JP2005064961A - 無線通信システム及び中継装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 高速且つ高いリアルタイム性が得られる動作モードによるデータ配信サービスを実現しつつ、その配信された総データ量を集計し、さらに課金も可能とする。
【解決手段】 移動局（ＵＥ）と移動局との間で無線による通信を行う基地局（Node-B）と基地局制御装置（ＲＮＣ）とを有する無線ネットワークシステムであり、基地局は、移動局へのデータ送信（ステップＳ１６）後に移動局から返信されてくる送達確認情報を受信（ステップＳ１７）したとき、その移動局へ送信したデータ量を収集、つまり課金情報を収集（ステップＳ１８）する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、基地局を介して移動局へ信号を配信可能な無線通信システムと、移動局と無線通信制御装置の間で信号の中継を行う中継装置に関する。

第３世代（３Ｇ）の携帯電話システムの一つであるＦＯＭＡ（商標登録）のパケット通信サービスにおいて、課金情報を収集する機能（ＩＷＦ：inter working function）を備えた装置（以下、課金情報収集装置とする）は、移動局（ＵＥ）からのパケット送達確認（ＡＣＫ）を基地局（Npde-B）を介して受信した後、その移動局への下り方向の通信パケット数をカウントアップし、当該パケット数のカウント値を、移動局ユーザの通信総データ量に対応した課金情報として収集する。

ここで、上記パケット送達確認は、リンクプロトコル（ＲＬＣ：radio link controlプロトコル）層で行われる。このため当該ＲＬＣプロトコルの動作モードは、確認型（ＡＭ：acknowledged mode）に選択される。このことから、例えばデータ配信サービスのような課金の対象となるサービスは、送達確認情報（STATUS PDU）を送受可能な動作モード、つまり、ＲＬＣ確認型データ転送モードに限定されている。

なお、第３世代より以前の第２世代携帯電話サービスにおける課金システムの一例として、特許文献１に記載された技術が知られている。この特許文献１に記載の課金システムでは、パケットデータターミナル装置（ユーザの携帯電話端末）がベースステーション（基地局）を介してパケット通信を行った場合、移動通信ネットワークに接続されているサービス供給サポートノードやゲートウェイサポートノード等が、ネットワーク使用量に関する課金情報を各々収集し、それら課金情報によりユーザへの課金を行うようになされている。

特表２０００−５０３８２５号公報

上述したように、上記第３世代携帯電話システムにおける課金対象サービスは、ＲＬＣ確認型データ転送モードでのみ実現可能となされている。

しかしながら、当該ＲＬＣ確認型データ転送モードの場合は、パケット送達確認がリンクプロトコル層で行われ、そのパケット送達確認後にデータ配信を開始するようになされている。このため、例えばパケット送達確認が得られずにＲＬＣ再送等が行われて網内装置間遅延が発生すると、スループットが低下してしまうことになる。したがって、当該ＲＬＣ確認型データ転送モードは、例えば高いリアルタイム性が要求されるデータ配信サービスに必ずしも適しているとは言い難い。

一方、今後は、例えば動画ストリーミングデータの配信サービスのような、高速且つ高いリアルタイム性が要求されるデータ配信サービスへの需要が益々高まると予想されている。このようなことから、上記ＲＬＣ確認型データ転送モードよりも、高速且つ高いリアルタイム性を実現可能な他の動作モードによるデータ配信サービスの実現が望まれている。また、そのＲＬＣ確認型データ転送モード以外の動作モードによるデータ配信の際にも、通信総データ量に応じた課金情報の収集が必須になると考えられる。

本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであり、リンクプロトコル層による送達確認情報を送受可能な動作モードよりも、高速且つ高いリアルタイム性が得られる他の動作モードによるデータ配信サービスを実現しつつ、そのデータ配信サービスにより配信される総データ量を集計可能とし、さらにその総データ量に基づく課金処理をも実現可能とする無線通信システム及び中継装置を提供することを目的とする。

本発明は、移動局と基地局と無線通信制御装置とを有する無線通信システムであり、基地局は、移動局との間で無線による通信を行うための無線通信手段と、移動局への信号送信に対応して当該移動局から返信されてくる応答信号を受信するための応答信号受信手段と、移動局への信号送信後にその移動局から返信される応答信号を受信した際、当該移動局へ送信された信号量を収集する収集手段と、無線通信制御装置との間で信号通信を行うと共に、収集手段が収集した信号量の情報を無線通信制御装置へ送信する制御装置インターフェイス手段とを有する。

本発明においては、移動局からの応答信号に基づいて、基地局が信号量の収集を行っている。すなわち、本発明は、例えば第３世代携帯電話システムにおけるＲＬＣ確認型データ転送モードのリンクプロトコル層のように、上位のレイヤでの送達確認を条件としたデータ配信の際のデータ量収集ではなく、基地局つまり物理層等の下位のレイヤでのデータ量収集を行っている。

本発明によれば、移動局からの応答信号に基づいて、基地局が信号量の収集を行っているため、例えば、第３世代携帯電話システムにおけるリンクプロトコル層による送達確認情報を送受可能な動作モードよりも、高速且つ高いリアルタイム性が得られる動作モードによるデータ配信サービスを実現しつつ、そのデータ配信サービスにより配信される総データ量を集計可能となっている。したがって、本発明によれば、収集した総信号量により、例えば課金処理も実現可能となる。

本発明実施形態では、第３世代の携帯電話システムの標準化プロジェクトである３ＧＰＰ（3rd generation partnership project）のＲ５（release 5）におけるＨＳＤＰＡ（high speed downlink packet access）方式を例に挙げて、本発明の無線通信システム（無線ネットワークシステム）と中継装置（基地局）について説明する。

上記Ｒ５ ＨＳＤＰＡサービスでは、動画ストリーミングデータ等の配信サービスのために、ＲＬＣ非確認型データ転送モード（unacknowledge mode：ＵＭ）の使用が想定されている。当該ＲＬＣ ＵＭを使用したデータ配信を実現できれば、例えばＲＬＣ確認型データ転送モード（ＡＭ）の場合のＲＬＣ再送等により発生する網内装置間遅延を最小に抑制できることになり、リアルタイム性の高いデータ配信サービスが可能になると考えられている。すなわち本実施形態では、上記Ｒ５ ＨＳＤＰＡのＲＬＣ ＵＭを使用したパケット交換型サービスを採用することにより、従来のリンクプロトコル層による送達確認情報を送受可能な動作モードよりも、高速（高スループット）で且つ高いリアルタイム性を有するデータ配信サービスを実現する。

但し、非確認型リンクプロトコル層のＲＬＣ ＵＭは、パケット交換型サービスに適用可能なプロトコルモードの一つではあるが、現状では非課金情報のデータベアラにのみ使用されている。したがって、ＲＬＣ ＵＭを使用したパケット交換型データ配信サービスを開始する際には、当該ＲＬＣ ＵＭで送受されるデータに対する課金を行うためのシステム構成が必須になる。このようなことから、本発明実施形態では、後述する構成により、ＲＬＣ ＵＭにて送受されるデータに対するパケット交換型課金、つまり送受信されるデータ量に応じた課金を実現している。なお、当該ＲＬＣ ＵＭにおいて送受信されるデータは上り下りの両方向データであり、下り方向のデータに対する課金を行う場合は、移動局から送達確認がなされたデータのパケット数のみがカウントされることになる。

また、Ｒ５ ＨＳＤＰＡは、移動局と基地局間のデータ転送確証を得るために、物理層におけるハイブリッド自動再送要求（hybrid automatic repeat request：ＨＡＲＱ）により、ＡＣＫ（acknowledge）又はＮＡＣＫ（nonacknowledge）情報を送受する仕様となされている。したがって本実施形態では、３ＧＰＰのＲ５ ＨＳＤＰＡサービスにおいて、物理層でのＨＡＲＱのＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報を用い、Ｒ９９（release 99）では行われていないＲＬＣ非確認型データ転送モード（ＲＬＣ ＵＭ）時の課金情報収集を実現可能としている。

以下、図面を参照しながら、本発明実施形態の無線ネットワークシステムの動作を説明する。

図１に示すタイムフローチャート（タイムアロー）と、図２に示す各パラメータ名及びその用途を参照しながら、本発明実施形態におけるＲ５ ＨＳＤＰＡのＲＬＣ ＵＭを使用したパケット交換型のデータ配信と、ＨＡＲＱのＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報を用いた課金情報の収集動作とを説明する。

本実施形態の無線ネットワークシステムは、先ずステップＳ１として、移動局（ＵＥ）と、本発明実施形態の中継装置である基地局（Node-B）と、本発明実施形態の無線通信制御装置である基地局制御装置（無線ネットワーク制御装置：radio network controller：ＲＮＣ）との間で位置登録のための処理を行う。次に、無線ネットワークシステムは、ステップＳ２として、ＳＲＢ（signalling radio bearer)のＤＣＣＨ（dedicated control channel）の確立のための処理を行う。ステップＳ２にてＳＲＢ ＤＣＣＨ確立処理（制御信号ベアラ確立処理）が完了すると、無線ネットワークシステムは、ステップＳ３の処理として、ＨＳ−ＤＳＣＨ（high speed-downlink shared channel）の無線ベアラ（ＲＡＢ）確立のための処理を行う。また当該ステップＳ３でのＨＳＤＰＡ無線ベアラ確立処理に際、基地局制御装置（ＲＮＣ）は、ＨＳＤＰＡ ＲＡＢのＲＬＣ動作モードを決定する。なお、ステップＳ１の位置登録処理、ステップＳ２の制御信号ベアラ確立処理、ステップＳ３のＨＳＤＰＡ無線ベアラ確立処理は、３ＧＰＰの呼確立シーケンスに準じた処理であるため、ここではそれらの詳細な説明を省略する。

ステップＳ１〜ステップＳ３までの処理が完了すると、本実施形態の無線ネットワークシステムは、ステップＳ４の処理として、課金情報収集処理を起動する。

ステップＳ４の課金情報収集処理に進むと、先ずステップＳ１０の処理として、基地局制御装置が、基地局に対して起動要求（Traffic Collection Start Request）を送る。すなわち、当該起動要求は、課金情報収集処理にて使用される各種情報要素を、基地局制御装置が基地局へ通知するための制御信号（課金情報収集起動要求制御信号）となされている。なお、当該起動要求（Traffic Collection Start Request）の際には、図２に示すように、ＨＳ−ＤＳＣＨユーザを特定するためのＨ−ＲＮＴＩ（HS-DSCH radio network temporary ID）と、課金収集処理の開始タイミングを指定するためのＣＦＮ（connection frame number）と、ＭＡＣ(medium access control)−Ｄ ＰＤＵ（Protocol Data Unit）の大きさを表す複数ビットからなるＭＡＣ−Ｄ ＰＤＵ Ｓｉｚｅと、ＵＭＤ ＰＤＵ（unacknowledged mode data PDU）ヘッダ及びＭＡＣ−Ｄヘッダを示す複数ビットからなるヘッダ情報(Header Info）とが、基地局制御装置から基地局へ送られる。

上記起動要求を受け取った基地局は、ステップＳ１１の処理として、移動局単位で課金情報の収集と管理を行うための課金情報管理テーブルを生成及び初期化する。すなわち、課金情報の収集は移動局単位で行う必要があるため、本実施形態の基地局は、移動局ＩＤを識別し、その移動局ＩＤを元に、移動局単位で課金情報を収集及び管理するための上記課金情報管理テーブルを作成，管理するようになされている。具体的に説明すると、本実施形態が適用されるＲ５の場合、ＨＳＤＰＡによるデータ配信サービスを受けるユーザ毎（つまり移動局毎）に、Ｈ−ＲＮＴＩが付与されるため、基地局は、移動局毎の課金情報収集及び管理をＨ−ＲＮＴＩ単位で行うための課金情報管理テーブルを設け、その課金情報管理テーブルに格納する情報を管理する。

図３には、Ｈ−ＲＮＴＩに基づいた移動局単位の課金情報収集及び管理を行うための課金情報管理テーブルの構成例を示す。この図３において、課金情報管理テーブルは、Ｈ−ＲＮＴＩ単位で番号（H-RNTI#0〜H-RNTI#N)が付与され、そのＨ−ＲＮＴＩ番号毎に、内部リソースＩＤ、Measurement-ID、ＭＡＣ−Ｄ ＦＬＯＷ情報、ＵＥ Capabilities情報、ＨＡＲＱ Memory情報、ＨＳ−ＳＣＣＨ情報、課金関連情報が格納される。ＭＡＣ−Ｄ ＦＬＯＷ情報は、そのＭＡＣ−Ｄ ＦＬＯＷ情報とPriority_Queue情報とからなる。課金関連情報は、課金収集ステータス、Duration情報、Priority_Queue毎の状態変数とからなる。Priority_Queue毎の状態変数はPriority_Queue数に比例して存在する。課金収集ステータスは、課金収集が行われている状態（起動中）か、課金収集が停止状態（停止中）か、課金収集ができない状態（ＮＧ）かなどの課金収集状態を表す情報である。Duration情報は、課金処理開始ＣＦＮ又は課金処理開始時刻から、課金処理停止ＣＦＮ又は課金処理停止時刻までの、課金収集時間を表す。Priority_Queue毎の状態変数は送信状態を表し、繰り返し数（ｎ）はPriority_Queue数を示す。また、Priority_Queue毎の状態変数は、Queue_IDとＶＴ(ＴＳＮ）、ＶＴ（Ａ）、Ｎとからなる。Queue_IDは、Priority_QueueのＩＤであり、ＶＴ(ＴＳＮ）は次に送信されるパケットデータ（ＭＡＣ−ＨＳ ＰＤＵ）の順序番号（ＴＳＮ）、ＶＴ（Ａ）は送達確認されたＴＳＮ、Ｎは１ＭＡＣ−ＨＳ ＰＤＵに多重される総ＭＡＣ−Ｄ ＰＤＵの数である。但し、ＮはＮ_１＋Ｎ_２＋Ｎ_３＋…＋Ｎ_ｎであり、Ｎ_１，Ｎ_２，Ｎ_３，…，Ｎ_ｎは各々異なるサイズ（SID_n）を持つＭＡＣ−Ｄ ＰＤＵの個数である。Acked_Data_Sumは、下り方向で確認がとれた上位層データ（ＰＤＣＰ／ＲＴＰ ＰＤＵ）総計のバイト数を表す。

図１に戻り、上述した課金情報管理テーブルの作成及び初期化の処理が完了すると、基地局は、ステップＳ１２の処理として、課金パラメータの設定を行う。具体的に説明すると、基地局は、ＨＳＤＰＡ ＲＡＢ設定（RL reconfiguration prepare/ready/commit）で取得するパラメータ、及び、課金情報収集起動要求パラメータ値を、上記課金情報管理テーブルに設定する。

その後、基地局は、ステップＳ１３の処理として、基地局制御装置へ起動応答（Traffic Collection Start Response）を送る。そして、基地局は、ステップＳ１４の処理として、ＣＦＮを判定し、当該ＣＦＮがＨＳＤＰＡ ＲＡＢのActivation_Timeとなった時点（CFN=Activation_Time）で、ステップＳ１５にて課金収集の処理を起動する。なお、当該起動応答（Traffic Collection Start Response）の際には、図２に示すように、Ｈ−ＲＮＴＩと、課金収集処理を識別するためのMeasurement-ID、起動結果を示すＲＥＳＵＬＴが、基地局から基地局制御装置へ送られる。

また、本実施形態の無線ネットワークシステムは、上記基地局での課金情報収集の起動処理と略々同時に、ステップＳ５の処理として、下り方向へのＨＳＤＰＡデータの転送を開始する。このステップＳ５では、先ず、ステップＳ１６の処理として、下り方向へＨＳＤＰＡのデータ転送（HSDPA Data Transfer）が行われる。そして、ステップＳ１７にて移動局から基地局へ送達確認情報（応答信号、ＡＣＫ）が送信されると、当該送達確認情報を受け取った基地局は、ステップＳ１８の処理として、課金情報の収集処理を行う。

その後、本実施形態の無線ネットワークシステムは、ステップＳ６の処理として、課金情報収集の停止処理を行う。このステップＳ６の課金情報収集処理の停止処理は、ステップＳ１９のように、呼の切断が発生した場合や、ＨＳ−ＤＳＣＨサービスセルにハンドオーバが発生した場合、その他、課金処理の停止の要因となる処理（例えばＭＡＣリセット処理）等が発生した場合に実施される。そして、基地局制御装置は、上記呼切断の要求やハンドオーバ等の課金処理停止トリガーを受信すると、ステップＳ２０の処理として、基地局に対して課金情報収集要求（Traffic Collection Report Request）を発行する。なお、課金情報収集要求（Traffic Collection Report Request）の際には、図２に示すように、Ｈ−ＲＮＴＩとMeasurement-IDとが、基地局制御装置から基地局へ送られる。

上記課金情報収集要求を受け取ると、基地局は、ステップＳ２１の処理として、当該課金情報収集要求が発行された時点までのAcked_Data_Sumと課金収集実行時間を示すDuration情報とを含む課金情報収集レポートを作成し、ステップＳ２２の処理として、その課金情報収集レポートを基地局制御装置へ報告（Traffic Collection Report）する。なお、当該課金情報収集レポートの報告（Traffic Collection Report）の際には、図２に示すように、Ｈ−ＲＮＴＩとMeasurement-ID、上記課金情報収集レポートに含まれるDuration情報とAcked_Data_Sumとが、基地局から基地局制御装置へ送られる。

上記課金情報収集レポートを受け取った基地局制御装置は、ステップＳ２３の処理として課金情報収集停止要求（Traffic Collection Stop Request）を基地局へ送信する。なお、当該課金情報収集停止要求（Traffic Collection Stop Request）の際には、図２に示すように、Ｈ−ＲＮＴＩとMeasurement-IDが、基地局制御装置から基地局へ送られる。

上記課金情報収集停止要求を受け取った基地局は、ステップＳ２４の処理にて課金情報収集の処理を停止し、その後、ステップＳ２５の処理として課金情報収集停止応答（Traffic Collection Stop Respons）を基地局制御装置へ返す。なお、当該課金情報収集停止応答（Traffic Collection Stop Respons）の際には、図２に示すように、Ｈ−ＲＮＴＩとMeasurement-IDと停止結果を示すＲＥＳＵＬＴとが、基地局から基地局制御装置へ送られる。

その後、基地局制御装置は、ユーザに対して実際に課金を行う課金装置（図示せず）に、上記課金情報収集レポートを転送する。

以上が、本発明実施形態の無線ネットワークシステムにおける、データ配信と課金情報の収集処理の流れである。これ以降は、データ配信と課金情報の収集処理の個々の詳細な流れについて説明する。

図４と図５を参照しながら、図１のステップＳ５におけるデータ配信と課金情報の収集処理のシーケンスを説明する。図４は、３ＧＰＰにおける無線アクセスネットワーク（ＵＴＲＡＮ）から移動局（ＵＥ）側へ送られるデータの流れを各レイヤ毎に分けて示しており、図５は無線アクセスネットワークと移動局との間のタイムフローチャートを示している。なお、図４及び図５において、無線アクセスネットワーク側の上位レイヤ（Higher Layer、Ｌ３レイヤ、Ｌ２／ＰＤＣＰ／ＲＴＰレイヤ）及びＲＬＣレイヤ（Ｌ２レイヤ）の処理は基地局制御装置が担当し、無線アクセスネットワーク側のＭＡＣレイヤ（Ｌ２レイヤ）の処理は基地局が担当している。また、図４，図５では図示していないが、基地局と移動局のレイヤには、共にＭＡＣレイヤよりも更に下位であるＰＨＹレイヤ（物理レイヤ、Ｌ１レイヤ）も含まれている。

この図４及び図５のシーケンスでは図示を省略しているが、移動局から無線アクセスネットワーク側へは、予め、ＨＳＤＰＡによる所望のデータ配信サービスを要求するためのサービスリクエストと、当該移動局がそのデータ配信サービスを受けるためのＨ−ＲＮＴＩとが送られており、無線アクセスネットワークには、上記移動局によりリクエストされたデータが、図示しない配信データ提供装置（データ配信サービスプロバイダ等）から供給されているとする。そして、無線アクセスネットワークは、移動局が受信可能なパケットサイズ等の情報を元に、当該移動局へ送るデータの処理方法の決定などを行う。なお、図４及び図５は、無線アクセスネットワークから移動局へ、例えばＰＤＵ ＡとＰＤＵ Ｂの二つのデータユニットを配信する場合を例に挙げている。これらＰＤＵ ＡとＰＤＵ Ｂの二つのデータユニットは、例えば動画ストリーミングデータのようなリアルタイム性の高いデータであるとする。

図４及び図５において、基地局制御装置は、先ず図４の処理Ｐ１及び図５のステップＳ３１にて、上位レイヤ（Higher Layer）のＰＤＵ ＡのデータユニットをＲＬＣ ＳＤＵ(Service Data Unit) ＡのＲＬＣ ＵＭ データとしてＲＬＣレイヤに渡す。

次に基地局制御装置は、図４の処理Ｐ２及び図５のステップＳ３２にて、当該ＲＬＣ ＳＤＵ Ａを、移動局側で扱えるパケットサイズを考慮して、複数の固定サイズのパケットデータユニット（ＵＭＤ−ＰＤＵ：unacknowledge mode-PDU）に分割する。なお、図４及び図５の例では、ＲＬＣ ＳＤＵ Ａが４分割されるとする。またこのとき、いわゆるインシーケンスデリバリ（In-Sequence Delivery）転送を確保するために、基地局制御装置は、それら分割された各ＵＭＤ−ＰＤＵへ各パケットに順序番号（ＳＮ＝０〜ＳＮ＝３）を付与する。そして、基地局制御装置は、図４の処理Ｐ３及び図５のステップＳ３３〜Ｓ３６にて、上記ＳＮの順番に各ＵＭＤ−ＰＤＵをＭＡＣレイヤつまり基地局へ渡す。

基地局は、図４の処理Ｐ４にて、ＭＡＣレイヤにおいて各ＵＭＤ−ＰＤＵからＭＡＣ−Ｄ ＰＤＵを組み立て、そのＭＡＣ−Ｄ ＰＤＵをＭＡＣ−ＨＳ送信単位（ＭＡＣ−ＨＳ ＰＤＵ）に多重した後、当該ＭＡＣ−ＨＳ ＰＤＵにヘッダ情報を付加し、図４の処理Ｐ５及び図５のステップＳ３７にて、ＰＨＹレイヤから移動局へ送る。またこのとき、基地局のスケジューラは、送信タイミング（ＴＴＩ）毎に、リソース状態、伝播環境等を考慮し、移動局へ送信するＭＡＣ−Ｄ ＰＤＵ数を決定すると共に、誤り訂正処理や変調方法等を移動局と通信して適宜変更する。

このようにして基地局からＭＡＣ−ＨＳ ＰＤＵを受け取った移動局は、図５のステップＳ３８にて、ＭＡＣ−ＨＳ ＰＤＵ単位でのＨＡＲＱ送達確認（ＡＣＫ）を行う。なお、基地局は、移動局からのＨＡＲＱ送達確認が得られるまで、上記ＳＮの順番の各ＵＭＤ−ＰＤＵか、ＭＡＣ−Ｄ ＰＤＵ、若しくは、ＭＡＣ−ＨＳ送信単位をバッファリング（蓄積）しており、ＨＡＲＱ送達確認が移動局から得られた後に、当該バッファリングしていたデータを消去する。また、所定時間以内にＡＣＫが得られないか、若しくはＮＡＣＫが移動局から送られてきた場合、基地局は、上記バッファリングしているデータを移動局へ再送する。

そして、移動局は、図４の処理Ｐ６にて、ＭＡＣレイヤおいて各パケットの順序番号を元にＭＡＣ−ＨＳ ＰＤＵをＭＡＣ−Ｄ ＰＤＵに分割し、図４の処理Ｐ７及び図５のステップＳ４１〜Ｓ４４にて、ＭＡＣ−Ｄ ＰＤＵをＲＬＣレイヤへ渡す。さらに移動局は、図４の処理Ｐ８にて、ＲＬＣレイヤにて各ＵＭＤ−ＰＤＵからＲＬＣ ＳＤＵ Ａを組み立てる。そして、当該ＲＬＣ ＳＤＵ Ａは、ＰＤＵ Ａとなされ、図４の処理Ｐ９及び図５のステップＳ４５にて上位レイヤへ渡される。

また、基地局は、ステップＳ３８にて移動局からＡＣＫによる送達確認を受け取ると、その送達確認がなされたＭＡＣ−ＨＳ ＰＤＵに多重されていたＭＡＣ−Ｄ ＰＤＵの個数を、課金情報管理テーブル中の上記Ｎの値により抽出する。そして、基地局は、ステップＳ３９の処理として、下記式（１）のようにしてAcked_Data_Sumを計算し、その値を課金情報管理テーブルに記録する。なお、上位レイヤデータの総計はエンドユーザである移動局ユーザにとっては不要であるため、基地局は、網内装置間で付加されるリンク層ヘッダについては除去してから上記Acked_Data_Sumの計算を行う。

Acked_Data_Sum＝｛(N_１*Size_1)+(N_２*Size_2)+…+(N_ｎ*Size_n)｝
−｛(N*(RLC_HEADER+MAC_HEADER)｝ …(1)

ここで、式（１）中、Size_nはＭＡＣ−Ｄ ＰＤＵサイズを表している。また式（１）中のRLC_HEADERとMAC_HEADERはリンク層ヘッダであり、固定長を持つ。このパラメータは前記課金情報収集起動要求制御信号にて基地局へ通知されている。なお、運用上、ＭＡＣ−Ｄ ＰＤＵサイズは、ＲＬＣ ＵＭＤ ＰＤＵと同等であるため、半永久的な性質（Semi-Static Attributes）を持ち、ＴＴＩ毎に変化することはない。

したがって、Acked_Data_Sumは、以下の式（２）のようにしても計算できる。

Acked_Data_Sum＝N *｛Size_1 or Size_2−(RLC_HEADER+MAC_HEADER)｝ …(2)

すなわちこの式（２）は、上記移動局からの送達確認が受信される度に、該当するＴＳＮに多重される総バイト数が加算されることを表し、結果的に、通信中に特定ユーザ（移動局）の下り方向パケット総数（つまりAcked_Data_Sum）が得られている。

以上により、無線アクセスネットワークから移動局へのＰＤＵ Ａのデータ配信と、そのデータ配信に対する課金情報収集の処理が完了する。

次に、ＰＤＵ Ｂのデータユニットについて、無線基地局は、図４の処理Ｐ１及び図５のステップＳ５１にて、上位レイヤのＰＤＵ ＢのデータユニットをＲＬＣ ＳＤＵ ＢのＲＬＣ ＵＭ データとしてＲＬＣレイヤに渡す。

さらに、無線基地局は、図４の処理Ｐ２及び図５のステップＳ５２にて、上記ＲＬＣ ＳＤＵ Ｂを複数のＵＭＤ−ＰＤＵに分割する。なお、図４及び図５の例では、ＲＬＣ ＳＤＵ Ｂが２分割されるとする。またこのときの基地局制御装置は、それら分割された各ＵＭＤ−ＰＤＵへ、各パケットの順序番号を付与する。但し、この際の順序番号は、先にＲＬＣ ＳＤＵ Ａに付与された順序番号のＳＮ＝０〜ＳＮ＝３に続く順序番号（ＳＮ＝４，ＳＮ＝５）となされる。そして、基地局制御装置は、図４の処理Ｐ３及び図５のステップＳ５３，Ｓ５４にて、そのＳＮの順番に各ＵＭＤ−ＰＤＵをＭＡＣレイヤつまり基地局へ渡す。

基地局は、図４の処理Ｐ４にて、ＭＡＣレイヤにてＵＭＤ−ＰＤＵからＭＡＣ−Ｄ ＰＤＵを組み立て、そのＭＡＣ−Ｄ ＰＤＵをＭＡＣ−ＨＳ ＰＤＵへ多重した後、ヘッダ情報を付加した後、図４の処理Ｐ５及び図５のステップＳ５５にて移動局へ送る。また、基地局のスケジューラは、ＴＴＩ毎に、移動局へ送信するＭＡＣ−Ｄ ＰＤＵ数を決定する。

上記基地局からＭＡＣ−ＨＳ ＰＤＵを受け取った移動局は、ステップＳ５６にて、ＭＡＣ−ＨＳ ＰＤＵ単位でのＨＡＲＱ送達確認を行う。そして、移動局は、図４の処理Ｐ６及び図５のステップＳ６１，Ｓ６２にて、ＭＡＣレイヤでＭＡＣ−ＨＳ ＰＤＵをＭＡＣ−Ｄ ＰＤＵに分割した後、図４の処理Ｐ７にてＲＬＣレイヤへ渡し、更に図４の処理Ｐ８にて、ＲＬＣレイヤで各ＵＭＤ−ＰＤＵからＲＬＣ ＳＤＵ Ｂを組み立てる。そして、当該ＲＬＣ ＳＤＵ Ｂは、ＰＤＵ Ｂとなされ、図４の処理Ｐ９及び図５のステップＳ６３にて上位レイヤへ渡される。

また、基地局は、ステップＳ５６にて移動局から送達確認を受け取ると、その送達確認がなされたＭＡＣ−ＨＳ ＰＤＵに多重されていたＭＡＣ−Ｄ ＰＤＵの個数を、課金情報管理テーブル中の上記Ｎの値により抽出する。そして、基地局は、ステップＳ５７の処理として、前述した式（１）又は式（２）のようにしてAcked_Data_Sumを計算し、その値を課金情報管理テーブルに記録する。

以上により、無線アクセスネットワークから移動局へのＰＤＵ Ｂのデータ配信と、そのデータ配信に対する課金情報収集の処理が完了する。

図６には、図１のステップＳ５における課金情報の収集処理の詳細なフローチャートを示す。この図６に示すフローチャートでは、特に、基地局が、移動局からの送達確認とＨＳ−ＤＳＣＨユーザを特定するためのＨ−ＲＮＴＩとを結びつける際の流れを示している。すなわち、ＨＡＲＱ ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報は１ビットのＳＴＡＴＵＳのみであり、特定の移動局（Ｈ−ＲＮＴＩ）に結びつける論理的な識別子が存在していない。そのため、本実施形態の基地局は、上り方向の物理リソースとＡＣＫ／ＮＡＣＫ送達受信タイミングによって、該当する移動局（Ｈ−ＲＮＴＩ）を特定する。以下に、その一連の動作を説明する。

図６において、基地局の課金情報収集処理部２８は、先ずステップＳ１０１の処理として、Ｌ１レイヤ（ＨＡＲＱ ＡＣＫ／ＮＡＣＫ受信機能部２６）から、ＨＡＲＱ ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報のＳＴＡＴＵＳ(Status情報）と、ＨＳ−ＤＰＣＣＨのリソース情報と、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ送達受信タイミング情報とを受信する。また、基地局は、ステップＳ１０２の処理として、予め用意されている変換テーブルを用い、ＨＳ−ＤＰＣＣＨで使用されるチャネルコード（Channelization Code）をＨ−ＲＮＴＩへ変換（変換テーブルからＨ−ＲＮＴＩを抽出）する。

次に、基地局は、ステップＳ１０３の処理として、ＨＳ−ＤＰＣＣＨのＡＣＫ／ＮＡＣＫ送達受信タイミング情報に基づいて、下り方向のＨＳＤＰＡの転送データからＴＳＮを抽出する。そして、基地局は、ステップＳ１０４にて、前述のPriority_Queue毎の状態変数のうちＶＴ（Ａ）とＶＴ（ＴＳＮ）を更新した後、ステップＳ１０５にてAcked_Data_Sum変数を更新する。

その後、基地局は、ステップＳ１０６にて、課金情報収集停止要求を受信したか否か判定し、受信していないときにはステップＳ１０１へ処理を戻し、受信したときには課金情報収集処理を終了する。

図７と図８には、図１のステップＳ５における課金処理停止トリガー受信後、課金処理の停止がなされるまでの処理の詳細なフローチャートを示す。なお、図７は基地局制御装置側の処理のフローチャートを、図８には基地局側の処理のフローチャートを示している。

先ず、図７の基地局制御装置側の処理のフローチャートから説明する。

図７において、基地局制御装置は、ステップＳ１１１にてメジャメントレポートリクエスト(Measurement Report Request）やトラフィックデータレポートリクエスト（Traffic Data Report Request）を受信し、さらにステップＳ１１２でのＨＳーＤＳＣＨのハードハンドオーバ（HHO）や呼切断の要求の有無判定にてＹＥＳと判定すると、ステップＳ１１３にて、課金情報収集レポート依頼を行う際に必要となる情報（ハンドオーバや呼切断要求にかかる移動局のＨ−ＲＮＴＩや、Measurement-ID）を抽出する。

そして、基地局制御装置は、ステップＳ１１４の処理として、Ｈ−ＲＮＴＩやMeasurement-IDを付与した課金情報収集レポート依頼を、基地局へ送信する。その後、基地局制御装置は、ステップＳ１１５にて課金情報収集レポートの待ち状態となり、ステップＳ１１６にて課金情報収集レポートを受信すると、ステップＳ１１７にて当該課金情報収集レポートを課金装置に送信する。

当該課金情報収集レポートの送信後、基地局制御装置は、ステップＳ１１８にて、前述の課金情報収集停止要求（Traffic Collection Stop Request）を基地局へ送信する。なお、基地局制御装置は、ステップＳ１１８にて課金情報収集停止要求を送信した後、各データを消去する。

なお、本実施形態の無線ネットワークシステムは、例えばハンドオーバが発生して基地局が切り替えられた場合、そのハンドオーバによる切り替え前の基地局と切り替え後の基地局にてそれぞれ収集された課金情報を、無線ネットワーク制御装置を介して課金装置へ送るようになされている。課金装置は、それらハンドオーバの切り替え前後の各基地局にて収集された課金情報を、当該ハンドオーバにかかる移動局を特定した状態で積算する。これにより、本実施形態の無線ネットワークシステムは、ハンドオーバにより基地局が切り替えられたとしても、そのハンドオーバにかかる移動局のユーザに対して課金を行うことができる。

次に、図８の基地局側の処理のフローチャートを説明する。

図８において、基地局は、ステップＳ１２１にて、基地局制御装置から課金情報収集レポート依頼を受信すると、ステップＳ１２２にて、その課金情報収集レポートに含まれるMeasurement-IDに該当する課金情報を課金情報管理テーブルから取り出し、その課金情報を用いて課金情報収集レポートを作成し、ステップＳ１２３にて、当該課金情報収集レポートを基地局制御装置へ送信する。

次いで、ステップＳ１２４にて基地局制御装置から課金情報収集停止要求を受信すると、基地局は、ステップＳ１２５にて、Measurement-IDに該当する課金情報の収集処理を停止する。その後、基地局は、各データを消去する。

図９には、本発明実施形態の基地局の構成を示す。

図９において、本実施形態の基地局１０は、ダイバーシチ受信を可能とする複数のアンテナ１１と、アンテナ１１により受信された信号を増幅する屋外受信増幅器１２と、屋外受信増幅器１２の動作を監視する屋外受信増幅器監視装置１３と、基地局本体２０とからなる。

基地局本体２０内には、送信電力増幅部２１、無線部２２、ベースバンド信号処理部２３、有線伝送路インターフェイス部２４、制御部２５、ＨＡＲＱ ＡＣＫ／ＮＡＣＫ受信機能部２６、変換テーブル２７の各構成の他、本実施形態の課金情報収集のための構成として課金情報収集処理部２８と課金情報管理テーブル２９、バッファ（蓄積手段）３０を備えている。なお、変換テーブル２７、課金情報収集処理部２８、バッファ３０は、制御部２５内の機能部として含まれていても良い。

有線伝送路インターフェイス部２４は、基地局制御装置と基地局との間のインターフェイスであり、ＡＴＭ（asynchronous transfer mode）処理機能やＡＡＬ（ATM adaptation layer）信号処理機能、サービス依存部コネクション型プロトコル（ＳＳＣＯＰ）機能等を有する。

ベースバンド信号処理部２３は、有線伝送路インターフェイス部２４を介して供給された送信信号の誤り訂正符号化、フレーム化、データ変調、拡散変調等の各処理を行って無線部２２へ伝送し、また、アンテナ１１で受信されて無線部２２を介して供給された受信信号の逆拡散、チップ同期、誤り訂正復号、データの多重／分離、セクタ間ダイバーシチハンドオーバ時の最大比合成などの信号処理を行う。

無線部２２は、ベースバンド拡散された送信信号をディジタル／アナログ変換し、直交変換により無線周波数信号に変換した後、送信電力増幅部２１へ伝送し、また、アンテナ１１で受信されて屋外受信増幅器１２等を介して供給された受信信号を準同期検波し、アナログ／ディジタル変換してベースバンド信号処理部２３へ伝送する。

送信電力増幅部２１は、無線部２２からの送信信号を所要のアンテナ入力レベルまで電力増幅する。

制御部２５は、基地局制御装置との間で行われる呼制御信号の送受信や、無線回線の管理、無線回線の設定／開放の制御、本実施形態にかかる課金情報収集のための制御などを行う。

ＨＡＲＱ ＡＣＫ／ＮＡＣＫ受信機能部２６は、前述したＨＡＲＱのＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報の受信やＡＣＫ／ＮＡＣＫ送達受信タイミングの管理などを行う。

課金情報収集処理部２８は、前述したように、本実施形態の基地局における課金情報収集の処理全般を実行するための機能部である。

変換テーブル２７は、前述したＨＳ−ＤＰＣＣＨで使用されるチャネルコードをＨ−ＲＮＴＩへ変換する際に用いられるテーブルである。

バッファ３０は、前述したように、移動局からのＨＡＲＱ送達確認（ＡＣＫ）が得られるまで、各ＵＭＤ−ＰＤＵかＭＡＣ−Ｄ ＰＤＵ、若しくはＭＡＣ−ＨＳ送信単位をバッファリングする。

以上説明したように、本発明実施形態の無線ネットワークシステムによれば、例えばＲ５ ＨＳＤＰＡのＲＬＣ ＵＭのようなＲＬＣ非確認型データ転送モードにより、動画ストリーミングデータ等のリアルタイム性の高いデータの配信が可能になり、さらに、Ｒ５ ＨＳＤＰＡのＲＬＣ ＵＭを使用したパケット交換型サービスにおいて課金情報の収集が可能となっている。

なお、上述した実施形態の説明は、本発明の一例である。このため、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることはもちろんである。例えば、本発明は、３ＧＰＰのＲ５ ＨＳＤＰＡ方式に限定されるものではなく、無線ネットワークシステムも携帯電話システムに限定されるものではない。また、本発明の基地局は、携帯電話システムの基地局に限定されず、例えば上述したＲＬＣ非確認型データ転送モードに準ずるモードを備えた各種無線ネットワークシステムの中継装置にも適用可能である。さらに、本発明は、ユーザからのリクエストによらないデータ配信にも適用可能である。その他、課金情報の収集は、パケット数だけでなく通信時間により行われても良い。

本発明実施形態の無線ネットワークシステムにおけるデータ配信と課金情報の収集処理の流れを示すタイムフローチャートである。 本実施形態の課金情報収集処理の際に使用される各パラメータの説明に用いる図である。 本実施形態の課金情報収集処理の際に使用される課金情報管理テーブルの説明に用いる図である。 本実施形態の無線ネットワークシステムにおける無線アクセスネットワーク（ＵＴＲＡＮ）から移動局（ＵＥ）側へ送られるデータの流れを各レイヤー毎に分けて示す図である。 本実施形態の無線ネットワークシステムにおける無線アクセスネットワークと移動局との間のタイムフローチャートを示している。 図１のステップＳ５におけるデータ配信と課金情報の収集処理の詳細なフローチャートである。 課金情報収集処理のうち基地局制御装置側の処理のフローチャートである。 課金情報収集処理のうち基地局側の処理のフローチャートである。 本実施形態の基地局の概略構成を示す機能ブロック図である。

符号の説明

１０…基地局
１１…アンテナ
１２…屋外受信増幅器
１３…屋外受信増幅器監視装置
２０…基地局本体
２１…送信電力増幅部
２２…無線部
２３…ベースバンド信号処理部
２４…有線伝送路インターフェイス部
２５…制御部
２６…ＨＡＲＱ ＡＣＫ／ＮＡＣＫ受信機能部
２７…変換テーブル
２８…課金情報収集処理部
２９…課金情報管理テーブル
３０…バッファ

Claims (8)

1. 移動局と、上記移動局との間で無線による通信を行う基地局と、上記移動局と基地局の間の無線通信を制御する無線通信制御装置とを、少なくとも有する無線通信システムにおいて、
   上記基地局は、
   上記移動局との間で無線による通信を行うための無線通信手段と、
   上記無線通信手段による上記移動局への信号送信に対応して当該移動局から返信されてくる応答信号を受信するための応答信号受信手段と、
   上記移動局への信号送信後に、上記応答信号受信手段がその移動局からの応答信号を受信した際、上記無線通信手段から当該移動局へ送信された信号量を収集する収集手段と、
   上記無線通信制御装置との間で信号通信を行うと共に、上記収集手段が収集した信号量の情報を上記無線通信制御装置へ送信する制御装置インターフェイス手段とを有する
   ことを特徴とする無線通信システム。
2. 請求項１記載の無線通信システムであって、
   上記基地局の無線通信手段は、上記移動局へ送る信号にヘッダ情報を付加して送信し、上記収集手段は上記ヘッダ情報を除く信号量を収集することを特徴とする無線通信システム。
3. 請求項１記載の無線通信システムであって、
   上記基地局の収集手段が収集した信号量の情報を取得し、その信号量の情報を、移動局を特定して積算する積算装置を有することを特徴とする無線通信システム。
4. 請求項３記載の無線通信システムであって、
   上記積算装置は、上記移動局が特定された積算信号量に基づいて、その移動局のユーザに対する課金料金を集計することを特徴とする無線通信システム。
5. 請求項１記載の無線通信システムであって、
   上記基地局は、
   上記移動局へ送る信号を蓄積する蓄積手段と、
   上記応答信号受信手段にて上記移動局から応答信号を受信できないとき、上記蓄積手段に蓄積している信号を取りだして上記無線通信手段から移動局へ再送する制御手段とを有することを特徴とする無線通信システム。
6. 移動局と無線通信の制御を行う無線通信制御装置との間で通信される信号を中継すると共に、上記移動局との間では無線による通信を行う中継装置において、
   上記移動局との間で無線による通信を行うための無線通信手段と、
   上記無線通信手段による上記移動局への信号送信に対応して当該移動局から返信されてくる応答信号を受信するための応答信号受信手段と、
   上記移動局への信号送信後に、上記応答信号受信手段がその移動局からの応答信号を受信した際、上記無線通信手段から当該移動局へ送信された信号量を収集する収集手段と、
   上記無線通信制御装置との間で信号通信を行うと共に、上記収集手段が収集した信号量の情報を上記無線通信制御装置へ送信する制御装置インターフェイス手段とを有する
   ことを特徴とする中継装置。
7. 請求項６記載の中継装置であって、
   上記無線通信手段は、上記移動局へ送る信号にヘッダ情報を付加して送信し、
   上記収集手段は、上記ヘッダ情報を除く信号量を収集することを特徴とする中継装置。
8. 請求項６記載の中継装置であって、
   上記移動局へ送る信号を蓄積する蓄積手段と、
   上記応答信号受信手段にて上記移動局から応答信号を受信できないとき、上記蓄積手段に蓄積している信号を取りだして上記無線通信手段から移動局へ再送する制御手段とを有することを特徴とする中継装置。
   

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