JP4723589B2 - 無線ネットワーク制御装置、通信システム及び通信方法 - Google Patents

無線ネットワーク制御装置、通信システム及び通信方法 Download PDF

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Description

本発明は、特に無線リソース制御（Radio Resource Control：以下「ＲＲＣ」と記載する）接続手順を実行する無線ネットワーク制御装置、通信システム及び通信方法に関する。
移動通信システムの通信接続遅延は、サービスの品質を判断する上で重要なファクターである。ここで、通信接続遅延とは、ユーザが音声もしくデータのサービスを開始する操作をしてからユーザが音声またはデータサービスを受けられるまでの遅延時間である。第３世代移動通信システムにおけるＨＳＤＰＡ（High Speed Downlink Packet Access）及びＨＳＵＰＡ（High Speed Uplink Packet Access）等の高速化技術の導入に伴い、通信接続の手順に発生する遅延はユーザが体験する通信遅延の中でより高いウェートを占めている。第３世代携帯電話の通信接続遅延を改善するために、標準化団体３ＧＰＰ ＲＡＮのＷＧ２は、２００５年３月から、既存システムの通信接続遅延の主要発生要因の解析を行い、改善方法の検討を進めている（例えば、非特許文献１）。
ＵＭＴＳ（Universal Mobile Telecommunications System）では、端末（ＵＥ）とネットワークとの通信接続手順は、端末と基地局、無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣ）、コアネットワーク（ＣＮ）の各ノード間の接続手順（プロシージャ）によって構成されている。ノード間のシグナリングメッセージの伝送時間は遅延の最も大きな要因である。ＵＭＴＳの音声通信接続（Circuit-Switched Call Setup）の手順において、遅延時間の実測定値の一例が示されている（例えば、非特許文献２）。この解析結果において、音声通信接続遅延は、主に、無線通信のための接続手順であるＲＲＣ接続手順、端末の認証を含む端末とコアネットワークとの初期シグナリング手順及びユーザの音声を伝送するベアラの接続手順等の遅延から構成されている。パケットデータの通信接続手順(PS Call Setup)は音声通信接続手順と多少異なるが、遅延の構成は基本的に同様である。
次に、端末がトランスポートチャンネルの共通チャンネルを使用する場合のＲＲＣ接続手順について、図１を用いて説明する。図１は、端末がトランスポートチャンネルの共通チャンネルを使用する場合のＲＲＣ接続手順を示すシーケンス図である。
ＵＭＴＳでは、端末は電源を入れた後に、ネットワーク（ＰＬＭＮ）の探索及びセルの探索（セルサーチ）を経て、アイドルモードに入る。アイドルモードの端末はネットワークのページング情報を受信した場合、もしくは端末から発呼する場合、端末はＲＲＣの接続手順を起動する。ＲＲＣの接続手順は、端末と無線ネットワーク制御装置との間の三つのシグナリングメッセージの送受信によって構成されている。
まず、端末は、共通制御チャネル（以下「ＣＣＣＨ」と記載する）（ランダムアクセスチャネル（以下「ＲＡＣＨ」と記載する））によりRRC Connection RequestメッセージをＴＭ（Transparent Mode）で送信し、RRC Connection Setupの手順を開始する（ステップＳＴ２１）。次に、無線ネットワーク制御装置は、RRC Connection SetupメッセージをＣＣＣＨ（フォワードアクセスチャネル（以下「ＦＡＣＨ」と記載する））によりＵＭ（Unacknowledged Mode）で端末に送り返す（ステップＳＴ２２）。端末はRRC Connection Setupメッセージを受信した後に、RRC Connection Setupメッセージに含まれるパラメータによりレイヤ１及びレイヤ２の設定を行い、専用制御チャネル（以下「ＤＣＣＨ」と記載する）を設立する。ネットワークの指示により、端末は、トランスポートチャンネルの共通チャンネルを使用する場合、RRC Connected ModeでCELL_FACHの状態（State）に入る。
次に、端末は、RRC Connected Modeに入った後に、ＤＣＣＨによりＡＭ(Acknowledged Mode)でRRC Connection Setup Completeメッセージを無線ネットワーク制御装置に送信し（ステップＳＴ２３）、RRC Connection Setupの手順は終了する。
次に、端末がトランスポートチャンネルの個別チャンネルを使用する場合のＲＲＣ接続手順について、図２を用いて説明する。図２は、端末がトランスポートチャンネルの個別チャンネルを使用する場合のＲＲＣ接続手順を示すシーケンス図である。なお、図２において、図１と同一手順である部分には同一の符号を付してその説明は省略する。
無線ネットワーク制御装置は、RRC Connection Requestメッセージを受信した後に、基地局装置との間で個別チャンネルを設立するためにRadio Link Setup Requestを基地局装置へ送信し（ステップＳＴ３１）、基地局装置はRadio Link Setup Responseを返信する（ステップＳＴ３２）。端末はRRC Connection Setupメッセージを受信した後に、RRC Connection Setupメッセージに含まれるパラメータによりレイヤ１及びレイヤ２の設定を行い、ＤＣＣＨを設立する。そして、端末と基地局装置との間でレイヤ１の同期を確立する。次に、基地局装置は、Radio Link Restore Indicationを無線ネットワーク制御装置へ送信する（ステップＳＴ３３）。
上記のようなＲＲＣ接続手順において、端末がセルエッジ（Cell Edge）等の電波の到達（Coverage）情況が良くないところにある時、無線ネットワーク制御装置はRRC Connection Requestメッセージを受信できない場合がある。この場合、端末は、RRC Connection
Requestメッセージを再送する。RRC Connection RequestメッセージはＲＬＣ(Radio Link Control)の透過モードで送信されるものであり、レイヤ２で受信結果を確認し自動再送する機能はない。そのため、RRC Connection Requestメッセージの再送はレイヤ３で行われる。再送されるメッセージは、下位のレイヤを経由して送信されるので、レイヤ３での再送はレイヤ２での再送と比べて、再送遅延が長くなる。
３ＧＰＰ規格では、RRC Connection Requestメッセージの再送の時間間隔及び再送回数を、Ｔ３００とＮ３００のタイマー値と定数で定義している。デフォルトの設定値として、Ｔ３００は１秒、Ｎ３００は３回である。従って、端末からのRRC Connection Requestメッセージの再送により、電波の弱いところで、数秒の再送遅延が発生する。そして、再送される場合は、再送なしの場合と比べ、通信接続遅延は２倍以上になる場合がある。
３ＧＰＰ規格では、Ｔ３００の値は、１００ｍｓ〜８０００ｍｓの間でテーブルを用いて複数の値が定義されている。ネットワークでは、テーブルの値を用いてＴ３００を設定する。この場合、RRC Connection Setup Requestメッセージの再送遅延を減らすためには、Ｔ３００の値を小さい値に設定することが考えられる。Ｔ３００を小さい値に設定することによって、RRC Connection Setup Requestメッセージは短い時間間隔で複数回数送信される。
しかし、端末がネットワークの電波の到達状況が良いところに存在する場合には、RRC Connection Setup Requestメッセージの再送が行われる可能性は低い。このような場合に、例えば、RRC Connection Setup Requestの送信からRRC Connection Setupの受信までの時間間隔より短い値にＴ３００を設定すると、再送が必要でない場合でも、端末はRRC Connection Requestメッセージの再送を行うので、端末の電力は無駄に消費されるという問題がある。
現在のＵＭＴＳでは、端末の無駄な送信電力の消費を防ぐために、Ｔ３００の設定値は、RRC Connection Setup Requestメッセージの送信開始から、RRC Connection Setupメッセージの受信が終わるまでの時間間隔を考慮して設定される。
端末の無駄な送信による電力消費を防ぐために、RRC Connection Requestメッセージ（IdleからCELL_DCH）の再送の時間間隔Ｔは（１）式を満たすように設定されている。
Ｔ＞＝ｔ０＋ｔ１＋ｔ２ （１）
ただし、ｔ０は、RRC Connection Requestメッセージの伝送時間
ｔ１は、Radio link setup手順の所要時間
ｔ２は、RRC Connection Setupメッセージの伝送時間
メッセージのサイズにより、ｔ２はｔ０の約７倍になる。また、Ｔ３００の設定値、即ち再送遅延の大部分を占めるのは、ｔ１（CELL_DCHのみ）及びｔ２である。
3GPP TR 25.815 V.0.2.1, "Signaling Enhancement for Circuit-Switched (CS) and Packet-Switched (PS) Connections; Analysis and Recommendations" "Evaluating and Refining Call Setup Delay", 5th international Conference on 3G Mobile Communication Technologies, 18-20 Oct. 2004. Chris Johoson et. al (Nokia) and Chris Haines (3)
しかしながら、従来の装置においては、RRC Connection Setup Requestメッセージの送信開始から、RRC Connection Setupメッセージの受信が終わるまでの時間間隔を考慮してＴ３００の値を設定するので、Ｔ３００の値を小さくするのに制約があり、再送による遅延を短縮することができないという問題がある。
本発明の目的は、受信確認を早いタイミングで返信することにより、再送による遅延を抑制することができる無線ネットワーク制御装置及び再送方法を提供することである。
本発明の無線ネットワーク制御装置は、無線通信のための接続である無線リソース制御接続の設定を要求する接続要求メッセージを受信する受信手段と、受信した前記接続要求メッセージを読み取る読み取り手段と、前記接続要求メッセージが正しく読み取れた場合に受信成功を示すメッセージを作成するとともに前記無線リソース制御接続を設定するためのメッセージである接続設定メッセージを作成するメッセージ作成手段と、前記受信成功を示すメッセージを送信した後に前記接続設定メッセージを送信する送信制御手段と、を具備し、前記メッセージ作成手段は、前記無線リソース制御接続を設定するための情報である接続情報を分割して、分割した前記接続情報を含む前記受信成功を示すメッセージ及び前記接続設定メッセージを作成する構成を採る。
本発明の通信システムは、通信端末装置と無線ネットワーク制御装置とが無線通信のための接続である無線リソース制御接続の設定の手順を実行する通信システムであって、前記通信端末装置は、送信した前記無線リソース制御接続の設定を要求する接続要求メッセージの受信成功を示すメッセージを所定時間内に受信しなかった場合に前記接続要求メッセージを再送するとともに、受信した接続設定メッセージに含まれる無線リソース制御接続を設定するための情報である接続情報に基づいて無線リソース制御接続を設定し、前記無線ネットワーク制御装置は、受信した前記接続要求メッセージが正しく読み取れた場合に前記受信成功を示すメッセージを送信するとともに前記受信成功を示すメッセージを送信した後に前記接続情報を含む接続設定メッセージを送信し、前記無線リソース制御接続を設定するための情報である接続情報を分割して、分割した前記接続情報を含む前記受信成功を示すメッセージ及び前記接続設定メッセージを作成する構成を採る。
本発明の通信方法は、無線ネットワーク制御装置における通信方法であって、無線通信のための接続である無線リソース制御接続の設定を要求する接続要求メッセージを受信する受信ステップと、受信した前記接続要求メッセージを読み取る読み取りステップと、前記接続要求メッセージが正しく読み取れた場合に受信成功を示すメッセージを作成するとともに前記無線リソース制御接続を設定するためのメッセージである接続設定メッセージを作成するメッセージ作成ステップと、前記受信成功を示すメッセージを送信した後に前記接続設定メッッセージを送信する送信制御ステップと、を具備し、前記メッセージ作成ステップは、前記無線リソース制御接続を設定するための情報である接続情報を分割して、分割した前記接続情報を含む前記受信成功を示すメッセージ及び前記接続設定メッセージを作成するようにした。
本発明によれば、受信確認を早いタイミングで返信することにより、再送による遅延を抑制することができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
（実施の形態１）
図３は、本発明の実施の形態１に係る無線ネットワーク制御装置１００の構成を示すブロック図である。
レイヤ１／レイヤ２部１０１は、基地局装置から送信された、ＲＲＣ接続の設定を要求するＲＲＣ接続要求メッセージを含む受信信号を受信して、レイヤ１及びレイヤ２の処理を行って読み取り部１０２へ出力する。
読み取り部１０２は、レイヤ１／レイヤ２部１０１から入力した受信信号に含まれる各種のデータを読み取って受信データとして出力する。また、読み取り部１０２は、レイヤ１／レイヤ２部１０１から入力した受信信号に含まれるＲＲＣ接続要求メッセージを読み取る。そして、読み取り部１０２は、ＲＲＣ接続要求メッセージが誤りなく正しく読み取れた場合には、正しく読み取れた旨の情報を送信制御部１０３及びメッセージ作成部１０４へ出力する。
送信制御部１０３は、読み取り部１０２から正しく読み取れた旨の情報が入力した場合には、メッセージ作成部１０４から出力される、ＲＲＣ接続を設定するためのメッセージであるＲＲＣ接続設定メッセージ、及びＡＣＫ生成部１０５から出力されるＡＣＫメッセージのタイミングを制御する。具体的には、送信制御部１０３は、ＡＣＫ生成部１０５にて生成されたＡＣＫメッセージが最初に送信されるようにＡＣＫ生成部１０５を制御するとともに、ＡＣＫメッセージに続いてメッセージ作成部１０４にて生成されたＲＲＣ接続設定メッセージが送信されるようにメッセージ作成部１０４を制御する。
メッセージ作成部１０４は、読み取り部１０２からメッセージが正しく読み取れた旨の
情報が入力した場合には、ＲＲＣ接続を設定するための情報である情報要素（接続情報）を含むＲＲＣ接続設定メッセージを作成する。そして、メッセージ作成部１０４は、送信制御部１０３の制御に基づいて、作成したＲＲＣ接続設定メッセージをレイヤ１／レイヤ２部１０６へ出力する。また、メッセージ作成部１０４は、ＲＲＣ接続を設定するための情報である情報要素の一部をＡＣＫ生成部１０５へ出力する。メッセージ作成部１０４がＡＣＫ生成部１０５に出力する情報要素は、最小送信単位である１ブロックに収まるサイズである。
ＡＣＫ生成部１０５は、メッセージ作成部１０４から情報要素が入力した場合には、入力した情報要素を含む１ブロックのＡＣＫメッセージを作成する。そして、ＡＣＫ生成部１０５は、送信制御部１０３の制御に基づいて、生成したＡＣＫメッセージをレイヤ１／レイヤ２部１０６へ出力する。
レイヤ１／レイヤ２部１０６は、メッセージ作成部１０４から入力したＲＲＣ接続設定メッセージに対してレイヤ１及びレイヤ２の処理を行って基地局装置へ送信する。また、レイヤ１／レイヤ２部１０６は、ＡＣＫ生成部１０５から入力したＡＣＫメッセージに対してレイヤ１及びレイヤ２の処理を行って基地局装置へ送信する。
次に、ＲＲＣ接続手順について、図４及び図５を用いて説明する。図４は、通信端末装置がトランスポートチャネルの共通チャネルを使用する場合のＲＲＣ接続手順を示すシーケンス図であり、図５は、通信端末装置がトランスポートチャネルの個別チャネルを使用する場合のＲＲＣ接続手順を示すシーケンス図である。
最初に、通信端末装置がトランスポートチャネルの共通チャネルを使用する場合のＲＲＣ接続手順について説明する。まず、通信端末装置は、ＲＲＣ接続要求メッセージであるRRC Connection Requestメッセージを送信し、RRC Connection Setupの手順を開始する（ステップＳＴ２０１）。RRC Connection Requestメッセージには、「InitialUE-Identity」、「Establishment cause」、「protocol ErrorIndicator」、「MeasurementResultsOnRACH」の情報要素（Informatin Element）が含まれている。また、RRC Connection Requestメッセージのデータサイズは、１ブロック（１６８ビット）である。
RRC Connection Requestメッセージを受信した無線ネットワーク制御装置１００は、読み取り部１０２にて、RRC Connection Requestメッセージを読み取る。読み取り部１０２がRRC Connection Requestメッセージを誤りなく正しく読み取れた場合には、ＡＣＫ生成部１０５はＡＣＫメッセージを生成する。ＡＣＫ生成部１０５にて生成されるＡＣＫメッセージには、従来はRRC Connection Setupメッセージで送り返していた「InitialUE-Identity」が含まれている。さらに、ＡＣＫメッセージには、「InitialUE-Identity」以外にも、従来はRRC Connection Setupメッセージで送り返していた「RNTI」、「RRCStateIndicator」、「Radio Bearer IE」、「Transport Channel IE」、「Physical Channel IE」の中の任意に選択した情報要素が含まれている。ただし、ＡＣＫ生成部１０５は、ＡＣＫメッセージのデータサイズが１ブロックに収まるように情報要素を選択する。
そして、無線ネットワーク制御装置１００は、ＡＣＫ生成部１０５が生成したＡＣＫメッセージを基地局装置経由にて通信端末装置へ送信する（ステップＳＴ２０２）。次に、無線ネットワーク制御装置１００は、ＲＲＣ接続設定メッセージであるRRC Connection Setupメッセージを通信端末装置に送り返す（ステップＳＴ２０３）。RRC Connection Setupメッセージには、「InitialUE-Identity」が含まれている。さらに、RRC Connection Setupメッセージには、「InitialUE-Identity」以外にも、「RNTI」、「RRCStateIndicator」、「Radio Bearer IE」、「Transport Channel IE」、「Physical Channel IE」の内、ＡＣＫメッセージに含まれなかった情報要素が含まれている。従って、RRC Connection
Setupメッセージのデータサイズは、従来方法より小さい６ブロックにすることができる。
次に、通信端末装置は、所定時間内にＡＣＫメッセージを受信することにより、無線ネットワーク制御装置１００にてRRC Connection Requestメッセージが正しく読み取れたものと判断する。ＡＣＫメッセージは受信成功を通知するための専用のメッセージなので、通信端末装置は、ＡＣＫメッセージを受信することにより受信成功と判断することができる。一方、通信端末装置は、所定時間内にＡＣＫメッセージを受信しなかった場合には、無線ネットワーク制御装置１００にてRRC Connection Requestメッセージが正しく読み取れなかったものと判断して、RRC Connection Requestメッセージの再送を行う。
次に、通信端末装置は、RRC Connection Setupメッセージを受信した後に、RRC Connection Setupメッセージに含まれるパラメータによりレイヤ１及びレイヤ２の設定を行い、ＤＣＣＨを設立する。ネットワークの指示により、通信端末装置は、トランスポートチャンネルの共通チャンネルを使用する場合、RRC Connected ModeでCELL_FACHの状態（State）に入る。次に、通信端末装置は、RRC Connected Modeに入った後に、ＤＣＣＨによりＡＭ(Acknowledged Mode)でRRC Connection Setup Completeメッセージを無線ネットワーク制御装置に送信し（ステップＳＴ２０４）、RRC Connection Setupの手順は終了する。このように、通信端末装置は、１ブロックのＡＣＫメッセージと６ブロックのRRC Connection Setupメッセージとの合計７ブロックのデータサイズに含まれる情報要素を用いて、ＲＲＣ接続の設定を行う。
次に、通信端末装置がトランスポートチャネルの個別チャネルを使用する場合のＲＲＣ接続手順について、図５を用いて説明する。なお、図５において、図４と同一手順である部分には同一の符号を付してその説明は省略する。
無線ネットワーク制御装置は、RRC Connection Requestメッセージを受信した後に、基地局装置との間で個別チャンネルを設立するためにRadio Link Setup Requestを基地局装置へ送信し、基地局装置はRadio Link Setup Responseを返信する（ステップＳＴ３０１）。端末はRRC Connection Setupメッセージを受信した後に、RRC Connection Setupメッセージに含まれるパラメータによりレイヤ１及びレイヤ２の設定を行い、ＤＣＣＨを設立する。そして、端末と基地局装置との間でレイヤ１の同期を確立する。次に、基地局装置は、Radio Link Restore Indicationを無線ネットワーク制御装置へ送信する（ステップＳＴ３０２）。
図６は、通信端末装置がトランスポートチャネルの共通チャネルを使用する場合のＲＲＣ接続手順と通信端末装置がトランスポートチャネルの個別チャネルを使用する場合のＲＲＣ接続手順とにおける、従来と本実施の形態１との再送遅延の削減効果を比較した図である。
共通チャネルを使用する場合、従来の再送遅延は、RRC Connection Requestメッセージの伝送時間ｔ０とRRC Connection Setupメッセージの伝送時間ｔ２との合計（ｔ０＋ｔ２）になる。一方、本実施の形態１の再送遅延は、RRC Connection Requestメッセージの伝送時間ｔ０とＡＣＫメッセージの伝送時間ｔａｃｋとの合計（ｔ０＋ｔａｃｋ）になる。従って、本実施の形態１における再送遅延の削減量は（ｔ２−ｔａｃｋ）になり、RRC Connection Setupメッセージの伝送時間ｔ２を従来の約７分の１に短縮することができる。
また、個別チャネルを使用する場合、従来の再送遅延は、RRC Connection Requestメッセージの伝送時間ｔ０とRadio link setup手順の所要時間ｔ１とRRC Connection Setupメッセージの伝送時間ｔ２との合計（ｔ０＋ｔ１＋ｔ２）になる。一方、本実施の形態１の
再送遅延は、RRC Connection Requestメッセージの伝送時間ｔ０とＡＣＫメッセージの伝送時間ｔａｃｋとの合計（ｔ０＋ｔａｃｋ）になる。従って、本実施の形態１における再送遅延の削減量は（ｔ１＋ｔ２−ｔａｃｋ）になり、Radio link setup手順の所要時間ｔ１を削除することができるとともに、RRC Connection Setupメッセージの伝送時間ｔ２を従来の約７分の１に短縮することができる。
図６は、再送遅延の削減量を定量的に示すものである。ＵＭＴＳでは、Ｔ３００はテーブルに定義されている値しか設定されないので、ＵＭＴＳにおいては、削減値は図６に示される値ではなく、ＡＣＫメッセージの送信の時に設定されるＴ３００の値の差が再送遅延の削減量になる。即ち、ＵＭＴＳにおける再送遅延の削減量Δｔ１は、（２）式により求めることができる。
Δｔ１＝Ｔ３００ｏｌｄ−Ｔ３００ｎｅｗ（ｍｓ） （２）
ただし、Ｔ３００ｏｌｄは従来設定されていたＴ３００の値
Ｔ３００ｎｅｗは本実施の形態１で設定するＴ３００の値
また、RRC Connection Requestメッセージが正しく読み取れない確率、即ち再送が発生する確率は、３ＧＰＰの規格書ＴＳ２５．１０４に基地局装置のPRACH messageの受信性能として規定されている（ＢＬＥＲは１０＾−１〜１０＾−２の範囲である）。即ち、RRC Connection Requestメッセージのサイズは１ブロックのため、メッセージ受信失敗の確率はＢＬＥＲと同じである。
また、従来のRRC Connection Requestメッセージの送信からRRC Connection Setupメッセージの受信までの平均時間ｔは、（３）式より求めることができる。
ｔ＝（１−Ｐ）×（Ｔ２−Ｔ０）＋（（Ｔ２−Ｔ０）＋Ｔ３００ｏｌｄ）×Ｐ （３）ただし、Ｔ０はRRC Connection Requestメッセージの送信開始時刻
Ｔ２はRRC Connection Setupメッセージの受信完了時刻
ＰはRRC Connection Requestメッセージが正しく読み取れない確率
Ｔ３００ｏｌｄは従来設定されていたＴ３００の値
一方、本実施の形態１のRRC Connection Requestメッセージの送信からRRC Connection
Setupメッセージの受信までの平均時間ｔ′は、（４）式より求めることができる。
ｔ′＝（１−Ｐ）×（Ｔ２−Ｔ０）＋（（Ｔ２−Ｔ０）＋Ｔ３００ｎｅｗ）×Ｐ （４）ただし、Ｔ０はRRC Connection Requestメッセージの送信開始時刻
Ｔ２はRRC Connection Setupメッセージの受信完了時刻
ＰはRRC Connection Requestメッセージが正しく読み取れない確率
Ｔ３００ｎｅｗは本実施の形態１で設定するＴ３００の値
従って、（３）式と（４）式より、本実施の形態１におけるRRC Connection Requestメッセージの送信からRRC Connection Setupメッセージの受信までの平均時間の削減量Δｔ２は、（５）式より求めることができる。
Δｔ２＝ｔ−ｔ′＝（Ｔ３００ｏｌｄ−Ｔ３００ｎｅｗ）×Ｐ （５）
ただし、ｔは従来のRRC Connection Requestメッセージの送信からRRC Connection Setup
メッセージの受信までの平均時間
ｔ′は本実施の形態１のRRC Connection Requestメッセージの送信からRRC Con-
nection Setupメッセージの受信までの平均時間
Ｔ３００ｏｌｄは従来設定されていたＴ３００の値
Ｔ３００ｎｅｗは本実施の形態１で設定するＴ３００の値
ＰはRRC Connection Requestメッセージが正しく読み取れない確率
これより、本実施の形態１においては、従来に比べて平均的にＲＲＣの接続時間はΔｔ２だけ短縮することができる。
また、３ＧＰＰ リリース５以降の規格では、Default configurationとPredefined configurationと呼ばれるPre-configuration方法をＲＲＣ接続手順に導入している。即ち、RRC Connection Setupメッセージ内の無線ベアラ情報（ＲＢ ＩＥ）、Transport Channel情報（ＴｒＣＨ ＩＥ）を、規格規定（Default configuration）やシステムの報知情報（Predefined configurationSIB16）によって予め通信端末装置に報知しておく。この場合、RRC Connection SetupメッセージにはＲＢ／ＴｒＣＨ ＩＥの実体ではなく、これらの情報要素に対応するインデックスだけを含める。従って、送信するメッセージのサイズを減らし、メッセージの伝送時間を減らすことができる。
因みに、ＵＭＴＳでは、異なるリリースの規格に対応する無線ネットワーク制御装置と通信端末装置とが同時に存在する可能性がある。例えば、本実施の形態１の構成を備えていない無線ネットワーク制御装置、即ちＡＣＫメッセージを生成して送信する機能を有さない無線ネットワーク制御装置は、RRC Connection Requestメッセージの受信成功のメッセージを送らない。この場合、ＡＣＫメッセージを受信した場合に再送を行わない機能を有する通信端末装置は、無線ネットワーク制御装置にてRRC Connection Requestが正しく読み取れなかったものと判断し、RRC Connection Requestメッセージの再送を行う。このような無線ネットワーク制御装置と通信端末装置との規格バージョンの不一致によって発生する不具合は、無線ネットワーク制御装置の規格バージョン及び各バージョンに対応するＴ３００の設定値を、システムの報知情報で通信端末装置に知らせることによって防ぐことができる。
このように、本実施の形態１によれば、RRC Connection Setupメッセージよりも先にＡＣＫメッセージを送信することにより、通信端末装置は、RRC Connection Setupメッセージを受信する前の早いタイミングでＡＣＫメッセージを受信することができるので、Ｔ３００の値を小さくすることができて再送の時間間隔を短く設定することができ、再送による遅延を抑制することができる。また、本実施の形態１によれば、ＡＣＫメッセージには、通信端末装置にてＲＲＣ接続手順を実行する際に用いる情報要素の一部を含めることにより、送信する情報要素の伝送量は従来と同じであるので、ＡＣＫメッセージの送信によるＲＲＣ接続手順全体の伝送時間の増加を抑制することができる。また、本実施の形態１によれば、ＡＣＫメッセージは最小送信単位である１ブロックから構成されるので、ＡＣＫメッセージの送信時間を短くすることができるとともに、ＡＣＫメッセージの作成が容易であるので、早期にＡＣＫメッセージを送信することができる。
なお、本実施の形態１において、ＡＣＫメッセージのサイズを１ブロックにするとともにRRC Connection Setupメッセージのサイズを６ブロックにしたが、これに限らず、ＡＣＫメッセージのサイズを１ブロック以外の任意のサイズにすることができるとともに、RRC Connection Setupメッセージのサイズを６ブロック以外の任意のサイズにすることができる。
（実施の形態２）
図７は、本発明の実施の形態２に係る無線ネットワーク制御装置５００の構成を示すブロック図である。
本実施の形態２に係る無線ネットワーク制御装置５００は、図３に示す実施の形態１に
係る無線ネットワーク制御装置１００において、図７に示すように、ＡＣＫ生成部１０５を除き、メッセージ作成部１０４の代わりにメッセージ作成部５０１を有する。なお、図７においては、図３と同一構成である部分には同一の符号を付してその説明は省略する。
読み取り部１０２は、レイヤ１／レイヤ２部１０１から入力した受信信号に含まれる各種のデータを読み取って受信データとして出力する。また、読み取り部１０２は、レイヤ１／レイヤ２部１０１から入力した受信信号に含まれるＲＲＣ接続要求メッセージを読み取る。そして、読み取り部１０２は、ＲＲＣ接続要求メッセージが誤りなく正しく読み取れた場合には、正しく読み取れた旨の情報を送信制御部１０３及びメッセージ作成部５０１へ出力する。
送信制御部１０３は、読み取り部１０２から正しく読み取れた旨の情報が入力した場合には、メッセージ作成部５０１から出力されるＲＲＣ接続設定メッセージのタイミングを制御する。
メッセージ作成部５０１は、読み取り部１０２からメッセージが正しく読み取れた旨の情報が入力した場合には、ＲＲＣ接続を設定するための複数のＲＲＣ接続設定メッセージを作成する。そして、メッセージ作成部１０４は、送信制御部１０３の制御に基づいて、作成した複数のＲＲＣ接続設定メッセージをレイヤ１／レイヤ２部１０６へ出力する。メセージ作成部５０１は、各ＲＲＣ接続設定メッセージに異なる情報要素が含まれるようにＲＲＣ接続設定メッセージを作成する。なお、各ＲＲＣ接続設定メッセージは、任意のブロック数にすることができる。
レイヤ１／レイヤ２部１０６は、メッセージ作成部５０１から入力したＲＲＣ接続設定メッセージに対してレイヤ１及びレイヤ２の処理を行って基地局装置へ送信する。
次に、ＲＲＣ接続手順について、図８及び図９を用いて説明する。図８は、通信端末装置がトランスポートチャネルの共通チャネルを使用する場合のＲＲＣ接続手順を示すシーケンス図であり、図９は、通信端末装置がトランスポートチャネルの個別チャネルを使用する場合のＲＲＣ接続手順を示すシーケンス図である。なお、図８及び図９においては、図４及び図５と同一動作である部分には同一の符号を付してその説明は省略する。
最初に共通チャネルを使用する場合のＲＲＣ接続手順について説明する。無線ネットワーク制御装置５００は、メッセージ作成部５０１が生成したRRC Connection Setupメッセージを基地局装置経由にて通信端末装置へ送信する（ステップＳＴ６０１）。ステップＳＴ６０１で送信するRRC Connection Setupメッセージには、「InitialUE-Identity」が含まれている。さらに、ステップＳＴ６０１で送信するRRC Connection Setupメッセージには、「InitialUE-Identity」以外にも、「RNTI」、「RRCStateIndicator」、「Radio Bearer IE」、「Transport Channel IE」、「Physical Channel IE」の中の任意に選択した一部の情報要素が含まれている。さらに、ステップＳＴ６０１で送信するRRC Connection
Setupメッセージには、受信成功を通知するメッセージとして利用されていることを示すためのフラグであるRRC Connection Request RxOK Flagが含まれている。
次に、通信端末装置は、所定時間内にRRC Connection Request RxOK Flagを含むRRC Connection Setupメッセージを受信した場合には、無線ネットワーク制御装置５００にてRRC Connection Requestメッセージが正しく読み取れたものと判断する。一方、通信端末装置は、所定時間内にRRC Connection Request RxOK Flagを含むRRC Connection Setupメッセージを受信しなかった場合には、無線ネットワーク制御装置５００にてRRC Connection
Requestメッセージが正しく読み取れなかったものと判断して、RRC Connection Requestメッセージの再送を行う。
次に、無線ネットワーク制御装置５００は、メッセージ作成部５０１が生成したRRC Connection Setupメッセージを基地局装置経由にて通信端末装置へ送信する（ステップＳＴ６０２）。ステップＳＴ６０２で送信するRRC Connection Setupメッセージには、「InitialUE-Identity」が含まれている。さらに、ステップＳＴ６０２で送信するRRC Connection Setupメッセージには、「InitialUE-Identity」以外にも、ステップＳＴ６０１で送信したRRC Connection Setupメッセージには含まれていない残りの情報要素が含まれている。なお、図９の個別チャネルを使用する場合のＲＲＣ接続手順において、ステップＳＴ６０１及びステップＳＴ６０２は共通チャネルを使用する場合のＲＲＣ接続手順と同一であるので、その説明は省略する。また、無線ネットワーク制御装置と通信端末装置との規格バージョンの不一致によって発生する不具合については、無線ネットワーク制御装置の規格バージョンを、システムの報知情報で通信端末装置に知らせることによって防ぐことができる点は、上記実施の形態１と同様である。また、再送遅延の削減量Δｔ１及びRRC Connection Requestメッセージの送信からRRC Connection Setupメッセージの受信までの平均時間の削減量Δｔ２は、上記実施の形態１と同様である。
このように、本実施の形態２によれば、複数のRRC Connection Setupメッセージを送信するとともに最初に送信したRRC Connection Setupメッセージにて受信成功を通知することにより、通信端末装置は、最初のRRC Connection Setupメッセージの受信タイミングで受信成功を知ることができるので、Ｔ３００の値を小さくすることができて再送の時間間隔を短く設定することができ、再送による遅延を抑制することができる。また、本実施の形態２によれば、RRC Connection Setupメッセージの一部にて受信成功を通知することにより、送信する情報要素の伝送量は従来と同じであるので、ＲＲＣ接続手順全体の伝送時間の増加を抑制することができる。また、本実施の形態２によれば、受信成功を通知するメッセージとＲＲＣ接続メッセージとを同じメッセージにするので、３ＧＰＰのプロトコル規格に対する変更を最小限に抑えることができる。
なお、本実施の形態２において、RRC Connection Setupメッセージを２回に分けて送信したが、これに限らず、３回以上の任意の回数に分けて送信しても良い。この場合、各RRC Connection Setupメッセージには異なる情報要素が含まれるようにすることにより、送信する情報要素の伝送量は従来と同じにすることができる。
本発明にかかる無線ネットワーク制御装置、通信システム及び通信方法は、ＲＲＣ接続手順を実行するのに好適である。
従来のＲＲＣ接続手順を示すシーケンス図 従来のＲＲＣ接続手順を示すシーケンス図 本発明の実施の形態１に係る無線ネットワーク制御装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１に係るＲＲＣ接続手順を示すシーケンス図 本発明の実施の形態１に係るＲＲＣ接続手順を示すシーケンス図 本発明の実施の形態１に係る再送遅延の削減量を示す図 本発明の実施の形態２に係る無線ネットワーク制御装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態２に係るＲＲＣ接続手順を示すシーケンス図 本発明の実施の形態２に係るＲＲＣ接続手順を示すシーケンス図

Claims (5)

  1. 無線通信のための接続である無線リソース制御接続の設定を要求する接続要求メッセージを受信する受信手段と、
    受信した前記接続要求メッセージを読み取る読み取り手段と、
    前記接続要求メッセージが正しく読み取れた場合に受信成功を示すメッセージを作成するとともに前記無線リソース制御接続を設定するためのメッセージである接続設定メッセージを作成するメッセージ作成手段と、
    前記受信成功を示すメッセージを送信した後に前記接続設定メッセージを送信する送信制御手段と、
    を具備し、
    前記メッセージ作成手段は、前記無線リソース制御接続を設定するための情報である接続情報を分割して、分割した前記接続情報を含む前記受信成功を示すメッセージ及び前記接続設定メッセージを作成する無線ネットワーク制御装置。
  2. 前記メッセージ作成手段は、最小送信単位である１ブロックの前記受信成功を通知するメッセージを作成する請求項１記載の無線ネットワーク制御装置。
  3. 前記メッセージ作成手段は、前記受信成功を示すメッセージと前記接続設定メッセージとを同一のメッセージとして作成する請求項１記載の無線ネットワーク制御装置。
  4. 通信端末装置と無線ネットワーク制御装置とが無線通信のための接続である無線リソース制御接続の設定の手順を実行する通信システムであって、
    前記通信端末装置は、
    送信した前記無線リソース制御接続の設定を要求する接続要求メッセージの受信成功を示すメッセージを所定時間内に受信しなかった場合に前記接続要求メッセージを再送するとともに、受信した接続設定メッセージに含まれる無線リソース制御接続を設定するための情報である接続情報に基づいて無線リソース制御接続を設定し、
    前記無線ネットワーク制御装置は、
    受信した前記接続要求メッセージが正しく読み取れた場合に前記受信成功を示すメッセージを送信するとともに前記受信成功を示すメッセージを送信した後に前記接続情報を含む接続設定メッセージを送信し、前記無線リソース制御接続を設定するための情報である接続情報を分割して、分割した前記接続情報を含む前記受信成功を示すメッセージ及び前記接続設定メッセージを作成する通信システム。
  5. 無線ネットワーク制御装置における通信方法であって、
    無線通信のための接続である無線リソース制御接続の設定を要求する接続要求メッセージを受信する受信ステップと、
    受信した前記接続要求メッセージを読み取る読み取りステップと、
    前記接続要求メッセージが正しく読み取れた場合に受信成功を示すメッセージを作成するとともに前記無線リソース制御接続を設定するためのメッセージである接続設定メッセージを作成するメッセージ作成ステップと、
    前記受信成功を示すメッセージを送信した後に前記接続設定メッッセージを送信する送信制御ステップと、
    を具備し、
    前記メッセージ作成ステップは、前記無線リソース制御接続を設定するための情報である接続情報を分割して、分割した前記接続情報を含む前記受信成功を示すメッセージ及び前記接続設定メッセージを作成する通信方法。
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