SF1～SF4进行了节点间同步处理，但是也可以使用两个时刻信息SFN1和SFN2或SFN3和SFN4进行节点间同步处理。
实施形态2
接着，使用图3来说明实施形态2。在实施形态2中，在服务无线控制服务器6a～6m和服务无线承载服务器4a～4n之间，发送指示新呼叫的传送用的控制消息的请求/响应时，通过使用IPv6在分组的扩展头上新定义上述时刻信息的设定部，并在该设定部上设定时刻信息，从而执行节点间同步处理。
本实施形态2的无线网络系统的结构与图1所示的结构相同，时序动作也与图2所示的动作相同。另外，图3是表示在本实施形态2中使用的IPv6的头信息部分的结构图。
图3中，201是IPv6头，202是节点间同步用的扩展头(ExtensionHeader for Node Synchronization)。承接IPv6头201设定节点间同步用的扩展头202时，在IPV6头的下一个头信息(Next Header)上设定表示节点间同步用的扩展头202的号码。或者，承接路径控制头或认证头等现有的IPv6扩展头来设定节点间同步用的扩展头202时，在上述现有的扩展头的下一个头信息(Next Header)上设定表示节点间同步用的扩展头202的号码。
节点间同步用的扩展头202由下述部分构成：表示紧接其后的IPv6的扩展头或TCP或者UDP等协议的下一个头信息(Next Header)203、该节点间同步用的扩展头长度(Extension Header Length)204、表示从服务无线控制服务器6a向服务无线承载服务器4a的请求、或从服务无线承载服务器4a向服务无线控制服务器6a的响应中的某一个消息类型(Message Type)205、预约(Reserved)206、服务无线控制服务器6a对服务无线承载服务器4a发送了控制消息的时刻信息T1(207)、服务无线承载服务器4a接收来自服务无线控制服务器6a的上述控制消息的时刻信息T2(208)、服务无线承载服务器4a实施了基于上述控制消息的处理后，发送其响应消息的时间信息T3(209)、以及扩展用备份(Spare Extension：210)。
服务无线控制服务器6a在将控制消息发送给服务无线承载服务器4a时，将消息类型205设为表示请求的值，将时刻信息T1(207)设为表示发送时刻的时刻信息的值，来设定上述节点间同步用的扩展头202。
另一方面，服务无线承载服务器4a在将对控制消息的响应发送给服务无线控制服务器6a时，将消息类型205设为表示为响应的值，将时刻信息T2(208)设为表示控制消息接收时刻的时刻信息的值，将时刻信息T3(209)设为表示响应的发送时刻的时刻信息的值来设定上述节点间同步用的扩展头202。
这样，根据实施形态2，由于在服务无线控制服务器6a和服务无线承载服务器4a之间收发产生新呼叫时进行呼叫的接收控制的控制消息时，使用IPv6在分组的扩展头上新定义时刻信息的设定部，并在该设定部上设定时刻信息，从而进行时刻信息的收发，因而可以使用IPv6的同时，能够减少与这些装置间的节点间同步处理有关的控制消息的通信量。
实施形态3
接着，使用图4来说明实施形态3。在实施形态3中，在服务无线控制服务器6a～6m和服务无线承载服务器4a～4n之间收发指示新呼叫的传送用的控制消息的请求/响应时，通过使用Megaco/H.248协议来新定义包且在该定义包上设定上述时刻信息，来执行节点间同步处理。
本实施形态3中的无线网络系统的结构与图1所示的结构相同，时序动作也与图2所示的动作相同。另外，图4是表示本实施形态3中的Megaco/H.248消息的结构的图。
图4中，301表示使用在服务无线控制服务器6a和服务无线承载服务器4a之间进行收发的Megaco/H.248协议时的IPv6分组，302表示Megaco/H.248消息部分的结构。Megaco/H.248消息部分302由表示该Megaco/H.248的版本信息的版本、表示发送源的装置的名称或地址的MID、以及表示请求时的控制内容或响应时的控制结果的消息主体(Transaction：事务处理)构成。
进而，303表示消息主体(Transaction)的内部结构，消息主体303由表示事务处理的ID的TID和多个上下文构成。304表示上下文的内部结构，上下文304由上下文ID和多个命令请求或命令答复构成。命令请求305由表示在请求中应进行何种操作的命令、表示上下文内的操作对象的终端ID、规定属性的描述符构成。命令答复306由表示所请求的命令的命令答复、表示由请求来指定的上下文内的操作对象的终端ID、和表示由请求指定的属性的描述符构成。
这里，为了传送节点间同步用的信息，在命令请求或命令答复304内定义Megaco/H.248的扩展包(Package Descriptor：包描述符)。服务无线控制服务器6a在对服务无线承载服务器4a发送控制消息时，在上述包描述符上设定表示为节点间同步用的扩展包的ID(307)，同时在时刻信息T1(308)上设定发送时刻的时刻信息。
另一方面，服务无线承载服务器4a在将对上述控制消息的响应发送给服务无线控制服务器6a时，与上述发送时同样地使用扩展包，并在时刻信息T2(309)上设定表示控制消息接收时刻的时刻信息的值，同时，在时刻信息T3(310)上设定表示响应的发送时刻的时刻信息的值并返回响应。
这样，根据实施形态3，在服务无线控制服务器6a和服务无线承载服务器4a之间，收发产生新呼叫时进行呼叫的接收控制的控制消息时，使用Megaco/H.248协议来新定义包，并通过在所定义的包上设定时刻信息，从而进行时刻信息的收发，故可以使用Megaco/H.248协议，同时，可以减少与这些装置之间的节点间同步有关的控制消息的通信量。
实施形态4
接着，根据图5来说明实施形态4。实施形态4中，仅在一定时间期间在服务无线控制服务器6a～6m和服务无线承载服务器4a～4n之间没有发送接收控制消息的情况下，在这些装置之间交换节点间同步用的独立的消息。
本实施形态4中的无线网络系统的结构与图1所示的结构相同。图5是表示本实施形态4中的节点间同步的时序动作的图。
在服务无线控制服务器6a上，设置有监视定时器(401)，监视与服务无线承载服务器4a之间在一定时间以上的期间，没有交换控制消息的情况。如图5所示，若监视定时器(401)检测出在一定时间以上期间没有交换控制消息(402)，则服务无线控制服务器6a取得自身装置所具有的时刻信息(System Frame Number：在0～327679的范围内循环计数)SFN1(403)，在该取得后立即在DL节点同步信号(DL：Downlink)上设定SFN1值，并对服务无线承载服务器4a发送DL节点同步信号(404)。
接收了上述DL节点同步信号(404)后的服务无线承载服务器4a在接收时取得自身装置所具有的时刻信息SFN2进行存储(405)，同时，在发送UL节点同步信号(UL：Uplink)之前取得自身装置所具有的时刻信息SFN3(406)，并将该时刻信息SFN3与之前存储的接收时的时刻信息SFN2和SFN1一起在UL节点同步信号上设定该值，并发送到服务无线控制服务器6a(407)。
接收了UL节点同步信号的服务无线控制服务器6a取得其接收时自身装置上所具有的时刻信息SFN4(408)，并使用送来的时刻信息SFN1、SFN2、SFN3和所取得的SFN4来执行上述节点间同步处理。另外，在终止了节点间同步处理的时刻，复位监视定时器(401)后进行启动(409)。
另外，若伴随移动终端1a的发送或接收动作，启动基于实施形态1中所说明的RRC连接设置等所进行的动作(411)，则服务无线控制服务器6a停止监视定时器(401)，进入上述动作(411)。并且，此后，在上述动作(411)终止后，重新启动监视定时器(401)。
这样，在实施形态4中，仅在一定时间期间，服务无线控制服务器6a和服务无线承载服务器4a之间没有收发控制消息的情况下，在这些装置之间交换节点间同步用的独立的消息(DL节点同步信号，UL节点同步信号)来设定时刻信息，因而可以进一步减少与这些装置之间的节点同步有关的控制消息的通信量。
另外，在上述实施形态4中，虽然服务无线控制服务器6a执行了基于时刻信息SFN1～SFN4的节点间同步处理，但是，也可由服务无线承载服务器4a执行同样的节点间同步处理。这时，在服务无线承载服务器4a侧设定监视定时器，若通过该监视定时器检测出服务无线控制服务器6a和服务无线承载服务器4a之间在一定时间以上的期间，没有收发控制消息，则服务无线承载服务器4a对服务无线控制服务器6a发送包含自身所具有的时刻信息SFN1的UL节点同步信号。之后，服务无线控制服务器6a与上述相同，对服务无线承载服务器4a发送包含时刻信息SFN1～SFN3的DL节点同步信号。服务无线承载服务器4a在接收了该DL节点同步信号后，取得自身所具有的时刻信息SFN4，并使用DL节点同步信号中所包含的时刻信息SFN1、SFN2、SFN3和所取得的SFN4来执行上述节点间同步处理。
实施形态5
接着，使用图6～图8来说明实施形态5。在实施形态5中，某个服务无线承载服务器4a存储管理通过与各无线基站2a～2q的节点间同步顺序所取得的服务无线承载服务器4a和各无线基站2a～2q的时刻差分信息，服务无线承载服务器以与服务无线控制服务器的节点间同步时存储的各无线基站的时刻的差分信息为基础来设定各无线基站的时刻信息，并将其发送到服务无线控制服务器6a。
本实施形态5中的无线网络系统的结构与图1所示的结构相同。另外，图6是表示本实施形态5中的无线网络系统的时序动作的图，图7是表示本实施形态5中，使用IPv6分组时的头信息部分的结构图，进而，图8是表示本实施形态5中使用Megaco/H.248协议时的消息的结构图。基于表示这些时序动作和结构，来说明本实施形态5中的无线网络系统的节点间同步方式。
服务无线承载服务器4a根据3GPP(3rd Generation PartnershipProject：第三代合作伙伴计划)的技术说明书(TechnicalSpecification)中规定的节点间同步顺序，与无线基站2a之间多次(N次)收发DL节点同步(501)和UL节点同步(NodeSynchronization)(502)后，存储管理与无线基站2a的时刻的差分信息(503)。
同样，服务无线承载服务器4a还与无线基站2b～2q之间多次(N次：N是自然数)收发DL节点同步(504)和UL节点同步(505)后，存储管理与无线基站2b～2n的时刻的差分信息(506)。
即，服务无线承载服务器4a与所连接的各无线基站2a～2q之间周期性地实施这种节点同步顺序，并将所得到的时刻的差分信息对应于各无线基站2a～2q进行存储，从而始终管理与这些各个无线基站2a～2q的差分信息。
伴随发送或接收动作，从移动终端1a经无线基站2a和小区控制无线承载服务器3a、小区控制无线控制服务器5a，使用公共控制信道(CCCH)来发送RRC连接设置请求(507)。接收了上述RRC连接设置请求的服务无线控制服务器6a通过事先进行与实施形态1相同的处理(资源使用状况报告)，来选择资源(信道)空余最多的服务无线承载服务器4a(508)。并且，服务无线控制服务器6a为了对上述移动终端1a在个别传输信道(DCH)上传送个别控制信道(DCCH)，而对所选择的服务无线承载服务器4a发送MAC-d/RLC配置请求(510)。服务无线控制服务器6a在该发送之前，取得自身装置所具有的时刻信息SFN13，同时，将时刻信息SFN13添加到指定了无线基站2a的上述MAC-d/RLC配置请求上(509)，来进行发送(510)。
作为指定上述无线基站2a的方法，在使用IPv6分组的情况下，如图7所示，在承接IPv6的头521的节点同步用扩展头522之BTS号码(523)的区域上设定想要使节点同步一致的无线基站的号码。另外，在使用Megaco/H.248的消息时，如图8所示，在命令答复531上定义的扩展包(Package Descriptor)上设置指定无线基站号码的区域(BN)532，并在其中设定无线基站的号码。
接收了上述MAC-d/RLC配置请求(510)后的服务无线承载服务器4a在其接收时取得自身装置所具有的时刻信息，同时，从所述存储的各无线基站2a～2n的差分信息中取得对应于由MAC-d/RLC配置请求所指定的无线基站的差分信息(MAC-d/RLC配置请求的接收时刻上的最新差分信息)。并且，服务无线承载服务器4a通过在自身装置所具有的时刻信息上加上或减去，即加入所述指定的无线基站的差分信息，从而求出所指定的无线基站的MAC-d/RLC配置请求(510)的接收时的时刻信息SFN23进行存储(511)。
接着，服务无线承载服务器4a在个别传输信道(DCH)上确保个别控制信道(DCCH)的传送用的资源(512)。继而，服务无线承载服务器4a在MAC-d/RLC配置响应的发送之前与上述同样，取得自身装置所具有的时刻信息，同时，取得对应于所指定的无线基站的差分信息(发送时刻上的最新差分信息)。并且，服务无线承载服务器4a通过在自身装置所具有的时刻信息上加上或减去所指定的无线基站的差分信息，从而求出所指定的无线基站的MAC-d/RLC配置响应的发送时的时刻信息SFN33(513)。并且，将该SFN33值与之前存储的接收时的时刻信息SFN23(和SFN13)一起添加到上述MAC-d/RLC配置响应上进行发送(514)。
接收了上述MAC-d/RLC配置响应(514)后的服务无线控制服务器6a在接收时取得自身装置中所具有的时刻信息SFN43(515)，并以送来的时刻信息SFN13、SFN23、SFN33与所取得的SFN43为基础，计算出与所指定的无线基站2a的时刻差，使用该算出值来执行所述的节点间同步处理(516)。
进一步，通过上述MAC-d/RLC配置响应(514)判断出可以确保用于传送个别控制信道(DCCH)的资源的服务无线控制服务器6a经小区控制无线控制服务器5a对传送来RRC连接设置请求(507)的无线基站2a发送无线链路设置请求(517)。
接收了无线链路设置请求(517)的无线基站2a进行传送个别控制信道用的无线链路的设置，并经小区控制无线控制服务器5a，对服务无线控制服务器6a发送无线链路设置响应(518)。
这样，根据实施形态5，服务无线承载服务器存储管理与无线基站的节点同步顺序所取得的与各无线基站的时刻的差分信息，服务无线承载服务器以与服务无线控制服务器的节点同步时所存储的各无线基站的时刻的差分信息为基础来设定各无线基站的时刻信息，并将其发送到服务无线控制服务器6a，进而，服务无线控制服务器6a根据该接收时刻信息等来执行服务无线控制服务器6a和无线基站的节点间同步处理，所以服务无线控制服务器不需要与各无线基站之间直接实施节点同步顺序，由此，可以进一步减少与装置之间的节点同步有关的控制消息的通信量。
实施形态6
接着，使用图9来说明实施形态6。在实施形态6中，服务无线承载服务器4a～4n以各无线基站2a～2q的时刻的差分信息为基础，中继从服务无线控制服务器6a～6m向移动终端1a发送的无线资源控制消息时，重新设定该消息中的时刻信息。
本实施形态6中的无线网络系统的结构与图1所示的结构相同。图9是表示本实施形态6中的节点间同步的时序动作的图。根据图9来说明本实施形态6的动作。
如实施形态5中所说明的那样，服务无线承载服务器4a与各无线基站2a～2q之间周期性地实施节点同步顺序，并使所得到的时刻的差分信息对应于各基站2a～2q来一直进行存储(601)。之后，为了伴随发送或接收动作，在无线区间扩展用于传送用户数据、例如声音的通信信道，而从服务无线控制服务器6a向服务无线承载服务器4a发送MAC-d/RLC配置请求(602)。接收了MAC-d/RLC配置请求后的服务无线承载服务器4a在个别传输信道(DCH)上确保用于将个别通信量信道(DTCH)传送给移动终端1a的资源(603)，并对服务无线控制服务器6a发送MAC-d/RLC配置响应(604)。
接收了MAC-d/RLC配置响应后的服务无线控制服务器6a判断可以确保上述资源，并经小区控制无线控制服务器5a，对无线基站2a发送无线链路重新配置准备(605)。接收了无线链路重新配置准备(605)的上述无线基站2a准备用于将上述个别通信量信道(DTCH)叠加到收发了个别控制信道的无线链路上并进行传送的无线链路的再构成，并将无线链路重新配置准备完成(Radio LinkReconfiguration Ready)(606)发送到服务无线控制服务器6a。
接收了无线链路重新配置准备完成(606)的服务无线控制服务器6a判断可以准备上述无线链路的再构成，为了在个别传输信道(DCH)上执行个别通信量信道(DTCH)的传送，而向服务无线承载服务器4a发送MAC-d/RLC配置请求(607)。
接收了上述MAC-d/RLC配置请求(607)的服务无线承载服务器4a在个别传输信道(DCH)上开始个别通信量信道(DTCH)的传送(608)，为了使个别传输信道(DCH)的收发定时一致，而向无线基站2a发送DL同步(609)。接收了DL同步后的无线基站2a配合上述收发定时来对服务无线承载服务器4a发送UL同步(610)。另外，服务无线承载服务器4a在发送了DL同步(609)后，对服务无线控制服务器6a发送MAC-d/RLC配置响应(611)。
接收了上述MAC-d/RLC配置响应(611)后的服务无线控制服务器6a经小区控制无线控制服务器5a，对无线基站2a发送无线链路重新配置委托(commit)(612)。接收了无线链路重新配置委托后(612)的无线基站2a在根据由无线链路重新配置委托(612)指定的时刻信息(CFN：Connection Frame Number：连接帧号码)来收发个别控制信道的无线链路上叠加上述个别通信量信道并开始传送。同时，服务无线控制服务器6a经服务无线承载服务器4a向移动终端1a发送无线承载设置(613)。
这时，服务无线承载服务器4a根据按与所述无线基站2a的节点同步顺序(601)进行管理的时刻的差分信息，计算出再构成与移动终端1a之间的无线链路的定时，并将该运算结果重新设定为上述无线承载设定(613)的信息要素，即时刻信息(Activation Time)的区域上(614)，而对移动终端1a发送上述无线承载设置(615)。
接收了无线承载设置(615)的移动终端1a根据由无线承载设置(615)指定的时刻信息(Activation Time)来再构成与无线基站2a的无线链路，并对服务无线控制服务器6a发送无线承载设置完成(616)。
这样，根据实施形态6，服务无线承载服务器在中继从服务无线控制服务器向移动终端发送的无线资源控制消息(Radio BearerSetup：无线承载设定)时，以各无线基站的时刻的差分信息为基础来重新设定该消息中的时刻信息，所以不需要在服务无线承载服务器和服务无线控制服务器之间实施节点同步处理，由此，可以进一步减少与这些装置之间的节点同步有关的控制消息的通信量。
实施形态7
接着，使用图10和图11来说明实施形态7。在实施形态7中，服务无线承载服务器在与无线基站2a～2q进行节点同步顺序时，将作为管理对象的各无线基站2a～2q作为一个多点传送组来添加IP多点传送地址，在发送向各无线基站2a～2q的包含上述时刻信息的控制消息时，将IP多点传送地址作为目标地址。
本实施形态7中的无线网络系统的结构与图1所示的结构相同。图10是表示本实施形态7中的节点同步的时序动作的图。另外，图11是表示本实施形态7中的多点传送包的头结构的图。使用这些图来说明实施形态7的动作。
服务无线承载服务器4a与各无线基站2a～2q之间执行节点同步顺序时，在图11所示的IPv6的分组头711的目标地址713上设定将各无线基站2a～无线基站2q作为一个多点传送组的多点传送地址，并在发送源地址712上设定自身装置所具有的地址，进而，发送添加了自身装置的发送之前的时刻信息SFN11的DL节点同步(701)。接收了DL节点同步后的各无线基站2a～2q分别取得接收了L节点同步的时刻信息(无线基站2a：SFN21，无线基站2b：SFN22，...)分别进行存储，并在各UL节点同步上，将接收了DL节点同步的时刻信息、发送UL节点同步之前的时刻信息(无线基站2a：SFN31，无线基站2b：SFN32，...)和时刻信息SFN11设定为UL节点同步后，对服务无线承载服务器4a发送各自的UL节点同步(无线基站2a：702、无线基站2b：704，...)。
接收了来自无线基站2a的各UL节点同步的服务无线承载服务器4a在接收了各自的UL节点同步的定时(图10中，虽然来自无线基站2a的UL节点同步比无线基站2b的UL节点同步先发送，但是由于无线基站之间非同步地动作，所以始终顺序不同)，取得接收了自身装置的UL节点同步的时刻信息，并以送来的上述时刻信息和所取得的自身装置的UL节点同步的接收时刻信息为基础，分别算出与各无线基站2a～2q之间的时刻的差分信息后进行存储(703、705)。这些所存储的各无线基站2a～2q的差分信息用于实施形态5或6中所说明的处理。
这样，在实施形态7中，服务无线承载服务器4a～4n在与无线基站2a～2q进行节点同步顺序时，将作为管理对象的各无线基站作为一个多点传送组进行处理，并在发送向各无线基站的包含上述时刻信息的控制消息时，将IP多点传送地址作为目标地址，所以与从服务无线承载服务器4a～4n向各无线基站2a～2q以单点传送方式来发送节点同步用的消息的情况相比，可以减少与这些装置之间的节点同步有关的控制消息的通信量。
实施形态8
接着，使用图12和图13来说明实施形态8。在实施形态8中，服务无线承载服务器4a～4n在这些装置之间交换与服务无线控制服务器6a～4m节点同步用的独立的消息时，使用SNTP(Simple NetworkTime Protocol：简单网络时间协议)，并将服务无线承载服务器侧4a～4n作为NTP服务器、将服务无线控制服务器侧6a～4m作为NTP客户机来进行动作。
本实施形态8中的无线网络系统的结构与图1所示的结构相同。图12是表示本实施形态8中的节点间同步方式的顺序动作的图。图13是表示本实施形态8中的SNTP的消息结构的图。使用这些图来说明实施形态8的动作。
服务无线承载服务器4a在装置启动时启动NTP服务器用的处理步骤(801)。服务无线控制服务器6a在服务无线承载服务器4a启动后，为了与服务无线承载服务器4a的节点间同步取得一致，作为NTP客户机在发送之前取得自身装置所具有的时刻信息(SystemFrame Number：在0～327679的范围内循环计数)SFN11，并将该时刻信息SFN11设定为时间请求(802)的原始时间戳813(参照图13)进行发送。
接收了上述时间请求(802)后的服务无线承载服务器4a在该接收时刻取得自身装置所具有的时刻信息SFN22并进行存储，进而，在时间答复(803)发送之前取得自身装置所具有的时刻信息SFN32，并将时刻信息SFN3设定为时间答复(803)的接收时间戳814(参照图13)，将SFN2设定为传送时间戳815(参照图13)进行发送。
接收了时间答复(803)后的服务无线控制服务器6a在接收时取得自身装置中所具有的时刻信息SFN4(参考时间戳812(参照图13))，并以送来的时刻信息SFN1、SFN2、SFN3和所取得的时刻信息SFN4为基础，如前所述，执行与服务无线承载服务器4a的节点间同步处理(804)。
这样，在实施形态8中，服务无线承载服务器在装置之间交换与服务无线控制服务器的节点间同步用的独立消息时，使用SNTP，将服务无线承载服务器侧作为NTP服务器，将服务无线控制服务器侧作为NTP客户机进行动作，所以可以使用通用的协议，由此，可以简便地进行这些装置之间的节点同步。
实施形态9
接着，使用图14来说明实施形态9。在实施形态9中，为了在服务无线控制服务器和服务无线承载服务器之间保持有效(keepalive)(是否系统停机(system down)的确认)而交换的控制消息中设定各个装置所保持的时刻信息，从而执行装置间的节点同步处理。
本实施形态9中的无线网络系统的结构与图1所示的结构相同。图14是表示本实施形态9中的节点间同步的顺序动作的图。根据图14来说明本实施形态9的动作。
服务无线控制服务器6a在服务无线承载服务器4a启动后，为了确认服务无线承载服务器4a是否系统停机，启动监视定时器(901)，若监视定时器检测出计数了预先设定的预定时间(902)，则发送保持有效请求(904)。在该发送之前，取得自身装置中所具有的时刻信息(System Frame Number：在0～327679的范围内循环计数)SFN11(903)，并添加到上述保持有效请求(904)上进行发送。
接收了上述保持有效请求的服务无线承载服务器4a在其接收时取得自身装置中所具有的时刻信息SFN2进行存储后(905)，在发送保持有效响应(907)之前取得自身装置所具有的时刻信息SFN3，并将该时刻信息SFN3与之前存储的接收时的时刻信息SFN2一起添加到上述保持有效响应(907)上后发送到服务无线控制服务器6a(906)。
接收了保持有效响应(906)后的服务无线控制服务器6a在其接收时取得自身装置所具有的时刻信息SFN4(908)，并以送来的时刻信息SFN1、SFN2、SFN3与所取得的时刻信息SFN4为基础，计算出与服务无线承载服务器4a的时刻差，来执行上述节点间同步。
并且，服务无线控制服务器6a重新启动监视启动定时器910(909)。之后，服务无线控制服务器6a依次反复实施监视定时器充满的检测(911)、取得自身装置的时刻信息SFN11后进行设定(912)、以及保持有效请求(913)的发送。
这样，根据实施形态9，在控制消息中设定各个装置所保持的时间信息来执行这些装置之间的节点同步处理，所以不需要为了取得节点间同步而新定义独立的消息，可以减少与这些装置之间的节点同步有关的控制消息的通信量，其中，所述控制消息是为了在服务无线控制服务器和服务无线控制服务器之间保持有效而交换的控制消息。
另外，在上述的各实施形态中，虽然在服务无线控制服务器6a～6m、服务无线承载服务器4a～4n、和无线基站2a～2q之间进行了节点间同步处理，但是在其他装置之间，例如小区控制无线控制服务器5a～5s和小区控制无线承载服务器3a～3r之间，也可以进行上述实施形态中所说明的节点间同步处理。
如上所述，本发明的无线网络系统中的节点间同步方法、无线控制服务器和无线承载服务器在具有与移动终端进行通信的无线基站、管理多个上述无线基站来进行控制平面的无线线路的控制的多个无线控制服务器、以及与移动终端进行用户平面的数据传送控制的多个无线承载服务器的无线网络系统中很有用。

Claims (19)

1.一种无线网络系统中的节点间同步方法，该无线网络系统具有无线基站，与移动终端进行通信；多个无线控制服务器，管理多个所述无线基站并进行控制平面的无线线路的控制；多个无线承载服务器，与移动终端进行用户平面的数据传送控制，其特征在于：
当产生新呼叫时，在所述无线控制服务器和无线承载服务器之间交换用于指示新呼叫传送的控制消息，此时，在该控制消息上设定无线控制服务器和无线承载服务器所保持的时刻信息，并根据这些各时刻信息的差分来执行无线控制服务器和无线承载服务器的节点间同步处理。
2.根据权利要求1所述的无线网络系统中的节点间同步方法，其特征在于：作为所述控制消息使用IPv6，在分组的扩展头上新定义所述时刻信息的设定部，并在该设定部上设定时刻信息。
3.根据权利要求1所述的无线网络系统中的节点间同步方法，其特征在于：作为所述控制消息使用Megaco/H.248协议，在新定义的包上设定所述时刻信息。
4.根据权利要求1所述的无线网络系统中的节点间同步方法，其特征在于：仅在所述无线控制服务器和无线承载服务器之间在一定时间以上的期间未收发控制消息的情况下，在无线控制服务器和无线承载服务器之间交换用于节点间同步的独立的控制消息。
5.根据权利要求1所述的无线网络系统中的节点间同步方法，其特征在于：所述无线承载服务器通过与各无线基站的所述节点间同步处理取得各无线基站和无线承载服务器之间的所述时刻信息的差分，同时，在所述无线控制服务器和无线承载服务器之间交换用于指示新呼叫传送的控制消息时设定所述无线承载服务器所保持的时刻信息，此时，所述无线承载服务器以所述取得的各无线基站和无线承载服务器之间的时刻信息的差分为基础来设定各无线基站的时刻信息，从而执行无线控制服务器和无线基站之间的节点间同步处理。
6.根据权利要求1所述的无线网络系统中的节点间同步方法，其特征在于：所述无线承载服务器通过与各无线基站的所述节点间同步处理来取得各无线基站和无线承载服务器之间的所述时刻信息的差分，同时，所述无线承载服务器在中继从无线控制服务器向移动终端发送的无线资源控制消息时，以所述取得的各无线基站的时刻的差分信息为基础来重新设定所述无线资源控制消息中的时刻信息。
7.根据权利要求5所述的无线网络系统中的节点间同步方法，其特征在于：所述无线承载服务器在与无线基站进行所述节点间同步顺序时，将作为管理对象的各无线基站作为一个多点传送组，向多点传送组的各无线基站发送包含所述时刻信息的控制消息时，将IP多点传送地址作为目的地址。
8.根据权利要求1所述的无线网络系统中的节点间同步方法，其特征在于：所述无线承载服务器将为了与无线控制服务器进行节点间同步顺序而独立的消息在无线承载服务器和无线控制服务器之间进行交换时，使用SNTP，并将无线承载服务器侧作为NTP服务器，将无线控制服务器侧作为NTP客户机进行动作。
9.根据权利要求1所述的无线网络系统中的节点间同步方法，其特征在于：在用于无线控制服务器和无线承载服务器之间保持有效而交换的控制消息中设定无线控制服务器和无线承载服务器所分别保持的时刻信息，从而执行无线控制服务器和无线承载服务器之间的所述节点间同步处理。
10.一种无线控制服务器，在与移动终端进行用户平面的数据传送控制的无线承载服务器之间交换控制消息，同时，管理多个无线基站并进行控制平面的无线线路的控制，其特征在于：
具有节点间同步处理装置，根据与所述无线承载服务器之间交换控制消息时取得的自身所具有的时刻信息和来自所述无线承载服务器的所述控制消息中包含的时刻信息的差分，执行与所述无线承载服务器的节点间同步处理。
11.根据权利要求10所述的无线控制服务器，其特征在于：来自所述无线承载服务器的所述控制消息中包含的时刻信息是加入了通过无线承载服务器与各无线基站的节点间同步处理所取得的各无线基站和无线承载服务器之间的时刻信息的差分后的时刻信息。
12.根据权利要求10所述的无线控制服务器，其特征在于：所述控制消息是用于指示新呼叫的传送的消息或用于保持有效的消息。
13.一种无线承载服务器，将响应消息返回到无线控制服务器的同时，与移动终端进行用户平面的数据传送控制，其中，所述响应消息响应于来自管理多个无线基站并对控制平面的无线线路进行控制的无线控制服务器的控制消息，其特征在于：
在返回响应于包含从所述无线控制服务器发送的第一时刻信息的控制消息的响应消息时，将表示接收了所述控制消息的时刻的第二时刻信息、表示发送所述述响应消息的时刻的第三时刻信息、以及所述第一时刻信息添加到所述响应消息上并发送到所述无线控制服务器，从而可以进行所述无线控制服务器中的节点间同步处理。
14.根据权利要求13所述的无线承载服务器，其特征在于：所述第二和第三时刻信息是加入了通过无线承载服务器与各无线基站的节点间同步处理所取得的各无线基站和无线承载服务器之间的时刻信息的差分后的时刻信息。
15.根据权利要求13所述的无线承载服务器，其特征在于：所述控制消息是用于指示新呼叫传送的消息或者用于保持有效的消息。
16.根据权利要求13所述的无线承载服务器，其特征在于：在中继从所述无线控制服务器向移动终端发送的无线资源控制消息时，以通过无线承载服务器与各无线基站的节点间同步处理所取得的各无线基站和无线承载服务器之间的时刻信息的差分信息为基础来重新设定所述无线资源控制消息中的时刻信息。
17.一种无线承载服务器，与管理多个无线基站并进行控制平面的无线线路控制的无线控制服务器之间交换控制消息，同时，与移动终端进行用户平面的数据传送控制，其特征在于：
包括节点间同步处理装置，根据与所述无线控制服务器之间交换控制消息时取得的自身所具有的时刻信息和来自所述无线控制服务器的所述控制消息中包含的时刻信息的差分来执行与所述无线控制服务器的节点间同步处理。
18.一种无线控制服务器，在与移动终端进行用户平面的数据传送控制的无线承载服务器之间交换用于指示新呼叫的传送的第一控制消息，同时，管理多个无线基站并进行控制平面的无线线路的控制，其特征在于，包括：
监视定时器，监视与所述无线承载服务器之间在一定时间以上的期间没有交换第一控制消息的情况；
节点间同步处理装置，若通过该监视定时器检测出在一定时间以上的期间没有交换第一控制消息，则与无线承载服务器之间交换节点间同步用的预定的第二控制消息，同时，根据交换所述第二控制消息时取得的自身所具有的时刻信息和来自所述无线承载服务器的所述第二控制消息中包含的时刻信息的差分来执行与所述无线承载服务器之间的节点间同步处理。
19.一种无线承载服务器，在与管理多个无线基站并进行控制平面的无线线路控制的无线控制服务器之间交换用于指示新呼叫的传送的第一控制消息，同时，与移动终端进行用户平面的数据传送控制，其特征在于，包括：
监视定时器，监视与所述无线控制服务器之间在一定时间以上的期间，没有交换第一控制消息的情况；
节点间同步处理装置，若通过该监视定时器检测出在一定时间以上的期间没有交换第一控制消息，则与无线控制服务器之间交换节点间同步用的预定的第二控制消息，同时，根据交换所述第二控制消息时取得的自身所具有的时刻信息和来自所述无线控制服务器的所述第二控制消息中包含的时刻信息的差分来执行与所述无线控制服务器的节点间同步处理。
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