CN1921696A - 基站、控制台以及无线通信控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种在小区切换时，能够防止发生向移动台的数据发送的切断和数据丢失等的基站、控制台以及无线通信控制方法，其中变更源基站(40a)的流入量控制功能(4021)按照比小区切换的定时Tc提前小区切换等待时间tw的定时，通过向RNC(50)发送表示“流入量0”的流入量控制信号，控制从RNC(50)向变更源基站(40a)的数据流入量。

Description

基站、控制台以及无线通信控制方法
技术领域
本发明涉及控制移动通信系统中的小区切换(cell change)时的切换的基站、控制台以及无线通信控制方法。
背景技术
在使用当前正在普及的便携电话机的移动通信系统中，把服务区整体分割成被称为小区的无线区域来进行通信服务。这样的系统由覆盖小区的多个基站、与这些基站之间设定无线信道来进行通信的移动台和管理多个基站的控制台构成。另外，控制台与包括交换装置等的干线网连接。在这样的结构中，经由控制台以及基站进行干线网与移动台的通信中的数据传输。特别是，为了进行干线网·控制台和基站之间的有线区间与基站和移动台之间的无线区间的中继，基站具有临时缓冲从干线网·控制台传送来的信号的功能。HSDPA(高速下行链路分组访问)和1x EV-DO等高速、大容量的下行高速分组通信正在标准化和开发中(例如，参照非专利文献1和2)。这种高速分组通信方式的主要特征包括根据进行数据接收的移动台的无线状况来使用自适应调制·编码方式。自适应调制·编码方式可以根据移动台的无线状况，时间性地改变无线传输速度。例如，HSDPA可以利用无线信道的调制方式、HS-PDSCH代码数、基于移动台与基站的无线状态的编码率，来提高吞吐量。在3GPP系统中，控制台被称为“RNC(无线网络控制器)”。
然而，在上述结构的移动通信系统的情况下，在有线区间的传输速度比无线区间的传输速度大的情况下，具有在进行中继的基站的临时缓冲器中滞留数据的倾向，而在有线区间的传输速度比无线区间的传输速度小的情况下，具有在进行中继的基站的临时缓冲器中数据枯竭的倾向。由于进行中继的基站的临时缓冲器是有限的、溢出缓冲器的数据被废弃，另外由于进行中继的基站的缓冲器枯竭、不能够充分使用无线资源，因此在无线区间的传输速度与有线区间的传输速度之间有差异的情况下，成为起因于由于缓冲器溢出而导致的数据废弃的传输效率恶化的原因，或者成为由于缓冲器的枯竭而导致的无线资源利用效率降低的原因。为了避免这两个问题，需要进行尽可能使无线区间的传输速度与有线区间的传输速度相一致的控制。
已经有人提出如下方法：从抑制干线网与移动台的通信中的基站中的信号废弃的观点出发，根据滞留在基站的缓冲器中的数据量，进行从控制台向基站的数据流入量控制(例如，参照专利文献1)，另外，有人提出如下方法：即使在高速分组通信方法等无线区域的发送速度变动很大的通信系统中，也可以防止由于由缓冲器枯竭导致的无线资源使用效率恶化、以及起因于由缓冲器溢出导致的数据废弃的再次发送控制等的发生而使系统的传输效率恶化(例如，参照专利文献2)。
参照图12，说明在这些专利文献中公开的数据流入量的控制方法。其中，在说明中省略无用的信号。
首先，当控制台处于从干线网接收位于移动台的数据的状态时，控制台与基站的传输速度一致地向基站进行数据的发送(步骤S601)。
基站按照对移动台的无线传输速度发送数据(步骤S602)，在以高于无线传输速度的速度进行了数据接收的情况下，由于不能够立即发送数据，因此数据暂时存储在基站的缓冲器中(步骤S603)。
这时，用无线传输速度来除存储在缓冲器中的数据量后得到的值是作为能够全部发送缓冲器内的信号的时间的“缓冲器滞留时间”。基站监视该缓冲器滞留时间是否超过阈值，在缓冲器滞留时间超过了阈值的情况下，以子层信号通知用于限制来自控制台的流入量的“流入量控制信号”(步骤S604)。接收到流入量控制信号的控制台根据在该控制信号内指定的数据送出量进行数据发送。
反之，在数据的发送过程中(步骤S605)，当无线传输速度上升(步骤S606)，缓冲量(缓冲器滞留时间)减少时(步骤S607)，如果其低于阈值，则基站以子层信号向控制台通知用于进行发送限制解除的信息(步骤S608)。接收到进行限制解除的信息的控制台根据该控制信息内指定的数据送出量，变更数据送出量。
通过使用这样的方式，能够以缓冲器滞留量限制向基站的流入量，从而能够避免基站中的缓冲器的溢出。
这里，在这样的移动通信系统中，在移动台跨小区移动的情况下，进行被称为小区切换的基站的切换。在小区切换时，首先从控制台发送用于小区切换的控制信号，并向变更源以及变更目标基站传送小区切换的定时。以前还没有研究怎样控制此时从上述控制台向基站的数据流入量。在此，变更源基站是指在小区切换前由移动台接收到数据情况下的通信对方基站，变更目标基站是指在小区切换后由移动台接收到数据情况下的通信对方基站。
【专利文献1】特开2002-77987号公报
【专利文献2】特开2005-57323号公报
【非专利文献1】3GPP TR25.848 v4.0.0
【非专利文献2】3GPP2 C.S0024 Rev.1.0.0
发明内容
在上述的HSDPA的分组通信中，在基站之间的小区切换中，控制台发送“小区切换的控制信号”，并向变更源以及变更目标基站传送小区切换的定时。按该定时切换发送源，使得下行数据从控制台流向变更目标基站。这时存在的问题是，停止数据发送，直到小区切换的动作全部结束为止，即无法连续进行通信。另外，在通过在接收到小区切换的控制信号以后也连续进行通信来发送数据的方法中，当从控制台流入的数据残留在变更源基站中、该变更源基站无法发送在小区切换定时之前残留的全部数据时，该数据处于无法由移动台正确接收的状态。另外，存在的问题是，如果没有适当地进行数据从控制台向变更目标基站的流入，则通信不能连续进行。
本发明鉴于上述问题而作出，其目的在于提供一种在小区切换时能够防止发生向移动台的数据发送的切断和数据丢失等的基站、控制台以及无线通信控制方法。
为了解决上述课题，方案1记载的发明是一种移动通信系统中的基站，该移动通信系统包括由控制台控制的多个基站和与该基站进行通信的移动台，其特征在于，上述基站具备：流入量控制单元，在从与移动台进行通信的基站(以下称为变更源基站)变更成其它基站的小区切换时，通过向上述控制台发送控制信号，控制从上述控制台向变更源基站的数据流入量。
依据该发明，由于在与移动台进行通信的基站从变更源基站变更为其它基站的小区切换时，基站能够控制向变更源基站的数据的流入量，因此通过适当地控制数据流入量，能够防止发生向移动台的数据发送的切断和数据丢失等。
方案2记载的发明是根据方案1所述的基站，其特征在于，上述流入量控制单元按比小区切换的定时提前小区切换等待时间的定时，向上述控制台发送上述控制信号。
依据该发明，通过按提前小区切换等待时间的定时向控制台发送控制信号，可以控制来自控制台的数据流入量，使得在小区切换的定时之前向移动台发送变更源基站的缓冲器内的数据，因此能够防止发生向移动台的数据发送的切断和数据丢失等。
方案3记载的发明是根据方案2所述的基站，其特征在于，还具备用于计算上述小区切换等待时间的计算单元，上述计算单元计算向移动台发送变更源基站的缓冲器内的所有数据为止的时间作为上述小区切换等待时间。
依据该发明，由于基站能够在小区切换等待时间的期间内向移动台发送变更源基站的缓冲区内的全部数据，因此能够防止发生向移动台的数据发送的切断和数据丢失等。
方案4记载的发明是根据方案3所述的基站，其特征在于，上述计算单元根据变更源基站的缓冲器内的数据量、来自上述控制台的数据流入量和对上述移动台的无线传输速度，计算上述小区切换等待时间。
依据该发明，根据可以容易取得的信息，可以容易地计算适当的小区切换等待时间。
方案5记载的发明是根据方案1至4中任意一项所述的基站，其特征在于，上述流入量控制单元发送用于进行控制以使上述数据流入量为零的信号。
依据该发明，通过进行控制使数据流入量为零，与数据流入量不为零的情况相比容易进行控制，并且还能够简单地进行小区切换等待时间的计算。
方案6记载的发明是根据方案1至5中任意一项所述的基站，其特征在于，在变更源基站通过小区切换成为变更目标基站的情况下，上述流入量控制单元通过向上述控制台发送控制信号，控制从上述控制台向变更源基站的数据流入量。
依据该结构，通过在小区切换以后也控制数据流入量，能够防止数据丢失和传输效率的恶化等。
方案7记载的发明是一种移动通信系统中的控制台，该移动通信系统包括由控制台控制的多个基站和与该基站进行通信的移动台，其特征在于，上述控制台具备：流入量控制单元，在与移动台进行通信的基站被变更的小区切换时，根据从变更源基站接收到的控制信号，控制向上述变更源基站的数据流入量。
依据该发明，由于能够在小区切换时控制向变更源基站的数据流入量，因此通过适当地控制数据流入量，能够防止发生向移动台的数据发送的切断和数据丢失等。
方案8记载的发明是一种在移动通信系统中进行的无线通信控制方法，该移动通信系统包括由控制台控制的多个基站和与该基站进行通信的移动台，其特征在于，所述无线通信控制方法包括：小区切换定时通知步骤，上述控制台向变更源基站通知小区切换的定时；控制信号发送步骤，上述变更源基站按比在上述小区切换定时通知步骤中通知的小区切换的定时提前小区切换等待时间的定时，向上述控制台发送控制信号；和数据流入量控制步骤，上述控制台根据在上述控制信号发送步骤中发送的控制信号，控制向上述变更源基站发送的数据流入量。
依据该发明，由于能够在小区切换时控制向变更源基站的数据流入量，因此通过适当地控制数据流入量，能够防止发生向移动台的数据发送的切断和数据丢失等。
依据本发明，由于在与移动台进行通信的基站从变更源基站变更为其它基站的小区切换时，基站能够控制向变更源基站的数据流入量，因此通过适当地控制数据流入量，能够防止发生向移动台的数据发送的切断和数据丢失等。
附图说明
图1是表示本发明实施方式的移动通信系统的整体结构的图。
图2是表示同一个实施方式的小区切换的例子的图。
图3是表示同一个实施方式的移动通信网络中的协议栈的图。
图4是表示同一个实施方式的基站的结构的图。
图5是表示同一个实施方式的RNC的结构的图。
图6是表示同一个实施方式的小区切换时的动作例的时序图。
图7是表示同一个实施方式的动作例中的数据之间的关系的图。
图8是表示同一个实施方式的动作例中的数据之间的关系的图。
图9是表示变形例的移动通信网络中的协议栈的图。
图10是表示变形例的基站的结构的图。
图11是表示变形例的RNC的结构的图。
图12是表示现有的数据流入量控制方法的图。
符号说明
30：移动台
40：基站
40a：变更源基站
40b：变更目标基站
401：有线物理层处理单元
402：子层处理单元
4021：流入量控制功能
403：信号处理单元
404：无线物理层处理单元
405：计算单元
50：RNC
501：有线物理层处理单元
502：子层处理单元
5021：流入量控制功能
503：数据链路层处理单元
504：信号处理单元
505：干线网层处理单元
60：干线网
具体实施方式
以下，参照附图，详细地说明本发明的实施方式。
图1是表示本发明实施方式的移动通信系统的整体结构的图。在该移动通信系统中，成阶梯状构成包括交换装置的干线网60、作为控制台发挥功能的RNC 50和基站40。移动台30经由无线线路与基站40进行通信。RNC 50是统括控制多个基站40的控制装置。
图2中示出在进行小区切换时的例子。如该图所示，移动台30存在于基站40a的无线区域中，在正与基站40a进行通信时移动到基站40b的无线区域中的情况下，与移动台30进行通信的基站从基站40a变更为基站40b。把该基站的切换称为小区切换。在上述中，基站40a称为变更源基站，基站40b称为变更目标基站。
图3表示图1所示的移动通信网络中的协议栈。移动台30的协议栈构成为包括与基站40相对的物理层、与RNC 50相对的数据链路层。
基站40的协议栈构成为包括与移动台30相对的物理层、与RNC50相对的物理层以及子层。
RNC 50的协议栈构成为包括与基站40相对的物理层以及子层、与移动台30相对的数据链路层，并且还具备与干线网60一侧相对的层(未图示)。这里，上述的子层是在RNC 50与基站40之间交换控制信号的层。
图4中示出图1所示的基站40的结构。
有线物理层处理单元401与RNC50进行通信。
子层处理单元402与RNC50进行与控制信号有关的通信。
子层处理单元402具备流入量控制功能4021。流入量控制功能4021向RNC 50发送用于控制从RNC 50向基站40的数据流入量的流入量控制信号。
信号处理单元403进行移动台30与RNC 50之间的信号中继处理和数据向基站40所具备的缓冲器的临时存储(缓冲)等。
无线物理层控制单元404与移动台30进行通信。
计算单元405进行各种运算。例如，计算单元405根据基站40的缓冲器内的数据量、来自RNC 50的数据流入量、向移动台30的无线传输速度，计算小区切换等待时间。这里，数据流入量可以用每单位时间流入的数据量表示。
另外，对移动台30的无线传输速度可以通过监视无线物理层处理单元404来测定，数据流入量可以通过监视有线物理层处理单元401来测定，基站40的缓冲器中的数据滞留量可以通过监视信号处理单元403来测定。
另外，在通过小区切换基站40成为变更目标基站的情况下，计算单元405根据基站40的无线传输速度等，计算来自RNC 50的适当的数据流入量，并从子层处理单元402向RNC 50通知。
图5中示出图1所示的RNC 50的结构。
有线物理层处理单元501与基站40进行通信。
子层处理单元502与基站40进行与控制信号有关的通信。子层处理单元502具备流入量控制功能5021。流入量控制功能5021根据从基站40传送来的“流入量控制信号”，进行从RNC 50向基站40的数据流入量的控制。
数据链路层处理单元503与移动台30进行通信。信号处理单元504进行移动台30与干线网60之间的信号中继处理和缓冲等。干线网层处理单元505与干线网60进行通信。
下面，参照图6所示的时序图，说明在小区切换时与移动台30进行通信的基站从基站40a变更为基站40b时的动作例。另外，图7表示这时的数据之间的关系。在图6以及图7中，向同等部分附加相同的号码。
在通常的状态下，如图7所示，变更源基站40a的流入量控制功能4021根据滞留在变更源基站40a的缓冲器中的缓冲量D3来限制数据流入量D1，避免缓冲器溢出，同时进行通信。
在小区切换时，RNC 50发送小区切换控制信号，并向变更源基站40a以及变更目标基站40b传送小区切换的定时Tc(图6的步骤S701)。
接收到小区切换控制信号的变更源基站40a在比小区切换的定时Tc提前小区切换等待时间tw的时刻(提前的定时)，通过流入量控制功能4021，向RNC 50发送表示“流入量0”的流入量控制信号(图6以及图7的步骤S703)。这里，“小区切换等待时间tw”设为在该时间的期间内，变更源基站40a能够向移动台30发送在变更源基站40a中缓冲的数据的时间。在本动作例中，预先确定小区切换等待时间tw的数值，并且存储在变更源基站40a的存储器中。
RNC 50从基站40a接收到流入量控制信号后，根据该控制信号表示的流入量，通过流入量控制功能5021，停止向变更源基站40a的数据发送。由此，从RNC 50向变更源基站40a的数据流入量成为0，从而如图7所示，从变更源基站40a向移动台30发送的数据仅为滞留在变更源基站40a中的缓冲器内的数据D4。如果可以在小区切换的定时之前向移动台30发送上述缓冲器内的所有数据，则能够抑制数据丢失。
然后，RNC 50按照提前向基站40通知的小区切换的定时Tc，进行其切换(图6的步骤S704)。
另外，与此同时，变更目标基站40b利用流入量控制信号通知适当的数据流入量(步骤S705)。这里，作为适当的数据流入量，例如存在根据变更目标基站40b中的无线传输速度计算出来的量、规定的固定值、或者在步骤S701中的小区切换控制信号的通知之前变更源基站40a向RNC 50发送的流入量发送信号所表示的数据流入量。由此，能够从RNC 50向变更目标基站40b连续发送出数据。
另外也存在将由一个基站40覆盖的区域进一步分割成小的多个小区(也称为扇区)、在该每个小区中进行通信的通信方式。在上述的动作例中，说明了与移动台30进行通信的基站从变更源基站40a变更为变更目标基站40b时的动作例，但在变更源基站40a内的不同扇区之间的小区切换中，也可以适用本发明的小区切换方法。
下面，参照图6以及图8说明小区切换时的其它动作例。在本动作例中，不使用预定的小区切换等待时间tw，而使用由变更源基站40a计算出的小区切换等待时间tw。
在图6的步骤S701中，在变更源基站40a接收到小区切换控制信号的情况下，计算单元405根据在该时刻(以下称为计算时刻)存储在缓冲器中的缓冲量D5、数据流入量D1、无线传输速度D2，计算能够发送此后将滞留在缓冲器中的所有数据量的时间，把该时间作为小区切换等待时间tw(图8的步骤S702)。这里，作为小区切换等待时间tw的计算方法，例如以
tw＝(D5+(D1-D2)×t)/D1求出。另外，t是从计算时刻到小区切换的时间，如果在“小区切换控制信号的通知”的接收时求出小区切换等待时间tw，则t等于从接收到“小区切换控制信号的通知”开始到小区切换时刻Tc为止的时间。
接着，与上述的动作例相同，基站40的流入量控制功能4021在比小区切换的定时Tc提前小区切换等待时间tw的时刻，向RNC 50发送表示“流入量0”的流入量控制信号(图6以及图8的步骤S703)。
由此，在从通知了步骤S701中的小区切换的定时的时刻开始、到在步骤S703中通知流入量控制信号作为“流入量0”的时刻为止的期间，能够使得从RNC 50向变更源基站40a流入尽可能多的数据，从而能够向移动台30发送更多的数据。
另外，在上述的实施方式中，在步骤S703中，通过变更源基站40a向RNC 50通知流入量控制信号作为“流入量0”，控制成使得在小区切换等待时间tw的期间，从RNC 50向基站40a的数据流入量成为0，但该数据流入量并不限于0。即，只要将数据流入量设定成使得在小区切换等待时间tw的期间内，基站40能够向移动台30发送在变更源基站40a的缓冲器中缓冲的数据以及从RNC 50流入的数据，则数据流入量也可以不是0。
如以上说明的那样，在与移动台30进行通信的基站从变更源基站40a变更为变更目标基站40b的小区切换时，基站40通过适当地控制从RNC 50向变更源基站40a的数据流入量，能够防止发生向移动台30的数据传送的切断和数据丢失等。另外，通过计算小区切换等待时间，能够发送最大限度的数据。
另外，本发明的基站、控制台以及无线通信控制方法可以适用于进行硬切换(hard handover)的通信方式，例如，可以适用于3GPP中的HSDPA和3GPP2等中的CDMA2000 1xEV-DO。以下记载把本发明适用于3GPP中的HSDPA时的协议栈、移动台300、基站400以及RNC 500的结构例。
图9中示出适应HSDPA时的移动通信网络中的协议栈。HSDPA使基站400与RNC 500之间隔开，分割配置MAC子层的MAC-d子层和MAC-hs子层，因此在基站400与RNC 500之间流过MAC子层的实体之间的数据，把该数据流称为MAC-d流。
移动台300的协议栈构成为包括与基站400相对的物理层以及MAC层。MAC层被分割成与基站400的MAC-hs子层相对的层、以及与RNC 500的MAC-d子层相对的层。
基站400的协议栈构成为包括与移动台300相对的物理层以及MAC-hs子层、与RNC 500相对的物理层以及FP层。
RNC 500的协议栈构成为包括与基站400相对的物理层以及FP层、与移动台300相对的MAC-d子层，还具备与干线网600一侧相对的层(未图示)。
图10中示出基站400的结构。有线物理层处理单元44与RNC 500进行通信。FP层处理单元43与RNC 500进行与控制信号有关的通信，进而进行MAC-d流的处理。流入量控制单元46具备与上述的流入量控制功能4021相同的功能，向RNC 500发送用于控制从RNC 500向基站400的数据流入量的流入量控制信号。MAC-hs子层处理单元42进行数据向基站400具备的缓冲器的缓冲等，并且进行用于在无线物理层中发送上述数据的信号处理，例如，H-ARQ处理、自适应调制·编码处理等处理。无线物理层处理单元41与移动台300进行通信。计算单元45具备与上述的计算单元405相同的功能，根据基站400的缓冲器内的数据量、来自RNC 500的数据流入量、向移动台300的无线传输速度，计算小区切换等待时间。另外，在通过小区切换基站400成为变更目标基站时，计算单元45根据基站400的无线传输速度等，计算来自RNC 500的适当的数据流入量，并从FP层处理单元43向RNC 500通知。
图11中示出RNC 500的结构。有线物理层处理单元51与基站400进行通信。FP层处理单元52与基站400进行与控制信息有关的通信，并进一步进行MAC-d流的处理。流入量控制单元55具备与上述的流入量控制单元5021相同的功能，根据从基站400传送来的“流入量控制信号”，进行从RNC 500向基站400的数据流入量的控制。MAC-d子层处理单元53与移动台300进行通信，并进行移动台300与干线网600之间的信号中继处理和缓冲等。干线网层处理单元54与干线网600进行通信。
在具备这种HSDPA的结构的移动通信网络中，也执行与在上述的实施方式中说明过的方式相同的小区切换无线控制方式，并且能够得到同样的效果。在上述的实施例中，RNC对应于控制台，在HSDPA中，流入量控制信号对应于容量分配(Capacity Allocation)或HS-DSCH CAPACITY ALLOCATION，小区切换控制信号是RRC消息中的一个，小区切换定时Tc对应于激活时间(Activation Time)。
产业上的可利用性
可以在移动通信系统中的小区切换时的平滑切换中使用。

Claims (8)

1.一种移动通信系统中的基站，该移动通信系统包括由控制台控制的多个基站和与该基站进行通信的移动台，其特征在于，上述基站具备：
流入量控制单元，在从与移动台进行通信的基站变更成其它基站的小区切换时，通过向上述控制台发送控制信号，控制从上述控制台向变更源基站的数据流入量。
2.根据权利要求1所述的基站，其特征在于，
上述流入量控制单元按比小区切换的定时提前小区切换等待时间的定时，向上述控制台发送上述控制信号。
3.根据权利要求2所述的基站，其特征在于，
还具备用于计算上述小区切换等待时间的计算单元，
上述计算单元计算向移动台发送变更源基站的缓冲器内的所有数据为止的时间作为上述小区切换等待时间。
4.根据权利要求3所述的基站，其特征在于，
上述计算单元根据变更源基站的缓冲器内的数据量、来自上述控制台的数据流入量和对上述移动台的无线传输速度，计算上述小区切换等待时间。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的基站，其特征在于，
上述流入量控制单元发送用于进行控制以使上述数据流入量为零的信号。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的基站，其特征在于，
在变更源基站通过小区切换成为变更目标基站的情况下，上述流入量控制单元通过向上述控制台发送控制信号，控制从上述控制台向变更源基站的数据流入量。
7.一种移动通信系统中的控制台，该移动通信系统包括由控制台控制的多个基站和与该基站进行通信的移动台，其特征在于，上述控制台具备：
流入量控制单元，在与移动台进行通信的基站被变更的小区切换时，根据从变更源基站接收到的控制信号，控制向上述变更源基站的数据流入量。
8.一种在移动通信系统中进行的无线通信控制方法，该移动通信系统包括由控制台控制的多个基站和与该基站进行通信的移动台，其特征在于，所述无线通信控制方法包括：
小区切换定时通知步骤，上述控制台向变更源基站通知小区切换的定时；
控制信号发送步骤，上述变更源基站按比在上述小区切换定时通知步骤中通知的小区切换的定时提前小区切换等待时间的定时，向上述控制台发送控制信号；和
数据流入量控制步骤，上述控制台根据在上述控制信号发送步骤中发送的控制信号，控制向上述变更源基站发送的数据流入量。
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