JP4319658B2

JP4319658B2 - 無線通信システムにおけるデータトラフィックの制御システム及び方法

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Publication number: JP4319658B2
Application number: JP2006023294A
Authority: JP
Inventors: 宰佑權; 重信朴
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2005-01-31
Filing date: 2006-01-31
Publication date: 2009-08-26
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Description

本発明は、無線通信システムに係り、詳しくは、無線通信システムにおけるデータトラフィックの流れを制御するためのシステム及び方法に関する。

現在の無線通信環境においてユーザにデータサービスを提供するために汎用される技術としては、大別してＣＤＭＡ２０００１ｘＥＶＤＯ（Code Division Multiple Access 20001xEvolution Data Optimized）、ＧＰＲＳ（General Packet Radio Services）及びＵＭＴＳ（Universal Mobile Telecommunication Service）などの２．５世代、あるいは、３世代のセルラー移動通信技術と、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）８０２．１１無線近距離通信ネットワーク（Local Area Network；以下、「ＬＡＮ」と称する。）などの無線ＬＡＮ技術とが挙げられる。

さらに、上記した移動通信技術の進化に伴い、ＩＥＥＥ８０２．１６基盤の無線ＬＡＮなどの各種の近距離無線接続技術が登場しつつある。上記近距離無線接続技術は、公共場所や学校などホットスポット地域やホームネットワーク環境におけるケーブルモデム、あるいは、ｘＤＳＬ（Digital Subscriber Line）などの有線通信網に代えられるものであって、無線環境において高速なデータサービスを提供するための代案として提示されている。

しかしながら、上述した無線ＬＡＮにより高速なデータサービスを提供する場合、極めて限られた移動性と狭いサービス領域を有するだけではなく、電波干渉などによりユーザに公衆網サービスを提供するには限界がある。

上述した現在の通信システムにおいては、ユーザ、例えば、ＭＳからの無線インターネットサービスの要求に効果的に対応するための方案が提案されていない。すなわち、上記通信システムにおいては、ＭＳのサービスの要求に際し、上記要求を受信する基地局（Base Station；ＢＳ）同士、例えば、無線接続局（Radio Access Station；以下、「ＲＡＳ」と称する。）及び接続制御ルータ（Access Control Router；以下、「ＡＣＲ」）同士のデータトラフィックの流れの制御のための方案が提示されていない。

このような理由から、上述した通信システムにおいて、ユーザのサービスの要求によるＲＡＳ及びＡＣＲ間の効率よいデータの制御のための方案が望まれる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、無線通信システムにおける基地局同士の効率よいデータの制御方法を提供するところにある。

本発明の他の目的は、無線通信システムにおいてハンドオーバー性能を改善するために、基地局同士のデータトラフィックの流れを制御するためのシステム及び方法を提供するところにある。

本発明のさらに他の目的は、無線通信システムにおけるハンドオーバー時の、基地局同士のパケットのやり取りによる遅延時間の延びを防止するためにトラフィック量を制御するためのシステム及び方法を提供するところにある。

本発明のさらに他の目的は、無線通信システムにおいて、基地局におけるオーバーフローとアンダーフローを防止するためのシステム及び方法を提供するところにある。

上記の目的を達成するために、本発明の一実施の形態による無線通信システムにおけるデータトラフィックの制御システムは、上位階層から所定のＩＰパケットを受信すると、上記ＩＰパケットを区別するための修正されたパッキングサブヘッド（modifiedＰＳＨ）を追加してブロック単位で媒体アクセス制御サービスデータユニット（ＭＡＣＳＤＵ）を生成し、上記修正されたＰＳＨ（modifiedＰＳＨ）が追加されたＭＡＣＳＤＵのうち同じコネクションＩＤ（ConnectionＩＤ；ＣＩＤ）値を有するＭＡＣＳＤＵをグループ化させた後、各グループを区別するための修正されたＭＡＣヘッド（modifiedＭＨ）を追加して１以上のトンネルメッセージを構成し、上記構成されたトンネルメッセージをグループ化させ、上記トンネルメッセージを区別するためのトンネルフレームヘッドを含むトンネルフレームを生成して基地局に伝送する基地局制御器と、受信したＭＡＣヘッドのＣＩＤ値が伝送ＣＩＤである場合、当該ＭＡＣパケットデータユニット（ＰＤＵ）のＭＡＣヘッド（ＭＨ）を除去後に修正されたＭＨ（modifiedＭＨ）を追加し、前記基地局のバッファの状態をチェックするための情報エレメントに含まれる基地局制御器制御情報エレメントを上記修正されたＭＨ（modifiedＭＨ）の後ろに追加し、次いでＧＲＥパケットを構成して上記基地局制御器とのトンネルを介して前記基地局制御器に伝送する基地局と、を備えることを特徴とする。

また、上記の目的を達成するために、本発明の一実施の形態による無線通信システムにおける基地局制御器のダウンリンクデータトラフィックの制御方法は、上位階層からインターネットプロトコル（ＩＰ）パケットを受信すると、所定のサブブロック単位で１以上のＭＡＣサービスデータユニット（ＭＡＣＳＤＵ）を生成するステップと、上記生成されたＭＡＣＳＤＵに上記ＭＡＣＳＤＵを区別するための修正されたパッキングサブヘッド（modifiedＰＳＨ）を加えるステップと、上記修正されたＰＳＨ（modifiedＰＳＨ）の加えられたＭＡＣＳＤＵのうち同じＣＩＤ（ConnectionＩＤ）値を有するＭＡＣＳＤＵをグループ化させるステップと、上記ＭＡＣＳＤＵグループを区別するための修正されたＭＡＣヘッド（modifiedＭＨ）を加えて１以上のトンネルメッセージを構成するステップと、上記構成されたトンネルメッセージをグループ化させ、上記トンネルメッセージを区別するためのトンネルフレームヘッドを加えてトンネルフレームを生成するステップと、上記生成されたトンネルフレームを基地局に伝送するステップと、を含むことを特徴とする。

さらに、上記の目的を達成するために、本発明の他の実施の形態による無線通信システムにおける基地局のアップリンクデータトラフィックの制御方法は、受信したＭＡＣヘッドのＣＩＤ値が伝送ＣＩＤである場合、当該ＭＡＣＰＤＵのＭＡＣヘッド（ＭＨ）を除去するステップと、上記ＭＨの除去後に修正されたＭＨ（modifiedＭＨ）を追加して１以上のトンネルメッセージを構成するステップと、上記構成されたトンネルメッセージをグループ化させ、上記トンネルメッセージを区別するためのトンネルフレームヘッドを含むトンネルフレームを生成して基地局制御器に伝送するステップと、を含むことを特徴とする。

本発明は、通信システムにおけるＲＡＳ−ＡＣＲ同士の効率よい流れの制御のためのメッセージとシナリオを提供する。これにより、ハンドオーバー時にターゲットＲＡＳに送られるパケット量の制御が可能になり、且つ、ＲＡＳにおけるオーバーフロー及びアンダーフローを未然に防止することにより、ネットワーク資源を効率よく活用することが可能であるというメリットがある。

以下、添付の図面に基づき、本発明の好適な実施の形態を一層詳述する。なお、本発明を説明するに当たり、関連のある公知の技術あるいは構成についての具体的な説明が本発明の要旨を余計に曖昧にする恐れのあると認められる場合、その詳細な説明を省略する。

本発明は、無線通信システムにおける効率よいデータの制御のためのシステム及び方法に関する。具体的に、本発明の実施の形態においては、基地局（ＢＳ：Base Station）同士の効率よいデータの制御のための方案を提案する。

また、本発明の実施の形態においては、上記の如きＷｉＢｒｏシステムにおいて、ＲＡＳとＡＣＲとのインタフェースを提案し、これにより、ＭＳのハンドオーバー性能の改善のためのデータ制御の手続きを提案する。

先ず、図１に基づき、本発明の実施の形態による機能を適用したシステムの構造例を説明する。

図１は、通常の無線通信システムの概略構造図である。

図１を参照すると、通常の無線通信システムは、ＭＳ１１０と、上記ＭＳ１１０と無線にて通信を行うＲＡＳ１２１、１３１と、上記ＲＳＡ１２１、１３１の機能を制御するＡＣＲ１２３、１３３と、を備えてなる。

図１に示すように、先ず、上記ＡＣＲ１２３、１３３のそれぞれは、コアネットワーク（ＣＮ：Core Network）と上記ＲＡＳ１２１、１３１との間に位置するシステムであって、ＣＳ（Convergence Sublayer）機能、ＡＲＱ（Automatically Request）処理機能、ハンドオーバー制御機能などを行う。また、上記ＡＣＲ１２３、１３３は、上記コアネットワークとのインタフェースを提供する。

上記ＲＡＳ１２１、１３１のそれぞれは、上記ＡＣＲ１２３、１３３とＭＳ１１０との間に位置するシステムであって、無線接続規格、例えば、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）８０２．１６規格に準拠する無線接続インタフェースを提供する。

上記ＭＳ１１０は無線チャンネルの終端点であって、上記の如き無線接続規格に準拠して上記ＲＡＳ１２１、１３１に接続して通信を行う。

以下では、上述した如き通信システムにおいて、ユーザ、例えば、ＭＳからの無線インターネットサービスの要求による効率よいデータトラフィックの制御方案について説明する。先ず、図２を参照し、上記図１におけるＡＣＲとＲＡＳとのインタフェースについて説明する。

図２は、本発明の実施の形態による通信システムにおけるインタフェースの構造例を示す図である。

図２を参照すると、本発明の実施形態においては、無線通信システムとしてのＲＡＳ２３０とＡＣＲ２５０とのシグナリング及びトラフィック処理方式によるインタフェースを定義する。

先ず、シグナリング側面におけるインタフェースを説明すると、上記ＲＡＳ２３０−ＡＣＲ２５０の必要なシグナリング・メッセージ、例えば、呼び制御メッセージを定義し、これにより、トラフィックパスを制御する。ここで、上記呼び制御メッセージは、媒体アクセス制御（Medium Access Control；以下、「ＭＡＣ」と称する。）管理メッセージに対応する。また、上記シグナリング側面におけるインタフェースは、上記ＲＡＳ２３０−ＡＣＲ２５０のＧＲＥ（Generic Routing Encapsulation）トンネルを管理する。

次いで、トラフィック側面におけるインタフェースにおいては、上記ＲＡＳ２５０とＡＣＲ２５０との流れ制御及びＡＲＱ制御を行い、このためのサブヘッドを定義する。

具体的に、図２に示すように、上記ＲＡＳ２３０とＡＣＲ２５０とのシグナリング側面においては、ＲＡＳ−ＡＣＲに必要な呼び制御メッセージを定義し、トラフィックパスを管理する。

すなわち、上記ＲＡＳ２３０は、上記ＭＳ２１０から初期のレンジングコネクション識別子（Initial Ranging Connection ID）を有するレンジング要求（Ranging Request；以下、「ＲＮＧ−ＲＥＱ」と称する。）メッセージを受信すると、設定されたＡＣＲ２５０のデフォルトのインターネットプロトコル（ＩＰ：Internet Protocol）のアドレス／ポート番号を用いて上述した如きシグナリング・メッセージを伝送する。

すると、上記ＡＣＲ２５０は、上記シグナリング・メッセージを受信し、基本的な管理コネクション識別子（Basic Management CID）とプライマリ管理コネクション識別子（Primary Management CID）別にＩＰアドレス／ポート番号を割り当てて上記ＲＡＳ２３０のシグナリング・メッセージに応答する。

次いで、上記ＲＡＳ２３０は、上記ＭＳ２５０からBasic Management CIDとPrimary Management CIDを有するＭＡＣ管理メッセージを受信すると、初期のレンジング中に設定された上記ＡＣＲ２５０のＣＩＤ別のＩＰアドレス及びＵＤＰ（User Datagram Protocol）ポート番号を用いて上記のシグナリング・メッセージを伝達する。

一方、上記ＲＡＳ２３０とＡＣＲ２５０とのトラフィック側面においては、ＲＡＳ−ＡＣＲの制御トラフィックあるいはユーザトラフィックを伝送し、ＡＲＱと流れの制御などに必要な付加情報を含むサブヘッドを定義する。

ＤＨＣＰ（Dynamic Host Configuration Protocol）、Mobile ＩＰなどの上記制御トラフィックの場合、特定の伝送ＣＩＤを割り当てて用い、ＲＡＳ−ＡＣＲの制御トラフィックのための特定のＧＲＥトンネルキーＧＲＥ Tunnel Key及びＩＰアドレスを用いて制御トラフィックを伝達する。

上記ユーザトラフィック（User Data Traffic）の場合は伝送ＣＩＤを有し、ＲＡＳ−ＡＣＲのＧＲＥトンネルキーＧＲＥ Tunnel Key及びＩＰアドレスを用いてユーザトラフィックを伝達する。

本発明の実施の形態においては、上記の図１あるいは図２のように構成される無線通信システムにおいて、ハンドオーバーの性能改善のためのＲＡＳ−ＡＣＲのデータトラフィックの流れの制御及びトラフィック量を制御し、上記ＲＡＳにおけるオーバーフローとアンダーフローを防ぐための方案を提案する。

図３は、本発明の実施の形態によるデータトラフィックの制御のためのトンネルフレームの概略構成過程図である。

図３を参照すると、ＧＲＥプロトコルを介して送受されるペイロードは、ＲＡＳ−ＡＣＲにおいて送受したいデータトラフィックを示す。上記ＧＲＥプロトコルを介して送受されるペイロードは、インタフェース、例えば、Ｈｂｉｓインタフェースのための所定の修正されたＭＡＣヘッド（modified ＭＡＣ Header for Ｈｂｉｓ；以下、「ＭＨ’」と称する。）とＭＡＣサービスデータユニット（Medium Access Control Service Data Unit、以下、「ＭＡＣＳＤＵ」と称する。）グループとにより構成される。

ここで、上記ＭＡＣＳＤＵグループは、同じＣＩＤ値を有する一連のＭＡＣＳＤＵを意味し、上記ＭＨは、ＧＲＥペイロード内において各ＭＡＣＳＤＵグループを互いに区別するために定義されたヘッドを意味する。また、図３に示すインタフェース、例えば、Ｈｂｉｓインタフェースのための修正されたパッキングサブヘッド（modified Packing Sub-Header for Ｈｂｉｓ；以下、「ＰＳＨ」」と称する。）は、グループ内において各ＭＡＣＳＤＵあるいはＭＡＣＳＤＵフラグメントを互いに区別する。

図３に示すように、先ず、ＡＣＲは、上位階層においてＩＰパケット、例えば、ＭＡＣＳＤＵを受信すると（３００）、上記受信したＩＰパケットを互いに区別するためのＰＳＨ’を加えてサブブロック単位でパッキングされたＭＡＣＳＤＵを生成する（３０２）。

ここで、上記ＰＳＨ’のフォーマットは、下記表１のように表わせる。

上記表１に示すように、上記表１は、ＰＳＨの修正された形、すなわち、修正されたＰＳＨ（ＰＳＨ’）を示している。上記表１を参照すると、ＰＳＨ’は、グループ内において各ＭＡＣＳＤＵあるいはＭＡＣＳＤＵフラグメントを互いに区別する。かかるＰＳＨ’は、ブロック一連番号（Block Sequence Number；ＢＳＮ）情報とサブブロック一連番号（Sub-block Sequence Number；以下、「ＳＳＮ」と称する。）、及び長さ情報を含む。

ここで、上記サブブロックとは、上記ＡＣＲにおいて上記ＭＡＣＳＤＵからトンネルメッセージを構成するときに使用する最小構成単位を示す。すなわち、上記トンネルメッセージは、所定数のサブブロックにより構成され、上記トンネルメッセージは、指定されたサブブロックよりも大きな単位を用いて構成することがより好ましい。

上記ＰＳＨ’に含まれる情報であるＳＳＮは、例えば、ＡＲＱを使用するコネクションである場合は、一つのブロックが伝送される度に１ずつインクリメントされる一連番号として定義される。また、上記ＳＳＮは、ＡＲＱを使用しないコネクションである場合は、ＭＡＣＳＤＵがサブブロックに分割される過程においてＭＡＣＳＤＵ内の位置を表示するために各サブブロックに付される一連番号として定義される。このとき、上記ＡＲＱを使用しないコネクションに対してＭＡＣＳＤＵの分割時に使用されるサブブロックのサイズは、当該コネクションの設定時点においてＡＣＲとＲＡＳとの交渉を通じて決められ、基本値として１バイトを使用する。

次いで、上記のようにして生成されたＭＡＣＳＤＵのうち同じＣＩＤ値を有するＭＡＣＳＤＵを束ねて単一のＭＡＣＳＤＵグループにした後、ＭＨ’を加えてトンネル・メッセージを構成する（Ｓ３０４）。ここで、上記ＭＡＣＳＤＵグループは、同じＣＩＤ値を有する一連のＭＡＣＳＤＵを意味し、上記ＭＨ’は、ＧＲＥペイロード内において各ＭＡＣＳＤＵグループを互いに区別するために定義されたヘッドを意味する。このようなＭＨ’のメッセージ・フォーマットは、下記表２のように表わせる。

上記表２は、ＭＨの修正された形、すなわち、修正されたＭＨ（ＭＨ’）を示している。上記表２を参照すると、上記ＭＨ’は、ＴＬＶ（Type、Length、Value）情報、すなわち、タイプ（Ｔｙｐｅ）、長さ（Ｌｅｎｇｔｈ）、値（Ｖａｌｕｅ）情報を含む。このとき、上記タイプ情報は、５ビットから構成され、サブヘッドのプレゼンスを含むペイロードタイプ情報を含む。上記長さ情報は、１１ビットから構成され、ＭＡＣＳＤＵフラグメントとヘッドを含む全長情報を含む。これにより、上記のタイプ情報に基づくペイロード情報は、下記表３及び表４のように表わせる。

上記表３は、本発明に適用されるインタフェースのダウンリンクＭＨ’のタイプ値を示し、上記表４は、本発明に適用されるインタフェースのダウンリンクＭＨ’のタイプ値を示す。

上記表３を参照すると、ダウンリンクＭＨ’である場合、タイプサイズの５ビットのうち第４ビットにはＲＡＳ制御情報要素（RAS control information element）が含まれるが、このようなＲＡＳ制御情報要素のフォーマットは、下記表５のように表わせる。

上記表５は、本発明に適用されるインタフェースのＲＡＳ制御情報要素フィールドを示している。上記表５を参照すると、本発明において、ＲＡＳ−ＡＣＲのバッファ状態情報を共有するために制御タイプ（Ｃｏｎｔｒｏｌ＿Ｔｙｐｅ）値を、例えば２に設定する場合、これは、ＡＣＲがＲＡＳに対してバッファ状態を要請することを示す。例えば、上記制御タイプが「０」の値を有すると、ＡＲＱ廃棄を示し、上記制御タイプが「１」の値を有すると、ＡＲＱリセットを示し、上記制御タイプが「２」の値を有すると、バッファ・フラッシュを示す。

次いで、上記表４を参照すると、ダウンリンクＭＨ’である場合、タイプサイズの５ビットのうち第４ビットにはＡＣＲ制御情報要素（ACR control information element）が含まれるが、このようなＡＣＲ制御情報要素のフォーマットは、下記表６のように表わせる。

上記表６は、本発明に適用されるインタフェースのＡＣＲ制御情報要素フィールドを示す。上記表６を参照すると、本発明において、ＲＡＳ−ＡＣＲのバッファ状態情報を共有するために、制御タイプＣｏｎｔｒｏｌ＿Ｔｙｐｅ値を、例えば２に設定した場合、これは、ＲＡＳのバッファ状態を報知することを示す。例えば、上記制御タイプが「０」の値を有すると、ＡＲＱ廃棄を示し、上記制御タイプが「１」の値を有すると、ＡＲＱリセットを示し、上記制御タイプが「２」の値を有すると、バッファ状態報告を示す。

また、上記のように制御タイプが「２」に設定された場合は、キュー状態情報エレメント（Ｑ＿Ｓｔａｔｕｓ＿ＩＥ）フィールドにダウンリンクＲＡＳバッファの状態情報を含む。かかるキュー状態情報要素フィールドのフォーマットは、下記表７のように表わせる。

上記表７は、本発明に適用されるインタフェースのキュー状態情報要素（Queue Status Information Element）フィールドを示している。

上述したように、本発明の実施の形態においては、ＡＣＲがＭＡＣＳＤＵからトンネルメッセージを構成するときに使用する最小構成単位をサブブロックと定義している。上記トンネルメッセージは、１以上のサブブロックにより構成され、指定されたサブブロックよりも小さなサイズの単位を用いては構成できない。

次いで、上記のように構成されたトンネルメッセージを束ねてトンネルフレームヘッド（ＴＦＨ：Tunnel Frame Header）、すなわち、ＧＲＥヘッドを加えて一つのトンネル・フレームを生成する（Ｓ３０６）。次いで、上記ＡＣＲは、上記生成されたトンネルフレームをＲＡＳに伝送する（Ｓ３０８）。

図４Ａ，Ｂは、本発明の実施の形態による無線通信システムにおける初期の呼び設定シグナリングの手続きを示す図である。

図４Ａ，Ｂを参照すると、先ず、初期の接続時に、ＭＳ４１０は、ＲＡＳ４２０から周期的にＤＣＤ（Downlink Channel Descriptor）、ＤＬ−ＭＡＰ、ＵＣＤ及びＵＬ−ＭＡＰメッセージを受信して当該ＲＡＳ４２０をスキャンした後、ダウンリンク（ＤＬ：Downlink）チャンネル同期及びダウンリンク（ＵＬ：Uplink）パラメータを取得する。この後、上記ＭＳ４１０は、自分のＭＡＣアドレスを含めてＲＮＧ−ＲＥＱメッセージInitial Ranging ＣＩＤを上記ＲＡＳ４２０に伝送する（Ｓ４０１）。すると、上記ＲＡＳ４２０は、上記ＲＮＧ−ＲＥＱメッセージに関する応答として、上記ＭＳ４１０に必要なBasic & Primary Management ＣＩＤを割り当て、上記Basic & Primary Management ＣＩＤを含むレンジング応答（Ranging Response；以下、「ＲＮＧ−ＲＳＰ」と称する。）メッセージを上記ＭＳ４１０に伝送する（Ｓ４０３）。

次いで、上記ＲＡＳ４２０は、自分と設定されたＡＣＲ４３０のデフォルトのＩＰアドレス及びＵＤＰポート番号をもって、上記Basic & Primary Management ＣＩＤを含むレンジング・セットアップ・メッセージを上記ＡＣＲ４３０に伝送する（Ｓ４０５）。ここで、上記設定されたＡＣＲ４３０のデフォルトのＩＰアドレス及びＵＤＰポート番号は、Initial Ranging ＣＩＤに関するシグナリングパスを提供する。上記ＡＣＲ４３０は、上記ＲＡＳ４２０から割り当てられた上記Basic & Primary Management ＣＩＤ別のシグナリングのためのＩＰアドレス／ポート番号を含むレンジングセットアップ応答・メッセージを上記ＲＡＳ４２０に伝送する（Ｓ４０７）。

このとき、上記ＭＳ４１０は、自分が支援する物理パラメータ及び認証ポリシー情報を含めて基本容量の交渉要求（Subscriber Station’s Basic Capability Negotiation Request；以下、「ＳＢＣ−ＲＥＱ」と称する。）メッセージを上記ＲＡＳ４２０に伝送する（Ｓ４０９）。すると、上記ＲＡＳ４２０は、上記ＭＳ４１０から要請されたパラメータとＲＡＳ４２０自分のパラメータにおいて共通する値を設定し、基本容量の交渉応答（Subscriber Station’s Basic Capability Negotiation Response；以下、「ＳＢＣ−ＲＳＰ」と称する。）メッセージを上記ＭＳ４１０に伝送する（Ｓ４１１）。

次いで、上記ＲＡＳ４２０は、上記交渉されたＭＳ４１０の基本容量情報を含む基本容量セットアップメッセージを上記ＡＣＲ４３０に報知する（Ｓ４１３）。上記ＡＣＲ４３０は、上記ＲＡＳ４２０から受信した上記基本容量セットアップ・メッセージに関する応答として、基本容量セットアップ応答メッセージを上記ＲＡＳ４２０に伝送する（Ｓ４１５）。

このとき、上記ＭＳ４１０は、接続認証のために暗号キー管理要求（Privacy Key Management Request；以下、「ＰＫＭ−ＲＥＱ」と称する。）メッセージを上記ＲＡＳ４２０に伝送する（Ｓ４１７）。このとき、上記ＰＫＭ−ＲＥＱメッセージタイプとして、認証要求、キー要求及びＥＡＰ伝送要求を有する。上記ＭＳ４１０は、上記各メッセージタイプ別にＰＫＭ−ＲＥＱメッセージを伝送することができ、上記図４Ａ，Ｂにおいては、説明の都合上、一つのＰＫＭ−ＲＥＱメッセージ内に含めて示している。上記ＲＡＳ４２０は、上記ＭＳ４１０から上記ＰＫＭ−ＲＥＱメッセージを受信すると、認証関連のパラメータを含むセキュリティ要求（Security Request）メッセージを上記ＡＣＲ４２０に伝送する（Ｓ４１９）。すると、ステップＳ４２１に示すように、加入者、すなわち、上記ＭＳ４１０の認証のためにＥＡＰを用い、当該ＥＡＰ方式による認証関連のパラメータをＡＡＡサーバ４４０と交換する（Ｓ４２１）。

次いで、上記ＡＣＲ４３０は、上記認証関連のパラメータを格納し、その後、上記ＲＡＳ４２０の上記セキュリティ要求メッセージに関する応答として、セキュリティ応答メッセージを伝送する（Ｓ４２３）。このとき、上記セキュリティ応答メッセージは、各メッセージタイプ別に認証応答、キー応答及びＥＡＰ伝送応答を含む。上記ＲＡＳ４２０は、上記ＡＣＲ４３０から送られてくる上記認証関連のパラメータを格納した後、各メッセージタイプ別に上記ＰＫＭ−ＲＥＱメッセージに関する応答として、暗号キー管理応答（Privacy Key Management Response；以下、「ＰＫＭ−ＲＳＰ」と称する。）メッセージを上記ＭＳ４１０に伝送する（Ｓ４２５）。

上記ＰＫＭ−ＲＳＰメッセージを受信した上記ＭＳ４１０は、自分のサービス及びＣＳ関連のキャパビリティ情報、ＡＲＱパラメータ及び管理モード支援の有無などの登録情報を含む登録要求（Registration Request；以下、「ＲＥＧ−ＲＥＱ」と称する。）メッセージを上記ＲＡＳ４２０に伝送する（Ｓ４２７）。上記ＲＡＳ４２０は、上記ＭＳ４１０からＲＥＧ−ＲＥＱメッセージを受信すると、セカンダリ管理ＣＩＤを割り当てた後、上記登録情報を含む登録要求メッセージを上記ＡＣＲ４３０に伝送する（Ｓ４２９）。

上記ＡＣＲ４３０は、上記ＲＡＳ４２０から要請された登録情報に関する結果及びセカンダリ管理ＣＩＤに関するＧＲＥトンネルキー及びＩＰアドレスを含む登録応答メッセージを上記ＲＡＳ４２０に伝送する（Ｓ４３３）。このとき、上記ＡＣＲ４３０は、上記ＭＳ４１０に関する有効な登録情報を加入者ポリシーサーバ４４０を介して取得する（Ｓ４３１）。このような過程は、上記した認証過程において行われても良いということは言うまでもない。上記ＲＡＳ４２０は、上記ＡＣＲ４３０から上記の如き応答を受信すると、上記ＭＳ４１０から要請された登録情報に関する結果及びセカンダリ管理ＣＩＤを含む登録応答（Registration Response；以下、「ＲＥＧ−ＲＳＰ」と称する。）メッセージを上記ＭＳ４１０に伝送する（Ｓ４３５）。

このとき、ステップＳ４３７に示すように、上記ＭＳ４１０がＳＳ＆ＩＰ管理モードを支援すると、管理のために必要なＩＰアドレス及びパラメータをさらに取得してＩＰ管理方式により上記ＭＳ４１０を管理する（Ｓ４３７）。その後、上記ＭＳ４１０は、サービスに必要なＩＰアドレスを取得するために、ＤＨＣＰ過程を行う（Ｓ４３９）。次いで、上記ＭＳ４１０は、新たな呼びを設定するために、サービスフロー（ＳＦ；Service Flow）及びＣＳパラメータを含むダイナミックサービス追加要求（Dynamic Service Addition Request；以下、「ＤＳＡ−ＲＥＱ」と称する。）メッセージを上記ＲＡＳ４２０に伝送する（Ｓ４４１）。

上記ＲＡＳ４２０は、上記ＭＳ４１０から上記ＤＳＡ−ＲＥＱメッセージを受信すると、伝送ＣＩＤを割り当てた後、ＳＦ／ＣＳパラメータ、上記ＡＣＲ４３０とのトラフィック・トンネリングのためのＧＲＥトンネルキー及びＩＰアドレスを含めてサービス追加要求メッセージを上記ＡＣＲ４３０に伝送する（Ｓ４４３）。上記ＡＣＲ４３０は、上記ＲＡＳ４２０から上記サービス追加要求メッセージを受信すると、上記ポリシーサーバと加入者、すなわち、上記ＭＳ４１０に関するＱｏＳポリシー情報を交渉する（Ｓ４４５）。このとき、上記ＲＡＳ４２０においては、上記ＤＳＡ過程が進行中である旨を上記ＭＳ４１０に報知するために、Ｄｓｘ−ＲＶＤメッセージを上記ＭＳ４１０に伝送する（Ｓ４４７）。

上記ＡＣＲ４３０は、上記サーバ４４０との交渉後、確認コード及び要請されたＳＦ／ＣＳパラメータ結果値、上記ＲＡＳ４２０とのトラフィック・トンネリングのためのＧＲＥトンネルキー及びＩＰアドレスを含むサービス追加応答メッセージを上記ＲＡＳ４２０に伝送する（Ｓ４４９）。上記ＲＡＳ４２０は、上記ＡＣＲ４３０から上記サービス追加応答メッセージを受信すると、確認コード及び上記ＭＳ４１０から要請されたＳＦ／ＣＳパラメータ結果値をダイナミックサービス追加応答（Dynamic Service Addition Response；以下、「ＤＳＡ−ＲＳＰ」と称する。）メッセージに含めて上記ＭＳ４１０に伝送する（Ｓ４５１）。

上記ＭＳ４１０は、上記ＲＡＳ４２０から送られてくる上記ＤＳＡ−ＲＳＰメッセージを成功的に受信すると、これに関する応答として、ＤＳＡ−ＡＣＫメッセージを上記ＲＡＳ４２０に伝送する（Ｓ４５３）。上記ＲＡＳ４２０は、上記ＭＳ４１０から上記ＤＳＡ−ＡＣＫメッセージを受信すると、サービス生成の成功有無を報知するために、サービス完了メッセージを上記ＡＣＲ４３０に伝送する（Ｓ４５５。この後、上記した如き手続きを通じてトラフィックコネクションが設定されると、上記ＭＳ４１０は、上記ＲＡＳ４２０／ＡＣＲ４３０とＡＲＱ及び流れの制御を行う（Ｓ４５７）。

図５は、本発明の実施の形態による無線通信システムにおけるダウンリンクパケットの構成過程図である。

図５は、ダウンリンク、すなわち、ＡＣＲからＲＡＳへのパケット構成過程を示している。先ず、ＩＰパケットが受信されると、上記ＡＣＲは、上記受信したＩＰパケットを分類し（Ｓ５０１）、ステップＳ５０３へ進む。ステップＳ５０３においては、ＡＣＲとＲＡＳとの伝送可能帯域幅が存在するかどうかを判断する。

上記ステップ５０３における判断の結果、伝送可能帯域幅がなければ、ステップＳ５０５へ進んでパケットバッファリングを行い、初期段階に戻る。上記ステップＳ５０３における判断の結果、伝送可能帯域幅があれば、ステップＳ５０７へ進んでＡＲＱの遂行有無を確認する。

上記ステップＳ５０７における確認の結果、ＡＲＱを行っていない場合は、ステップＳ５０９へ進んでＳＳＮを割り当てた後、ステップＳ５１９へ進む。上記ステップＳ５０７における確認の結果、ＡＲＱを行った場合は、ステップＳ５１１へ進んでＢＳＮを割り当てた後、ステップＳ５１３へ進む。ステップＳ５１３においては、再伝送ブロックの存否を判断する。

上記ステップＳ５１３における判断の結果、再伝送ブロックが存在すると、ステップＳ５１５へ進んで再伝送ブロックを選んだ後、ステップＳ５１９へ進む。上記ステップＳ５１３における判断の結果、再伝送ブロックが存在しなければ、ステップＳ５１７へ進んでＭＡＣＳＤＵを選んだ後、ステップＳ５１９へ進む。

上記ステップＳ５１７においては、上記ステップＳ５１５において選択された再伝送ブロック、あるいは、上記ステップＳ５１７において選択されたＭＳＣＳＤＵを入力してＰＳＨ’を追加した後、ステップＳ５２１へ進む。上記ステップＳ５２１ステップにおいては、ＡＣＲとＲＡＳとの伝送可能帯域幅を再確認する。このとき、上記ステップＳ５２１ステップにおける再確認の結果、ＡＣＲとＲＡＳとの伝送可能帯域幅が存在すると、上記ステップＳ５０７へ進んで上記ステップを繰り返し行う。上記ステップＳ５２１における再確認の結果、ＡＣＲとＲＡＳとの伝送可能帯域幅が存在しなければ、ステップＳ５２３へ進む。

上記ステップＳ５２３においては、ＲＡＳ＿Ｃｏｎｔｒｏｌ＿ＩＥを追加した後、ステップＳ５２５へ進む。上記ステップＳ５２５においては、ＭＨ’を追加し、ステップＳ５２７へ進んでＧＲＥヘッドを追加する。この後、ステップＳ５２９へ進んで上記ステップにおいて生成されたパケットを伝送する。

図６は、本発明の実施の形態による無線通信システムにおけるダウンリンクパケットの構成過程図である。

上記図６は、ダウンリンク、すなわち、ＲＡＳからＡＣＲへのパケット構成過程を示している。図６を参照すると、先ず、ＭＡＣＰＤＵが受信されると、上記ＲＡＳは、ステップＳ６０１において、上記受信したＭＡＣＰＤＵからＭＡＣヘッドを除去した後、ステップＳ６０３へ進む。このとき、上記ＲＡＳは、上記ＭＡＣヘッドの除去及びＣＩＤを確認する。上記ステップＳ６０３においては、ＲＡＳとＡＣＲとの伝送可能帯域幅の有無を判断する。

上記ステップＳ６０３における判断の結果、伝送可能帯域幅がなければ、ステップＳ６０５へ進んでパケットバッファリングを行い、初期過程に戻る。上記ステップＳ６０３における判断の結果、伝送可能帯域幅があれば、ステップＳ６０７へ進んでＱ＿Ｓｔａｔｕｓ＿ＩＥを追加した後、ステップＳ６０９へ進む。上記ステップＳ６０９においては、ＡＣＲ＿Ｃｏｎｔｒｏｌ＿ＩＥを追加し、ステップＳ６１１へ進んでＭＨ’を追加した後、ステップＳ６１３へ進んでＧＲＥヘッドを追加する。この後、ステップＳ６１５へ進んで上記ステップにおいて生成されたパケットを伝送する。

一方、上記ＲＡＳは、上記ステップＳ６０１におけるＣＩＤの確認結果、上記受信したＭＡＣヘッドのＣＩＤ値が伝送ＣＩＤである場合、当該ＭＡＣＰＤＵのＭＡＣヘッドを除去した後、ＭＨ’を追加する。このとき、上記ＲＡＳのバッファ状態をチェックするＱ＿Ｓｔａｔｕｓ＿ＩＥ含むＡＣＲ＿Ｃｏｎｔｒｏｌ＿ＩＥをＭＨ’の直後に追加する。その後、ＧＲＥパケットを構成し、ＲＡＳ−ＡＣＲトンネルを介してＡＣＲに伝送する。このとき、トンネルメッセージを構成する情報の配置順序は、好ましくは、上述したダウンリンクにおける配置順序と同じ規則に準拠する。

以上、本発明の詳細な説明の欄においては具体的な実施の形態について詳述したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限り、各種の実施の形態が提供可能である。よって、本発明の真の技術的な範囲は上述の実施の形態によって定まるものではなく、特許請求の範囲とその等価物によって定まるべきである。

本発明の実施の形態による無線通信システムの概略構造図。本発明の実施の形態による無線通信システムのインタフェース構造の例示図。本発明の実施の形態による無線通信システムにおけるデータトラフィックの制御のためのトンネル形成過程を説明するための図。本発明の実施の形態による無線通信システムにおける初期の呼び設定シグナリングの手続きを示す図。本発明の実施の形態による無線通信システムにおける初期の呼び設定シグナリングの手続きを示す図。本発明の実施の形態による無線通信システムにおけるダウンリンクパケットの構成過程を示す図。本発明の実施の形態による無線通信システムにおけるダウンリンクパケットの構成過程を示す図。

符号の説明

１００：ＡＣＲ
１０２：ＲＡＳ
１０４：ＰＳＳ

Claims

無線通信システムにおけるデータトラフィックの制御システムであって、
上位階層から所定のＩＰパケットを受信すると、前記ＩＰパケットを区別するための修正されたパッキングサブヘッドを追加してブロック単位でＭＡＣサービスデータユニットを生成し、前記修正されたパッキングサブヘッドが追加されたＭＡＣサービスデータユニットのうち同じコネクションＩＤ値を有するＭＡＣサービスデータユニットをグループ化させた後、各グループを区別するための修正されたＭＡＣヘッドを追加して１以上のトンネルメッセージを構成し、前記構成されたトンネルメッセージをグループ化させ、前記トンネルメッセージを区別するためのトンネルフレームヘッドを含むトンネルフレームを生成して基地局に伝送する基地局制御器と、
受信したＭＡＣヘッドのコネクションＩＤ値が伝送コネクションＩＤである場合、当該ＭＡＣパケットデータユニットのＭＡＣヘッドを除去後に修正されたＭＡＣヘッドを追加し、前記基地局のバッファの状態をチェックするための情報エレメントに含まれる基地局制御器制御情報エレメントを前記修正されたＭＡＣヘッドの後ろに追加し、次いでＧＲＥパケットを構成して前記基地局制御器とのトンネルを介して前記基地局制御器に伝送する前記基地局と、を備えることを特徴と
するデータトラフィックの制御システム。
前記修正されたパッキングサブヘッドは、前記ＭＡＣサービスデータユニットグループ内において各ＭＡＣサービスデータユニットを互いに区別するためのヘッドであって、ブロック一連番号情報と、サブブロック一連番号及び長さ情報を含むことを特徴とする請求項１に記載のデータトラフィックの制御システム。
前記サブブロック一連番号は、ＡＲＱを使用するコネクションである場合は、一つのブロックが伝送される度に１ずつインクリメントされる一連番号を示すことを特徴とする請求項２に記載のデータトラフィックの制御システム。
前記サブブロック一連番号は、ＡＲＱを使用しないコネクションである場合は、ＭＡＣサービスデータユニットがサブブロックに分割される間にＭＡＣサービスデータユニット内の位置を表示するために各サブブロックに付される一連番号を示すことを特徴とする請求項２に記載のデータトラフィックの制御システム。
前記ＡＲＱを使用しないコネクションに対してＭＡＣサービスデータユニットの分割時に使用される前記サブブロックのサイズは、当該コネクションの設定時点において前記基地局制御器と前記基地局との交渉を通じて決められることを特徴とする請求項４に記載のデータトラフィックの制御システム。
前記修正されたＭＡＣヘッドは、ＧＲＥペイロード内において各ＭＡＣサービスデータユニットグループを互いに区別するために定義されるヘッドであって、タイプ情報、長さ情報及び値情報を含むことを特徴とする請求項１に記載のデータトラフィックの制御システム。
前記タイプ情報に基づくペイロード情報は、ダウンリンクの修正されたＭＡＣヘッドのタイプ値として示し、前記ダウンリンクの修正されたＭＡＣヘッドのタイプ値は、基地局制御情報エレメント情報と、ＡＲＱフィードバックペイロード情報及び修正されたパッキングサブヘッド情報を含むことを特徴とする請求項６に記載のデータトラフィックの制御システム。
前記基地局制御情報エレメントは、基地局と基地局制御器とのバッファ状態情報を共有するための制御タイプフィールドを含み、前記制御タイプ値に基づいて前記基地局制御器から基地局にバッファ状態要請情報を送信することを特徴とする請求項６に記載のデータトラフィック制御システム。
前記タイプ情報に基づくペイロード情報は、アップリンクの修正されたＭＡＣヘッドのタイプ値として示し、前記アップリンクの修正されたＭＡＣヘッドのタイプ値は、基地局制御器制御情報エレメント情報と、ＡＲＱフィードバックペイロード情報と、拡張されたタイプ情報と、フラグメンテーションサブヘッド情報及びパッキングサブヘッド情報を含むことを特徴とする請求項６に記載のデータトラフィックの制御システム。
前記基地局制御器の制御情報エレメントは、基地局と基地局制御器とのバッファ状態情報を共有するための制御タイプフィールド及びキュー状態情報エレメントフィールドを含み、前記制御タイプ値に基づいて前記基地局のバッファ状態を示すことを特徴とする請求項９に記載のデータトラフィックの制御システム。
前記キュー状態情報エレメントは、ダウンリンク基地局バッファの状態情報を含むことを特徴とする請求項１０に記載のデータトラフィックの制御システム。
無線通信システムにおける基地局制御器のダウンリンクデータトラフィックの制御方法であって、
上位階層からインターネットプロトコルパケットを受信すると、所定のサブブロック単位で１以上のＭＡＣサービスデータユニットを生成するステップと、
前記生成されたＭＡＣサービスデータユニットに前記ＭＡＣサービスデータユニットを区別するための修正されたパッキングサブヘッドを加えるステップと、
前記修正されたパッキングサブヘッドの加えられたＭＡＣサービスデータユニットのうち同じコネクションＩＤ値を有するＭＡＣサービスデータユニットをグループ化させるステップと、
前記ＭＡＣサービスデータユニットグループを区別するための修正されたＭＡＣヘッドを加えて１以上のトンネルメッセージを構成するステップと、
前記構成されたトンネルメッセージをグループ化させ、前記トンネルメッセージを区別するためのトンネルフレームヘッドを加えてトンネルフレームを生成するステップと、
前記生成されたトンネルフレームを基地局に伝送するステップと、を含むことを特徴とするダウンリンクデータトラフィックの制御方法。
前記ＭＡＣサービスデータユニットを生成するステップは、
上位階層からＩＰパケットを受信すると、前記受信されたＩＰパケットを互いに区別するための修正されたパッキングサブヘッドを加えてサブブロック単位でパッキングされたＭＡＣサービスデータユニットを生成するステップを含むことを特徴とする請求項１２に記載のダウンリンクデータトラフィックの制御方法。
前記修正されたパッキングサブヘッドは、前記ＭＡＣサービスデータユニットグループ内において各ＭＡＣサービスデータユニットを互いに区別するためのヘッドであって、ブロック一連番号情報とサブブロック一連番号及び長さ情報を含むことを特徴とする請求項１２に記載のダウンリンクデータトラフィックの制御方法。
前記サブブロック一連番号は、ＡＲＱを使用するコネクションである場合は、一つのブロックが伝送される度に１ずつインクリメントされる一連番号を示すことを特徴とする請求項１４に記載のダウンリンクデータトラフィックの制御方法。
前記サブブロック一連番号は、ＡＲＱを使用しないコネクションである場合は、ＭＡＣサービスデータユニットがサブブロックに分割される間にＭＡＣサービスデータユニット内の位置を表示するために各サブブロックに付される一連番号を示すことを特徴とする請求項１４に記載のダウンリンクデータトラフィックの制御方法。
前記ＡＲＱを使用しないコネクションに対してＭＡＣサービスデータユニットの分割時に使用される前記サブブロックのサイズは、当該コネクションの設定時点において前記基地局制御器と前記基地局との交渉を通じて決められることを特徴とする請求項１６に記載のダウンリンクデータトラフィックの制御方法。
前記修正されたＭＡＣヘッドは、ＧＲＥペイロード内において各ＭＡＣサービスデータユニットグループを互いに区別するために定義されるヘッドであって、タイプ情報、長さ情報及び値情報を含むことを特徴とする請求項１２に記載のダウンリンクデータトラフィックの制御方法。
前記タイプ情報は、サブヘッドのプレゼンスを含むペイロードタイプ情報を含むことを特徴とする請求項１８に記載のダウンリンクデータトラフィックの制御方法。
前記長さ情報は、ＭＡＣサービスデータユニットフラグメントとヘッドを含む全長情報を含むことを特徴とする請求項１８に記載のダウンリンクデータトラフィックの制御方法。
前記タイプ情報に基づくペイロード情報は、ダウンリンクの修正されたＭＡＣヘッドのタイプ値として示し、前記ダウンリンクの修正されたＭＡＣヘッドのタイプ値は、基地局制御情報エレメント情報と、ＡＲＱフィードバックペイロード情報及び修正されたパッキングサブヘッド情報を含むことを特徴とする請求項１８に記載のダウンリンクデータトラフィックの制御方法。
前記基地局制御情報エレメントは、基地局と基地局制御器とのバッファ状態情報を共有するための制御タイプフィールドを含み、前記制御タイプ値に基づいて前記基地局制御器が基地局のバッファ状態を要請する情報を示すことを特徴とする請求項２１に記載のダウンリンクデータトラフィックの制御方法。
前記キュー状態情報エレメントは、基地局バッファの状態情報を含むことを特徴とする請求項１８に記載のダウンリンクデータトラフィックの制御方法。
前記トンネルフレームヘッドは、ＧＲＥヘッドを含むことを特徴とする請求項１２に記載のダウンリンクデータトラフィックの制御方法。
無線通信システムにおける基地局のアップリンクデータトラフィックの制御方法であって、
受信したＭＡＣヘッドのコネクションＩＤ値が伝送コネクションＩＤである場合、当該ＭＡＣパケットデータユニットのＭＡＣヘッドを除去するステップと、
前記ＭＡＣヘッドの除去後に修正されたＭＡＣヘッドを追加して１以上のトンネルメッセージを構成するステップと、
前記構成されたトンネルメッセージをグループ化させ、前記トンネルメッセージを区別するためのトンネルフレームヘッドを含むトンネルフレームを生成して基地局制御器に伝送するステップと、を含むことを特徴とするアップリンクデータトラフィックの制御方法。
前記ＭＡＣヘッドの除去後、基地局のバッファ状態をチェックするための情報エレメントを追加するステップを含むことを特徴とする請求項２５に記載のアップリンクデータトラフィックの制御方法。
前記修正されたＭＡＣヘッドは、ＧＲＥペイロード内においてＭＡＣサービスデータユニットグループを互いに区別するために定義されるヘッドであって、タイプ情報、長さ情報及び値情報を含むことを特徴とする請求項２５に記載のアップリンクデータトラフィックの制御方法。
前記タイプ情報に基づくペイロード情報は、アップリンクの修正されたＭＡＣヘッドのタイプ値として示し、前記アップリンクの修正されたＭＡＣヘッドのタイプ値は、基地局制御器の制御情報エレメント情報と、ＡＲＱフィードバックペイロード情報と、拡張されたタイプ情報と、フラグメンテーションサブヘッド情報及びパッキングサブヘッド情報を含むことを特徴とする請求項２７に記載のアップリンクデータトラフィックの制御方法。
前記基地局制御器の制御情報エレメントは、基地局と基地局制御器とのバッファ状態情報を共有するための制御タイプフィールド及びキュー状態情報エレメントフィールドを含み、前記制御タイプ値に基づいて前記基地局のバッファ状態を示すことを特徴とする請求項２８に記載のアップリンクデータトラフィックの制御方法。
前記キュー状態情報エレメントは、基地局バッファの状態情報を含むことを特徴とする請求項２９に記載のアップリンクデータトラフィックの制御方法。