KR100860042B1

KR100860042B1 - 이동 통신 시스템 및 상기 시스템에 있어서의 데이터 분산방법

Info

Publication number: KR100860042B1
Application number: KR1020077017317A
Authority: KR
Inventors: 데츠오 도미타; 도시유키 요코사카; 아키라 후지시마
Original assignee: 후지쯔 가부시끼가이샤
Priority date: 2007-07-27
Filing date: 2003-04-11
Publication date: 2008-09-25
Also published as: KR20070087225A

Abstract

복수의 무선망 제어 장치와, 각각의 무선망 제어 장치에 접속되는 복수의 무선 기지국을 구비하고, 무선망 제어 장치와 기지국을 통해 상위망과 이동기 사이에서 사용자 데이터를 송수신하는 이동 통신 시스템에 있어서, 이동기와 무선 신호의 송수신을 행하고 있는 기지국과 상위망 사이에 하나 이상의 무선망 제어 장치를 통과하는 복수의 전송로를 설정하고, 상위망으로부터 무선망 제어 장치를 경유해서 기지국에 이르는 하나의 전송로를 사용하여 데이터를 송수신하고 있을 때 상기 전송로에서의 트래픽 상황을 감시하여, 트래픽이 증대되었을 때 사용자 데이터를 복수의 전송로를 경유시켜서 사용자 데이터를 분산시킨다.

Description

이동 통신 시스템 및 상기 시스템에 있어서의 데이터 분산 방법{MOBILE COMMUNICATION SYSTEM AND DATA DISTRIBUTION METHOD IN THE SYSTEM}

본 발명은 이동 통신 시스템 및 상기 시스템에 있어서의 데이터 분산 방법에 관한 것으로, 특히 복수의 무선망 제어 장치(RNC)와, 각각의 무선망 제어 장치에 접속되는 다수의 무선 기지국(NodeB)을 구비하여, 상위망(CN)과 이동기(UE) 사이에서 상기 무선망 제어 장치와 무선 기지국을 통해 사용자 데이터를 송수신하는 이동 통신 시스템 및 상기 시스템에 있어서의 데이터 분산 방법에 관한 것이다.

최근, CDMA(Code Division Multiple Access) 통신 시스템의 실용화가 급속히 진행되고 있다. 현재의 주된 서비스인 음성이나 정지 화상뿐만 아니라, 동화상 등의 큰 데이터를 송수신하기 위한 광대역의 CDMA 시스템(W-CDMA: Wideband-CDMA)의 상용 서비스도 이미 시작되고 있다. 이들 사양은 제3세대 이동 통신 시스템의 표준화 단체인 3GPP(3rd Generation Partnership Project)에서 제정된 것으로, 현재보다도 고품질의 서비스를 실현할 수 있는 시스템을 목표로 하여 여러 가지 사양이 계속해서 검토·추가되고 있다.

도 18은 현재의 3GPP 사양의 W-CDMA 시스템의 개요 구성도이다. 시스템은 상위망(CN: Core Network)(100), 무선망 제어 장치(RNC: Radio Network Controller)(101_0∼101_n), 무선 기지국(NodeB)(102_0∼102_n) 및 이동기(UE: User Equipment)(103)의 4 종류의 노드로 구성되어 있다. 각 노드(100, 101_0∼101_n, 102_0∼102_n)는 ATM(Asynchronous Transfer Mode) 전송로나 IP(Internet Protocol) 전송로 등으로 물리적으로 접속되어 있다(유선 구간). 무선 기지국(102_0∼102_n)과 이동기(103)는 무선 신호에 의해서 접속되어 있다(무선 구간). Iu는 무선망 제어 장치(101_0∼101_n)와 코어 네트워크(100) 사이의 인터페이스, Iur은 무선망 제어 장치(101_0∼101_n) 사이의 인터페이스, Iub는 무선망 제어 장치(101_0∼101_n)와 무선 기지국(102_0∼102_n) 사이의 인터페이스, Uu는 무선 기지국(102_0∼102_n)과 이동기(103) 사이의 인터페이스이다.

도 19는 통신시의 사용자 데이터의 흐름을 도시하는 설명도이다. 사용자 데이터는 교환기, 서버나 데이터 베이스 등을 수용하고 있는 CN(100)에서부터 Iu 회선을 경유하여 UE(103_0, 103_1)를 제어하는 RNC(SRNC: Serving RNC)(101_0)에 송신된다. UE가 SRNC(101_0) 지배하의 셀(104_1)에 속하고 있는 경우에는[UE(103_0)인 경우], 사용자 데이터는 SRNC(101_0)에서부터 Iub 회선을 경유하여 상기 셀을 수용하고 있는 NodeB(102_1)에 송신되며, Uu 인터페이스를 통해 UE(103_0)에 송신된다(도면 중의 굵은 실선). 한편, UE가 이동에 의해 SRNC(101_0) 이외의 RNC(DRNC: Drift RNC)(101_1) 지배하의 셀(104_5)에 속하고 있는 경우에는[UE(103_1)의 경우], 사용자 데이터는 SRNC(101_0)로부터 Iur 회선을 경유하여 DRNC(101_1)에 송신되고, DRNC(101_1)로부터 Iub 회선을 경유하여 상기 셀을 수용하고 있는 NodeB(102_5)에 송신되며, Uu 인터페이스를 통해 UE(103_1)에 송신된다(도면에서 굵은 점선). 한편, 이동하더라도 UE(103_1)를 제어하는 RNC는 SRNC인 것으로 한다.

현재, 차세대 통신 기술로서 활발히 다뤄지고 있는 HSDPA(High Speed Data Packet Access) 등의 고속 데이터 통신에서는 사용자 데이터의 양이 대폭 증가한다. 이에 따라, 인터페이스(Iu, Iur, Iub) 등의 전송로에 있어서 필요하게 되는 대역이 대폭 넓어지는 동시에, 각 노드에 있어서의 수용 능력이나 처리 능력도 대폭 향상시킬 필요가 있다.

또한, 이동 통신 시스템에서는 시간대나 장소 등에 따라서 사용 상황(트래픽)이 변동하여 일정하지 않다. 트래픽이 치우친 경우에는, 치우쳐 있지 않은 상태에 비해서 트래픽이 집중하는 곳에서는 보다 큰 대역 및 처리 능력이 필요하게 된다.

이러한 데이터 통신의 고속화에 의한 대역·처리 능력의 대폭 증가와 트래픽의 치우침에 의한 대역·처리 능력의 대폭 증가가 겹치면 시스템에 대한 부하가 급격히 변동하게 되어, 시스템의 불안정성으로 이어지는 동시에, 시스템 전체의 이용 효율이 저하되어 비용 성능이 매우 나빠진다. 도 20은 트래픽 변동에 의한 시스템으로의 영향 설명도이며, 각 전송로의 사용 대역을 전송로의 굵기로 나타내고 있다. 도면에서는 SRNC(101_0)에 트래픽이 집중하여, 상기 SRNC(101_0)에 남아 있는 잉여 대역이 적어져서 처리 능력이 부족하지만, DRNC(101_1)에서는 트래픽이 과소(過疎)하여 잉여 대역은 많고 처리 능력은 충분하다.

이러한 경우, 큰 부하 변동에 대응할 수 있도록 대역·처리 능력에 여유를 갖게 하여 설계한다고 하는 생각이 있지만, 회로 규모, 시스템 규모, 개발 비용 등이 방대하게 될 것이 예상되어, 비용 성능이 매우 나빠진다. 이 때문에, 트래픽이 집중했을 때 그 트래픽을 분산하도록 한 종래 기술이 있다(특허 문헌 1∼5). 특허 문헌 1에서는, 복수의 무선 기지국으로 구성되는 이동 통신 시스템에 있어서, 이동체 전화 교환국이 전체 무선 기지국의 사용 통화 채널수와 각 무선 기지국의 사용 통화 채널수로부터 각 무선 기지국의 통화 채널 사용율을 계산하여, 소정의 무선 기지국의 통화 채널 사용율이 임계치 이상으로 되었을 때 상기 무선 기지국의 무선 송신 출력을 저하시켜서 트래픽을 감소시킨다. 특허 문헌 2에서는, 핸드오버일 때에 있어서의 이동처의 무선 기지국의 통화 채널 사용율이 임계치 이상일 때 상기 무선 기지국으로의 핸드오버를 제한한다. 특허 문헌 3에서는, 무선 기지국 자신이 트래픽 집중 상태를 감시하여, 트래픽 집중을 검출했을 때 제어 채널 신호 레벨을 내려 통신 영역을 축소하여 트래픽을 내린다. 특허 문헌 4에서는, 다른 중계국에 속하는 단국(端局) 사이의 통신을 하나의 교환국을 통해 행하는 디지털 이동 통신 시스템에 있어서 중계국과 교환국 사이에서 송수신되는 제어 신호가 특정 제어 회선에 집중하지 않고 트래픽의 부하 분산을 행한다. 특허 문헌 5에서는, 트래픽 밀도가 낮은 영역(subarea)을 통합하여 하나의 무선 영역으로 하고, 각 서브 영역의 발착호 통신을 하나의 기지국 장치에서 행함으로써 공중 디지털망과의 사이를 접속하는 회선의 이용 효율을 향상시킨다.

그러나, 어느 종래 기술도 코어 네트워크와 소정 무선 기지국 사이에서 송수신되는 사용자 데이터를 전송로의 트래픽을 고려하여, 상기 코어 네트워크와 소정 무선 기지국 사이의 복수의 전송로로 분산하는 것은 아니다. 또한, 어느 종래 기술도 트래픽이 집중하고 있는 전송로 또는 노드의 트래픽을 경감하여, 경감한 만큼을 트래픽이 집중하지 않는 전송로 또는 노드로 분류하여 통신을 계속하는 것은 아니다. 또한, 어느 종래 기술도 사용자 데이터량을 트래픽으로서 간주하여 트래픽의 분산을 도모하는 것은 아니다.

특허 문헌 1 : 일본 특허 공개 평5-63635호 공보

특허 문헌 2 : 일본 특허 공개 평6-164477호 공보

특허 문헌 3 : 일본 특허 공개 평9-163435호 공보

특허 문헌 4 : 일본 특허 공개 평8-205235호 공보

특허 문헌 5 : 일본 특허 공개 평8-307930호 공보

본 발명의 목적은 코어 네트워크와 무선 기지국 사이의 트래픽이 증대했을 때, 복수의 전송로를 이용하여 사용자 데이터를 분산하여 전송함으로써, 시스템의 안정성을 유지하는 동시에, 시스템 전체의 이용 효율을 향상시켜서 비용 성능을 상승시키는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 트래픽이 집중하고 있는 전송로 또는 노드의 트래픽을 경감하여, 경감된 만큼을 트래픽이 집중하지 않는 전송로 또는 노드에 배당하여 통신을 계속할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 복수의 전송로에 의해 분산하여 사용자 데이터를 전송하는 경우라도 재송 제어를 가능하게 하는 것이다.

제1 발명은 복수의 무선망 제어 장치와, 각각의 무선망 제어 장치에 접속되는 복수의 무선 기지국을 구비하고, 무선망 제어 장치와 무선 기지국을 통해 상위망과 이동기 사이에서 사용자 데이터를 송수신하는 이동 통신 시스템 및 상기 시스템에 있어서의 데이터 분산 방법이다. 이 제1 발명에서는, 이동기와 무선 신호의 송수신을 행하고 있는 기지국과 상위망 사이에 하나 이상의 무선망 제어 장치를 지나는 복수의 전송로를 설정하여, 상위망으로부터 무선망 제어 장치를 통과하여 기지국에 이르는 하나의 전송로를 사용하여 데이터를 송수신하고 있을 때 상기 전송로에 있어서의 트래픽 상황을 감시하고, 트래픽이 증대되었을 때 사용자 데이터를 복수의 전송로를 경유시켜서 사용자 데이터를 분산시킨다. 이와 같이 함으로써, 시스템의 안정성을 유지할 수 있으며, 더구나, 시스템 전체의 이용 효율을 향상시킬 수 있고, 비용 성능을 상승시킬 수 있다. 한편, 사용자 데이터와 호 제어 신호를 분리하는 분리 수단을 설치하여, 사용자 데이터에 대해서 분산 처리한다.

제2 발명에 있어서, 요구원 노드는 트래픽이 증대되어 사용자 데이터를 복수의 전송로에서 분산 전송하도록 요구할 때 분산을 희망하는 호를 선택하여, 이 호를 제어하고 있는 무선망 제어 장치에 분산을 요구한다. 이 경우, 요구원 노드는 분산하기를 원하는 전송로의 대역량을 분산 요구에 포함시켜 무선망 제어 장치에 통지하고, 무선망 제어 장치는 통지된 대역량의 사용자 데이터를 다른 전송로로 분산 전송하도록 제어한다. 이상과 같이 하면, 트래픽이 집중하고 있는 전송로 또는 노드의 트래픽을 경감하여, 경감된 만큼을 트래픽이 집중하지 않는 전송로 또는 노드에 배당하여 통신을 계속할 수 있게 된다.

제3 발명에 있어서, 복수의 전송로를 사용하여 사용자 데이터를 분산하여 전송하고 있을 때, 각 전송로 상의 무선망 제어 장치는 전송로 별로 재송 제어 프로토콜로 사용자 데이터를 종단하고, 또한, 이동기는 전송로마다 재송 제어 프로토콜로 종단한다. 이와 같이 하면, 전송로마다 별도의 데이터 스트림으로서 송수신을 행하여, 재송 제어할 수 있다.

또한, 다음과 같이 재송 제어할 수도 있다. 무선 기지국은 전체 경로의 사용자 데이터를 다중하여 하나의 재송 제어 프로토콜로 사용자 데이터를 종단하고, 이동기에 있어서도 하나의 재송 제어 프로토콜로 종단하여, 전체 전송로를 합쳐서 하나의 데이터 스트림으로서 통신을 행한다. 이동기로부터 수신된 사용자 데이터는 무선 기지국에 있어서 재송 제어 프로토콜로 종단하여, 복수의 전송 경로로 분산하여 송신한다. 이와 같이 하면, 복수의 전송로를 통합하여 재송 제어를 행할 수 있다.

본 발명에 따르면, 코어 네트워크와 무선 기지국 사이의 트래픽이 증대되었을 때, 복수의 전송로를 이용하여 사용자 데이터를 분산하여 전송함으로써, 시스템의 안정성을 유지하는 동시에, 시스템 전체의 이용 효율을 향상시켜서 비용 성능을 상승시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 사용자 데이터와 호 제어 신호를 분리하여, 사용자 데이터에 대해서 분산 처리하고, 호 제어 신호에 대해서는 SRNC에서 종단하도록 하고 있기 때문에, 분산 처리를 행할 수 있는 동시에, 올바른 호 제어가 가능하다.

또한, 본 발명에 따르면, 트래픽이 집중하고 있는 전송로 또는 노드의 트래픽을 경감하여, 경감된 만큼을 트래픽이 집중하지 않는 전송로 또는 노드에 배당하여 통신을 계속할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 복수의 전송로에 의해 분산하여 사용자 데이터를 전송하는 경우라도 재송 제어를 행할 수 있어, 정확한 데이터 송수신을 할 수 있다.

(A) 본 발명의 개략

CN과 UE 사이에서 교환되는 신호는 호 제어 신호와 사용자 데이터로 나뉜다. 이 중 호 제어 신호에 대해서는 SRNC에서 종단되기 때문에, 전송로로서는 종래 기술과 같이 상기 SRNC를 경유하는 전송로가 되지 않을 수가 없다. 즉, 도 1에 도시한 바와 같이, 통신을 시작할 때 UE가 SRNC(101_0) 지배하의 셀(104_1)에 속해 있는 경우[UE(103_0)인 경우]에는 내림 호 제어 신호는 SRNC(101_0)로부터 Iub 회선을 경유하여 상기 셀(104_1)을 수용하고 있는 NodeB(102_1)에 송신되고(굵은 실선 참조), 그 이후에 Uu 인터페이스를 통해 UE(103_0)에 송신된다. 또한, 오름 호 제어 신호는 반대로 Uu 인터페이스를 통해 NodeB(102_1)에 송신되어, Iub 회선을 경유하여 SRNC(101_0)에 송신된다.

또한, UE가 통신중 이동하여 SRNC(101_0) 이외의 RNC(DRNC: Drift RNC)(101_1) 지배하의 셀(104_5)에 속해 있는 경우[UE(103_1)인 경우]에는 도 1에 도시한 바와 같이 내림 호 제어 신호는 SRNC(101_0)로부터 Iur 회선을 경유하여 DRNC(101_1)에 송신되고, DRNC(101_1)로부터 Iub 회선을 경유하여 상기 셀(104_5)을 수용하고 있는 NodeB(102_5)에 송신되고(굵은 점선 참조), Uu 인터페이스를 통해 UE(103_1)에 송신된다. 오름 호 제어 신호는 반대로 Uu 인터페이스를 통해 NodeB(102_5)에 송신되고, Iub 회선을 경유하여 DRNC(101_1)에 송신되며, DRNC(101_1)로부터 Iur 회선을 경유하여 SRNC(101_0)에 송신된다.

그러나, 사용자 데이터(특히 패킷)에 대해서는 SRNC(101_0)로 종단하지 않더라도 SIP, TCP/IP 등 데이터 통신을 확립하는 프로토콜이 다수 존재하고 있다. 그 때문에, 사용자 데이터에 대해서는 호 제어 신호와 달리 종래 기술과 같은 전송로에 한정하지 않더라도 통신이 가능하다. 따라서, 도 2에 도시한 바와 같이 종래의 전송로(PT1, PT2)(도 2의 실점선) 이외에도, 실선으로 나타내는 전송로(P1∼P4)를 통해 데이터를 전송함으로써, 데이터를 복수의 전송로에 의해 분산하여 통신하는 것이 가능하다. 즉, CN(100)과 UE(103_0) 사이에서 통신하는 경우에는 종래의 전송로(PT1)에 부가하여 전송로(P1, P2)를 통해 데이터의 송수신이 가능하다. 다만, DRNC(101_1)와 NodeB(102_1) 사이에는 물리적으로 접속되어 있는 것으로 한다. 또한, CN(100)과 UE(103_1) 사이에서 통신하는 경우에는 종래의 전송로(PT2)에 부가하여 전송로(P3, P4)를 통해 데이터의 송수신이 가능하다. 다만, SRNC(101_0)와 NodeB(102_5) 사이에는 물리적으로 접속되어 있는 것으로 한다.

데이터를 복수의 전송로로 분산함으로써, 고속 데이터 통신에 있어서 각 노드당 필요한 대역이나 처리 능력을 주변 노드로 분산하는 것이 가능하게 되어, 노드당 대역, 처리 능력을 낮게 억제하는 것이 가능하게 된다. 또한, 트래픽의 집중에 의한 대역, 처리 능력의 급증시에도 동일한 방식으로 하여 주변 노드로 분산함으로써 대역, 처리 능력의 변동폭을 작게 억제하는 것이 가능하다. 따라서, 시스템의 안정성을 향상할 수 있는 동시에, 이용 효율, 즉 비용 성능도 개선할 수 있다.

도 3은 복수의 전송로에 의해 분산하는지 여부의 판단 방법의 설명도이며, 전송 경로의 사용 대역이 클수록 선을 굵게 나타내고 있다. 신규로 호 접속이 이루어진 경우, 또는 기존의 호의 설정이 변경된 경우, 또는 사용자 데이터의 통신량이 증가된 경우 등 트래픽이 변화되었을 때, 각 노드에 있어서 사용자 데이터의 전송 경로를 분산하는지 여부를 판단한다. 판단 방법으로서는 이하의 a)∼d)를 생각할 수 있다.

a) SRNC(101_0)가 자신의 트래픽 상황(사용자수, 리소스 사용 상황, 사용 대역의 상황 등)에 기초하여 분산의 필요성을 판단한다.

b) CN(100)이 전송로의 트래픽 상황(사용자수, 리소스 사용 상황, 사용 대역 등)에 기초하여 분산의 필요성을 판단하여, SRNC(101_0)에 대하여 그 전송로를 통해 전송되고 있는 사용자 데이터의 분산을 요구한다. 또는 CN(100)이 트래픽 상황을 SRNC(101_0)에 보고하고, 그것을 토대로 SRNC(101_0)가 분산의 필요성을 판단한다.

c) DRNC(101_1)가 트래픽 상황(사용자수, 리소스 사용 상황, 사용 대역 등)에 기초하여 분산의 필요성을 판단하여, SRNC(101_0)에 대하여 소정 전송로의 사용자 데이터의 분산을 요구한다. 또는, DRNC(101_1)가 트래픽 상황을 SRNC(101_0)에 보고하여, 그것을 토대로 SRNC(101_0)가 분산의 필요성을 판단한다.

d) NodeB(102_5)가 트래픽 상황(사용자수, 리소스 사용 상황, 사용 대역의 상황 등)에 기초하여 분산의 필요성을 판단하여, SRNC(101_0) 또는 DRNC(101_1)에 대하여 분산을 요구한다. 또는 NodeB(102_5)가 트래픽 상황을 SRNC(101_0)에 보고하고, 그것을 토대로 SRNC(101_0)가 분산의 필요성을 판단한다.

CN(100), DRNC(101_1) 또는 NodeB(102_5)로부터의 요구 방법으로서는, ① 사용자 데이터를 분산시킬 필요가 있는 것만을 지시하여, SRNC(101_0)로 어떤 호에 대해서 복수의 전송로에 의해 분산시킬지 결정하는 방법이나, ② CN, DRNC 또는 NodeB로부터 분산시키고 싶은 호를 SRNC(101_0)에 지시하는 방법, ③ CN, DRNC 또는 NodeB로부터 분산시키고 싶은 회선(ATM이면 VPI/VCI 등)을 SRNC(101_0)에 지시하는 방법을 생각할 수 있다. 상기 지시에는 분산에 의해 경감하기를 원하는 대역량을 포함하게 할 수도 있다.

(B) 제1 실시예

(a) 이동 통신 시스템에 있어서의 전체의 동작

도 4∼도 7은 제1 실시예의 이동 통신 시스템에 있어서의 전체의 동작 설명도이다.

제1 실시예에서는, SRNC(101_0)(도 4)가 트래픽 상황(사용자수, 리소스 사용 상황, 사용 대역의 상황 등)에 기초하여 분산할지의 여부를 판단한다. 즉, SRNC(101_0)의 제어부는 신규로 호 접속이 이루어진 경우, 또는 기존의 호의 설정이 변경된 경우, 또는 사용자 데이터의 통신량이 증가된 경우 등에 의해 트래픽이 변화되었을 때, 사용자 데이터를 복수의 전송로에 의해 분산하는지 여부를 판단한다.

상기 판단에 의해 전송로를 분산시킬 필요가 있으면, 분산에 관계되는 노드[CN(100), DRNC(101_1), UE(103)가 속해 있는 셀을 수용하는 NodeB(102_5)]에 대하여, 전송 경로 확보 요구를 송신한다. SRNC 지배하에 있지 않는 NodeB(102_5)에 대하여 전송 경로 확보 요구를 송신하는 경우에는, 상기 NodeB를 수용하고 있는 DRNC(101_1)에 대하여 전송 경로 확보 요구를 송신하여, 상기 요구 지시에 따라서 DRNC가 지배하의 NodeB(102_5)에 대하여 전송 경로 확보 요구를 전송함으로써 행한다. 전송 경로 확보 요구의 예로서는, 분산을 희망하는 호나 회선(예를 들면 VPI/VCI), 전송 경로 특정 정보(경로 정보나 필요 대역 등)가 있다.

전송 경로 확보 요구를 수신한 각 노드는 SRNC(101_0)로부터의 요구 내용과 자(自)노드의 리소스 상황에 따라서 사용자 데이터를 분산하여야 할 전송 경로를 확보하여, 상기 전송 경로 상의 인접 노드와의 사이에서 신규 접속 수순을 행한다. 또한, 기존의 전송 경로의 변경이 필요한 경우에는 인접 노드와의 사이에서 설정 내용의 변경 수순을 실행한다(도 5 참조).

분산 전송로의 확보와, 설정 변경 수순 또는 신규의 접속 수순이 완료되면, 각 노드는 SRNC(101_0)에 대하여 전송 경로 분산 응답을 회신한다(도 6 참조). 한편, SRNC 지배하에 있지 않는 NodeB(102_5)로부터의 응답은 상기 NodeB(102_5)를 수용하고 있는 DRNC(101_1)에 대하여 응답을 회신하고, DRNC(101_1)가 SRNC(101_0)에 대하여 응답을 회신함으로써 행한다.

SRNC(101_0)는 다른 노드로부터의 전송 경로 분산 응답에 의해 전송 경로의 확보 및 설정 변경 수순 또는 신규 접속 수순이 종료되었음을 확인하면, UE(103)에 대하여 전송로가 분산됨에 의한 통지(전송 상태 변경 통지)를 행함과 동시에, CN(100)에 대하여 사용자 데이터의 분산 전송 시작을 지시한다(도 7 참조).

이상에 의해, 종래의 전송로(PT1)에 대하여 새로운 전송로(P1)가 설정되고, 지정된 사용자 데이터는 CN(100)으로부터 전송로(PT1, P1)로 분산되어 NodeB(102_5)로 보내지며, NodeB(102_5)는 무선으로 상기 사용자 데이터를 UE(103)로 송신한다.

이상의 제1 실시예에서는 CN(100)에서 2개의 전송로(PT1, P1)로 분산하고 있지만, SRNC(101_0)와 DRNC(101_5) 사이의 트래픽도 고려하여, 도 8에 도시한 바와 같이 이들 사이의 사용자 데이터를 동시에 분산시키는 것도 가능하다. 도 8에 있어서의 분산 경로의 예로서는, CN(100)으로부터 DRNC(101_1)를 경유하는 경로(P1), SRNC(101_0)로부터 DRNC(101_5) 지배하의 NodeB(102_5)로 직접 접속하는 경로(P2) 등이 있다. 사용자 데이터를 경로(P2)로 분산시키기 위해서는 물리적으로 SRNC(101_0)와 NodeB(102_5) 사이를 접속하는 링크가 필요하다.

(b) SRNC(101_0)의 분산 처리

도 9는 제1 실시예에 있어서의 SRNC(101_0)의 분산 처리 흐름도이다.

SRNC(101_0)는 트래픽이 변화했는지 감시하여(단계 101), 변화되면 사용자 데이터를 복수의 전송로에 의해 분산하는지의 여부를 판단한다(단계 102).

복수의 전송로에 의해 분산할 필요가 있으면, 분산되는 회선(예를 들면 VPI/VCI) 또는 호(유저)를 결정하는 동시에, 분산하여야 할 대역을 계산한다(단계 103). 이어서, 분산에 관계되는 노드[CN(100), DRNC(101_1), UE(103)가 속해 있는 셀을 수용하는 NodeB(102_5)]에 대하여 전송 경로 확보 요구를 송신한다(단계 104). 전송 경로 확보 요구는 분산을 희망하는 호 또는 회선(VPI/VCI), 전송 경로 특정 정보(경로 정보나 필요 대역 등)가 포함되어 있다.

이어서, SRNC(101_0)는 신규 전송 경로의 설립이 필요한 경우에는 전송 경로 상의 인접 노드와의 사이에서 신규 접속 수순을 행하고, 또한 기존의 전송 경로의 변경이 필요한 경우에는 인접 노드와의 사이에서 설정 내용의 변경 수순을 실행한다(단계 105).

그 이후에, 각 노드로부터 전송 경로 분산 응답을 수신했는지 체크한다(단계 106). 전체 노드로부터 전송 경로 분산 응답을 수신하면, UE(103)에 대하여 전송로가 분산됨에 의한 통지(전송 상태 변경 통지)를 행함과 동시에(단계 107), CN(100)에 대하여 사용자 데이터의 분산 전송 시작을 지시한다(단계 108). 그리고, 마지막으로, 대역, 사용자수(呼數), 리소스 사용 상황 등을 갱신하여(단계 109), 분산 전송을 행한다(단계 110).

(c) CN(100)의 분산 처리

도 10은 CN(100)의 분산 처리 흐름도이다.

CN(100)은 SRNC(101_0)로부터 전송 경로 확보 요구를 수신했는지 감시한다(단계 201). 전송 경로 확보 요구를 수신하면, 상기 전송 경로 확보 요구에 포함되는 정보를 참조하여 신규의 전송 경로의 설립이 필요한 경우에는 전송 경로 상의 인접 노드와의 사이에서 신규의 접속 수순을 행하고, 또한 기존의 전송 경로의 변경이 필요한 경우에는 인접 노드와의 사이에서 설정 내용의 변경 수순을 실행한다(단계 202).

그리고, 신규 접속 수순이나 설정 내용의 변경 수순이 종료되면, 전송 경로 분산 응답을 SRNC(101_0)로 송신하고(단계 203), SRNC(101_0)로부터의 분산 전송 시작 지시를 기다린다(단계 204). 분산 전송 시작 지시를 수신하면, 대역, 사용자수, 리소스 사용 상황 등을 갱신하고(단계 205), 그 갱신 후, 분산 전송을 시작한다(단계 206).

한편, 그 밖의 노드(DRNC, NodeB)의 분산 처리는 도 10의 처리 흐름도와 동일한 방식으로 행할 수 있다. 다만, 단계 204는 반드시 필요하지는 않다.

(d) 각 노드의 구성

도 11은 본 발명의 이동 통신 시스템에 있어서의 각 노드(CN, SNRC, DRNC)의 블록 구성도, 도 12는 NodeB의 블록 구성도이다.

도 11에 있어서, 각 노드(CN, SNRC, DRNC)에 있어서의 회선 종단부(11)는 회선 종단 처리를 행함과 동시에, 수신 신호를 사용자 데이터와 제어 신호로 분리하고, 또한 사용자 데이터와 제어 신호를 다중하는 기능을 갖고 있다. 시그널링 종단부(12)는 다른 노드로부터 수신된 제어 신호를 종단하여 제어부(13)로 통지하는 동시에, 제어부(13)로부터 수신된 다른 노드를 위한 제어 신호를 회선 종단부(11)에 입력한다.

데이터 종단부(14)는 다른 노드로부터의 사용자 데이터 및 다른 노드를 위한 사용자 데이터를 종단하는 동시에, 제어부(13)로부터의 지시에 기초하여 사용자 데이터의 각 전송로로 전송을 행한다. 또한, 데이터 종단부(14)는 측정부(21), ARQ부(22), 트래픽 상황 관리부(23) 등을 구비하고 있다. 측정부(21)는 사용자 데이터의 트래픽/대역 등을 측정하여 제어부(13)에 보고한다. ARQ부(22)는 경로 별로 데이터 스트림을 ARQ(Automatic Repeat Request: 재송 제어) 프로토콜로 종단한다. 트래픽 상황 관리부(23)는 현재 상태의 자노드의 트래픽 상황(사용 대역, 호수, 즉 사용자수, 리소스 사용 상황 등)을 관리한다.

제어부(13)는 측정부(21)로부터의 측정 결과에 기초하여 다른 노드에 대하여 전송 경로의 분산을 지시/요구해야 하는지 어떤지를 판단하여, 시그널링 종단부(12)에 대하여 제어 신호의 송신을 지시한다. 반대로 다른 노드로부터의 제어 신호를 시그널링 종단부(12)로부터 수신하여, 내용에 따라서 전송로의 확보/분산 제어를 실시한다. SRNC(101_0)의 경우에는 CN(100) 및 UE(103)에 대하여 전송로의 분산에 따른 사용자 데이터의 송신 방식의 변경을 통지한다.

NodeB는 도 12에 도시한 바와 같이, 무선 송수신부(15)를 구비하고 있는 점을 제외하면, 도 11과 동일한 방식의 구성을 구비하고 있다. 무선 송수신부(15)는 소정의 확산 코드로 송신 데이터를 확산하고, 그 이후에 직교 변조, 주파수 변환, 고주파 증폭하여 송신하는 송신부(31), 수신 무선 신호를 주파수 변환하고 직교 검파하여 베이스밴드 신호로 변환하고, 이어서, 역확산 코드로 역확산하여 데이터를 복조하는 수신부(32)를 구비하고 있다.

(e) ATM 셀의 AALtype2의 포맷

도 13은 유선 구간의 노드 사이에서 송수신되는 ATM 셀의 AALtype2의 포맷 설명도이다. AALtype2 형식의 53 바이트의 셀은 표준 셀 헤더(ATM 셀 헤더)(1)와 표준 셀 페이로드(2)로 구성되며, 표준 셀 페이로드(2)에는 1 바이트의 시작 필드(STF)와 1 이상의 쇼트 셀(CPS1, CPS2)이 맵핑된다.

시작 필드(STF)는 (1) 최초의 쇼트 셀 선두 위치를 나타내는 포인터(오프셋치)가 저장되는 오프셋 필드(OFS), (2) 1 비트 시퀀스 번호를 기억하는 필드(SN), (3) 패리티 필드(P)로 구성된다.

쇼트 셀(CPS1, CPS2)은 고정 길이의 쇼트 셀 헤더와 가변 길이의 쇼트 셀 페이로드로 구성되며, 쇼트 셀 헤더에는 (1) 쇼트 셀 접속을 식별하기 위한 CID(쇼트 셀 접속 식별자), (2) 쇼트 셀의 페이로드 길이를 나타내는 길이 표시(LI: Length Indicator, (3) 상위측 유저·유저 식별자(UUI)(2 비트), (4) 하위측의 유저·유저 식별자(UUI)(3 비트), (5) 헤더 오류 제어 데이터가 매립된다. 또한, 쇼트 셀 페이로드에는 하나의 호 정보(제어 정보 및 사용자 데이터)가 매립된다. 따라서, 하나의 AALtype2의 셀에 의해 복수의 쇼트 셀을 맵핑함으로써 복수의 호(채널) 정보를 전송할 수 있다.

(f) 변형예

제1 실시예에서는 2개의 RNC를 포함하는 이동 통신 시스템을 설명하였지만, 당연히 본 발명은 보다 다수의 RNC를 포함하는 시스템에도 적용할 수 있다.

또한, 제1 실시예에 따라서 복수의 전송로를 통해 사용자 데이터를 분산시켜서 통신하고 있는 상태에 있어서 트래픽 상황을 감시하여, 트래픽 상황에 기초하여 분산 전송로의 추가 및 삭제를 행하도록 구성할 수도 있다.

또한, 제1 실시예에 따라서 복수의 전송로에 의한 사용자 데이터의 분산을 행하였지만, 분산의 효과가 만족할 수 없다고 판단된 경우, SRNC(101_0)는 다른 호나 회선을 선택하여 재차 동일한 방식의 시퀀스에 의해 전송로의 분산을 반복해서 실시하도록 구성할 수도 있다. 재차 전송로 분산을 행해야할지 여부의 판정은 SRNC(101_0) 내에서 상대측 노드로부터 지시된 삭감해야 할 대역량과 실제로 분산된 대역량을 비교함으로써 행하는 방법이나, 전송로의 분산 후에 각 노드에 트래픽 상황의 측정을 의뢰하여 상대측 노드로부터의 보고치에 기초해서 판단하는 방법 등을 생각할 수 있다.

(c) 제2 실시예

제2 실시예는 SRNC 이외의 노드(CN, DRNC, UE가 속해 있는 셀을 수용하는 NodeB)가 분산되는지의 여부를 판단하여, 분산되는 경우에는 SRNC에 요구하는 실시예이다.

도 14는 제2 실시예에 있어서의 SRNC(101_0) 이외의 노드의 처리 흐름도이다. 도 3에 있어서, SRNC(101_0) 이외의 다른 노드[CN(100), DRNC(101_1), NodeB(102_5)]는 트래픽이 변화했는지 감시하여(단계 301), 변화되면 사용자 데이터의 전송로를 분산할지 여부를 판단한다(단계 302).

전송로를 분산할 필요가 있으면, 분산되는 회선(예컨대 VPI/VCI) 또는 호를 지시할지 여부를 판단한다(단계 303). 분산되는 회선 또는 호를 지시하는 경우에는 이들을 결정하여(단계 304), SRNC(101_0)에 분산을 요구하는 제어 신호(전송 경로 분산 요구)를 송신한다(단계 305). 이 전송 경로 분산 요구에는 분산하고 싶은 회선 또는 호가 포함되어 있다. 또한, 분산하고 싶은 대역량을 자노드에서 측정한 트래픽 상황과 자노드의 리소스에 기초하여 계산하여, 그 대역을 전송 경로 분산 요구에 포함하게 하는 것도 가능하다.

단계 303에 있어서, 분산되는 회선 또는 호를 지시할 필요가 없으면, 즉시 전송 경로 분산 요구를 SRNC(101_0)로 송신한다(단계 305).

도 15는 제2 실시예에 있어서의 SRNC(101_0)의 처리 흐름도이다.

SRNC(101_0)는 다른 노드로부터 전송 경로 분산 요구를 수신했는지 감시하여(단계 401), 수신되면 분산하는 회선 또는 호가 지시되었는지 여부를 체크하여(단계 402), 지시되어 있으면, 도 9의 단계 104 이후의 처리를 행하여 지시된 회선 또는 호에 대해서 복수의 전송로에 의한 분산을 행한다(단계 403).

한편, 단계 402에 있어서, 분산되는 회선 또는 호가 지시되어 있지 않으면, 도 9의 단계 103 이후의 처리를 행하여, 분산되는 회선 또는 호를 결정하는 동시에 분산되는 대역량을 결정하여, 이 결정된 회선 또는 호에 대해서 복수의 전송로에 의한 분산을 행한다(단계 404).

제2 실시예에 따라서 복수의 전송로에 의한 사용자 데이터의 분산을 행하지만, 분산 효과가 만족할 수 없다고 판단된 경우, 다른 노드는 SRNC(101_0)에 대하여 재차 사용자 데이터의 분산을 요구하도록 구성할 수도 있다.

(D) 재송 제어

CN(100)으로부터의 사용자 데이터는 복수의 전송로(PT1, P1, P2)(도 8 참조)로 분산되고, 각각 전송되어 NodeB(102_5)에 이르고, 상기 NodeB(102_5)로부터 무선으로 UE(103)로 송신된다. 무선 구간 상에서의 데이터의 손실을 해결하기 위해서 주지의 재송 제어 프로토콜을 이용하여 송수신이 이루어진다.

제3 실시예는 사용자 데이터를 분산하여 전송하는 경우의 재송 제어 방법이다.

분산 전송의 경우, 재송 제어 프로토콜로 사용자 데이터를 종단하는 방법으로서, 이하의 (a), (b)의 2개의 방법을 제안한다.

(a) 제1 방법은, 도 16에 도시한 바와 같이 경로(PT1, P1, P2)마다 별도의 데이터 스트림으로서 취급한다. 구체적으로는, 경로 상의 각 RNC[SRNC(101_0), DRNC(101_1)]에 있어서 데이터 스트림 별로 재송 제어 프로토콜(ARQ1∼ARQ3)을 갖게 하고, UE(103)에는 전체 데이터 스트림의 프로토콜(ARQ1∼ARQ3)을 갖게 하여, UE(103)와의 사이에서 각 데이터 스트림 별로 재송 제어를 하면서 통신을 수행한다.

(b) 제2 방법은, 도 17에 도시한 바와 같이 전체 경로(PT1, P1, P2)를 합쳐서 하나의 데이터 스트림으로서 취급한다. 구체적으로는, 각 경로 상의 RNC(101_0, 101_1)는 상대 노드로의 데이터의 전송만을 행한다. 또한, NodeB(102_5) 및 UE(103)에 하나의 재송 제어 프로토콜(ARQ)을 갖게 한다.

NodeB(102_5)는 각 경로(PT1, P1, P2)로부터 각각 수신한 동일 유저 앞으로의 데이터를 하나의 데이터 스트림으로 다중하여, 재송 제어 프로토콜에 따라서 UE(103)로 송신한다. 반대로, NodeB(102_5)는 재송 제어 프로토콜에 따라서 UE(103)로부터 하나의 데이터 스트림으로서 데이터를 수신하고, 그 이후에 각 경로(PT1, P1, P2)로 분산하여 송신한다. 이 경우, UE(103)로부터 보면 사용자 데이터를 복수의 전송 경로로 분산하기 전과 마찬가지로 1 프로토콜하고만 대향하고 있기 때문에, 사용자 데이터가 분산됨에 의한 설정 변경은 불필요하다.

이상, 본 발명에 따르면, 코어 네트워크와 무선 기지국 사이의 트래픽이 증대되었을 때, 복수의 전송로를 이용하여 사용자 데이터를 분산하여 전송함으로써, 시스템의 안정성을 유지하는 동시에, 시스템 전체의 이용 효율을 향상시켜서 비용 성능을 상승시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 사용자 데이터와 호 제어 신호를 분리하여, 사용자 데이터에 대해서 분산 처리하고, 호 제어 신호에 대해서는 SRNC에서 종단하도록 하고 있기 때문에, 분산 처리를 행할 수 있는 동시에, 올바른 호 제어가 가능하다.

도 1은 호 제어 신호의 흐름 설명도이다.

도 2는 복수의 전송로 설명도이다.

도 3은 복수의 전송로에 의해 분산되는지 여부의 판단 방법의 설명도이다.

도 4는 제1 실시예의 이동 통신 시스템에 있어서의 제1 동작 설명도이다.

도 5는 제1 실시예의 이동 통신 시스템에 있어서의 제2 동작 설명도이다.

도 6은 제1 실시예의 이동 통신 시스템에 있어서의 제3 동작 설명도이다.

도 7은 제1 실시예의 이동 통신 시스템에 있어서의 제4 동작 설명도이다.

도 8은 다른 분산 전송로의 설명도이다.

도 9는 제1 실시예에 있어서의 SRNC의 분산 처리 흐름도이다.

도 10은 제1 실시예에 있어서의 CN의 분산 처리 흐름도이다.

도 11은 본 발명의 실시예에 있어서의 각 노드(CN, SNRC, DRNC)의 블록 구성도이다.

도 12는 NodeB의 블록 구성도이다.

도 13은 유선 구간의 노드 사이에서 송수신되는 ATM 셀의 AALtype2의 포맷 설명도이다.

도 14는 제2 실시예에 있어서의 SRNC 이외의 노드의 처리 흐름도이다.

도 15는 제2 실시예에 있어서의 SRNC의 처리 흐름도이다.

도 16은 분산 전송시에 있어서의 재송 제어의 제1 방법 설명도이다.

도 17은 분산 전송시에 있어서의 재송 제어의 제2 방법 설명도이다.

도 18은 현재의 3GPP 사양의 W-CDMA 시스템의 개요 구성도이다.

도 19는 통신시의 사용자 데이터의 흐름을 도시하는 설명도이다.

도 20은 트래픽 변동이 시스템에 미치는 영향에 대한 설명도이다.

Claims

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이동 통신망에 설치되고, 하위의 어느 하나의 이동국과 무선 통신을 행하는 기지국에 있어서,

상기 하위의 어느 하나의 이동국에 관한 사용자 데이터를 제1 경로 및 제2 경로로 수신하는 수신부와,

상기 수신부에서 수신한, 상기 제1 경로를 통해 수신한 사용자 데이터 및 상기 제2 경로를 통해 수신한 사용자 데이터의 양쪽을 상기 하위의 어느 하나의 이동국에 대해 송신하는 송신부

를 포함하고,

적어도 상기 제1 경로는, 동일한 계층의 상이한 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국.
제3항에 있어서, 상기 동일한 계층의 상이한 장치는 핸드오버 전에 사용자 데이터를 취급하고 있었던 제1 노드와 핸드오버에 의해 새롭게 사용자 데이터를 취급하는 것으로 된 제2 노드에 대응하는 것을 특징으로 하는 기지국.
제4항에 있어서, 상기 제1 노드는 SRNC, 상기 제2 노드는 DRNC인 것을 특징으로 하는 기지국.
이동 통신망에 설치되고, 하위의 어느 하나의 이동국과 무선 통신을 행하는 기지국에서의 송신 방법에 있어서,

상기 하위의 어느 하나의 이동국에 관한 사용자 데이터를 제1 경로 및 제2 경로로 수신하고,

수신부에서 수신한, 상기 제1 경로를 통해 수신한 사용자 데이터 및 상기 제2 경로를 통해 수신한 사용자 데이터의 양쪽을 상기 하위의 어느 하나의 이동국에 대해 송신하며,

적어도 상기 제1 경로는 동일한 계층의 상이한 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국에 있어서의 송신 방법.
제6항에 있어서, 상기 동일한 계층의 상이한 장치는, 핸드오버 전에 사용자 데이터를 취급하고 있었던 제1 노드와 핸드오버에 의해 새롭게 사용자 데이터를 취급하는 것으로 된 제2 노드에 대응하는 것을 특징으로 하는 기지국에서의 송신 방법.
제7항에 있어서, 상기 제1 노드는 SRNC, 상기 제2 노드는 DRNC인 것을 특징으로 하는 기지국에서의 송신 방법.
이동 통신망에 설치되고, 하위의 어느 하나의 이동국과 무선 통신을 행하는 기지국에 있어서,

상기 하위의 어느 하나의 이동국에 관한 사용자 데이터를 제1 경로 및 제2 경로로 수신하는 수신부와,

상기 수신부에서 수신한, 상기 제1 경로를 통해 수신한 제1 사용자 데이터 및 상기 제2 경로를 통해 수신한 제2 사용자 데이터의 양쪽을 상기 하위의 어느 하나의 이동국에 대해 송신하는 송신부와,

상기 송신부에 의해 상기 하위의 어느 하나의 이동국에서 송신되는 상기 제1 사용자 데이터, 상기 제2 사용자 데이터의 양쪽에 대한 재송(再送) 제어를 행하는 재송 제어 처리부

를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국.
이동 통신망에 설치되고, 하위의 어느 하나의 이동국과 무선 통신을 행하는 기지국에서의 송신 방법에 있어서,

상기 하위의 어느 하나의 이동국에 관한 사용자 데이터를 제1 경로 및 제2 경로로 수신하고,

수신부에서 수신한, 상기 제1 경로를 통해 수신한 제1 사용자 데이터 및 상기 제2 경로를 통해 수신한 제2 사용자 데이터의 양쪽을 상기 하위의 어느 하나의 이동국에 대해 송신하며,

송신부에 의해 상기 하위의 어느 하나의 이동국으로 송신되는 상기 제1 사용자 데이터 및 상기 제2 사용자 데이터 양쪽에 대해, 상기 기지국에서 재송 제어 처리가 행해지는 것을 특징으로 하는 기지국에서의 송신 방법.