JP2004186875A - 無線アクセスネットワークシステム、無線通信方法、制御サーバ及びデータサーバ - Google Patents
無線アクセスネットワークシステム、無線通信方法、制御サーバ及びデータサーバ Download PDFInfo
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Abstract
【課題】制御装置のシグナリング処理機能とユーザデータ処理機能との適正な負荷分散、及び機能分散を行い、ネットワーク増設の際、必要な処理機能のみ増設可能とする。
【解決手段】無線アクセスネットワークの構成を管理し、データ送受信時の信号制御を行う制御サーバ１と、無線アクセスネットワーク上に位置する基地局及び移動端末等のリソースの管理を行うデータサーバ２とを備え、制御サーバ１は、通信接続時に、当該制御サーバに接続されたデータサーバ、及びこのデータサーバが管理する基地局等からなるネットワーク構成を取得し、取得されたネットワーク構成に基づいてリソースの確保の指示をデータサーバに対して通知するリソース確保通知部３０ａと、通知されたリソース確保指示に基づいて、リソースの割当を行うリソース割当部２８と、割り当てられたリソースを制御サーバ１に通知するリソース通知部２９ａとを備える。
【選択図】 図２
【解決手段】無線アクセスネットワークの構成を管理し、データ送受信時の信号制御を行う制御サーバ１と、無線アクセスネットワーク上に位置する基地局及び移動端末等のリソースの管理を行うデータサーバ２とを備え、制御サーバ１は、通信接続時に、当該制御サーバに接続されたデータサーバ、及びこのデータサーバが管理する基地局等からなるネットワーク構成を取得し、取得されたネットワーク構成に基づいてリソースの確保の指示をデータサーバに対して通知するリソース確保通知部３０ａと、通知されたリソース確保指示に基づいて、リソースの割当を行うリソース割当部２８と、割り当てられたリソースを制御サーバ１に通知するリソース通知部２９ａとを備える。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線アクセスネットワークの無線基地局制御装置の機能分割を行うことで、無線基地局制御装置の適正な負荷分散、機能分散を行う無線アクセスネットワークシステム、無線通信方法、制御サーバ及びデータサーバに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、３ＧＰＰ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）の仕様においては、制御装置は無線アクセスネットワーク内の制御を行う制御プレーン機能と、ユーザデータを転送するユーザプレーン機能が同一装置上に配置されている。
【０００３】
制御プレーンは、基地局等により構成されるネットワーク構成を管理し、シグナリング等の通信制御を行う機能であり、ユーザプレーンは、データの送受信の際に、データの伝送系路上で使用されるポートなど、リソースの管理・設定を行う機能である。
【０００４】
すなわち、図１２（ａ）に示すように、３ＧＰＰでは、コアネットワークと、無線アクセスネット側の移動端末との間に、制御装置を介在させ、図１２（ｂ）に示すように、制御装置において、制御プレーン機能を実行し、制御プレーンで定められた伝送経路に従って、制御装置のユーザプレーン機能により、プロトコルの変換やデータの転送を行う。
【０００５】
【非特許文献１】
３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ； Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｇｒｏｕｐ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ； ＵＴＲＡＮ Ｏｖｅｒａｌｌ Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ， ”３ＧＰＰ ＴＳ ２５．４０１ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ”， ２００２年９月， ｐ１１
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したように、従来の仕様においては、制御プレーンとユーザプレーンとが同一装置上に配置されていることから、無線アクセスネットワーク内の制御プレーンのシグナリング処理負荷と、ユーザプレーンのユーザデータ処理負荷とが同一装置に集中し、例えばシグナリング処理によるユーザデータ処理遅延を発生させる可能性があった。
【０００７】
また、無線アクセスネットワークのネットワークを増設する際、ユーザデータ処理機能のみ増強したい場合でも、増強する必要のないシグナリング機能まで含めて増強する必要があり無駄なコストのかかるネットワーク構成となっていた。
【０００８】
そこで、本発明は、以上の点に鑑みてなされたもので、制御装置のシグナリング処理機能とユーザデータ処理機能との適正な負荷分散、及び機能分散を行い、ネットワーク増設の際、必要な処理機能のみ増設可能とする無線アクセスネットワークシステム、無線通信方法、制御サーバ及びデータサーバを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、無線アクセスネットワーク上に制御サーバとデータサーバとを配置し、制御サーバにおいて、無線アクセスネットワークの構成を管理し、データ送受信時の伝送経路の設定を行い、データサーバにおいて、制御サーバが設定した伝送経路上に位置する基地局及び移動端末等のリソースの管理を行う。
【００１０】
このような本発明によれば、制御プレーン機能を行う制御サーバとユーザプレーン機能を行うデータサーバに分割したため、伝送経路の設定時に行うシグナリングの処理負荷と、データ伝送処理負荷とを分散させることができる。
【００１１】
上記発明において制御サーバは、通信接続時に、当該制御サーバに接続されたデータサーバ、及び該データサーバが管理する基地局等からなるネットワーク構成を取得し、取得されたネットワーク構成に基づいてリソース確保の指示を前記データサーバに対して通知し、データサーバにおいて、通知されたリソース確保の指示に基づいて、リソースの割当を行い、割り当てられたリソースを制御サーバに通知することが好ましい。この場合には、制御サーバから通知されたリソース確保指示に応じて、データサーバ内部においてユーザデータ転送用の送受信ポート割当等を行うことができ、制御サーバとデータサーバとが連携して伝送経路の設定を行うことができるとともに、シグナリングの経路とデータ伝送経路とを別々に設定することができる。
【００１２】
上記発明においては、データサーバにおいて、制御サーバが設定した伝送経路を介してデータの送受信を行うことが好ましい。この場合には、データサーバ内において、制御サーバが設定した伝送経路、例えば、基地局向けの送受信ポートとＳＧＳＮ向けの送受信ポートを使ったＳＧＳＮ・基地局間のデータ転送を行うことが可能となる。
【００１３】
上記発明においては、制御サーバは、複数のデータサーバに接続されていることが好ましい。この場合には、単一の制御サーバで複数のデータサーバを管理することができるため、制御サーバで伝送経路を集中的に管理するとともに、データ伝送の負荷を複数のデータサーバで分担することができる。また、データサーバのみの増設を容易に行うことができる。
【００１４】
上記発明において、制御サーバは、当該制御サーバに接続されたデータサーバ、及びデータサーバが管轄する基地局に関する、位置情報及びプロトコル情報を蓄積し、蓄積された情報に基づいて伝送経路の設定を行うことが好ましい。この場合には、データサーバやそのデータサーバが管轄する基地局に関する位置情報やプロトコル情報を利用することにより、ある任意の基地局上にコネクション設定する際、その基地局を管轄するデータサーバを制御サーバ側で特定することができる。また、プロトコルに関する情報を利用することで、データサーバにおいて、データ転送する際のデータカプセルを変換する等のプロトコル変換を行うことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
（無線アクセスネットワークシステムの構成）
以下に、本発明の実施形態に係る無線アクセスネットワークシステムについて詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る無線アクセスネットワークシステムの全体構成及びデータの流れを示す説明図である。
【００１６】
図１に示すように、本実施形態に係る無線アクセスネットワークシステムは、制御サーバ１と、データサーバ２及び１７と、移動端末５，１４及び１６が在圏するエリアを管轄する基地局（ＮｏｄｅＢ）３，１５及び１８と、コアネットワークへの接続を制御するＳＧＳＮ（Ｓｅｒｖｉｎｇ ＧＰＲＳ ＳｕｐｐｏｒｔＮｏｄｅ）４と、移動端末５，１４及び１６とから概略構成される。
【００１７】
基地局（ＮｏｄｅＢ）３，１５及び１８は、それぞれが管轄するセル内に在圏する移動端末５，１４及び１６とデータの送受信を行う無線通信基地局である。なお、本実施形態において基地局３，１５及び１８は、制御サーバ１内に備えられたＲＡＮ側通信部３５のＵＤＰ／ＩＰポートに接続されている。
【００１８】
ＳＧＳＮ４は、移動端末５からの要求に応じて、コアネットワーク内におけるＩＰパケット転送路設定制御を行う装置であり、設定された転送路にリンクされるＳＧＳＮ４と移動端末５との間に位置する基地局や制御局上の転送路であるＲＡＢ（Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｂｅａｒｅｒ）設定を無線アクセスネットワーク側に指示する。
【００１９】
制御サーバ１は、無線アクセスネットワークの構成を管理し、データ送受信時の信号制御を行うサーバであり、制御プレーンのシグナリング機能を行う。本実施形態では、この制御サーバ１は、複数のデータサーバ２及び１７に接続されている。具体的に、この制御サーバ１は、図２に示すように、ＵＤＰ／ＩＰポートを介して無線アクセスネットワークに接続されたＲＡＮ側通信部３５と、ＳＧＳＮ４に対して通信を行うコア側通信部３４と、シグナリング等の通信制御を行う通信制御部３２と、後述するネットワーク構成テーブルＴ１を格納するメモリ３３と、ポートの認識を行うポート認識部３１と、データサーバ２，１７と通信を行うサーバ間通信部３０とを備えている。
【００２０】
メモリ３３に格納されたネットワーク構成テーブルＴ１は、無線アクセスネットワークの構成を管理し、データ送受信時の信号制御に必要なデータが格納された階層構造をなすデータベースであり、図６に示すように、自ノード識別子、接続ＳＧＳＮ数、各ＳＧＳＮ情報エントリ＃１〜＃ｎ、収容データサーバ数、各データサーバ情報エントリ＃１〜＃ｎを上位レイヤーに格納している。各ＳＧＳＮ情報エントリ＃１〜＃ｎの下層には、各ＳＧＳＮのノード識別子、シグナリング用ＩＰアドレス、シグナリング用ＵＤＰポート番号が格納されている。また、データサーバ情報エントリ＃１〜＃ｎの下層には、各データサーバのノード識別子、シグナリング用ＩＰアドレス、シグナリング用ＵＤＰポート番号、収容ＮｏｄｅＢ数、ＮｏｄｅＢ情報エントリ＃１〜＃ｎが格納され、ＮｏｄｅＢ情報エントリ＃１〜＃ｎの下層には、各ＮｏｄｅＢの下層には、ノード識別子、シグナリング用ＩＰアドレス、シグナリング用ＵＤＰポート番号が格納されている。
【００２１】
ポート認識部３１は、通信接続時に、データの伝送に用いられる論理的通信経路を識別するモジュールであり、メモリ３３上のネットワーク構成テーブルＴ１を参照し、ＲＡＢ設定先の基地局３に関するデータを収容するデータサーバ２のシグナリング用のＵＤＰ／ＩＰポートを認識する。
【００２２】
サーバ間通信部３０は、データサーバ２，１７に対してデータの送受信を行うモジュールであり、特に、データサーバにリソース確保指示メッセージ８を送信するリソース確保通知部３０ａを備えている。
【００２３】
リソース確保指示メッセージ８は、図８に示すように、ＩＰヘッダ部と、ＵＤＰヘッダ部と、データ部とを有するフォーマット形式となっており、ＩＰヘッダ部には、宛先データサーバのシグナリング用ＩＰアドレスと、送信元制御サーバＩＰアドレスとが記述され、ＵＤＰヘッダ部には、宛先データサーバのシグナリング用ＵＤＰポート番号及び送信元制御サーバＵＤＰポート番号が記述され、データ部には、リソース確保支持及びコネクション識別子が記述される。
【００２４】
データサーバ２は、無線アクセスネットワーク上に位置する基地局及び移動端末等のリソースの管理を行うサーバであり、ユーザプレーンのユーザデータ処理機能を行う。具体的に、データサーバ２は、図２に示すように、コア側通信部２０と、ＧＴＰ処理部２１と、ＲＬＣ，ＭＡＣ処理部２２と、カプセル変換部２３と、ＲＡＮ側通信部２４と、メモリ２６と、リソース割当部２８と、サーバ間通信部２９とを備えている。
【００２５】
リソース割当部２８は、制御サーバ１から通知されたリソース確保指示メッセージ８に応じて、リソース管理テーブルＴ２を参照し、リソース管理テーブルＴ２に保持している基地局３向けの未使用のユーザデータ転送用ＵＤＰ／ＩＰポートとＳＧＳＮ４向けの未使用のユーザデータ用ＵＤＰ／ＩＰポートを取得し、それぞれに対してリソースの割当を行うモジュールであり、割り当てられたリソースは、リソース通知部２９ａから制御サーバ１に対して通知する。
【００２６】
サーバ間通信部２９は、制御サーバ１に対してデータの送受信を行うモジュールであり、特に、データサーバにリソース確保応答メッセージ９を送信するリソース通知部２９ａを備えている。このリソース通知部２９ａは、リソース割当部２８が割り当てたポート等のリソースをリソース確保応答メッセージ９として制御サーバ１に通知する。
【００２７】
このリソース確保応答メッセージ９は、図９に示すように、ＩＰヘッダ部と、ＵＤＰヘッダ部と、データ部とを有するフォーマット形式となっており、ＩＰヘッダ部には、宛先制御サーバＩＰアドレスと、送信元データサーバのシグナリング用ＩＰアドレスとが記述され、ＵＤＰヘッダ部には、宛先制御サーバＵＤＰポート番号及び送信元データサーバのシグナリング用ＵＤＰポート番号が記述され、データ部には、リソース確保応答，コネクション識別子、ＳＧＳＮ向け送受信ポート情報（ポートＩＰアドレス、ポートＵＤＰポート番号）及びＮｏｄｅＢ向け送受信ポート情報（ポートＩＰアドレス、ポートＵＤＰポート番号）が記述される。
【００２８】
コア側通信部２０は、ＳＧＳＮ４に対するデータ送受信を行うモジュールであり、任意のポートによりＳＧＳＮ４に接続される。ＧＴＰ処理部２１は、ＧＴＰプロトコル処理を行うモジュールである。ＲＬＣ，ＭＡＣ処理部２２はＲＬＣ（Ｒａｄｉｏ Ｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ）、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）プロトコル処理を行うモジュールである。カプセル変換部２３は、データサーバ２、ＳＧＳＮ４間のＧＴＰ／ＵＤＰ／ＩＰヘッダ情報をデータサーバ２、基地局３間のＵＤＰ／ＩＰヘッダ情報に変換するためのモジュールである。ＲＡＮ側通信部２４は、基地局３に対するデータ送受信を行うモジュールであり、任意のポートにより無線アクセスネットワークに接続される。
【００２９】
メモリ２６は、無線アクセスネットワーク上に位置する基地局及び移動端末等のリソースの管理に必要なデータである、リソース管理テーブルＴ２と、コネクション識別テーブルＴ３と、送信先ポート情報テーブルＴ４と、プロトコル情報テーブルＴ５とを格納している。
【００３０】
リソース管理テーブルＴ２は、図７に示すように、階層構造をなすデータベースであり、未使用ＩＰアドレス数、ＩＰアドレスエントリ＃１〜＃ｎを上位レイヤーに保持し、各ＩＰアドレスエントリ＃１〜＃ｎは、その下層レイヤーに、各ＩＰアドレスについての、使用／未使用の表示、ＩＰアドレス、ＵＤＰポート情報エントリ＃１〜＃ｎを保持している。このＵＤＰポート情報エントリ＃１〜＃ｎには、その下層レイヤーに、各ＵＤＰポートについての、使用／未使用の表示、ＵＤＰポート番号、未使用ＴＥＩＤ数、ＵＤＰポート情報エントリ＃１〜＃ｎを保持している。さらに、ＵＤＰポート情報エントリ＃１〜＃ｎには、各ＴＥＩＤについての使用／未使用の表示及びＴＥＩＤを保持している。
【００３１】
コネクション識別テーブルＴ３は、図３に示すように、基地局３やＳＧＳＮ４から受信するＵＤＰ／ＩＰ、ＧＴＰ／ＵＤＰ／ＩＰパケットのＧＴＰのＴＥＩＤ（Ｔｕｎｎｅｌ Ｅｎｄｐｏｉｎｔ ＩＤｅｎｔｉｆｉｅｒ）、ＵＤＰのポート番号、ＩＰアドレスから該当するコネクションを特定するためのテーブルデータである。送信先ポート情報テーブルＴ４は、図４に示すように、コネクション識別子から基地局３やＳＧＳＮ４にデータ送信する際の宛先ＵＤＰ／ＩＰポート、ＧＴＰ／ＵＤＰ／ＩＰポートを特定するテーブルデータである。プロトコル情報テーブルＴ５は、図５に示すように、コネクション識別子からＧＴＰ、ＲＬＣ、ＭＡＣなどデータサーバ２が基地局３、ＳＧＳＮ４間でデータ転送する際に適用されるプロトコル情報を参照するためのテーブルデータである。
【００３２】
（コネクション設定時の処理）
上記構成を有する本実施形態に係る無線アクセスネットワークシステムにおいて、移動端末５からＳＧＳＮ４までのユーザデータＩＰパケット転送コネクション設定時の処理について図１及び図１０を用いて説明する。
【００３３】
先ず、移動端末５から基地局３に対しては、移動端末５からパケット転送路設定要求として、３ＧＰＰメッセージの「Ａｃｔｉｖａｔｅ ＰＤＰ Ｃｏｎｔｅｘｔ Ｒｅｑｕｅｓｔ」であるメッセージ６を送信する。このメッセージ６は、シグナリングチャネル上の受信メッセージであり、基地局３内部の非揮発性メモリ上に保持されたネットワーク構成テーブルＴ１を参照し（Ｓ１０１）、該当の制御サーバ１のＲＡＮ側通信部３５に受信メッセージを送信する。
【００３４】
制御サーバ１は、メモリ３３上のネットワーク構成テーブルＴ１を参照し（Ｓ１０２）、受信メッセージを、制御サーバ１を管理するＳＧＳＮ４のＵＤＰ／ＩＰポートにコア側通信部３４を通じて送信する。ＳＧＳＮ４は、３ＧＰＰ仕様に従い、無線アクセスネットワーク内にＩＰパケット転送用コネクションを設定するために、制御サーバ１に対して、ＵＤＰ／ＩＰパケットで「ＲＡＢ Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ Ｒｅｑｕｅｓｔ」であるメッセージ７を送信する。
【００３５】
制御サーバ１は、メモリ３３上のネットワーク構成テーブルＴ１を参照し（Ｓ１０３）、ＲＡＢ設定先の基地局３を収容するデータサーバ２のシグナリング用のＵＤＰ／ＩＰポートを認識し（Ｓ１０４）、そこに向けて制御サーバ１内部で決定した設定コネクションに割当てるコネクション識別を含むリソース確保指示メッセージ８をＵＤＰ／ＩＰパケットで送信する。
【００３６】
データサーバ２では、リソース管理テーブルＴ２を参照し（Ｓ１０５）、内部に保持している基地局３向けの未使用のユーザデータ転送用ＵＤＰ／ＩＰポートとＳＧＳＮ４向けの未使用のユーザデータ用ＵＤＰ／ＩＰポートを取得し（Ｓ１０６）、制御サーバ１にそれら情報を設定したリソース確保応答メッセージ９をＵＤＰ／ＩＰパケットで送信する。制御サーバ１では、データサーバ２で獲得した基地局３向けのＵＤＰ／ＩＰポートの情報を含む３ＧＰＰの「Ｒａｄｉｏ Ｌｉｎｋ Ｓｅｔｕｐ Ｒｅｑｕｅｓｔ」であるメッセージ１０を基地局３に送信する。
【００３７】
基地局３では、未使用のユーザデータ転送用ＵＤＰ／ＩＰポートを取得し（Ｓ１０７）、その情報を設定した従来の３ＧＰＰの「Ｒａｄｉｏ Ｌｉｎｋ Ｓｅｔｕｐ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ」であるメッセージ１１をＵＤＰ／ＩＰパケットで制御サーバ１に送信する。
【００３８】
制御サーバ１は、先にデータサーバ２が獲得したＳＧＳＮ向けのユーザデータ転送用ＵＤＰ／ＩＰポート情報を含む従来の３ＧＰＰの「ＲＡＢ Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ」であるメッセージ１２をＵＤＰ／ＩＰパケットでＳＧＳＮ４に送信する。ＳＧＳＮ４は、移動端末５に対してＩＰパケット転送路設定完了を示す従来通りの３ＧＰＰの「Ａｃｔｉｖａｔｅ ＰＤＰ Ｃｏｎｔｅｘｔ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ」であるメッセージ１３を送信する。
【００３９】
ＩＰパケット転送路設定完了後は、移動端末５、基地局３、データサーバ２、ＳＧＳＮ４を経由してＩＰパケット送受信が行われ、シグナリングメッセージとは異なる転送経路を経由してユーザデータが転送される。
【００４０】
なお、図１に示すように、移動端末が１４の位置、すなわち基地局１５が管轄するセル内に在圏している場合、上記手順に従い、シグナリングはＳＧＳＮ４、制御サーバ１、データサーバ２、基地局 １５、移動端末１４の間で行われ、ＩＰパケット転送路設定完了後におけるユーザデータの転送は、移動端末１４、基地局１５、データサーバ２、ＳＧＳＮ４を経由する。移動端末が１６の位置、すなわち基地局１８の管轄するセル内に在圏する場合、シグナリングはＳＧＳＮ４、制御サーバ１、データサーバ１７、基地局 ｌ８、移動端末１６の間で行われ、ＩＰパケット転送路設定完了後におけるユーザデータの転送は、移動端末１６、基地局１８、データサーバ１７、ＳＧＳＮ４を経由する。
【００４１】
（データサーバの制御処理）
図２及び図１１に基づき、コアネットワーク側から移動端末５に対してユーザデータを伝送する際の制御処理について以下に説明する。
【００４２】
データサーバ２は、ＳＧＳＮ４からユーザデータを含むＧＴＰ／ＵＤＰ／ＩＰパケット１９を受信するとコネクション識別テーブルＴ３を参照し、該当するコネクション識別子を検出する（Ｓ２０１）。そして、ＧＴＰ処理部２１にてコネクション識別子をキーにしてプロトコル情報テーブルＴ５を参照し（Ｓ２０２）、ＧＴＰプロトコル情報を読み出し、プロトコル処理を行う。
【００４３】
次に、ＲＬＣ、ＭＡＣ処理部２２で、同じくプロトコル情報テーブルＴ５のＲＬＣ、ＭＡＣプロトコル情報を参照し（Ｓ２０２）、受信したＧＴＰ／ＵＤＰ／ＩＰパケット１９のデータ部に設定されているユーザデータをＲＬＣ、ＭＡＣプロトコル形式に変換する（Ｓ２０３）。
【００４４】
そして、カプセル変換部２３で、コネクション識別子をキーとして送信先ポート情報テーブルＴ４を参照し（Ｓ２０４）、送信先の基地局の受信ポート情報を取得する。ステップＳ２０３において、ＲＬＣ、ＭＡＣプロトコル形式に変換したユーザデータと、ステップＳ２０４において取得した基地局３の受信ポートを示すＵＤＰポート番号、ＩＰアドレスを設定したＵＤＰ／ＩＰパケットを基地局３に送信する（Ｓ２０５）。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の無線アクセスネットワークシステム、無線通信方法、制御サーバ及びデータサーバによれば、制御装置を制御プレーン制御を行う制御サーバとユーザプレーン制御を行うデータサーバに分割することにより、無線アクセスネットワーク内の負荷分散、機能分散を図ることができ、ネットワーク内の増設、変更の際、必要機能のみ増設可能となりネットワークコストの低減化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る無線アクセスネットワークシステムの概略構成を示す説明図である。
【図２】実施形態に係る制御サーバ及びデータサーバの内部構成を示すブロック図である。
【図３】実施形態に係るコネクション識別テーブルのデータ構成を示す説明図である。
【図４】実施形態に係る送信先ポート情報テーブルのデータ構成を示す説明図である。
【図５】実施形態に係るプロトコル情報テーブルのデータ構成を示す説明図である。
【図６】実施形態に係るネットワーク構成テーブルのデータ構成を示す説明図である。
【図７】実施形態に係るリソース管理テーブルのデータ構成を示す説明図である。
【図８】実施形態に係るリソース確保指示メッセージのデータ構成を示す説明図である。
【図９】実施形態に係るリソース確保応答メッセージのデータ構成を示す説明図である。
【図１０】実施形態に係る無線アクセスネットワークにおいて、ユーザデータＩＰパケット転送コネクション設定時の処理を示すシーケンス図である。
【図１１】実施形態に係る無線アクセスネットワークにおいて、コアネットワーク側から移動端末に対してユーザデータを伝送する際の制御処理を示すシーケンス図である。
【図１２】従来の無線アクセスネットワークシステムの概略構成を示す説明図である。
【符号の説明】
Ｔ１…ネットワーク構成テーブル
Ｔ２…リソース管理テーブル
Ｔ３…コネクション識別テーブル
Ｔ４…送信先ポート情報テーブル
Ｔ５…プロトコル情報テーブル
１…制御サーバ
２，１７…データサーバ
３，１５，１８…基地局
４…ＳＧＳＮ
５，１４，１６…移動端末
６…受信メッセージ
８…リソース確保指示メッセージ
９…リソース確保応答メッセージ
７，１０〜１３…メッセージ
１９…ＩＰパケット
２０…コア側通信部
２１…ＧＴＰ処理部
２２…ＭＡＣ処理部
２３…カプセル変換部
２４…ＲＡＮ側通信部
２６，３３…メモリ
２８…リソース割当部
２９…サーバ間通信部
２９ａ…リソース通知部
３０…サーバ間通信部
３０ａ…リソース確保通知部
３１…ポート認識部
３２…通信制御部
３４…コア側通信部
３５…ＲＡＮ側通信部
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線アクセスネットワークの無線基地局制御装置の機能分割を行うことで、無線基地局制御装置の適正な負荷分散、機能分散を行う無線アクセスネットワークシステム、無線通信方法、制御サーバ及びデータサーバに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、３ＧＰＰ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）の仕様においては、制御装置は無線アクセスネットワーク内の制御を行う制御プレーン機能と、ユーザデータを転送するユーザプレーン機能が同一装置上に配置されている。
【０００３】
制御プレーンは、基地局等により構成されるネットワーク構成を管理し、シグナリング等の通信制御を行う機能であり、ユーザプレーンは、データの送受信の際に、データの伝送系路上で使用されるポートなど、リソースの管理・設定を行う機能である。
【０００４】
すなわち、図１２（ａ）に示すように、３ＧＰＰでは、コアネットワークと、無線アクセスネット側の移動端末との間に、制御装置を介在させ、図１２（ｂ）に示すように、制御装置において、制御プレーン機能を実行し、制御プレーンで定められた伝送経路に従って、制御装置のユーザプレーン機能により、プロトコルの変換やデータの転送を行う。
【０００５】
【非特許文献１】
３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ； Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｇｒｏｕｐ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ； ＵＴＲＡＮ Ｏｖｅｒａｌｌ Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ， ”３ＧＰＰ ＴＳ ２５．４０１ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ”， ２００２年９月， ｐ１１
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したように、従来の仕様においては、制御プレーンとユーザプレーンとが同一装置上に配置されていることから、無線アクセスネットワーク内の制御プレーンのシグナリング処理負荷と、ユーザプレーンのユーザデータ処理負荷とが同一装置に集中し、例えばシグナリング処理によるユーザデータ処理遅延を発生させる可能性があった。
【０００７】
また、無線アクセスネットワークのネットワークを増設する際、ユーザデータ処理機能のみ増強したい場合でも、増強する必要のないシグナリング機能まで含めて増強する必要があり無駄なコストのかかるネットワーク構成となっていた。
【０００８】
そこで、本発明は、以上の点に鑑みてなされたもので、制御装置のシグナリング処理機能とユーザデータ処理機能との適正な負荷分散、及び機能分散を行い、ネットワーク増設の際、必要な処理機能のみ増設可能とする無線アクセスネットワークシステム、無線通信方法、制御サーバ及びデータサーバを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、無線アクセスネットワーク上に制御サーバとデータサーバとを配置し、制御サーバにおいて、無線アクセスネットワークの構成を管理し、データ送受信時の伝送経路の設定を行い、データサーバにおいて、制御サーバが設定した伝送経路上に位置する基地局及び移動端末等のリソースの管理を行う。
【００１０】
このような本発明によれば、制御プレーン機能を行う制御サーバとユーザプレーン機能を行うデータサーバに分割したため、伝送経路の設定時に行うシグナリングの処理負荷と、データ伝送処理負荷とを分散させることができる。
【００１１】
上記発明において制御サーバは、通信接続時に、当該制御サーバに接続されたデータサーバ、及び該データサーバが管理する基地局等からなるネットワーク構成を取得し、取得されたネットワーク構成に基づいてリソース確保の指示を前記データサーバに対して通知し、データサーバにおいて、通知されたリソース確保の指示に基づいて、リソースの割当を行い、割り当てられたリソースを制御サーバに通知することが好ましい。この場合には、制御サーバから通知されたリソース確保指示に応じて、データサーバ内部においてユーザデータ転送用の送受信ポート割当等を行うことができ、制御サーバとデータサーバとが連携して伝送経路の設定を行うことができるとともに、シグナリングの経路とデータ伝送経路とを別々に設定することができる。
【００１２】
上記発明においては、データサーバにおいて、制御サーバが設定した伝送経路を介してデータの送受信を行うことが好ましい。この場合には、データサーバ内において、制御サーバが設定した伝送経路、例えば、基地局向けの送受信ポートとＳＧＳＮ向けの送受信ポートを使ったＳＧＳＮ・基地局間のデータ転送を行うことが可能となる。
【００１３】
上記発明においては、制御サーバは、複数のデータサーバに接続されていることが好ましい。この場合には、単一の制御サーバで複数のデータサーバを管理することができるため、制御サーバで伝送経路を集中的に管理するとともに、データ伝送の負荷を複数のデータサーバで分担することができる。また、データサーバのみの増設を容易に行うことができる。
【００１４】
上記発明において、制御サーバは、当該制御サーバに接続されたデータサーバ、及びデータサーバが管轄する基地局に関する、位置情報及びプロトコル情報を蓄積し、蓄積された情報に基づいて伝送経路の設定を行うことが好ましい。この場合には、データサーバやそのデータサーバが管轄する基地局に関する位置情報やプロトコル情報を利用することにより、ある任意の基地局上にコネクション設定する際、その基地局を管轄するデータサーバを制御サーバ側で特定することができる。また、プロトコルに関する情報を利用することで、データサーバにおいて、データ転送する際のデータカプセルを変換する等のプロトコル変換を行うことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
（無線アクセスネットワークシステムの構成）
以下に、本発明の実施形態に係る無線アクセスネットワークシステムについて詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る無線アクセスネットワークシステムの全体構成及びデータの流れを示す説明図である。
【００１６】
図１に示すように、本実施形態に係る無線アクセスネットワークシステムは、制御サーバ１と、データサーバ２及び１７と、移動端末５，１４及び１６が在圏するエリアを管轄する基地局（ＮｏｄｅＢ）３，１５及び１８と、コアネットワークへの接続を制御するＳＧＳＮ（Ｓｅｒｖｉｎｇ ＧＰＲＳ ＳｕｐｐｏｒｔＮｏｄｅ）４と、移動端末５，１４及び１６とから概略構成される。
【００１７】
基地局（ＮｏｄｅＢ）３，１５及び１８は、それぞれが管轄するセル内に在圏する移動端末５，１４及び１６とデータの送受信を行う無線通信基地局である。なお、本実施形態において基地局３，１５及び１８は、制御サーバ１内に備えられたＲＡＮ側通信部３５のＵＤＰ／ＩＰポートに接続されている。
【００１８】
ＳＧＳＮ４は、移動端末５からの要求に応じて、コアネットワーク内におけるＩＰパケット転送路設定制御を行う装置であり、設定された転送路にリンクされるＳＧＳＮ４と移動端末５との間に位置する基地局や制御局上の転送路であるＲＡＢ（Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｂｅａｒｅｒ）設定を無線アクセスネットワーク側に指示する。
【００１９】
制御サーバ１は、無線アクセスネットワークの構成を管理し、データ送受信時の信号制御を行うサーバであり、制御プレーンのシグナリング機能を行う。本実施形態では、この制御サーバ１は、複数のデータサーバ２及び１７に接続されている。具体的に、この制御サーバ１は、図２に示すように、ＵＤＰ／ＩＰポートを介して無線アクセスネットワークに接続されたＲＡＮ側通信部３５と、ＳＧＳＮ４に対して通信を行うコア側通信部３４と、シグナリング等の通信制御を行う通信制御部３２と、後述するネットワーク構成テーブルＴ１を格納するメモリ３３と、ポートの認識を行うポート認識部３１と、データサーバ２，１７と通信を行うサーバ間通信部３０とを備えている。
【００２０】
メモリ３３に格納されたネットワーク構成テーブルＴ１は、無線アクセスネットワークの構成を管理し、データ送受信時の信号制御に必要なデータが格納された階層構造をなすデータベースであり、図６に示すように、自ノード識別子、接続ＳＧＳＮ数、各ＳＧＳＮ情報エントリ＃１〜＃ｎ、収容データサーバ数、各データサーバ情報エントリ＃１〜＃ｎを上位レイヤーに格納している。各ＳＧＳＮ情報エントリ＃１〜＃ｎの下層には、各ＳＧＳＮのノード識別子、シグナリング用ＩＰアドレス、シグナリング用ＵＤＰポート番号が格納されている。また、データサーバ情報エントリ＃１〜＃ｎの下層には、各データサーバのノード識別子、シグナリング用ＩＰアドレス、シグナリング用ＵＤＰポート番号、収容ＮｏｄｅＢ数、ＮｏｄｅＢ情報エントリ＃１〜＃ｎが格納され、ＮｏｄｅＢ情報エントリ＃１〜＃ｎの下層には、各ＮｏｄｅＢの下層には、ノード識別子、シグナリング用ＩＰアドレス、シグナリング用ＵＤＰポート番号が格納されている。
【００２１】
ポート認識部３１は、通信接続時に、データの伝送に用いられる論理的通信経路を識別するモジュールであり、メモリ３３上のネットワーク構成テーブルＴ１を参照し、ＲＡＢ設定先の基地局３に関するデータを収容するデータサーバ２のシグナリング用のＵＤＰ／ＩＰポートを認識する。
【００２２】
サーバ間通信部３０は、データサーバ２，１７に対してデータの送受信を行うモジュールであり、特に、データサーバにリソース確保指示メッセージ８を送信するリソース確保通知部３０ａを備えている。
【００２３】
リソース確保指示メッセージ８は、図８に示すように、ＩＰヘッダ部と、ＵＤＰヘッダ部と、データ部とを有するフォーマット形式となっており、ＩＰヘッダ部には、宛先データサーバのシグナリング用ＩＰアドレスと、送信元制御サーバＩＰアドレスとが記述され、ＵＤＰヘッダ部には、宛先データサーバのシグナリング用ＵＤＰポート番号及び送信元制御サーバＵＤＰポート番号が記述され、データ部には、リソース確保支持及びコネクション識別子が記述される。
【００２４】
データサーバ２は、無線アクセスネットワーク上に位置する基地局及び移動端末等のリソースの管理を行うサーバであり、ユーザプレーンのユーザデータ処理機能を行う。具体的に、データサーバ２は、図２に示すように、コア側通信部２０と、ＧＴＰ処理部２１と、ＲＬＣ，ＭＡＣ処理部２２と、カプセル変換部２３と、ＲＡＮ側通信部２４と、メモリ２６と、リソース割当部２８と、サーバ間通信部２９とを備えている。
【００２５】
リソース割当部２８は、制御サーバ１から通知されたリソース確保指示メッセージ８に応じて、リソース管理テーブルＴ２を参照し、リソース管理テーブルＴ２に保持している基地局３向けの未使用のユーザデータ転送用ＵＤＰ／ＩＰポートとＳＧＳＮ４向けの未使用のユーザデータ用ＵＤＰ／ＩＰポートを取得し、それぞれに対してリソースの割当を行うモジュールであり、割り当てられたリソースは、リソース通知部２９ａから制御サーバ１に対して通知する。
【００２６】
サーバ間通信部２９は、制御サーバ１に対してデータの送受信を行うモジュールであり、特に、データサーバにリソース確保応答メッセージ９を送信するリソース通知部２９ａを備えている。このリソース通知部２９ａは、リソース割当部２８が割り当てたポート等のリソースをリソース確保応答メッセージ９として制御サーバ１に通知する。
【００２７】
このリソース確保応答メッセージ９は、図９に示すように、ＩＰヘッダ部と、ＵＤＰヘッダ部と、データ部とを有するフォーマット形式となっており、ＩＰヘッダ部には、宛先制御サーバＩＰアドレスと、送信元データサーバのシグナリング用ＩＰアドレスとが記述され、ＵＤＰヘッダ部には、宛先制御サーバＵＤＰポート番号及び送信元データサーバのシグナリング用ＵＤＰポート番号が記述され、データ部には、リソース確保応答，コネクション識別子、ＳＧＳＮ向け送受信ポート情報（ポートＩＰアドレス、ポートＵＤＰポート番号）及びＮｏｄｅＢ向け送受信ポート情報（ポートＩＰアドレス、ポートＵＤＰポート番号）が記述される。
【００２８】
コア側通信部２０は、ＳＧＳＮ４に対するデータ送受信を行うモジュールであり、任意のポートによりＳＧＳＮ４に接続される。ＧＴＰ処理部２１は、ＧＴＰプロトコル処理を行うモジュールである。ＲＬＣ，ＭＡＣ処理部２２はＲＬＣ（Ｒａｄｉｏ Ｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ）、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）プロトコル処理を行うモジュールである。カプセル変換部２３は、データサーバ２、ＳＧＳＮ４間のＧＴＰ／ＵＤＰ／ＩＰヘッダ情報をデータサーバ２、基地局３間のＵＤＰ／ＩＰヘッダ情報に変換するためのモジュールである。ＲＡＮ側通信部２４は、基地局３に対するデータ送受信を行うモジュールであり、任意のポートにより無線アクセスネットワークに接続される。
【００２９】
メモリ２６は、無線アクセスネットワーク上に位置する基地局及び移動端末等のリソースの管理に必要なデータである、リソース管理テーブルＴ２と、コネクション識別テーブルＴ３と、送信先ポート情報テーブルＴ４と、プロトコル情報テーブルＴ５とを格納している。
【００３０】
リソース管理テーブルＴ２は、図７に示すように、階層構造をなすデータベースであり、未使用ＩＰアドレス数、ＩＰアドレスエントリ＃１〜＃ｎを上位レイヤーに保持し、各ＩＰアドレスエントリ＃１〜＃ｎは、その下層レイヤーに、各ＩＰアドレスについての、使用／未使用の表示、ＩＰアドレス、ＵＤＰポート情報エントリ＃１〜＃ｎを保持している。このＵＤＰポート情報エントリ＃１〜＃ｎには、その下層レイヤーに、各ＵＤＰポートについての、使用／未使用の表示、ＵＤＰポート番号、未使用ＴＥＩＤ数、ＵＤＰポート情報エントリ＃１〜＃ｎを保持している。さらに、ＵＤＰポート情報エントリ＃１〜＃ｎには、各ＴＥＩＤについての使用／未使用の表示及びＴＥＩＤを保持している。
【００３１】
コネクション識別テーブルＴ３は、図３に示すように、基地局３やＳＧＳＮ４から受信するＵＤＰ／ＩＰ、ＧＴＰ／ＵＤＰ／ＩＰパケットのＧＴＰのＴＥＩＤ（Ｔｕｎｎｅｌ Ｅｎｄｐｏｉｎｔ ＩＤｅｎｔｉｆｉｅｒ）、ＵＤＰのポート番号、ＩＰアドレスから該当するコネクションを特定するためのテーブルデータである。送信先ポート情報テーブルＴ４は、図４に示すように、コネクション識別子から基地局３やＳＧＳＮ４にデータ送信する際の宛先ＵＤＰ／ＩＰポート、ＧＴＰ／ＵＤＰ／ＩＰポートを特定するテーブルデータである。プロトコル情報テーブルＴ５は、図５に示すように、コネクション識別子からＧＴＰ、ＲＬＣ、ＭＡＣなどデータサーバ２が基地局３、ＳＧＳＮ４間でデータ転送する際に適用されるプロトコル情報を参照するためのテーブルデータである。
【００３２】
（コネクション設定時の処理）
上記構成を有する本実施形態に係る無線アクセスネットワークシステムにおいて、移動端末５からＳＧＳＮ４までのユーザデータＩＰパケット転送コネクション設定時の処理について図１及び図１０を用いて説明する。
【００３３】
先ず、移動端末５から基地局３に対しては、移動端末５からパケット転送路設定要求として、３ＧＰＰメッセージの「Ａｃｔｉｖａｔｅ ＰＤＰ Ｃｏｎｔｅｘｔ Ｒｅｑｕｅｓｔ」であるメッセージ６を送信する。このメッセージ６は、シグナリングチャネル上の受信メッセージであり、基地局３内部の非揮発性メモリ上に保持されたネットワーク構成テーブルＴ１を参照し（Ｓ１０１）、該当の制御サーバ１のＲＡＮ側通信部３５に受信メッセージを送信する。
【００３４】
制御サーバ１は、メモリ３３上のネットワーク構成テーブルＴ１を参照し（Ｓ１０２）、受信メッセージを、制御サーバ１を管理するＳＧＳＮ４のＵＤＰ／ＩＰポートにコア側通信部３４を通じて送信する。ＳＧＳＮ４は、３ＧＰＰ仕様に従い、無線アクセスネットワーク内にＩＰパケット転送用コネクションを設定するために、制御サーバ１に対して、ＵＤＰ／ＩＰパケットで「ＲＡＢ Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ Ｒｅｑｕｅｓｔ」であるメッセージ７を送信する。
【００３５】
制御サーバ１は、メモリ３３上のネットワーク構成テーブルＴ１を参照し（Ｓ１０３）、ＲＡＢ設定先の基地局３を収容するデータサーバ２のシグナリング用のＵＤＰ／ＩＰポートを認識し（Ｓ１０４）、そこに向けて制御サーバ１内部で決定した設定コネクションに割当てるコネクション識別を含むリソース確保指示メッセージ８をＵＤＰ／ＩＰパケットで送信する。
【００３６】
データサーバ２では、リソース管理テーブルＴ２を参照し（Ｓ１０５）、内部に保持している基地局３向けの未使用のユーザデータ転送用ＵＤＰ／ＩＰポートとＳＧＳＮ４向けの未使用のユーザデータ用ＵＤＰ／ＩＰポートを取得し（Ｓ１０６）、制御サーバ１にそれら情報を設定したリソース確保応答メッセージ９をＵＤＰ／ＩＰパケットで送信する。制御サーバ１では、データサーバ２で獲得した基地局３向けのＵＤＰ／ＩＰポートの情報を含む３ＧＰＰの「Ｒａｄｉｏ Ｌｉｎｋ Ｓｅｔｕｐ Ｒｅｑｕｅｓｔ」であるメッセージ１０を基地局３に送信する。
【００３７】
基地局３では、未使用のユーザデータ転送用ＵＤＰ／ＩＰポートを取得し（Ｓ１０７）、その情報を設定した従来の３ＧＰＰの「Ｒａｄｉｏ Ｌｉｎｋ Ｓｅｔｕｐ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ」であるメッセージ１１をＵＤＰ／ＩＰパケットで制御サーバ１に送信する。
【００３８】
制御サーバ１は、先にデータサーバ２が獲得したＳＧＳＮ向けのユーザデータ転送用ＵＤＰ／ＩＰポート情報を含む従来の３ＧＰＰの「ＲＡＢ Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ」であるメッセージ１２をＵＤＰ／ＩＰパケットでＳＧＳＮ４に送信する。ＳＧＳＮ４は、移動端末５に対してＩＰパケット転送路設定完了を示す従来通りの３ＧＰＰの「Ａｃｔｉｖａｔｅ ＰＤＰ Ｃｏｎｔｅｘｔ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ」であるメッセージ１３を送信する。
【００３９】
ＩＰパケット転送路設定完了後は、移動端末５、基地局３、データサーバ２、ＳＧＳＮ４を経由してＩＰパケット送受信が行われ、シグナリングメッセージとは異なる転送経路を経由してユーザデータが転送される。
【００４０】
なお、図１に示すように、移動端末が１４の位置、すなわち基地局１５が管轄するセル内に在圏している場合、上記手順に従い、シグナリングはＳＧＳＮ４、制御サーバ１、データサーバ２、基地局 １５、移動端末１４の間で行われ、ＩＰパケット転送路設定完了後におけるユーザデータの転送は、移動端末１４、基地局１５、データサーバ２、ＳＧＳＮ４を経由する。移動端末が１６の位置、すなわち基地局１８の管轄するセル内に在圏する場合、シグナリングはＳＧＳＮ４、制御サーバ１、データサーバ１７、基地局 ｌ８、移動端末１６の間で行われ、ＩＰパケット転送路設定完了後におけるユーザデータの転送は、移動端末１６、基地局１８、データサーバ１７、ＳＧＳＮ４を経由する。
【００４１】
（データサーバの制御処理）
図２及び図１１に基づき、コアネットワーク側から移動端末５に対してユーザデータを伝送する際の制御処理について以下に説明する。
【００４２】
データサーバ２は、ＳＧＳＮ４からユーザデータを含むＧＴＰ／ＵＤＰ／ＩＰパケット１９を受信するとコネクション識別テーブルＴ３を参照し、該当するコネクション識別子を検出する（Ｓ２０１）。そして、ＧＴＰ処理部２１にてコネクション識別子をキーにしてプロトコル情報テーブルＴ５を参照し（Ｓ２０２）、ＧＴＰプロトコル情報を読み出し、プロトコル処理を行う。
【００４３】
次に、ＲＬＣ、ＭＡＣ処理部２２で、同じくプロトコル情報テーブルＴ５のＲＬＣ、ＭＡＣプロトコル情報を参照し（Ｓ２０２）、受信したＧＴＰ／ＵＤＰ／ＩＰパケット１９のデータ部に設定されているユーザデータをＲＬＣ、ＭＡＣプロトコル形式に変換する（Ｓ２０３）。
【００４４】
そして、カプセル変換部２３で、コネクション識別子をキーとして送信先ポート情報テーブルＴ４を参照し（Ｓ２０４）、送信先の基地局の受信ポート情報を取得する。ステップＳ２０３において、ＲＬＣ、ＭＡＣプロトコル形式に変換したユーザデータと、ステップＳ２０４において取得した基地局３の受信ポートを示すＵＤＰポート番号、ＩＰアドレスを設定したＵＤＰ／ＩＰパケットを基地局３に送信する（Ｓ２０５）。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の無線アクセスネットワークシステム、無線通信方法、制御サーバ及びデータサーバによれば、制御装置を制御プレーン制御を行う制御サーバとユーザプレーン制御を行うデータサーバに分割することにより、無線アクセスネットワーク内の負荷分散、機能分散を図ることができ、ネットワーク内の増設、変更の際、必要機能のみ増設可能となりネットワークコストの低減化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る無線アクセスネットワークシステムの概略構成を示す説明図である。
【図２】実施形態に係る制御サーバ及びデータサーバの内部構成を示すブロック図である。
【図３】実施形態に係るコネクション識別テーブルのデータ構成を示す説明図である。
【図４】実施形態に係る送信先ポート情報テーブルのデータ構成を示す説明図である。
【図５】実施形態に係るプロトコル情報テーブルのデータ構成を示す説明図である。
【図６】実施形態に係るネットワーク構成テーブルのデータ構成を示す説明図である。
【図７】実施形態に係るリソース管理テーブルのデータ構成を示す説明図である。
【図８】実施形態に係るリソース確保指示メッセージのデータ構成を示す説明図である。
【図９】実施形態に係るリソース確保応答メッセージのデータ構成を示す説明図である。
【図１０】実施形態に係る無線アクセスネットワークにおいて、ユーザデータＩＰパケット転送コネクション設定時の処理を示すシーケンス図である。
【図１１】実施形態に係る無線アクセスネットワークにおいて、コアネットワーク側から移動端末に対してユーザデータを伝送する際の制御処理を示すシーケンス図である。
【図１２】従来の無線アクセスネットワークシステムの概略構成を示す説明図である。
【符号の説明】
Ｔ１…ネットワーク構成テーブル
Ｔ２…リソース管理テーブル
Ｔ３…コネクション識別テーブル
Ｔ４…送信先ポート情報テーブル
Ｔ５…プロトコル情報テーブル
１…制御サーバ
２，１７…データサーバ
３，１５，１８…基地局
４…ＳＧＳＮ
５，１４，１６…移動端末
６…受信メッセージ
８…リソース確保指示メッセージ
９…リソース確保応答メッセージ
７，１０〜１３…メッセージ
１９…ＩＰパケット
２０…コア側通信部
２１…ＧＴＰ処理部
２２…ＭＡＣ処理部
２３…カプセル変換部
２４…ＲＡＮ側通信部
２６，３３…メモリ
２８…リソース割当部
２９…サーバ間通信部
２９ａ…リソース通知部
３０…サーバ間通信部
３０ａ…リソース確保通知部
３１…ポート認識部
３２…通信制御部
３４…コア側通信部
３５…ＲＡＮ側通信部
Claims (15)
- 無線アクセスネットワークの構成を管理し、データ送受信時の伝送経路の設定を行う制御サーバと、
前記制御サーバが設定した伝送経路上に位置する基地局及び移動端末等のリソースの管理を行うデータサーバと
を備えることを特徴とする無線アクセスネットワークシステム。 - 前記制御サーバは、通信接続時に、当該制御サーバに接続されたデータサーバ、及び該データサーバが管理する基地局等からなるネットワーク構成を取得し、取得されたネットワーク構成に基づいてリソース確保の指示を前記データサーバに対して通知するリソース確保通知部と
を備え、前記データサーバは、
通知されたリソース確保指示に基づいて、前記リソースの割当を行うリソース割当部と、
割り当てられたリソースを前記制御サーバに通知するリソース通知部と
を備えることを特徴とする請求項１に記載の無線アクセスネットワークシステム。 - 前記データサーバは、前記制御サーバが設定した伝送経路を介してデータの送受信を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の無線アクセスネットワークシステム。
- 前記制御サーバは、複数のデータサーバに接続されていることを特徴とする請求項１乃至３に記載の無線アクセスネットワークシステム。
- 前記制御サーバは、当該制御サーバに接続されたデータサーバ、及び該データサーバが管轄する基地局に関する、位置情報及びプロトコル情報を蓄積する記憶手段を有することを特徴とする請求項１乃至４に記載の無線アクセスネットワークシステム。
- 無線アクセスネットワーク上に制御サーバとデータサーバとを配置するステップ（１）と、
前記制御サーバにおいて、無線アクセスネットワークの構成を管理し、データ送受信時の伝送経路の設定を行うステップ（２）と、
前記データサーバにおいて、前記制御サーバが設定した伝送経路上に位置する基地局及び移動端末等のリソースの管理を行うステップ（３）と
を有することを特徴とする無線通信方法。 - 前記ステップ（２）において、制御サーバは、通信接続時に、当該制御サーバに接続されたデータサーバ、及び該データサーバが管理する基地局等からなるネットワーク構成を取得し、取得されたネットワーク構成に基づいてリソース確保の指示を通知し、
前記ステップ（３）において、前記ステップ（２）において通知されたリソース確保指示に基づいて、前記リソースの割当を行い、割り当てられたリソースを前記制御サーバに通知する
ことを特徴とする請求項６に記載の無線通信方法。 - 前記データサーバにおいて、前記制御サーバが設定した伝送経路を介してデータの送受信を行うステップ（４）をさらに有することを特徴とする請求項６又は７に記載の無線通信方法。
- 前記制御サーバは、複数のデータサーバに接続されていることを特徴とする請求項６乃至８に記載の無線通信方法。
- 前記制御サーバは、当該制御サーバに接続されたデータサーバ、及び該データサーバが管轄する基地局に関する、位置情報及びプロトコル情報を蓄積し、
前記ステップ（２）において、蓄積された情報に基づいて前記伝送経路の設定を行うことを特徴とする請求項６乃至９に記載の無線通信方法。 - 無線アクセスネットワークの構成を管理し、データ送受信時の伝送経路の設定を行う制御サーバであって、
通信接続時に、当該制御サーバに接続されたデータサーバ、及び該データサーバが管理する基地局等からなるネットワーク構成を取得し、取得されたネットワーク構成に基づいてリソースの確保の指示を前記データサーバに対して通知するネットワーク構成通知部と
を備えることを特徴とする制御サーバ。 - 前記制御サーバは、複数のデータサーバに接続されていることを特徴とする請求項１１に記載の制御サーバ。
- 前記制御サーバは、当該制御サーバに接続されたデータサーバ、及び該データサーバが管轄する基地局に関する、位置情報及びプロトコル情報を蓄積する記憶手段を有することを特徴とする請求項１１又は１２に記載の制御サーバ。
- 無線アクセスネットワークの構成を管理し、データ送受信時の伝送経路の設定を行う制御サーバが設定した伝送経路上に位置する基地局及び移動端末等のリソースの管理を行うデータサーバであって、
前記制御サーバから通知された、通信接続時におけるリソース確保の指示に基づいて、前記リソースの割当を行うリソース割当部と、
割り当てられたリソースを前記制御サーバに通知するリソース通知部と
を備えることを特徴とするデータサーバ。 - 前記データサーバは、前記制御サーバが設定した伝送経路を介してデータの送受信を行うことを特徴とする請求項１４に記載のデータサーバ。
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