JPWO2004093393A1 - 移動通信システム及び該システムにおけるデータ分散方法 - Google Patents

Abstract

複数の無線網制御装置と、それぞれの無線網制御装置に接続される多数の無線基地局を備え、無線網制御装置と基地局とを介して上位網と移動機との間でユーザデータを送受する移動通信システムにおいて、移動機と無線信号の送受を行っている基地局と上位網との間に、１以上の無線網制御装置を通過する複数の伝送路を設定し、上位網から無線網制御装置を通って基地局に到る１つの伝送路を使用してデータを送受している時、該伝送路におけるトラヒック状況を監視し、トラヒックが増大した時、ユーザデータを複数の伝送路を経由させてユーザデータを分散させる。

Description

本発明は移動通信システム及び該システムにおけるデータ分散方法に係わり、特に、複数の無線網制御装置（ＲＮＣ）と、それぞれの無線網制御装置に接続される多数の無線基地局（ＮｏｄｅＢ）を備え、上位網（ＣＮ）と移動機（ＵＥ）との間で前記無線網制御装置と無線基地局とを介してユーザデータを送受する移動通信システム及び該システムにおけるデータ分散方法に関する。

近年、ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）通信システムの実用化が急速に進んでいる。現在の主サービスである音声や静止画のみならず、動画などの大きなデータをやりとりするための広帯域のＣＤＭＡシステム（Ｗ−ＣＤＭＡ：Ｗｉｄｅｂａｎｄ−ＣＤＭＡ）の商用サービスも既に開始されている。これらの仕様は、第三世代移動通信システムの標準化団体である３ＧＰＰ（３^ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）で制定されたものであり、現在もより高品質なサービスが実現できるシステムを目指し様々な仕様が検討・追加され続けている。
図１８は現在の３ＧＰＰ仕様のＷ−ＣＤＭＡシステムの概要構成図である。システムは上位網（ＣＮ：Ｃｏｒｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ）１００、無線網制御装置（ＲＮＣ：Ｒａｄｉｏ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｃｏｎｔｒｏｌｅｒ）１０１＿０〜１０１＿ｎ、無線基地局（ＮｏｄｅＢ）１０２＿０〜１０２＿ｎ及び移動機（ＵＥ：Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）１０３の４種類のノードから構成されている。各ノード１００、１０１＿０〜１０１＿ｎ、１０２＿０〜１０２＿ｎは、ＡＴＭ（Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｍｏｄｅ）伝送路やＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）伝送路等で物理的に接続されている（有線区間）。無線基地局１０２＿０〜１０２＿ｎと移動機１０３は無線信号によって接続されている（無線区間）。Ｉｕは無線網制御装置１０１＿０〜１０１＿ｎとコアネットワーク１００間のインタフェース、Ｉｕｒは無線網制御装置１０１＿０〜１０１＿ｎ間のインタフェース、Ｉｕｂは無線網制御装置１０１＿０〜１０１＿ｎと無線基地局１０２＿０〜１０２＿ｎ間のインタフェース、Ｕｕは無線基地局１０２＿０〜１０２＿ｎと移動機１０３間のインタフェースである。
図１９は通信時のユーザデータの流れを示す説明図である。ユーザデータは、交換機、サーバやデータベースなどを収容しているＣＮ１００からＩｕ回線を経由してＵＥ １０３＿０，１０３＿１を制御するＲＮＣ（ＳＲＮＣ：Ｓｅｒｖｉｎｇ ＲＮＣ）１０１＿０に送信される。ＵＥがＳＲＮＣ １０１＿０配下のセル１０４＿１に在圏している場合には（ＵＥ １０３＿０の場合）、ユーザデータはＳＲＮＣ １０１＿０からＩｕｂ回線を経由して該当セルを収容しているＮｏｄｅＢ １０２＿１に送信され、Ｕｕインタフェースを介してＵＥ １０３＿０に送信される（図中の太実線）。一方、ＵＥが移動によりＳＲＮＣ １０１＿０以外のＲＮＣ（ＤＲＮＣ：Ｄｒｉｆｔ ＲＮＣ）１０１＿１配下のセル１０４＿５に在圏している場合には（ＵＥ １０３＿１の場合）、ユーザデータはＳＲＮＣ １０１＿０からＩｕｒ回線を経由してＤＲＮＣ １０１＿１に送信され、ＤＲＮＣ １０１＿１からＩｕｂ回線を経由して該当セルを収容しているＮｏｄｅＢ １０２＿５に送信され、Ｕｕインタフェースを介してＵＥ １０３＿１に送信される（図中太点線）。なお、移動してもＵＥ １０３＿１を制御するＲＮＣはＳＲＮＣであるものとする。
現在、次世代通信技術として盛んに取り上げられているＨＳＤＰＡ（Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｄａｔａ Ｐａｃｋｅｔ Ａｃｃｅｓｓ）などの高速データ通信では、ユーザデータ量が大幅に増加する。これにより、インターフェースＩｕ，Ｉｕｒ，Ｉｕｂなどの伝送路において必要となる帯域が大幅に広くなると共に、各ノードにおける収容能力や処理能力も大幅に向上させる必要がある。
また、移動通信システムでは時間帯や場所などによって使用状況（トラヒック）が変動して偏る。トラヒックが偏った場合には、偏っていない状態に比べて、トラヒックが集中する所ではより大きな帯域及び処理能力が必要となる。
こうしたデータ通信の高速化による帯域・処理能力の大幅増とトラヒックの偏りによる帯域・処理能力の大幅増が重なるとシステムに対する負荷が急激に変動することになり、システムの不安定性に繋がると共に、システム全体の利用効率が低下してコストパフォーマンスが非常に悪くなる。図２０はトラヒック変動によるシステムのへの影響説明図であり、各伝送路の使用帯域を伝送路の太さで示している。図では、ＳＲＮＣ １０１＿０にトラヒックが集中し、該ＳＲＮＣ １０１＿０に残っている余剰帯域が少なくなって処理能力が不足しているが、ＤＲＮＣ １０１＿１ではトラヒックが過疎で、余剰帯域は多く処理能力は十分である。
かかる場合、大きな負荷変動に対応できるように帯域・処理能力にゆとりを持たせて設計するという考え方があるが、回路規模、システム規模、開発費用などが膨大になることが予想され、コストパフォーマンスが非常に悪くなる。このため、トラヒックが集中したとき該トラヒックを分散するようにした従来技術がある（特許文献１〜５）。特許文献１では、複数の無線基地局で構成される移動体通信システムにおいて、移動体電話交換局が、全無線基地局の使用通話チャネル数と各無線基地局の使用通話チャネル数とから、各無線基地局の通話チャネル使用率を計算し、所定の無線基地局の通話チャネル使用率が閾値以上になったとき該無線基地局の無線送信出力を低下させてトラヒックを減少させる。特許文献２では，ハンドオーバ時における移動先の無線基地局の通話チャネル使用率が閾値以上のとき該無線基地局へのハンドオーバを制限する。特許文献３では、無線基地局自身がトラヒック集中状態を監視し、トラヒック集中を検出した時、制御チャネル信号レベルを下げて通信エリアを縮小してトラヒックを下げる。特許文献４では、異なる中継局に属する端局間の通信を１つの交換局を介して行うデジタル移動通信システムにおいて、中継局と交換局間で送受信される制御信号が特定の制御回線に集中することなくトラヒックの負荷分散を行う。特許文献５では、トラヒック密度が低いエリア（サブエリア）を統合して１つの無線エリアとし、各サブエリアの発着呼通信を１つの基地局装置で行うことにより公衆デジタル網との間を接続する回線の利用効率を向上する。
しかし、いずれの従来技術もコアネットワークと所定無線基地局間で送受されるユーザデータを伝送路のトラヒックを考慮して、前記コアネットワークと所定無線基地局間の複数の伝送路に分散するものではない。又、いずれの従来技術もトラヒックが集中している伝送路あるいはノードのトラヒックを軽減し、軽減した分をトラヒックが集中していない伝送路あるいはノードに振り分けて通信を継続するものではない。また、いずれの従来技術もユーザデータ量をトラヒックとしてみなしてトラヒックの分散を図るものではない。
特許文献１：日本 特開平５−６３６３５号公報 特許文献２：日本 特開平６−１６４４７７号公報 特許文献３：日本 特開平９−１６３４３５号公報 特許文献４：日本 特開平８−２０５２３５号公報 特許文献５：日本 特開平８−３０７９３０号公報 本発明の目的は、コアネットワークと無線基地局間のトラヒックが増大した時、複数の伝送路を用いてユーザデータを分散して伝送することにより、システムの安定性を維持すると共に、システム全体の利用効率を向上し、コストパフォーマンスを上昇することである。
本発明の別の目的は、トラヒックが集中している伝送路あるいはノードのトラヒックを軽減し、軽減した分をトラヒックが集中していない伝送路あるいはノードに振り分けて通信を継続するできるようにすることである。
本発明の別の目的は、複数の伝送路により分散してユーザデータを伝送する場合であっても、再送制御を可能にすることである。

第１の発明は、複数の無線網制御装置と、それぞれの無線網制御装置に接続される多数の無線基地局を備え、無線網制御装置と無線基地局とを介して上位網と移動機との間でユーザデータを送受する移動通信システム及び該システムにおけるデータ分散方法である。この第１の発明では、移動機と無線信号の送受を行っている基地局と上位網との間に、１以上の無線網制御装置を通る複数の伝送路を設定し、上位網から無線網制御装置を通って基地局に到る１つの伝送路を使用してデータを送受している時、該伝送路におけるトラヒック状況を監視し、トラヒックが増大した時、ユーザデータを複数の伝送路を経由させてユーザデータを分散させる。このようにすることにより、システムの安定性を維持でき、しかも、システム全体の利用効率を向上でき、コストパフォーマンスを上昇することができる。尚、ユーザデータと呼制制御信号を分離する分離手段を設け、ユーザデータについて分散処理する。
第２の発明において、要求元ノードは、トラヒックが増大してユーザデータを複数の伝送路で分散伝送するよう要求する際、分散を希望する呼を選択し、該呼を制御している無線網制御装置に分散を要求する。この場合、要求元ノードは、分散して欲しい伝送路の帯域量を分散要求に含ませて無線網制御装置に通知し、無線網制御装置は通知された帯域量のユーザデータを別の伝送路で分散伝送するよう制御する。以上のようにすれば、トラヒックが集中している伝送路あるいはノードのトラヒックを軽減し、軽減した分をトラヒックが集中していない伝送路あるいはノードに振り分けて通信を継続することができるようになる。
第３の発明において、複数の伝送路を使用してユーザデータを分散して伝送している時、各伝送路上の無線網制御装置は伝送路別に再送制御プロトコルでユーザデータを終端し、又、移動機は伝送路毎に再送制御プロトコルで終端する。このようにすれば、伝送路毎に別々のデータストリームとして送受信を行って、再送制御することができる。
また、以下のように再送制御することもできる。無線基地局は全経路のユーザデータを多重して一つの再送制御プロトコルでユーザデータを終端し、移動機においても一つの再送制御プロトコルで終端し、全伝送路を合わせて一つのデータストリームとして通信を行う。移動機から受信したユーザデータは無線基地局において再送制御プロトコルで終端し、複数の伝送経路に分散して送信する。このようにすれば、複数の伝送路をまとめて再送制御を行うことができる。

図１は呼制御信号の流れ説明図ある。
図２は複数の伝送路説明図である。
図３は複数伝送路により分散するか否かの判断方法の説明図である。
図４は第１実施例の移動通信システムにおける第１の動作説明図である。
図５は第１実施例の移動通信システムにおける第２の動作説明図である。
図６は第１実施例の移動通信システムにおける第３の動作説明図である。
図７は第１実施例の移動通信システムにおける第４の動作説明図である。
図８は別の分散伝送路の説明図である。
図９は第１実施例におけるＳＲＮＣの分散処理フローである。
図１０は第１実施例におけるＣＮの分散処理フローである。
図１１は本発明の実施例における各ノード（ＣＮ，ＳＮＲＣ，ＤＲＮＣ）のブロック構成図である。
図１２はＮｏｄｅＢのブロック構成図である。
図１３は有線区間のノード間で送受されるＡＴＭセルのＡＡＬｔｙｐｅ２のフォーマット説明図である。
図１４は第２実施例におけるＳＲＮＣ以外のノードの処理フローである。
図１５は第２実施例におけるＳＲＮＣの処理フローである。
図１６は分散伝送時における再送制御の第１の方法説明図である。
図１７は分散伝送時における再送制御の第２の方法説明図である。
図１８は現在の３ＧＰＰ仕様のＷ−ＣＤＭＡシステムの概要構成図である。
図１９は通信時のユーザデータの流れを示す説明図である。
図２０はトラヒック変動によるシステムのへの影響説明図である。

（Ａ）本発明の概略
ＣＮとＵＥとの間でやり取りされる信号は、呼制御信号とユーザデータに分けられる。このうち呼制御信号に関しては、ＳＲＮＣで終端されるため、伝送路としては従来技術と同じく該ＳＲＮＣを経由する伝送路にならざるを得ない。すなわち、図１に示すように、通信開始時、ＵＥがＳＲＮＣ １０１＿０配下のセル１０４＿１に在圏している場合（ＵＥ １０３＿０の場合）には、下り呼制御信号はＳＲＮＣ １０１＿０からＩｕｂ回線を経由して該セル１０４＿１を収容しているＮｏｄｅＢ １０２＿１に送信され（太実線参照）、しかる後、Ｕｕインタフェースを介してＵＥ １０３＿０に送信される。また、上り呼制御信号は、逆にＵｕインタフェースを介してＮｏｄｅＢ １０２＿１に送信され、Ｉｕｂ回線を経由してＳＲＮＣ １０１＿０に送信される。
また、ＵＥが通信中移動してＳＲＮＣ １０１＿０以外のＲＮＣ（ＤＲＮＣ：Ｄｒｉｆｔ ＲＮＣ）１０１＿１配下のセル１０４＿５に在圏している場合（ＵＥ １０３＿１の場合）には、図１に示すように下り呼制御信号はＳＲＮＣ １０１＿０からＩｕｒ回線を経由してＤＲＮＣ １０１＿１に送信され、ＤＲＮＣ １０１＿１からＩｕｂ回線を経由して該セル１０４＿５を収容しているＮｏｄｅＢ １０２＿５に送信され（太点線参照）、Ｕｕインタフェースを介してＵＥ １０３＿１に送信される。上り呼制御信号は、逆にＵｕインタフェースを介してＮｏｄｅＢ １０２＿５に送信され、Ｉｕｂ回線を経由してＤＲＮＣ １０１＿１に送信され、ＤＲＮＣ １０１＿１からＩｕｒ回線を経由してＳＲＮＣ １０１＿０に送信される。
しかしながら、ユーザデータ（特にパケット）に関しては、ＳＲＮＣ １０１＿０で終端せずともＳＩＰ，ＴＣＰ／ＩＰなどデータ通信を確立するプロトコルが多数存在している。そのため、ユーザデータに関しては呼制御信号と異なり、従来技術のような伝送路に限定しなくとも通信可能である。従って、図２に示すように従来の伝送路ＰＴ１，ＰＴ２（図２の実点線）以外にも、実線で示す伝送路Ｐ１〜Ｐ４を介してデータを伝送することで、データを複数の伝送路により分散して通信することが可能である。すなわち、ＣＮ １００とＵＥ １０３＿０間で通信する場合には、従来の伝送路ＰＴ１に加えて伝送路Ｐ１，Ｐ２を介してデータの送受が可能である。ただし、ＤＲＮＣ １０１＿１とＮｏｄｅＢ １０２＿１間は物理的に接続されているものとする。また、ＣＮ １００とＵＥ １０３＿１間で通信する場合には、従来の伝送路ＰＴ２に加えて伝送路Ｐ３，Ｐ４を介してデータの送受が可能である。ただし、ＳＲＮＣ １０１＿０とＮｏｄｅＢ １０２＿５間は物理的に接続されているものとする。
データを複数伝送路で分散することで、高速データ通信において各ノード当たりに必要な帯域や処理能力を周辺ノードに分散することが可能となり、ノード当たりの帯域、処理能力を低く抑えることが可能となる。また、トラヒックの集中による帯域、処理能力の急増時にも同様にして周辺ノードに分散することで帯域、処理能力の変動幅を小さく抑えることが可能である。従って、システムの安定性を向上することができると共に、利用効率すなわちコストパフォーマンスも改善することができる。
図３は複数伝送路により分散するか否かの判断方法の説明図であり、伝送経路の使用帯域が大きいほど線を太く示している。新規に呼接続が行われた場合、あるいは既存の呼の設定が変更された場合、あるいはユーザデータの通信量が増加した場合などトラヒックが変化した際、各ノードにおいてユーザデータの伝送経路を分散するかどうかを判断する。判断方法としては以下のａ）〜ｄ）が考えられる。
ａ）ＳＲＮＣ １０１＿０が自身のトラヒック状況（ユーザ数）、リソース使用状況、使用帯域の状況など）に基づいて分散の必要性を判断する。
ｂ）ＣＮ １００が伝送路のトラヒック状況（ユーザ数、リソース使用状況、使用帯域など）に基づいて分散の必要性を判断し、ＳＲＮＣ １０１＿０に対して該伝送路を介して伝送されているユーザデータの分散を要求する。または、ＣＮ １００がトラヒック状況をＳＲＮＣ １０１＿０に報告し、それを元にＳＲＮＣ １０１＿０が分散の必要性を判断する。
ｃ）ＤＲＮＣ １０１＿１がトラヒック状況（ユーザ数、リソース使用状況、使用帯域など）に基づいて分散の必要性を判断し、ＳＲＮＣ １０１＿０に対して所定伝送路のユーザデータの分散を要求する。または、ＤＲＮＣ １０１＿１がトラヒック状況をＳＲＮＣ １０１０に報告し、それを元にＳＲＮＣ １０１＿０が分散の必要性を判断する。
ｄ）ＮｏｄｅＢ １０２＿５がトラヒック状況（ユーザ数、リソース使用状況、使用帯域の状況など）に基づいて分散の必要性を判断し、ＳＲＮＣ １０１＿０あるいはＤＲＮＣ １０１＿１に対して分散を要求する。または、ＮｏｄｅＢ １０２＿５がトラヒック状況をＳＲＮＣ １０１０に報告し、それを元にＳＲＮＣ １０１＿０が分散の必要性を判断する。
ＣＮ１００、ＤＲＮＣ １０１＿１またはＮｏｄｅＢ １０２＿５からの要求方法としては、▲１▼ユーザデータを分散させる必要があることのみを指示し、ＳＲＮＣ １０１＿０でどの呼について複数伝送路により分散させるか決定する方法や、▲２▼ＣＮ、ＤＲＮＣまたはＮｏｄｅＢから分散させたい呼をＳＲＮＣ １０１＿０に指示する方法、▲３▼ＣＮ、ＤＲＮＣまたはＮｏｄｅＢから分散させたい回線（ＡＴＭならＶＰＩ／ＶＣＩなど）をＳＲＮＣ １０１＿０に指示する方法が考えられる。前記指示には分散により軽減して欲しい帯域量を含ませることもできる。
（Ｂ）第１実施例
（ａ）移動通信システムにおける全体の動作
図４〜図７は第１実施例の移動通信システムにおける全体の動作説明図である。
第１実施例では、ＳＲＮＣ １０１＿０（図４）がトラヒック状況（ユーザ数、リソース使用状況、使用帯域の状況など）に基づいて分散するか否かを判断する。すなわち、ＳＲＮＣ １０１＿０の制御部は、新規に呼接続が行われた場合、あるいは既存の呼の設定が変更された場合、あるいはユーザデータの通信量が増加した場合などによりトラヒックが変化した際、ユーザデータを複数伝送路により分散するかどうかを判断する。
上記判断により伝送路を分散する必要があれば、分散に関係するノード（ＣＮ １００、ＤＲＮＣ １０１＿１，ＵＥ １０３が在圏しているセルを収容するＮｏｄｅＢ １０２＿５）に対して、伝送経路確保要求を送信する。ＳＲＮＣ配下にないＮｏｄｅＢ １０２＿５に対して伝送経路確保要求を送信する場合は、該当ＮｏｄｅＢを収容しているＤＲＮＣ １０１＿１に対して伝送経路確保要求を送信し、該要求指示に応じてＤＲＮＣが配下のＮｏｄｅＢ １０２＿５に対して伝送経路確保要求を転送することにより行う。伝送経路確保要求の例としては、分散を希望する呼や回線（たとえばＶＰＩ／ＶＣＩ）、伝送経路特定情報（経路情報や必要帯域など）がある。
伝送経路確保要求を受信した各ノードは、ＳＲＮＣ １０１＿０からの要求内容と自ノードのリソース状況に応じてユーザデータを分散すべき伝送経路を確保し、該伝送経路上の隣接ノードとの間で新規接続手順を行う。また、既存の伝送経路の変更が必要な場合は隣接ノードとの間で設定内容の変更手順を実行する（図５参照）。
分散伝送路の確保と、設定変更手順あるいは新規接続手順が完了すれば、各ノードはＳＲＮＣ １０１＿０に対して伝送経路分散応答を返す（図６参照）。なお、ＳＲＮＣ配下にないＮｏｄｅＢ １０２＿５からの応答は、該ＮｏｄｅＢ １０２＿５を収容しているＤＲＮＣ １０１＿１に対して応答を返し、ＤＲＮＣ １０１＿１がＳＲＮＣ １０１＿０に対して応答を返すことにより行う。
ＳＲＮＣ １０１＿０は、他ノードからの伝送経路分散応答により、伝送経路の確保および設定変更手順あるいは新規接続手順が終了したことを確認すれば、ＵＥ １０３に対して伝送路が分散されたことによる通知（伝送状態変更通知）すると共に、ＣＮ １００に対してユーザデータの分散伝送開始を指示する（図７参照）。
以上により、従来の伝送路ＰＴ１に対して新伝送路Ｐ１が設定され、指定されたユーザデータはＣＮ １００から伝送路ＰＴ１，Ｐ１に分散されてＮｏｄｅＢ １０２＿５に送られ、ＮｏｄｅＢ １０２＿５は無線で該ユーザデータをＵＥ １０３に送信する。
以上の第１実施例ではＣＮ １００で２つの伝送路ＰＴ１，Ｐ１に分散しているが、ＳＲＮＣ １０１＿０とＤＲＮＣ １０１＿５間のトラヒックをも考慮して、図８に示すようにこれらの間のユーザデータを同時に分散させることもできる。図８における分散経路の例としては、ＣＮ １００からＤＲＮＣ １０１＿１を経由する経路Ｐ１、ＳＲＮＣ １０１＿０からＤＲＮＣ １０１＿５配下のＮｏｄｅＢ １０２＿５へ直接接続する経路Ｐ２等がある。ユーザデータを経路Ｐ２に分散させるには、物理的にＳＲＮＣ １０１＿０とＮｏｄｅＢ １０２＿５間を接続するリンクが必要である。
（ｂ）ＳＲＮＣ １０１＿０の分散処理
図９は第１実施例におけるＳＲＮＣ １０１＿０の分散処理フローである。
ＳＲＮＣ １０１＿０はトラヒックが変化したか監視し（ステップ１０１）、変化すれば、ユーザデータを複数伝送路により分散するかどうかを判断する（ステップ１０２）。
複数伝送路により分散する必要があれば、分散する回線（たとえばＶＰＩ／ＶＣＩ）又は呼（ユーザ）を決定すると共に、分散すべき帯域を計算する（ステップ１０３）。ついで、分散に関係するノード（ＣＮ １００、ＤＲＮＣ １０１＿１，ＵＥ １０３が在圏しているセルを収容するＮｏｄｅＢ １０２＿５）に対して、伝送経路確保要求を送信する（ステップ１０４）。伝送経路確保要求は、分散を希望する呼あるいは回線（ＶＰＩ／ＶＣＩ）、伝送経路特定情報（経路情報や必要帯域など）が含まれている。
ついで、ＳＲＮＣ １０１＿０は、新規伝送経路の設立が必要な場合には伝送経路上の隣接ノードとの間で新規接続手順を行い、また、既存の伝送経路の変更が必要な場合は隣接ノードとの間で設定内容の変更手順を実行する（ステップ１０５）。
しかる後、各ノードから伝送経路分散応答を受信したかチェックする（ステップ１０６）。全ノードから伝送経路分散応答を受信すれば、ＵＥ １０３に対して伝送路が分散されたことによる通知（伝送状態変更通知）すると共に（ステップ１０７）、ＣＮ １００に対してユーザデータの分散伝送開始を指示する（ステップ１０８）。そして、最後に、帯域、ユーザ数（呼数）、リソース使用状況などを更新し（ステップ１０９）、分散伝送を行う（ステップ１１０）。
（ｃ）ＣＮ １００の分散処理
図１０はＣＮ １００の分散処理フローである。
ＣＮ １００はＳＲＮＣ １０１＿０から伝送経路確保要求を受信したか監視する（ステップ２０１）。伝送経路確保要求を受信すれば、該伝送経路確保要求に含まれる情報を参照して新規伝送経路の設立が必要な場合には伝送経路上の隣接ノードとの間で新規接続手順を行い、また、既存の伝送経路の変更が必要な場合は隣接ノードとの間で設定内容の変更手順を実行する（ステップ２０２）。
そして、新規接続手順や設定内容の変更手順が終了すれば、伝送経路分散応答をＳＲＮＣ １０１＿０へ送信し（ステップ２０３）、ＳＲＮＣ １０１＿０からの分散伝送開始指示を待つ（ステップ２０４）。分散伝送開始指示を受信すれば、帯域、ユーザ数、リソース使用状況などを更新し（ステップ２０５）、しかる後、分散伝送を開始する（ステップ２０６）。
尚、その他のノード（ＤＲＮＣ、ＮｏｄｅＢ）の分散処理は図１０の処理フローと同様に行うことができる。ただし、ステップ２０４は必ずしも必要でない。
（ｄ）各ノードの構成
図１１は本発明の移動通信システムにおける各ノード（ＣＮ，ＳＮＲＣ，ＤＲＮＣ）のブロック構成図、図１２はＮｏｄｅＢのブロック構成図である。
図１１において、各ノード（ＣＮ，ＳＮＲＣ，ＤＲＮＣ）における回線終端部１１は回線終端処理を行うと共に、受信信号をユーザデータと制御信号に分離し、かつ、ユーザデータと制御信号を多重する機能を有している。シグナリング終端部１２は他ノードから受信した制御信号を終端して制御部１３に通知すると共に、制御部１３から受信した他ノード向けの制御信号を回線終端部１１に入力する。
データ終端部１４は他ノードからのユーザデータ及び他ノード向けのユーザデータを終端すると共に、制御部１３からの指示に基づきユーザデータの各伝送路への転送を行う。又、データ終端部１４は、測定部２１、ＡＲＱ部２２、トラヒック状況管理部２３等を備えている。測定部２１はユーザデータのトラヒック／帯域などを測定して制御部１３に報告する。ＡＲＱ部２２は経路別にデータストリームをＡＲＱ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｒｅｐｅａｔ Ｒｅｑｕｅｓｔ：再送制御）プロトコルで終端する。トラヒック状況管理部２３は現状の自ノードのトラヒック状況（使用帯域、呼数すなわちユーザ数、リソース使用状況など）を管理する。
制御部１３は、測定部２１からの測定結果に基づいて、他ノードに対して伝送経路の分散を指示／要求すべきかどうかを判断し、シグナリング終端部１２に対して制御信号の送信を指示する。逆に他ノードからの制御信号をシグナリング終端部１２から受信して、内容に従って伝送路の確保／分散制御を実施する。ＳＲＮＣ １０１＿０の場合には、ＣＮ １００及びＵＥ １０３に対して伝送路の分散に伴うユーザデータの送信方式の変更を通知する。
ＮｏｄｅＢは図１２に示すように、無線送受信部１５を備えている点を除けば、図１１と同様の構成を備えている。無線送受信部１５は、所定の拡散コードで送信データを拡散し、しかる後、直交変調、周波数変換、高周波増幅して送信する送信部３１、受信無線信号を周波数変換語直交検波してベースバンド信号に変換し、ついで、逆拡散コードで逆拡散してデータを復調する受信部３２を有している。
（ｅ）ＡＴＭセルのＡＡＬｔｙｐｅ２のフォーマット
図１３は有線区間のノード間で送受されるＡＴＭセルのＡＡＬｔｙｐｅ２のフォーマット説明図である。ＡＡＬｔｙｐｅ２形式の５３バイトのセルは、標準セルヘッダ（ＡＴＭセルヘッダ）１と標準セルペイロード２で構成され、標準セルペイロード２には、１バイトのスタートフィールドＳＴＦと１以上のショートセルＣＰＳ１，ＣＰＳ２がマッピングされる。
スタートフィールドＳＴＦは、（１）最初のショートセル先頭位置を示すポインタ（オフセット値）が格納されるオフセットフィールドＯＦＳ、（２）１ビットシーケンス番号を記憶するフィールドＳＮ、（３）パリティフィールドＰで構成される。
ショートセルＣＰＳ１，２は、固定長のショートセルヘッダと可変長のショートセルペイロードで構成され、ショートセルヘッダには、（１）ショートセルコネクションを識別するためのＣＩＤ（ショートセルコネクション識別子）、（２）ショートセルのペイロード長を示す長さ表示（ＬＩ：Ｌｅｎｇｔｈ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）、（３）上位側ユーザ・ユーザ識別子ＵＵＩ（２ビット）、（４）下位側のユーザ・ユーザ識別子ＵＵＩ（３ビット）、（５）ヘッダ誤り制御データが埋め込まれる。又、ショートセルペイロードには、１つの呼情報（制御情報及びユーザデータ）が埋め込まれる。従って、１つのＡＡＬｔｙｐｅ２のセルにより複数のショートセルをマッピングすることにより複数の呼（チャネル）情報を伝送することができる。
（ｆ）変形例
第１実施例では、２つのＲＮＣを含む移動通信システムを説明したが、当然本発明はより多数のＲＮＣを含むシステムにも適用することができる。
又、第１実施例に従って複数伝送路を介してユーザデータを分散させて通信している状態において、トラヒック状況を監視し、トラヒック状況に基づいて分散伝送路の追加及び削除を行うように構成することもできる。
又、第１実施例に従って複数伝送路によるユーザデータの分散を行ったものの、分散の効果が満足できないと判断した場合、ＳＲＮＣ １０１＿０は別の呼や回線を選択して再度同様のシーケンスにより伝送路の分散を繰り返し実施するように構成することもできる。再度伝送路分散を行うべか否かの判定は、ＳＲＮＣ １０１＿０内で、相手側ノードから指示された削減すべき帯域量と実際に分散した帯域最を比較することで行う方法や、伝送路の分散後に各ノードにトラヒック状況の測定を依頼し相手側ノードからの報告値を元に判断する方法などが考えられる。
（ｃ）第２実施例
第２実施例は、ＳＲＮＣ以外のノード（ＣＮ、ＤＲＮＣ，ＵＥが在圏しているセルを収容するＮｏｄｅＢ）が分散するか否かを判断し、分散する場合にはＳＲＮＣに要求する実施例である。
図１４は第２実施例におけるＳＲＮＣ １０１＿０以外のノードの処理フローである。
図３において、ＳＲＮＣ １０１＿０以外の他ノード（ＣＮ１００、ＤＲＮＣ １０１＿１，ＮｏｄｅＢ １０２＿５）はトラヒックが変化したか監視し（ステップ３０１）、変化すれば、ユーザデータの伝送路を分散するかどうかを判断する（ステップ３０２）。
伝送路を分散する必要があれば、分散する回線（例えばＶＰＩ／ＶＣＩ）又は呼を指示するか判断する（ステップ３０３）。分散する回線又は呼を指示する場合には、これらを決定し（ステップ３０４）、ＳＲＮＣ １０１＿０に分散を要求する制御信号（伝送経路分散要求）を送信する（ステップ３０５）。この伝送経路分散要求には、分散したい回線又は呼が含まれている。また、分散したい帯域量を自ノードで測定したトラヒック状況と自ノードのリソースに基づいて計算し、該帯域を伝送経路分散要求に含ませることもできる。
ステップ３０３において、分散する回線又は呼を指示する必要がなければ、直ちに伝送経路分散要求をＳＲＮＣ １０１＿０に送信する（ステップ３０５）。
図１５は第２実施例におけるＳＲＮＣ １０１＿０の処理フローである。
ＳＲＮＣ １０１＿０は他ノードから伝送経路分散要求を受信したか監視し（ステップ４０１）、受信すれば、分散する回線又は呼が指示されたかチェックし（ステップ４０２）、指示されていれば、図９のステップ１０４以降の処理を行って指示された回線又は呼について複数伝送路による分散を行う（ステップ４０３）。
一方、ステップ４０２において、分散する回線又は呼が指示されていなければ、図９のステップ１０３以降の処理を行って、分散する回線又は呼を決定すると共に分散する帯域量を決定し、該決定した回線又は呼について複数伝送路による分散を行う（ステップ４０４）。
第２実施例に従って複数伝送路によるユーザデータの分散を行ったものの、分散の効果が満足できないと判断した場合、他ノードはＳＲＮＣ １０１＿０に対して再度ユーザデータの分散を要求するように構成することもできる。
（Ｄ）再送制御
ＣＮ１００からのユーザデータは複数の伝送路ＰＴ１，Ｐ１，Ｐ２（図８参照）に分散され、それぞれ伝送されてＮｏｄｅＢ １０２＿５に到り、該ＮｏｄｅＢ １０２＿５より無線でＵＥ １０３に送信される。無線区間上でのデータの損失を解決するために周知の再送制御プロトコルを用いて送受信が行われる。
第３実施例はユーザデータを分散して伝送する場合の再送制御方法である。
分散伝送の場合、再送制御プロトコルでユーザデータを終端する方法として、以下の（ａ），（ｂ）の２つの方法を提案する。
（ａ）第１の方法は、図１６に示すように経路ＰＴ１，Ｐ１，Ｐ２毎に別データストリームとして扱う。具体的には、経路上の各ＲＮＣ（ＳＲＮＣ １０１＿０，ＤＲＮＣ １０１ １）においてデータストリーム別に再送制御プロトコルＡＲＱ１〜ＡＲＱ３を持たせ，ＵＥ １０３には全データストリームのプロトコルＡＲＱ１〜ＡＲＱ３を持たせ、ＵＥ １０３との間で各データストリーム別に再送制御を行いながら通信を行う。
（ｂ）第２の方法は、図１７に示すように全経路ＰＴ１，Ｐ１，Ｐ２を合わせて１つのデータストリームとして扱う。具体的には、各経路上のＲＮＣ １０１＿０，１０１＿１は相手ノードへのデータの転送のみを行う。、また、ＮｏｄｅＢ １０２＿５およびＵＥ １０３に１つの再送制御プロトコルＡＲＱを持たせる。
ＮｏｄｅＢ １０２＿５は各経路ＰＴ１，Ｐ１，Ｐ２からそれぞれ受信した同一ユーザ宛のデータを１つのデータストリームに多重し、再送制御プロトコルに従ってＵＥ １０３へ送信する。逆に、ＮｏｄｅＢ １０２＿５は再送制御プロトコルに従ってＵＥ １０３から１つのデータストリームとしてデータを受信し、しかる後、各経路ＰＴ１，Ｐ１，Ｐ２に分散して送信する。この場合、ＵＥ １０３から見ればユーザデータを複数伝送経路に分散する前と同じく１プロトコルとのみ対向しているので、ユーザデータが分散されたことによる設定変更は不必要である。
以上、本発明によれば、コアネットワークと無線基地局間のトラヒックが増大した時、複数の伝送路を用いてユーザデータを分散して伝送することにより、システムの安定性を維持すると共に、システム全体の利用効率を向上し、コストパフォーマンスを上昇することができる。又、本発明によれば、ユーザデータと呼制御信号を分離し、ユーザデータについて分散処理し、呼制御信号についてはＳＲＮＣで終端するようにしているため、分数処理を行えると共に、正しい呼制御ができる。
又、本発明によれば、トラヒックが集中している伝送路あるいはノードのトラヒックを軽減し、軽減した分をトラヒックが集中していない伝送路あるいはノードに振り分けて通信を継続することができる。
又、本発明によれば、複数の伝送路により分散してユーザデータを伝送する場合であっても、再送制御を行え、正確なデータ送受ができる。

Claims (20)

1. 複数の無線網制御装置と、それぞれの無線網制御装置に接続される複数の無線基地局を備え、上位網と移動機との間で前記無線網制御装置と無線基地局とを介してユーザデータを送受する移動通信システムにおけるデータ分散方法において、
   移動機と無線信号の送受を行っている基地局と上位網との間に、１以上の無線網制御装置を通過する複数の伝送路を設定し、
   上位網と移動機との間でユーザデータを送信する際、前記ユーザデータを前記複数の伝送路を経由させてユーザデータを分散させる、
   ことを特徴とするデータ分散方法。
2. 前記上位網から前記移動機を制御する無線網制御装置を通過して該移動機と無線信号の送受を行っている前記基地局に到る第１の伝送路を使用してユーザデータの送受信を行うと共に、該第１伝送路におけるトラヒック状況を監視し
   トラヒックが増大した時、前記第１伝送路とは別の１以上の伝送路と該第１伝送路とに前記ユーザデータを分散する、
   ことを特徴とする請求項１記載のデータ分散方法。
3. 複数の伝送路を介してユーザデータを分散させて通信している状態において、トラヒック状況を監視し、トラヒック状況に基づいて分散伝送路の追加及び削除を行う、
   ことを特徴とする請求項１記載のデータ分散方法。
4. 無線網制御装置においてトラヒック状況を監視し、
   トラヒック状況に基づいて該無線網制御装置が制御している呼又は回線のユーザデータを複数伝送路で分散するか否かを判断し、
   分散する場合には、前記上位網、他無線網制御装置、前記基地局に対して前記ユーザデータの分散に関して指示する、
   ことを特徴とする請求項１又は２記載のデータ分散方法。
5. 伝送路上の１つの無線網制御装置において該伝送路のトラヒック状況を監視し、
   該トラヒック状況に基づいて、該無線網制御装置は該伝送路上の呼を制御する他の無線網制御装置に対してユーザデータの複数伝送路による分散を要求し、
   要求された無線網制御装置は該ユーザーデータを複数伝送路に分散するよう制御する、
   ことを特徴とする請求項１又は２記載のデータ分散方法。
6. 伝送路上の前記基地局において該伝送路のトラヒック状況を監視し、
   該トラヒックに基づいて、該基地局は該伝送路上の呼を制御する無線網制御装置に対してユーザデータの複数伝送路による分散を要求する、
   ことを特徴とする請求項１又は２記載のデータ分散方法。
7. 上位網において伝送路のトラヒック状況を監視し、
   該トラヒックに基づいて、該上位局は該伝送路上の呼を制御する無線網制御装置に対してユーザデータの複数伝送路による分散を要求する、
   ことを特徴とする請求項１又は２記載のデータ分散方法。
8. ユーザデータの伝送路の分散効果が十分でない場合、前記呼を制御している無線網制御装置は、別の呼又は回線のユーザデータに対して、再度ユーザデータの複数伝送路による分散を行うか否かを判断し、分散を行う場合には上位網、他無線網制御装置、無線基地局に対してユーザデータの複数伝送路による分散を指示する、
   ことを特徴とする請求項４記載のデータ分散方法。
9. ユーザデータの複数伝送路による分散の効果が十分でない場合、前記伝送路上の呼を制御する無線網制御装置に対して再度ユーザデータの分散を要求する、
   ことを特徴とする請求項５又は６又は７記載のデータ分散方法。
10. ユーザデータの複数伝送路による分散を要求する際、分散を希望する呼を要求元ノードにおいて選択し、該呼を制御している無線網制御装置に通知する、
    ことを特徴とする請求項５又は６又は７記載のデータ分散方法。
11. 前記ユーザデータの複数伝送路による分散を要求する際、要求元ノードは分散して欲しい帯域量を計算し、該帯域量を前記分散要求に含ませて通知する、
    ことを特徴とする請求項１０記載のデータ分散方法。
12. ユーザデータの複数伝送路による分散を要求する際、分散を希望する回線を要求元ノードにおいて選択し、
    該回線を前記伝送路上の呼を制御する無線網制御装置に通知し、
    該無線網制御装置が該回線に含まれる複数の呼のうち分散を行う呼を選択する、
    ことを特徴とする請求項５又は６又は７記載のデータ分散方法。
13. 前記ユーザデータの複数伝送路による分散を要求する際、要求元ノードは分散して欲しい帯域量を計算し、該帯域量を前記分散要求に含ませて通知する、
    ことを特徴とする請求項１２記載のデータ分散方法。
14. ユーザデータの複数伝送路による分散を要求する際、分散を希望するか否かのみを前記伝送路上の呼を制御する無線網制御装置に報知し、報知された無線網制御装置にてユーザデータの分散を行う呼を選択する、
    ことを特徴とする請求項５又は６又は７記載のデータ分散方法。
15. 前記ユーザデータの複数伝送路による分散を要求する際、要求元ノードは分散して欲しい帯域量を計算し、該帯域量を前記分散要求に含ませて通知する、
    ことを特徴とする請求項１４記載のデータ分散方法。
16. 上位網から複数の伝送路を介して送受信されるユーザデータを、各伝送路上の無線網制御装置において伝送路別に再送制御プロトコルで終端し、移動機においては複数の再送制御プロトコルのそれぞれで伝送路別に終端し、
    伝送路毎に別々のデータストリームとして送受信を行う、
    ことを特徴とする請求項１記載のデータ分散方法。
17. 上位網から複数の伝送路を介して分散して送信されるユーザデータを無線基地局において多重して一つの再送制御プロトコルで終端し、
    移動機においても一つの再送制御プロトコルで終端し、
    全ての伝送経路を合わせて一つのデータストリームとして通信を行い、
    移動機から受信したユーザデータは無線基地局において再送制御プロトコルで終端し、複数の伝送経路に分散して送信する、
    ことを特徴とする請求項１記載のデータ分散方法。
18. 複数の無線網制御装置と、それぞれの無線網制御装置に接続される多数の無線基地局を備え、上位網と移動機との間で前記無線網制御装置と無線基地局とを介してユーザデータを送受する移動通信システムにおいて、
    移動機と無線信号の送受を行っている基地局と上位網との間に、１以上の無線網制御装置を通る複数の伝送路を設定する手段、
    前記上位網から前記移動機を制御する無線網制御装置を通って前記基地局に到る伝送路におけるトラヒック状況を監視するトラヒック監視手段、
    トラヒックが増大した時、前記ユーザデータを前記複数の伝送路を経由させてユーザデータを分散させる手段、
    を有することを特徴とする移動通信システム。
19. 移動機と無線通信を行う複数の無線基地局と、該無線基地局と接続された複数の無線網制御装置と、該無線網制御装置と接続された上位網とを備えた移動通信システムにおいて、
    ユーザデータと呼制御信号を分離する分離手段と、
    分離された該呼制御信号については、通信開始時に移動機に関する制御を担当することとなった無線網制御装置を介して伝送し、分離された該ユーザデータについては、通信開始時に移動機に関する制御を担当することとなった無線網制御装置とは異なる無線網制御装置を介して伝送可能な伝送手段と、
    を備えたことを特徴とする移動通信システム。
20. 移動機と無線通信を行う複数の無線基地局と、該無線基地局と接続された複数の無線網制御装置と、該無線網制御装置と接続された上位網とを備えた移動通信システムにおける無線網制御装置において、
    ユーザデータと呼制御信号を分離する分離手段と、
    分離された該呼制御信号については、通信開始時に移動機に関する制御を担当することとなった他の無線網制御装置に対して伝送し、分離された該ユーザデータについては、該他の無線網制御装置を介さずに上位網へ伝送可能な伝送手段と、
    を備えたことを特徴とする無線網制御装置。

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