JP2007529948A - 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システムにおける受信信号の利得を最大化する方法 - Google Patents
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システムにおける受信信号の利得を最大化する方法 Download PDFInfo
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Abstract
本発明は、ユーザー端末(UE)と基地局制御器(RNC)を含む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)を提供する非同期移動通信システムで、MBMSデータのソフトコンバイニングをするための方法を提供する。この方法は、基地局制御器によってユーザー端末が位置した自セルと、前記自セルに隣接した少なくとも一つ以上の隣接セルそれぞれのRTD(Round Trip Delay)を測定する段階と、基地局制御器によって自セルと隣接セルそれぞれのRTDを考慮して前記ユーザー端末が要求したMBMSデータを受信するように同一の伝送時点で前記MBMSデータを伝送する段階と、ユーザー端末は同一の伝送時点でそれぞれのセルから伝送されるMBMSデータを受信してソフトコンバイニングを遂行する段階と、を有することを特徴とする。
Description
本発明は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(Multimedia Broadcast/Multicast Service:以下、“MBMS”とする)に関して、特に、基地局制御器がMBMSを提供するために自セルと隣接セルそれぞれの伝送時間を考慮してMBMSデータを伝送する方法に関するものである。
最近、通信産業の発達により符号分割多重接続(Code Division Multiple Access:以下、“CDMA”とする)移動通信システムで提供するサービスは、音声サービスだけでなくパケットデータ、サーキットデータのような大容量のデータを伝送するマルチキャスティングマルチメディア通信に発展してきている。マルチキャスティングマルチメディア通信を支援するためには一つのデータソースから複数のユーザー端末(User Equipment:以下、“UE”とする)にサービスを提供するブロードキャスト/マルチキャストサービスが提案された。このブロードキャスト/マルチキャストサービスは、メッセージ中心のサービスであるセルブロードキャストサービス(Cell Broadcast Service:以下、“CBS”とする)と、リアルタイム映像及び音声、静止画像、文字などマルチメディアデータを支援するMBMSに分けられる。
MBMSは、無線ネットワークを通じて同一のマルチメディアデータを複数のUEに伝送するサービスを通称する。このMBMSは、複数のUEが一つの無線チャンネルを共有するようにすることによって無線リソースを節約することが可能である。一方、CBSは、特定サービス地域に位置するすべてのUEに複数のメッセージを放送するサービスである。このとき、CBSを提供する特定サービス地域は、一つのセル内でCBSが提供される全体領域を含むことが可能である。MBMSは、音声データと映像データを同時に提供するサービスとして、大量の伝送リソースを要求する。したがって、一つのセル内で同時に多量のサービスが展開される可能性があるという側面で、このMBMSは放送チャンネルを通じて提供される。
図1は、同期移動通信システムでパケットデータを伝送する従来過程のタイミング関係を示す。
一般に、第3世代(3G)移動通信システムは、CDMA方式を使用する。このような3GCDMA移動通信システムに対する標準化は、ヨーロッパ型標準方式である3GPP(3rd Generation Partnership Project)と米国型標準方式である3GPP2によって別途に進行している。この3GPPシステムは、UMTS(Universal Mobile Telecommunication System)と呼ばれ、基地局間の通信が非同期に基づいて遂行される。一方、3GPP2システムは、CDMA2000システムと呼ばれ、基地局間の通信が同期に基づいて遂行される。ここで、同期システムと非同期システムとの区別は、衛星位置(Global Positioning Satellite:GPS)システムから外部同期時間情報を受信して同期を維持するか否かによってなされる。
同期システムで、すべての基地局は、同一の疑似雑音(Pseudo-random Noise:以下、“PN”とする)コードを用いるが、各基地局は、PNコードを位相遅延して相互に異なるPNコードのように用いる。その反面、非同期システムで、すべての基地局は相互に異なるPNコードを用いて基地局を区分することを特徴とする。
図2は、一般的な移動通信システムでソフトコンバイニング(soft combining)方式を支援するセル領域を示す。図2を参照すると、任意のユーザー端末(UE)が、セル201に位置し、該セル201はUEが要求したMBMSを支援する。このとき、セル201に隣接した隣接セル202,203は、UEが要求した同一のMBMSを提供する。セル201,202,203は、UEのアクティブセットとして設定可能である。このとき、複数のセルを制御する基地局制御器(RNC)は、UEのMBMSデータの信頼性と関連してこれらセル201,202,203をソフトコンバイニング領域として設定可能である。
ソフトコンバイニンググループA(すなわち、セル201,202,203を含む領域)がMBMSによるソフトコンバイニングを遂行する場合に、UEが位置したセル201はもちろん、隣接セル202,203は同一の時間でMBMSデータフレームを伝送するようになる。これは、同期システムの特性のため、それぞれのセルが外部基準時間情報によりMBMSデータストリームをソフトコンバイニング領域のUEに伝送するためである。
図1及び図2を参照して、UEがMBMSを要求し、このMBMSに関連してデータ伝送が存在することを感知すると、基地局制御器は上位システムであるコアネットワークからMBMSデータを受信する。この受信されたMBMSデータは、MBMSを要求するUEが位置したセルを管理する基地局(ここでは、セルと同一の概念)に伝送される。したがって、基地局1 101は、上位システムである基地局制御器からのMBMSデータストリームを受信し、基地局1 101内のバッファに貯蔵する。このとき、受信されたMBMSデータストリームのサイズは、P1+P2+P3で、このバッファはFIFO(First-In First-Out)方式に基づいて動作すると仮定する。また、基地局2 102は、基地局制御器から受信されたMBMSデータストリームを内部のバッファに貯蔵する。このとき、基地局2 102から受信されたMBMSデータストリームのサイズはP1+P2である。最後に、基地局3 103も、基地局制御器から受信されるMBMSデータストリームをその内部のバッファに貯蔵する。
このとき、MBMSに関連してサービス通知が受信されると、サービス開始時点T0で各基地局はMBMSデータをUEに伝送し始める。基地局1 101は、開始時点T0=T1でMBMSデータを伝送する。基地局2 102は開始時点T0=T2でMBMSデータを伝送する。基地局3 103は開始時点T0=T3でMBMSデータを伝送する。すなわち、上記に説明したように、同期移動通信システムで、各基地局101,102,103のMBMSデータの伝送開始時点は、外部基準時間情報により、それぞれT0=T1,T0=T2,T0=T3に同一である。
したがって、セルからMBMSデータを受信したUEは、ソフトコンバイニングを遂行して伝送されたデータの信頼性を保証する。
これに関連して、MBMSを支援する非同期移動通信システムもUEのMBMSデータの信頼性を保証するためのソフトコンバイニング方式の必要性が要求される。
しかしながら、MBMSを支援する非同期移動通信システムの場合、外部基準時間情報を用いて同一の伝送時点の獲得は不可能である。すなわち、上記したように、非同期移動通信システムの場合に、基本的にGPSシステムのような外部標準時間情報を使用しないため、それぞれの基地局は内部時間情報によりフレームを伝送する。それによって、非同期移動通信システムは、外部基準時間情報に基づいてMBMSデータを伝送するMBMSソフトコンバイニング方式を適用しないという問題点があった。
したがって、このような問題点によって、端末が要求したMBMSデータを受信し、同時にMBMSデータを伝送するためのシステム及び方法が必要となる。
したがって、上記のような従来技術の問題点を解決するために、本発明の目的は、MBMSを提供する非同期移動通信システムでUEのMBMSデータの受信利得を増大させる方法を提供することにある。
また、本発明の目的は、MBMSサービスを提供する非同期移動通信システムでソフトコンバイニングを遂行するための方法を提供することにある。
上記の目的を達成するために、本発明は、ユーザー端末(UE)と基地局制御器(RNC)を含む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)を提供する非同期移動通信システムで、MBMSデータのソフトコンバイニングをするための方法であって、基地局制御器によって前記ユーザー端末が位置した自セルと、前記自セルに隣接した少なくとも一つ以上の隣接セルそれぞれのRTD(Round Trip Delay)を測定する段階と、前記基地局制御器によって自セルと前記隣接セルそれぞれのRTDを考慮して前記ユーザー端末が要求したMBMSデータを受信するように同一の伝送時点で前記MBMSデータを伝送する段階と、前記ユーザー端末は前記同一の伝送時点でそれぞれのセルから伝送されるMBMSデータを受信してソフトコンバイニングを遂行する段階と、を有することを特徴とする。
また、本発明は、ユーザー端末が位置した自セルと前記自セルに隣接する隣接セルに前記ユーザー端末が要求した放送サービスを提供する基地局制御器(RNC)を含む非同期移動通信システムで、前記基地局制御器が前記放送サービスの伝送を制御する方法であって、上位システムから前記放送サービスの開始を検出し、前記自セルと隣接セルがソフトコンバイニングを遂行するセルであるか否かを判定する段階と、前記自セルと隣接セル各々に前記放送サービスを伝送する以前に任意のテストフレームを伝送してセルそれぞれのRTDを計算する段階と、それぞれの伝送時点を決定するために基準時点より先に前記計算されたRTDだけ前記放送サービスを前記それぞれのセルに伝送する段階と、を有することを特徴とする。
本発明は、外部基準時間情報を使用しない非同期移動通信システムで基地局制御器が各セルのRTD情報を用いてフレーム伝送時点を調整して同一時点でMBMSソフトコンバイニングを実現する効果を有する。それによって、非同期移動通信システムでMBMSを提供する場合に、UEが複数のセルから同一の伝送時点で同一のMBMSデータを受信してソフトコンバイニングを遂行することによって、サービス品質を増大させる効果を有する。
以下、本発明の望ましい実施形態を添付の図面を参照して詳細に説明する。
本発明に関連した公知の機能又は構成に関する具体的な説明が本発明の要旨を不明にすると判断された場合に、その詳細な説明を省略する。
本発明に関連した公知の機能又は構成に関する具体的な説明が本発明の要旨を不明にすると判断された場合に、その詳細な説明を省略する。
本発明の実施形態は、外部基準時間情報がない非同期移動通信システムで同一の伝送時点に複数のセルがMBMSを提供する方法を含む。すなわち、基地局制御器(RNC)は、ソフトコンバイニング領域のセル各々が時間情報(又は、クロック情報)を維持しつつ、MBMSチャンネルのMBMSデータフレームの伝送時点を補正してソフトコンバイニングを遂行可能にする。それによって、ソフトコンバイニング領域のセルが同一の伝送時点でMBMSデータフレームを伝送し、MBMSデータフレームを受信するUEは、ソフトコンバイニングを遂行してMBMSデータの信頼性を保証する。
ここで、MBMSは、無線ネットワークを通じて同一のマルチメディアデータを複数の受信者に伝送するサービスを通称する。このとき、複数の受信者が一つの無線チャンネルを共有するため、無線伝送リソースが節約される。例えば、MBMSサービスは、株式情報サービス、スポーツ中継サービス、PTT(Push-to-Talk)サービスなどを含む。
図3は、本発明の実施形態により、MBMSのための移動通信システムを簡略化した構成図を示す。例えば、図3は、3G非同期移動通信システムの標準である3GPPシステムにMBMSを適用した構成例を示す。
図3を参照すると、UE304,305,306,307,308は、第1のセル302の内に位置し、MBMSの受信が可能な端末装置又は加入者を意味する。また、UE309,310,311,312,313は、第2のセル303の内に位置し、MBMSの受信が可能な端末装置又は加入者を意味する。第1及び第2のセル302,303は、加入者にMBMS関連データを伝送する基地局(Node B)装置を意味する。図示のように、第1のセル302とUE304,305,306,307,308との間にMBMSのための一つの無線チャンネルのみが構成される。基地局制御器(RNC)301は、複数のセルを制御する無線網制御器を意味し、マルチメディアデータを特定セルに選別的に伝送する役割を遂行し、MBMSを提供するために設定されている無線チャンネルを制御する役割を遂行する。このとき、第1のセル302と第2のセル303は、RNC301から同一のMBMSを受信して該当UEグループ、すなわち、UE304,305,306,307,308及びUE309,310,311,312,313に提供する。
また、SGSN(Serving GPRS(General Packet Radio Service) Support Node)300は、それぞれのUEのMBMS関連サービスを制御する。代表的に、SGSN300は、各加入者のサービス課金関連データを管理する役割と、マルチメディアデータを特定基地局制御器に選別的に伝送する役割を含む。中継ネットワーク(transit network)314は、BM-SC(Broadcast/Multicast Service Center)316とSGSN300との間の通信路を提供し、GGSN(Gateway GPRS Support Node)と外部ネットワークなどで構成されることが可能である。BM-SC316は、MBMSデータのソースとして、各サービス別にデータのスケジューリングを担当する。
MBMSデータストリームは、中継ネットワーク314、SGSN300、RNC301、セル302,303を経てUEグループ304,305,306,307,308及びUEグループ309,310,311,312,313に伝送される。図3に示していないが、一つのMBMSに対して複数のSGSNが使用可能で、各SGSNに対して複数のRNCが接続可能である。この場合に、各SGSNは、RNCに、RNCはセルに選別的なMBMSデータの伝送を遂行しなければならない。このために、MBMSデータストリームを伝送すべき対象のリスト(SGSNではRNCのリスト、RNCではセルのリスト)などを貯蔵する。以後、SGSNとRNCは、RNCリストとセルリストにそれぞれ貯蔵された対象RNCと対象セルにMBMSデータを選択的に伝送する。
図4は、本発明の実施形態により、セルそれぞれのRTDを確認してソフトコンバイニングを遂行する過程を示す。図4を参照すると、RNC400は、任意のMBMSを要求したUEが位置したセル410,420,430にMBMSデータストリームを伝送する。このとき、MBMSデータの信頼性に関連して、UEはセル410,420,430をソフトコンバイニング領域として設定可能である。したがって、RNC400は、MBMSデータの伝送により第1、第2、第3のセル410,420,430にそれぞれフレーム伝送時点の補正のためのテストフレームを伝送する。
すなわち、RNC400は、管理セルの中でソフトコンバイニングを遂行するセルを区分し、それぞれの第1のセル410、第2のセル420、第3のセル430にテストフレームを伝送して各セルの伝送遅延時間(Round Trip Delay:以下、“RTD”とする)を測定する。このRTDは、移動通信システムで各セルの位置情報に基づいたデータ伝送遅延時間であって、第1のセル410、第2のセル420、第3のセル430は相互に異なるRTDを有する。
例えば、第1のセル410がRNC400から最も近い距離に位置すると仮定すると、第1のセル410のRTD-1が最小値を有する。また、第3のセル430が、RNC400から最も遠い距離に位置すると仮定すると、第3のセル430のRTD-3が最大値を有する。
図5は、本発明の実施形態により、セルそれぞれのRTDを考慮してMBMSデータを伝送する過程のタイミング関係を示す。図5を参照すると、RNC500は、第1のセルがMBMSデータ伝送開始時点であるT0より先の時点T1でMBMSを要求するUEにMBMSデータフレームを伝送する。すなわち、第1のセル(図4の410)は、MBMSデータ伝送開始時点であるT0(又は、外部基準時間情報による伝送開始時点)から1/2だけ遅延されたRTD_1/2を有するセルで、RNC500は、データ伝送遅延時間であるRTD_1/2を考慮して第1のセルがRTD_1/2より先にMBMSデータを伝送する。それによって、第1のセルはMBMSデータ伝送開始時点であるT0でMBMSデータを伝送する。
また、RNC500は、第2のセル(図4の420)がMBMSデータ伝送開始時点T0より先の時点T2でMBMSデータフレームを伝送する。第2のセルはMBMSデータ伝送時点であるT0より2/2だけ遅延されたRTD_2/2を有するセルで、RNC500は、第2のセルがRTD_2/2だけ先にMBMSデータを伝送する。したがって、第2のセルは、MBMSデータ伝送開始時点T0でMBMSデータを伝送する。
最後に、RNC500は、第3のセル(図4の430)がMBMSデータ伝送開始時点T0より先の時点T3でMBMSデータフレームを伝送する。すなわち、第3のセルは、MBMSデータ伝送開始時点であるT0より3/2だけ遅延されたRTD_3/2を有するセルで、RNC500は第3のセルがMBMSデータ伝送開始時点T0より先の時点RTD_3/3でMBMSデータを伝送する。
上述したように、RNC500は、各セルが自体的に有する固有時間情報であるBFN(Node-B Frame Number)情報により、MBMSデータフレームを伝送することでなく、外部基準時間と各セルのRTD時間とを考慮することによって、すなわち、要求されたMBMSの伝送開始時点でMBMSデータを伝送するように制御する。
図6は、本発明の実施形態により基地局制御器が各セルにパケットデータを伝送する手順を示すフローチャートである。図6を参照すると、ステップ600で、RNCは、管理する領域でソフトコンバイニングを支援するセルを確認する。このとき、所定のMBMSを要求するUEのセルとその隣接セルがソフトコンバイニングを支援する場合に、ステップ610に進行する。RNCは、ステップ610で、ソフトコンバイニングを支援するセル別にテストフレームを伝送し、ステップ620でこのテストフレームの応答信号を受信する。したがって、ステップ630で、RNCは、その応答信号により各セルのRTDを計算する。ステップ640で、RNCは、この計算されたRTDに基づいて各セルの伝送開始時点を決定する。その後、ステップ650で、RNCは、MBMSによるデータフレームをソフトコンバイニングを遂行するセルの数だけコピーする。その後、ステップ550で、RNCは、該当セル別にRTDを考慮した伝送開始時点別にMBMSデータを伝送する。
すなわち、RNCからMBMSデータフレームを受信した該当セルは、UEが要求するMBMS伝送開始時点(基準開始時点)でMBMSデータフレームを同時に伝送する。
ここで、MBMSは、別途のMBMS専用チャンネルを使用してMBMSデータフレームを伝送することで、これは既存の回路サービスとは差別化されたサービスである。すなわち、MBMSは、既存のチャンネルとフレーム同期が異なるため、UEは、MBMSチャンネルのフレーム開始時点とスロット開始点を把握することは難しい。したがって、RNCからRTDを受信した該当セルは、このRTD値を放送チャンネルであるBCHに含んで伝送する。このとき、RTD値は、BCHの任意のフィールドに含まれ、既存のフレーム同期と区分するためにチップ単位で算出された値で表現される。したがって、セルからRTD値を受信したUEは、自分が受信すべきMBMSのフレーム開始時点とスロット開始時点を決定し、その該当時点でMBMSデータを受信する。
ソフトコンバイニング方式により、一つのセルからMBMSフレームのスロット開始点とフレーム開始点は、他のセルからMBMSフレームのスロット開始点とフレーム開始点が同一であるため、UEは、複数のセルからMBMSチャンネルを受信して組み合わせる。したがって、UEは、MBMSによるチャンネルの受信感度を増加させ、誤り率を低下させることができる。
以上、本発明の詳細な説明においては具体的な実施形態に関して説明したが、形式や細部についての様々な変更が可能であることは、当該技術分野における通常の知識を持つ者には明らかである。したがって、本発明の範囲は、前述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載及びこれと均等なものに基づいて定められるべきである。
300 SGSN
301 RNC
302,303 セル
304,305,306,307,308 UE
309,310,311,312,313 UE
314 中継ネットワーク
316 BM-SC
301 RNC
302,303 セル
304,305,306,307,308 UE
309,310,311,312,313 UE
314 中継ネットワーク
316 BM-SC
Claims (12)
- ユーザー端末(UE)と基地局制御器(RNC)を含む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)を提供する非同期移動通信システムで、MBMSデータのソフトコンバイニングをするための方法であって、
基地局制御器によって前記ユーザー端末が位置した自セルと、前記自セルに隣接した少なくとも一つ以上の隣接セルそれぞれのRTD(Round Trip Delay)を測定する段階と、
前記基地局制御器によって自セルと前記隣接セルそれぞれのRTDを考慮して前記ユーザー端末が要求したMBMSデータを受信するように同一の伝送時点で前記MBMSデータを伝送する段階と、
前記ユーザー端末は前記同一の伝送時点でそれぞれのセルから伝送されるMBMSデータを受信してソフトコンバイニングを遂行する段階と、
を有することを特徴とする方法。 - 前記自セルと前記隣接セルの各々にテストフレームを伝送し、前記テストフレームに対応する応答信号を受信して、前記基地局制御器を用いて前記自セルと前記隣接セルそれぞれのRTDを測定する段階をさらに有することを特徴とする請求項1記載の方法。
- 前記自セルと前記隣接セルの数により、前記伝送しようとするMBMSデータをコピーしてそれぞれの伝送時点を決定するために、前記基地局制御器を用いて基準時点より先にそれぞれのRTDだけ該当セルに伝送する段階をさらに有することを特徴とする請求項1記載の方法。
- 前記基地局制御器から前記MBMSデータをセル各々が受信する段階と、
前記セルのRTDを受信して前記MBMSデータの伝送時点を検出する段階と、
前記MBMSデータの伝送時点を放送チャンネルを用いて前記ユーザー端末に伝送する段階と、
をさらに有することを特徴とする請求項3記載の方法。 - ユーザー端末が位置した自セルと前記自セルに隣接する隣接セルに前記ユーザー端末が要求した放送サービスを提供する基地局制御器(RNC)を含む非同期移動通信システムで、前記基地局制御器が前記放送サービスの伝送を制御する方法であって、
上位システムから前記放送サービスの開始を検出し、前記自セルと隣接セルがソフトコンバイニングを遂行するセルであるか否かを判定する段階と、
前記自セルと隣接セル各々に前記放送サービスを伝送する以前に任意のテストフレームを伝送してセルそれぞれのRTDを計算する段階と、
それぞれの伝送時点を決定するために基準時点より先に前記計算されたRTDだけ前記放送サービスを前記それぞれのセルに伝送する段階と、
を有することを特徴とする方法。 - 前記基地局制御器によって前記セルの数だけ前記放送サービスを反復コピーし、前記セル各々に伝送する段階をさらに有することを特徴とする請求項5記載の方法。
- 前記自セルと隣接セルの各々に前記放送サービスを伝送する以前に任意のテストフレームを伝送し、前記テストフレームに対応する応答信号を受信して前記基地局制御器を用いて前記セルそれぞれのRTDを計算する段階をさらに有することを特徴とする請求項5記載の方法。
- 前記基地局制御器から前記放送サービスを受信し、前記セルの前記RTDにより前記放送サービスの伝送時点を検出し、前記放送サービスの伝送時点を放送チャンネルを使用する前記ユーザー端末に伝送する段階をさらに有することを特徴とする請求項7記載の方法。
- 前記放送チャンネルを通じて前記ユーザー端末は、前記セル各々から同一の伝送時点に伝送される前記放送サービスのデータを受信してソフトコンバイニングを遂行する段階をさらに有することを特徴とする請求項8記載の方法。
- 非同期移動通信システムでMBMSデータをソフトコンバイニングするためのシステムであって、
同一の伝送時点でそれぞれのセルから伝送されたMBMSデータを受信し、前記受信されたMBMSデータのソフトコンバイニングを遂行する端末と、
前記端末が位置した自セルと前記自セルに隣接した少なくとも一つ以上の隣接セルのRTDを測定し、前記端末が要求したMBMSデータを受信するように前記自セルと前記隣接セルのRTDを考慮して同一の伝送時点にMBMSデータを伝送する基地局制御器と、
を含むことを特徴とするソフトコンバイニングシステム。 - 前記基地局制御器は、前記自セルと前記隣接セルに任意のテストフレームを伝送し、前記テストフレームに対応する応答信号を受信して前記セルそれぞれのRTDを計算することを特徴とする請求項10記載のソフトコンバイニングシステム。
- 前記基地局制御器は、前記自セルと前記隣接セルの数により前記伝送しようとするMBMSデータをコピーし、それぞれの伝送時点を決定するために前記コピーされたMBMSデータを基準時点より先にRTDだけ該当セルに伝送することを特徴とする請求項10記載のソフトコンバイニングシステム。
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