JP5225457B2 - １つのゲートウェイと複数の基地局との間の同期を行うための方法、並びに対応するゲートウェイおよび基地局 - Google Patents

Description

本発明は、移動体通信における同期技術に関し、より詳細には、１つのゲートウェイと複数の基地局との間の同期を行うための方法、並びに対応するゲートウェイおよび基地局に関する。

２００５年に、３ＧＰＰ（第３世代パートナーシップ・プロジェクト）は、より高いデータ・スループット、およびよりよいネットワーク性能によってオペレータおよびユーザからのますます高まりつつある要望のサポートを提供することを目的とするＬｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ（ＬＴＥ）研究プロジェクトに着手した。

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（ＭＢＭＳ）は、（コア・ネットワークおよびアクセス・ネットワークを含む）ネットワーク・リソースの共有を達成できるように、１つのデータ・ソースがデータを複数のユーザに送信するポイントツーマルチポイント・サービスを指す３ＧＰＰ Ｒｅｌ．６によって導入されたサービスである。このようにして、できるだけ少ないリソースを使用することによって、同じ要望を有するできるだけ多くのユーザのサービスを満たすことができる。無線アクセス・ネットワークにおいて、共通の伝送チャネルおよび共通の無線ベアラを使用することによって、ＭＢＭＳは、低レートのプレーンテキスト・メッセージだけではなく、モバイルＴＶなど高レートのマルチメディア・サービスのマルチキャストおよびブロードキャストも可能にすることができる。

現在、Ｅｖｏｌｖｅｄ ＭＢＭＳ（ＥＭＢＭＳ）についての様々な研究が進行中である。

３ＧＰＰ ＬＴＥにおいて、コア・ネットワークは、元のＷＣＤＭＡ／ＨＳＤＰＡ段階における４つの主なネットワーク要素、すなわちＮｏｄｅＢ、ＲＮＣ、ＳＧＳＮ、およびＧＧＳＮが２つの主なネットワーク要素、すなわちｅＮｏｄｅＢ（ｅＮＢ、ｅｖｏｌｖｅｄ ＮｏｄｅＢ、以下「基地局」と呼ぶ）およびアクセス・ゲートウェイ（ＧＷ）に発展する２層のフラット・ネットワーク・アーキテクチャを使用する。さらに、コア・ネットワークは、全ＩＰ分散構造を使用して、ＩＭＳ、ＶｏＩＰ、ＳＩＰ、Ｍｏｂｉｌｅ ＩＰなどをサポートする。

図１は、ＬＴＥネットワークの構造を示す。アクセス・ゲートウェイ、すなわちＧＷは、ブロードキャスト・マルチキャスト・サービス・センター（ＢＭ−ＳＣ）からデータを受信する。アクセス・ゲートウェイＧＷは、複数の基地局ｅＮＢ１、ｅＮＢ２、およびｅＮＢ３に接続される。アクセス・ゲートウェイＧＷと基地局のうちの１つとの間のユーザ・プレーン・インターフェイスをＭ１インターフェイスと呼ぶ。複数の基地局（ｅＮＢ）は、網目状に互いに接続される（図１の破線で示される）。基地局のうちの２つの間のインターフェイスは、Ｘ２インターフェイスと呼ばれる。複数のユーザ機器（ＵＥ）、ＵＥ１１〜ＵＥ１２、ＵＥ２１〜ＵＥ２３、およびＵＥ３１〜ＵＥ３３が、基地局ｅＮＢ１〜ｅＮＢ３によってそれぞれサービス提供されるセルに例示的に示されている。

ＬＴＥにおいて、無線インターフェイスの物理層におけるダウンリンク伝送方式はＯＦＤＭ方式であり、アップリンク伝送方式はＳＣ−ＦＤＭＡ方式である。ＯＦＤＭ機構のために、異なるセルからの同じ無線信号を自発的に空中で結合して信号強度を向上させ、追加の処理オーバーヘッド無しに無線周波数（ＲＦ）結合を実行できるようにすることができる。

したがって、ＬＴＥにおけるＥＭＢＭＳに関して、ＥＭＢＭＳは、同じサービス・データを異なる何人かのユーザに送信することが必要であるため、セルの境界においてゲインを向上させるように、単一周波数ネットワーク（ＳＦＮ）マルチセル送信モードで空中でのＲＦ結合をサポートすることが基準要件として定義されている。

ＳＦＮにおいて、基地局（ｅＮＢ）は、物理層におけるフレーム・タイミングに関して同期されており、同期の精度は、ＥＭＢＭＳ ＲＦ結合に関する要件を満たすことができる。しかし、ＲＦ結合の有効性を確実にするために、結合すべき無線信号は、ＭＢＭＳサービス・コンテンツに関して互いに同期し、整合するように保たれていなければならない。すなわち、層２（Ｌ２）における伝送同期は、ＭＢＭＳサービスのマルチセル送信のために保証される必要がある。

さらに、ＬＴＥネットワーク・アーキテクチャにおいて、ＩＰマルチキャスト送信は、基地局ｅＮＢに拡張するように設計されている。ＩＰマルチキャストにより、ＭＢＭＳサービス・パケットを基地局（ｅＮＢ）のグループに一度に送信することができる。ＩＰマルチキャストの現在のルーティング・プロトコルは、各基地局ｅＮＢからアクセス・ゲートウェイＧＷへの経路が主に現在のネットワーク・トポロジに依存し、関連のルータが故障しない限り（めったに起こらない）変わらないことを指定する。さらに、ネットワークにおけるルータの処理能力、およびネットワークの送信負荷は、ネットワーク最適化中に最適化される。したがって、異なる基地局ｅＮＢからアクセス・ゲートウェイＧＷへの異なる伝送パスにわたる異なる伝送遅延に影響を与える主な要因は、一般に、伝送パスの差にあるだけである。言い換えれば、ＳＦＮエリアにおける基地局（ｅＮＢ）は、物理層におけるフレーム・タイミングに関して同期されているが、同じＭＢＭＳデータ・パケットは、異なる経路のために異なるタイミングで異なる基地局（ｅＮＢ）に到着し得る。

図２は、同じアクセス・ゲートウェイから異なる基地局に送信される同じデータ・パケットの遅延を示す概略図である。図２に示されるように、データ・パケットは、アクセス・ゲートウェイＧＷから基地局ｅＮＢ１に、アクセス・ゲートウェイＧＷ→ルータＲ１→基地局ｅＮＢ１の経路を介して送信される。一方、データ・パケットは、アクセス・ゲートウェイＧＷから基地局ｅＮＢ２に、アクセス・ゲートウェイＧＷ→ルータＲ２→ルータＲ３→基地局ｅＮＢ２の経路を介して送信される。同じデータ・パケットが送信される異なる経路は、必然的に異なる遅延をもたらす。

図２に示されるように、データ・パケットは、Ｔ_０に同時に、アクセス・ゲートウェイＧＷから基地局ｅＮＢ１およびｅＮＢ２に送信されるが、Ｔ_１に基地局ｅＮＢ１に、Ｔ_２に基地局ｅＮＢ２にそれぞれ到着する。この場合、同じデータ・パケットは、ＴＤ＝Ｔ_２−Ｔ_１の相対遅延で異なる基地局（ｅＮＢ）に到着する。

上記からわかるように、基地局ｅＮＢ１およびｅＮＢ２がデータ・パケットを送出するとき、アクセス・ゲートウェイＧＷからこれらのデータ・パケットをめったに受信しない場合、同じコンテンツを有するデータ・パケットは、異なる基地局（ｅＮＢ）からユーザ機器ＵＥに非同期的に送信されることは明らかである。必然的な結果として、これらのデータ・パケットは、正しく結合することができないか、それどころか追加の干渉をもたらす。さらに、同じデータ・パケットの到着後、各基地局ｅＮＢは、パケットに対してプロセス（セグメント化、符号化、変調、フレーミングなど）を実行する必要がある。この場合、フレーミング・プロセスのタイミングの不一致は、これらのデータのＲＦ結合に影響を与える。

したがって、いくつかの基地局が同じ周波数で同時に同じコンテンツを有する信号を送信する必要があるＳＦＮの要件を満たすために、従来、スケジューリング前のある期間の間バッファに受信データを格納するための方法が使用されている。例えば、パケットがゲートウェイから２つの基地局に同時に送信され、これら２つの基地局に到着する時間がそれぞれ７時５５分および８時１分の場合、これらの基地局のそれぞれは、受信パケットを格納し、それを後で送信する（例えば８時３０分）。このようにして、基地局が同時に同じコンテンツを含むパケットを送信することを確実にすることができる。

上記で示した例は、従来、ＳＦＮ要件を満たすための方法を説明するものである。すなわち、基地局は、受信データをバッファに格納し、ある期間の後、キューの先頭のデータ（最初にバッファに入るデータ）を抽出することによって、先入れ先出し方法でスケジューリングを実行する。このようにして、異なる基地局によって同時に抽出されるデータ・コンテンツ間の同期を確実にすることができる。

しかし、通信技術の開発および３Ｇ標準の研究では、サービス多重化についての新しい要件がある。すなわち、いくつかのＥＭＢＭＳサービスは、同時の周波数リソース・ブロックを動的に共有し、個々のサービスによって占有される同時の周波数リソース・ブロックの部分は、個々の基地局によって個別に割り当てられる。一方、ＳＦＮの要件を満たすために、個々のサービスに対するリソースの割当ては、それぞれの基地局間で一貫していなければならない。多重化についての上記の要件を満たすために、３ＧＰＰは、スケジューリング期間の概念を導入する。各基地局は、リソースが他の基地局と共有される同期されたスケジューリング期間を有する。基地局は、１つのスケジューリング期間の間に一度スケジュールを行う。スケジューリング時、基地局は、バッファに入れられたデータ、使用可能な共有リソース、および特定のスケジューリング・アルゴリズムに基づいて、対応するリソースを個々のサービスに割り当てる。

サービス多重化および同期についての要件に関して、上記の従来の解決策は、以下の欠点を有する。

上述したように、様々なネットワーク遅延および他の遅延のために、ゲートウェイから送信された同じデータ・パケットは、それぞれの基地局に異なる時間に到着する。従来技術の解決策は、対応する基地局におけるバッファ・キューのそれぞれの先頭にあるデータ間の同期を保証することはできるが、基地局によって受信されるそれぞれのサービス・データの間の同期を保証することはできない。

例えば、ある基地局のバッファに入れられたサービスＡについての１００ビットのデータ、および別の基地局のバッファに入れられたサービスＡについての２００ビットのデータがある場合、これら２つの基地局間のサービスＡのデータに対するリソースの割当ての同期を行うことは難しい。言い換えれば、サービス多重化および同期についての上記の要件を満たすことができない。

本発明は、上記の問題を考慮してなされた。本発明の目的は、サービス多重化および同期に関する要件を満たすことができるように、基地局によって受信されたそれぞれのサービス・データ間の同期を確実にすることができる、１つのゲートウェイと複数の基地局との間の同期を行うための方法、並びに対応するゲートウェイおよび基地局を提供することである。

本発明の一態様によれば、１つのアクセス・ゲートウェイと複数の基地局との間の同期を行うための方法が提供され、この方法は、ゲートウェイにおいて、複数の基地局に送信すべきパケットに対応する同期期間を決定するステップであって、前記同期期間が基地局のスケジューリング粒度（scheduling granularity）として使用される、ステップと、パケットのヘッダーに同期期間を示す情報を追加するステップと、複数の対応する基地局にパケットを送信するステップと、複数の基地局のそれぞれにおいて、パケットを受信すると、パケットのヘッダーにおける情報に基づいて、パケットに対応する同期期間を取得するステップと、バッファにパケットを格納するステップと、スケジューリングの時間に、格納されたパケットに対応する同期期間に基づいてスケジューリングの時間の前に終了した同期期間を決定するステップと、予め定められたスケジューリング戦略に従って、決定された同期期間に対応するパケットをスケジュールするステップとを含む。

上記の解決策において、現在のパケットによって運ばれるバイト数およびパケット数のリストに基づいて、前の同期期間においてすべてのデータが受信されたかどうか、およびどれだけのデータが失われたかを決定することが必要である。このようにして、失われたバイトおよびデータ・パケットの数がわかっている限り、ある同期期間におけるデータのいくつかが失われた場合でさえ、スケジューリングの同期を維持することができる。したがって、ある同期期間をスケジューリングする実行可能性を決定するための基準は、この同期期間がスケジューリングの時間の前に終了したかどうかを決定することである。ゲートウェイおよび基地局における同期期間が同時であるため、同期期間の終了時＋予め推定されたマージンに基づいて、スケジューリング前にある同期期間が終了したかどうかを基地局が知ることは簡単である。

好ましくは、上記の解決策において、この方法は、ゲートウェイおよび複数の基地局のそれぞれにおいて、同じ時間基準に基づいて、一連の同期期間を予め設定しておくステップをさらに含み得る。

好ましくは、上記の解決策において、パケットのヘッダーに同期期間を示す情報を追加するステップは、パケットがバーストにおける第１のパケットである場合、パケットが受信される時間に対応する同期期間を識別するタイムスタンプ、並びにバーストにおけるパケットが属する同期期間、および同じバーストの以前の同期期間のすべての累積数を識別する情報をパケットのヘッダーに追加するステップ、またはパケットがバーストにおける第１のパケットでない場合、パケットが属するバーストにおける第１のパケットに対応するタイムスタンプ、並びにバーストにおけるパケットが属する同期期間、および同じバーストの以前の同期期間のすべての累積数を識別する情報をパケットのヘッダーに追加するステップを含み得る。

好ましくは、上記の解決策において、パケットが受信される時間に対応する同期期間を識別するタイムスタンプをパケットのヘッダーに追加するステップは、パケットが受信される時間および予め定められた遅延の推定を追加するステップと、追加結果に基づいて対応する同期期間を決定するステップと、決定された同期期間を識別するタイムスタンプをパケットのヘッダーに追加するステップとを含み得る。

好ましくは、上記の解決策において、パケットのヘッダーにおける情報に基づいて、パケットに対応する同期期間を取得するステップは、パケットのヘッダーに含まれるタイムスタンプに基づいて、パケットが属するバーストにおける第１のパケットに対応する同期期間を決定するステップと、第１のパケットに対応する決定された同期期間、およびバーストに対応する同期期間の累積数を識別するパケットのヘッダーに含まれる情報に基づいて、パケットに対応する同期期間を決定するステップとを含み得る。

好ましくは、上記の解決策において、同期期間を示す情報は、予め設定された一連の同期期間における同期期間のシーケンス数を示す情報を含み得る。

好ましくは、上記の解決策において、格納されたパケットに対応する同期期間に基づいてスケジューリング前に終了した同期期間を決定するステップは、格納されたパケットに対応する同期期間のシーケンス数に基づいて、スケジューリングの時間から予め定められた遅延の推定を差し引くことによって得られる時間の前に終了した同期期間中の最大シーケンス数を有する同期期間を決定するステップであって、決定された同期期間およびそれ以前の同期期間は、スケジューリングの時間の前に終了した同期期間である、ステップを含み得る。

好ましくは、上記の解決策において、方法は、ゲートウェイにおいて、各バーストに対応する同期期間の最大許容数を示す情報を予め構成するステップと、情報に基づいて、同期期間の最大数を超える持続時間を有するバーストを２つ以上のバーストに分割するステップとを含み得る。

好ましくは、上記の解決策において、方法は、ゲートウェイにおいて、複数の基地局に送信すべきパケットが予め定められた期間内に受信されていない場合、ペイロード無しのダミー・パケットを構築し、複数の基地局に送信するステップと、複数の基地局のそれぞれにおいて、パケットを受信すると、パケットに含まれるタイムスタンプに基づいて、以前受信されたバーストの終了を決定するステップとをさらに含み得る。

本発明の別の態様によれば、ゲートウェイが提供され、ゲートウェイは、複数の基地局に送信すべきパケットを受信するための受信手段と、受信手段によって受信されたパケットに対応する同期期間を決定し、パケットのヘッダーに同期期間を示す情報を追加するための処理手段であって、前記同期期間が基地局のスケジューリング粒度として使用される、処理手段と、複数の基地局に処理手段によって処理されるパケットを送信するための送信手段とを含む。

好ましくは、上記の解決策において、ゲートウェイは、複数の基地局のものと同じ時間基準に基づいて、一連の同期期間を予め設定しておくための設定手段をさらに含み得る。

好ましくは、上記の解決策において、処理手段は、パケットが属するバーストにおける第１のパケットに対応するタイムスタンプ、並びにバーストのパケットが属する同期期間、および同じバーストの以前の同期期間のすべての累積数を識別する情報をパケットのヘッダーに追加することができ、タイムスタンプは、第１のパケットが受信される時間に対応する同期期間を示す。

好ましくは、上記の解決策において、ゲートウェイは、各バーストに対応する最大許容数の同期期間を示す予め構成された情報に基づいて、受信手段によって受信され、同期期間の最大数を超える持続時間を有するバーストを分割するための分割手段をさらに含み得る。

好ましくは、上記の解決策において、ゲートウェイは、複数の基地局に送信すべきパケットが予め定められた期間内に受信されていない場合、ペイロード無しのダミー・パケットを構築し、複数の基地局に送信するためのダミー・パケット送信手段をさらに含み得る。

本発明の別の態様によれば、基地局が提供され、基地局は、パケットを格納するためのバッファと、ゲートウェイからパケットを受信するための受信手段と、パケットのヘッダーにおける情報に基づいて受信手段によって受信されるパケットに対応する同期期間を取得し、バッファにパケットを格納するための処理手段と、スケジューリングの時間に、バッファに格納されたパケットに対応する同期期間に基づいてスケジューリングの時間の前に終了した同期期間を決定し、予め定められたスケジューリング戦略に従って決定された同期期間に対応するパケットをスケジュールし、送信するためのスケジューリング手段とを含む。

好ましくは、上記の解決策において、基地局は、ゲートウェイのものと同じ時間基準に基づいて、一連の同期期間を予め設定しておくための設定手段をさらに含み得る。

好ましくは、上記の解決策において、処理手段は、パケットのヘッダーに含まれるタイムスタンプに基づいて、パケットが属するバーストにおける第１のパケットに対応する同期期間を決定し、第１のパケットに対応する決定された同期期間、並びにバーストにおけるパケットが属する同期期間、および同じバーストの以前の同期期間のすべての累積数を識別するパケットのヘッダーに含まれる情報に基づいてパケットに対応する同期期間を決定することができる。

好ましくは、上記の解決策において、スケジューリング手段は、格納されたパケットに対応する同期期間のシーケンス数に基づいて、スケジューリングの時間から予め定められた遅延の推定を差し引くことによって得られる時間の前に終了した同期期間中の最大シーケンス数を有する同期期間を決定することができ、決定された同期期間およびそれ以前の同期期間は、スケジューリングの時間の前に終了した同期期間である。

好ましくは、上記の解決策において、スケジューリング手段は、新しいバーストにおけるパケットをスケジューリングする前に、バッファに格納された以前のバーストのすべての未送信のデータを消去することができる。

上記の解決策のうちの少なくとも１つは、スケジューリング粒度を変更することによって個々の基地局によって受信されるそれぞれのサービス・データ間の同期を達成することができる。上述した従来技術の問題は、スケジューリング粒度が非常に小さく、例えば１つのデータ・パケットまたは１フレーム（１０ｍｓ）であり、不確実性をもたらす傾向にあることにある。本発明による少なくとも１つの態様の解決策では、同期期間の概念は、ゲートウェイ側および基地局側の両方が同じ同期期間に基づいて受信データを決定することができるように、両側に導入される。このようにして、個々の基地局は、同じ同期期間に基づいてスケジュールすべき受信データの境界を決定することができる。すなわち、同期期間、例えば３２０ｍｓは、それぞれの基地局中の同じスケジューリング粒度として使用することができる。したがって、個々の基地局によって受信されたそれぞれのサービス・データ間の同期を達成でき、サービス多重化および同期に関する要件を満たすことができるように、時間上での一連の関係、およびどれほどの同期期間数分のデータを受信するかを決定することは容易である。

本発明の上記の特徴および利点は、以下の詳細な説明を添付の図面と併せ読めばより明らかになる。

ＬＴＥネットワークの構造を示す図である。 同じアクセス・ゲートウェイから異なる基地局に送信される同じデータ・パケットの遅延を示す概略図である。 本発明の第１の実施形態による、１つのゲートウェイと複数の基地局との間で同期を行うための方法を示すフロー図である。 本発明の第１の実施形態による、１つのゲートウェイと複数の基地局との間で同期を行うための方法を示す概略図である。 本発明の第１の実施形態による、１つのゲートウェイと複数の基地局との間で同期を行うための方法を示す別の概略図である。 本発明によるゲートウェイの構造を示す概略図である。 本発明による基地局の構造を示す概略図である。

本発明の実施形態例について、添付の図面を参照して以下にさらに詳細に説明する。

次に図３を参照すると、図３は、本発明の第１の実施形態による、１つのゲートウェイと複数の基地局との間で同期を行うための方法を示すフロー図である。図３に示されるように、この実施形態は、以下のステップを含む。

ゲートウェイにおいて、以下のプロセスが実行される。具体的には、ステップＳ１で、複数の基地局に送信すべきパケットに対応する同期期間が決定され、前記同期期間は基地局のスケジューリング粒度として使用される。次に、ステップＳ２で、同期期間を示す情報がパケットのヘッダーに追加される。次いで、ステップＳ３で、パケットが複数の対応する基地局に送信される。

複数の基地局のそれぞれにおいて、以下のプロセスが実行される。具体的には、ステップＳ４で、パケットを受信すると、パケットのヘッダーにおける情報に基づいて、パケットに対応する同期期間が取得される。次に、ステップＳ５で、パケットがバッファに格納される。次いで、ステップＳ６で、スケジューリングの時間に、終了した同期期間は、格納されたパケットに対応する同期期間に基づいて決定される。最終的に、ステップＳ７で、決定された同期期間に対応するパケットは、予め定められたスケジューリング戦略に従ってスケジュールされる。

第１の実施形態によれば、個々の基地局によって受信されたそれぞれのサービス・データ間の同期は、スケジューリング粒度を変更することによって維持することができる。

上述した従来技術の問題は、スケジューリング粒度が非常に小さく、例えば１つのデータ・パケットまたは１フレーム（１０ｍｓ）であり、不確実性をもたらす傾向にあることにある。従来技術の解決策は、対応する基地局におけるバッファ・キューのそれぞれの先頭にあるデータ間で同期を保証することはできるが、対応する基地局によって受信されるそれぞれのサービス・データの間の同期を保証することはできない。

これに対して、第１の実施形態によれば、同期期間の概念は、ゲートウェイ側および基地局側の両方が同じ同期期間に基づいてスケジュールすべき受信データの境界を決定することができるように、両側に導入される。このようにして、それぞれのサービス・データは、個々の基地局によって同期的にスケジュールすることができ、例えば３２０ｍｓなどの同期期間を、すべての基地局についてのスケジューリング粒度として使用することができる。したがって、基地局が、時間上での一連の関係、およびどれほどの同期期間数分のデータを受信するかを決定することはより容易である。このようにして、対応する基地局におけるバッファ・キューのそれぞれの先頭にあるデータ間の同期だけではなく、個々の基地局によって受信されるそれぞれのサービス・データ間の同期も、単に終了したことが決定された同期期間に対応するデータをスケジューリングすることによって保証することができ、それによって、サービス多重化および同期に関する要件を満たすことができる。

好ましくは、上記の第１の実施形態は、ゲートウェイおよび複数の基地局のそれぞれにおいて、同じ時間基準に基づいて、一連の同期期間を予め設定しておくステップをさらに含む。このようにして、同期期間の基準を、それぞれの基地局間で一致するように維持することができる。

好ましくは、上記の第１の実施形態において、パケットのヘッダーに同期期間を示す情報を追加するステップは、
パケットがバーストにおける第１のパケットである場合、パケットが受信される時間に対応する同期期間を識別するタイムスタンプ、並びにバーストにおけるパケットが属する同期期間、および同じバーストの以前の同期期間のすべての累積数を識別する情報をパケットのヘッダーに追加するステップ、または
パケットがバーストにおける第１のパケットでない場合、パケットが属するバーストにおける第１のパケットに対応するタイムスタンプ、並びにバーストにおけるパケットが属する同期期間、および同じバーストの以前の同期期間のすべての累積数を識別する情報をパケットのヘッダーに追加するステップ
を含み得る。

例示にすぎないが、タイムスタンプおよび対応するカウント情報が追加されるプロトコル・データ・ユニット（ＰＤＵ）のフォーマットについて、以下に２つの例が示されている。

上記の第１の例において、ゲートウェイと基地局との間の同期は、同期期間の粒度に基づいて実行される。同じバーストにおけるパケットは、同じタイムスタンプを運ぶ。「リストの長さ」フィールドは、バーストが遭遇した同期期間の数、すなわち、｛バイト数，パケット数｝のリストの長さを示す。「｛バイト数，パケット数｝のリスト」フィールドは、バーストの同期期間ごとのバイト数およびパケットの数を示す。

（現在までの）バーストの合計バイト数＝リストにおけるすべてのバイト数の合計、
および
（現在までの）バーストの合計パケット数＝リストにおけるすべてのパケット数の合計

であることは明らかである。

上記の第１の実施形態のタイムスタンプは、ゲートウェイと基地局との間のユーザ・プレーンＭ１インターフェイスで設定され、各Ｅ−ＭＢＭＳに固有である同期期間の粒度に基づく。同期期間のサイズ例は、５００ｍｓである。バーストは、１つまたは複数の同期期間（ＳＹＮＣ期間）を含み得る。

上記の第２の例において、第１の例の「リスト数」フィールドは、フラグに置き換えられる。フラグが１に等しい場合、次のバイト数およびパケット数の存在を示し、フラグが０に等しい場合、リストの終了を示す。

上記の第１および第２の実施形態は、本発明を限定するものではなく、例示のためのものにすぎない。タイムスタンプおよび対応するカウント情報が追加されるプロトコル・データ・ユニット（ＰＤＵ）の特定の形式は、実際の適用のシナリオの要件に応じて柔軟に設定することができることを当業者であれば理解できよう。すべての特定の形式は、本発明の範囲によって企図されるものとする。

好ましくは、上記の第１の実施形態において、ネットワーク遅延を考慮に入れるために、パケットが受信される時間に対応する同期期間を識別するタイムスタンプをパケットのヘッダーに追加するステップは、パケットが受信される時間および予め定められた遅延の推定を追加するステップと、追加結果に基づいて対応する同期期間を決定するステップと、決定された同期期間を識別するタイムスタンプをパケットのヘッダーに追加するステップとを含み得る。

好ましくは、上記の第１の実施形態において、パケットのヘッダーにおける情報に基づいて、パケットに対応する同期期間を取得するステップは、パケットのヘッダーに含まれるタイムスタンプに基づいて、パケットが属するバーストにおける第１のパケットに対応する同期期間を決定するステップと、第１のパケットに対応する決定された同期期間、およびバーストに対応する同期期間の累積数を識別するパケットのヘッダーに含まれる情報に基づいて、パケットに対応する同期期間を決定するステップとを含み得る。

好ましくは、上記の第１の実施形態において、同期期間を示す情報は、予め設定された一連の同期期間における同期期間のシーケンス数を示す情報を含み得る。

好ましくは、上記の第１の実施形態において、格納されたパケットに対応する同期期間に基づいてスケジューリングの時間の前に終了した同期期間を決定するステップは、格納されたパケットに対応する同期期間のシーケンス数に基づいて、スケジューリングの時間から予め定められた遅延の推定を差し引くことによって得られる時間の前に終了した同期期間中の最大シーケンス数を有する同期期間を決定するステップであって、決定された同期期間およびそれ以前の同期期間は、スケジューリングの時間の前に終了した同期期間である、ステップを含み得る。

上記の好ましい実施形態を参照して、以下に、例をさらに提供する。

図４に示すように、現在の同期期間は、Ｋ−１と番号付けされており、バーストにおける第１のパケットが［Ｔ_Ｋ−１−Ｍａｘ＿ｄｅｌａｙ−ＳＹＮＣ＿ｍａｒｇｉｎ，Ｔ_Ｋ−Ｍａｘ＿ｄｅｌａｙ−ＳＹＮＣ＿ｍａｒｇｉｎ］の間隔の間に到着する場合、パケットにはＫのタイムスタンプが与えられる。本明細書において、Ｔ_Ｋ−１は同期期間Ｋ−１の開始時間であり、Ｔ_Ｋは同期期間Ｋの開始時間であり、Ｍａｘ＿ｄｅｌａｙはネットワークの最大遅延であり、ＳＹＮＣ＿ｍａｒｇｉｎは同期マージン（一般に約４０ｍｓに設定される）である。

上述したように、バーストにおけるすべてのパケットに同じタイムスタンプが与えられているが、基地局は、例えば、パケットに含まれる「リストの長さ」フィールドからどの同期期間に受信パケットが属するかを知ることができる。例えば、タイムスタンプがＫ−１であり、受信パケットにおける「リストの長さ」フィールドの値が２である場合、基地局は、パケットが同期期間Ｋに属することを知ることができる。

図４に示されるように、パケットが属する特定の同期期間を決定した後、基地局は、特定の同期期間より早くないＴ時点にパケットをスケジュールし始める。言い換えれば、同期期間は、パケットを基地局によって処理することができる最も早い時間を示す。

上記の例は、本発明を限定するものではなく、例示のためのものにすぎない。

好ましくは、上記の第１の実施形態において、バッファにおけるデータを定期的にスケジューリングするとき、基地局は、同期期間に等しいスケジューリング期間を使用することができる。または、同期期間は、スケジューリング期間の倍数とすることができる。

図５に示されるように、例えば、第１のケースは、基地局のスケジューリング期間が同期期間Ｋ−１、Ｋ、およびＫ＋１（場合によっては小さいオフセット）にほぼ一致している最適な状況を示し、第２のケースは、基地局のスケジューリング期間が同期期間の倍数ではなく、同期期間Ｋが長い遅延を被る最適ではない状況を示し、第３のケースは、基地局のスケジューリング期間が同期期間の倍数ではない別の最適ではない状況を示す。

さらに、上記の例において、好ましくは、スケジューリング期間において基地局によってスケジュールされないデータを、スケジューリングのために次のスケジューリング期間に組み込むことができる。

好ましくは、上記の第１の実施形態において、方法は、ゲートウェイにおいて、各バーストに対応する同期期間の最大許容数を示す情報を予め構成するステップと、情報に基づいて、同期期間の最大数を超える持続時間を有するバーストを２つ以上のバーストに分割するステップとをさらに含み得る。この手段により、基地局における過度に長いバッファリング時間による大きすぎるパケット・ヘッダーおよび誤った遅延を回避することが可能である。

好ましくは、上記の第１の実施形態において、方法は、ゲートウェイにおいて、複数の基地局に送信すべきパケットが予め定められた期間内に受信されていない場合、ペイロード無しのダミー・パケットを構築し、複数の基地局に送信するステップと、複数の基地局のそれぞれにおいて、パケットを受信すると、パケットに含まれるタイムスタンプに基づいて、以前受信されたバーストの終了を決定するステップとをさらに含み得る。この手段により、その後のパケットがない、または失われたパケットがある場合、ゲートウェイからダミー・パケットを基地局に送信することによって前のバーストの送信を基地局に通知することが可能である。

本発明の別の態様によれば、ゲートウェイが提供される。次に本発明の実施形態によるゲートウェイの構造を示す概略図である図６を参照する。図６に示されるように、このゲートウェイは、複数の基地局に送信すべきパケットを受信するための受信手段６１と、受信手段６１によって受信されたパケットに対応する同期期間を決定し、パケットのヘッダーに同期期間を示す情報を追加するための処理手段６２であって、前記同期期間が基地局のスケジューリング粒度として使用される、処理手段６２と、複数の基地局に処理手段によって処理されるパケットを送信するための送信手段６３とを含む。

好ましくは、上記の実施形態において、ゲートウェイは、複数の基地局のものと同じ時間基準に基づいて、一連の同期期間を予め設定しておくための設定手段をさらに含み得る。

好ましくは、上記の実施形態において、処理手段は、パケットが属するバーストにおける第１のパケットに対応するタイムスタンプ、並びにバーストのパケットが属する同期期間、および同じバーストの以前の同期期間のすべての累積数を識別する情報をパケットのヘッダーに追加することができ、タイムスタンプは、第１のパケットが受信される時間に対応する同期期間を示す。

好ましくは、上記の実施形態において、ゲートウェイは、各バーストに対応する最大許容数の同期期間を示す予め構成された情報に基づいて、受信手段６１によって受信され、同期期間の最大数を超える持続時間を有するバーストを分割するための分割手段をさらに含み得る。

好ましくは、上記の実施形態において、ゲートウェイは、複数の基地局に送信すべきパケットが予め定められた期間内に受信されていない場合、ペイロード無しのダミー・パケットを構築し、複数の基地局に送信するためのダミー・パケット送信手段をさらに含み得る。

本発明の実施形態によるゲートウェイにより、個々の基地局によって受信されたそれぞれのサービス・データ間の同期は、スケジューリング粒度を変更することによって維持することができる。上述した従来技術の問題は、スケジューリング粒度が非常に小さく、例えば１つのデータ・パケットまたは１フレーム（１０ｍｓ）であり、不確実性をもたらす傾向にあることにある。本発明の実施形態によるゲートウェイで、同期期間の概念は、ゲートウェイ側および基地局側の両方が同じ同期期間に基づいてスケジュールすべき受信データの境界を決定することができるように、両側に導入される。このようにして、同期期間は、その後の処理において基地局によって例えば３２０ｍｓなどのスケジューリング粒度として使用することができる。したがって、個々の基地局によって受信されたそれぞれのサービス・データ間の同期を維持することができ、サービス多重化および同期に関する要件を満たすことができるように、基地局が時間上での一連の関係、およびどれほどの同期期間数分のデータを受信するかを決定することはより容易である。

本発明の別の態様によれば、基地局が提供される。図７は、本発明の実施形態による基地局の構造を示す概略図である。図７に示されるように、この基地局は、パケットを格納するためのバッファ７１と、ゲートウェイからパケットを受信するための受信手段７２と、パケットのヘッダーにおける情報に基づいて受信手段７２によって受信されるパケットに対応する同期期間を取得し、バッファ７１にパケットを格納するための処理手段７３と、スケジューリングの時間に、バッファ７１に格納されたパケットに対応する同期期間に基づいてスケジューリングの時間の前に終了した同期期間を決定し、予め定められたスケジューリング戦略に従って決定された同期期間に対応するパケットをスケジュールし、送信するためのスケジューリング手段７４とを含む。

好ましくは、上記の実施形態において、基地局は、ゲートウェイのものと同じ時間基準に基づいて、一連の同期期間を予め設定しておくための設定手段をさらに含み得る。

好ましくは、上記の実施形態において、処理手段は、パケットのヘッダーに含まれるタイムスタンプに基づいて、パケットが属するバーストにおける第１のパケットに対応する同期期間を決定し、第１のパケットに対応する決定された同期期間、並びにバーストにおけるパケットが属する同期期間、および同じバーストの以前の同期期間のすべての累積数を識別するパケットのヘッダーに含まれる情報に基づいてパケットに対応する同期期間を決定することができる。

好ましくは、上記の実施形態において、スケジューリング手段は、格納されたパケットに対応する同期期間のシーケンス数に基づいて、スケジューリングの時間から予め定められた遅延の推定を差し引くことによって得られる時間の前に終了した同期期間中の最大シーケンス数を有する同期期間を決定することができ、決定された同期期間およびそれ以前の同期期間は、スケジューリングの時間の前に終了した同期期間である。

好ましくは、上記の実施形態において、スケジューリング手段は、新しいバーストにおけるパケットをスケジューリングする前に、バッファに格納された以前のバーストのすべてのデータを消去することができる。

本発明の実施形態による基地局により、個々の基地局によって受信されたそれぞれのサービス・データ間の同期は、スケジューリング粒度を変更することによって維持することができる。上述した従来技術の問題は、スケジューリング粒度が非常に小さく、例えば１つのデータ・パケットまたは１フレーム（１０ｍｓ）であり、不確実性をもたらす傾向にあることにある。本発明の実施形態による基地局では、同期期間の概念は、ゲートウェイ側および基地局側の両方が同じ同期期間に基づいてスケジュールすべき受信データの境界を決定することができるように、両側に導入される。このようにして、それぞれのサービス・データは、個々の基地局によって同期的にスケジュールすることができ、同期期間を、すべての基地局についてのスケジューリング粒度として使用することができる。したがって、個々の基地局によって受信されるそれぞれのサービス・データ間の同期を保証することができ、サービス多重化および同期に関する要件を満たすことができる。

Claims (15)

1. １つのアクセス・ゲートウェイと複数の基地局との間で同期を行う方法であって、
   前記ゲートウェイにおいて、
   前記複数の基地局に送信すべきパケットに対応する第１同期期間を決定するステップを含み、前記第１同期期間が前記基地局のスケジューリング粒度として使用され、さらに、
   前記パケットのヘッダーに前記第１同期期間を示す情報を追加するステップと、
   前記複数の対応する基地局に前記パケットを送信するステップとを含み、そして、
   前記複数の基地局のそれぞれにおいて、
   前記パケットの受信に応じて、前記パケットの前記ヘッダーにおける前記情報に基づいて前記パケットに対応する前記第１同期期間を取得するステップと、
   バッファに前記パケットを格納するステップと、
   スケジューリングの時間に、前記格納されたパケットに対応する前記第１同期期間に基づいてスケジューリングの時間の前に終了した第２同期期間を決定するステップと、
   予め定められたスケジューリング戦略に従って、前記決定された第２同期期間に対応するパケットをスケジュールするステップとを含む、方法。
2. 前記ゲートウェイおよび前記複数の基地局のそれぞれにおいて、同じ時間基準に基づいて、一連の同期期間を予め設定するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記パケットの前記ヘッダーに前記第１同期期間を示す情報を追加する前記ステップが、
   前記パケットがバーストにおける第１のパケットであるときには、前記パケットが受信される時間に対応する前記同期期間を識別するタイムスタンプ並びに前記バーストにおける前記パケットが属する前記同期期間および同じバーストの以前の同期期間のすべての累積数を識別する情報を前記パケットの前記ヘッダーに追加するステップ、または
   前記パケットがバーストにおける第１のパケットでないときには、前記パケットが属する前記バーストにおける第１のパケットに対応するタイムスタンプ並びに前記バーストにおける前記パケットが属する前記同期期間および同じバーストの以前の同期期間のすべての累積数を識別する情報を前記パケットの前記ヘッダーに追加するステップを含む、請求項１に記載の方法。
4. 前記パケットが受信される時間に対応する前記第１同期期間を識別するタイムスタンプを前記パケットの前記ヘッダーに追加する前記ステップが、
   前記パケットが受信される時間および予め定められた遅延の推定を追加するステップと、
   前記追加結果に基づいて対応する同期期間を決定するステップと、
   前記決定された同期期間を識別するタイムスタンプを前記パケットの前記ヘッダーに追加するステップとを含む、請求項３に記載の方法。
5. 前記パケットの前記ヘッダーにおける前記情報に基づいて、前記パケットに対応する前記第１同期期間を取得する前記ステップが、
   前記パケットの前記ヘッダーに含まれる前記タイムスタンプに基づいて、前記パケットが属する前記バーストにおける前記第１のパケットに対応する前記同期期間を決定するステップと、
   前記第１のパケットに対応する前記決定された同期期間および前記バーストに対応する前記同期期間の前記累積数を識別する前記パケットの前記ヘッダーに含まれる前記情報に基づいて、前記パケットに対応する前記同期期間を決定するステップとを含む、請求項３に記載の方法。
6. 前記第１同期期間を示す前記情報が、予め設定された前記一連の同期期間における前記第１同期期間のシーケンス数を示す情報を含み、
   前記格納されたパケットに対応する前記同期期間に基づいて前記スケジューリングの時間の前に終了した同期期間を決定する前記ステップが、
   前記格納されたパケットに対応する前記同期期間の前記シーケンス数に基づいて、スケジューリングの時間から前記予め定められた遅延の推定を差し引くことによって得られる時間の前に終了した前記同期期間中の最大シーケンス数を有する同期期間を決定するステップを含み、前記決定された同期期間およびそれ以前の同期期間がスケジューリングの時間の前に終了した前記同期期間である、請求項２に記載の方法。
7. 前記ゲートウェイにおいて、
   前記複数の基地局に送信すべき前記パケットが予め定められた期間内に受信されていないときには、ペイロード無しのダミー・パケットを構築して前記複数の基地局に送信するステップをさらに含み、そして、
   前記複数の基地局のそれぞれにおいて、
   前記パケットの受信に応じて、前記パケットに含まれる前記タイムスタンプに基づいて、前記以前受信されたバーストの終了を決定するステップとをさらに含む、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の方法。
8. 複数の基地局に送信すべきパケットを受信する受信手段と、
   前記受信手段によって受信された前記パケットに対応する第１同期期間を決定し、前記パケットのヘッダーに前記第１同期期間を示す情報を追加する処理手段とを含み、前記第１同期期間が前記基地局のスケジューリング粒度として使用され、さらに、
   前記複数の基地局に前記処理手段によって処理される前記パケットを送信する送信手段とを含む、ゲートウェイ。
9. 前記複数の基地局のものと同じ時間基準に基づいて、一連の同期期間を予め設定する設定手段をさらに含む、請求項８に記載のゲートウェイ。
10. 前記処理手段が、前記パケットが属するバーストにおける前記第１のパケットに対応するタイムスタンプ並びに前記バーストの前記パケットが属する前記同期期間および前記同じバーストの以前の同期期間のすべての累積数を識別する情報を前記パケットの前記ヘッダーに追加し、前記タイムスタンプが、前記第１のパケットが受信される時間に対応する前記同期期間を示す、請求項８に記載のゲートウェイ。
11. 前記複数の基地局に送信すべき前記パケットが予め定められた期間内に受信されていないときには、ペイロード無しのダミー・パケットを構築して前記複数の基地局に送信するダミー・パケット送信手段をさらに含む、請求項８に記載のゲートウェイ。
12. パケットを格納するためのバッファと、
    ゲートウェイからパケットを受信する受信手段と、
    前記パケットのヘッダーにおける情報に基づいて前記受信手段によって受信される前記パケットに対応する第１同期期間を取得して前記バッファに前記パケットを格納する処理手段と、
    スケジューリングの時間に、前記バッファに格納された前記パケットに対応する前記同期期間に基づいてスケジューリングの時間の前に終了した同期期間を決定し、予め定められたスケジューリング戦略に従って前記決定された同期期間に対応するパケットをスケジュールし送信するスケジューリング手段とを含む基地局であって、
    前記第１同期期間が前記基地局のスケジューリング粒度として使用される、基地局。
13. 前記ゲートウェイのものと同じ時間基準に基づいて、一連の同期期間を予め設定する設定手段をさらに含む、請求項１２に記載の基地局。
14. 前記処理手段が、前記パケットの前記ヘッダーに含まれるタイムスタンプに基づいて、前記パケットが属するバーストにおける前記第１のパケットに対応する前記同期期間を決定し、前記第１のパケットに対応する前記決定された同期期間並びに前記バーストにおける前記パケットが属する前記同期期間および同じバーストの以前の同期期間のすべての累積数を識別する前記パケットの前記ヘッダーに含まれる情報に基づいて前記パケットに対応する前記同期期間を決定する、請求項１２に記載の基地局。
15. 前記スケジューリング手段が、前記格納されたパケットに対応する前記同期期間のシーケンス数に基づいて、スケジューリングの時間から予め定められた遅延の推定を差し引くことによって得られる時間の前に終了した前記同期期間中の最大シーケンス数を有する同期期間を決定し、前記決定された同期期間およびそれ以前の同期期間がスケジューリングの時間の前に終了した前記同期期間である、請求項１２に記載の基地局。

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