JP4576415B2 - 無線通信システムのユーザー端末において動作周波数を選択する方法及び装置 - Google Patents

無線通信システムのユーザー端末において動作周波数を選択する方法及び装置 Download PDF

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Description

本発明は無線通信システムのユーザー端末において動作周波数を選択する方法及び装置に関し、特に無線通信システムのユーザー端末においてMBMS(マルチメディアブロードキャスト・マルチキャストサービス)に対応する動作周波数を選択する方法及び装置に関する。
第三世代移動通信技術はWCDMA(広帯域符号分割多元接続)方式で高いスペクトル利用効率、カバー率、通話品質及び高速伝送を実現するとともに、QoS(サービス品質)の確保、柔軟性のある双方向通信の実現、通話中断率の低減を可能にする。3GPP(第三世代パートナーシッププロジェクト)が制定した通信プロトコルでは、第三世代移動通信システムのマルチメディア機能についてMBMS(マルチメディアブロードキャスト・マルチキャストサービス)が規定されている。MBMSは従来のUMTS(汎用移動通信システム)ネットワーク構造の上で構築されたものであり、IP(インターネットプロトコル)パケットを媒介としてデータソースから複数のユーザーに対してサービスを一対多で配信するPTM(ポイント・ツー・マルチポイント)データ伝送サービスである。
3GPPの通信プロトコル規格によれば、MBMSにはブロードキャストモードとマルチキャストモードがある。MBMSサービスを利用しようとするとき、ユーザー端末でBM−SC(ブロードキャスト・マルチキャストサービスセンター)に加入を申し込み、サービス利用規約を締結することが必要である。サービスモードの違いによってサービス提供段階(service provision phase)も異なる。例えば、ブロードキャストモードにはサービス公表(service announcement)、セッション開始(session start)、MBMS通告(MBMS notification)、データ転送(data transfer)、セッション終了(session stop)などの段階があり、マルチキャストモードには申込(subscription)、サービス公表(service announcement)、加入(joining)、セッション開始(session start)、MBMS通告(MBMS notification)、データ転送(data transfer)、セッション停止(session stop)、脱退(leaving)などの段階がある。ブロードキャストモードと比べて、マルチキャストモードには加入と脱退段階が追加され、そのうち加入段階ではユーザー認証と料金の記録が行われる。上記サービス提供段階は当業者に周知のため、詳しい説明は省略する。
当業者に周知のとおり、無線資源制御の視点から見れば、ユーザーデータ交換用のものかRRC層制御信号交換用のものかを問わず、すべて「論理的」なデータ交換チャンネルは無線ベアラ(RB)で定義されている。RBとは、ユーザー端末では単方向または上り・下り双方向の論理データ伝送・交換チャンネルを指し、ネットワーク側においても単方向または上り・下り双方向の論理データ伝送・交換チャンネルを指す。ユーザー端末はRBを解放することでMBMS受信の中止を申し込むことができる。また、RRCプロトコルによれば、RRC状態には非接続モードと接続モードがあり、非接続モードはアイドリングモードを含み、接続モードはセルページングチャネル(CELL_PCH)状態、URA(UTRAN登録領域)ページングチャネル(URA_PCH)状態、セルフォワードアクセスチャネル(CELL_FACH)状態、セル専用チャネル(CELL_DCH)状態を含む。
MBMS配信時、UTRANは計数プロセス(counting procedure)を用いてMBMS受信可能なユーザー端末の数量を把握し、PTP(ポイント・ツー・ポイント、1対1)かPTM(1対多)方式でサービスを配信する。計数プロセスの終了後にブロードキャストモードが選ばれたらPTM方式で配信し、マルチキャストモードが選ばれたら、UTRANでユーザー端末の数量に基づいてPTPかPTM方式を適宜に選んでサービスを配信する。PTP方式の場合、ユーザー端末とUTRANの間は専用チャネルで結ぶべきであるため、基地局でPTP RBを用いて専用チャネルを確立してデータと制御信号を送信する。それに対して、PTM方式ではコアネットワークでPTM RBを利用してデータと制御信号をサービスエリア(セルとも呼ぶ)内の複数のユーザー端末に送信する。
なお、3GPPの通信プロトコル規格では、MBMS関連情報転送用のチャネルとしてMCCH(MBMS PTM制御チャネル)、MTCH(MBMS PTMトラヒックチャネル)、MSCH(MBMS PTMスケジューリングチャネル)などの論理チャネルが規定されている。MCCHはユーザー装置(UE)とコアネットワーク間の制御指令を送信するチャネルであり、MTCHはMBMSデータをUEに送信するチャネルであり、MSCHはMBMSのスケジューリングデータをUEに通報するチャネルであって、UEでデータ受信状態を常時に維持せずにデータがあった場合にのみ受信することを可能にし、受信用の資源を節減する効果がある。
UTRANは一般に2またはそれ以上の搬送波周波数で複数のサービスを配信し、同一の搬送波周波数に属するユーザー端末の数量を制御することで資源の管理を最善にする。ユーザー端末は受信予定のMBMSや加入済みのMBMSの状態が変更した場合に、周波数選択プロセスで現動作周波数を変更して受信を続けることができる。3GPPのドキュメントR2−063613(3GPP TSG−RAN WG2 Meeting #56)によれば、ユーザー端末でMBMS所要周波数情報(MBMS preferred frequency information)、MBMS所要周波数層サービス制限情報(MBMS preferred frequency layer service restriction information)などの情報要素(IE)を受信するか、所要のMBMSの状態が変更した場合に、MBMSの受信を続けるためには、ユーザー端でMBMS周波数選択プロセスを利用して現動作周波数を所要の周波数層に切り替える必要がある。上記MBMS所要周波数情報要素はMBMSサービス変更情報(MBMS modified services information)メッセージに含まれ、MBMSに対応する所要周波数をUEに通報するものである。上記MBMS所要周波数層サービス制限情報要素はRB制御メッセージ、セル更新確認メッセージ、またはMBMS一般情報メッセージを通してユーザー端末に送信され、UTRANが所要の周波数ではMBMS以外のサービスを配信しないこと、つまり所要の周波数では混み合っていることを示すものである。言い換えれば、上記メッセージにMBMS所要周波数層サービス制限情報要素が含まれないことは、所要の周波数ではまだ資源が残っていてMBMS以外のサービスを配信することが可能であることを示す。
なお、3GPPの通信プロトコル規格によれば、上記RB制御メッセージとセル更新確認メッセージは専用制御チャネル(DCCH)を通して特定のユーザー端末に送信され、MBMS一般情報メッセージはMCCH(MBMS PTM制御チャネル)を通してサービスエリア内のユーザー端末に送信される。RB制御メッセージはRB再設定メッセージ、RBセットアップメッセージ、RB解放メッセージ、トランスポートチャネル再設定メッセージ、または物理チャネル再設定メッセージである。そのいずれも当業者に周知のため、ここで説明を省略する。
ユーザー端末のMBMS周波数選択方法はそのRRC状態によって異なる。以下はセルページングチャネル(CELL_PCH)状態、URAページングチャネル(URA_PCH)状態、セルフォワードアクセスチャネル(CELL_FACH)状態でのユーザー端末を例にして説明する。ユーザー端末に保存されたMBMS_ACTIVATED_SERVICES変数に含まれたMBMSが1以上の所要周波数に対応し、かつネットワークがDCCHを通して最後に発送したRB制御メッセージかセル更新確認メッセージにMBMS所要周波数層サービス制限情報要素が含まれていない場合では、ユーザー端末で周波数の選択を続ける。
次に、ユーザー端末でESTABLISHED_RABS変数を用いてユーザー端末とネットワークの間に確立されたRB状態を判断し、周波数選択時の参考とする。例えば、ESTABLISHED_RABS変数が「なし」(empty)でない状態で、ユーザー端末の現動作周波数が上位層通信プロトコルで優先に選定されたMBMS所要周波数と一致した場合は、ユーザー端末で現動作周波数を保持し、一致しなかった場合はユーザー端末で当該MBMS所要周波数を新たな動作周波数として選定する。しかし、これは当該所要周波数にネットワークによりMBMS一般情報メッセージを通して発送されたMBMS所要周波数層サービス制限情報要素が含まれないことを前提とする。さもなければ、ユーザー端末で優先順位に従ってMBMS所要周波数を次々と探し、この前提に合致したものを動作周波数として選定すべきである。
ESTABLISHED_RABS変数にはユーザー端末で確立された無線アクセスベアラ(RAB)と信号無線ベアラ(SRB)の関連情報が保存されており、それが「なし」でない場合は、ユーザー端末のRB状態には確立されたRB、例えばデータパケットを運ぶRABまたは無線資源制御信号を運ぶSRBが含まれていることを意味する。この場合、ユーザー端末の現動作周波数がMBMS所要周波数でなければ、ユーザー端末はMBMS所要周波数層サービス制限情報要素が含まれた所要周波数を選択できなくなる。言い換えれば、ユーザー端末はネットワークにより取り込み中と判断されたサービス周波数を選定してMBMSを受信することができない。
当業者に周知のとおり、SRB送信に用いる無線資源は極めて少ない。しかし、上記ドキュメントによると、ユーザー端末で確立されたRBにSRBのみ含まれた場合、ユーザー端末はネットワークにより取り込み中と判断されたサービス周波数に変更できず、MBMSを受信できなくなる。
本発明はユーザー端末の無線資源を信号伝送のみに用いた場合にMBMSを受信できないという従来の問題を解決するため、無線通信システムのユーザー端末においてMBMSに対応する動作周波数を選択する方法及び装置を提供することを課題とする。
本発明は無線通信システムのユーザー端末において、MBMS(マルチメディアブロードキャスト/マルチキャストサービス)に対応する動作周波数を選択する方法を提供する。該方法は、ユーザー端末のRB(無線ベアラ)状態を判断する段階と、ユーザー端末のRB状態が信号伝送状態となった場合に、ユーザー端末の現動作周波数を上位層プロトコルにより優先に選定されたMBMS所要周波数に切り替える段階とを含む。
本発明は更に、無線通信システムにおいてMBMSに対応する動作周波数を選択するための通信装置を提供する。該通信装置は、通信装置の機能を実現する制御回路と、制御回路の中に設けられ、プログラムコードを実行して制御回路を制御する中央処理装置(CPU)と、制御回路の中でCPUに結合するように設けられ、プログラムコードを記憶する記憶装置とを含む。該プログラムコードは、ユーザー端末のRB状態を判断するコードと、ユーザー端末のRB状態が信号伝送状態となった場合に、ユーザー端末の現動作周波数を上位層プロトコルにより優先に選定されたMBMS所要周波数に切り替えるコードを含む。
本発明はユーザー端末に保存されたESTABLISHED_RABS変数のRAB情報要素に基づいてユーザー端末のRB状態を判断する。ユーザー端末の無線資源を信号伝送にのみ用いた場合、本発明はネットワークにより取り込み中と判断されたサービス周波数に切り替えられないという従来の問題を改善し、MBMSの受信成功率を高めることができる。
かかる方法及び装置の特徴を詳述するために、具体的な実施例を挙げ、図示を参照して以下に説明する。
図1を参照する。図1は無線通信システムの無線通信装置100のブロック図である。説明を簡素化するため、図1では無線通信装置100の入力装置102、出力装置104、制御回路106、CPU(中央処理装置)108、記憶装置110、プログラムコード112及びトランシーバー114のみ描かれている。無線通信装置100では、制御回路106はCPU108を用いて記憶装置110に記憶されたプログラムコード112を実行して無線通信装置100の動作を制御し、入力装置102(例えばキーボード)を通してユーザーが入力した信号を受信し、出力装置104(スクリーン、スピーカーなど)を通して映像、音声などの信号を出力する。無線信号を受発信するトランシーバー114は受信した信号を制御回路106に送信するとともに、制御回路106からの信号を無線で出力する。言い換えれば、通信プロトコルに当てはめれば、トランシーバー114は第一層の一部とみなされ、制御回路106は第二層と第三層の機能を実現する。上記無線通信装置100は望ましくは第三世代移動通信システムに設けられる。
図2を参照する。図2は図1に示すプログラムコード112を表す説明図である。プログラムコード112はアプリケーション層200、第三層202、第一層198に接続される第二層206を含む。第三層202は第一層198、第二層206及びUTRANを制御してピア・ツー・ピア通信を実行するRRC(無線資源制御)エンティティーを含む。RRCエンティティー222はネットワークシステムの要求や通信環境の変化に基づいて無線通信装置100の無線資源制御状態をアイドリング状態、セルページングチャネル(CELL_PCH)状態、URAページングチャネル(URA_PCH)状態、セルフォワードアクセスチャネル(CELL_FACH)状態またはセル専用チャネル(CELL_DCH)状態に切り替える。
UTRANはMBMSについてRRCメッセージと情報要素を形成し、PTP RBまたはPTM RBを通してサービス関連データや制御信号を無線通信装置100に送信する。CELL_PCH、URA_PCH、またはCELL_FACH状態では、アプリケーション層200が受信希望のMBMSや既に加入したMBMSの状態に変更があった場合、RRCエンティティー222は周波数選択プロセスで現動作周波数を他の搬送波周波数に切り替えてサービス受信を続ける。それに鑑みて、本発明は上記プログラムコード112に動作周波数選択プログラムコード220を設け、ユーザー端末の無線資源を信号伝送にのみ用いた場合の動作周波数にかかる選択手段を改善する。図3を参照する。図3は本発明の実施例1による方法30のフローチャートである。下記方法30は、無線通信システムのユーザー端末においてMBMSに対応する動作周波数の選択に用いられ、動作周波数選択プログラムコード220としてコンパイルすることができる。
ステップ300:開始。
ステップ302:ユーザー端末のRB状態を判断する。
ステップ304:ユーザー端末のRB状態が信号伝送状態となった場合、ユーザー端末の現動作周波数を上位層プロトコルにより優先に選定されたMBMS所要周波数に切り替える。
ステップ306:終了。
以上のとおり、本発明ではまずユーザー端末のRB状態を判断し、RB状態がSRB状態となった場合にユーザー端末の現動作周波数を上位層プロトコルにより優先に選定されたMBMS所要周波数に切り替える。この場合、信号伝送に用いる無線資源が少ないため、上記所要周波数がネットワークにより取り込み中と判断されたかどうかにかかわらず、RRCエンティティー222は現動作周波数を当該MBMS所要周波数に切り替え、対応したMBMSを受信することができる。したがって、本発明はユーザー端末の無線資源を信号伝送にのみ用いた場合のMBMS受信不能の問題を解決し、MBMSの受信成功率を向上させることができる。
上記RB状態の判断はユーザー端末のESTABLISHED_RABS変数のRAB情報要素に基づいて行われ、RAB情報要素にはユーザー端で確立されたRABの関連情報が保存されている。したがって、従来の技術と比べて、本発明はユーザー端末に保存されたESTABLISHED_RABS変数のRAB情報要素に基づいて、ユーザー端末のRB状態を判断することができる。
図4を参照する。図4は本発明の実施例2による方法40のフローチャートである。下記方法40は、無線通信システムのユーザー端末においてMBMSに対応する動作周波数の選択に用いられ、動作周波数選択プログラムコード220としてコンパイルすることができる。
ステップ400:開始。
ステップ402:ユーザー端末に保存されたESTABLISHED_RABS変数のRAB情報要素が「なし」であるかどうかを判断する。そうであればステップ404に進み、そうでなければステップ406に進む。
ステップ404:ユーザー端末の現動作周波数を上位層プロトコルにより優先に選定されたMBMS所要周波数に切り替える。ステップ412に進む。
ステップ406:ユーザー端末の現動作周波数が上位層プロトコルにより優先に選定されたMBMS所要周波数であるかどうかを判断する。そうであればステップ408に進み、そうでなければステップ410に進む。
ステップ408:ユーザー端末で現動作周波数を保持する。ステップ412に進む。
ステップ410:ユーザー端末の現動作周波数を上位層プロトコルにより優先に選定された、MBMS所要周波数層サービス制限情報要素を含んでいないMBMS所要周波数に切り替える。ステップ412に進む。
ステップ412:終了。
以上のとおり、ESTABLISHED_RABS変数のRAB情報要素が「なし」と判断されたことは、ユーザー端末には確立されたRABが何も含まれていないことを意味する。言い換えれば、ユーザー端末はRRC信号送信用のSRBを用いる。この場合、上記所要周波数がネットワークにより取り込み中と判断されたかどうかにかかわらず、すなわち所要周波数にMBMS所要周波数層サービス制限情報要素が含まれているかどうかにかかわらず、RRCエンティティー222は現動作周波数を当該MBMS所要周波数に切り替え、対応するMBMSを受信することができる。
一方、ESTABLISHED_RABS変数のRAB情報要素が「なし」でない場合は、ユーザー端末のRB状態には既に確立されたRABが含まれていることを意味する。このとき、ユーザー端末の現動作周波数が上位層プロトコルにより優先に選定されたMBMS所要周波数となった場合はユーザー端末で現動作周波数を保持し(ステップ408)、そうでない場合は当該MBMS所要周波数を動作周波数として選定する。もっとも、当該所要周波数にネットワークによりMBMS一般情報メッセージを通して発送されたMBMS所要周波数層サービス制限情報要素が含まれていない(ステップ410)ことが前提であり、さもなければユーザー端末で優先順位に従ってMBMS所要周波数を次々と探し、この前提に合致したものを動作周波数として選定すべきである。
以上は本発明に好ましい実施例であって、本発明の実施の範囲を限定するものではない。よって、当業者のなし得る修正、もしくは変更であって、本発明の精神の下においてなされ、本発明に対して均等の効果を有するものは、いずれも本発明の特許請求の範囲に属するものとする。
本発明は従来の動作条件を変更したのみで、実施可能である。
無線通信システムの無線通信装置のブロック図である。 図1に示すプログラムコードを表す説明図である。 本発明の実施例1による方法のフローチャートである。 本発明の実施例2による方法のフローチャートである。
符号の説明
100 無線通信装置
102 入力装置
104 出力装置
106 制御回路
108 CPU
110 保存装置
112 プログラムコード
114 トランシーバー
200 アプリケーション層
198 第一層
202 第三層
206 第二層
220 動作周波数選択プログラムコード
222 RRCエンティティー

Claims (18)

  1. 無線通信システムのユーザー端末において、MBMS(マルチメディアブロードキャスト/マルチキャストサービス)に対応する動作周波数を選択する方法であって、
    ユーザー端末のRB(無線ベアラ)状態を判断する段階と、
    ユーザー端末のRB状態が信号伝送状態となった場合に、ユーザー端末の現動作周波数を上位層プロトコルにより優先に選定された、MBMS所要周波数層サービス制限情報要素がMBMS一般情報メッセージを通してユーザー端末に送信されているMBMS所要周波数に切り替える段階とを含むことを特徴とする動作周波数の選択方法。
  2. 前記ユーザー端末のRB状態を判断する段階は、ユーザー端末に保存されたESTABLISHED_RABS変数のRAB(無線アクセスベアラ)情報要素に基づいてユーザー端末のRB状態を判断することを特徴とする請求項1記載の動作周波数の選択方法。
  3. 前記ユーザー端末に保存されたESTABLISHED_RABS変数のRAB情報要素に基づいてユーザー端末のRB状態を判断する段階は、当該RAB情報要素が「なし(empty)」となった場合に、ユーザー端末のRB状態が信号伝送状態であると判断することを特徴とする請求項2記載の動作周波数の選択方法。
  4. 前記MBMSはブロードキャストタイプであることを特徴とする請求項1記載の動作周波数の選択方法。
  5. 前記MBMSはマルチキャストタイプであることを特徴とする請求項1記載の動作周波数の選択方法。
  6. 前記ユーザー端末はセルページングチャネル(CELL_PCH)状態で動作することを特徴とする請求項1記載の動作周波数の選択方法。
  7. 前記ユーザー端末はURA(UTRAN登録領域)ページングチャネル(URA_PCH)状態で動作することを特徴とする請求項1記載の動作周波数の選択方法。
  8. 前記ユーザー端末はセルフォワードアクセスチャネル(CELL_FACH)状態で動作することを特徴とする請求項1記載の動作周波数の選択方法。
  9. 前記無線通信システムは第三世代移動通信システムであることを特徴とする請求項1記載の動作周波数の選択方法。
  10. 無線通信システムにおいてMBMSに対応する動作周波数を選択するための通信装置であって、
    通信装置の機能を実現する制御回路と、
    制御回路の中に設けられ、プログラムコードを実行して制御回路を制御する中央処理装置(CPU)と、
    制御回路の中でCPUに結合するように設けられ、プログラムコードを記憶する記憶装置と、を含み、そのうちプログラムコードは、
    通信装置のRB状態を判断するコードと、
    通信装置のRB状態が信号伝送状態となった場合に、通信装置の現動作周波数を上位層プロトコルにより優先に選定された、MBMS所要周波数層サービス制限情報要素がMBMS一般情報メッセージを通して通信装置に送信されているMBMS所要周波数に切り替えるコードとを含むことを特徴とする通信装置。
  11. 前記通信装置のRB状態を判断するコードは、通信装置に保存されたESTABLISHED_RABS変数のRAB情報要素に基づいて通信装置のRB状態を判断することを特徴とする請求項10記載の通信装置。
  12. 前記通信装置に保存されたESTABLISHED_RABS変数のRAB情報要素に基づいて通信装置のRB状態を判断するコードは、当該RAB情報要素が「なし」となった場合に、通信装置のRB状態が信号伝送状態であると判断することを特徴とする請求項11記載の通信装置。
  13. 前記MBMSはブロードキャストタイプであることを特徴とする請求項10記載の通信装置。
  14. 前記MBMSはマルチキャストタイプであることを特徴とする請求項10記載の通信装置。
  15. 前記通信装置はCELL_PCH状態で動作することを特徴とする請求項10記載の通信装置。
  16. 前記通信装置はURA_PCH状態で動作することを特徴とする請求項10記載の通信装置。
  17. 前記通信装置はCELL_FACH状態で動作することを特徴とする請求項10記載の通信装置。
  18. 前記無線通信システムは第三世代移動通信システムであることを特徴とする請求項10記載の通信装置。
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