JP5831333B2 - 無線通信システム、無線端末、無線基地局及び通信制御方法 - Google Patents

無線通信システム、無線端末、無線基地局及び通信制御方法 Download PDF

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本発明は、無線通信システム、無線端末、無線基地局及び通信制御方法に関する。
図1に例示するように、LTE(Long Term Evolution)方式の無線通信システム100では、S1インタフェース(図1中、点線矢印参照)やX2インタフェース(図1中、実線矢印参照)と呼ばれる装置間インタフェースを介して、通信が行なわれる。
図1に例示する無線通信システム100は、無線基地局(eNB:eNodeB)300−1〜300−3と、MME(Mobility Management Entity)又はSGW(Serving GateWay)などの上位装置200−1,200−2とを有する。
ここで、MMEは、ユーザ装置(UE:User Equipment)の位置登録や、呼出し、ハンドオーバなどを管理し、SGWは、ユーザデータを中継する。なお、MME/SGW200−1,200−2の数は、図1に示す例に限定されず、以下では、MME/SGW200−1,200−2を区別しない場合、単にMME/SGW200と表記する。また、eNB300−1〜300−3の数は、図1に示す例に限定されず、以下では、eNB300−1〜300−3を区別しない場合、単にeNB300と表記する。
S1インタフェースは、eNB300とMME/SGW200との間を、インターネットプロトコル(IP)を用いて接続し、ネットワーク制御用のC−Plane信号及びユーザデータ用のU−Plane信号を伝送する機能を提供する。
また、X2インタフェースは、eNB300間を、IPを用いて接続し、C−Plane信号及びU−Plane信号を伝送する機能を提供する。なお、X2インタフェースにおけるU−Plane信号は、例えば、無線基地局間ハンドオーバ時、上位装置側からハンドオーバ元の無線基地局に送られてきたユーザデータをハンドオーバ先の無線基地局に転送する際に使用される。
また、図1では図示を省略したが、無線通信システム100は、例えば、S1インタフェースを経由してeNB300に接続し、eNB300に対して管理保守制御を行なうネットワーク管理装置(OPE:OPEration terminal)を有することがある。
なお、無線基地局の管理保守制御に関する技術として、例えば、下記特許文献1には、無線基地局から特定の携帯端末に障害情報を通知する方法が提案されている。
また、下記特許文献2には、監視制御用無線回線用の無線リソースに関する帯域情報に基づいて、無線端末への個別データ送信と監視制御端末宛ての監視制御データ送信とを制御し、基地局の監視作業を行なう際の応答遅延を低減する方法が提案されている。
さらに、下記特許文献3には、張り出し装置を備える携帯電話無線基地局装置において、張り出し装置側から携帯電話無線基地局装置全体の情報収集及び制御を可能とする方法が提案されている。
特開2007−208762号公報 特開2009−239457号公報 特開2005−217982号公報
ネットワーク管理装置(OPE)は、無線通信システム100としてのサービスの低下の有無を検出したり、信頼性を確保したりすることを目的として、eNB300に対して保守監視制御を行なう。
eNB300では、OPEとの接続に用いられる、IPアドレスなどの宛先情報やIPsec(Security Architecture for Internet Protocol)などのセキュリティ情報が、eNB300の置局時に設定される。なお、以下では、宛先情報及びセキュリティ情報のことを、単にOPE接続情報ともいう。
ところで、OPE接続情報を変更する場合には、例えば、OPEによって古いOPE接続情報を新しいOPE接続情報に書き換えるか、OPE接続情報の変更対象であるeNB300に設けられた保守管理インタフェースに保守管理端末を接続し、当該保守管理端末によってOPE接続情報を更新することが考えられる。
しかしながら、例えば、OPEによって誤ったOPE接続情報に書き換えられてしまったり、eNB300内の記憶装置に保持していたOPE接続情報が記憶装置の故障などで参照できなくなったり、OPEとeNB300との間の回線が物理的に切断されてしまったりした場合、OPEは、eNB300に対して保守監視制御を行なえなくなる場合がある。
このような場合、ネットワーク管理者は、例えば、eNB300の状態確認や機能回復などの制御のため、eNB300の設置場所へ出向かなければならないが、eNB300は、通常、ビルの屋上や鉄塔の上など、人間が容易に近づけない場所にあるため、eNB300の状態回復までには多大な時間を要することが想定される。
そこで、本発明は、無線基地局の制御を容易に行なうことを目的の1つとする。
なお、前記目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本発明の他の目的の1つとして位置付けることができる。
(1)第1の案として、例えば、無線基地局と、当該無線基地局と無線通信する無線端末とを有する無線通信システムにおいて、前記無線端末は、前記無線基地局を制御するための制御データを含むデータを前記無線基地局に無線送信する端末側送信部をそなえ、前記無線基地局は、前記データを前記無線端末から受信する基地局側受信部と、前記基地局側受信部で受信した前記データが前記制御データを含むかどうかを判定し、当該判定結果に応じた値の制御フラグを前記データに付加する第1処理部と、前記第1処理部で付加された前記制御フラグの値に応じて、前記制御データを用いて前記無線基地局の動作を制御するか、前記データを上位ネットワーク側へ転送するかを決定する第2処理部と、をそなえる、無線通信システムを用いることができる。
(2)また、第2の案として、例えば、上記(1)に記載の無線通信システムにおける前記無線端末であって、前記制御の対象である前記無線基地局とは異なる他の無線基地局から前記制御データを取得する取得部をそなえる、無線端末を用いることができる。
(3)さらに、第3の案として、例えば、無線基地局と、当該無線基地局と無線通信する無線端末とを有する無線通信システムの前記無線基地局であって、前記無線基地局を制御するための制御データを含むデータを、前記無線端末から無線を介して受信する受信部と、前記受信部で受信した前記データが前記制御データを含むかどうかを判定し、当該判定結果に応じた値の制御フラグを前記データに付加する第1処理部と、前記第1処理部で付加された前記制御フラグの値に応じて、前記制御データを用いて前記無線基地局の動作を制御するか、前記データを上位ネットワーク側へ転送するかを決定する第2処理部と、をそなえる、無線基地局を用いることができる。
(4)また、第4の案として、例えば、無線基地局と、当該無線基地局と無線通信する無線端末とを有する無線通信システムの通信制御方法であって、前記無線端末は、前記無線基地局を制御するための制御データを含むデータを前記無線基地局に無線送信し、前記無線基地局は、前記無線端末から受信した前記データが前記制御データを含むかどうかを判定し、当該判定結果に応じた値の制御フラグを前記データに付加し、付加された前記制御フラグの値に応じて、前記制御データを用いて前記無線基地局の動作を制御するか、前記データを上位ネットワーク側へ転送するかを決定する、通信制御方法を用いることができる。
無線基地局の制御を容易に行なうことが可能となる。
S1インタフェース及びX2インタフェースを説明する図である。 本発明の一実施形態に係る無線通信システムの構成の一例を示す図である。 図2に示すユーザ装置の構成の一例を示す図である。 図2に示す無線基地局の構成の一例を示す図である。 S1インタフェースにおけるGTP−Uのプロトコルスタックを示す図である。 X2インタフェースにおけるGTP−Uのプロトコルスタックを示す図である。 GTP−Uヘッダの構成の一例を示す図である。 GTP−Uのメッセージタイプの一例を示す図である。 GTP−Uヘッダの構成の一例を示す図である。 通信制御方法の一例を示す図である。 通信制御方法の一例を示す図である。 通信制御方法の一例を示す図である。 U−Plane信号のプロトコルスタックの一例を示す図である。 無線基地局のハードウェア構成の一例を示す図である。 ユーザ装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、あくまでも例示に過ぎず、以下に示す実施形態及び各変形例で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。即ち、以下に示す実施形態及び各変形例を、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できることはいうまでもない。
〔1〕一実施形態
(1.1)無線通信システムの構成例について
本発明の一実施形態に係る無線通信システム1の構成の一例を図2に示す。
この図2に例示するように、無線通信システム1は、ユーザ装置(UE)4と、無線基地局(eNB)3−1,3−2とをそなえ、キャリア網5を介してネットワーク管理装置(OPE)2と有線接続されている。なお、UE4及びeNB3−1,3−2の数は、図2に示す例にそれぞれ限定されず、以下では、eNB3−1,3−2を区別しない場合、単にeNB3と表記する。また、図1中、実線矢印は、有線接続されている区間を表し、点線矢印は、無線接続されている区間を表している。
UE4は、eNB3−1,3−2と無線通信する無線端末である。UE4は、例えば、ユーザによって移動可能な通信装置であり、その意味で、無線移動端末あるいは移動局(MS:Mobile Station)と同義である。
eNB3は、セルやセクタなどで構成される通信サービスエリア(無線エリア)を提供し、当該通信サービスエリア内に位置するUE4と無線通信することができる。また、eNB3−1(3−2)は、網装置間を接続するインタフェースであるX2インタフェースを介して、他のeNB3−2(3−1)と有線により通信することができる。さらに、eNB3は、網装置間を接続するインタフェースであるS1インタフェースを介して、キャリア網5側に位置するMMEまたはSGWと有線により通信することができる。
キャリア網5は、無線通信システム1と接続される外部ネットワークであって、例えば、MME,SGWのほか、PGW(Packet data network GateWay)及びHSS(Home Subscriber Server)を有している。なお、PGWは、外部ネットワークと接続する装置であり、HSSは、端末識別番号などのユーザ情報を管理する装置である。
OPE2は、キャリア網5及びS1インタフェースを介して、eNB3と接続し、eNB3に対して管理保守制御を行なう。eNB3とOPE2との接続に用いられる、IPアドレスなどの宛先情報やIPsecなどのセキュリティ情報を含むOPE接続情報は、eNB3内に格納される。eNB3は、当該OPE接続情報に基づいて、OPE2と接続し、通信することができる。
本例では、eNB3−2内に格納されたOPE接続情報などの制御データが破損した場合にeNB3−2とOPE2とが接続できない状況が発生することなどに鑑み、UE4が、eNB3−2に対してOPE接続情報などの制御データを無線送信し、eNB3−2がUE4から無線を介して受信したOPE接続情報などの制御データに基づいて、OPE2との接続処理などの自局3−2の制御を試みることができるようにした。
(1.2)UE4の構成例について
UE4の構成の一例を図3に示す。
この図3に示すように、UE4は、例えば、受信部40と、制御部41と、送信部42とをそなえる。
受信部(端末側受信部、取得部)40は、無線リンクを介して、eNB3からデータを受信したり、UE4に設けられた入力インタフェースを介して、外部からデータを受信したりすることができる。これにより、UE4は、例えば、eNB3−2がOPE2と接続する際に用いる、正常な(誤っていない)OPE接続情報を取得することができる。
つまり、例えば、UE4が、eNB3−2がOPE2と接続する際に用いる、正常なOPE接続情報をeNB3−1から取得する場合には、例えば、OPE2からキャリア網5,eNB3−1を介してUE4に正常なOPE接続情報が送信される。また、例えば、UE4が、UE4に接続される外部装置などから正常なOPE接続情報を取得する場合、例えば、UE4に設けられた入力インタフェースを介してUE4に正常なOPE接続情報が転送される。なお、受信部40は、eNB3−2内のOPE接続情報が壊れる前に、eNB3−2から正常なOPE接続情報を取得しておいてもよい。
なお、受信部40は、eNB3から通常のユーザデータなどを受信することもできる。
制御部41は、受信部40及び送信部42についての制御を行なう。
また、制御部41は、eNB3と接続する際に用いられる接続要求メッセージ(RRC Connection Request)を生成することができる。
さらに、UE4がeNB3用の制御データを送信する場合、制御部41は、上記接続要求メッセージに所定の認証情報を含ませることができる。当該認証情報は、eNB3が、OPE接続情報などの制御データの取得先として、UE4が妥当であるかどうかを識別するために用いられる。つまり、OPE接続情報などの制御データをeNB3へ送信するUE4には、予めeNB3やOPE2などから正しい認証情報が通知されており、当該認証情報を含む接続要求メッセージがUE4からeNB3へ送信された場合に、eNB3は、当該UE4を制御データの取得先として認証することができる。 送信部(端末側送信部)42は、受信部40で取得した正常なOPE接続情報を含むデータをeNB3宛に送信することができる。また、送信部42は、通常のユーザデータや制御部41で生成された接続要求メッセージ(RRC Connection Request)などをeNB3宛に送信することができる。
以上のように、本例のUE4は、正常なOPE接続情報などの制御データを取得し、eNB3宛に送信することができる。
(1.3)eNB3の構成例について
一方、eNB3の構成の一例を図4に示す。
この図4に例示するように、eNB3は、受信部30と、判定部31と、送信部32と、処理部33と、記憶部34とをそなえる。なお、eNB3は、複数の受信部30を備えることができる。例えば、図4に例示しないアンテナの数に応じた数の受信部30を備えることができる。
記憶部34は、例えば、eNB3がOPE2と接続する際に用いられるOPE接続情報を保持する。当該OPE接続情報は、例えば、eNB3の置局時に記憶部34に格納され、定期あるいは不定期に、OPE2などによって更新(変更)される。また、本例では、記憶部34に格納されているOPE接続情報が壊れたような場合であっても、当該OPE接続情報は、UE4から受信したデータから処理部33によって抽出された正常なOPE接続情報によって更新され得る。
受信部(基地局側受信部)30は、UE4から送信されたデータを受信する。UE4から受信したデータは、判定部31へ送出される。また、受信部30は、記憶部34に格納されているOPE接続情報に基づいて、OPE2と接続され、OPE2から送信されたデータを受信することができる。受信部30以降では、S1インタフェースやX2インタフェースで用いられるGTP−U(GPRS Tunneling Protocol for User Plane)形式で信号が処理される。
このように、S1インタフェースやX2インタフェースでは、GTP−Uと呼ばれるネットワークプロトコルを用いて、U−Plane信号の送受信が行なわれる。
図5及び図6に、S1インタフェース及びX2インタフェースにおけるGTP−Uのプロトコルスタックをそれぞれ示す。
トンネル転送をIPベースで行なう場合、図5及び図6にそれぞれに示すGTP−Uレイヤのパケットのペイロードとして、それぞれIPパケットが格納される。
このようにすることで、MME/SGW,eNB3は、下位層のパケットのペイロードに格納されるデータ内容に依存せずに、下位層のプロトコルベースで適切なパケット処理を実施することができる。
また、図7にGTP−Uヘッダの構成を示す。図7に示すGTP−Uヘッダの各領域は以下のとおりである。
「Version」領域には、GTP−Uのプロトコルバージョンが設定される。例えば、3GPPの規格(TS.29.281.v.9.2.0)では、「1」が設定される。
「PT(Protocol Type)」領域には、プロトコルの識別子が設定される。例えば、GTP−Uの場合、加入者情報伝送用のGTPを表す「1」、あるいは、課金情報伝送用のGTP´を表す「0」のいずれかが設定される。
「(*)」領域は、スペア領域であり、通常、「0」が設定される。なお、受信側では当該領域を参照しない。
「E(Extension Header flag)」領域には、拡張ヘッダフラグが設定される。例えば、当該領域に「1」が設定されている場合、GTP−Uヘッダに拡張ヘッダが付与されていることになる。
「S(Sequence number flag)」領域には、シーケンス番号フラグが設定される。例えば、当該領域に「1」が設定されている場合、シーケンス番号領域(「Sequence Number(1stOctet)」領域及び「Sequence Number(2ndOctet)」領域)が有効であることになる。なお、シーケンス番号は、例えば、GTP−U毎に転送されるT−PDU(Transport layer-Protocol Data Unit)データを管理する際に用いられることがある。
「PN」領域には、N−PDU(Network -Protocol Data Unit)番号フラグが設定される。例えば、当該領域に「1」が設定されている場合、N−PDU番号領域(「N−PDU Number」領域)が有効であることになる。なお、N−PDU番号は、例えば、SGSN(Serving GPRS Support Node)ルーティングエリア更新手続きや異なるシステム間でのハンドオーバ手続きに用いられることがある。
「Message Type」領域は、GTP−Uのメッセージタイプを示す。GTP−Uが有するメッセージタイプは、例えば、図8に示すとおりである。
「Length(1stOctet)」領域及び「Length(2ndOctet)」領域は、それぞれ、当該GTP−Uヘッダを付与されたパケットのペイロード長を示す。
「TFID(Tunnel Endpoint IDentifier)」領域は、GTPによって確立されるIPトンネルの識別情報を示す。
「Next Extension Header Type」領域は、GTP−Uヘッダに付与される拡張ヘッダのタイプを示す。
本例の受信部30は、受信データ種別に応じて、当該受信データをペイロードとして有するGTP−Uパケットのヘッダを制御する。
具体的には例えば、受信部30は、UE4からの受信データに、eNB3を制御するための制御データが含まれているか否かを判定する。そして、UE4からの受信データに、eNB3を制御するための制御データが含まれていると判定した場合、受信部30は、図9に例示するように、「1」に設定した制御情報フラグをGTP−Uパケットのヘッダに付加する。一方、UE4からの受信データに、通常のユーザデータなどが含まれており、eNB3を制御するための制御データが含まれていないと判定した場合、受信部30は、図9に例示するように、「0」に設定した制御情報フラグをGTP−Uパケットのヘッダに付加する。なお、当該制御データには、上述した正常なOPE接続情報が含まれる。
即ち、受信部30は、受信したデータが制御データを含むかどうかを判定し、当該判定結果に応じた値の制御情報フラグを前記データに付加する第1処理部の一例として機能する。
判定部31は、受信部30から入力されるGTP−Uパケットのヘッダ内容に基づいて、データの送出先を変更制御する。
具体的には例えば、受信部30から入力されたGTP−Uパケットのヘッダに「1」に設定された制御情報フラグが付加されている場合、判定部31は、当該GTP−Uパケットを処理部33へ送出する。
処理部33は、判定部31から入力されたGTP−Uパケットのペイロードに格納されている制御データを抽出し、抽出した制御データがOPE接続情報である場合、抽出したOPE接続情報を記憶部34に格納して、古いOPE接続情報と置き換える(更新する)。また、処理部33は、受信部30及び送信部32についての制御を行なう。
一方、例えば、受信部30から入力されたGTP−Uパケットのヘッダに「0」に設定された制御情報フラグが付加されている場合、判定部31は、当該GTP−Uパケットを送信部32へ送出する。
即ち、判定部31は、受信部30で付加された制御情報フラグの値に応じて、制御データを用いてeNB3の動作を制御するか、前記データを上位ネットワーク側へ転送するかを決定する第2処理部の一例として機能する。なお、eNB3が複数の受信部30を備える場合、判定部31は複数の受信部30から入力を受けることとなるが、各受信部30において付加されたヘッダの値を参照して当該パケットの送出先を判定できるため、判定部31における演算コストを抑制できる。
また、判定部31は、UE4から受信した接続要求メッセージに認証情報が含まれている場合、当該認証情報が妥当であるかどうかを判定する。なお、判定部31が実現する機能のうち、当該認証情報の妥当性の判定処理と、上述の受信部30で付加されたヘッダ内容に基づく処理とを、異なるハードウェアを用いて実行させるように実装してもよい。当該認証情報が妥当であると判定した場合には、判定部31は、OPE接続情報などの制御データの取得先としてUE4が妥当であると決定する一方、当該認証情報が妥当でないと判定した場合には、OPE接続情報などの制御データの取得先としてUE4が妥当でないと決定する。なお、判定部31は、妥当でないUE4から送信された制御データを破棄してもよい。
送信部32は、判定部31から入力されたGTP−Uパケットを無線通信システム1内の他のeNB3や、キャリア網5側へ送信する。また、送信部32は、記憶部34に格納されているOPE接続情報に基づいて、OPE2と接続され、OPE2宛にデータを送信することができる。
即ち、送信部32は、受信したデータに付加された制御情報フラグに基づいて当該データが制御データを含まないと判定した場合、当該データを上位ネットワーク側へ転送する基地局側送信部の一例として機能する。
以上のように、本例のeNB3は、UE4から受信したデータ種別を判別することができるので、受信データから自局3宛の制御データを判別して抽出することが可能となる。このため、例えば、OPE接続情報が壊れてしまったような場合であっても、eNB3は、UE4から正常なOPE接続情報を取得し、正常なOPE接続情報に基づいて、OPE2との通信を行なうことが可能となる。
このように、本例によれば、UE4から、無線インタフェースを経由して、OPE接続情報をeNB3宛に送信し、eNB3は、UE4から受信したOPE接続情報に基づいて、保守管理動作を行なうことができるので、例えば、ネットワーク管理者はeNB3の配置されている場所に行くことなく、容易にeNB3の保守監視制御を実施することができる。
その結果、eNB3の復旧作業を効率化することができるので、ユーザへのサービス低下時間を短縮することが可能となる。
(1.4)無線通信システム1の動作例について
ここで、無線通信システム1の動作の一例を図10に示す。
この図10に例示するように、まず、eNB3は、UE4から受信した接続要求メッセージに認証情報が含まれているかどうかを判定する(ステップS10)。
UE4から受信した接続要求メッセージに認証情報が含まれていない場合(ステップS10のNoルート)、eNB3は、処理を終了する。
一方、UE4から受信した接続要求メッセージに認証情報が含まれている場合(ステップS10のYesルート)、eNB3は、当該認証情報が妥当かどうかを判定する(ステップS11)。
ここで、認証情報が妥当でないと判定した場合(ステップS11のNoルート)、eNB3は、処理を終了する。
一方、認証情報が妥当であると判定した場合(ステップS11のYesルート)、eNB3は、UE4からのデータを受信し(ステップS12)、さらに、受信したデータにeNB3用の制御データが含まれているかどうかを判定する(ステップS13)。
ここで、受信データにeNB3用の制御データが含まれている場合(ステップS13のYesルート)、eNB3は、UE4からのデータについて、制御情報フラグの値を「1」に設定したGTP−Uパケットを生成する(ステップS14)。一方、受信データにeNB3用の制御データが含まれていない場合(ステップS13のNoルート)、eNB3は、UE4からのデータについて、制御情報フラグの値を「0」に設定したGTP−Uパケットを生成する(ステップS15)。
そして、eNB2は、GTP−Uパケットについて、制御情報フラグの値が「1」かどうかを判定し(ステップS16)、制御情報フラグの値が「1」であると判定した場合は(ステップS16のYesルート)、当該受信データから制御データを抽出し、当該制御データに基づく制御を実施する(ステップS17)。例えば、受信データにOPE接続情報が含まれている場合には、抽出したOPE接続情報を記憶部33に格納するとともに、当該OPE接続情報を用いてOPE2との接続を行なう。
一方、制御情報フラグの値が「0」であると判定した場合は(ステップS16のNoルート)、eNB3は、受信データを無線通信システム1内の他のeNB3や、キャリア網5側へ送信する(ステップS18)。
(1.4.1)接続認証機能について
ここで、上記ステップS10及びS11の動作について、より具体的に説明する。
図11に例示するように、eNB3は、ベースバンド信号処理機能と、キャリア網側インタフェース機能と、データ処理機能とを有する。なお、ベースバンド信号処理機能は、例えば、受信部30によって実現することができ、データ処理機能は、例えば、判定部31及び処理部33によって実現することができ、キャリア網側インタフェース機能は、例えば、受信部30,判定部31,処理部33,送信部32及び記憶部34によって実現することができる。
この図11に例示するように、まず、UE4から接続要求メッセージが送信されると(ステップS20)、eNB3のベースバンド信号処理機能は、当該接続要求メッセージに含まれるパラメータを抽出する(ステップS21)。
当該パラメータには、例えば、認証用識別情報(認証用ID)と、認証用パスワードと、制御対象情報と、指定プロトコル情報とが含まれる。認証用識別情報(認証用ID)及び認証用パスワードは、eNB3がUE4の接続可否を判定するための情報である。また、制御対象情報は、UE4が制御対象とするeNB3を指定するための情報である。制御対象情報には、例えば、IPアドレス、MACアドレス、基地局識別情報などを用いることができる。さらに、指定プロトコル情報は、eNB3を制御する際に用いるプロトコルに関する情報である。例えば、指定プロトコル情報の値が「0」であれば、FTP(File Transferring Protocol)を用いることを示し、指定プロトコル情報の値が「1」であれば、独自のプロトコルを用いることを示す。
また、FTPを用いる場合、上記パラメータには、FTP用IPアドレス,FTP用ポート番号及びFTP用ログインパスワードなどが含まれていてもよい。
即ち、上記パラメータの送受信を行なうべく、本例では、図13に例示するようなプロトコルスタックを用いる。この図13に示す例では、各プロトコルスタックに対して、IPレイヤ,TCPレイヤ及びFTPレイヤを追加している。
なお、接続要求メッセージへ設定するパラメータは、例えば、オプションパラメータとして扱う。これらのパラメータの内容、配置等は、実施したい保守監視制御によって、ユーザが自由に組み替えてもよい。
次に、eNB3のベースバンド信号処理機能は、抽出したパラメータに含まれる認証用識別情報(認証用ID)及び認証用パスワードをデータ処理機能に渡すとともに(ステップS22)、データ処理機能に対して認証処理の実施を要求する(ステップS23)。
そして、eNB3のデータ処理機能は、上記の認証情報に基づいて、UE4が制御データの取得先として妥当かどうかを判定し(ステップS24)、当該判定結果をベースバンド信号処理機能へ通知する(ステップS25)。なお、セキュリティを考慮し、UE4がeNB3へ接続可能とする条件を、例えば、eNB3において異常が発生した場合のみに限定してもよい。
次に、eNB3のベースバンド信号処理機能は、抽出したパラメータに含まれる指定プロトコル情報をデータ処理機能に渡す(ステップS26)。なお、FTPがプロトコルに指定された場合は、FTP用IPアドレス,FTP用ポート番号及びFTP用ログインパスワードなどのFTP用の設定情報がデータ処理機能に渡される。また、FTP以外のプロトコルを使用する場合は、当該プロトコルを確立するための情報がデータ処理機能に渡される。
eNB3のデータ処理機能は、ベースバンド信号処理機能から通知された指定プロトコル情報によって指定されるプロトコルを起動する(ステップS27)。
そして、所定のプロトコルが起動されると、eNB3のベースバンド信号処理機能は、UE4から受信したデータを、上記プロトコルを用いてデータ処理機能へ転送する(ステップS28)。
なお、eNB3のデータ処理機能は、UE4の呼接続処理を、キャリア網側インタフェース機能と協働して実施してもよい(ステップS29)。
その後、eNB3のデータ処理機能は、UE4に対して、接続要求メッセージによる接続が確立したことを示す接続確立メッセージを送信し(ステップS30)、UE4は、当該接続確立メッセージを受信したことを示す接続確認メッセージをeNB3へ送信する(ステップS31)。
(1.4.2)データ処理機能について
次に、上記ステップS12〜S15の動作について、より具体的に説明する。
図12に例示するように、認証済みのUE4からデータが送信されると(ステップS40)、eNB3のベースバンド信号処理機能は、当該受信データに制御データが含まれているかどうかを判定する(ステップS41)。
ここで、受信データに制御データが含まれていれば、eNB3のベースバンド信号処理機能は、当該受信データについて制御情報フラグを「1」に設定したGTP−Uパケットを生成する(ステップS42)。一方、受信データに制御データが含まれていなければ、eNB3のベースバンド信号処理機能は、当該受信データについて制御情報フラグを「0」に設定したGTP−Uパケットを生成する(ステップS42)。
次に、eNB3のベースバンド信号処理機能は、ステップS42で制御情報フラグを設定したGTP−UパケットをeNB3のキャリア網側インタフェース機能へ渡す(ステップS43)。
そして、eNB3のキャリア網側インタフェース機能は、eNB3のベースバンド信号処理機能から受け取ったGTP−Uパケットについて、制御情報フラグが「1」に設定されているかどうかを判定する(ステップS44)。
ここで、制御情報フラグが「1」に設定されていると判定した場合(ステップS44のYesルート)、eNB3のキャリア網側インタフェース機能は、当該GTP−Uパケットをデータ処理機能へ渡す(ステップS45)。
eNB3のデータ処理機能は、キャリア網側インタフェース機能から通知されたGTP−Uパケットから制御データを抽出し、抽出した制御データに基づいて、eNB3の制御を実施する(ステップS46)。例えば、UE4からOPE接続情報を受信した場合は、eNB3は、当該OPE接続情報により古いOPE接続情報を更新するとともに、新しいOPE接続情報を用いてOPE2と接続する。
eNB3のデータ処理機能は、上記制御を実施後、当該制御による結果を、ベースバンド信号処理機能へ応答する(ステップS47)。
そして、eNB3のベースバンド信号処理機能は、データ処理機能から受けた制御結果応答をUE4向けのデータに変換して(ステップS48)、UE4へ送信する(ステップS49)。
一方、制御情報フラグが「0」に設定されていると判定した場合(ステップS44のNoルート)、eNB3のキャリア網側インタフェース機能は、当該GTP−Uパケットをキャリア網5側へ転送する(ステップS50)。
以上のように、本例によれば、UE4から、無線インタフェースを経由して、OPE接続情報などの制御データをeNB3宛に送信し、eNB3は、UE4から受信した制御データに基づいて、保守管理動作等の各種制御を実施することができる。これにより、例えば、ネットワーク管理者はeNB3の配置されている場所に行くことなく、容易にeNB3の保守監視制御を実施することができる。
その結果、例えば、eNB3の復旧作業を効率化することができるので、ユーザへのサービス低下時間を短縮することが可能となる。
〔2〕ハードウェア構成例
ここで、図14にeNB3のハードウェア構成の一例を示す。
図14に示すように、eNB3は、例示的に、アンテナ50と、無線インタフェース(無線IF)部51と、プロセッサ52と、メモリ53と、ベースバンド(BB:BaseBand)処理部54と、記憶装置55と、有線インタフェース(有線IF)部56とをそなえる。
アンテナ50は、送信用アンテナと受信用アンテナとを含む。なお、送信用アンテナと受信用アンテナとは共用されてもよいし、個別のアンテナとして設けられてもよい。また、アンテナ50は、複数のアンテナにより構成されていてもよい。
無線IF部51は、UE4と無線通信を行なうためのインタフェース装置である。
プロセッサ52は、データを処理する装置であり、例えばCPU(Central Processing Unit)やDSP(Digital Signal Processor)、LSI(Large Scale Integration)やFPGA(Field-Programmable Gate Array)等を含む。
メモリ53及び記憶装置55は、データを記憶する装置であり、例えばROM(Read Only Memory)やRAM(Random Access Memory)、磁気記憶装置等を含む。
BB処理部54は、受信データ及び送信データについてベースバンド信号処理を行なう装置であり、例えばCPUやDSP、LSIやFPGA等を含む。
有線IF部56は、無線通信システム1内の他のeNB3や、携帯電話システムのキャリア網5側のネットワーク(いわゆるバックホールネットワーク)に接続された他の無線基地局や、OPE2などと有線通信を行なうためのインタフェース装置である。
なお、eNB3は、複数の無線IF部51及びBB処理部54を備えることができる。eNB3は、各構成要素を独立した筐体内に実装させてもよい。この場合、各筐体間を通信線を用いて接続させることで、一つの無線基地局としての機能を実現させることができる。例えば、アンテナ50及び無線IF部51を鉄塔などの高所に設置し、それより低い箇所にBB処理部54などの他の構成を設置することができる。
図4に例示するeNB3の各構成と図14に例示するeNB3の各構成との対応関係は、例えば次の通りである。
アンテナ50,無線IF部51及び有線IF部56は、例えば、受信部30及び送信部32に対応する。また、プロセッサ52及びメモリ53は、例えば、処理部33に対応し、記憶装置55は、例えば、記憶部34に対応する。また、プロセッサ52及びメモリ53は、認証情報の妥当性の判定処理を行なう判定部31に対応し、UE4から受信した接続要求メッセージに認証情報が含まれているとBB処理部54が判定した場合、当該認証情報の妥当性の判定処理を実行する。
さらに、BB処理部54は、例えば、受信部30に対応し、受信データに制御データが含まれているかどうかを判定する機能及び前記判定結果に応じて、GTP−Uパケットのヘッダに制御情報フラグを設定する機能を具備する。また、BB処理部54は、UE4から受信した接続要求メッセージに認証情報が含まれているかを判定する機能、及び認証情報が含まれていると判定した場合にプロセッサ52に認証情報の妥当性の判定処理を依頼する機能を具備する。
また、有線IF部56は、例えば、上述のBB処理部54で付加されたヘッダの内容に基づく処理を行なう判定部31に対応し、制御情報フラグの値に応じた宛先へGTP−Uパケットを送出する機能を具備する。なお、有線IF部56は、制御情報フラグの値を判定するための演算機能を有するHWIF(HighWay InterFace)などが用いられる。
また、図15にUE4のハードウェア構成の一例を示す。
図15に示すように、UE4は、例示的に、アンテナ43と、無線インタフェース(無線IF)部44と、プロセッサ45と、メモリ46と、記憶装置47と、入出力インタフェース(入出力IF)部48とをそなえる。
アンテナ43は、送信用アンテナと受信用アンテナとを含む。なお、送信用アンテナと受信用アンテナとは共用されてもよいし、個別のアンテナとして設けられてもよい。また、アンテナ43は、複数のアンテナにより構成されていてもよい。
無線IF部44は、eNB3と無線通信を行なうためのインタフェース装置である。
プロセッサ45は、データを処理する装置であり、例えばCPUやDSP、LSIやFPGA等を含む。
メモリ46及び記憶装置47は、データを記憶する装置であり、例えばROMやRAM、磁気記憶装置等を含む。
入出力IF部48は、入出力を行なう装置であり、例えば操作ボタン、マイク、スピーカ、ディスプレイ等を含む。
なお、図3に例示するUE4の各構成と図15に例示するUE4の各構成との対応関係は、例えば次の通りである。
アンテナ43,無線IF部44及び入出力IF部48は、例えば、受信部40及び送信部42に対応する。また、プロセッサ45,メモリ46及び記憶装置47は、例えば、制御部41に対応する。
〔3〕その他
なお、上述した実施形態における無線通信システム1,eNB3及びUE4の各構成及び各機能は、必要に応じて取捨選択してもよいし、適宜組み合わせて用いてもよい。即ち、本発明の機能を発揮できるように、上記の各構成及び各機能を取捨選択したり、適宜組み合わせて用いたりしてもよい。
例えば、上述した実施形態では、UE4が無線インタフェースを用いてOPE接続情報をeNB3に送信したが、Wi-Fi(Wireless Fidelity)(登録商標)や、ZigBeeなどの他の無線規格を用いてもよい。eNB3の小型化、省電力化という観点からは、eNB3が既に備える無線インタフェースを用いるのが望ましい。
また、上述した実施形態では、GTP−Uパケットのヘッダ領域に制御情報フラグを追加することで、eNB3に制御データの有無を認識させたが、例えば、GTP−Uパケットヘッダのスペア領域を用いて、eNB3に制御データの有無を認識させてもよい。
100 無線通信システム
200−1,200−2 MME/SGW
300−1,300−2,300−3 eNB
1 無線通信システム
2 OPE
3−1,3−2 eNB
4 UE
5 キャリア網
30 受信部
31 判定部
32 送信部
33 処理部
34 記憶部
40 受信部
41 制御部
42 送信部
43 アンテナ
44 無線IF部
45 プロセッサ
46 メモリ
47 記憶装置
48 入出力IF部
50 アンテナ
51 無線IF部
52 プロセッサ
53 メモリ
54 BB処理部
55 記憶装置
56 有線IF部

Claims (7)

  1. 無線基地局と、当該無線基地局と無線通信する無線端末とを有する無線通信システムにおいて、
    前記無線端末は、
    前記無線基地局を制御するための制御データを含むデータを前記無線基地局に無線送信する端末側送信部をそなえ、
    前記無線基地局は、
    前記データを前記無線端末から受信する基地局側受信部と、
    前記基地局側受信部で受信した前記データが前記制御データを含むかどうかを判定し、当該判定結果に応じた値の制御フラグを前記データに付加する第1処理部と、
    前記第1処理部で付加された前記制御フラグの値に応じて、前記制御データを用いて前記無線基地局の動作を制御するか、前記データを上位ネットワーク側へ転送するかを決定する第2処理部と、をそなえる、
    ことを特徴とする、無線通信システム。
  2. 前記無線端末は、
    前記制御の対象である前記無線基地局とは異なる他の無線基地局から前記制御データを受信する端末側受信部をさらにそなえる、
    ことを特徴とする、請求項1記載の無線通信システム。
  3. 前記制御データは、前記無線基地局と前記無線基地局の管理保守を行なうネットワーク管理装置との接続に用いられる接続用情報を含む、
    ことを特徴とする、請求項1または2に記載の無線通信システム。
  4. 前記制御フラグは、GTP−U(GPRS Tunneling Protocol for User Plane)ヘッダに付加される、
    ことを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の無線通信システム。
  5. 上記請求項1記載の無線通信システムにおける前記無線端末であって、
    前記制御の対象である前記無線基地局とは異なる他の無線基地局から前記制御データを取得する取得部をそなえる、
    ことを特徴とする、無線端末。
  6. 無線基地局と、当該無線基地局と無線通信する無線端末とを有する無線通信システムの前記無線基地局であって、
    前記無線基地局を制御するための制御データを含むデータを、前記無線端末から無線を介して受信する受信部と、
    前記受信部で受信した前記データが前記制御データを含むかどうかを判定し、当該判定結果に応じた値の制御フラグを前記データに付加する第1処理部と、
    前記第1処理部で付加された前記制御フラグの値に応じて、前記制御データを用いて前記無線基地局の動作を制御するか、前記データを上位ネットワーク側へ転送するかを決定する第2処理部と、をそなえる、
    ことを特徴とする、無線基地局。
  7. 無線基地局と、当該無線基地局と無線通信する無線端末とを有する無線通信システムの通信制御方法であって、
    前記無線端末は、
    前記無線基地局を制御するための制御データを含むデータを前記無線基地局に無線送信し、
    前記無線基地局は、
    前記無線端末から受信した前記データが前記制御データを含むかどうかを判定し、当該判定結果に応じた値の制御フラグを前記データに付加し、
    付加された前記制御フラグの値に応じて、前記制御データを用いて前記無線基地局の動作を制御するか、前記データを上位ネットワーク側へ転送するかを決定する、
    ことを特徴とする、通信制御方法。
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