JP2007267017A

JP2007267017A - パケット破棄制御方法

Info

Publication number: JP2007267017A
Application number: JP2006089427A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Kato; 康博加藤; Masayuki Mogi; 誠幸茂木; Atsushi Harada; 篤原田; Takehiro Nakamura; 武宏中村
Original assignee: NTT Docomo Inc
Current assignee: NTT Docomo Inc
Priority date: 2006-03-28
Filing date: 2006-03-28
Publication date: 2007-10-11

Abstract

【課題】再送機能は基地局、秘匿機能は上位装置に分離して設置するアーキテクチャにおいて、基地局の再送機能に処理される以前に大量のパケット破棄または損失が発生した場合に、秘匿ハイパーフレームのずれが発生しないようにすること。
【解決手段】パケット破棄制御方法は、移動局に対する無線再送機能およびバッファリング機能を有する基地局、および移動局に対する秘匿機能を有する上位装置から構成される移動通信システムにおいて使用される。本方法は、基地局が秘匿された個々のパケットの秘匿シーケンス番号を認識し、基地局が滞留パケットを破棄する場合、最後に送信したパケットと同一の秘匿シーケンス番号に相当するパケットは破棄せずに移動局に送信し、それ以外のパケットを破棄する。
【選択図】図１

Description

本発明は、移動局に対する無線再送機能およびバッファリング機能を有する基地局、および移動局に対する秘匿機能を有する上位装置から構成される移動通信システムにおけるパケット破棄制御方法に関するものである。

従来の移動通信システムであるFOMA(登録商標）システムでは、移動局に対する秘匿機能および再送機能は基地局の上位に位置する上位装置で終端されている。この秘匿機能においては、秘匿関数への入力として、信号上明示的に示されるシーケンス番号と、信号上明示されず移動局及び上位装置で各々シーケンス周期毎にカウントアップするハイパーフレーム番号が組み合わされて使用されており、特に後者によって暗号化強度の向上が図られている。なお、IMT−2000システムにおける無線区間の秘匿処理の概要については非特許文献１に記載されている。

仮に、上位装置と移動局間のいずれかのポイントで、シーケンス番号周期を超える信号が一度に損失した場合は、上位装置と移動局の間でハイパーフレーム番号のずれが発生することになるため、それ以降秘匿解除後のデータが異常となるばかりではなく、その異常状態をシステム自体で直接検知できないという致命的な状態となる。

信号損失は無線区間のみならず上位装置から基地局までの有線区間でも発生しうるが、FOMA(登録商標）システムでは再送と秘匿機能が同一の上位装置で終端され、再送用のシーケンス番号が上述の秘匿用のシーケンス番号と共用されているため、信号損失は再送機能で補償され基本的にハイパーフレームのずれが発生することは無い。

FOMA(登録商標）以降の次世代システムにおいては、データの伝送遅延低減を目的として、上述の再送機能を移動局に近い基地局に配置するアーキテクチャが有力視されている。ただし、秘匿に関してはより安全性の高い場所に設置される上位装置で行うことが望ましいため、再送機能は基地局、秘匿機能は上位装置に分離して設置されることになる。

このアーキテクチャにおいてFOMA(登録商標）と同様の秘匿機能を用いた場合、基地局に滞留している信号を破棄した場合や、有線区間で発生した信号損失は再送で補償されないためハイパーフレームずれが発生するという課題がある。

基地局で信号破棄を行う理由は、無線チャネルとして共通チャネルやシェアードチャネルを採用する場合には基地局にスケジューラ機能が必須となり、一時的なバッファリングが必要となるためである。仮に一時的なトラフィック集中や無線状況悪化により長時間滞留した場合は、信号破棄タイマによるパケット破棄を行うことにより、全体的なパフォーマンス向上を図ることが可能となる。
３ＧＰＰＴＳ３３．１０２，６．６章

上記の通り、再送機能は基地局、秘匿機能は上位装置に分離して設置するアーキテクチャにおいて、基地局の再送機能に処理される以前に大量のパケット破棄または損失が発生した場合、秘匿ハイパーフレームのずれが発生し、秘匿処理上回復不可能な状態となってしまう問題がある。本発明はこのような問題を解決しようとするものである。

このような課題を解決するため本発明によるパケット破棄制御方法は、
移動局に対する無線再送機能およびバッファリング機能を有する基地局、および移動局に対する秘匿機能を有する上位装置から構成される移動通信システムにおいて、
基地局が秘匿された個々のパケットの秘匿シーケンス番号を認識し、
基地局が滞留パケットを破棄する場合、最後に送信したパケットと同一の秘匿シーケンス番号を有するパケットは破棄せずに移動局に送信し、それ以外のパケットを破棄する
ことを特徴とする。更に、
基地局が、基地局の一時的障害などにより秘匿シーケンス番号周期を超えて連続して破棄する場合、および上位装置からの途中経路上で秘匿シーケンス番号周期を超えて連続してパケット損失が発生したことを検出した場合は、上位装置にその内容を通知し、上位装置は移動局との間で秘匿状態の再設定を行う
ことを特徴とする。

これにより、基地局側では基本的に秘匿シーケンス周期を連続して超えるパケット破棄を行わないため、移動局と上位装置間で秘匿ハイパーフレーム番号がずれることは発生しない。また、やむを得ず秘匿シーケンス周期を超えて破棄する場合や、経路途中で匿シーケンス周期を超える連続した損失が発生した場合は、上位装置に通知することにより、秘匿状態を再設定可能となるため、異常状態が継続する事態を防ぐことが可能となる。

図1に本発明実施例における移動通信システムの構成例を示す。

101は移動局を示しており、基地局と無線リンクを確立し維持する機能を有し、基地局装置、上位装置を介してネットワークと通信を行う。本実施例で特徴的な部分としては、再送機能、秘匿機能を有し、それぞれの終端点である基地局、上位装置と設定を行う。秘匿機能に関しては、秘匿シーケンス番号の付与や、秘匿ハイパーフレーム番号のカウントアップを行う。

102は基地局装置を示しており、有線区間と無線区間のユーザデータの中継を行う。本実施例で特徴的な部分としては、移動局との間で再送機能、および下り送信のためのバッファを有し、上位装置から受信した移動局宛の下りパケットを移動局に送信完了するまでバッファリングする。また、秘匿シーケンス番号を認識する手段を有し、バッファされているパケットを破棄する際は、秘匿シーケンス番号を元に適切な破棄処理を行う。

103は基地局装置を集約する上位装置を示しており、基地局とIPネットワーク間のユーザデータの中継を行う。本実施例で特徴的な部分としては、移動局との間に秘匿機能を有し、秘匿シーケンス番号の付与や、秘匿ハイパーフレーム番号のカウントアップを行う。

104は移動局が通信を行うIPネットワークを示している。

図2に本実施例における秘匿シーケンス番号、秘匿ハイパーフレーム番号を示す（下りの場合）。送信側は予め定めた周期の秘匿シーケンス番号を秘匿パケットに付与し送信する。送信側、受信側共に、秘匿シーケンス周期が一周したら秘匿ハイパーフレーム番号を１つ加算する。これら秘匿シーケンス番号、秘匿ハイパーフレーム番号は秘匿関数への入力として使用される。秘匿ハイパーフレーム信号は信号上明示されないため秘匿強度の向上に寄与している。

この例では合わせて秘匿されたパケット信号が上記装置から基地局への転送途中、および基地局のバッファ上で破棄された例を示している。この例の場合、破棄される秘匿パケットがシーケンス番号周期を超えないためHFNのカウント上支障ないが、シーケンス周期を越えて破棄された場合は、HFNずれが発生するため大きな問題となる。

図3に本実施例におけるパケット破棄制御方法を示す。一時的なトラフィック集中や無線劣化により、該当ユーザの秘匿パケットが基地局バッファに長時間滞留し、破棄したほうが望ましい状況になった場合を仮定する。この場合、全パケットを破棄するのではなくシーケンス周期間隔毎のパケットは破棄せずに移動局に送信する。図3の例では、(HFN#0,SN#3)から、(HFN#3,SN#0)まで、本来全てパケット破棄対象であるが、(HFN#0,SN#2)からシーケンス周期毎のパケットである(HFN#1,SN#2)、(HFN#2,SN#2)は破棄されずに送信される（それ以外のパケットは破棄される）。これにより、移動局側のHFNを上位装置のHFNと同期ずれを防ぐことが可能で、大部分のHFNの状態不一致問題は解消される。

図4に本実施例における秘匿シーケンス周期を超える連続した破棄を検出したときの動作フローを示す。基地局は、上位装置からの経路上の損失や、基地局内部の一時的障害やリセット等による破棄により、秘匿シーケンス周期を超える連続した破棄を検出した場合は、HFNずれが発生するため、連続破棄通知として秘匿を終端している上位装置に通知する。

通知を受けた上位装置は秘匿の再設定処理を移動局との間で実施することにより、通信状態の回復を行う。

本実施例によれば、一時的なトラフィック集中や無線劣化により、該当ユーザの秘匿パケットが基地局バッファに長時間滞留し、破棄したほうが望ましい状況になった場合でも、大部分のパケットは破棄しつつ秘匿機能上致命的となるHFNずれを防ぐことができる。また、上位装置からの経路上の損失や、基地局内でやむを得ない破棄により秘匿シーケンス周期を超える連続した破棄が発生した場合でも、上位装置で適切な秘匿の再設定処理が可能となる。

本発明の一実施例による移動通信システムの構成例を示す図である。本発明の一実施例における秘匿シーケンス番号及び秘匿ハイパーフレーム番号を示す図である。本発明の一実施例によるパケット破棄制御方法を示す図である。秘匿シーケンス周期を超える連続した破棄を検出したときの本発明の一実施例による動作フローを示す図である。

符号の説明

101 移動局
102 基地局
103 上位装置
104 ＩＰネットワーク

Claims

移動局に対する無線再送機能およびバッファリング機能を有する基地局、および移動局に対する秘匿機能を有する上位装置から構成される移動通信システムにおいて、
基地局が秘匿された個々のパケットの秘匿シーケンス番号を認識し、
基地局が滞留パケットを破棄する場合、最後に送信したパケットと同一の秘匿シーケンス番号に相当するパケットは破棄せずに移動局に送信し、それ以外のパケットを破棄する
ことを特徴とするパケット破棄制御方法。
基地局が、基地局の一時的障害などにより秘匿シーケンス番号周期を超えて連続して破棄する場合、および上位装置からの途中経路上で秘匿シーケンス番号周期を超えて連続してパケット損失が発生したことを検出した場合は、上位装置にその内容を通知し、上位装置は移動局との間で秘匿状態の再設定を行う。
ことを特徴とする請求項１記載のパケット破棄制御方法。