JP2020123941A - Multicast distribution system and wireless base station - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は携帯端末等の移動端末を含んだマルチキャスト配信システムに関するものであり、特にLTE(Long Term Evolution)システムなどにおいて、eMBMS(evolved Multimedia Broadcast Multicast Service)に準拠したマルチキャストデータの配信機能を、より簡便なネットワーク構成にて実現するためのマルチキャスト配信システム及びそれに使用する無線基地局に関する。 The present invention relates to a multicast distribution system including a mobile terminal such as a mobile terminal, and more particularly, in an LTE (Long Term Evolution) system or the like, a multicast data distribution function conforming to eMBMS (evolved Multimedia Broadcast Multicast Service) is further provided. The present invention relates to a multicast distribution system for realizing a simple network configuration and a wireless base station used for the same.
移動通信システムの標準化プロジェクトである3GPP(Third Generation Partnership Project)において、マルチキャスト/ブロードキャストサービスを提供するために、eMBMSが仕様化されている。現行のeMBMSにおいては、複数のセルからなるMBSFN(Multicast-Broadcast Single−Frequency Network)のエリア単位で、マルチキャスト専用の物理チャネルであるPMCH(Physical Multicast Channel)を介してマルチキャストデータが送信される(MBSFN伝送)。この場合、無線基地局と移動端末との間にはマルチキャスト専用の無線ベアラであるマルチキャストベアラが構築され、マルチキャストデータは該マルチキャストベアラを介して各移動端末へ配信される(特許文献1,2)。
In 3GPP (Third Generation Partnership Project), which is a standardization project for mobile communication systems, eMBMS is specified to provide a multicast/broadcast service. In the current eMBMS, multicast data is transmitted via an MBCH (Physical Multicast Channel), which is a physical channel dedicated to multicast, in an area unit of an MBSFN (Multicast-Broadcast Single-Frequency Network) including a plurality of cells (MBSFN). transmission). In this case, a multicast bearer that is a radio bearer dedicated to multicast is constructed between the radio base station and the mobile terminal, and the multicast data is distributed to each mobile terminal via the multicast bearer (
しかしながら、マルチキャストベアラを用いたマルチキャスト配信を行なうためには、コアネットワーク及び無線基地局だけでなく、移動端末も含めてeMBMS仕様の無線インターフェース、すなわちマルチキャストベアラ構築が可能な無線インターフェースを備えていなければならない。しかしながら、3GPPにおけるeMBMSサービスはサービス共用されてからまだ間もないことから、eMBMSに対応した移動端末の普及が追い付いておらず、eMBMS未対応の移動端末しか保有していないユーザーは、マルチキャストデータの配信を受けることができない問題がある。 However, in order to perform the multicast distribution using the multicast bearer, not only the core network and the wireless base station but also the wireless interface of the eMBMS specification including the mobile terminal, that is, the wireless interface capable of constructing the multicast bearer is provided. I won't. However, since the eMBMS service in 3GPP has not been shared for a long time, the spread of mobile terminals supporting eMBMS has not caught up, and users who have only mobile terminals that are not compatible with eMBMS have There is a problem that you can not receive delivery.
本発明の課題は、コアネットワークから無線基地局が受信するマルチキャストデータを、eMBMSに未対応の移動端末にも問題なく配信できるマルチキャスト配信システムと、それに使用する無線基地局とを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a multicast distribution system that can distribute multicast data received by a wireless base station from a core network to mobile terminals that do not support eMBMS without any problem, and a wireless base station used for the multicast distribution system. ..
上記の課題を解決するために、本発明のマルチキャスト配信システムは、コアネットワークと、該コアネットワークと物理回線により接続される無線基地局と、該無線基地局と無線接続される移動端末とを有し、コアネットワークから移動端末にeMBMS(evolved Multimedia Broadcast Multicast Service)に準拠したマルチキャストデータを配信可能に構成され、無線基地局は、コアネットワークからマルチキャストデータを受信するマルチキャストデータ受信部と、マルチキャストデータを送信するための無線ベアラを移動端末との間に構築するためのマルチキャスト用無線ベアラ構築指示をコアネットワークから受信するマルチキャスト用無線ベアラ構築指示受信部と、基地局側無線送受信部と、マルチキャストデータの代行伝送路となる代行ユニキャストベアラが、下りシェアドチャネル上にマルチキャストトラフィックチャネルがマッピングされる形で設定されるように、マルチキャスト用無線ベアラ構築指示に基づき代行ユニキャストベアラ設定指示を移動端末に向け基地局側無線送受信部に送信させる代行ユニキャストベアラ設定指示部とを備え、移動端末は、端末側無線送受信部と、代行ユニキャストベアラ設定指示を受信することにより、無線基地局との間に代行ユニキャストベアラを設定させる代行ユニキャストベアラ設定部とを備え、マルチキャストデータをコアネットワーク、無線基地局及び代行ユニキャストベアラを介して移動端末に送信することを特徴とする。 In order to solve the above problems, a multicast distribution system of the present invention has a core network, a radio base station connected to the core network by a physical line, and a mobile terminal wirelessly connected to the radio base station. Then, the wireless base station is configured to be able to deliver multicast data conforming to eMBMS (evolved Multimedia Broadcast Multicast Service) from the core network to the mobile terminal, and the wireless base station receives the multicast data from the core network and the multicast data receiving unit. A multicast radio bearer construction instruction receiving unit that receives a multicast radio bearer construction instruction from the core network for constructing a radio bearer for transmission with a mobile terminal, a base station side wireless transmission/reception unit, and a multicast data Direct the proxy unicast bearer setting instruction to the mobile terminal based on the multicast radio bearer construction instruction so that the proxy unicast bearer that serves as the proxy transmission path is set in the form of mapping the multicast traffic channel on the downlink shared channel. The base station side wireless transmission/reception unit is provided with a substitute unicast bearer setting instruction unit, and the mobile terminal receives the substitute unicast bearer setting instruction between the terminal side wireless transmission/reception unit and the wireless base station. And a proxy unicast bearer setting unit for setting a proxy unicast bearer, wherein the multicast data is transmitted to the mobile terminal via the core network, the radio base station and the proxy unicast bearer.
また、本発明の無線基地局は、コアネットワークからマルチキャストデータを受信するマルチキャストデータ受信部と、マルチキャストデータを送信するための無線ベアラを移動端末との間に構築するためのマルチキャスト用無線ベアラ構築指示をコアネットワークから受信するマルチキャスト用無線ベアラ構築指示受信部と、基地局側無線送受信部と、マルチキャストデータの代行伝送路となる代行ユニキャストベアラが、下りシェアドチャネル上にマルチキャストトラフィックチャネルがマッピングされる形で設定されるように、マルチキャスト用無線ベアラ構築指示に基づき代行ユニキャストベアラ設定指示を移動端末に向け基地局側無線送受信部に送信させる代行ユニキャストベアラ設定指示部とを備えたことを特徴とする。 Further, the radio base station of the present invention is a multicast radio bearer construction instruction for constructing a multicast bearer for receiving multicast data from the core network and a radio bearer for transmitting the multicast data with the mobile terminal. Wireless bearer construction instruction receiving unit for receiving multicast from the core network, base station side wireless transmission/reception unit, proxy unicast bearer serving as a proxy transmission path for multicast data, and multicast traffic channel mapped on the downlink shared channel So that the proxy unicast bearer setup instruction unit for sending the proxy unicast bearer setup instruction to the mobile terminal to the base station side radio transceiver unit based on the multicast radio bearer construction instruction And
本発明のマルチキャスト配信システムにおいては、移動端末に対するマルチキャストデータ送信用の無線ベアラ構築指示をコアネットワークから無線基地局が受信するに伴い、無線基地局はマルチキャストデータの代行伝送路となる代行ユニキャストベアラを、下りシェアドチャネル上にマルチキャストトラフィックチャネルがマッピングされる形で設定指示するための代行ユニキャストベアラ設定指示を移動端末に向け送信する。移動端末ではこれを受けて代行ユニキャストベアラを設定する。下りシェアドチャネル上にマルチキャストトラフィックチャネルが設定されていることにより、移動端末はユニキャストベアラを、マルチキャストデータの送信が可能な代行ユニキャストベアラとして用いることが可能となり、マルチキャストベアラが張られていなくてもマルチキャストデータを問題なく受信することが可能となる。なお、本明細書において使用する「代行ユニキャストベアラ」の用語は、マルチキャストデータの代行伝送に使用する点を明確にするために用いているものであり、物理的には通常の「ユニキャストベアラ」と何ら相違するものではない。 In the multicast distribution system of the present invention, as the radio base station receives the radio bearer establishment instruction for multicast data transmission to the mobile terminal from the core network, the radio base station serves as a proxy unicast bearer serving as a proxy transmission path for multicast data. , A substitute unicast bearer setting instruction for setting an instruction in the form of mapping a multicast traffic channel on the downlink shared channel is transmitted to the mobile terminal. In response to this, the mobile terminal sets up a proxy unicast bearer. Since the multicast traffic channel is set on the downlink shared channel, the mobile terminal can use the unicast bearer as an alternate unicast bearer capable of transmitting multicast data, and the multicast bearer is not set up. Can receive multicast data without any problem. The term "proxy unicast bearer" used in this specification is used to clarify that it is used for proxy transmission of multicast data, and is physically a normal "unicast bearer". There is no difference.
すなわち、上記システムでは、下りシェアドチャネル上にマルチキャストトラフィックチャネルがマッピングされることで、ユニキャストベアラをコアネットワークから見れば通常のeMBMS仕様におけるマルチキャストベアラと同等に機能する代行ユニキャストベアラはとして取り扱うことができ、通常のeMBMS仕様のコアネットワークとハードウェアの共用化を図ることが容易である。そして、無線基地局及び移動端末との間にマルチキャストデータを伝送する無線ベアラとして張られるのがユニキャストベアラであるから、マルチキャストベアラを構築できないeMBMS未対応の移動端末でもマルチキャストデータを問題なく受信できるようになる。 That is, in the above system, the multicast traffic channel is mapped on the downlink shared channel, so that the unicast bearer is treated as an alternate unicast bearer that functions in the same manner as the multicast bearer in the normal eMBMS specification when viewed from the core network. Therefore, it is easy to share the hardware with the core network of the usual eMBMS specifications. Since a unicast bearer is set up as a radio bearer for transmitting the multicast data between the radio base station and the mobile terminal, the multicast data can be received without any problem even by the mobile terminal that is not capable of establishing the multicast bearer and does not support eMBMS. Like
以下、本発明を実施するための形態を添付の図面に基づいて説明する。
(実施形態1)
図1は、本発明の一実施形態であるマルチキャスト配信システムの全体構成を示すブロック図である。マルチキャスト配信システム1は、コアネットワーク3(あるいはEPC:Evolved Packet Core)と、無線基地局をなすeNodeB4と、これらを接続する物理回線網をなすE−UTRAN7(Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network:図示の部分はS1回線と称される)からなり、eNodeB4には複数のUE5(User Equipment:移動端末)が無線接続される。また、図示はしていないが、E−UTRAN7は、eNodeB4を他のeNodeB4と接続するためのハンドオーバー用のX2回線を含む。コアネットワーク3は、3GPP(Third Generation Partnership Project)に準拠したeMBMS(Multimedia Broadcast Multicast Service)仕様のネットワーク構造を有する。また、eNodeB4とUE5とを接続する無線通信網は、3GPPの発展型無線通信網、具体的にはLTEシステムとして構築されている。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of a multicast distribution system that is an embodiment of the present invention. The
コアネットワーク3は、上位ネットワークからのマルチキャストデータの受信ノードとなるBMSC(Broadcast Multicast Service Center)8、MBMSにおけるコアネットワークのユーザープレーン側のゲートウェイとなるMBMS−GW(Multimedia Broadcast Multicast Service Gateway)9、MBMSにおけるコアネットワークのコントロールプレーン側のゲートウェイとなるMME(Mobility Management Entity)2、及びユーザープレーン側を送信されるマルチキャストデータのUE(移動端末)5への送信制御を司るMCE(Multi-cell multicast Coordination Entity)10を含む。MBMS−GW9は、M1インターフェースを介してeNodeB4と接続され、SMインターフェースを介してMME2と接続され、さらにSG−mb及びSGi−mbインターフェースを介してBMSC8と接続される。
The
BMSC8は、データ配信元となるメディアサーバ6からマルチキャストのコンテンツデータを収集し、配信先となるグループメンバーシップやQoS(Quality of Service)の管理、マルチキャスト/ブロードキャストセッションのアナウンス、セキュリティなどマルチキャスト配信全般のサービス管理を行なう。MBMS−GW9はユーザープレーン(U-Plane)側のゲートウェイであり、eNodeB4に対するマルチキャスデータ伝送やセッション制御を行なう。他方、MME2は、コントロールプレーン(C-Plane)側のゲートウェイであり、基地局であるeNodeB4との間で通信に必要な制御信号を仲介する交換局としての機能を果たす。具体的には、NAS(Non Access Stratum)と呼ばれるUE認証制御や、ルーティング(接続経路設定)の要求、さらにはハンドオーバーの際にUE5ごとのデータ送受信管理情報を異なるeNodeB4間で交換させるための仲介を行なう。MCE10はマルチキャスト制御装置に相当し、MBSFNの無線リソース管理及び割当等の機能を担うとともに、MBSFNを構成するeNodeB間にてデータ送信に使用する無線リソースを指定することにより、eNodeB4が受け持つ複数のUE5への、マルチキャストベアラを使用したコンテンツ配信を同期させる役割を果たす。eNodeB4はE−UTRAN7を介して該MCE10に接続される。
The BMSC 8 collects multicast content data from the
M1インターフェースは、ユーザープレーンのインターフェースであり、マルチキャストにおけるユーザーデータの伝送路として機能する。一方、M2インターフェースとM3インターフェースはコントロールプレーンのインターフェースであり、マルチキャストにおける制御データの伝送路として機能する。具体的にはM2インターフェースはE−UTRAN内のコントロールプレーンインタフェースを、M3インターフェースはE−UTRANとコアネットワーク間のコントロールプレーンインタフェースをそれぞれ構成する。また、SGmb/SGimbインターフェースは、コアネットワークにおけるBMSC8とMBMS−GW9間のコントロールプレーン及びユーザープレーンの共用インターフェースである。また、SMインターフェースは、 MME2とMBMS−GW9間のコントロールプレーンの参照ポイントを形成するためのものである。
The M1 interface is a user plane interface and functions as a transmission path for user data in multicast. On the other hand, the M2 interface and the M3 interface are control plane interfaces and function as control data transmission paths in multicast. Specifically, the M2 interface constitutes a control plane interface in the E-UTRAN, and the M3 interface constitutes a control plane interface between the E-UTRAN and the core network. The SGmb/SGimb interface is a shared interface of the control plane and the user plane between the
上記のeMBMS用のコアネットワーク構成は、IPネットワーク上の不特定多数のUE5に向け、例えば大容量の動画データ等が同時にストリーミング配信される、といった状況を想定して構築されている。すなわち、マルチキャスト配信されるコンテンツデータは、その収集と配信管理のためにBMSC8を一旦経由する形でコアネットワーク3に送信される。そして、大容量のコンテンツ処理を実現するために、コンテンツを構成するマルチキャストデータは、ユーザープレーン側のゲートウェイ装置であるMBMS−GW9にて受信する。一方、制御データについてはコントロールプレーン側のゲートウェイ装置であるMME2が、SMインターフェースを介してMBMS−GW9を参照する形で生成する。該制御データは、ユーザープレーンとは別の伝送経路(M3/M2インターフェース)を介して、ユーザーデータから分離されつつeNodeB4に流れるようになっている。
The above-mentioned core network configuration for eMBMS is constructed assuming a situation in which, for example, a large amount of moving image data or the like is simultaneously stream-distributed to an unspecified large number of
マルチキャスト配信システム1における上記コアネットワーク3の構成は、eMBMS仕様の標準的なコアネットワークと同じ構成を有するものであり、eNodeB4とUE5との間にマルチキャスト配信専用の無線ベアラであるマルチキャストベアラを構築する前提で、BMSC8、MBMS−GW9、MME2、MCE10及びeNodeB4間の通信セッションの構築がなされる(図8:後述)。具体的にはコアネットワーク3は、マルチキャストデータを配信する際には、eNodeB4に対しマルチキャストベアラの構築指示を送信する。他方、eNodeB4は本発明特有の通信機能構成を具備することで、UE5との間にてマルチキャストトラフィックチャネル(MTCH:Multicast Traffic Channel)上には、本来構築されるはずのマルチキャストベアラに代え、代行ユニキャストベアラ12が設定される。また、MTCHが通常のeMBMSにおけるマルチキャストチャネル(MCH:Multicast Channel)ではなく下りシェアドチャネル(DLSCH:Down Link Shared Channel)にマッピングされることで、ユニキャストベアラはマルチキャストデータの送信が可能な上に設定されるのが(代行)。この代行ユニキャストベアラ12によりUE5にマルチキャストデータ(コンテンツ)が配信される。これにより、UE5は、eMBMS非対応の移動端末等であった場合もマルチキャストに参加できるようになる。本実施形態においては、UE5がeNodeB4にアタッチする際に張られるデフォルトユニキャストベアラが代行ユニキャストベアラとして使用される。デフォルトユニキャストベアラは、下りシェアドチャネル(DLSCH)にマッピングされる論理チャネルが使用するものであり、通常は、UE5間の一対一通信を行なうための専用トラフィックチャネル(DTCH:Dedicated Traffic Channel)により占有される。しかし、上記のように、マルチキャスト通信を行なうためのMTCHをDLSCHにマッピングすることで、デフォルトユニキャストベアラを代行ユニキャストベアラに設定することが可能となる。
The configuration of the
図2は、eNodeB4及びUE5の構成例を示すブロック図である(仮想線(二点鎖線)で表示している部分は、後述の第二実施形態の構成要素であり、本実施形態では使用されない)。eNodeB4はMPUにて構成された制御部4aと、コアネットワーク3との間でE−UTRAN7を経由してマルチキャストデータを送受信するための上位側送受信部4kと、基地局側無線送受信部4fとがバス接続されたハードウェア構成を有する。基地局側無線送受信部4fは、ユニキャストデータを送受信するためのユニキャスト送受信I/F4gを備える。また、上位側送受信部4kは、マルチキャストデータを送信するための無線ベアラ(上記の代行ユニキャストベアラ)を移動端末との間に設定するためのマルチキャスト用無線ベアラ構築指示をコアネットワーク3から受信するマルチキャストベアラ構築指示受信部としても機能する。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of the
また、eNodeB4には、制御部4aが実行するソフトウェアモジュール又は制御部4aからの指令により動作するハードウェアロジックにより機能実現する以下の要素が設けられている。
・代行ユニキャストベアラ設定指示部4u:UE5との接続に際して、コアネットワーク3から受信したマルチキャスト用無線ベアラ構築指示に基づき、マルチキャストデータの代行伝送路となる代行ユニキャストベアラ12をDLSCH上にマッピングされたMTCH上に設定指示するための、代行ユニキャストベアラ設定指示を移動端末に向け基地局側無線送受信部に送信させる。
Further, the
Proxy unicast bearer setting instruction unit 4u: Upon connection with the UE5, the
マルチキャスト配信システム1においては、コアネットワーク3がeNodeB4に構築を指示する「マルチキャスト用無線ベアラ」は、本来、マルチキャストベアラを意味するものであるところ、eNodeB4は、該指示を受けて、マルチキャストベアラではなく、代行ユニキャストベアラ12の設定をUE5に指示する。つまり、eNodeB4の代行ユニキャストベアラ設定指示部4dは、コアネットワーク3からのマルチキャストベアラ構築指示をUE5に対する代行ユニキャストベアラ設定指示に変換する役割を果たしているといえる。なお、代行ユニキャストベアラ設定指示部4uは、UE5がeNodeB4に複数接続される場合は、図1に示すように、それら複数のUE5との間に一対一に対応する形で代行ユニキャストベアラ12が個別に設定されるように、代行ユニキャストベアラ設定指示を基地局側無線送受信部4fに対し各UE5に個別に送信させる。
In the
・マルチキャストデータ複写部4b:複数のUE5(移動端末)との間に構築される各代行ユニキャストベアラにデータ転送するための複数のデータパスに対し、コアネットワーク3から受信したマルチキャストデータを複写する。3GPPのユニキャスト通信仕様では、コアネットワーク3から受信したコンテンツデータをユニキャストデータとして取り扱うと、一対一通信が前提のユニキャスト通信ではUE5の数だけコンテンツデータの配信を繰り返さなければならない。しかし、マルチキャストデータ複写部4bを組み込むことで、マルチキャストデータとして配信されるコンテンツデータは、UE5の数に対応して複数設定される代行ユニキャストベアラ12のデータパスに複写することができる。すなわち、1つのマルチキャストデータを複数の各代行ユニキャストベアラ12に分配することができ、マルチキャストと機能的に等価なデータ配信システムが実現できる。
Multicast
・再送制御部4c:代行ユニキャストベアラ12によるマルチキャストデータのDLSCH上での再送制御を行なう。後述の通り、この機能はLTEプロトコルスタックのMAC層に組み込まれ、HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest)により伝送データの誤り訂正を行なうものである。3GPPではDLSCHを利用したユニキャスト通信において再送制御が活用されているが、MCHを用いたeMBMSマルチキャストでは一方向データ配信となるため再送制御は行なわれてこなかった。その結果、MCHを使用したマルチキャスト配信では再送制御が機能しないためパケットロスを生じやすい問題があった。しかしながら、DLSCHを使用した代行ユニキャストベアラ12によるマルチキャストデータの配信を行なうことで、再送制御を問題なく機能させることができ、パケットロスの頻度を低減することができる利点が生ずる。
Retransmission control unit 4c: Controls retransmission of multicast data by the
・SYNCモジュール(同期制御部)4d:複数の代行ユニキャストベアラ12によるマルチキャストデータのDLSCH上での送信同期制御を行なう。複数のUE5に対しマルチキャストベアラを使用してコンテンツ配信する場合は、コンテンツの同期制御はコアネットワーク3内のMCE10により担保されていた。しかし、本実施形態のマルチキャスト配信システム1は、MCE10からの同期制御が直接及ばない個別の代行マルチキャストベアラ12を用いて複数のUE5にマルチキャストデータの配信を行なうので、eNodeB4からUE5への配信時にコンテンツの同期が損なわれる可能性がある。そこで、上記のSYNCモジュール(同期制御部)4bを設けることで、複数の代行ユニキャストベアラ12へのマルチキャストデータ(コンテンツデータ)の送信同期を容易に図ることができる。
-SYNC module (synchronization control unit) 4d: performs transmission synchronization control on the DLSCH of multicast data by a plurality of proxy
次に、UE5はMPUにて構成された制御部5aと、端末側無線送受信部5fとがバス接続されたハードウェア構成を有する。端末側無線送受信部5fは、ユニキャスト送受信I/F5gを備える。また、制御部4aが実行するソフトウェアモジュール又は制御部5aからの指令により動作するハードウェアロジックにより機能実現する以下の要素が設けられている。
・代行ユニキャストベアラ設定部5c:eNodeB4から代行ユニキャストベアラ設定指示を受信することによりeNodeB4との間に代行ユニキャストベアラ12を端末側無線送受信部5fに対し下りシェアドチャネル(DLSCH;後述)を用いて設定する。
Next, the
Proxy unicast
図3は、データ伝送に使用するPDU(Protocol Data Unit)の構造示す模式図である。PDU300はヘッダ301とペイロード302とからなり、ヘッダ301にはPDU識別番号、データの送信元アドレス301a、送信先アドレス301bなどが書き込まれる。また、ペイロード302には、ユーザーデータの場合は配信コンテンツの主体となるデータが、制御データの場合は種々の制御コマンドなどが書き込まれる。マルチキャストパケットに使用するPDUの場合、マルチキャストパケットの配信先を示す特有のアドレスが書き込まれる。
FIG. 3 is a schematic diagram showing the structure of a PDU (Protocol Data Unit) used for data transmission. The PDU 300 is composed of a
図4及び図5は、LTEシステムにおける無線インターフェースのプロトコルスタックを示し、図5はユーザープレーンのプロトコルスタックを、図4はコントロールプレーンのプロトコルスタックを示している。無線インターフェースプロトコルは、OSI参照モデルのレイヤ1〜レイヤ3に区分されており、レイヤ1はPHY(物理)層である。レイヤ2は、MAC(Medium Access Control:メディアアクセス制御)層、RLC(Radio Link Control:無線リンク制御)層、及びPDCP(Packet Data Convergence Protocol:パケットデータ暗号化)層を含む。レイヤ3は、RRC(Radio Resource Control:無線リソース制御)層及びNAS(Non-Access Stratum:非アクセス)層を含む。
4 and 5 show a radio interface protocol stack in the LTE system, FIG. 5 shows a user plane protocol stack, and FIG. 4 shows a control plane protocol stack. The radio interface protocol is divided into
各層の役割は以下の通りである。
・PHY層:符号化・復号、変調・復調、アンテナマッピング・デマッピング、及びリソースマッピング・デマッピングを行なう。UE5のPHY層とeNodeB4のPHY層との間では、物理チャネルを介してデータ及び制御信号が伝送される。
・MAC層:データの優先制御、HARQによる再送制御処理、及びランダムアクセス手順等を行なう。UE5のMAC層とeNodeB4のMAC層との間では、トランスポートチャネルを介してデータ及び制御信号が伝送される。eNodeB4のMAC層は、上下リンクのトランスポートフォーマット(トランスポートブロックサイズ、変調・符号化方式(MCS))及びUE5への割当リソースブロックを決定するスケジューラを含む。前述のごとく、このMAC層で代行ユニキャストベアラ12上でのマルチキャストデータ伝送にかかる再送制御処理が行なわれるので、図2の再送制御部4dがここに組み込まれているとみることができる。
The role of each layer is as follows.
PHY layer: performs encoding/decoding, modulation/demodulation, antenna mapping/demapping, and resource mapping/demapping. Data and control signals are transmitted via the physical channel between the PHY layer of the
MAC layer: Performs data priority control, HARQ retransmission control processing, random access procedure, and the like. Data and control signals are transmitted between the MAC layer of the
・RLC層:MAC層及びPHY層の機能を利用してデータを受信側のRLC層に伝送する。UE5のRLC層とeNodeB4のRLC層との間では、論理チャネルを介してデータ及び制御信号が伝送される。
・PDCP層:PDUのヘッダ圧縮・伸張、及び暗号化・復号化を行なう。
・RRC層:制御信号を取り扱う制御プレーンでのみ定義される。UE5のRRC層とeNodeB4のRRC層との間では、各種設定のためのメッセージ(RRCメッセージ)が伝送される。RRC層は、無線ベアラ(マルチキャストベアラ及びユニキャストベアラ)の確立、再確立及び解放に応じて、論理チャネル、トランスポートチャネル及び物理チャネルを制御する。UE5のRRCとeNodeB4のRRCとの間に接続(RRC接続)がある場合、UE5はRRCコネクティッドモードとなり、そうでない場合はRRCアイドルモードとなる。
RLC layer: Data is transmitted to the RLC layer on the receiving side by utilizing the functions of the MAC layer and the PHY layer. Data and control signals are transmitted via a logical channel between the RLC layer of the
-PDCP layer: Performs PDU header compression/decompression and encryption/decryption.
RRC layer: defined only in the control plane that handles control signals. Messages for various settings (RRC messages) are transmitted between the RRC layer of the
以上の層はコントロールプレーン及びユーザープレーンの双方にて使用される。一方、コントロールプレーンのみ、UE5及びMME3には、RRC層よりさらに上位にセッション管理及びモビリティ管理等を行なうNAS層が設けられる。
The above layers are used both in the control plane and the user plane. On the other hand, only in the control plane, the
また、eNodeB4のコアネットワーク側とのユーザーデータ伝送インターフェースには、GTP−U(GPRS(General Packet Radio Service)Tunneling Protocol for User Plane)層とSYNC(Synchronization) モジュールが設けられている。これらの層の役割は以下の通りである。
・GTP−U層:接続先のUE5(移動端末)及び使用する無線ベアラの識別を行なう。本発明においては、マルチキャストデータの送信先となるUE5と、マルチキャストデータの代行伝送路となるユニキャストベアラの識別を行なう。
・SYNCモジュール(同期制御部):複数のUE5が接続されている場合、それらを接続する複数のユニキャストベアラのデータパスにマルチキャストデータを複写して送信する際の、データパス間(ベアラ間)のデータ伝送同期制御を司る。これは、ユニキャストデータを取り扱うDLSCHを使用してマルチキャストデータを同期送信する機能を実現するために、プロトコルスタックに新たに組み込まれるものである。本実施形態では、複数のデータパスへのマルチキャストデータの複写もSYNCモジュールが実施するようになっており、マルチキャストデータ複写部4bの機能もここに組み込まれているとみることができる。
The user data transmission interface with the core network side of the
-GTP-U layer: The UE 5 (mobile terminal) of the connection destination and the radio bearer to be used are identified. In the present invention, the
-SYNC module (synchronization control unit): When a plurality of
次に、図6は、LTEシステムにおける下りリンクのチャネルマッピングを示す(一点鎖線で囲んだ部分50は、後述の第二実施形態の構成要素であり、本実施形態では使用されない)。ここでは、論理チャネル(Downlink Logical Channel)、トランスポートチャネル(Downlink Transport Channel)及び物理チャネル(Downlink Physical Channel)相互間のマッピング関係を示している。以下、順に説明する。
・DTCH(Dedicated Traffic Channel:専用トラフィックチャネル)は、データの送信のための個別論理チャネルである。DTCHは、トランスポートチャネルであるDLSCH(Downlink Shared Channel:下りシェアドチャネル)にマッピングされる。
・DCCH(Dedicated Control Channel:専用制御チャネル):UE5とネットワークとの間の個別制御情報を送信するための論理チャネルである。DCCHは、UE5がRRC接続を有する場合に用いられる。DCCHは、DLSCHにマッピングされる。
・CCCH(Common Control Channel:共通制御チャネル):UE5とeNodeB4との間の送信制御情報のための論理チャネルである。CCCHは、UE5がeNodeB4(ネットワーク)との間でRRC接続を有していない場合に用いられる。CCCHは、DLSCHにマッピングされる。
Next, FIG. 6 shows downlink channel mapping in the LTE system (the
DTCH (Dedicated Traffic Channel) is a dedicated logical channel for data transmission. The DTCH is mapped to DLSCH (Downlink Shared Channel) which is a transport channel.
DCCH (Dedicated Control Channel): a logical channel for transmitting dedicated control information between the
CCCH (Common Control Channel): A logical channel for transmission control information between the
・BCCH(Broadcast Control Channel:放送制御チャネル):システム情報配信のための論理チャネルである。BCCHは、トランスポートチャネルであるBCH(Broadcast Channel、放送チャネル)又はDLSCHにマッピングされる。
・PCCH(Paging Control Channel:ページング制御チャネル):ページング情報、及びシステム情報変更を通知するための論理チャネルである。PCCHは、トランスポートチャネルであるPCH(Paging Channel:ページングチャネル)にマッピングされる。
・MCCH(Multicast Control Channel:マルチキャスト制御チャネル):マルチキャスト伝送のための論理チャネルである。MCCHは、通常のeMBMSにおいてeNodeB4からUE5へMBMS制御データを送信するために用いられるものであるが、マルチキャストデータを伝送する無線ベアラとして代行ユニキャストベアラ12が使用される場合は、制御データを伝送する論理チャネルとしてCCCHないしDCCHが使用され、本MCCHは用いられない。
・MTCH(Multicast Traffic Channel:マルチキャストトラフィックチャネル):eNodeB4からUE5へのマルチキャストデータ(コンテンツ)を伝送するための論理チャネルである。MTCHは、通常のeMBMS仕様ではマルチキャスト用のトランスポートチャネルであるMCH(Multicast Channel:マルチキャストチャネル)にマッピングされる。しかし、本発明においては、マルチキャストデータが代行ユニキャストベアラ12上にユニキャストデータと同様の取り扱いにて流されるのでので、ユニキャストデータ用のトランスポートチャネルであるDLSCHにマッピングされる(図中、二重線で示している)。
-BCCH (Broadcast Control Channel): A logical channel for system information distribution. BCCH is mapped to BCH (Broadcast Channel) or DLSCH which is a transport channel.
PCCH (Paging Control Channel): A logical channel for notifying the change of paging information and system information. PCCH is mapped to PCH (Paging Channel) which is a transport channel.
MCCH (Multicast Control Channel): A logical channel for multicast transmission. The MCCH is used for transmitting MBMS control data from the
MTCH (Multicast Traffic Channel): A logical channel for transmitting multicast data (content) from the
また、トランスポートチャネルと物理チャネルとの間のマッピング関係は以下の通りである。
・DLSCH及びPCH:PDSCH(Physical Downlink Shared Channel:物理下りシェアドチャネル)にマッピングされる。DLSCHは、HARQ、リンクアダプテーション、及び動的リソース割当(ユニキャスト特有の部分でもある)をサポートする。
・BCH:PBCH(Physical Broadcast Channel:物理ブロードキャストチャネル)にマッピングされる。
・MCH:PMCH(Physical Multicast Channel:物理マルチキャストチャネル)にマッピングされる。MCHは、複数のセルによるMBSFN伝送をサポートするが、マルチキャストデータを伝送する無線ベアラとして代行ユニキャストベアラ12が使用される場合は用いられない。
The mapping relationship between transport channels and physical channels is as follows.
DLSCH and PCH: Mapped to PDSCH (Physical Downlink Shared Channel). DLSCH supports HARQ, link adaptation, and dynamic resource allocation (which is also a unicast specific part).
BCH: Mapped to PBCH (Physical Broadcast Channel).
MCH: Mapped to PMCH (Physical Multicast Channel). The MCH supports MBSFN transmission by a plurality of cells, but is not used when the
次に、LTEシステムにおいては、UE5はeNodeB4に対してOFDM(Orthogonal Frequency-Division Multiplexing、直交周波数分割多重)アクセス(OFDMA)により無線接続する。OFDMA方式は、周波数分割多重と時間分割多重とを複合させた二次元の多重化アクセス方式として特徴づけられる。具体的には、直交する周波数軸と時間軸のチャネル(サブキャリア)を分割してUE5に割り振り、各サブキャリアの信号がゼロ(0点)になるように周波数軸上で直交するサブキャリアを分割する。サブキャリアを分割して周波数軸上に割り当てることにより、あるサブキャリアがフェージングの影響を受けても影響のない別のサブキャリアを選択することがでるので、ユーザーは無線環境に応じてより良好なサブキャリアを使用でき、無線品質を維持できる利点が生ずる。
Next, in the LTE system, the
そして、OFDMA方式においては、周波数軸と時間軸とが張る仮想平面上で定義されるリソースブロック(Resource Block:以下、RBともいう)が無線リソースとして採用される。RBは図7に示すように、上記平面を180kHz/0.5msecでマトリックスに区切ったブロックとして定義され、各ブロックは周波数軸上では15kHz間隔で隣接する12個のサブキャリアを、時間軸上ではフレームの1スロット分(7シンボル)を含む。このRBは時間軸上で隣接する2つ(1msec)を1組としてUE5に割り当てられる。
Further, in the OFDMA method, a resource block (Resource Block: hereinafter also referred to as RB) defined on a virtual plane spanning a frequency axis and a time axis is adopted as a radio resource. As shown in FIG. 7, RB is defined as a block obtained by dividing the above plane into a matrix at 180 kHz/0.5 msec. Each block has 12 subcarriers adjacent to each other at 15 kHz intervals on the frequency axis, and on the time axis. Includes 1 slot (7 symbols) of a frame. Two RBs (1 msec) adjacent to each other on the time axis are assigned to the
以下、図1のマルチキャスト配信システム1の動作について説明する。図8はコアネットワーク3内の処理の流れを中心に示す通信フロー図である(仮想線(二点鎖線)で表示している部分は、後述の第二実施形態の構成要素であり、本実施形態では使用されない)。eNodeB4を立ち上げると、コントロールプレーン側の初期化処理として、該eNodeB4を上位装置であるMCE10とMME2とに起動済み基地局として認識させるために、M2インターフェース及びM3インターフェースを介して順次セットアップ要求及び応答の手続きが実施される(TS101〜TS104)。また、BMSC8側からeNodeB4にマルチキャストデータの無線による信号伝送路であるマルチキャストベアラを構築するセッション開始要求/応答の手続きが、BMSC8/MBMS−GW9間(TS105、106)及びMBMS−GW9/MME2間(TS107、108)で同様に実施される。このセッション開始要求がマルチキャスト用無線ベアラ構築指示に相当する。
The operation of the
続いて、MME2はMCE10にセッション開始要求を送信する(TS109)。これを受けたMCE10とeNodeB4間でもセッション開始要求/応答の手続きが実行される(TS110)。これにより、eNodeB4はコアネットワーク側からのマルチキャストデータ(コンテンツ)配信のためのセッション開始の準備が完了する。そして、MCE10は、種々のマルチキャストデータ(コンテンツ)配信要求を順次受けるに従い、その配信のスケジューリング(配信時刻及び配信エリア等)を行ない、そのスケジューリング情報をeNodeB4に送信する(TS112)。eNodeB4では該スケジューリング情報を受信し、応答をMCE10に返す(TS113)。MCE10はMME2にセッション開始の応答を返す(TS114)。ここまでの処理で、コアネットワーク3側のマルチキャストデータ(コンテンツ)配信の準備が整う。
Subsequently, the
eNodeB4は接続先となるUE5に対し、通常のLTEネットワークにおけるeMBMSセッションでは、マルチキャストベアラの構築をUE5に指示するために、MCHによるマルチキャストベアラのRAN(無線)リソースセットアップを行なう。しかし、本発明の場合は、マルチキャストベアラに代えて代行ユニキャストベアラをUE5との間に設定するので、DLSCHによる代行ユニキャストベアラのRAN(無線)リソースセットアップを行なう。メディアサーバ6(図1)からのマルチキャストデータは、BMSC8/MBMS−GW9間ではSGimbインターフェースを経由して伝送され(TS115)、MBMS−GW9/eNodeB4間(図1も参照)はM1インターフェースを経由して伝送される(TS116、117)。そして、eNodeB4/UE5間はDLCSH上の代行ユニキャストベアラ12(図1、図2参照)を経由して伝送される(TS118)。
In the eMBMS session in the normal LTE network, the
図9の実線枠内は、eNodeB4のユーザープレーン側プロトコルスタックにおける各層間の内部データ転送シーケンスを示す。接続中のUE(図9内には図示せず)は1台のみの場合を示しており(図中、対応するデータパスに「UE1」と表示)、図中上段の実線枠で囲んだ内容が代行ユニキャストベアラを用いする場合のシーケンスを示している。コアネットワークからGTP−U層に入力されるM1パケット(M1インターフェースを伝送される、コンテンツのユーザデータパケット)は、SYNC PDUに変換され、SYNCモジュール(SYNC)に転送される(TS201)。
The solid line frame in FIG. 9 shows the internal data transfer sequence between the layers in the protocol stack on the user plane side of the
SYNCモジュールではSYNC PDUをPDCP PDUに変換するとともに、コントロールプレーン側で受けたスケジューリング情報が示す転送タイミングに従いPDCP層に転送する(TS202)。PDCP層ではこれをRLC PDUに変換する。また、無線送信のトランスポートチャネルを、MTCHがマッピングされるDLSCHにバイパスさせるとともに(TS203)、UE5の代行ユニキャストベアラに対応する下りリンク(DL)データパスにより、RLC PDUをRLC層、MAC層及びPHY層へと転送する。そして、最終的に、DLSCH上の上記データパスに対応する代行ユニキャストベアラ12(図1)によりUE5に向け無線送信される。コアネットワーク3にて収集されるマルチキャスト(コンテンツ)データは、PDUのヘッダに記述されている送信先アドレスを特有のマルチキャストアドレスとすることにより、マルチキャストのPDUであることを識別できるようになっている。
The SYNC module converts the SYNC PDU into a PDCP PDU and transfers it to the PDCP layer according to the transfer timing indicated by the scheduling information received on the control plane side (TS202). The PDCP layer converts this into an RLC PDU. Further, the transport channel for wireless transmission is bypassed to the DLSCH to which the MTCH is mapped (TS203), and the downlink (DL) data path corresponding to the alternate unicast bearer of the UE5 is used to transmit the RLC PDU to the RLC layer and the MAC layer. And to the PHY layer. Then, finally, the substitute unicast bearer 12 (FIG. 1) corresponding to the data path on the DLSCH wirelessly transmits to the
一方、UE5の側ではマルチキャストによるコンテンツ配信への参加登録を、配信希望するマルチキャストコンテンツをマルチキャストアドレスにより特定する形でUE5のアドレスを用いて事前に行っておく。eNodeB4は、マルチキャストコンテンツのPDUが送られてくれば、そのヘッダに記述されたマルチキャストアドレスを確認し、受け持ちエリア内に当該マルチキャストアドレスに対応するコンテンツの配信に参加登録したUE5のアドレスを検出した場合に、当該UE5との間に代行ユニキャストベアラ12を設定する。代行ユニキャストベアラ12の設定タイミングは、SYNCモジュールがコアネットワーク3から受信したスケジューリング情報にて規定されているコンテンツ配信開始時刻により制御される。
On the other hand, on the side of the
そして、UE5との間に代行ユニキャストベアラ12が一旦設定されれば、その代行ユニキャストベアラ12はコンテンツ配信先となるUE5を特定する形で設定されているので、マルチキャストデータをコアネットワークから受信した場合にeNodeB4は、接続中のUE5に対し該マルチキャストデータを、付与された送信先アドレスとは無関係に代行ユニキャストベアラ12により送信することができる。つまり、コアネットワーク3から受信したマルチキャストデータを代行マルチキャストベアラ12にいわば垂れ流しにすればよくなるので、配信処理の大幅な簡略化を図ることができる。
Then, once the
例えば、eNodeB4は、マルチキャスト専用の送信先アドレスを有したマルチキャストデータのパケット(PDU)データを、送信先アドレスを書き換えることなく代行ユニキャストベアラ12により送信することができる。これにより、PDCP層におけるPDUの送信先アドレスの書換処理が不要となり、配信処理のさらなる簡略化を図ることができる。
For example, the
図10は、マルチキャストに参加するUE5が複数ある場合(図10では、UE1、UE2、…、UE8の8台)の、eNodeB4における同様の内部データ転送シーケンスを示すものである(図9のシーケンスと多くの部分が共通するので、主に相違点について説明する)SYNCモジュールでは、M1パケットから作成されたSYNC PDUを、参加UE5に個別に対応する複数のデータパスにPDCP PDUに変換しつつ複写する(TS201)。そして、コントロールプレーン側で受けたスケジューリング情報が示す転送タイミングが到来すれば、それら複写されたPDCP層に一斉に転送する(TS202)。PDCP層ではこれらをそれぞれRLC PDUに変換するとともに、各UE5に一対一に張られる代行ユニキャストベアラに個別に対応するDL(Down Link)データパスをDLSCH上に設定する。複写後変換されたRLC PDUは、各々対応するDLデータパスに転送され(TS203)、RLC層、MAC層及びPHY層を経て、対応する代行ユニキャストベアラ12(図1)により各UE5に向け一斉に無線送信される。
FIG. 10 shows a similar internal data transfer sequence in the
すなわち、複数の代行ユニキャストベアラ12により、複数のUE5に対しマルチキャストコンテンツを同報配信できるシステムが実現していることがわかる。また、eMBMSに対応していないUE5でも、マルチキャストコンテンツの配信サービスを受けることができる。さらに、DLSCH上でのユニキャストベアラの利用により、MCHを使用したマルチキャストベアラでは機能しない再送制御が機能可能となり、パケットロスの頻度を低減できる利点も生ずる。このとき、複数のUE5は、eMBMSに未対応のものばかりであってもよいし、eMBMSに対応した機種と未対応の機種が混在していてもよい。つまり、上記の実施形態にてeNodeB4(無線基地局)は、UE5(移動端末)がeMBMSに対応した機種であるか否かにかかわらず、マルチキャストデータをコアネットワーク3、eNodeB4及び代行ユニキャストベアラ12を介して各UE5に送信するようにしている。代行ユニキャストベアラの機能を利用することで、UE5としてeMBMSに対応している機種と非対応の機種とが混在していても、マルチキャストデータを問題なく配信することができている。
That is, it can be seen that a system capable of broadcasting multicast contents to a plurality of
以上、本発明の実施の形態について説明したが、あくまで例示であって、本発明はこれに限定されるものではない。
(実施形態2)
以下、図2を援用して本発明の変形実施態様について説明する。すなわち、図中に仮想線で示すようにeNodeB4(無線基地局)には、マルチキャストベアラ設定指示部4eを設けることができる。該マルチキャストベアラ設定指示部4eは、コアネットワーク3から受信したマルチキャスト用無線ベアラ構築指示に基づき、代行ユニキャストベアラ12に代えてマルチキャストベアラ11を構築指示するためのマルチキャストベアラ構築指示を、UE5(移動端末)に向け基地局側無線送受信部4fに送信させるものである。基地局側無線送受信部4fにはマルチキャストベアラ構築のためのマルチキャスト送受信I/F4hが形成される。マルチキャストベアラ11は、MTCH(マルチキャストトラフィックチャネル)上にマッピングされるMCH(マルチキャストチャネル)上に構築される。
The embodiments of the present invention have been described above, but they are merely examples, and the present invention is not limited to these.
(Embodiment 2)
Hereinafter, a modified embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. That is, as shown by a virtual line in the drawing, the eNodeB 4 (radio base station) can be provided with the multicast bearer setting instruction unit 4e. Based on the multicast radio bearer construction instruction received from the
一方、UE5(移動端末)は、eMBMSに対応した機種である場合、上記のマルチキャストベアラ構築指示を受信することにより、eNodeB4との間にマルチキャストベアラ11をMCH(マルチキャストチャネル)上に端末側無線送受信部5fに構築させるマルチキャストベアラ構築部5bが設けられる。端末側無線送受信部5fにもマルチキャストベアラ構築のためのマルチキャスト送受信I/F5hが形成される。
On the other hand, when the UE 5 (mobile terminal) is a model compatible with eMBMS, by receiving the above multicast bearer establishment instruction, the UE 5 (mobile terminal) wirelessly transmits/receives the multicast bearer 11 to/from the
そして、マルチキャストベアラ11と代行ユニキャストベアラ12とは、UE5(移動端末)のeNodeB4への接続数Nに応じて適宜切り替えて使用される。具体的には、eNodeB4(無線基地局)は、eMBMSに対応したUE5(移動端末)のへの接続数Nが予め定められた基準数Nc以上の場合に、マルチユニキャストベアラ12を介してeMBMSに対応したUE5(移動端末)にマルチキャストデータを送信する一方、接続数Nが基準数Nc未満の場合は、代行ユニキャストベアラ12を介してeMBMSに対応したUE5(移動端末)にマルチキャストデータを送信する。なお、UE5(移動端末)がeMBMSに対応していない場合、eNodeB4は、接続数Nに関係なくマルチキャストデータは代行ユニキャストベアラ12を介してUE5に送信する。
Then, the multicast bearer 11 and the
この場合のeNodeB4における処理の流れを示すフローチャートを図11に示す。S201にてシステムを起動すると、S202ではアタッチシーケンスが実行され、エリア内にてeNodeB4にアタッチするUE5との間にS203にてデフォルトユニキャストベアラが張られる。続いて、S2031では、アタッチしたUE5がeMBMSに対応した機種であるか非対応の機種であるかを示すUE種別特定情報を取得する。UE種別特定情報は、例えばあらかじめアプリケーション層のプロトコル(例えばHTTP)等を使ってUE5から上位ネットワークにアップロードしておき、これをeNodeB4がコアネットワーク3を経由して取得するようにしてもよいし、前述のRRCメッセージにUE種別特定情報を組み込み、UE5からeNodeB4に送信するようにしてもよい。後者の場合、具体的には、UE5が送信するRRCメッセージに含まれるMBMS Interest Indicatorが、UE種別特定情報としてeNodeB4が参照する。MBMS Interest Indicatorは、eMBMS受信にかかるUE5の意思表示を示す1ビットの情報であり、該ビットが「1」の場合はUE5がeMBMS受信を欲していることを意味し、UE5がeMBMS対応の機種であることを把握できる。一方、該ビットが「0」の場合はUE5がeMBMS受信を欲していないことを意味し、UE5がeMBMS非対応の機種であることを把握できる。
FIG. 11 shows a flowchart showing the flow of processing in the
続いて、S2032では、接続中のUE5(マルチキャスト配信への参加表明をしているUE5)のうち、eMBMSに対応したものの数Nを確認する。S2033にてNが予め定められた基準数Nc未満であればSR1に進み、UE5のeMBMSの対応/非対応と無関係に、すでに詳述した図9の上段に示すシーケンスにて代行ユニキャストベアラの設定処理を実施する。すなわち、S204では、MTCHをDLSCHにマッピングし、デフォルトユニキャストベアラの無線リソース割り当てやチャネル設定情報を各UE5に送信することで、これをマルチキャストデータ送信に用いる代行ユニキャストベアラとして設定する。そしてS205にて、該代行ユニキャストベアラにマルチキャストデータをコピーする。
Subsequently, in S2032, the number N of the UEs 5 (UE5s that have announced that they will participate in the multicast distribution) connected to the eMBMS is confirmed. If N is less than the predetermined reference number Nc in S2033, the process proceeds to SR1 to perform the proxy unicast bearer operation in the sequence shown in the upper part of FIG. Perform the setting process. That is, in S204, the MTCH is mapped to the DLSCH, and the radio resource allocation of the default unicast bearer and the channel setting information are transmitted to each
一方、S2033で、Nが基準数Nc以上のときは、eMBMS非対応のUE5についてはSR2の処理となり、SR1と同様の代行ユニキャストベアラによる処理となる。一方、eMBMS対応のUE5についてはSR3の処理となり、代行ユニキャストベアラに代えてUE5との間にマルチキャストベアラを構築する処理となる。S209ではマルチキャストベアラ構築のセッション開始要求を各UE5に送信し、S210で各UE5からのセッション開始応答を受信する。S211では、MTCHをMCHにマッピングし(図6内に仮想線にて示す)、構築するべきマルチキャストベアラの無線リソース割り当てやチャネル設定情報を各UE5に送信する。そしてS212にてマルチキャストベアラが構築される。
On the other hand, in S2033, when N is equal to or larger than the reference number Nc, the process of SR2 is performed for the UE5 that does not support eMBMS, and the process is performed by the proxy unicast bearer similar to SR1. On the other hand, with respect to the eMBMS-
マルチキャストベアラ構築時のeNodeB4における内部シーケンスの概略は、図9の下段に仮想線で囲んだ流れとなる。すなわち、M1パケットに基づきGTP−U層で作成されるSYNC PDUは、TS211にてSYNCモジュールに転送される。この場合は、構築されるのが一対多通信の広帯域のマルチキャストベアラ1本だけであり、SYNCモジュールでSYNC PDUは直ちにRLC PDUに変換され(TS212)、PDCP層をバイパスしてRLC層、MAC層及びPHY層を経て、図2に仮想線で示すマルチキャストベアラ11により各UE5に向け一斉に無線送信される(図8:TS119)。
The outline of the internal sequence in the
いずれのルーチンにおいても、その後S206に進み、代行ユニキャストベアラないしマルチキャストベアラによりマルチキャストデータがUE5に送信される。この構成によると、eMBMS対応のUE5の数が少ない場合は無線リソースの割当帯域幅が小さいユニキャストベアラを使用し、eMBMS対応のUE5の数がある程度増加すれば、無線リソースの割当帯域幅が大きいマルチキャストベアラに切替えることで、無線リソースの有効活用を図ることができるようになる。
In any of the routines, the process then proceeds to S206, and the multicast data is transmitted to the
1 マルチキャスト配信システム
2 MME
3 コアネットワーク
4 eNodeB(無線基地局)
4a 制御部(MPU)
4e マルチキャストベアラ設定指示部
4u 代行ユニキャストベアラ設定指示部
4f 基地局側無線送受信部
4g ユニキャスト送受信I/F
4h マルチキャスト送受信I/F
5 UE(移動端末)
5b マルチキャストベアラ構築部
5c 代行ユニキャストベアラ設定部
5f 端末側無線送受信部
6 メディアサーバ
7 E−UTRAN
8 BMSC
9 MBMS−GW
10 MCE
11 マルチキャストベアラ
12 代行ユニキャストベアラ
1
3
4a Control unit (MPU)
4e Multicast bearer setting instruction unit 4u Substitute unicast bearer setting instruction unit 4f Base station side wireless transmission/reception unit 4g Unicast transmission/reception I/F
4h Multicast transmission/reception I/F
5 UE (mobile terminal)
5b Multicast
8 BMSC
9 MBMS-GW
10 MCE
11
Claims (10)
前記無線基地局は、前記コアネットワークから前記マルチキャストデータを受信するマルチキャストデータ受信部と、前記マルチキャストデータを送信するための無線ベアラを前記移動端末との間に構築するためのマルチキャスト用無線ベアラ構築指示を前記コアネットワークから受信するマルチキャスト用無線ベアラ構築指示受信部と、基地局側無線送受信部と、前記マルチキャストデータの代行伝送路となる代行ユニキャストベアラが、下りシェアドチャネル上にマルチキャストトラフィックチャネルがマッピングされる形で設定されるように、前記マルチキャスト用無線ベアラ構築指示に基づき代行ユニキャストベアラ設定指示を前記移動端末に向け前記基地局側無線送受信部に送信させる代行ユニキャストベアラ設定指示部とを備え、
前記移動端末は、端末側無線送受信部と、前記代行ユニキャストベアラ設定指示を受信することにより、前記無線基地局との間に前記代行ユニキャストベアラを設定させる代行ユニキャストベアラ設定部とを備え、
前記マルチキャストデータを前記コアネットワーク、前記無線基地局及び前記代行ユニキャストベアラを介して前記移動端末に送信することを特徴とするマルチキャスト配信システム。 An eMBMS (evolved Multimedia Broadcast Multicast Service) is provided from the core network to the mobile terminal, which has a core network, a radio base station connected to the core network by a physical line, and a mobile terminal wirelessly connected to the radio base station. ) Compliant multicast data can be delivered,
The radio base station has a multicast data receiver for receiving the multicast data from the core network, and a multicast radio bearer construction instruction for constructing a radio bearer for transmitting the multicast data with the mobile terminal. A radio bearer construction instruction receiving unit for multicast, which receives from the core network, a radio transceiver unit on the base station side, a proxy unicast bearer serving as a proxy transmission path for the multicast data, and a multicast traffic channel mapped on the downlink shared channel. In order to be set in the form, a substitute unicast bearer setting instruction unit for transmitting a substitute unicast bearer setting instruction based on the multicast radio bearer construction instruction to the base station side radio transceiver unit toward the mobile terminal, Prepare,
The mobile terminal includes a terminal-side wireless transceiver, and a proxy unicast bearer setting unit configured to set the proxy unicast bearer with the wireless base station by receiving the proxy unicast bearer setting instruction. ,
A multicast distribution system, wherein the multicast data is transmitted to the mobile terminal via the core network, the radio base station, and the proxy unicast bearer.
さらに該無線基地局に、複数の前記移動端末との間に設定される各前記代行ユニキャストベアラにデータ転送するための複数のデータパスに対し、前記コアネットワークから受信した前記マルチキャストデータを複写するマルチキャストデータ複写部が設けられている請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載のマルチキャスト配信システム。 The proxy unicast bearer setting instruction unit of the radio base station, when the mobile terminal is connected to the radio base station in a plurality, the proxy unicast in a one-to-one correspondence with the plurality of mobile terminals. As a cast bearer is individually set, the proxy unicast bearer setting instruction is to individually transmit to each of the mobile terminals to the base station side wireless transmission/reception unit,
Further, the multicast data received from the core network is copied to a plurality of data paths for data transfer to each of the proxy unicast bearers set between the wireless base station and the plurality of mobile terminals. The multicast distribution system according to any one of claims 1 to 5, further comprising a multicast data copying unit.
eMBMSに対応した前記移動端末は、前記マルチキャストベアラ構築指示を受信することにより、前記無線基地局との間にマルチキャストベアラを前記マルチキャストトラフィックチャネル上にて前記端末側無線送受信部に構築させるマルチキャストベアラ構築部とを備え、
前記無線基地局は、eMBMSに対応した前記移動端末の接続数が予め定められた基準数以上の場合に、前記マルチキャストデータを前記マルチキャストベアラを介してeMBMSに対応した前記移動端末に送信する一方、eMBMSに対応した前記移動端末の接続数が前記基準数未満の場合は、前記マルチキャストデータを前記代行ユニキャストベアラを介して各前記移動端末に送信する請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載のマルチキャスト配信システム。 The radio base station constructs a multicast bearer for instructing to construct a multicast bearer in place of the proxy unicast bearer based on the received multicast radio bearer construction instruction in a form in which a multicast traffic channel is mapped to a multicast channel. A multicast bearer setting instruction unit for transmitting an instruction to the base station-side wireless transmission/reception unit for the mobile terminal compatible with eMBMS,
The eMBMS-compatible mobile terminal receives the multicast bearer establishment instruction, thereby causing the terminal-side radio transceiver unit to establish a multicast bearer with the radio base station on the multicast traffic channel. Section and
The radio base station, when the number of connections of the mobile terminal corresponding to the eMBMS is equal to or more than a predetermined reference number, while transmitting the multicast data to the mobile terminal corresponding to the eMBMS via the multicast bearer, 8. When the number of connections of the mobile terminals compatible with eMBMS is less than the reference number, the multicast data is transmitted to each of the mobile terminals via the proxy unicast bearer. The multicast distribution system described in.
前記コアネットワークから前記マルチキャストデータを受信するマルチキャストデータ受信部と、前記マルチキャストデータを送信するための無線ベアラを前記移動端末との間に構築するためのマルチキャスト用無線ベアラ構築指示を前記コアネットワークから受信するマルチキャスト用無線ベアラ構築指示受信部と、基地局側無線送受信部と、前記マルチキャストデータの代行伝送路となる代行ユニキャストベアラが、下りシェアドチャネル上にマルチキャストトラフィックチャネルがマッピングされる形で設定されるように、前記マルチキャスト用無線ベアラ構築指示に基づき代行ユニキャストベアラ設定指示を前記移動端末に向け前記基地局側無線送受信部に送信させる代行ユニキャストベアラ設定指示部と、を備えたことを特徴とする無線基地局。 It is connected to a core network by a physical line, and is configured to be capable of wirelessly delivering, to a mobile terminal, multicast data compliant with eMBMS (evolved Multimedia Broadcast Multicast Service) from the core network,
A multicast radio bearer construction instruction for constructing a multicast bearer for receiving the multicast data from the core network and a radio bearer for transmitting the multicast data with the mobile terminal from the core network. A multicast radio bearer construction instruction receiving unit, a base station side wireless transmission/reception unit, and a proxy unicast bearer serving as a proxy transmission path for the multicast data are set in a form in which a multicast traffic channel is mapped on a downlink shared channel. As described above, a substitute unicast bearer setting instruction unit for transmitting a substitute unicast bearer setting instruction based on the multicast radio bearer construction instruction to the base station side radio transceiver unit toward the mobile terminal is provided. Wireless base station.
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