CN1954630A

CN1954630A - 移动体分组通信系统

Info

Publication number: CN1954630A
Application number: CNA2004800429632A
Authority: CN
Inventors: 内田繁; 大塚晃
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2004-05-21
Filing date: 2004-05-21
Publication date: 2007-04-25
Also published as: EP1750468A4; WO2005115041A1; JP4343224B2; EP1750468A1; JPWO2005115041A1; US7672292B2; US20070242640A1

Abstract

无线基站(2)在进行实时类IP数据通信时，根据发送数据基础信息，进行上行链路用无线资源的分配，使得与移动通信终端(1)的编解码周期同步而且集中地发送发送数据。然后，把该信息作为上行发送时间表通知给移动通信终端(1)。移动通信终端(1)根据该上行发送时间表进行无线帧的发送控制。由此，在移动通信终端(1)向上行方向发送IP数据时，与移动通信终端(1)的编解码定时一致地进行向无线传输路径的发送，从而减少了与无线访问相关地发生的延迟，并且减少了收发终端之间的传输延迟。

Description

移动体分组通信系统

技术领域

本发明涉及使用CDMA等无线访问方式的移动体分组通信系统，详细地讲，涉及针对要求实时性的数据谋求改善发送处理的跟踪性能的调度(scheduling)。

背景技术

当前，正在面向移动体分组通信系统的全部IP(互联网协议)化进行研究。这样可以预料会发生以下情形：例如声音或运动图像等要求实时性的实时类数据也被IP分组化，从而通过路由选择路径进行收发的两个终端之间的传输延迟增大而成为问题。另外，对于与无线访问有关的延迟，也希望能够尽可能地减少。

对此，目前针对时分无线访问方式，有人提出使具有实时性的数据和具有突发性的数据混合、进行动态频带分割(调度)的方法。该方法针对CBR/VBR/ABR类，根据发送结束预定时刻(从发送时刻起到达周期时间的时刻)和在发送结束预定时刻之前预定接收的收发数据量来赋予优先级，使其优先级高的传输数据优先地进行频带分配(参照下述专利文献1)。

专利文献1

特开2001-223716号公报

然而，这种现有的调度方法是根据基于各个服务的周期时间的时刻以及接收数据量来计算优先级，而不是针对延迟要求严格的服务，使其优先地进行处理。因此，有时发生周期时间大小的延迟和抖动。而且，上述的调度方法根据母台的基准时间来决定发送结束预定时刻，因此数据发送请求的发生时刻与发送结束预定时刻不同步，从而还发生以此为原因的延迟。

本发明为了解决上述技术问题而完成，其目的在于得到一种移动体分组通信系统，针对要求实时性的实时类IP数据，在从移动通信终端一侧开始的上行发送中，与移动通信终端的编解码(codec)定时一致地向无线传输路径发送，从而可以减少与无线访问相关地发生的延迟，从而可以谋求减少收发终端之间的传输延迟。

发明内容

本发明的移动体分组通信系统具有：无线基站，在进行实时类IP数据通信时，根据发送数据基础信息，进行上行链路用无线资源分配，使得与移动通信终端的编解码周期同步而且集中地发送上述发送数据，并把分配结果作为上行发送时间表(schedule)通知给上述移动通信终端；和移动通信终端，根据上述上行发送时间表，进行无线帧的发送控制，因此，当移动通信终端向上行方向发送实时类IP数据时，与移动通信终端的编解码定时一致地进行向无线传输路径的发送。由此，可以减少伴随无线访问动作产生的延迟，从而可以减少收发终端之间的传输延迟。

另外，在上述发送数据基础信息中包含移动通信终端决定的编解码开始时刻信息，无线基站生成的上行发送时间表还包含移动通信终端的编解码开始定时。即，移动通信终端自己决定编解码开始基准时刻，并向无线基站发送包含把该基准时刻包含在内的编解码开始时刻信息的发送数据基础信息，无线基站在进行调度时，把上述编解码开始时刻信息也考虑在内，进行上行发送时间表的生成，移动通信终端根据该上行发送时间表，进行无线帧的发送控制。这样，通过由移动通信终端主导地决定编解码开始时刻，可以使会话(session)的开始定时稳定。

另一方面，也有移动通信终端根据无线基站发送的上行发送时间表决定编解码开始定时的方法。即，在从移动通信终端向无线基站发送的发送数据基础信息中不包含与编解码开始时刻有关的信息，移动通信终端根据无线基站生成的上行发送时间表决定编解码开始定时。

这样，通过由无线基站主导地决定移动通信终端的编解码开始时刻，可以进一步减少与无线访问有关的延迟。

进而，由无线基站控制装置向发送数据基础信息中添加基于发送数据的服务内容的通信参数信息。因此，由于服务内容的不同而不同的数据形态也被加入，生成上行发送时间表，从而可以更正确地决定编解码开始时刻，并且可以进行可靠性高的发送动作。

附图说明

图1是表示本发明的移动体分组通信系统的结构的系统图，

图2是与移动通信终端的上行发送时间表的生成有关的部分的功能框图，

图3是与无线基站的上行发送时间表的生成有关的部分的功能框图，

图4是说明根据编解码开始时刻信息来决定上行发送时间表后的状态的模式图，

图5是表示本发明实施方式1的无线资源分配状态的曲线图，

图6是表示本发明实施方式1的无线资源分配动作的流程图，

图7是说明利用通过表示本发明实施方式2的移动体分组通信系统的特征的逆运算求出的编解码开始时刻，来决定上行发送时间表的状态的模式图，

图8是说明进行切换(hand-over)时的上行发送时间表的状态的说明图，

图9是表示说明本发明实施方式3的移动体分组通信系统的特征的无线资源分配的信息的曲线图，

图10是表示说明本发明实施方式4的移动体分组通信系统的特征的动态变化的无线资源分配的状态的曲线图，

图11是表示说明本发明实施方式5的移动体分组通信系统的特征的无线资源分配失败时的动作的流程图，

图12是表示从暂时分配过程中的无线资源向当初预定分配的无线资源进行再分配的状态的曲线图。

具体实施方式

以下，根据附图详细地说明本发明的移动体分组通信系统的实施方式。该实施方式并不限定本发明。

实施方式1

图1是表示本发明的移动体分组通信系统的结构的系统图。在图1中，移动通信终端1、无线基站装置2以及无线基站控制装置3与核心网络4一起构成移动体通信网络5。移动体通信网络5与外部IP网络6连接，在该外部IP网络6上连接IP终端7。在本实施方式中，假定CDMA(码分多址)作为无线访问方式。

图2是与移动通信终端1的上行发送时间表的生成有关的部分的功能框图。在图2中，移动通信终端1由编码单元11、发送信号生成单元12、无线信号发送单元13、接收信号解析单元14以及控制单元16构成。在移动通信终端1中，由编码单元11编码后的发送数据由发送信号生成单元12装载在预定的无线信道控制信号上，形成发送信号，从无线信号发送单元13发送。另一方面，由无线信号接收单元15接收到的接收信号由接收信号解析单元14进行解析。控制单元16管理上述动作。

图3是与无线基站2的上行发送时间表的生成有关的部分的功能框图。在图3中，无线基站2由无线信号解析单元21、上行链路用无线资源分配单元22、移动机控制信号生成单元23、无线信号发送单元24构成。在从无线基站控制装置3输入的信号是无线信道设定请求的情况下，传送到上行链路用无线资源分配单元22，在这里进行上行链路用无线资源的分配、即上行发送时间表的调度。然后，该结果得到的上行发送时间表被传递到移动机控制信号生成单元23，在这里装载到预定的无线信道控制信号上，形成发送信号，从无线信号发送单元24向移动通信终端1发送。

其次说明动作。以在移动通信终端1与IP终端7之间进行实时类IP数据通信的会话的情况为例进行说明。

(1)生成移动通信终端内的发送数据基础信息

说明在移动通信终端1内生成上行发送数据基础信息、并向无线基站控制装置3通知为止的动作。

例如，以操作者的操作输入为触发，开始实时类IP数据通信的会话。会话开始后，首先，控制单元16(参照图2)识别实时类IP数据通信的无线信道确立过程的开始，并向编码单元11发出编解码开始定时决定请求的指示。接收到编解码开始定时决定请求的指示的编码单元11决定作为编解码开始的基准的时刻，并向控制单元16传送该时刻信息。控制单元16在该编解码开始基准时刻上加上预定的处理时间，计算出上行发送开始基准时刻，并向发送信号生成单元12传送该时刻。这里，所谓预定的处理时间是从各移动通信终端1分别作为固有信息保持的编解码结束定时开始、到无线帧发送为止的处理时间。

传送到发送信号生成单元12的上行发送开始基准时刻作为QoS(服务质量)信息的一部分被装载到无线信道控制信号上，从无线信号发送单元13发送，并经由无线基站2向无线基站控制装置3传递。

另外，在移动通信终端1内生成上行发送数据基础信息、并向无线基站控制装置3通知的方法也可以是以下方法。即，控制单元16识别无线信道确立过程的开始，并向编码单元11进行编解码开始定时决定请求。接收到编解码开始定时决定请求的编码单元11对虚数据进行编解码，直到实时类IP数据用的无线信道确立，并把生成的IP分组向无线信号生成单元12传送。发送信号生成单元12把被传送来IP分组的时刻识别为编解码开始基准时刻，然后，在该编解码开始基准时刻上加上预定的处理时间，计算出上行发送开始基准时刻，同时废弃虚数据。发送信号生成单元12把上行发送基准时刻作为QoS信息的一部分装载到无线信道控制信号上，从无线信号发送单元13发送，并经由无线基站2向无线基站控制装置3传递。

(2)从无线基站控制装置3向无线基站2的无线信道设定请求

接收到来自移动通信终端1的发送基准时刻信息的无线基站控制装置3与该信息一起，将针对该会话的编解码周期时间、通信类型、每个编解码周期时间的移动通信终端1在无线基站2方向(上行)上的最大发送数据量信息作为QoS信息的一部分读入，并向无线基站2发送包含了QoS信息的无线信道设定请求。

(3)无线基站2中的上行链路用无线资源分配

以下说明从无线基站控制装置3接收到无线信道设定请求时的无线基站2的上行链路用无线资源分配和向移动通信终端1通知上行链路用时间表的方法。

从无线基站控制装置3接收到无线信道设定请求的控制信号解析单元21(参照图3)把QoS信息传送到上行链路用无线资源分配单元22。上行链路用无线资源分配单元22根据这些信息，如果通信类型包含在实时类IP数据通信中，则生成与移动通信终端1的编解码定时同步而且集中地发送无线帧的上行发送时间表。

图4是说明根据编解码开始时刻信息决定上行发送时间表后的状态的模式图。上行链路用无线资源分配单元22如图4所示，根据QoS信息进行无线资源的分配，使得与移动通信终端1的编解码定时同步而且集中地发送无线帧。即，在每个编解码周期间隔内连续分配无线资源，直到调用被释放为止。从移动机控制信号生成单元23发送作为该分配的结果的上行发送时间表(包括发送允许时间、扩频因子(Spreading Factor)等)，并经由无线信号发送单元24传递到移动通信终端1。

这里，详细地说明上行链路用无线资源分配单元22的无线资源分配动作。

图5是表示无线资源分配状态的曲线图。纵轴表示所分配的无线资源的数量，横轴表示时间。图6是表示无线资源分配动作的流程图。

无线基站2如图5所示，在上行发送时间表的每个发送单位时间管理无线资源的分配，在请求了新的无线资源分配的情况下，首先，根据该单位发送时间修正上行发送基准时刻(图6的步骤101)。其中，加入“修正前的上行发送基准时刻”＜“修正后的上行发送基准时刻”这样的条件。然后，在修正后的上行发送基准时刻比无线基站2中的当前上行无线资源的可分配时刻小的情况下，即上述的不等式成立的情况下(即，“修正后的上行发送基准时刻”＜“可分配时刻”时)，反复多次进行加上编解码周期时间的动作，使得满足条件(图6的步骤102、103)。

在确保了可以在再修正后的上行发送基准时刻、进而在预定的编解码周期定时发送每个周期时间的上行最大发送数据量的无线资源的情况下(根据无线基站2中的干扰功率的合计值来判断无线资源的上限)，作为无线资源分配成功，分配相对应的扩频因子(图6的步骤104、105、106)。

另一方面，在没能确保无线资源的情况下(图6的步骤104与以及步骤105的否定)，作为无线资源分配失败，拒绝无线资源分配(图6的步骤107)。

(4)移动通信终端1中的上行发送控制

接着，说明接收到上行发送时间表的移动通信终端1中的上行发送控制。移动通信终端1把经由无线信号接收单元15(参照图2)以及接收信号解析单元14取得的上行发送时间表传送到控制单元13，按照接收到的发送时间表，进行无线信号发送单元14的发送控制。

在移动通信终端1向其它小区以及分区进行切换(hand-over)时，移动目的地的小区以及分区的无线基站2按照与上述无线信道确立时相同的过程，决定移动通信终端1的上行发送时间表。

这样，在本实施方式的移动体分组通信系统中，由于具有：无线基站2，在进行实时类IP数据通信时，根据发送数据基础信息，进行上行链路用无线资源分配，使得与移动通信终端1的编解码周期同步而且集中地发送发送数据，并把其结果作为上行发送时间表通知给移动通信终端1；以及移动通信终端1，根据上行发送时间表，进行无线帧的发送控制，因此移动通信终端1在向上行方向发送实时类IP数据时，与移动通信终端1的编解码定时一致地进行向无线传输路径的发送。由此减少了与无线访问相关地发生的延迟，从而可以减少收发终端之间的传输延迟。

另外，在移动通信终端1所生成的发送数据基础信息中，包含移动通信终端1决定的编解码开始时刻信息，无线基站2所生成的上行发送时间表还包含移动通信终端1的编解码开始定时。即，移动通信终端1决定编解码开始基准时刻，把包含该基准时刻的发送数据基础信息经由无线基站控制装置3向无线基站2发送，无线基站2把编解码开始时刻信息也考虑在内，进行上行发送时间表的生成，移动通信终端1根据其结果生成的上行发送时间表，进行无线帧的发送控制。这样，通过由移动通信终端1主导地决定编解码开始时刻，可以得到稳定的会话开始定时。

并且，在向无线基站2发送的发送数据基础信息中，由无线基站控制装置3添加基于发送数据的服务内容的通信参数信息。因此，可以形成更正确的编解码开始时刻，从而可以进行可靠性高的发送动作。

实施方式2

图7是说明根据通过表示本发明实施方式2的移动体分组通信系统的特征的逆运算求出的编解码开始时刻，决定上行发送时间表的状态的模式图。

在本实施方式中，与实施方式1相反，移动通信终端1根据无线基站2生成的上行发送时间表决定编解码开始定时，在这一点上具有特征。

沿着处理流程说明与无线基站2联动的移动通信终端1的上行发送调度处理。

(1)从无线基站控制装置3向无线基站2的无线信道设定请求

例如，在移动通信终端1与IP终端7之间开始实时类IP数据通信的会话的情况下，无线基站控制装置3将针对该会话的编解码周期时间、通信类型、每个编解码周期时间内移动通信终端1在无线基站2方向(上行)上的最大发送数据量的信息，作为QoS信息的一部分读入，并向无线基站2发送包含QoS信息的无线信道设定请求。

(2)无线基站2中的上行链路用无线资源分配

从无线基站控制装置3接收到无线信道设定请求的控制信号解析单元21(参照图3)向上行链路用无线资源分配单元22传送QoS信息。上行链路用无线资源分配单元22根据QoS信息的信息，如果通信类型包含在实时类IP数据通信中，则如图7所示，在每个编解码周期间隔分配无线资源，以便集中地发送无线帧，直到调用被释放(决定在无线基站2中可进行周期分配的发送基准时刻)。作为其分配结果的上行发送时间表经由移动机控制信号生成单元23和无线信号发送单元24发送到移动通信终端1。

(3)移动通信终端1中的上行发送控制

说明在接收到上行发送时间表的移动通信终端1中的上行发送控制。移动通信终端1把由无线信号接收单元15、接收信号解析单元12取得的上行发送时间表传送到控制单元13。控制单元13按照该上行发送时间表，对编码单元11实施控制，使其如图7所记载的那样，考虑从编解码结束定时到无线帧发送的处理时间，使编解码开始定时偏移，以使从编解码结束到无线信号发送的延迟最短，在此基础上，进行无线信号发送单元14的发送控制。

图8是说明进行切换时的上行发送时间表的状态的说明图。在移动通信终端1向其它小区以及分区进行切换时，按照与上述的无线信道确立时相同的过程，移动目的地的小区以及分区的无线基站2决定移动通信终端1的上行时间表。这时，如图8所示，编解码开始定时被变更，因此废弃处于编码途中的数据。

这样，在本实施方式的移动体分组通信系统中，移动通信终端1根据上行发送时间表决定编解码开始定时。即，在移动通信终端1生成的发送数据基础信息中，不包含与编解码开始有关的信息，移动通信终端1根据无线基站2生成的上行发送时间表来决定编解码开始定时。这样，通过由无线基站2主导地决定编解码开始时刻，可以进一步减少与无线访问有关的延迟。

另外，在切换时，由移动目的地的小区以及分区的无线基站2按照相同的过程进行上行发送时间表的生成。因此，对于切换时的上行实时类IP数据发送，也可以减少与无线访问有关的延迟。

实施方式3

图9是表示说明本发明实施方式3的移动体分组通信系统的特征的无线资源分配信息的曲线图。本实施方式在接收到再发送请求时的动作方面具有特征。移动通信终端1在接收到来自无线基站控制装置3或无线基站2的再发送请求的情况下，经由无线信号接收单元15(参照图2)以及无线信号发送单元14，向控制单元16传递该再发送请求。

控制单元13如图9所示，不是使用实时类数据用、而是使用尽力服务(best-effort)类数据的无线资源，按照尽力服务用无线资源分配方式(对于没有分配用于实时类数据的无线资源，例如根据概率变量决定发送定时的方式)，进行发送信号生成单元12和无线信号发送单元14的控制，使得发送再发送数据。

这样，在本实施方式的移动体分组通信系统中，移动通信终端1在进行通常的实时类IP数据通信时，使用向每个编解码周期分配的无线资源进行发送，在再发送时，使用被分配用于尽力服务的无线资源进行发送。利用该尽力服务用无线资源分配方式，可以防止由于再发送分组的影响，在周期性地发送的分组中产生延迟。

实施方式4

图10是表示说明本发明实施方式4的移动体分组通信系统的特征的、动态变化的无线资源分配的状态的曲线图。纵轴表示所分配的无线资源的数量，横轴表示时间。

在上述的实施方式1中，在无线基站2判断为从移动通信终端1开始的上行链路无线品质恶化时，如图10(a)所示，上行链路用无线资源分配单元22停止集中发送无线帧的无线资源分配。然后，如图10(b)所示，再次分配无线资源，使得通过沿着时间方向扩散(平均化)来送出无线传输帧，然后，把作为其结果的上行发送时间表通知给移动通信终端1。

另一方面，在无线品质返回到良好时，如图10(a)所示，上行链路用无线资源分配单元22进行再次分配，使得象初始那样集中发送无线帧。然后，把该信息通知给移动通信终端1。移动通信终端1根据该信息，与实施方式1同样地进行无线信号的发送控制。

这样，在本实施方式的移动体分组通信系统中，无线基站2在无线品质恶化时，把上行发送时间表再次调度为进行了时间平均后的时间表。因此，可以减少对应于无线品质恶化时的突发错误的分组损失。

实施方式5

图11是表示说明本发明实施方式5的移动体分组通信系统的特征的、无线资源分配失败时的动作的流程图。

本实施方式在无线资源分配失败时的动作方面具有特征。在本实施方式中，在上述的实施方式1、4中上行链路用无线资源分配单元22在无线资源分配失败时(图6的步骤107)，拒绝无线资源分配，进行图11的处理。

首先，把系数N初始化为1(图11的步骤111)，在确保了可以在上行发送基准时刻+N×单位发送时间、进而在每个编解码周期内发送每个周期时间的上行最大发送数据量的无线资源的情况下，作为无线资源暂时分配成功，分配相对应的扩频因子(图11的步骤112、113、114)。

另一方面，在没能确保无线资源的情况下，在N×单位发送时间＜编解码周期的情况下，使N＝N+1，返回到步骤112(图11的步骤116)，除此以外的情况下，拒绝无线资源分配(图11的步骤117)。

这样，在本实施方式中，在判断为无法分配与无线访问有关的延迟发生最小的无线资源的情况下，分配在编解码周期间隔内可分配的无线资源中延迟发生最小的无线资源，并把该信息通知给移动通信终端1。

另外，在释放了是上述当初预定分配的、并且由其它调用使用的无线资源的情况下，上行链路用无线资源分配单元22如图12所示，从暂时分配中的无线资源向当初预定分配的无线资源变更分配，并把该信息通知给移动通信终端1。

移动通信终端1按照变更后的上行发送时间表，与实施方式1同样地进行无线信号的发送控制。

这样，在本实施方式的移动体分组通信系统中，可以将与无线访问有关的延迟发生抑制为很小，同时可以降低调用受理失败的概率。

如以上从实施方式1到5中说明的那样，在本发明的移动体分组通信系统中，无线基站2在进行实时类IP数据通信时，根据发送数据基础信息进行上行链路用无线资源的分配，使得与移动通信终端1的编解码周期同步而且集中地发送发送数据。然后，把该信息作为上行发送时间表通知给移动通信终端1。移动通信终端1根据该上行发送时间表进行无线帧的发送控制。由此，在移动通信终端1向上行方向发送IP数据时，与移动通信终端1的编解码定时一致地进行向无线传输路径的发送，从而减少了与无线访问相关地发生的延迟，并且减少了收发终端之间的传输延迟。

产业上的可利用性

如上所述，本发明的移动体分组通信系统适用于在使用CDMA等无线访问方式的移动体分组通信系统中，对例如声音或运动图像等要求实时性的实时类数据进行IP分组传输的情况。

Claims

1.一种移动体分组通信系统，其特征在于，具备：

无线基站，在进行实时类IP数据通信时，根据发送数据基础信息，进行上行链路用无线资源分配，使得与移动通信终端的编解码周期同步而且集中地发送上述发送数据，并把分配结果作为上行发送时间表通知给上述移动通信终端；和

移动通信终端，根据上述上行发送时间表，进行无线帧的发送控制。

2.根据权利要求1所述的移动体分组通信系统，其特征在于，

在上述发送数据基础信息中包含上述移动通信终端决定的编解码开始时刻信息，

上述无线基站生成的上述上行发送时间表还包含上述移动通信终端的编解码开始定时。

3.根据权利要求1所述的移动体分组通信系统，其特征在于，

上述移动通信终端根据上述上行发送时间表来决定编解码开始定时。

4.根据权利要求1所述的移动体分组通信系统，其特征在于，

由无线基站控制装置向上述发送数据基础信息中添加基于上述发送数据的服务内容的通信参数信息。

5.根据权利要求1所述的移动体分组通信系统，其特征在于，

在进行切换时，由移动目的地的小区和分区的无线基站进行上述上行发送时间表的生成。

6.根据权利要求1所述的移动体分组通信系统，其特征在于，

上述移动通信终端使用按每个编解码周期分配的无线资源进行上述发送，在进行再发送时，使用被分配用于尽力服务的无线资源进行上述发送。

7.根据权利要求1所述的移动体分组通信系统，其特征在于，

上述无线基站在无线品质恶化时，把上述上行发送时间表再次调度为进行了时间平均后的时间表。

8.根据权利要求1所述的移动体分组通信系统，其特征在于，

上述无线基站分配延迟发生最小的无线资源。

9.根据权利要求1所述的移动体分组通信系统，其特征在于，

在比当前分配的无线资源延迟小的无线资源被释放时，上述无线基站将当前分配的无线资源变更为该延迟小的无线资源。