JP3587202B2 - 移動通信システム並びにその動作制御方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は移動通信システム並びにその動作制御方法に関し、特にＷ−ＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ−Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ：広帯域符号分割多元接続）通信システムにおける無線アクセスネットワークシステムの輻輳制御方式に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
移動通信システムであるＷ−ＣＤＭＡ通信システムのアーキテクチャを図１８に示す。無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）１は、無線制御装置（ＲＮＣ）４，５と、Ｎｏｄｅ（ノード）Ｂ６〜９により構成されており、交換機ネットワークであるコアネットワーク（ＣＮ）３とＩｕインタフェースを介して接続される。ＮｏｄｅＢ６〜９は無線送受信を行う論理的なノードを意味し、具体的には、無線基地局である。
【０００３】
ＮｏｄｅＢとＲＮＣ間のインタフェースはＩｕｂと称されており、ＲＮＣ間のインタフェースとしてＩｕｒインタフェースも規定されている。各ＮｏｄｅＢは１つあるいは複数のセル１０をカバーするものであり、ＮｏｄｅＢは移動機（ＵＥ）２と無線インタフェースを介して接続されている。ＮｏｄｅＢは無線回線を終端し、ＲＮＣはＮｏｄｅＢの管理と、ソフトハンドオーバ時の無線パスの選択合成を行うものである。なお、図１８に示したアーキテクチャの詳細は３ＧＰＰ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔｓ）に規定されている。
【０００４】
この図１８に示したＷ−ＣＤＭＡ通信システムにおける無線インタフェースのプロトコルアーキテクチャを図１９に示している。図１９に示す如く、このプロトコルアーキテクチャは、レイヤ１として示す物理レイヤ（ＰＨＹ）１１と、レイヤ２として示すデータリンクレイヤ１２と、更にその上位レイヤであるレイヤ３として示すネットワークレイヤ（ＲＲＣ：Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）１３とからなる３層のプロトコルレイヤにより構成されている。レイヤ２のデータリンクレイヤはＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）レイヤ１２１と、ＲＬＣ（Ｒａｄｉｏ Ｌｉｎｋ
Ｃｏｎｔｒｏｌ）レイヤ１２２との２つサブレイヤを含んでいる。
【０００５】
図１９中の楕円はレイヤ間、あるいはサブレイヤ間のサービスアクセスポイン（ＳＡＰ）を示しており、ＲＬＣサブレイヤ１２２とＭＡＣサブレイヤ１２１との間のＳＡＰは論理チャネルを提供する。つまり、論理チャネルは、ＭＡＣサブレイヤ１２１からＲＬＣサブレイヤ１２２へ提供されるチャネルであり、伝送信号の機能や論理的な特性によって分類され、転送される情報の内容により特徴づけられるものである。この論理チャネルの例としては、共通チャネルであるＣＣＣＨ（Ｃｏｍｍｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）、ページングチャネルであるＰＣＣＨ（Ｐａｇｉｎｇ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）、個別チャネルであるＤＣＣＨ（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ ）及びＤＴＣＨ（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ Ｔｒａｆｆｉｃ Ｃｈａｎｎｅｌ ）等がある。
【０００６】
ＭＡＣサブレイヤ１２１とレイヤ１である物理レイヤ１１との間のＳＡＰはトランスポートチャネルを提供する。つまり、トランスポートチャネルは、物理レイヤ１１からＭＡＣサブレイヤ１２１に提供されるチャネルであり、伝送形態によって分類され、無線インタフェースを介してどのような情報がどのように転送されるかで特徴づけられるものである。このトランスポートチャネルの例としては、ＦＡＣＨ（Ｆｏｒｗａｒｄ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｈａｎｎｅｌ）と、ＲＡＣＨ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｈａｎｎｅｌ ）と、ＰＣＨ（Ｐａｇｉｎｇ Ｃｈａｎｎｅｌ）と、ＤＣＨ（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ ）等がある。
【０００７】
物理レイヤ１１や、データリンクレイヤ１２は、ネットワークレイヤ（ＲＲＣ）１３により、制御チャネルを提供するＣ−ＳＡＰを介して制御されるようになっている。この図１９に示したプロトコルアーキテクチャの詳細はＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｔ３６−２５．３０１ｖ．３．８に規定されている。
【０００８】
また、上述した従来技術においては、制御信号を転送制御処理するシグナリングのためのＣ（Ｃｏｎｔｒｏｌ ）プレーンとユーザデータを転送制御処理するＵ（Ｕｓｅｒ）プレーンとがある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来の無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）１のＲＮＣ４，５におては、Ｃプレーンを制御処理する機能と、Ｕプレーンを制御処理する機能とが、物理的に一体となった装置とされており、このように両処理機能が一体化された一つの装置を用いて、移動機である端末への無線ベアラーサービスを提供するようになっている。
【００１０】
この様なＵプレーンとＣプレーンとの両処理機能が一体化された従来のＲＮＣを有する移動通信システムにおいては、シグナリングの処理能力を向上させたい場合には、Ｃプレーンの処理機能のみを追加すれば良いにもかかわらず、ＲＮＣそのものを追加することが必要であり、また、ユーザデータの転送速度を向上させたい場合には、Ｕプレーンの処理機能のみを追加すれば良いにもかかわらず、ＲＮＣそのものを追加することが必要である。従って、従来のＲＮＣの構成では、スケラビリティに富んだシステムを構築することが困難である。
【００１１】
また、携帯電話機を含む携帯情報端末やノート型のパーソナルコンピュータ等を用いたデータ通信や動画を含む画像通信が広く普及してきており、通信回線を流れるユーザデータ量がそれに伴い増大することになる。その結果、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）内でユーザデータを扱う装置の負荷が急増して、局地的に輻輳状態になることが予想される、最悪の場合には、システムダウンを招来することにもなる。そこで、輻輳状態になっても、システムダウンを生ずることなく、ユーザデータ処理を継続しつつ負荷分散処理を行うことが必要になってきている。
【００１２】
本発明はこの様な要求に基づきなされたものであって、その目的とするところは、通信データの増大により輻輳状態になっても、システムダウンを生ずることなくユーザデータ処理を継続しつつ負荷分散処理を行うようにした移動通信システム並びにその動作制御方法を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明による移動通信システムは、移動機に関するユーザデータの転送制御処理をなす第一及び第二のユーザプレーン処理手段と、これ等ユーザプレーン処理手段と物理的に分離して設けられ、当該ユーザプレーン処理手段の上位に位置付けられて制御信号であるシグナリングの転送制御処理をなすコントロールプレーン処理手段とを含み、前記第一のユーザプレーン処理手段において、処理の輻輳状態が検出されたとき、第二のユーザプレーン処理手段に前記処理の一部を引継ぐようにしたことを特徴とする。
【００１４】
そして、前記第一のユーザプレーン処理手段は、前記無線基地局と接続された現用系であり、前記第二のユーザプレーン処理手段は、前記第一のユーザプレーン処理手段のためのバックアップ系であることを特徴とする。この場合、前記第一のユーザプレーン処理手段は、前記輻輳状態検出に応答して前記制御信号やユーザデータの送受信先を、前記第二のユーザプレーン処理手段へ切替えるよう制御すると共に、前記第二のユーザプレーン処理手段へ当該切替え指示を送出する手段と、前記第二のユーザプレーン処理手段へ引継ぐ処理に必要な情報を、前記第二のユーザプレーン処理手段へ通知する手段とを有することを特徴とする。また、前記第二のユーザプレーン処理手段は、情報の通知に応答してこの情報を引継ぐと共に、前記切替え指示の受信に応答して、前記制御信号やユーザデータの処理をなす手段を有することを特徴とする。
【００１５】
また、無線基地局は第一の通信網内に存在し、前記第一及び第二のユーザプレーン処理手段や前記コントロールプレーン処理手段は前記第一の通信網とは異種の第二の通信網に接続されており、前記第一のユーザプレーン処理手段は、前記第一及び第二の通信網相互間の変換インタフェース手段を有することを特徴とする。そして、前記第二のユーザプレーン処理手段は、前記第一のユーザプレーン処理手段の変換インタフェース手段を介して前記制御信号やユーザデータの送受信をなすようにしたことを特徴とし、前記第一の通信網はＡＴＭ通信網であり、前記第二の通信網はＩＰ通信網であることを特徴とする。
【００１６】
本発明による動作制御方法は、移動機に関するユーザデータの転送制御処理をなす第一及び第二のユーザプレーン処理手段と、これ等ユーザプレーン処理手段と物理的に分離して設けられ、当該ユーザプレーン処理手段の上位に位置付けられて制御信号であるシグナリングの転送制御処理をなすコントロールプレーン処理手段とを含む移動通信システムにおける動作制御方法であって、前記第一のユーザプレーン処理手段において、処理の輻輳状態が検出されたとき、第二のユーザプレーン処理手段に前記処理の一部を引継ぐステップを含むことを特徴とする。
【００１７】
そして、前記第一のユーザプレーン処理手段は、前記無線基地局と接続された現用系であり、前記第二のユーザプレーン処理手段は、前記第一のユーザプレーン処理手段のためのバックアップ系であることを特徴とする。この場合、前記第一のユーザプレーン処理手段において、前記輻輳状態検出に応答して前記制御信号やユーザデータの送受信先を、前記第二のユーザプレーン処理手段へ切替えるよう制御するステップと、前記第二のユーザプレーン処理手段へ当該切替え指示を送出するステップと、前記第二のユーザプレーン処理手段に引継ぐ処理に必要な情報を、前記第二のユーザプレーン処理手段へ通知するステップとを含むことを特徴とする。また、前記第二のユーザプレーン処理手段において、前記情報の通知に応答してこの情報を引継ぐステップと、前記切替え指示の受信に応答して、前記制御信号やユーザデータの処理をなすステップとを含むことを特徴とする。
【００１８】
また、無線基地局は第一の通信網内に存在し、前記第一及び第二のユーザプレーン処理手段や前記コントロールプレーン処理手段は前記第一の通信網とは異種の第二の通信網に接続されており、前記第一のユーザプレーン処理手段において、前記第一及び第二の通信網相互間のインタフェース変換をなすステップを含むことを特徴とする。そして、前記第二のユーザプレーン処理手段は、前記第一のユーザプレーン処理手段におけるインタフェース変換ステップを介して前記制御信号やユーザデータの送受信をなすようにしたことを特徴とする。
【００１９】
本発明の作用を述べる。Ｗ−ＣＤＭＡ通信システムの無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）内で使用されているＡＴＭ（Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｍｏｄｅ）ネットワークをＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ ）ネットワーク化し、シグナリング処理をなすＣプレーン処理機能（Ｃプレーン処理装置）と、ユーザデータの処理をなすＵプレーン処理機能（Ｕプレーン処理装置）とを、それぞれ物理的に分離して構成し、Ｕプレーン処理装置に関しては現用系とバックアップ系とを準備しておき、この現用系のＵプレーン処理装置に輻輳が生じた場合に、処理（の一部）をバックアップ系の装置に切替えて、引継ぐようにするのである。
【００２０】
この時、バックアップ系の装置では、引継ぐべき処理に必要な各種情報を、現用系の装置からもらい受けてこれ等各種情報を用いて処理の引継ぎをなすようになっている。
【００２１】
また、無線アクセスネットワーク内で使用される通信網をＩＰネットワーク化して、各Ｕプレーン処理装置やＣプレーン処理装置に対してＩＰアドレスを予め割当てておくことにより、これ等処理装置をＩＰネットワーク上の装置と同等に扱うことが可能となる。もっとも、移動機に対して無線ベアラを提供するためのＮｏｄｅＢはＡＴＭネットワークであるので、現用系Ｕプレーン処理装置には、ＮｏｄｅＢとのインタフェース機能を有するＡＴＭ／ＩＰ変換用のインタフェース部を設けて、ＡＴＭパケッとＩＰパケットとの間の相互変換機能を実現するよう構成する。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照しつつ本発明の実施例につき詳細に説明する。図１は本発明の実施例に適用されるＲＮＣ４の構成を説明するための概略図である。図１に示す如く、ＲＮＣ４は、シグナリングを転送制御するＣプレーンを担当する処理機能部に相当するＣプレーン処理装置４１と、ユーザデータを転送制御するＵプレーンを担当する処理機能部に相当するＵプレーン処理装置４２とに分離される構成である。
【００２３】
すなわち、Ｃプレーン処理装置４１は、レイヤ３であるＲＲＣレイヤ１３においてＲＲＣメッセージを生成、終端する機能を有しており、またＵプレーン処理装置４２は、レイヤ２であるＭＡＣレイヤ１２１とＲＬＣレイヤ１２２とが担当する機能を有している。移動機（ＵＥ）２とＲＮＣ４との間のＲＲＣシグナリングに関しては、Ｕプレーン処理装置４２内において、ＭＡＣレイヤ１２１が提供する機能や、ＲＬＣレイヤ１２２が提供する機能を利用した後、上位レイヤとして位置付けられたＣプレーン処理装置４１内のＲＲＣレイヤ１３へ転送するよう構成されている。
【００２４】
こうすることにより、図１９に示した既存のＲＮＣのプロトコルアーキテクチャにおいて、レイヤ１として示される物理レイヤ（ＰＨＹ）１１はＮｏｄｅＢ（無線基地局）６に、レイヤ２として示されるデータリンクレイヤ１２はＵプレーン処理装置４２に、レイヤ３として示されるネットワークレイヤ１３はＣプレーン処理装置４１に、それぞれ分離することができる。なお、図１においては、ＭＡＣレイヤ１２１とＲＬＣレイヤ１２２との接続関係は、図１９の例と同等であるので、省略して示している。
【００２５】
Ｃプレーン処理装置４１内のＲＲＣレイヤ１３は、制御チャネルを提供するＣ−ＳＡＰ（Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ａｃｃｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ）を用いて、ＮｏｄｅＢ内の物理レイヤ１１、Ｕプレーン処理装置４２内のＭＡＣレイヤ１２１、ＲＬＣレイヤ１２２を制御する。また、ＲＮＣ４とＭＳＣ（Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ Ｃｅｎｔｅｒ ）３１やＳＧＳＮ（Ｓｅｒｖｉｎｇ ＧＰＲＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐａｃｋｅｔ Ｒａｄｉｏ Ｓｅｒｖｉｃｅ） Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ Ｎｏｄｅ）３２との間のシグナリングは、Ｃプレーン処理装置４１において終端して処理を行うものとする。
【００２６】
なお、ＭＳＣ３１は回線交換機能を有し、ＳＧＳＮ３２はパケット交換機能を有するものであり、図１８に示したコアネットワーク（ＣＮ）３に含まれる。ユーザ情報はＵプレーン処理装置４２を経由して、移動機（ＵＥ）２とＭＳＣ３１やＳＧＳＮ３２との間で授受される。
【００２７】
この様な図１に示した装置構成とすることにより、スケーラビリティに富んだシステム構成を組むことが可能となる。すなわち、シグナリングの処理能力を向上させる場合には、Ｃプレーン処理装置４１のみを追加し、またユーザデータ転送速度を向上させる場合には、Ｕプレーン処理装置４２のみを追加するようにすることができる。また、Ｕプレーン処理装置４２内の各機能は、それぞれの装置間では関係を持たず、Ｃプレーン処理装置４１内のＲＲＣ１３により制御されるために、独立の装置として実装することも可能である。
【００２８】
図２は本発明の実施例のシステム概略図である。図２を参照すると、ＲＡＮ（無線アクセスネットワーク）はＩＰネットワーク化されているものとし、以下に述べる各装置に対しては、ＩＰアドレスが予め付与されているものとする。Ｕプレーン処理装置４２ａ及び４２ｂは、共に現用系として動作しており、その配下に、それぞれ複数のＮｏｄｅＢ６ａ〜６ｄが接続されている。
【００２９】
これ等現用Ｕプレーン処理装置４２ａ，４２ｂの輻輳時におけるバックアップ用として、別のＵプレーン処理装置４２ｃが設けられている。更に、これらＵプレーン処理装置４２ａ〜４２ｃの上位に位置付けられるＣプレーン処理装置４１が設けられ、これ等各装置はルータ５を介して上位システムであるコアネットワーク（ＣＮ）３に接続されている。
【００３０】
バックアップ用のＵプレーン処理装置４２ｃは、通常時には、現用のＵプレーン処理装置４２ａとＣプレーン処理装置４１との間で送受信されているシグナリングのための制御信号や、Ｕプレーン処理装置４２ａとコアネットワーク３との間でやりとりされているユーザデータを傍受している。ここで、現用のＵプレーン処理装置４２ａの処理が輻輳状態になると、このＵプレーン処理装置４２ａは負荷分散を図るために、その一部の処理を、バックアップ用のＵプレーン処理装置４２ｃへ引継ぐようにするのである。なお、他の現用のＵプレーン処理装置４２ｂの処理に輻輳が生じた場合にも、バックアップ用Ｕプレーン処理装置４２ｃにその一部の処理を引継ぐようにすることは勿論である。この一部の処理とは、接続中の複数の呼の一部の呼（呼単位）であるものとする。
【００３１】
図３は現用Ｕプレーン処理装置４２ａの概略機能ブロック図であり、図４はバックアップ用Ｕプレーン処理装置４２ｃの概略機能ブロック図である。図３を参照すると、現用Ｕプレーン処理装置４２ａは、ＡＴＭ／ＩＰ−ＩＦ（インタフェース）部７１と、レイヤ２処理部７２と、ＡＰＬ（アプリケーション）部７３とからなっている。ＡＴＭ／ＩＰ−ＩＦ部７１は、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）１が属するＩＰネットワークと、プロトコルの下位レイヤ（レイヤ３）を構成する物理レイヤに相当するＮｏｄｅＢ６ａ〜６ｄが属するＡＴＭネットワークとの間のデータパケット変換をなす機能を有している。
【００３２】
すなわち、ＡＴＭ／ＩＰ−ＩＦ部７１は、ＮｏｄｅＢからのＡＴＭパケットをＩＰパケットに変換してレイヤ２処理部７２やルータ５へ転送し、またレイヤ２処理部７２やルータ５からのＩＰパケットをＡＴＭパケットに変換してＮｏｄｅＢへ転送し、更に、ＡＰＬ部７３からの指示により、ＩＰパケットの転送先をレイヤ２処理部７２またはバックアップ用Ｕプレーン処理装置４２ｃへ切替える機能を有している。
【００３３】
図５はＡＴＭパケットとＩＰパケットとのデータ変換例を示すイメージ図である。図５に示す如く、ＡＴＭネットワークでは、固定長パケット（セル）が複数送信され、ＩＰネットワークでは、可変長パケットが送信されることから、ＡＴＭパケットからＩＰパケットへの変換の際には、ＡＴＭパケット上の複数のペイロードが連結された後、ＩＰヘッダが付与される。また、逆に、ＩＰパケットからＡＴＭパケットへの変換の際には、ＩＰパケット上のペイロード部分が固定長に分解された後、各パケットにＡＴＭヘッダが付与されるようになっている。
【００３４】
このとき、ＡＴＭ／ＩＰ−ＩＦ部７１は、ＡＴＭヘッダの情報（ＶＰＩ，ＶＣＩ等のＡＴＭアドレス）とＩＰヘッダの情報（ＩＰアドレス）とを相互に変換するためのテーブルを、予め内部データとして保持しているものとする。
【００３５】
レイヤ２処理部７２は、ＡＴＭ／ＩＰ−ＩＦ部７１からの信号に対して図１に示したＭＡＣレイヤ１２１やＲＬＣレイヤ１２２のプロトコル処理を行って、ＡＴＭ／ＩＰ−ＩＦ部７１へ出力する機能を有している。ＡＰＬ部７３は、下位の各プロトコルを統括する機能と、輻輳を検出する機能と、輻輳検出時にＡＴＭ／ＩＰ−ＩＦ部７１に対して制御信号やユーザデータの送受信先をバックアップ用Ｕプレーン処理装置４２ｃへ切替えるよう指示する機能と、輻輳検出時に各プロトコルが呼毎や、セル（Ｃｅｌｌ）毎や、ＮｏｄｅＢ毎に、それぞれ保持している引継ぐべき呼の処理に必要な呼に関する情報（以下、呼情報と称す）を、バックアップ用Ｕプレーン処理装置４２ｃへ通知する機能を有している。
【００３６】
このＡＰＬ部７３の上記各機能はアプリケーションプログラムにより実行されるものであり、よってＣＰＵにこのアプリケーションプログラムを読取って実行させることにより実現されるが、機能ブロックとして表わすと、図６に示すようになる。すなわち、下位プロトコル統括部７３１と、輻輳検出部７３２と、輻輳時に上述した制御をなす輻輳時制御部７３３と、プログラムやデータ等を保持するメモリ７３４と、これ等各部の制御をなす制御部７３５と、これ等各部を接続するバス７３６とを有している。
【００３７】
バックアップ用Ｕプレーン処理部４２ｃは、図４に示す如く、ＩＰ−ＩＦ部８１と、レイヤ２処理部８２と、ＡＰＬ部８３とを有している。ＩＰ−ＩＦ部８１は、輻輳時にＡＰＬ部８３からの指示により、ＡＴＭ／ＩＰ−ＩＦ部７１や、Ｃプレーン処理装置４１や、コアネットワーク３から受信した信号を、レイヤ２処理部８２へ転送する機能と、レイヤ２処理部８２から受信した信号をＡＴＭ／ＩＰ−ＩＦ部７１や、Ｃプレーン処理装置４１や、コアネットワーク３へ転送する機能と、Ｕプレーン処理装置４２ａとＣプレーン処理装置４１間及びＵプレーン処理装置４２ａとコアネットワーク３との間でやりとりされる制御信号やユーザデータを傍受する機能を有している。
【００３８】
レイヤ２処理部８２は、図３に示した現用Ｕプレーン処理装置４２ａのレイヤ２処理部７２と同等機能を有している。ＡＰＬ部８３は、下位プロトコルを統括する機能と、Ｕプレーン処理装置４２ａから指示される処理切替え要求と、各プロトコルが保持している呼情報を受信する機能と、受信した各プロトコルの引継ぎ情報を下位プロトコルへ展開する機能とを有している。
【００３９】
このＡＰＬ部８３の上記各機能は、図３に示したＡＰＬ部７３と同様にアプリケーションプログラムにより実行され、図７に示す如き機能ブロックで表わされる。すなわち、下位プロトコル統括部８３１と、Ｕプレーン処理装置４２ａからの切替え要求や引継ぎ情報を受信する受信部８３２と、各プロトコルの引継ぎ情報を下位プロトコルへ展開する引継ぎ情報展開部８３３と、引継ぐ呼の下り制御信号や下りユーザデータの送信先ＩＰアドレスを、バックアップ用Ｕプレーン処理装置４２ｃのＩＰアドレスに変更するよう、Ｃプレーン処理装置４１やＣＮ３へ指示する下り信号送信ＩＰアドレス指示部８３４と、プログラムやデータ等を保持するメモリ８３５と、これ等各部の制御をなす制御部８３６と、これ等各部を接続するバス８３７とを有している。
【００４０】
以下、本発明の実施例の動作について説明する。図８は現用Ｕプレーン処理装置４２ａが輻輳状態ではない通常時における制御信号（Ｃプレーン情報）の上り及び下りの流れを示す図であり、点線で示すものがその流れである。また、図９はその場合における動作シーケンス図である。
【００４１】
図８，９を参照すると、現用Ｕプレーン処理装置４２ａの処理が輻輳状態でない場合、例えば、ＮｏｄｅＢ６ａから受信した上り制御信号は、ＡＴＭ／ＩＰ−ＩＦ部７１でＡＴＭパケットからＩＰパケットに変換され（ステップＳ１）、レイヤ２処理部７２によりレイヤ２処理を受け（ステップＳ２）、Ｃプレーン処理装置４１へ転送されレイヤ３処理を受ける（ステップＳ３）。そして、ＣＮ３へ送信されるのである。
【００４２】
下り制御信号はＣＮ３からＣプレーン処理装置４１へ送信されてレイヤ３処理を受け（ステップＳ４）、Ｕプレーン処理装置４２ａへ転送され、レイヤ２処理部７２でレイヤ２処理を受け（ステップＳ５）、最後にＡＴＭ／ＩＰ−ＩＦ部７１でＩＰパケットからＡＴＭパケットへ変換され（ステップＳ６）た後、ＮｏｄｅＢ６ａへ送信される。このとき、バックアップ用Ｕプレーン処理装置４２ｃは、Ｃプレーン処理装置４１とＵプレーン処理装置４２ａとの間の制御信号のやりとりを傍受している。
【００４３】
図１０及び図１１はＵプレーン処理装置４２ａの輻輳時の制御信号の流れと、動作シーケンス図である。いま、Ｕプレーン処理装置４２ａにおける処理が輻輳状態になると、図６の輻輳検出部７３２がそれを検出し（ステップＳ１１）、バックアップ用Ｕプレーン処理装置４２ｃへ処理の一部である、現在接続中の呼のうちのある呼の処理を切替えるのであるが、このとき、Ｕプレーン処理装置４２ａからバックアップ用Ｕプレーン処理装置４２ｃへ処理を切替えるための切替え要求が生成されて（ステップＳ１２）、各プロトコルが保持している引継ぐべき呼の呼情報が、輻輳時制御部７３３により、バックアップ用Ｕプレーン処理装置４２ｃへ転送される（ステップＳ１３）。それと同時に、ＡＴＭ／ＩＰ−ＩＦ部７１において、制御信号を上位プロトコルレイヤ２処理部７２へ送信することなく、内部で折返すように、輻輳時制御部７３３により制御される（ステップＳ１４）。
【００４４】
その後、Ｕプレーン処理装置４２ａから処理切替え要求を受信したバックアップ用Ｕプレーン処理装置４２ｃは、いままで傍受していた情報とステップＳ１３により転送されてきた呼情報を元に、当該呼の処理を引継ぐことになる（ステップＳ１５）。この引継ぎは、図７に示した引継ぎ情報展開部８３３により、呼情報をレイヤ２のプロトコルへ展開することにより可能となる。
【００４５】
そして、バックアップ用Ｕプレーン処理装置４２ｃは、図７に示した下り信号送信先ＩＰアドレス指示部８３４により、引継ぎ対象の呼の下り制御信号の送信先ＩＰアドレスを、現用Ｕプレーン処理装置４２ａのＩＰアドレスから、バックアップ用Ｕプレーン処理装置４２ｃのＩＰアドレスへ変更する様に、Ｃプレーン処理装置４１へ指示する（ステップＳ１６）。よって、Ｃプレーン処理装置４１はバックアップ用Ｕプレーン処理装置４２ｃからの当該指示により、呼毎に下り制御信号の送信先ＩＰアドレスを変更する機能を有しているものとする。
【００４６】
このとき、Ｕプレーン処理装置４２ａから転送されてくる上り制御信号は、Ｕプレーン処理装置４２ａのＡＴＭ／ＩＰ−ＩＦ部７１においてＡＴＭ／ＩＰ変換され（ステップＳ１７）、かつＩＰヘッダ部（図５参照）のＩＰアドレスが、バックアップ用Ｕプレーン処理装置４２ｃのＩＰアドレスに書き換えられて送信されてくるので、このＩＰアドレスにより、バックアップ用Ｕプレーン処理装置４２ｃが処理を引継ぐべき上り制御信号をＩＰ−ＩＦ部８１にて取込み、レイヤ２処理部８２でレイヤ２処理を行うことになる（ステップＳ１８）。そして、Ｃプレーン処理装置４１でレイヤ３処理が行われ（ステップＳ１９）、ＣＮ３へ送信される。
【００４７】
一方、ＣＮ３からの下り制御信号はＣプレーン処理装置４１によりレイヤ３処理が行われるが（ステップＳ２０）、このＣプレーン処理装置４１からは現用Ｕプレーン処理装置４２ａのＩＰアドレスに代えて、バックアップ用Ｕプレーン処理装置４２ｃのＩＰアドレスが指定されて送信されてくるので、バックアップ用Ｕプレーン処理装置４２ｃは、下り制御信号のＩＰヘッダのＩＰアドレスをみて、装置４２ｃが指定されているものを取込む。
【００４８】
こうして、バックアップ用Ｕプレーン処理装置４２ｃにより取込まれた下り制御信号は、レイヤ２処理部８２でレイヤ２処理を受け（ステップＳ２１）、Ｕプレーン処理装置４２ａのＡＴＭ／ＩＰ−ＩＦ部７１へ送信される。このＡＴＭ／ＩＰ−ＩＦ部７１においては、ＩＰ／ＡＴＭ変換が行われ（ステップＳ２２）、ＮｏｄｅＢへ送信されるのである。
【００４９】
図１２及び図１３は現用Ｕプレーン処理装置４２ａが輻輳状態ではない通常時におけるユーザデータの上り及び下りの流れ及び動作シーケンスを示す図である。Ｕプレーン処理装置４２ａが輻輳状態ではない場合、ＮｏｄｅＢ６ａから受信した上りユーザデータは、ＡＴＭ／ＩＰ−ＩＦ部７１でＡＴＭパケットからＩＰパケットへ変換され（ステップＳ３１）た後、レイヤ２処理部７２でレイヤ２処理され（ステップＳ３２）、ＣＮ３へ転送される。
【００５０】
ＣＮ３からの下りユーザデータはＵプレーン処理装置４２ａへ送信され、レイヤ２処理部７２でレイヤ２処理され（ステップＳ３３）、ＡＴＭ／ＩＰ−ＩＦ部７１でＩＰパケットからＡＴＭパケットに変換され（ステップＳ３４）、ＮｏｄｅＢ６ａへ送信されるのである。このとき、バックアップ用Ｕプレーン処理装置４２ｃは、ＣＮ３とＵプレーン処理装置４２ａとの間のユーザデータのやりとりを傍受している。
【００５１】
図１４及び図１５はＵプレーン処理装置４２ａが輻輳状態になった場合の上り下りユーザデータの流れと動作シーケンス図である。Ｕプレーン処理装置４２ａが輻輳状態になると、先述の図１０及び図１１の例と同様に、輻輳が検出され（ステップＳ４１）、バックアップ用Ｕプレーン処理装置４２ｃへ処理を切替える切替え要求が発生され（ステップＳ４２）、引継ぐべき呼について、各プロトコルが保持している呼情報が、バックアップ用Ｕプレーン処理装置４２ｃへ転送される（ステップＳ４３）。
【００５２】
それと同時に、ＡＴＭ／ＩＰ−ＩＦ部７１において上位へユーザデータを送信することなく、内部で折返すようにする（ステップＳ４４）。その後、Ｕプレーン処理装置４２ａから処理の切替要求を受けたバックアップ用Ｕプレーン処理装置４２ｃは、転送されてきた呼情報を各プロトコルへ展開することににより、引継ぎ対象の呼の処理を引継ぐことになる（ステップＳ４５）。
【００５３】
そして、バックアップ用Ｕプレーン処理装置４２ｃは、図７に示した下り信号送信先ＩＰアドレス指示部８３４により、引継ぎ対象の呼の下りユーザデータの送信先ＩＰアドレスを、現用Ｕプレーン処理装置４２ａのＩＰアドレスから、自装置４２ｃのＩＰアドレスへ変更するように、ＣＮ３へ指示する（ステップＳ４６）。よって、ＣＮ３はバックアップ用Ｕプレーン処理装置４２ｃからの当該指示により、呼毎に下りユーザデータの送信先ＩＰアドレスを変更する機能を有しているものとする。
【００５４】
このとき、Ｕプレーン処理装置４２ａから転送されてくる上りユーザデータは、バックアップ用Ｕプレーン処理装置４２ｃのＩＰアドレスが指定されて送信されてくるので（ＡＴＭ／ＩＰ−ＩＦ部７１にてそのＩＰアドレスの指定が行われる（ステップＳ４７））、バックアップ用Ｕプレーン処理装置４２ｃはこのユーザデータを取込み、レイヤ２処理を行う（ステップＳ４８）。
【００５５】
一方、ＣＮ３からの下りユーザデータは、Ｕプレーン処理装置４２ａのＩＰアドレスに代えて、バックアップ用Ｕプレーン処理装置４２ｃのＩＰアドレスが指定されて送信されてくるので、下りユーザデータのＩＰヘッダのＩＰアドレスをみて、Ｕプレーン処理装置４２ｃが指定されているものを取込む。
【００５６】
そして、Ｕプレーン処理装置４２ｃは取込んだユーザデータに対してレイヤ２処理を行い（ステップＳ４９）、Ｕプレーン処理装置４２ａのＡＴＭ／ＩＰ−ＩＦ部７１でＩＰパケットからＡＴＭパケットへ変換され（ ステップＳ５０） 、ＮｏｄｅＢ６ａへ送信されることになる。
【００５７】
上記実施例においては、ＮｏｄｅＢとのインタフェースに、ＡＴＭ／ＩＰ−ＩＦを用いているが、ＲＡＮのＩＰネットワーク化が進み、ＮｏｄｅＢとのインタフェースがＩＰインタフェースになると、現用Ｕプレーン処理装置が輻輳状態になってその処理をバックアップ用Ｕプレーン処理装置へ切替えたとき、ＡＴＭパケットとＩＰパケットとの変換処理が必要なくなるので、現用Ｕプレーン処理装置４２ａのＡＴＭ／ＩＰ−ＩＦ部７１を経由する必要がなくなる。そうすると、Ｕプレーン処理装置４２ａは全ての処理をバックアップ用Ｕプレーン処理装置４２ｃへ引継ぐことが可能になり、よってＵプレーン処理装置４２ａがシステムダウンした場合や、ファイル更新時や増設時にシステム停止する必要がある場合に、サービスを停止することなく、処理を全てバックアップ用処理装置４２ｃへ引継ぐことができることになる。
【００５８】
上述した実施例においては、現用Ｕプレーン処理装置４２ａが輻輳状態になった後、接続中の複数の呼の一部（呼接続単位）をバックアップ用Ｕプレーン処理装置４２ｃに引継ぐ場合について説明したが、現用Ｕプレーン処理装置４２ａが輻輳に近い状態にあって、新たに移動機（ＵＥ）から呼の接続要求があった場合、この新規呼をバックアップ用Ｕプレーン処理装置４２ｃへ引継ぐ場合も考えられる。その場合の動作について、図１６及び図１７を用いて以下に説明する。
【００５９】
先ず、制御信号について、図１６を用いて説明する。図８に示す状態において、現用Ｕプレーン処理装置４２ａが輻輳に近い状態にあり、新たな移動機からこのＵプレーン処理装置４２ａに接続要求が発生すると、Ｕプレーン処理装置４２ａは輻輳状態になるので、それが検出されて、この接続要求に対する処理を、バックアップ用Ｕプレーン処理装置４２ｃへ引継ぐよう切替要求を発生し、また、ＡＴＭ／ＩＰ−ＩＦ部７１への折返し指示を発生することは、図１１のステップＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１４と同じである。
【００６０】
この要求を受けたバックアップ用Ｕプレーン処理装置４２ｃは、Ｃプレーン処理装置４２ｃに対して接続要求を行う（ステップＳ５１）と共に、Ｃプレーン処理装置４２ｃに対してバックアップ用Ｕプレーン処理装置４２ｃのＩＰアドレスを通知する（ステップＳ５２）。その後、図１１のステップＳ１７〜Ｓ２２の動作及び図１０に示す制御信号の流れと同じになり、バックアップ用Ｕプレーン処理装置４２ｃにて処理される制御信号のパケットには、上り、下り、共に、バックアップ用Ｕプレーン処理装置４２ｃのＩＰアドレスが指定されることになる。
【００６１】
次に、ユーザデータについて、図１７を用いて説明する。図１２に示す状態において、現用Ｕプレーン処理装置４２ａが輻輳に近い状態にあり、新たな移動機からこのＵプレーン処理装置４２ａに接続要求が発生すると、Ｕプレーン処理装置４２ａは輻輳状態になるので、それが検出されて、この接続要求に対する処理を、バックアップ用Ｕプレーン処理装置４２ｃへ引継ぐよう切替要求を発生し、またＡＴＭ／ＩＰ−ＩＦ部７１への折返し指示を発生することは、図１５のステップＳ４１，Ｓ４２，Ｓ４４と同じである。
【００６２】
この要求を受けたバックアップ用Ｕプレーン処理装置４２ｃは、ＣＮ３に対して接続要求を行う（ ステップＳ６１） を行うと共に、ＣＮ３に対してバックアップ用Ｕプレーン処理装置４２ｃのＩＰアドレスを通知する（ステップＳ６２）。その後、図１５のステップＳ４７〜Ｓ５０の動作及び図１２に示すユーザデータの流れと同じになり、ユーザデータのパケットには、上り、下り共に、バックアップ用Ｕプレーン処理装置４２ｃのＩＰアドレスが指定されることになる。
【００６３】
【発明の効果】
以上述べた如く、本発明によれば、Ｗ−ＣＤＭＡ方式の移動通信システムにおいて、ノート型のパーソナルコンピュータを用いたデータ通信や、画像や動画等のデータ量の多いデータの使用が増大することにより、ユーザデータの増大が予想されるような場合にも、ユーザデータを扱うＲＡＮ内での処理を、容易に分散することができ、システム全体のダウンを防止できるという効果がある。その理由は、ユーザデータを扱うＵプレーン処理処置が輻輳状態になったときに、処理の一部を他のバックアップ用Ｕプレーン処理装置に引継いで処理を継続できるようにしたためである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に用いられるＣプレーン処理装置及びＵプレーン処理装置を含むシステム概略図である。
【図２】本発明の実施例の概略ブロック図である。
【図３】図２における現用Ｕプレーン処理装置のブロック図である。
【図４】図２におけるバックアップ用Ｕプレーン処理装置のブロック図である。
【図５】ＡＴＭ／ＩＰパケット変換例を示すパケットフォーマット図である。
【図６】図３のＡＰＬ部７３の機能ブロック図である。
【図７】図４のＡＰＬ部８３の機能ブロック図である。
【図８】本発明の実施例の通常動作時における制御信号（Ｃプレーン情報）の流れを示す図である。
【図９】図８の場合の動作シーケンス図である。
【図１０】本発明の実施例の輻輳状態時における制御信号（Ｃプレーン情報）の流れを示す図である。
【図１１】図１０の場合の動作シーケンス図である。
【図１２】本発明の実施例の通常動作時におけるユーザデータの流れを示す図である。
【図１３】図１２の場合の動作シーケンス図である。
【図１４】本発明の実施例の輻輳状態時におけるユーザデータの流れを示す図である。
【図１５】図１４の場合の動作シーケンス図である。
【図１６】本発明の他の実施例における輻輳状態時の制御信号のための動作シーケンス図である。
【図１７】本発明の他の実施例における輻輳状態時のユーザデータのための動作シーケンス図である。
【図１８】Ｗ−ＣＤＭＡ通信システムにおけるシステムアーキテクチャを示す図である。
【図１９】図１８のＲＡＮにおけるプロトコルアーキテクチャを示す図である。
【符号の説明】
１ ＲＡＮ（無線アクセスネットワーク）
２ ＵＥ（移動機）
３ ＣＮ（コアネットワーク）
４ ＲＮＣ（無線制御装置）
５ ルータ
６ ＮｏｄｅＢ（無線基地局）
１１ 物理レイヤ（レイヤ１）
１２ レイヤ２
１３ レイヤ３（ＲＲＣ）
４１ Ｃプレーン処理装置
４２ Ｕプレーン処理装置
４２ａ，４２ｂ 現用Ｕプレーン処理装置
４２ｃ バックアップ用Ｕプレーン処理装置
７１ ＡＴＭ／ＩＰ−ＩＦ部
７２，８２ レイヤ２処理部
７３，８３ ＡＰＬ部
８１ ＩＰ−ＩＦ部
９１ レイヤ３処理部
７３１，８３１ 下位プロトコル統括部
７３２ 輻輳検出部
７３３ 輻輳時制御部
７３４，８３５ メモリ
７３５，８３６ 制御部
７３６，８３７ バス
８３２ 受信部
８３３ 引継ぎ情報展開部
８３４ 下り信号送信先ＩＰアドレス指示部
【発明の属する技術分野】
本発明は移動通信システム並びにその動作制御方法に関し、特にＷ−ＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ−Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ：広帯域符号分割多元接続）通信システムにおける無線アクセスネットワークシステムの輻輳制御方式に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
移動通信システムであるＷ−ＣＤＭＡ通信システムのアーキテクチャを図１８に示す。無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）１は、無線制御装置（ＲＮＣ）４，５と、Ｎｏｄｅ（ノード）Ｂ６〜９により構成されており、交換機ネットワークであるコアネットワーク（ＣＮ）３とＩｕインタフェースを介して接続される。ＮｏｄｅＢ６〜９は無線送受信を行う論理的なノードを意味し、具体的には、無線基地局である。
【０００３】
ＮｏｄｅＢとＲＮＣ間のインタフェースはＩｕｂと称されており、ＲＮＣ間のインタフェースとしてＩｕｒインタフェースも規定されている。各ＮｏｄｅＢは１つあるいは複数のセル１０をカバーするものであり、ＮｏｄｅＢは移動機（ＵＥ）２と無線インタフェースを介して接続されている。ＮｏｄｅＢは無線回線を終端し、ＲＮＣはＮｏｄｅＢの管理と、ソフトハンドオーバ時の無線パスの選択合成を行うものである。なお、図１８に示したアーキテクチャの詳細は３ＧＰＰ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔｓ）に規定されている。
【０００４】
この図１８に示したＷ−ＣＤＭＡ通信システムにおける無線インタフェースのプロトコルアーキテクチャを図１９に示している。図１９に示す如く、このプロトコルアーキテクチャは、レイヤ１として示す物理レイヤ（ＰＨＹ）１１と、レイヤ２として示すデータリンクレイヤ１２と、更にその上位レイヤであるレイヤ３として示すネットワークレイヤ（ＲＲＣ：Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）１３とからなる３層のプロトコルレイヤにより構成されている。レイヤ２のデータリンクレイヤはＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）レイヤ１２１と、ＲＬＣ（Ｒａｄｉｏ Ｌｉｎｋ
Ｃｏｎｔｒｏｌ）レイヤ１２２との２つサブレイヤを含んでいる。
【０００５】
図１９中の楕円はレイヤ間、あるいはサブレイヤ間のサービスアクセスポイン（ＳＡＰ）を示しており、ＲＬＣサブレイヤ１２２とＭＡＣサブレイヤ１２１との間のＳＡＰは論理チャネルを提供する。つまり、論理チャネルは、ＭＡＣサブレイヤ１２１からＲＬＣサブレイヤ１２２へ提供されるチャネルであり、伝送信号の機能や論理的な特性によって分類され、転送される情報の内容により特徴づけられるものである。この論理チャネルの例としては、共通チャネルであるＣＣＣＨ（Ｃｏｍｍｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）、ページングチャネルであるＰＣＣＨ（Ｐａｇｉｎｇ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）、個別チャネルであるＤＣＣＨ（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ ）及びＤＴＣＨ（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ Ｔｒａｆｆｉｃ Ｃｈａｎｎｅｌ ）等がある。
【０００６】
ＭＡＣサブレイヤ１２１とレイヤ１である物理レイヤ１１との間のＳＡＰはトランスポートチャネルを提供する。つまり、トランスポートチャネルは、物理レイヤ１１からＭＡＣサブレイヤ１２１に提供されるチャネルであり、伝送形態によって分類され、無線インタフェースを介してどのような情報がどのように転送されるかで特徴づけられるものである。このトランスポートチャネルの例としては、ＦＡＣＨ（Ｆｏｒｗａｒｄ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｈａｎｎｅｌ）と、ＲＡＣＨ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｈａｎｎｅｌ ）と、ＰＣＨ（Ｐａｇｉｎｇ Ｃｈａｎｎｅｌ）と、ＤＣＨ（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ ）等がある。
【０００７】
物理レイヤ１１や、データリンクレイヤ１２は、ネットワークレイヤ（ＲＲＣ）１３により、制御チャネルを提供するＣ−ＳＡＰを介して制御されるようになっている。この図１９に示したプロトコルアーキテクチャの詳細はＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｔ３６−２５．３０１ｖ．３．８に規定されている。
【０００８】
また、上述した従来技術においては、制御信号を転送制御処理するシグナリングのためのＣ（Ｃｏｎｔｒｏｌ ）プレーンとユーザデータを転送制御処理するＵ（Ｕｓｅｒ）プレーンとがある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来の無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）１のＲＮＣ４，５におては、Ｃプレーンを制御処理する機能と、Ｕプレーンを制御処理する機能とが、物理的に一体となった装置とされており、このように両処理機能が一体化された一つの装置を用いて、移動機である端末への無線ベアラーサービスを提供するようになっている。
【００１０】
この様なＵプレーンとＣプレーンとの両処理機能が一体化された従来のＲＮＣを有する移動通信システムにおいては、シグナリングの処理能力を向上させたい場合には、Ｃプレーンの処理機能のみを追加すれば良いにもかかわらず、ＲＮＣそのものを追加することが必要であり、また、ユーザデータの転送速度を向上させたい場合には、Ｕプレーンの処理機能のみを追加すれば良いにもかかわらず、ＲＮＣそのものを追加することが必要である。従って、従来のＲＮＣの構成では、スケラビリティに富んだシステムを構築することが困難である。
【００１１】
また、携帯電話機を含む携帯情報端末やノート型のパーソナルコンピュータ等を用いたデータ通信や動画を含む画像通信が広く普及してきており、通信回線を流れるユーザデータ量がそれに伴い増大することになる。その結果、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）内でユーザデータを扱う装置の負荷が急増して、局地的に輻輳状態になることが予想される、最悪の場合には、システムダウンを招来することにもなる。そこで、輻輳状態になっても、システムダウンを生ずることなく、ユーザデータ処理を継続しつつ負荷分散処理を行うことが必要になってきている。
【００１２】
本発明はこの様な要求に基づきなされたものであって、その目的とするところは、通信データの増大により輻輳状態になっても、システムダウンを生ずることなくユーザデータ処理を継続しつつ負荷分散処理を行うようにした移動通信システム並びにその動作制御方法を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明による移動通信システムは、移動機に関するユーザデータの転送制御処理をなす第一及び第二のユーザプレーン処理手段と、これ等ユーザプレーン処理手段と物理的に分離して設けられ、当該ユーザプレーン処理手段の上位に位置付けられて制御信号であるシグナリングの転送制御処理をなすコントロールプレーン処理手段とを含み、前記第一のユーザプレーン処理手段において、処理の輻輳状態が検出されたとき、第二のユーザプレーン処理手段に前記処理の一部を引継ぐようにしたことを特徴とする。
【００１４】
そして、前記第一のユーザプレーン処理手段は、前記無線基地局と接続された現用系であり、前記第二のユーザプレーン処理手段は、前記第一のユーザプレーン処理手段のためのバックアップ系であることを特徴とする。この場合、前記第一のユーザプレーン処理手段は、前記輻輳状態検出に応答して前記制御信号やユーザデータの送受信先を、前記第二のユーザプレーン処理手段へ切替えるよう制御すると共に、前記第二のユーザプレーン処理手段へ当該切替え指示を送出する手段と、前記第二のユーザプレーン処理手段へ引継ぐ処理に必要な情報を、前記第二のユーザプレーン処理手段へ通知する手段とを有することを特徴とする。また、前記第二のユーザプレーン処理手段は、情報の通知に応答してこの情報を引継ぐと共に、前記切替え指示の受信に応答して、前記制御信号やユーザデータの処理をなす手段を有することを特徴とする。
【００１５】
また、無線基地局は第一の通信網内に存在し、前記第一及び第二のユーザプレーン処理手段や前記コントロールプレーン処理手段は前記第一の通信網とは異種の第二の通信網に接続されており、前記第一のユーザプレーン処理手段は、前記第一及び第二の通信網相互間の変換インタフェース手段を有することを特徴とする。そして、前記第二のユーザプレーン処理手段は、前記第一のユーザプレーン処理手段の変換インタフェース手段を介して前記制御信号やユーザデータの送受信をなすようにしたことを特徴とし、前記第一の通信網はＡＴＭ通信網であり、前記第二の通信網はＩＰ通信網であることを特徴とする。
【００１６】
本発明による動作制御方法は、移動機に関するユーザデータの転送制御処理をなす第一及び第二のユーザプレーン処理手段と、これ等ユーザプレーン処理手段と物理的に分離して設けられ、当該ユーザプレーン処理手段の上位に位置付けられて制御信号であるシグナリングの転送制御処理をなすコントロールプレーン処理手段とを含む移動通信システムにおける動作制御方法であって、前記第一のユーザプレーン処理手段において、処理の輻輳状態が検出されたとき、第二のユーザプレーン処理手段に前記処理の一部を引継ぐステップを含むことを特徴とする。
【００１７】
そして、前記第一のユーザプレーン処理手段は、前記無線基地局と接続された現用系であり、前記第二のユーザプレーン処理手段は、前記第一のユーザプレーン処理手段のためのバックアップ系であることを特徴とする。この場合、前記第一のユーザプレーン処理手段において、前記輻輳状態検出に応答して前記制御信号やユーザデータの送受信先を、前記第二のユーザプレーン処理手段へ切替えるよう制御するステップと、前記第二のユーザプレーン処理手段へ当該切替え指示を送出するステップと、前記第二のユーザプレーン処理手段に引継ぐ処理に必要な情報を、前記第二のユーザプレーン処理手段へ通知するステップとを含むことを特徴とする。また、前記第二のユーザプレーン処理手段において、前記情報の通知に応答してこの情報を引継ぐステップと、前記切替え指示の受信に応答して、前記制御信号やユーザデータの処理をなすステップとを含むことを特徴とする。
【００１８】
また、無線基地局は第一の通信網内に存在し、前記第一及び第二のユーザプレーン処理手段や前記コントロールプレーン処理手段は前記第一の通信網とは異種の第二の通信網に接続されており、前記第一のユーザプレーン処理手段において、前記第一及び第二の通信網相互間のインタフェース変換をなすステップを含むことを特徴とする。そして、前記第二のユーザプレーン処理手段は、前記第一のユーザプレーン処理手段におけるインタフェース変換ステップを介して前記制御信号やユーザデータの送受信をなすようにしたことを特徴とする。
【００１９】
本発明の作用を述べる。Ｗ−ＣＤＭＡ通信システムの無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）内で使用されているＡＴＭ（Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｍｏｄｅ）ネットワークをＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ ）ネットワーク化し、シグナリング処理をなすＣプレーン処理機能（Ｃプレーン処理装置）と、ユーザデータの処理をなすＵプレーン処理機能（Ｕプレーン処理装置）とを、それぞれ物理的に分離して構成し、Ｕプレーン処理装置に関しては現用系とバックアップ系とを準備しておき、この現用系のＵプレーン処理装置に輻輳が生じた場合に、処理（の一部）をバックアップ系の装置に切替えて、引継ぐようにするのである。
【００２０】
この時、バックアップ系の装置では、引継ぐべき処理に必要な各種情報を、現用系の装置からもらい受けてこれ等各種情報を用いて処理の引継ぎをなすようになっている。
【００２１】
また、無線アクセスネットワーク内で使用される通信網をＩＰネットワーク化して、各Ｕプレーン処理装置やＣプレーン処理装置に対してＩＰアドレスを予め割当てておくことにより、これ等処理装置をＩＰネットワーク上の装置と同等に扱うことが可能となる。もっとも、移動機に対して無線ベアラを提供するためのＮｏｄｅＢはＡＴＭネットワークであるので、現用系Ｕプレーン処理装置には、ＮｏｄｅＢとのインタフェース機能を有するＡＴＭ／ＩＰ変換用のインタフェース部を設けて、ＡＴＭパケッとＩＰパケットとの間の相互変換機能を実現するよう構成する。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照しつつ本発明の実施例につき詳細に説明する。図１は本発明の実施例に適用されるＲＮＣ４の構成を説明するための概略図である。図１に示す如く、ＲＮＣ４は、シグナリングを転送制御するＣプレーンを担当する処理機能部に相当するＣプレーン処理装置４１と、ユーザデータを転送制御するＵプレーンを担当する処理機能部に相当するＵプレーン処理装置４２とに分離される構成である。
【００２３】
すなわち、Ｃプレーン処理装置４１は、レイヤ３であるＲＲＣレイヤ１３においてＲＲＣメッセージを生成、終端する機能を有しており、またＵプレーン処理装置４２は、レイヤ２であるＭＡＣレイヤ１２１とＲＬＣレイヤ１２２とが担当する機能を有している。移動機（ＵＥ）２とＲＮＣ４との間のＲＲＣシグナリングに関しては、Ｕプレーン処理装置４２内において、ＭＡＣレイヤ１２１が提供する機能や、ＲＬＣレイヤ１２２が提供する機能を利用した後、上位レイヤとして位置付けられたＣプレーン処理装置４１内のＲＲＣレイヤ１３へ転送するよう構成されている。
【００２４】
こうすることにより、図１９に示した既存のＲＮＣのプロトコルアーキテクチャにおいて、レイヤ１として示される物理レイヤ（ＰＨＹ）１１はＮｏｄｅＢ（無線基地局）６に、レイヤ２として示されるデータリンクレイヤ１２はＵプレーン処理装置４２に、レイヤ３として示されるネットワークレイヤ１３はＣプレーン処理装置４１に、それぞれ分離することができる。なお、図１においては、ＭＡＣレイヤ１２１とＲＬＣレイヤ１２２との接続関係は、図１９の例と同等であるので、省略して示している。
【００２５】
Ｃプレーン処理装置４１内のＲＲＣレイヤ１３は、制御チャネルを提供するＣ−ＳＡＰ（Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ａｃｃｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ）を用いて、ＮｏｄｅＢ内の物理レイヤ１１、Ｕプレーン処理装置４２内のＭＡＣレイヤ１２１、ＲＬＣレイヤ１２２を制御する。また、ＲＮＣ４とＭＳＣ（Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ Ｃｅｎｔｅｒ ）３１やＳＧＳＮ（Ｓｅｒｖｉｎｇ ＧＰＲＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐａｃｋｅｔ Ｒａｄｉｏ Ｓｅｒｖｉｃｅ） Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ Ｎｏｄｅ）３２との間のシグナリングは、Ｃプレーン処理装置４１において終端して処理を行うものとする。
【００２６】
なお、ＭＳＣ３１は回線交換機能を有し、ＳＧＳＮ３２はパケット交換機能を有するものであり、図１８に示したコアネットワーク（ＣＮ）３に含まれる。ユーザ情報はＵプレーン処理装置４２を経由して、移動機（ＵＥ）２とＭＳＣ３１やＳＧＳＮ３２との間で授受される。
【００２７】
この様な図１に示した装置構成とすることにより、スケーラビリティに富んだシステム構成を組むことが可能となる。すなわち、シグナリングの処理能力を向上させる場合には、Ｃプレーン処理装置４１のみを追加し、またユーザデータ転送速度を向上させる場合には、Ｕプレーン処理装置４２のみを追加するようにすることができる。また、Ｕプレーン処理装置４２内の各機能は、それぞれの装置間では関係を持たず、Ｃプレーン処理装置４１内のＲＲＣ１３により制御されるために、独立の装置として実装することも可能である。
【００２８】
図２は本発明の実施例のシステム概略図である。図２を参照すると、ＲＡＮ（無線アクセスネットワーク）はＩＰネットワーク化されているものとし、以下に述べる各装置に対しては、ＩＰアドレスが予め付与されているものとする。Ｕプレーン処理装置４２ａ及び４２ｂは、共に現用系として動作しており、その配下に、それぞれ複数のＮｏｄｅＢ６ａ〜６ｄが接続されている。
【００２９】
これ等現用Ｕプレーン処理装置４２ａ，４２ｂの輻輳時におけるバックアップ用として、別のＵプレーン処理装置４２ｃが設けられている。更に、これらＵプレーン処理装置４２ａ〜４２ｃの上位に位置付けられるＣプレーン処理装置４１が設けられ、これ等各装置はルータ５を介して上位システムであるコアネットワーク（ＣＮ）３に接続されている。
【００３０】
バックアップ用のＵプレーン処理装置４２ｃは、通常時には、現用のＵプレーン処理装置４２ａとＣプレーン処理装置４１との間で送受信されているシグナリングのための制御信号や、Ｕプレーン処理装置４２ａとコアネットワーク３との間でやりとりされているユーザデータを傍受している。ここで、現用のＵプレーン処理装置４２ａの処理が輻輳状態になると、このＵプレーン処理装置４２ａは負荷分散を図るために、その一部の処理を、バックアップ用のＵプレーン処理装置４２ｃへ引継ぐようにするのである。なお、他の現用のＵプレーン処理装置４２ｂの処理に輻輳が生じた場合にも、バックアップ用Ｕプレーン処理装置４２ｃにその一部の処理を引継ぐようにすることは勿論である。この一部の処理とは、接続中の複数の呼の一部の呼（呼単位）であるものとする。
【００３１】
図３は現用Ｕプレーン処理装置４２ａの概略機能ブロック図であり、図４はバックアップ用Ｕプレーン処理装置４２ｃの概略機能ブロック図である。図３を参照すると、現用Ｕプレーン処理装置４２ａは、ＡＴＭ／ＩＰ−ＩＦ（インタフェース）部７１と、レイヤ２処理部７２と、ＡＰＬ（アプリケーション）部７３とからなっている。ＡＴＭ／ＩＰ−ＩＦ部７１は、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）１が属するＩＰネットワークと、プロトコルの下位レイヤ（レイヤ３）を構成する物理レイヤに相当するＮｏｄｅＢ６ａ〜６ｄが属するＡＴＭネットワークとの間のデータパケット変換をなす機能を有している。
【００３２】
すなわち、ＡＴＭ／ＩＰ−ＩＦ部７１は、ＮｏｄｅＢからのＡＴＭパケットをＩＰパケットに変換してレイヤ２処理部７２やルータ５へ転送し、またレイヤ２処理部７２やルータ５からのＩＰパケットをＡＴＭパケットに変換してＮｏｄｅＢへ転送し、更に、ＡＰＬ部７３からの指示により、ＩＰパケットの転送先をレイヤ２処理部７２またはバックアップ用Ｕプレーン処理装置４２ｃへ切替える機能を有している。
【００３３】
図５はＡＴＭパケットとＩＰパケットとのデータ変換例を示すイメージ図である。図５に示す如く、ＡＴＭネットワークでは、固定長パケット（セル）が複数送信され、ＩＰネットワークでは、可変長パケットが送信されることから、ＡＴＭパケットからＩＰパケットへの変換の際には、ＡＴＭパケット上の複数のペイロードが連結された後、ＩＰヘッダが付与される。また、逆に、ＩＰパケットからＡＴＭパケットへの変換の際には、ＩＰパケット上のペイロード部分が固定長に分解された後、各パケットにＡＴＭヘッダが付与されるようになっている。
【００３４】
このとき、ＡＴＭ／ＩＰ−ＩＦ部７１は、ＡＴＭヘッダの情報（ＶＰＩ，ＶＣＩ等のＡＴＭアドレス）とＩＰヘッダの情報（ＩＰアドレス）とを相互に変換するためのテーブルを、予め内部データとして保持しているものとする。
【００３５】
レイヤ２処理部７２は、ＡＴＭ／ＩＰ−ＩＦ部７１からの信号に対して図１に示したＭＡＣレイヤ１２１やＲＬＣレイヤ１２２のプロトコル処理を行って、ＡＴＭ／ＩＰ−ＩＦ部７１へ出力する機能を有している。ＡＰＬ部７３は、下位の各プロトコルを統括する機能と、輻輳を検出する機能と、輻輳検出時にＡＴＭ／ＩＰ−ＩＦ部７１に対して制御信号やユーザデータの送受信先をバックアップ用Ｕプレーン処理装置４２ｃへ切替えるよう指示する機能と、輻輳検出時に各プロトコルが呼毎や、セル（Ｃｅｌｌ）毎や、ＮｏｄｅＢ毎に、それぞれ保持している引継ぐべき呼の処理に必要な呼に関する情報（以下、呼情報と称す）を、バックアップ用Ｕプレーン処理装置４２ｃへ通知する機能を有している。
【００３６】
このＡＰＬ部７３の上記各機能はアプリケーションプログラムにより実行されるものであり、よってＣＰＵにこのアプリケーションプログラムを読取って実行させることにより実現されるが、機能ブロックとして表わすと、図６に示すようになる。すなわち、下位プロトコル統括部７３１と、輻輳検出部７３２と、輻輳時に上述した制御をなす輻輳時制御部７３３と、プログラムやデータ等を保持するメモリ７３４と、これ等各部の制御をなす制御部７３５と、これ等各部を接続するバス７３６とを有している。
【００３７】
バックアップ用Ｕプレーン処理部４２ｃは、図４に示す如く、ＩＰ−ＩＦ部８１と、レイヤ２処理部８２と、ＡＰＬ部８３とを有している。ＩＰ−ＩＦ部８１は、輻輳時にＡＰＬ部８３からの指示により、ＡＴＭ／ＩＰ−ＩＦ部７１や、Ｃプレーン処理装置４１や、コアネットワーク３から受信した信号を、レイヤ２処理部８２へ転送する機能と、レイヤ２処理部８２から受信した信号をＡＴＭ／ＩＰ−ＩＦ部７１や、Ｃプレーン処理装置４１や、コアネットワーク３へ転送する機能と、Ｕプレーン処理装置４２ａとＣプレーン処理装置４１間及びＵプレーン処理装置４２ａとコアネットワーク３との間でやりとりされる制御信号やユーザデータを傍受する機能を有している。
【００３８】
レイヤ２処理部８２は、図３に示した現用Ｕプレーン処理装置４２ａのレイヤ２処理部７２と同等機能を有している。ＡＰＬ部８３は、下位プロトコルを統括する機能と、Ｕプレーン処理装置４２ａから指示される処理切替え要求と、各プロトコルが保持している呼情報を受信する機能と、受信した各プロトコルの引継ぎ情報を下位プロトコルへ展開する機能とを有している。
【００３９】
このＡＰＬ部８３の上記各機能は、図３に示したＡＰＬ部７３と同様にアプリケーションプログラムにより実行され、図７に示す如き機能ブロックで表わされる。すなわち、下位プロトコル統括部８３１と、Ｕプレーン処理装置４２ａからの切替え要求や引継ぎ情報を受信する受信部８３２と、各プロトコルの引継ぎ情報を下位プロトコルへ展開する引継ぎ情報展開部８３３と、引継ぐ呼の下り制御信号や下りユーザデータの送信先ＩＰアドレスを、バックアップ用Ｕプレーン処理装置４２ｃのＩＰアドレスに変更するよう、Ｃプレーン処理装置４１やＣＮ３へ指示する下り信号送信ＩＰアドレス指示部８３４と、プログラムやデータ等を保持するメモリ８３５と、これ等各部の制御をなす制御部８３６と、これ等各部を接続するバス８３７とを有している。
【００４０】
以下、本発明の実施例の動作について説明する。図８は現用Ｕプレーン処理装置４２ａが輻輳状態ではない通常時における制御信号（Ｃプレーン情報）の上り及び下りの流れを示す図であり、点線で示すものがその流れである。また、図９はその場合における動作シーケンス図である。
【００４１】
図８，９を参照すると、現用Ｕプレーン処理装置４２ａの処理が輻輳状態でない場合、例えば、ＮｏｄｅＢ６ａから受信した上り制御信号は、ＡＴＭ／ＩＰ−ＩＦ部７１でＡＴＭパケットからＩＰパケットに変換され（ステップＳ１）、レイヤ２処理部７２によりレイヤ２処理を受け（ステップＳ２）、Ｃプレーン処理装置４１へ転送されレイヤ３処理を受ける（ステップＳ３）。そして、ＣＮ３へ送信されるのである。
【００４２】
下り制御信号はＣＮ３からＣプレーン処理装置４１へ送信されてレイヤ３処理を受け（ステップＳ４）、Ｕプレーン処理装置４２ａへ転送され、レイヤ２処理部７２でレイヤ２処理を受け（ステップＳ５）、最後にＡＴＭ／ＩＰ−ＩＦ部７１でＩＰパケットからＡＴＭパケットへ変換され（ステップＳ６）た後、ＮｏｄｅＢ６ａへ送信される。このとき、バックアップ用Ｕプレーン処理装置４２ｃは、Ｃプレーン処理装置４１とＵプレーン処理装置４２ａとの間の制御信号のやりとりを傍受している。
【００４３】
図１０及び図１１はＵプレーン処理装置４２ａの輻輳時の制御信号の流れと、動作シーケンス図である。いま、Ｕプレーン処理装置４２ａにおける処理が輻輳状態になると、図６の輻輳検出部７３２がそれを検出し（ステップＳ１１）、バックアップ用Ｕプレーン処理装置４２ｃへ処理の一部である、現在接続中の呼のうちのある呼の処理を切替えるのであるが、このとき、Ｕプレーン処理装置４２ａからバックアップ用Ｕプレーン処理装置４２ｃへ処理を切替えるための切替え要求が生成されて（ステップＳ１２）、各プロトコルが保持している引継ぐべき呼の呼情報が、輻輳時制御部７３３により、バックアップ用Ｕプレーン処理装置４２ｃへ転送される（ステップＳ１３）。それと同時に、ＡＴＭ／ＩＰ−ＩＦ部７１において、制御信号を上位プロトコルレイヤ２処理部７２へ送信することなく、内部で折返すように、輻輳時制御部７３３により制御される（ステップＳ１４）。
【００４４】
その後、Ｕプレーン処理装置４２ａから処理切替え要求を受信したバックアップ用Ｕプレーン処理装置４２ｃは、いままで傍受していた情報とステップＳ１３により転送されてきた呼情報を元に、当該呼の処理を引継ぐことになる（ステップＳ１５）。この引継ぎは、図７に示した引継ぎ情報展開部８３３により、呼情報をレイヤ２のプロトコルへ展開することにより可能となる。
【００４５】
そして、バックアップ用Ｕプレーン処理装置４２ｃは、図７に示した下り信号送信先ＩＰアドレス指示部８３４により、引継ぎ対象の呼の下り制御信号の送信先ＩＰアドレスを、現用Ｕプレーン処理装置４２ａのＩＰアドレスから、バックアップ用Ｕプレーン処理装置４２ｃのＩＰアドレスへ変更する様に、Ｃプレーン処理装置４１へ指示する（ステップＳ１６）。よって、Ｃプレーン処理装置４１はバックアップ用Ｕプレーン処理装置４２ｃからの当該指示により、呼毎に下り制御信号の送信先ＩＰアドレスを変更する機能を有しているものとする。
【００４６】
このとき、Ｕプレーン処理装置４２ａから転送されてくる上り制御信号は、Ｕプレーン処理装置４２ａのＡＴＭ／ＩＰ−ＩＦ部７１においてＡＴＭ／ＩＰ変換され（ステップＳ１７）、かつＩＰヘッダ部（図５参照）のＩＰアドレスが、バックアップ用Ｕプレーン処理装置４２ｃのＩＰアドレスに書き換えられて送信されてくるので、このＩＰアドレスにより、バックアップ用Ｕプレーン処理装置４２ｃが処理を引継ぐべき上り制御信号をＩＰ−ＩＦ部８１にて取込み、レイヤ２処理部８２でレイヤ２処理を行うことになる（ステップＳ１８）。そして、Ｃプレーン処理装置４１でレイヤ３処理が行われ（ステップＳ１９）、ＣＮ３へ送信される。
【００４７】
一方、ＣＮ３からの下り制御信号はＣプレーン処理装置４１によりレイヤ３処理が行われるが（ステップＳ２０）、このＣプレーン処理装置４１からは現用Ｕプレーン処理装置４２ａのＩＰアドレスに代えて、バックアップ用Ｕプレーン処理装置４２ｃのＩＰアドレスが指定されて送信されてくるので、バックアップ用Ｕプレーン処理装置４２ｃは、下り制御信号のＩＰヘッダのＩＰアドレスをみて、装置４２ｃが指定されているものを取込む。
【００４８】
こうして、バックアップ用Ｕプレーン処理装置４２ｃにより取込まれた下り制御信号は、レイヤ２処理部８２でレイヤ２処理を受け（ステップＳ２１）、Ｕプレーン処理装置４２ａのＡＴＭ／ＩＰ−ＩＦ部７１へ送信される。このＡＴＭ／ＩＰ−ＩＦ部７１においては、ＩＰ／ＡＴＭ変換が行われ（ステップＳ２２）、ＮｏｄｅＢへ送信されるのである。
【００４９】
図１２及び図１３は現用Ｕプレーン処理装置４２ａが輻輳状態ではない通常時におけるユーザデータの上り及び下りの流れ及び動作シーケンスを示す図である。Ｕプレーン処理装置４２ａが輻輳状態ではない場合、ＮｏｄｅＢ６ａから受信した上りユーザデータは、ＡＴＭ／ＩＰ−ＩＦ部７１でＡＴＭパケットからＩＰパケットへ変換され（ステップＳ３１）た後、レイヤ２処理部７２でレイヤ２処理され（ステップＳ３２）、ＣＮ３へ転送される。
【００５０】
ＣＮ３からの下りユーザデータはＵプレーン処理装置４２ａへ送信され、レイヤ２処理部７２でレイヤ２処理され（ステップＳ３３）、ＡＴＭ／ＩＰ−ＩＦ部７１でＩＰパケットからＡＴＭパケットに変換され（ステップＳ３４）、ＮｏｄｅＢ６ａへ送信されるのである。このとき、バックアップ用Ｕプレーン処理装置４２ｃは、ＣＮ３とＵプレーン処理装置４２ａとの間のユーザデータのやりとりを傍受している。
【００５１】
図１４及び図１５はＵプレーン処理装置４２ａが輻輳状態になった場合の上り下りユーザデータの流れと動作シーケンス図である。Ｕプレーン処理装置４２ａが輻輳状態になると、先述の図１０及び図１１の例と同様に、輻輳が検出され（ステップＳ４１）、バックアップ用Ｕプレーン処理装置４２ｃへ処理を切替える切替え要求が発生され（ステップＳ４２）、引継ぐべき呼について、各プロトコルが保持している呼情報が、バックアップ用Ｕプレーン処理装置４２ｃへ転送される（ステップＳ４３）。
【００５２】
それと同時に、ＡＴＭ／ＩＰ−ＩＦ部７１において上位へユーザデータを送信することなく、内部で折返すようにする（ステップＳ４４）。その後、Ｕプレーン処理装置４２ａから処理の切替要求を受けたバックアップ用Ｕプレーン処理装置４２ｃは、転送されてきた呼情報を各プロトコルへ展開することににより、引継ぎ対象の呼の処理を引継ぐことになる（ステップＳ４５）。
【００５３】
そして、バックアップ用Ｕプレーン処理装置４２ｃは、図７に示した下り信号送信先ＩＰアドレス指示部８３４により、引継ぎ対象の呼の下りユーザデータの送信先ＩＰアドレスを、現用Ｕプレーン処理装置４２ａのＩＰアドレスから、自装置４２ｃのＩＰアドレスへ変更するように、ＣＮ３へ指示する（ステップＳ４６）。よって、ＣＮ３はバックアップ用Ｕプレーン処理装置４２ｃからの当該指示により、呼毎に下りユーザデータの送信先ＩＰアドレスを変更する機能を有しているものとする。
【００５４】
このとき、Ｕプレーン処理装置４２ａから転送されてくる上りユーザデータは、バックアップ用Ｕプレーン処理装置４２ｃのＩＰアドレスが指定されて送信されてくるので（ＡＴＭ／ＩＰ−ＩＦ部７１にてそのＩＰアドレスの指定が行われる（ステップＳ４７））、バックアップ用Ｕプレーン処理装置４２ｃはこのユーザデータを取込み、レイヤ２処理を行う（ステップＳ４８）。
【００５５】
一方、ＣＮ３からの下りユーザデータは、Ｕプレーン処理装置４２ａのＩＰアドレスに代えて、バックアップ用Ｕプレーン処理装置４２ｃのＩＰアドレスが指定されて送信されてくるので、下りユーザデータのＩＰヘッダのＩＰアドレスをみて、Ｕプレーン処理装置４２ｃが指定されているものを取込む。
【００５６】
そして、Ｕプレーン処理装置４２ｃは取込んだユーザデータに対してレイヤ２処理を行い（ステップＳ４９）、Ｕプレーン処理装置４２ａのＡＴＭ／ＩＰ−ＩＦ部７１でＩＰパケットからＡＴＭパケットへ変換され（ ステップＳ５０） 、ＮｏｄｅＢ６ａへ送信されることになる。
【００５７】
上記実施例においては、ＮｏｄｅＢとのインタフェースに、ＡＴＭ／ＩＰ−ＩＦを用いているが、ＲＡＮのＩＰネットワーク化が進み、ＮｏｄｅＢとのインタフェースがＩＰインタフェースになると、現用Ｕプレーン処理装置が輻輳状態になってその処理をバックアップ用Ｕプレーン処理装置へ切替えたとき、ＡＴＭパケットとＩＰパケットとの変換処理が必要なくなるので、現用Ｕプレーン処理装置４２ａのＡＴＭ／ＩＰ−ＩＦ部７１を経由する必要がなくなる。そうすると、Ｕプレーン処理装置４２ａは全ての処理をバックアップ用Ｕプレーン処理装置４２ｃへ引継ぐことが可能になり、よってＵプレーン処理装置４２ａがシステムダウンした場合や、ファイル更新時や増設時にシステム停止する必要がある場合に、サービスを停止することなく、処理を全てバックアップ用処理装置４２ｃへ引継ぐことができることになる。
【００５８】
上述した実施例においては、現用Ｕプレーン処理装置４２ａが輻輳状態になった後、接続中の複数の呼の一部（呼接続単位）をバックアップ用Ｕプレーン処理装置４２ｃに引継ぐ場合について説明したが、現用Ｕプレーン処理装置４２ａが輻輳に近い状態にあって、新たに移動機（ＵＥ）から呼の接続要求があった場合、この新規呼をバックアップ用Ｕプレーン処理装置４２ｃへ引継ぐ場合も考えられる。その場合の動作について、図１６及び図１７を用いて以下に説明する。
【００５９】
先ず、制御信号について、図１６を用いて説明する。図８に示す状態において、現用Ｕプレーン処理装置４２ａが輻輳に近い状態にあり、新たな移動機からこのＵプレーン処理装置４２ａに接続要求が発生すると、Ｕプレーン処理装置４２ａは輻輳状態になるので、それが検出されて、この接続要求に対する処理を、バックアップ用Ｕプレーン処理装置４２ｃへ引継ぐよう切替要求を発生し、また、ＡＴＭ／ＩＰ−ＩＦ部７１への折返し指示を発生することは、図１１のステップＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１４と同じである。
【００６０】
この要求を受けたバックアップ用Ｕプレーン処理装置４２ｃは、Ｃプレーン処理装置４２ｃに対して接続要求を行う（ステップＳ５１）と共に、Ｃプレーン処理装置４２ｃに対してバックアップ用Ｕプレーン処理装置４２ｃのＩＰアドレスを通知する（ステップＳ５２）。その後、図１１のステップＳ１７〜Ｓ２２の動作及び図１０に示す制御信号の流れと同じになり、バックアップ用Ｕプレーン処理装置４２ｃにて処理される制御信号のパケットには、上り、下り、共に、バックアップ用Ｕプレーン処理装置４２ｃのＩＰアドレスが指定されることになる。
【００６１】
次に、ユーザデータについて、図１７を用いて説明する。図１２に示す状態において、現用Ｕプレーン処理装置４２ａが輻輳に近い状態にあり、新たな移動機からこのＵプレーン処理装置４２ａに接続要求が発生すると、Ｕプレーン処理装置４２ａは輻輳状態になるので、それが検出されて、この接続要求に対する処理を、バックアップ用Ｕプレーン処理装置４２ｃへ引継ぐよう切替要求を発生し、またＡＴＭ／ＩＰ−ＩＦ部７１への折返し指示を発生することは、図１５のステップＳ４１，Ｓ４２，Ｓ４４と同じである。
【００６２】
この要求を受けたバックアップ用Ｕプレーン処理装置４２ｃは、ＣＮ３に対して接続要求を行う（ ステップＳ６１） を行うと共に、ＣＮ３に対してバックアップ用Ｕプレーン処理装置４２ｃのＩＰアドレスを通知する（ステップＳ６２）。その後、図１５のステップＳ４７〜Ｓ５０の動作及び図１２に示すユーザデータの流れと同じになり、ユーザデータのパケットには、上り、下り共に、バックアップ用Ｕプレーン処理装置４２ｃのＩＰアドレスが指定されることになる。
【００６３】
【発明の効果】
以上述べた如く、本発明によれば、Ｗ−ＣＤＭＡ方式の移動通信システムにおいて、ノート型のパーソナルコンピュータを用いたデータ通信や、画像や動画等のデータ量の多いデータの使用が増大することにより、ユーザデータの増大が予想されるような場合にも、ユーザデータを扱うＲＡＮ内での処理を、容易に分散することができ、システム全体のダウンを防止できるという効果がある。その理由は、ユーザデータを扱うＵプレーン処理処置が輻輳状態になったときに、処理の一部を他のバックアップ用Ｕプレーン処理装置に引継いで処理を継続できるようにしたためである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に用いられるＣプレーン処理装置及びＵプレーン処理装置を含むシステム概略図である。
【図２】本発明の実施例の概略ブロック図である。
【図３】図２における現用Ｕプレーン処理装置のブロック図である。
【図４】図２におけるバックアップ用Ｕプレーン処理装置のブロック図である。
【図５】ＡＴＭ／ＩＰパケット変換例を示すパケットフォーマット図である。
【図６】図３のＡＰＬ部７３の機能ブロック図である。
【図７】図４のＡＰＬ部８３の機能ブロック図である。
【図８】本発明の実施例の通常動作時における制御信号（Ｃプレーン情報）の流れを示す図である。
【図９】図８の場合の動作シーケンス図である。
【図１０】本発明の実施例の輻輳状態時における制御信号（Ｃプレーン情報）の流れを示す図である。
【図１１】図１０の場合の動作シーケンス図である。
【図１２】本発明の実施例の通常動作時におけるユーザデータの流れを示す図である。
【図１３】図１２の場合の動作シーケンス図である。
【図１４】本発明の実施例の輻輳状態時におけるユーザデータの流れを示す図である。
【図１５】図１４の場合の動作シーケンス図である。
【図１６】本発明の他の実施例における輻輳状態時の制御信号のための動作シーケンス図である。
【図１７】本発明の他の実施例における輻輳状態時のユーザデータのための動作シーケンス図である。
【図１８】Ｗ−ＣＤＭＡ通信システムにおけるシステムアーキテクチャを示す図である。
【図１９】図１８のＲＡＮにおけるプロトコルアーキテクチャを示す図である。
【符号の説明】
１ ＲＡＮ（無線アクセスネットワーク）
２ ＵＥ（移動機）
３ ＣＮ（コアネットワーク）
４ ＲＮＣ（無線制御装置）
５ ルータ
６ ＮｏｄｅＢ（無線基地局）
１１ 物理レイヤ（レイヤ１）
１２ レイヤ２
１３ レイヤ３（ＲＲＣ）
４１ Ｃプレーン処理装置
４２ Ｕプレーン処理装置
４２ａ，４２ｂ 現用Ｕプレーン処理装置
４２ｃ バックアップ用Ｕプレーン処理装置
７１ ＡＴＭ／ＩＰ−ＩＦ部
７２，８２ レイヤ２処理部
７３，８３ ＡＰＬ部
８１ ＩＰ−ＩＦ部
９１ レイヤ３処理部
７３１，８３１ 下位プロトコル統括部
７３２ 輻輳検出部
７３３ 輻輳時制御部
７３４，８３５ メモリ
７３５，８３６ 制御部
７３６，８３７ バス
８３２ 受信部
８３３ 引継ぎ情報展開部
８３４ 下り信号送信先ＩＰアドレス指示部
Claims (14)
- 移動機と、無線基地局と、無線制御装置を含む移動通信システムであって、
前記無線制御装置は、
前記移動機に関するユーザデータの転送制御処理をなす第一及び第二のユーザプレーン処理手段と、
これ等ユーザプレーン処理手段と物理的に分離して設けられ、当該ユーザプレーン処理手段の上位に位置付けられて制御信号であるシグナリングの転送制御処理をなすコントロールプレーン処理手段とを含み、
前記第一のユーザプレーン処理手段において、処理の輻輳状態が検出されたとき、第二のユーザプレーン処理手段に前記処理の一部を引継ぐようにしたことを特徴とする移動通信システム。 - 前記第一のユーザプレーン処理手段は、前記無線基地局と接続された現用系であり、
前記第二のユーザプレーン処理手段は、前記第一のユーザプレーン処理手段のためのバックアップ系であることを特徴とする請求項１記載の移動通信システム。 - 前記第一のユーザプレーン処理手段は、前記輻輳状態検出に応答して前記制御信号やユーザデータの送受信先を、前記第二のユーザプレーン処理手段へ切替えるよう制御すると共に、前記第二のユーザプレーン処理手段へ当該切替え指示を送出する手段と、前記第二のユーザプレーン処理手段へ引継ぐ処理に必要な情報を、前記第二のユーザプレーン処理手段へ通知する手段とを有することを特徴とする請求項１または２記載の移動通信システム。
- 前記第二のユーザプレーン処理手段は、前記情報の通知に応答してこの情報を引継ぐと共に、前記切替え指示の受信に応答して、前記制御信号やユーザデータの処理をなす手段を有することを特徴とする請求項３記載の移動通信システム。
- 前記無線基地局は第一の通信網内に存在し、前記第一及び第二のユーザプレーン処理手段や前記コントロールプレーン処理手段は前記第一の通信網とは異種の第二の通信網に接続されており、
前記第一のユーザプレーン処理手段は、前記第一及び第二の通信網相互間の変換インタフェース手段を有することを特徴とする請求項１〜４いずれか記載の移動通信システム。 - 前記第二のユーザプレーン処理手段は、前記第一のユーザプレーン処理手段の変換インタフェース手段を介して前記制御信号やユーザデータの送受信をなすようにしたことを特徴とする請求項５記載の移動通信システム。
- 前記第一の通信網はＡＴＭ通信網であり、前記第二の通信網はＩＰ通信網であることを特徴とする請求項５または６記載の移動通信システム。
- 移動機に関するユーザデータの転送制御処理をなす第一及び第二のユーザプレーン処理手段と、これ等ユーザプレーン処理手段と物理的に分離して設けられ、当該ユーザプレーン処理手段の上位に位置付けられて制御信号であるシグナリングの転送制御処理をなすコントロールプレーン処理手段とを含む移動通信システムにおける動作制御方法であって、
前記第一のユーザプレーン処理手段において、処理の輻輳状態が検出されたとき、第二のユーザプレーン処理手段に前記処理の一部を引継ぐステップを含むことを特徴とする動作制御方法。 - 前記第一のユーザプレーン処理手段は、前記移動機に対する無線ベアラを提供するための無線基地局と接続された現用系であり、
前記第二のユーザプレーン処理手段は、前記第一のユーザプレーン処理手段のためのバックアップ系であることを特徴とする請求項８記載の動作制御方法。 - 前記第一のユーザプレーン処理手段において、前記輻輳状態検出に応答して前記制御信号やユーザデータの送受信先を、前記第二のユーザプレーン処理手段へ切替えるよう制御するステップと、前記第二のユーザプレーン処理手段へ当該切替え指示を送出するステップと、前記第二のユーザプレーン処理手段へ引継ぐ処理に必要な情報を、前記第二のユーザプレーン処理手段へ通知するステップとを含むことを特徴とする請求項８または９記載の動作制御方法。
- 前記第二のユーザプレーン処理手段において、前記情報の通知に応答してこの情報を引継ぐステップと、前記切替え指示の受信に応答して、前記制御信号やユーザデータの処理をなすステップとを含むことを特徴とする請求項１０記載の動作制御方法。
- 前記無線基地局は第一の通信網内に存在し、前記第一及び第二のユーザプレーン処理手段や前記コントロールプレーン処理手段は前記第一の通信網とは異種の第二の通信網に接続されており、
前記第一のユーザプレーン処理手段において、前記第一及び第二の通信網相互間のインタフェース変換をなすステップを含むことを特徴とする請求項８〜１１いずれか記載の動作制御方法。 - 前記第二のユーザプレーン処理手段は、前記第一のユーザプレーン処理手段におけるインタフェース変換ステップを介して前記制御信号やユーザデータの送受信をなすようにしたことを特徴とする請求項１２記載の動作制御方法。
- 前記第一の通信網はＡＴＭ通信網であり、前記第二の通信網はＩＰ通信網であることを特徴とする請求項１２または１３記載の動作制御方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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