JP2006245840A

JP2006245840A - 移動通信システム及びその通信制御方法並びにそれに用いる移動通信端末及び基地局

Info

Publication number: JP2006245840A
Application number: JP2005056762A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Nagata; 淳永田
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2005-03-02
Filing date: 2005-03-02
Publication date: 2006-09-14
Anticipated expiration: 2025-03-02
Also published as: JP4595588B2

Abstract

【課題】基地局とＲＮＣとの間の有線区間の冗長トラヒックを減少させる。
【解決手段】ＵＥ１から送信されたデータセグメントを受信した複数の基地局２１，２２は、データセグメントを復元して保存し、復元結果情報をＵＥ１に返信する。ＵＥ１は復元結果情報を基に基地局を選択し、その選択結果を基地局２１，２２に報告する。選択結果で示された基地局では、保存していたデータセグメントをＲＮＣ３に送信し、選択されなかった基地局はデータセグメントを廃棄する。これにより、複数の基地局で受信されたデータセグメントはＵＥが選択した基地局からのみＲＮＣ３へ送信され、その他の基地局からは送信されないため、冗長トラヒックを削減できる。またＲＮＣ３にて、選択されなかった基地局からのデータを待ち合わせる必要もなくなる。
【選択図】図１

Description

本発明は移動通信システム及びその方法並びにそれに用いる移動通信端末及び基地局に関し、特にソフトハンドオーバ時における移動通信端末と基地局との間の通信制御方式に関するものである。

現在、移動通信システムでは、伝送容量を増大させる技術が数多く考案されている。第３世代移動通信の標準化団体の１つである３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project) においても、ＨＳＤＰＡ（High Speed Downlink Packet Access ）やＥＵＤＣＨ（Enhanced Uplink Dedicated Channel ）といった無線区間の伝送容量を向上させるための技術が提案されており、それらが実用化されるとネットワークを通過するトラヒックが急激に増加すると予想される。

しかしながら、一方では、基地局と無線制御装置との間のインタフェースである有線通信回線（Ｉｕｂ）については、それほど大幅な変更が行われていないために、相対的にこの区間の帯域が不足しがちである。特に、データセグメントの送信間隔（ＴＴＩ：Transmission Time Interval）を短縮化した場合には、個々のデータセグメントに含まれるユーザデータの量が少なくなるのに対して、プロトコルヘッダなどの大きさは変わらないために、オーバヘッドが大きくなる。従って、有線区間の使用効率を向上させることが重要な課題となっている。

このＩｕｂと称される有線回線の使用効率を低下させる原因の１つとして、ソフトハンドオーバ時の冗長トラヒックがある。移動通信システムでは、通信品質を向上させるため、セル端ではソフトハンドオーバと呼ばれる、複数の基地局と同時に通信を行う方式がある。例えば、図１に示すように、移動通信端末からデータセグメント１０１を送信する場合（以下、アップリンクという）、基地局（Ｎｏｄｅ−Ｂ）２１及び２２で受信されたデータセグメントは、それぞれ有線回線４１および有線回線４２を使用して無線制御装置（ＲＮＣ：Radio Network Controller）３に送られる。

この無線制御装置３では、両基地局２１，２２から受信したデータを比較して選択を行い、選択されたデータを上位のレイヤに渡す。このとき、有線回線４１または４２で送信されたデータセグメントのうち、選択されなかったデータセグメントは冗長トラヒックとなる。また、無線制御装置３でデータセグメントの比較を行うためには、両方のデータが到着するまで待ち合わせなければならないことになる。

ここで、特許文献１を参照すると、基地局と無線制御装置との間のトラヒックの軽減を図るための技術が開示されている。この技術においては、ある移動通信端末からの送信データを複数の基地局において受信した場合、各基地局において、受信データの受信品質を測定して、この測定受信品質が所定閾値より低く悪い場合には当該基地局において受信データを廃棄し、受信品質が良好な基地局が受信データを無線制御装置へ送信するようにして、Ｉｕｂと称される有線区間の冗長トラヒックをできるだけ少なくするというものである。
特開２００１−３５２５７２号公報

上述した特許文献１の技術では、ある移動通信端末からのデータを受信した複数の基地局において、受信品質が悪いものを廃棄し、良いものは全て無線制御装置へ送信されるので、複数の基地局で受信品質が良い場合には、冗長トラヒックの減少にはならないという欠点がある。

本発明の目的は、基地局と無線制御装置との間の有線区間における冗長トラフィックの削減を可能とした移動体通信システム及びその通信制御方法並びにそれに用いる移動通信端末及び基地局を提供することである。

本発明による移動通信システムは、移動通信端末が複数の基地局に対してデータ送信をなすことが可能な移動通信システムであって、前記複数の基地局の各々における前記データの復元結果情報を基に、前記移動通信端末において一つの選択基地局を決定して、この選択基地局のみが前記データを上位装置へ送信するようにしたことを特徴とする。

本発明による通信制御方法は、移動通信端末が複数の基地局に対してデータ送信をなすことが可能な移動通信システムにおける通信制御方法であって、前記複数の基地局の各々における前記データの復元結果情報を基に、前記移動通信端末において一つの選択基地局を決定する第一のステップと、この選択基地局のみが前記データを上位装置へ送信する第二のステップとを含むことを特徴とする。

本発明による基地局は、移動通信端末が複数の基地局に対してデータ送信をなすことが可能な移動通信システムにおける基地局であって、前記データの復元結果情報を前記移動通信端末へ送信する手段と、前記復元結果情報を基に決定された選択基地局である旨の通知情報を、前記移動通信端末から受信して、自局が前記選択基地局の場合には前記データを無線制御装置へ送信し、非選択基地局の場合には前記データを廃棄する手段とを含むことを特徴とする。

本発明による移動通信端末は、移動通信端末が複数の基地局に対してデータ送信をなすことが可能な移動通信システムにおける移動通信端末であって、前記複数の基地局から送信されてきた前記データの復元結果情報を受信して、これら復元結果情報を基に一つの選択基地局を決定して前記複数の基地局へ通知する手段を含むことを特徴とする。

本発明によるプログラムは、移動通信端末が複数の基地局に対してデータ送信をなすことが可能な移動通信システムにおける基地局の動作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、前記データの復元結果情報を前記移動通信端末へ送信する処理と、前記復元結果情報を基に決定された選択基地局である旨の通知情報を、前記移動通信端末から受信して、自局が前記選択基地局の場合には前記データを無線制御装置へ送信し、非選択基地局の場合には前記データを廃棄する処理とを含むことを特徴とする。

本発明による他のプログラムは、移動通信端末が複数の基地局に対してデータ送信をなすことが可能な移動通信システムにおける移動通信端末の動作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、前記複数の基地局から送信されてきた前記データの復元結果情報を受信して、これら復元結果情報を基に一つの選択基地局を決定して前記複数の基地局へ通知する処理を含むことを特徴とする。

本発明の作用を述べる。移動通信端末から送信されたデータセグメントを受信した複数の基地局は、データセグメントを復元して保存し、復元結果情報を移動通信端末に返信する。移動通信端末は復元結果情報を基に基地局を選択し、その選択結果を各基地局に報告する。選択結果で示された基地局では、保存していたデータセグメントを無線制御装置に送信し、選択されなかった基地局はデータセグメントを廃棄する。これにより、複数の基地局で受信されたデータセグメントは移動通信端末が選択した基地局からのみ無線制御装置へ送信され、その他の基地局からは送信されないため、冗長トラヒックを削減できる。また無線制御装置にて、選択されなかった基地局からのデータを待ち合わせる必要もなくなる。

本発明によれば、移動通信端末がソフトハンドオーバ状態で複数の基地局と接続されていても、各々のデータセグメントは移動通信端末が選択しなかった基地局からは無線制御装置へ送られないために、Ｉｕｂと称されるインタフェースでの冗長トラヒックを削減できるという効果がある。また、無線制御装置において、複数の基地局からの同一セグメントを待ち合わせる必要がなくなり、さらに、データセグメントの復元に失敗した基地局でも、復元に成功した基地局が他に存在することが確認できるという効果もある。

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。既に説明した図１のシステム構成は、本発明の実施の形態においても適用されるシステムであり、この図１に示した移動通信システムについて以下に説明する。

図１は３ＧＰＰ仕様の移動通信システムであり、ＵＥ（移動通信端末）１はソフトハンドオーバ状態でアップリンクのデータを送信しており、無線回線を介して、Ｎｏｄｅ−Ｂ（基地局）２１及び２２と通信している。無線回線には、自動再送要求（ＡＲＱ:Automatic Repeat request ）が適用されているシステムを仮定する。Ｎｏｄｅ−Ｂ２１及び２２はＡＴＭ回線、ＩＰ網など有線通信網または無線アクセス網によって上位装置であるＲＮＣ（無線制御装置）３と接続されている。

なお、Ｎｏｄｅ−ＢとＲＮＣ３との間の回線をＩｕｂ、またＮｏｄｅ−ＢとＲＮＣを合わせてＵＴＲＡＮ（Universal Terrestrial Radio Access Network）と呼ぶ。

以上のシステム構成における本発明の特徴を簡単に述べると、いま、ソフトハンドオーバ状態にあるＵＥ１がこのＵＴＲＡＮに向けてデータセグメント１０１を送信したとする。データセグメント１０１は無線回線を介してＮｏｄｅ−Ｂ２１及び２２で受信される。Ｎｏｄｅ−Ｂ２１及び２２はデータセグメントの復元を行い、正常に復元できたと判断した場合には、確認応答（ＡＣＫ）をＵＥ１に返信する。また、正常に復元できなかった場合は、否定応答（ＮＡＣＫ）を返信しデータセグメント１０１を廃棄するのである。

以下に、本発明の実施の形態の動作を、先ず、Ｎｏｄｅ−Ｂ２１及び２２共にデータセグメントＡを正常に受信した場合について、図２のシーケンス図を参照しつつ説明する。ＵＥ１はデータセグメントＡを無線回線を通してＮｏｄｅ−Ｂに送信する（ステップＳ１）。Ｎｏｄｅ−Ｂ２１及び２２では、データセグメントＡを正常に受信できたと判断した場合に、バッファに保存する（ステップＳ２，Ｓ３）と共に、ＵＥ１に対してＡＣＫを送信する（ステップＳ４，Ｓ５）。ここで、ＡＣＫには、受信品質を示す情報などを付加しても良い。

データセグメントＡに対するＡＣＫを受信したＵＥ１では、データセグメントＡをＲＮＣに送信するＮｏｄｅ−Ｂを選択する（ステップＳ６）。このときの選択の基準としては、予め優先的に送信するＮｏｄｅ−Ｂを決めておく方法、あるいはＡＣＫに受信品質が示されていれば、それを基準にする方法などが考えられる。ここでは、Ｎｏｄｅ−Ｂ２１を選択するものとする。

選択を行ったＵＥは、Ｎｏｄｅ−Ｂ２１を選択したことを、両Ｎｏｄｅ−Ｂに対して示すことになる（ステップＳ７）。この場合の選択結果の示し方は、ＵＥからＮｏｄｅ−Ｂに対して専用のメッセージを送信する方法、あるいは既存のメッセージや新たに送ろうとしているデータセグメントなどに付加する方法などがある。

この選択結果情報を受け取ったＮｏｄｅ−Ｂ２１では、保存してあったデータセグメントＡをＲＮＣ３に送信する（ステップＳ８）。また、選択されなったＮｏｄｅ−Ｂ２２では、データセグメントＡを廃棄する（ステップＳ９）。

次に、Ｎｏｄｅ−Ｂ２１ではデータセグメントＢが正常に復元できたが、Ｎｏｄｅ−Ｂ２２ではデータセグメントＢを正常に復元できなかった場合について、図３のフローチャートを用いて説明する。このとき、Ｎｏｄｅ−Ｂ２１の動作は図２の場合と同一である。すなわち、ＵＥ１がデータセグメントＢを無線回線を通してＮｏｄｅ−Ｂに送信する（ステップＳ１１）と、Ｎｏｄｅ−Ｂ２１では、データセグメントＢを正常に受信して復元できたので、これをバッファに保存すする（ステップＳ１２）と共に、ＵＥ１に対してＡＣＫを送信する（ステップＳ１４）。

これに対して、Ｎｏｄｅ−Ｂ２２はデータセグメントＢを正常に受信できなかったために、これを廃棄する（ステップＳ１３）と共に、ＮＡＣＫを返信する（ステップＳ１５）。ＵＥ１では、Ｎｏｄｅ−Ｂ２１からＡＣＫを、Ｎｏｄｅ−Ｂ２２からＮＡＣＫを、それぞれ受信するが、Ｎｏｄｅ−Ｂ２１が正常に復元できたと判断できるために、Ｎｏｄｅ−Ｂ２１を選択し（ステップＳ１６）、両Ｎｏｄｅ−Ｂにその旨を通知する（ステップＳ１７）。

Ｎｏｄｅ−Ｂ２１では、データセグメントＢをＲＮＣ３に送信する（ステップＳ１８）。Ｎｏｄｅ−Ｂ２２では、選択結果情報よりＮｏｄｅ−Ｂ２１がＲＮＣ３にデータセグメントＢを送信したと判断できるために、データセグメントＢに対する処理動作を終了することになる（ステップＳ１９）。

但し、Ｎｏｄｅ−Ｂにおいて、あるデータセグメントに対する選択結果情報をＵＥから受信しなかった場合には、そのデータセグメントをＲＮＣに送信するようにする。これは、選択結果情報が途中で失われた場合などに、どのＮｏｄｅ−ＢからもＲＮＣに対してデータセグメントが送られないという状態を避けるためである。

例えば、図４な示すように、両方のＮｏｄｅ−Ｂ共にあるデータセグメントＣを正常に復元でき（ステップＳ２１〜Ｓ２５）、ＵＥ１がＮｏｄｅ−Ｂ２１を選択したが（ステップ２６）、通信経路中で失われる等の理由により、Ｎｏｄｅ−Ｂ２１では、データセグメントＣに対する選択結果情報を受信できなかったと仮定する（ステップＳ２７の“×”で示す）。

このとき、選択結果情報を受信できなかったＮｏｄｅ−Ｂ２１は、ＲＮＣ３に対してデータセグメントＣを送信するようにする（ステップＳ２８）。Ｎｏｄｅ−Ｂが選択結果情報を受信できなかったと判断する方法は、図４のステップＳ３０に示すように、一定時間待っても選択結果情報を受信しない場合に、択結果情報を受信できなかったと判断する方法が考えられる。また、他の方法として、別のセグメントに対する選択結果情報を受信した場合などが考えられる。

このようにした場合、ＲＮＣ３において、Ｎｏｄｅ−Ｂ２１及び２２の両方から同一のデータセグメントを受信する可能性がある。その場合は、ＲＮＣにおいてどちらかを選択すればよい。Ｎｏｄｅ−Ｂにおいて、正常に復元可能と判断されたデータセグメントのみがＲＮＣに送られてくるため、例えば、先に到着したデータセグメントを選択して、後者は廃棄するなどの方法でも問題はないと考えられる。

以上のような方法によって、ＵＥがソフトハンドオーバ状態で複数のＮｏｄｅ−Ｂと接続されていても、各々のデータセグメントはＵＥが選択したＮｏｄｅ−ＢからのみＲＮＣへ送られるようになる。そのために、冗長トラヒックを削減できる。また、ＲＮＣにおいて、複数のＮｏｄｅ−Ｂからの同一セグメントを待ち合わせる必要がなくなる。更に、データセグメントの復元に失敗したＮｏｄｅ−Ｂでも、復元に成功したＮｏｄｅ−Ｂが他に存在することが確認できる。

本発明では、送信すべきデータの種類（音声呼であるかパケット呼であるか）や特性（通信速度、許容遅延量、許容遅延揺らぎなど）に応じて適用するかどうかを使い分けたほうが良い。例えば、ＵＥがソフトハンドオーバ状態に設定されるときに、通信中のデータ種類・特性に応じてＲＮＣが本発明の使用可否を判断し、使用すると決定した場合にはＵＥおよびＮｏｄｅ−Ｂに対して通知するという方法がある。

以上述べた図２〜４のフローチャートに示す動作は、予めＵＥやＮｏｄｅ−Ｂにおける動作として、プログラム手順を作成して、これをＲＯＭなどの記録媒体に格納しておき、コンピュータ（ＣＰＵ）によりこれを読み取らせて実行させるように構成できることは明白である。

本発明の実施の形態が適用される移動通信システムの概略構成図である。本発明の一実施の形態の動作を示すフローチャートである。本発明の他の実施の形態の動作を示すフローチャートである。本発明の更に他の実施の形態の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１ＵＥ（移動通信端末）
２１，２２Ｎｏｄｅ−Ｂ（基地局）
３ＲＮＣ（無線制御装置）

Claims

移動通信端末が複数の基地局に対してデータ送信をなすことが可能な移動通信システムであって、
前記複数の基地局の各々における前記データの復元結果情報を基に、前記移動通信端末において一つの選択基地局を決定して、この選択基地局のみが前記データを上位装置へ送信するようにしたことを特徴とする移動通信システム。
前記基地局の各々において、前記復元結果情報を前記移動通信端末へ送信する手段と、
前記移動通信端末において、前記復元結果情報を基に前記選択基地局を決定して前記複数の基地局へ通知する基地局選択手段と、
前記基地局の各々において、自局が前記選択基地局の場合には前記データを無線制御装置へ送信する手段とを含むことを特徴とする請求項１記載の移動通信システム。
前記基地局の各々において、自局が非選択基地局の場合には前記データを廃棄する手段を、更に含むことを特徴とする請求項２記載の移動通信システム。
前記基地局選択手段は、前記基地局のうち複数の復元結果情報が良を示す場合に、これら複数の基地局うち予め定められた基地局を前記選択基地局とするよう構成されていることを特徴とする請求項２または３記載の移動通信システム。
前記基地局選択手段は、前記基地局のうち複数の復元結果情報が良を示す場合に、受信品質に応じて前記選択基地局を決定するよう構成されていることを特徴とする請求項２または３記載の移動通信システム。
移動通信端末が複数の基地局に対してデータ送信をなすことが可能な移動通信システムにおける通信制御方法であって、
前記複数の基地局の各々における前記データの復元結果情報を基に、前記移動通信端末において一つの選択基地局を決定する第一のステップと、
この選択基地局のみが前記データを上位装置へ送信する第二のステップと、
を含むことを特徴とする通信制御方法。
前記第一のステップは、前記基地局の各々において、前記データの復元結果情報を前記移動通信端末へ送信するステップと、前記移動通信端末において、前記復元結果情報を基に一つの選択基地局を決定して前記複数の基地局へ通知する基地局選択ステップとを有し、
前記第二のステップは、前記基地局の各々において、自局が前記選択基地局の場合には前記データを無線制御装置へ送信し、非選択基地局の場合には前記データを廃棄するステップとを有することを特徴とする請求項６記載の通信制御方法。
前記基地局選択ステップは、前記基地局のうち複数の復元結果情報が良を示す場合に、これら複数の基地局うち予め定められた基地局を前記選択基地局とすることを特徴とする請求項７記載の通信制御方法。
前記基地局選択ステップは、前記基地局のうち複数の復元結果情報が良を示す場合に、受信品質に応じて前記選択基地局を決定することを特徴とする請求項７記載の通信制御方法。
移動通信端末が複数の基地局に対してデータ送信をなすことが可能な移動通信システムにおける基地局であって、
前記データの復元結果情報を前記移動通信端末へ送信する手段と、
前記復元結果情報を基に決定された選択基地局である旨の通知情報を、前記移動通信端末から受信して、自局が前記選択基地局の場合には前記データを無線制御装置へ送信し、非選択基地局の場合には前記データを廃棄する手段と、
を含むことを特徴とする基地局。
移動通信端末が複数の基地局に対してデータ送信をなすことが可能な移動通信システムにおける移動通信端末であって、
前記複数の基地局から送信されてきた前記データの復元結果情報を受信して、これら復元結果情報を基に一つの選択基地局を決定して前記複数の基地局へ通知する手段を含むことを特徴とする移動通信端末。
前記手段は、前記基地局のうち複数の復元結果情報が良を示す場合に、これら複数の基地局うち予め定められた基地局を前記選択基地局とするよう構成されていることを特徴とする請求項１１記載の移動通信端末。
前記手段は、前記基地局のうち複数の復元結果情報が良を示す場合に、受信品質に応じて前記選択基地局を決定するよう構成されていることを特徴とする請求項１１記載の移動通信端末。
移動通信端末が複数の基地局に対してデータ送信をなすことが可能な移動通信システムにおける基地局の動作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、
前記データの復元結果情報を前記移動通信端末へ送信する処理と、
前記復元結果情報を基に決定された選択基地局である旨の通知情報を、前記移動通信端末から受信して、自局が前記選択基地局の場合には前記データを無線制御装置へ送信し、非選択基地局の場合には前記データを廃棄する処理と、
を含むことを特徴とするプログラム。
移動通信端末が複数の基地局に対してデータ送信をなすことが可能な移動通信システムにおける移動通信端末の動作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、
前記複数の基地局から送信されてきた前記データの復元結果情報を受信して、これら復元結果情報を基に一つの選択基地局を決定して前記複数の基地局へ通知する処理を含むことを特徴とするプログラム。