JP2007074577A - データ伝送システム、通信ノード及びデータ伝送方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数の基地局を統括する中央制御ノードによらず、複数の基地局が同期してＭＢＭＳデータを移動局に送信するデータ伝送システムを提供すること。
【解決手段】 データ伝送システムは、ユーザ共通データを管理する通信ノードと、前記通信ノードに接続された１以上の無線基地局と、１以上の移動局とを有する。本システムでは、１以上の基地局の各々は複数の基地局に共通に使用される絶対時間に同期する。通信ノードは、１以上のユーザ用のユーザ共通データをプロバイダから受信する手段と、１以上の基地局と通信を行うことで１以上の基地局がユーザ共通データを移動局に送信する伝送タイミングを決定する手段とを有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、無線通信の技術分野に関し、特にマルチメディア・ブロードキャスト・マルチキャスト・サービス（ＭＢＭＳ：Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｂｒｏａｄｃａｓｔ Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ Ｓｅｒｖｉｃｅ）が行われるデータ伝送システム、そのシステムで使用される通信ノード及びデータ伝送方法に関する。

近年の移動通信システムでは、回線交換型の音声サービスだけでなく、パケット交換方式による大容量のマルチメディアサービスが行われつつある。第三世代標準化機構ではパケット交換型のシステムにおけるＭＢＭＳが標準化され、それに関連するアーキテクチャや無線チャネルに関する構成が公表されている（非特許文献１参照。）。基地局又はノードＢ（Ｎｏｄｅ Ｂ）はＭＢＭＳへの加入を促すＭＢＭＳ通知インディケータ（ＮＩ：Ｎｏｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）を配下の移動局（ＵＥ）へ告知する。移動局は受信したＮＩの中からサービス（例えば、ニュースの同報等）を選択し、基地局にその旨を連絡し、サービス加入手順が実行される。

この種の移動通信システムにおける基地局は互いに非同期で動作する。即ち、個々の基地局への信号は、時間差又はオフセットと共に伝送される。無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）の構成としては、複数の基地局と、それらを統括する中核的な無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）とが用意される。また、標準規格のリリース６（Ｒ６）では、Ｕプレーン（Ｕ−ｐｌａｎｅ）のプロトコル（ＰＤＣＰ、ＲＬＣ、ＭＡＣ−ｃ／ｓｈ、ＭＡＣ−ｄ等）は、ＲＮＣに配置され、ＭＢＭＳデータを伝送する場合には基地局間で１つのＰＤＣＰおよびＲＬＣが共通に使用される。

ＲＮＣから伝送されるＭＢＭＳデータは、ＲＮＣと基地局との間のインターフェース（Ｉｕｂ）では、フレームプロトコル（ＦＰ：Ｆｒａｍｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）が使用される。ＦＰのヘッダには、ＭＢＭＳデータの送信タイミングを指示するＣＦＮが付与されている。これにより、隣接セル間での送信タイミングを同一にすることが可能である。ＭＢＭＳ用の論理チャネルは、ＦＡＣＨにマッピングされており、ＦＡＣＨを伝送する物理チャネルはＳＣＣＰＣＨである。
３ＧＰＰインターフェース規格，３ＧＰＰ"ＴＳ２５．３４６"，"ＴＳ２５．９９２"，インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．３ｇｐｐ．ｏｒｇ＞

従来のＲＡＮは、中核的な通信ノード（ＲＮＣ）と、ＲＮＣに接続された多数の基地局（ノードＢ）とを有し、基地局間は非同期で動作する。ＭＢＭＳデータを伝送する無線チャネルＳＣＣＰＣＨは、符号又はコードで分割されている。ＣＦＮの付与されたＭＢＭＳデータがＲＮＣから伝送されるので、基地局間でタイミングを合わせてＭＢＭＳデータを伝送することができる。

しかしながらそのような中核的な通信ノードを用意することは、ＲＡＮ内での通信の遅延等を招いてしまうかもしれない。

本発明は、上記問題点の少なくとも１つに対処するためになされたものであり、その課題は、複数の基地局を統括する中央制御ノードによらず、複数の基地局が同期してＭＢＭＳデータを移動局に送信するデータ伝送システム、通信ノード及びデータ伝送方法を提供することである。

本発明によれば、ユーザ共通データを管理する通信ノードと、前記通信ノードに接続された１以上の無線基地局と、１以上の移動局とを有するデータ伝送システムが使用される。本システムでは、前記１以上の基地局の各々は複数の基地局に共通に使用される絶対時間に同期する。前記通信ノードは、１以上のユーザ用のユーザ共通データをプロバイダから受信する手段と、１以上の基地局と通信を行うことで１以上の基地局がユーザ共通データを移動局に送信する伝送タイミングを決定する手段とを有する。

本発明によれば、複数の基地局を統括する中央制御ノードによらず、複数の基地局が同期してＭＢＭＳデータを移動局に送信することができる。

本発明の一形態によれば、データ伝送システムに使用される通信ノード（ＢＭ−ＳＣ）は、ユーザ共通データをプロバイダから受信し、１以上の基地局と通信を行うことで１以上の基地局がユーザ共通データを移動局に送信する伝送タイミングを決定する。中核的なノードの持つ機能を基地局に集約させるので、中核的なノードを無くしてもよい。各基地局は絶対時間に同期しているので、各自にとってＭＢＭＳデータ伝送に都合の良い時間（タイミング）を自ら導出できる。基地局各自に都合の良い伝送タイミング等はＢＭ−ＳＣに通知され、ＢＭ−ＳＣは多数の（理想的には全ての）基地局に適切な伝送タイミングを決定し、各基地局に指示する。
または、ＢＭ−ＳＣが事前に設定した伝送タイミングを多数の基地局へ指示し、基地局は、指示された伝送タイミングは、ＭＢＭＳデータのみを伝送する構成であっても良い。
これにより、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）の機能をノードＢへ集約し、複数のノードＢを統括するＲＮＣの無いシステム構成においても、各ノードＢから同一のタイミングで同一のＭＢＭＳデータを伝送できる。隣接セル間で伝送されるＭＢＭＳデータをソフトコンバイン（Ｓｏｆｔ ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ）することもできる。また、コアネットワーク（ＣＮ）及び無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）間のデータ伝送がインターネットプロトコル（ＩＰ）によりなされて遅延時間差が大きくなったとしても、ノードＢのスケジューラにより、ノードＢ間で同一のタイミングでＭＢＭＳデータを伝送することができる。

所定のタイミングにユーザ共通データが各基地局から送信されるように、無線チャネルのリソースが事前に確保されてもよい。これにより、例えばユーザ共通データを一定の周期で伝送することができる。

図１は本発明の一実施例による通信システムを示す。本実施例の想定する通信システムは、コアネットワーク（ＣＮ：Ｃｏｒｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ）および無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ：Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ）から構成される。ＣＮは、経路制御装置１１、経路制御装置が接続された網１２、およびＭＢＭＳデータ伝送を制御するＢＭ−ＳＣ（Ｂｒｏａｄｃａｓｔ／Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｃｅｎｔｅｒ）１３から構成される。ＭＢＭＳデータはユーザ共通データと呼んでもよいし、ＢＭ−ＳＣはユーザ共通データ制御装置と呼んでもよい。一方、ＲＡＮは、複数の基地局（ノードＢ）１４および複数の移動局（ＵＥ）１５から構成される。ＢＭ−ＳＣとＵＥとの間では、ＭＢＭＳ伝送に必要な制御信号の送受信、およびデータ送受信が行なわれる。あわせて、ＢＭ−ＳＣと基地局との間においてもＭＢＭＳ伝送に必要な制御信号の送受信、およびデータ送受信が行なわれる。

複数の基地局の各々は、グローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ：Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）或いはそれに準ずるシステムによる絶対時間に同期し、従って基地局同士は互いに同期している。

ＣＮの網内のＭＢＭＳデータ伝送は、基本的にはインターネットプロトコル（ＩＰ）を用いて行なわれる。しかし、ＩＰに準拠したデータ伝送を行うことは必須ではなく、ＩＰ以外のプロトコルでデータ伝送が行われてもよい。

ノードＢとＵＥとの間では、ノードＢからＵＥへの下り方向のチャネルとして１つの無線物理チャネルが定義され、この無線物理チャネル上で、ＭＢＭＳ用の制御信号、およびＭＢＭＳデータが伝送される。

図２は本発明の一実施例によるＢＭ−ＳＣの機能ブロック図である。ＢＭ−ＳＣは、図２に示されるように、制御部、有線伝送部、伝送タイミング部、データ蓄積部およびＭＢＭＳ制御部から構成される。

制御部は、ＢＭ−ＳＣが具備する各機能エンティティに対して制御を行い、ＢＭ−ＳＣ装置全体の動作を司る。有線伝送部は、同一ＣＮ内のコンテンツプロバイダ（ＣＰ：Ｃｏｎｔｅｎｔｓ Ｐｒｏｖｉｄｅｒ）或いは一般的なデータネットワーク（ＰＤＮ：Ｐｕｂｌｉｃ Ｄａｔａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）中のＣＰから伝送されてきたＭＢＭＳデータを受信する機能を有する。有線伝送部は、ノードＢへＭＢＭＳデータを伝送する機能も有する。更に有線伝送部はノードＢ、ＵＥ及びＢＭ−ＳＣの間で制御信号を伝送する機能も有する。ＭＢＭＳ制御部は、１以上のノードＢとの間で、ＭＢＭＳのセッション（送信開始タイミング、送信継続時間、送信反復回数等）に関する制御を行なう機能を有する。データ蓄積部は、有線伝送部で受信したＣＰからのＭＢＭＳデータを蓄積する機能を有する。伝送タイミング部は、ＭＢＭＳセッション内での伝送タイミングに基づいてＭＢＭＳデータを伝送する機能を有する。

図３は本実施例の一実施例による基地局の機能ブロック図である。基地局は、図３に示されるように、制御部、無線伝送部、有線伝送部、ＭＢＭＳ制御部、スケジューリング部、データ蓄積部および絶対時間取得部から構成される。

制御部は、基地局に備わる各機能エンティティに対して制御を行い、基地局全体の動作を司る。

無線伝送部は、ＭＢＭＳのサービスに加入しているＵＥに対し、ＢＭ−ＳＣから伝送されてきたＭＢＭＳデータを無線チャネル上で伝送する為に必要なＴＢ（トランスポートブロック）の作成、変調、符号化等の処理を行う機能を有する。無線伝送部は、隣接するノードＢ間で絶対時間に同期したタイミングで無線チャネルを伝送する機能も有する。

有線伝送部は、ＢＭ−ＳＣから伝送されてきたＭＢＭＳデータを受信する機能を有する。有線伝送部はノードＢとＢＭ−ＳＣとの間で制御信号を通信する機能も有する。

ＭＢＭＳ制御部は、ノードＢとＢＭ−ＳＣとの間で、ＭＢＭＳセッションのシグナリングを行なう機能を有する。ＭＢＭＳ制御部は、ＢＭ−ＳＣから指定されたタイミングをノードＢのスケジューラへ反映させる機能も有する。例えばＭＢＭＳ制御部は、ＭＢＭＳデータの送信開始タイミング、送信継続時間、送信反復回数等の１つ以上について何らかの要請をＢＭ−ＳＣ側に通知してもよい。後述するようにＢＭ−ＳＣは各ノードＢからのそれらの要請に応じて、絶対時間に基づくセッション内容を決定する。

スケジューリング部は、ＭＢＭＳ制御部で指定したタイミングで、ＭＢＭＳデータを無線チャネルで伝送できるようにスケジューリングする機能を有する。

データ蓄積部は、有線伝送部から受信したＭＢＭＳデータが送信スケジュールとなるまで、ＭＢＭＳデータを蓄積する機能を有する。

絶対時間取得部は、ＧＰＳあるいはそれに準ずる絶対時間を持つものから絶対時間を取得する機能を有する。絶対時間取得部は、スケジューラの絶対時間をあわせる機能も有する。絶対時間取得部は、無線チャネルを絶対時間に同期させる機能も有する。

図４は本発明の一実施例によるＢＭ−ＳＣの動作フローを示す。ＢＭ−ＳＣは、自網内のＣＰ或いはＰＤＮにあるＣＰからＭＢＭＳデータを受信しているか否かを確認する（Ｓ１）。ステップＳ１の判断の結果、ＭＢＭＳデータを受信していない場合には、フローは終了する。ステップＳ１の判断の結果、ＭＢＭＳデータを受信している場合には、ＢＭ−ＳＣ内で一旦ＭＢＭＳデータを蓄積し、ＭＢＭＳデータに対するユーザの意思を確認する（Ｓ２）。即ち、基地局がＭＢＭＳの広告（通知インディケータ（ＮＩ））を告知し、ＵＥがその広告に応答しているか否かが確認される。

ユーザが何らかの興味を示して応答している状態は、アクティベーションとも呼ばれる。ステップＳ２の判断の結果、該当ＭＢＭＳに対するアクティベーションのＵＥがいない場合には、フローは終了する。ステップＳ２の確認の結果、ＭＢＭＳデータに対するＵＥのアクティベーションが確認された場合には、そのＵＥにＭＢＭＳデータを伝送する必要がある。そのため、ノードＢとＢＭ−ＳＣの間でＭＢＭＳセッションに関する取り決めが行われる（Ｓ３）。この取り決め又は制御指示では、該当ＭＢＭＳデータを、例えば、１５時０分０秒００に伝送を開始し、ＭＢＭＳデータの伝送時間が１分継続し、それが５分間隔で５回反復されることが決定されてもよい。特に、各ノードＢは、伝送開始時間等に関する要求をＢＭ−ＳＣに提示し、ＢＭ−ＳＣがそれらに基づいて適切な送信開始時間等が決定されてもよい。また、送信間隔等の伝送タイミングは、ＣＮからノードＢまでの伝送路での遅延揺らぎを考慮してマージンと共に決定されてもよい。ＭＢＭＳセッションの内容が複数のノードＢ及びＢＭ−ＳＣの間で取り決めで決定されることは、ＭＢＭＳセッションの内容がＢＭ−ＳＣ又はＲＮＣの側で一方的に決定されていた従来の手法と大きく異なる。本実施例では、ノードＢの各々が絶対時間に同期しているので、中核的なＲＮＣによらず、ＭＢＭＳセッションの内容を上記の取り決めにより決定できる。

次に、ステップＳ４では、ＭＢＭＳデータはノードＢとの間の取り決めによる伝送タイミングに合うように伝送される。現在のタイミングがＭＢＭＳデータの伝送スケジュールであるか否かが判断され（Ｓ４）、ＭＢＭＳデータの伝送スケジュールのタイミングであった場合には、順次ＭＢＭＳデータの伝送が始まる（Ｓ５）。指示された間隔で規定回数伝送が行なわれると、フローは終了する。ステップＳ４の判断の結果、ＭＢＭＳデータの伝送スケジュールで無い場合には、次のスケジューリングタイミングまでフローは待機する。

なお、ＭＢＭＳデータを複数回伝送することは本発明に必須ではない。しかし、既存のＩＭＴ−２０００システムとの整合性を図る観点からは、本実施例のようにＭＢＭＳデータを複数回伝送することが望ましい。既存のシステムにおけるＭＢＭＳデータは、無線区間での個々の再送制御（Ｒ６の場合には、ＲＬＣでの再送制御）の対象になっておらず、その代わりに同一データが複数回伝送される。

図５は本発明の一実施例によるノードＢの動作フローを示す。ノードＢは、ＢＭ−ＳＣからＭＢＭＳデータに対するシグナリングがあるか否かを確認する（Ｓ１）。ステップＳ１の判断の結果、シグナリングがある場合には、シグナリングの示すパラメータ（コンテンツのＱｏＳ、ストリーミング遅延時間等）が確認される。ステップＳ１の判断の結果、ＢＭ−ＳＣからのシグナリングが無かった場合には、フローは終了する。ＢＭ−ＳＣとの間で決定されたＭＢＭＳ伝送タイミングはＭＢＭＳ制御部で記憶される（Ｓ２）。次に、ＢＭ−ＳＣから該当ＭＢＭＳデータを受信したか否かが確認する（Ｓ３）。ステップＳ３の判断の結果、該当ＭＢＭＳデータを受信していない場合には、フローは終了する。ステップＳ３の判断の結果、ＭＢＭＳデータが受信される場合には、ＭＢＭＳデータ蓄積部で一時的に該当ＭＢＭＳデータの蓄積が行なわれる（Ｓ４）。次に、現時点がＭＢＭＳ制御部で記憶したスケジューリングタイミングに至っているか否かが確認される（Ｓ５）。ステップＳ５の判断の結果、ＢＭ−ＳＣとの間で決定されたＭＢＭＳデータの伝送スケジューリングタイミングに至っていた場合には、ＭＢＭＳデータが伝送される。

本発明の第２実施例で想定される通信システムは、第１実施例で説明済みの通信システムとほぼ同様であるが、無線チャネル上でＭＢＭＳ用の論理チャネルを伝送できる箇所が明確に規定されている点で異なる。即ち、ＭＢＭＳのデータ伝送用に無線チャネルのリソース（タイミングや周波数等）が予め確保されている。本実施例では一定の時間間隔でデータ伝送が行われるようにリソースが周期的に確保されているが、別の実施例では非周期的にリソースが確保されてもよい。

本実施例で想定されるノードＢに関するブロック図は図３に示されるものと同じであるが、各要素の機能は異なる。ノードＢは制御部、無線伝送部、有線伝送部、スケジューリング部、データ蓄積部、ＭＢＭＳ制御部および絶対時間取得部から構成される。

制御部は、ノードＢに備わる各機能エンティティに対して制御を行い、ノードＢ全体の動作を司る。

無線伝送部は、ＭＢＭＳのサービスに加入しているＵＥに対し、ＢＭ−ＳＣから配信されてきたＭＢＭＳデータを、複数のＵＥで受信可能な無線チャネル上で伝送する為のトランスポートブロックを処理する機能を有する。無線伝送部は、変調、符号化等の無線に必要な処理を行なう機能も有する。

有線伝送部は、ＢＭ−ＳＣから伝送されてきたＭＢＭＳデータを受信する機能を有する。有線伝送部はノードＢ及びＢＭ−ＳＣの間で制御信号をやり取りする為に有線伝送路上で必要な処理を施す機能も有する。

スケジューリング部は、ＭＢＭＳ制御部で指定されたＭＢＭＳ用の無線チャネルの伝送タイミングで、ＭＢＭＳデータを無線チャネルで伝送をスケジュールする機能を有する。

データ蓄積部は、ＢＭ−ＳＣから受信したＭＢＭＳデータが送信スケジュールとなるまで、ＭＢＭＳデータを蓄積する機能を有する。

ＭＢＭＳ制御部は、ノードＢとＢＭ−ＳＣとの間で、ＭＢＭＳセッションの為の制御信号のやり取りを行なう機能を有する。ＭＢＭＳ制御部は、ＭＢＭＳデータ伝送タイミングをノードＢのスケジューラへ反映させる機能を有する。

絶対時間取得部は、ＧＰＳあるいはそれに準ずる絶対時間を持つクロック源から絶対時間を取得する機能を有する。絶対時間取得部は、スケジューラの絶対時間を合わせる機能も有する。絶対時間取得部は、無線チャネルを絶対時間に同期させる機能も有する。

図６は本発明の一実施例によるノードＢの動作例を示すフローチャートである。図５に示されるフローと同様に、ノードＢは、ＢＭ−ＳＣからＭＢＭＳデータに対するシグナリングがあるか否かを確認する（Ｓ１）。ステップＳ１の判断の結果、シグナリングがある場合には、シグナリングの示すパラメータ（コンテンツのＱｏＳ、ストリーミング遅延時間等）が確認される。ステップＳ１の判断の結果、ＢＭ−ＳＣからのシグナリングが無かった場合には、フローは終了する。ＢＭ−ＳＣとの間で決定されたＭＢＭＳ伝送タイミングはＭＢＭＳ制御部で記憶される（Ｓ２）。次に、ＢＭ−ＳＣから該当ＭＢＭＳデータを受信したか否かが確認される（Ｓ３）。ステップＳ３の判断の結果、該当ＭＢＭＳデータが受信されていなかった場合にはフローは終了する。ステップ３の判断の結果、ＭＢＭＳデータを受信した場合には、ＭＢＭＳデータ蓄積部で一時的に該当ＭＢＭＳデータが蓄積される（ステップＳ４）。そして、現時点がＭＢＭＳ用のチャネルの伝送タイミングに至っているか否かが確認される（ステップＳ５）。ステップＳ５の判断の結果、ＭＢＭＳチャネルの伝送スケジューリングタイミングに至った場合には、該当ＭＢＭＳデータが伝送され（Ｓ６）、フローは終了する。第1実施例の場合とは異なり、ＭＢＭＳデータ伝送用の無線チャネルのリソースは既に確保されているので、この時点でのスケジューリングを行わずに済む。このような動作を行うことで、図７に示されるように、ＭＢＭＳデータが周期的に基地局から移動局へ伝送される。図示の例では１０時から１分毎にデータが伝送されている。

本発明の一実施例による通信システムを示す。 本発明の一実施例によるＢＭ−ＳＣの機能ブロック図である。 本発明の一実施例によるノードＢの機能ブロック図である。 本発明の一実施例によるＢＭ−ＳＣの動作例を示すフローチャートである。 本発明の一実施例によるノードＢの動作例を示すフローチャートである。 本発明の一実施例によるノードＢの動作例を示すフローチャートである。 ＭＢＭＳデータが周期的に基地局から移動局へ伝送される様子を示す図である。

符号の説明

１１ 経路制御装置
１２ 網
１３ ＢＭ−ＳＣ
１４ 無線基地局
１５ 移動局

Claims (5)

1. ユーザ共通データを管理する通信ノードと、前記通信ノードに接続された１以上の無線基地局と、１以上の移動局とを有するデータ伝送システムであって、
   前記１以上の基地局の各々は複数の基地局に共通に使用される絶対時間に同期し、
   前記通信ノードは、ユーザ用のユーザ共通データをプロバイダから受信する手段と、１以上の基地局と通信を行うことで１以上の基地局がユーザ共通データを移動局に送信する伝送タイミングを決定する手段とを有する
   ことを特徴とするデータ伝送システム。
2. 所定のタイミングにユーザ共通データが各基地局から送信されるように、無線チャネルのリソースが事前に確保される
   ことを特徴とする請求項１記載のデータ伝送システム。
3. １以上の基地局と１以上の移動局とを含むデータ伝送システムに使用され、前記1以上の基地局に接続された通信ノードであって、
   ユーザ用のユーザ共通データをプロバイダから受信する手段と、
   １以上の基地局と通信を行うことで１以上の基地局がユーザ共通データを移動局に送信する伝送タイミングを決定する手段と、
   を有し、前記複数の基地局の各々は複数の基地局に共通に使用される絶対時間に同期する
   ことを特徴とする通信ノード。
4. １以上の基地局がユーザ共通データを移動局に送信する伝送タイミングは、一定の周期に従って訪れる
   ことを特徴とする請求項３記載の通信ノード。
5. ユーザ共通データを管理する通信ノードと、前記通信ノードに接続された１以上の無線基地局と、１以上の移動局とを有するデータ伝送システムにおけるデータ伝送方法であって、
   前記１以上の基地局の各々は複数の基地局に共通に使用される絶対時間に同期し、
   前記通信ノードが、ユーザ用のユーザ共通データをプロバイダから受信し、
   前記通信ノードが、１以上の基地局と通信を行うことで、１以上の基地局がユーザ共通データを移動局に送信する伝送タイミングを決定する
   ことを特徴とするデータ伝送方法。

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