JP2005347983A - 無線制御装置及びそれを用いた移動通信システム並びにその動作制御方法 - Google Patents

無線制御装置及びそれを用いた移動通信システム並びにその動作制御方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 複数のプロトコル処理部の一つから他へ切替える場合に、ユーザデータの中断なく継続通信が可能な無線制御装置(RNC)を得る。
【解決手段】 RNC2において、FP(Frame Protocol)、MAC(Medium Access Control)のプロトコル処理を実現している処理部(例えば、231)から、秘匿情報を読出し、他のプロトコル処理部(例えば、232)へ引継ぐことで、通話を継続すると共に、UE41に対して処理の引継ぎを意識させることがないようにしている。
【選択図】 図1

Description

本発明は無線制御装置及びそれを用いた移動通信システム並びにその動作制御方法に関し、特にW−CDMA(Wideband-Code Division Multiplex Access :広帯域符号分割多元接続)通信システムにおける無線制御装置のプロトコル処理部切替方式に関するものである。
移動通信システムの世界標準として3GPP(3rd Generation Partnership Project)により規定されているW−CDMA通信システムには、無線制御装置(RNC:Radio Network Controller)がある。このRNCの機能の一つに、無線インタフェースにおけるユーザデータに対するプロトコル処理がある。
当該RNCにおいて、プロトコル処理部のような複数実装する装置のファームウェア更新やハードウェア更新を行う際、該当装置を閉塞状態にして新規呼を受け付けない状態にして、更新を行う方法がある。また、別の方法として、該当する装置に対応する呼を強制的に追い出す方法がある。
更に、特許文献1には、RNCのユーザデータの処理制御をなすユーザプレーン制御部を、現用系とそれ以外に予備系のものを設けておき、現用系において輻輳が発生した時、その一部を予備系に引継ぐようにした技術が開示されている。更にはまた、特許文献2には、通信プロトコル処理部を、現用系と予備系とに分け、通信中に中断なく両系の切替えをおこなう技術が開示されている。
特開2004−48209号公報 特開平5−244225号公報
上述したRNCにおけるプロトコル処理部のファームウェア更新やハードウェア更新を行う際、該当処理部を閉塞状態にして、新規呼を受け付けない状態にする方法では、通信中の呼の完了を待つ必要があり、作業に時間がかかるという欠点がある。また、上述したように、該当する装置に対応する呼を強制的に追い出す方法があるが、通信中の呼のサービス品質劣化につながるという欠点がある。更に、3GPPによると、プロトコル処理を引継ぐ処理として、リロケーションと呼ばれる処理があるが、このリロケーション処理は、移動通信端末であるUE(ユーザイクイップメント)が意識して動作する必要があるという欠点がある。
上記の特許文献1の技術においては、RNCの現用ユーザプレーンの輻輳状態の際に、予備用のユーザプレーンへ現用の処理の一部を引継ぐ技術であり、処理の集中を排斥するための処理分散を意図したものであり、一つのプロトコル処理部を完全に閉塞状態にして、当該処理部のファームウェアやハードウェアの更新をなすためのものではない。
また、特許文献2の技術では、移動通信システムにおるRNCのプロトコル処理部に適用することは考慮されていない。すなわち、移動通信システムのRNCのプロトコル処理部においては、ユーザデータに対して秘匿をなす機能が含まれているが、RNCにおけるプロトコル処理部のファームウェア更新やハードウェア更新を行う際には、この秘匿のためのパラメータである秘匿情報をも考慮した系の切替えを行う必要があるところ、上記特許文献2の技術では、移動通信システムへの適用は意図されていないので、RNCにおけるプロトコル処理部のファームウェア更新やハードウェア更新を行う場合には、全く適用できない。
本発明の目的は、複数のプロトコル処理部の一つから他へ切替える場合に、通話(ユーザデータ)の中断なく継続通信が可能な無線制御装置及びそれを用いた移動通信システム並びにその動作制御方法を提供することである。
本発明の他の目的は、プロトコル処理部の切替え時に、ユーザ側の装置である移動通信端末(UE)に対して全く意識させる必要がない無線制御装置及びそれを用いた移動通信システム並びにその動作制御方法を提供することである。
本発明による無線制御装置は、移動通信システムにおいて、ユーザデータを所定のプロトコルに従って秘匿処理するプロトコル処理部を複数有する無線制御装置であって、前記ユーザデータに対する処理部を、第一のプロトコル処理部から第二のプロトコル処理部へ切替える際に、前記第一のプロトコル処理部の秘匿情報を、前記第二のプロトコル処理部へ引継ぐよう制御する制御手段を含むことを特徴とする。
そして、前記制御手段は、前記第一のプロトコル処理部の秘匿情報を読出して前記第二のプロトコル処理部へ設定するようにしたことを特徴とし、また前記制御手段は、前記第一のプロトコル処理部から読出した前記秘匿情報に対して処理遅延を考慮した新たな秘匿情報を生成して、前記第二のプロトコル処理部へ設定するようにしたことを特徴とする。また、前記第二のプロトコル処理部への前記秘匿情報の引継ぎの終了に応答して、前記ユーザデータの接続先を、前記第二のプロトコル処理部に切替えるようにしたことを特徴とする。
本発明による動作制御方法は、移動通信システムにおいて、ユーザデータを所定のプロトコルに従って秘匿処理するプロトコル処理部を複数有する無線制御装置の動作制御方法であって、前記ユーザデータに対する処理部を、第一のプロトコル処理部から第二のプロトコル処理部へ切替える際に、前記第一のプロトコル処理部の秘匿情報を、前記第二のプロトコル処理部へ引継ぐよう制御する制御ステップを含むことを特徴とする。
そして、前記制御ステップは、前記第一のプロトコル処理部の秘匿情報を読出して前記第二のプロトコル処理部へ設定するステップを有することを特徴とし、また前記制御ステップは、前記第一のプロトコル処理部から読出した前記秘匿情報に対して処理遅延を考慮した新たな秘匿情報を生成して、前記第二のプロトコル処理部へ設定するようにしたことを特徴とする。また前記制御ステップは、前記第二のプロトコル処理部への前記秘匿情報の引継ぎの終了に応答して、前記ユーザデータの接続先を、前記第二のプロトコル処理部に切替えるステップを、更に有することを特徴とする。
本発明によるプログラムは、移動通信システムにおいて、ユーザデータを所定のプロトコルに従って秘匿処理するプロトコル処理部を複数有する無線制御装置の動作制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、前記ユーザデータに対する処理部を、第一のプロトコル処理部から第二のプロトコル処理部へ切替える際に、前記第一のプロトコル処理部の秘匿情報を、前記第二のプロトコル処理部へ引継ぐよう制御する制御処理を含むことを特徴とする。
本発明の作用を述べる。RNCにおいて、FP(Frame Protocol)、MAC(Medium Access Control)のプロトコル処理を実現している処理部から、ユーザデータ秘匿のためのパラメータである秘匿情報を読出し、他のプロトコル処理部へ引継ぐことで通話を継続すると共に、UEに対して処理の引継ぎを意識させることがないようにしている。
本発明においては、以下に記載するような効果を奏する。第1の効果は、プロトコル処理のための情報である通話中の秘匿情報を、現在処理している処理部から別の処理部へ引継ぐ特徴を有しているので、通話中の呼の完了や呼を強制的に追い出すことなく、処理部のファームウェア更新やハードウェア交換を行うことができることである。
第2の効果は、UEにはプロトコル処理部の切替えの動作を全く意識させることなく実現しているので、現状商用化されているUEに改造を加えることなく、本発明が実現可能となることである。
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。図1は本発明の実施の形態の機能ブロック図である。図1において、RNC2はNode B(無線基地局)31〜3mと共にRAN(Radio Access Network)を構成しており、Iuと称されるインタフェースを介してコアネットワーク(CN)1に接続されている。また、RNC2はIubと称されるインタフェースを介してNode B31〜3mと接続されており、Node B31〜3mの配下には、UE41〜4kが存在する。なお、m,kは2以上の整数とする。
RNC2は、Iu−IF部21と、制御部22と、プロトコル処理部231〜23nと、Iub−IF部24とを有する。制御部22はプロトコル処理部231〜23nの各々から秘匿情報を呼び出す機能と、各プロトコル処理部へ秘匿情報を設定する機能と、Iub−IF部24とIu−IF部21に対してユーザデータの接続先を切替えるように指示する機能とを有する。なお、nは2以上の整数とする。
プロトコル処理部231〜23nはRNC2内に複数台搭載されており、3GPP上に規定されているFP(Frame Protocol)、MAC(Media Access Control)の各プロトコルを終端する機能と、ユーザデータの秘匿設定や秘匿解除機能と、制御部22の指示により秘匿情報を通知する機能と、制御部22の要求により秘匿設定を実施し秘匿開始後に応答する機能とを有する。
Iub−IF部24は、制御部22からの指示に従い、上り回線(Uplink)のユーザデータを対応するプロトコル処理部へ転送する機能と、プロトコル処理部から送信される下り回線(Downlink)のユーザデータを対応するNodeBへ転送する機能と、これらユーザデータの転送先を切替える機能(例は、プロトコル処理部231に転送していたユーザデータを、プロトコル処理部232へ転送先を切替える機能)とを有する。
このとき、Iub−IF部24はNodeBから送信される上り回線のユーザデータを、制御部22からの指示に従って、プロトコル処理部の一つに転送し、全てのプロトコル処理部から送信される下り回線のユーザデータを受信して、NodeBへ転送する機能を有する。つまり、Iub−IF部24は、受信時に複数からの受信を許容し、送信時に一つのみに送信する機能を有している。
Iu−IF部21は、制御部22からの指示に従い、下り回線のユーザデータを対応するプロトコル処理部へ転送する機能と、プロトコル処理部から送信される上り回線のユーザデータを対応するCN1へ転送する機能と、これらユーザデータの転送先を切替える機能(例えば、プロトコル処理部231に転送していたユーザデータを、プロトコル処理部232へ転送先を切替える機能)とを有する。
このとき、Iu−IF部21はCN1から送信される下り回線のユーザデータを、制御部22らの指示に従って、プロトコル処理部の一つに転送し、全てのプロトコル処理部から送信される上り回線のユーザデータを受信し、CN1へ転送する機能を有する。つまり、Iu−IF部21は、受信時に複数からの受信を許容し、送信時に一つのみに送信する機能を有している。
上述のように、Iub−IF部24とIu−IF部21は、お互いに受信時に複数からの受信を許容し、送信時に一つのみに送信する機能を有しているため、プロトコル処理部231〜23nの切替処理を、瞬断することなく実行することが可能である。
更に、NodeBとのIubインタフェースや、CNとのIuインタフェースや、RNC2内の機能間のインタフェースは、ATM(Asynchronous Transfer Mode)及びIP(Internet Protocol )共に実現することが可能である。図1における本発明の実施例としての構成要素であるCN1、NodeB31〜3m、UE41〜4kは、3GPP上規定されている周知の構成要素であり、また本発明とは直接関係しないので、その詳細な構成は省略する。
図2のシーケンス図を使用して、本発明の実施の形態の動作を説明する。図2において、プロトコル処理部231のファームウェア更新やハードウェア交換を実施するために、現在プロトコル処理部231にて処理しているユーザデータを、プロトコル処理部232へ移設する場合について説明する。
この場合には、プロトコル処理部231がユーザデータの秘匿処理を実施しており(ステップ100)、Iu−IF部21でのCN1との接続先はプロトコル処理部231であり(ステップ101)、Iub−IF部24でのUEとの接続先はプロトコル処理部231となっている(ステップ102)。
この状態で、移設開始となると(ステップ200)、制御部22は、プロトコル処理部231に対して秘匿情報の呼出要求を行い(ステップ201)、プロトコル処理部231は、制御部22に対して秘匿情報呼出応答により秘匿情報を通知する(ステップ202)。
このとき通知する秘匿情報とは、この秘匿処理のためのパラメータであり、32ビットからなるシーケンス番号(秘匿シーケンス番号)があり、ロングシーケンス番号であるHFN(Hyper Frame Number)とショートシーケンス番号であるCFN(Connection Frame Number )とが、3GPPに規定されている。HFN、CFNは、プロトコル処理部231内でカウントされているものである。制御部22はプロトコル処理部231から呼び出した、これ等秘匿情報であるHFN、CFNを保持する(ステップ203)。
次に、制御部22はリソース補足要求をプロトコル処理部232へ送信し(ステップ204)、プロトコル処理部232は3GPP TS25.402にて規定されている“DL Transport Channel Synchronization”を送信し(ステップ205)、Node B31から“UL Transport Channel Synchronization”を受信後(ステップ206)、制御部22へリソース補足応答を送信する(ステップ207)。
この“Transport Channel Synchronization”は、プロトコル処理部232が送信するべきCFNの送信タイミングを認識していれば実行しなくても良いが、本例では、正確な送信タイミングを決定するために実行している。また、“Transport Channel Synchronization”を送受信する時、Iub−IF部24はプロトコル処理部232からのデータ送受信を想定していないが、データフレームかコントロールフレームかを識別して、コントロールフレームであれば常に導通する必要がある。なお、データフレームかコントロールフレームかの識別は、3GPP TS25.427に記載されているFT(Frame Type)を参照することで可能である。
次に、制御部22は、保持しているCFNに対して、予め設定されているマージン値を加えて、新たな秘匿設定用のHFN、CFNとする。このとき、CFNにマージン値を加えた結果、0を跨る場合には、HFNを1インクリメントして秘匿設定用HFNとする(ステップ208)。
その理由は、CFNが0から255の値をとるために、255の次は0となり、HFNは、秘匿が実施されている時に、CFNが255から0のように0を跨る場合には、HFNを1インクリメントする必要があるからである。従って、本秘匿情報を継続するためには、本処置が必要となる。具体例で説明すると、保持していたHFN,CFNがHFN=1、CFN=254で、マージン値=4の場合、設定するHFN=2、CFN=2となるのである。
ここで、マージン値を加える理由について説明する。秘匿処理を開始する時間、すなわち“Activation Time”の指定が必要であるが、このプロトコル処理部の切替え時には、“Activation Time”は、内部の処理遅延を考慮する必要があり、よって現在のCFNに対してこの内部処理遅延を考慮した、未来の“Activation Time”を生成することが必要となるからである。
次に、制御部22は、算出した秘匿設定用HFN,CFNを乗せて秘匿設定要求をプロトコル処理部232へ送信する(ステップ209)。プロトコル処理部232は、設定されたHFN,CFNにて秘匿を開始後、制御部22へ応答を送信する(ステップ211)。このとき設定されるCFNは、上述したように、秘匿を開始する“Activation Time”と呼ばれ、プロトコル処理部232が内部でカウントしているCFNがこの“Activation Time”に達したら、秘匿が開始されることになる。
次に、制御部22は、プロトコル処理部232から送信される応答(ステップ211)により秘匿が開始していることを確認し、Iu−IF部21とIub−IF部24へ接続先切替要求を送信する(ステップ212,213)。Iu−IF部21はCN1との接続先をプロトコル処理部231として動作していたが、制御部22からの接続先切替要求(ステップ212)に従って、CN1との接続先をプロトコル処理部232に変更後、制御部22へ応答を送信する(ステップ214)。
Iub−IF部24は、UE41との接続先をプロトコル処理部231として動作していたが、制御部22からの接続先切替要求(ステップ213)に従って、UE41との接続先をプロトコル処理部232に変更後、制御部22へ応答を送信する(ステップ215)。
最後に、制御部22は、プロトコル処理部231へリソース解放要求を送信し(ステップ216)、プロトコル処理部231は該当リソースを解放後、制御部22へ応答を送信する(ステップ217)。これにより、Iu−IF部21でのCN1との接続先はプロトコル処理部232に切替わり(ステップ104)、Iub−IF部24でのUE41との接続先はプロトコル処理部232に切替わる(ステップ105)。そして、ユーザデータはプロトコル処理部232にて秘匿処理されるのである(ステップ103)。
尚、これら一連の動作や制御はRAN2内でのみ実施されるので、UEやCNは本発明の動作に伴う処理を必要としない。
本発明の他の実施の形態の機能ブロック図を図3に示しており、図1と同等部分は同一符号にて示している。本実施の形態の基本的構成は図1の通りであるが、Iub−IF部とIu−IF部の機能とを、RNC2内の構成要素から、NodeB側とCN側へ取出した構成としている。
すなわち、図3において、Iub−IF部241〜24mはRNC2内の構成要素ではなく、NodeB31〜3mと1対1で構成して設け、Iu−IF部21はRNC2内の構成要素ではなく、CN1と対応して外部に設けている。本例の動作は、図2にて説明した例の動作と同等である。
更に、本発明の他の実施の形態の機能ブロック図を図4に示しており、図1と同等部分は同一符号にて示している。本例では、図1の基本構成のRNC2a内にIur−IF部25aを追加し、更に同一構成のRNC2bをIurにて接続した構成となっている。
図4において、Iur−IF部25a,25bは、互いに他のRNCとのインタフェース機能を有している。図2にて説明した実施例の動作と同等に、RNC2a内のあるプロトコル制御部から、他のRNC2b内の他のプロトコル処理部へ処理を引継ぐことや、その逆方向への引継ぎを可能としている。
なお、これ等プロトコル処理部231a〜23naは制御部22aにより制御され、またプロトコル処理部231b〜23nbは制御部22bにより制御されるので、制御部22aと22b間において、互いの制御を経由する機能を有しており、制御部22aから、他のRNC2b内のプロトコル処理部を直接制御するのではなく、制御部22bを経由して制御するようになっている。
上記の各実施の形態における動作シーケンスは、予め動作手順をプログラムとしてROM等の記録媒体に記録しておき、これをコンピュータに読取らせて実行させるようにできることは明白である。
本発明の一実施の形態の機能ブロック図である。 本発明の一実施の形態の動作を示す図である。 本発明の他の実施の形態の機能ブロック図である。 本発明の更に他の実施の形態の機能ブロック図である。
符号の説明
1 CN(コアネットワーク)
2 RNC(無線制御装置)
21 Iu−IF部
22 制御部
24 Iub−IF部
31〜3m Node B(無線基地局)
41〜4k UM(移動通信端末)
231〜23n プロトコル処理部

Claims (12)

  1. 移動通信システムにおいて、ユーザデータを所定のプロトコルに従って秘匿処理するプロトコル処理部を複数有する無線制御装置であって、前記ユーザデータに対する処理部を、第一のプロトコル処理部から第二のプロトコル処理部へ切替える際に、前記第一のプロトコル処理部の秘匿情報を、前記第二のプロトコル処理部へ引継ぐよう制御する制御手段を含むことを特徴とする無線制御装置。
  2. 前記制御手段は、前記第一のプロトコル処理部の秘匿情報を読出して前記第二のプロトコル処理部へ設定するようにしたことを特徴とする請求項1記載の無線制御装置。
  3. 前記制御手段は、前記第一のプロトコル処理部から読出した前記秘匿情報に対して処理遅延を考慮した新たな秘匿情報を生成して、前記第二のプロトコル処理部へ設定するようにしたことを特徴とする請求項1または2記載の無線制御装置。
  4. 前記制御手段は、前記第二のプロトコル処理部への前記秘匿情報の引継ぎの終了に応答して、前記ユーザデータの接続先を、前記第二のプロトコル処理部に切替えるようにしたことを特徴とする請求項1〜3いずれか記載の無線制御装置。
  5. 前記第二のプロトコル処理部は、他の無線制御装置に設けられていることを特徴とする請求項1〜4いずれか記載の無線制御装置。
  6. 請求項1〜5いずれか記載の無線制御装置を含むことを特徴とする移動通信システム。
  7. 移動通信システムにおいて、ユーザデータを所定のプロトコルに従って秘匿処理するプロトコル処理部を複数有する無線制御装置の動作制御方法であって、前記ユーザデータに対する処理部を、第一のプロトコル処理部から第二のプロトコル処理部へ切替える際に、前記第一のプロトコル処理部の秘匿情報を、前記第二のプロトコル処理部へ引継ぐよう制御する制御ステップを含むことを特徴とする動作制御方法。
  8. 前記制御ステップは、前記第一のプロトコル処理部の秘匿情報を読出して前記第二のプロトコル処理部へ設定するステップを有することを特徴とする請求項7記載の動作制御方法。
  9. 前記制御ステップは、前記第一のプロトコル処理部から読出した前記秘匿情報に対して処理遅延を考慮した新たな秘匿情報を生成して、前記第二のプロトコル処理部へ設定するようにしたことを特徴とする請求項7または8記載の動作制御方法。
  10. 前記制御ステップは、前記第二のプロトコル処理部への前記秘匿情報の引継ぎの終了に応答して、前記ユーザデータの接続先を、前記第二のプロトコル処理部に切替えるステップを、更に有することを特徴とする請求項7〜9いずれか記載の動作制御方法。
  11. 前記第二のプロトコル処理部は、他の無線制御装置に設けられていることを特徴とする請求項7〜10いずれか記載の動作制御方法。
  12. 移動通信システムにおいて、ユーザデータを所定のプロトコルに従って秘匿処理するプロトコル処理部を複数有する無線制御装置の動作制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、前記ユーザデータに対する処理部を、第一のプロトコル処理部から第二のプロトコル処理部へ切替える際に、前記第一のプロトコル処理部の秘匿情報を、前記第二のプロトコル処理部へ引継ぐよう制御する制御処理を含むことを特徴とするプログラム。
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