WO1998056205A1

WO1998056205A1 - Processeur de signaux de commande et systeme de communication

Info

Publication number: WO1998056205A1
Application number: PCT/JP1998/002260
Authority: WO
Inventors: Shin Nakamura; Hiroki Morikawa; Masatomo Nakano
Original assignee: Ntt Mobile Communications Network Inc.
Priority date: 1997-06-02
Filing date: 1998-05-22
Publication date: 1998-12-10
Also published as: EP0941004B1; DE69836125T2; EP0941004A1; DE69836125D1; JP3868507B2; US6611505B1; EP0941004A4

Description

明細書

制御信号処理装置および通信システム技術分野

本発明は、レイヤ 1〜 7からなる O S I (開放型システム間相互接続）参照モデルに対応した通信システムに係り、レイヤ 1 リンク（物理信号リンク）およびレイヤ 2リンク（論理リンク）を介して制御情報を含むフレームの送受信を行う制御信号処理装置およびこの制御信号処理装置を含む通信システムに関する。

技術背景

次世代の移動通信網においては、発呼時に、網側がユーザ（発呼者）に対して認証処理を行うことが予定されている。この認証処理では、移動機を網に接続するに当たり、移動機と網との間で認証情報の授受を行う力不正利用を防止するため、この認証情報の量がかなり多くなつてしまう。しかも、接続遅延を短くするためには、この認証情報の授受に長時間を要してはならない。従って、次世代の移動通信網では、発呼時に使用するレイヤ 1 リンク（物理信号リンク）の能力 (物理的なデ一夕転送速度）を高くし、移動機と網との間で短時間のうちに認証情報の授受を行う必要がある。

しかし、接続が終了して移動機が通信可能な状態となった後は、移動機と網側との間で授受される制御情報の量は僅かであるため、要求される物理信号リンクの能力は発呼時に比べて著しく低くなる。

このため、現在、発呼時にはユーザに対して一時的な物理信号リンクを割り当て、認証処理により正当性が確認された後に、一時的な物理信号リンクに代えて、当該リンクよりも能力が低い物理信号リンクを新たに割り当てる通信方式が検討されている。

また、このような発呼時の制御のみならず、上位レイヤで行われる信号処理に応じて物理信号リンクを随時張り替え、当該信号処理を遅滞なく実行することができ、かつ、限られたチャネル資源を有効に利用することができる通信方式の検討が行われている。

ところで、仮に従来の移動通信網における物理信号リンクの制御方法をそのまま用いて、このような「物理信号リンクの張り替え」を行うものとすると、確立しているレイヤ 2リンク（論理リンク）を一旦解放し、新たにレイヤ 2リンクを確立し直すこととなる。

しかし、このようなレイヤ 2リンクの切替を伴った物理信号リンクの切替方法を次世代の移動通信網に適用したとすると、物理信号リンクを張り替える度にレィャ 2リンクを解放し再度確立するための信号を送受する必要があり、オーバへッドが増大してしまうという問題がある。

また、物理信号リンクを張り替える際にレイヤ 2リンクを再確立するものとすると、レイヤ 2リンクの解放時に損失した情報（フレーム）は、新たなレイヤ 2 リンクにおいては再送されない。したがって、より上位のレイヤ 3信号（メッセ —ジ）が消失し、制御手順が行き詰まってしまう虞がある。発明の開示

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、その第 1の目的は、少ないオーバへッドで制御信号の送受信のための物理信号リンクの切替を行うことができる制御信号処理装置および通信システムを提供することにある。

また、本発明の第 2の目的は、物理信号リンクの張り替え時のフレーム損失を極力低減することにある。

上述した課題を解決するために、この発明は、物理信号リンクおよび論理リンクの設定および維持の管理を行う制御機能を有し、設定した物理信号リンクおよび論理リンクを介して、制御信号を含むフレームの送受信を行う制御信号処理装置において、

既に設定されている論理リンクに対応した物理信号リンクを他の物理信号リンクに切り替えるべき旨の物理信号リンク切替要求が生じた場合に、当該論理リンクを解放することなく、制御信号の送受信に使用する物理信号リンクを新たな物理信号リンクに切り替える物理信号リンク切替手段を具備することを特徴とする制御信号処理装置を提供するものである。

かかる発明によれば、論理リンクを解放することなく、物理信号リンクの切替が行われるため、物理信号リンクの切替のためのオーバへッドを低減することができる。

物理信号リンク切替の契機としては、例えば以下のものが挙げられる。

a . 発呼があり、情報チャネルが確立したときに前記物理信号リンク切替要求を発生し、制御信号の送受信のための物理信号リンクを、容量の少ないものに切り替える。

b . ベアラ切替に伴って前記物理信号リンク切替要求を発生し、制御信号の送受信のための物理信号リンクを、切替後のベアラに対応したものに切り替える。 c 複数の呼の通信を行っており、制御信号の送受信用の物理信号リンクを使用している呼が終了した場合に前記物理信号リンク切替要求を発生し、制御信号の送受信のための物理信号リンクを、その後残存する呼に対応した物理信号リンクに切り替える。

この発明の好ましい態様では、前記物理信号リンク切替手段は、前記物理信号リンク切替要求が与えられた場合に、当該論理リンクを解放することなく、切替先の物理信号リンクの設定を要求して、切替先の物理信号リンクおよび切替元の物理信号リンクの両方を使用した制御信号の受信を開始し、

当該切替先の物理信号リンクの確立の確認後、制御信号の送信に使用する物理信号リンクを当該切替先の物理信号リンクに切り替えるとともに前記切替元の物理信号リンクの解放を指示し、

当該切替元の物理信号リンク 'の解放の確認後、制御信号の受信のための物理信号リンクを当該切替先の物理信号リンクのみに切り替える。

かかる発明の態様においては、切替先の物理信号リンクの設定後、切替元の物理信号リンクが解放されるまでの間は、切替先の物理信号リンクおよび切替元の物理信号リンクの両方を使用した制御信号の受信が行われるので、物理信号リンクの切替に伴うフレーム損失を極力回避することができる。

また、この発明の別の好ましい態様では、使用可能な複数の物理信号リンクの各々に対応し、前記フレームの最大長を記憶したデ一夕ベースと、

前記物理信号リンク切替要求が与えられたとき、切替先の物理信号リンクを選定する選定手段と、

前記切替先の物理信号リンクに対応した最大長を前記データベースから取得し、前記制御信号をこの最大長のフレームに載せて送信する送信手段とが制御信号処理装置に設けられている。

かかる発明の態様においては、切替前後に亙り、常に物理信号リンクに適した最大長でフレームを送ることができるため、物理信号リンクの切替を行う場合でも、高い伝送効率を維持することができる。

また、この発明の別の態様である制御信号処理装置は、移動体通信システムの移動機に設けられる制御信号処理装置である、対向装置から送られてきたフレームが損失フレームとなった後、当該損失フレームに対応した再送フレームを前記対向装置から受信する前に物理信号リンクの切替要求を行った場合に、当該再送フレームが受信されるまでの間、切替元の物理信号リンクに対応したフレームと切替先の物理信号リンクに対応したフレームの両方を受信可能な状態を維持するものである。

かかる発明の態様によれば、物理信号リンクの切替に伴うフレーム損失を極力回避することができる。

また、この発明は、物理信号リンクおよび論理リンクの設定および維持の管理を行う制御機能を有し、設定した物理信号リンクおよび論理リンクを介して、制御信号を含むフレームの送受信を行う制御信号処理装置を網内に有し、

該制御信号処理装置が、

既に設定されている論理リンクに *応した物理信号リンクを他の物理信号リンクに切り替えるべき旨の物理信号リンク切替要求が与えられた場合に、当該論理リンクを解放することなく、制御信号の送受信に使用する物理信号リンクを新たな物理信号リンクに切り替える物理信号リンク切替手段を具備することを特徴とする通信システムを提供するものである。

かかる発明によれば、少ないオーバヘッドで、網内のノード間の制御信号の授受のための物理信号リンクの切替を行うことができ、リソースの有効利用を図ることができる。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の一実施形態による制御信号処理装置の構成を示すブロック図である。

図 2は、本実施形態における物理信号リンクの切替動作に従った M L 2フレームの送出過程を示す図である。

図 3は、図 2に対応した切替動作の制御フロ一を示すフローチャートである。図 4は、本実施形態における物理信号リンクの切替動作に従つた M L 2フレームの送出過程を示す図である。

図 5は、図 4に対応した切替動作の制御フローを示すフローチャートである。図 6は、本実施形態における物理信号リンクの切替動作に従った M L 2フレームの送出過程を示す図である。

図 7は、図 6に対応した切替動作の制御フローを示すフロ一チヤ一トである。図 8は、本実施形態における移動機からの発信時のシーケンスを示す図である。発明を実施するための最良の形態

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。

A：実施形態の構成

図 1は本発明の一実施形態による制御信号処理装置の構成を示す図である。この図に示す制御信号処理装置は移動通信システムの網側に配置される。なお、移動機には、この図 1に示す制御信号処理装置との間で制御信号の授受を行う制御信号処理装置が設けられている。この移動機側の制御信号処理装置は、レイヤ 2 の終端機能に関しては図 1に示すものと同様の構成を有している。

図 1に示すように、本実施形態による制御信号処理装置は、 1つの共通制御信号処理装置 1と複数の個別制御信号処理装置 2とから構成されている。ここで、複数の個別制御信号処理装置 2は、各々が単一のレイヤ 2リンクに対応している。なお、このように個別制御信号処理装置 2を複数設けるのではなく、 1つにまとめても構わない。

共通制御信号処理装置 1および各個別制御信号処理装置 2は、実際には C P U (中央処理装置）、 R O M (リード ·オンリィ 'メモリ）、 R A M (ランダム · アクセス ' メモリ）等からなる P R U (プロセッサ，ユニット）により構成されている。これらの装置は、 R O Mあるいは R A Mに格納された制御プログラムを C P Uが実行することにより、各々の機能を営む。

共通制御信号処理装置 1は、物理信号リンク一レイヤ 2 P D U最大長対応デー夕べ一ス 1 1と、管理部 1 2とを有している。

ここで、物理信号リンク一レイヤ 2 P D U最大長対応データベース 1 1は、複数の物理信号リンクと各物理信号リンクの能力に応じて定まるレイヤ 2 (データリンク層）の P D U (プロトコルデータ単位：レイヤ 2フレーム）の最大長とを対応付けて格納したデータベースである。

また、管理部 1 2は、このデータべ一ス 1 1を参照して複数の個別制御信号処理装置 2を管理する手段である。この管理部 1 2は、物理信号リンク選定管理部 1 2 1と、物理信号リンク切替管理部 1 2 2とを有している。

ここで、物理信号リンク選定管理部 1 2 1は、外部から物理信号リンクの切替が指示されたレイヤ 2リンク（以後、対象レイヤ 2リンクという）に対して切替先の物理信号リンクを選定する手段である。

また、物理信号リンク切替管理部 1 2 2は、対象レイヤ 2リンクが使用する物理信号リンクを物理信号リンク選定管理部 1 2 1で選定された物理信号リンクに切り替えるべき旨の指示を、当該対象レイヤ 2リンクに対応した個別制御信号処理装置 2へ供給する手段である。

一方、個別制御信号処理装置 2は、複数のレイヤ 1処理部 2 1と、物理インタフェース切替部 2 2と、レイヤ 2処理部 2 3 ·と、レイヤ 3処理部 2 4とを有している。

ここで、各レイヤ 1処理部 2 1は、物理層（レイヤ 1 ) のインタフェースを提供する物理インタフェース部に接続されており、物理信号リンク切替管理部 1 2 2からの指示に応じて動作を開始し、あるいは停止する。このレイヤ 1処理部 2 1は、その動作中には物理インタフェース部の資源を用いて物理信号リンクを形成する。

物理インタフェース切替部 2 2は、物理信号リンク切替管理部 1 2 2からの指示に応じて、 1つまたは複数の物理信号リンクをレイヤ 2処理部 2 3に接続する _c レイヤ 2処理部 2 3は、レイヤ 2に相当する処理を行う手段であり、共通部 2 3 1および可変部 2 3 2からなる。共通部 2 3 1は、使用する物理信号リンクに関わらず共通した処理を行う手段であり、 L A P D M (移動通信向け Dチャネル用リンクアクセス手順）等のプロトコルを処理するプロトコル処理部や、転送に失敗したデ一夕の再送処理を行う再送処理部を有する。

一方、可変部 2 3 2は、使用する物理信号リンクに応じた処理を行う手段である。この可変部 2 3 2は、レイヤ 1側から渡されるレイヤ 2 P D Uを結合して共通部 2 3 1へ渡すとともに、共通部 2 3 1から渡されたデ一夕を内部の最大長格納部（図示略）に書き込まれた長さを最大長とするデ一夕ユニットに分割してレィャ 2 P D Uを作成し、レイヤ 1側へ渡す。

レイヤ 3処理部 2 4は、レイヤ 3 (ネットワーク層）に相当する処理を行う手段である。

B ：実施形態の動作

次に、本実施形態の動作について説明する。

B - 1 ：概要

まず、本実施形態のレイヤ 2リンク確立時および物理信号リンク切替時の動作の概要について述べる。

外部からレイヤ 2リンクの確立を要求するメッセージが共通制御信号処理装置 1に到来すると、物理信号リンク選定管理部 1 2 1により第 1物理信号リンクが選定される。

次いで、物理信号リンク選定管理部 1 2 1または物理信号リンク切替管理部 1 2 2により、この第 1物理信号リンクに対応したレイヤ 2フレームの最大長（ここでは Aとする）がデータベース 1 1から読み出される。

上記第 1物理信号リンクを表す情報およびこの最大長 Aを表す情報は、物理信号リンク切替管理部 1 2 2から個別制御信号処理装置 2へ通知される。

そして、物理イン夕フエ一ス切替部 2 2により、上記第 1物理信号リンクを表す情報に対応した第 1物理信号リンク（レイヤ 1処理部 2 1 ) が選択される。また、可変部 2 3 2の P D U分割結合部では、最大長 Aが最大長格納部に書き込まれる。

次に、物理信号リンクを第 2物理信号リンクへ切り替える旨のメッセージが共通制御信号処理装置 1に到来すると、共通制御信号処理装置 1において上述した第 1物理信号リンクの確立時と同様の処理が行われ、第 2物理信号リンクを表す情報および最大長 Bを表す情報が個別制御信号処理装置 2へ通知される。

そして、個別制御信号処理装置 2の P D U分割結合部では、最大長 Bが最大長格納部に書き込まれる。

また、物理インタフェース切替部 2 2では、上記第 2物理信号リンクを表す情報に対応した第 2物理信号リンク（レイヤ 1処理部 2 1 ) が選択され、物理信号リンクが第 1物理信号リンクから第 2物理信号リンクへ切り替えられる。

この際、第 1物理信号リンク使用時に確立されたレイヤ 2リンクは、そのまま保持され、物理信号リンクのみが切り替えられる。従って、物理信号リンクを切り替えたことの影響は、上位レイヤ（レイヤ 3 ) には及ばない。なお、本制御信号処理装置の詳細な動作については、「B— 3 ：移動通信システム全体の動作」において例示する。

以上説明したように、本実施形態においては、レイヤ 2リンクを解放することなく、物理信号リンクの切替が行われるので、レイヤ 2リンクの解放および設定のための制御信号の送受信を行う必要がなく、オーバへッドを削減することができる。

また、物理信号リンクの切替においては、デ一夕ベース 1 1に問い合わせることで物理信号リンクの能力から規定されるレイヤ 2フ 'レームの最大長を取得し、この最大長でレイヤ 2リンクの送受信を行うようにしたので、切替前後に亙り、常に物理信号リンクに適した最大長のレイヤ 2フレームを送受することができる。

B— 2 ：切替動作

次に、第 1物理信号リンクから第 2物理信号リンクへの切替動作について、図 2〜図 7を参照し、レイヤ 2フレームの挙動に着目して説明する。ただし、各図および以降の説明において、 M L 3 (Mob i l e Layer 3 ：移動無線用レイヤ 3 ) は上記のレイヤ 3に相当する移動通信用の制御信号等を伝達するためのレイヤ、 M L 2は上記のレイヤ 2に相当する移動通信用の制御信号等を伝達するためのレイャである。また、 R O Mまたは R AMに格納する制御プログラムは、必ずしも 1 つである必要はなく、いくつかの制御プログラムからいずれか 1つを実行するようにしてもよい。したがって、以下では、本実施形態において採用可能な制御プログラムによる代表的な動作を場合分けして説明する。

(1) 切替動作 1

図 2は本実施形態において行われる切替動作 1を示す図である。この切替動作 1では、 1つの ML 3フレームを分割することにより複数の ML 2フレームが生成され、全ての ML 2フレームが送信された後に損失フレームの再送処理や第 2 物理信号リンクへの切替処理に関する判断が行われる。また、図 3は当該切替動作 1を行うための制御信号処理装置の制御フローを示すフローチヤ一トである。なお、この切替動作 1では、全ての物理信号リンクに対する最大長を、各物理信号リンクの能力に応じて物理信号リンク毎に独立して設定することを前提としている。

図 2に示すように、レイヤ 3処理部 24によるレイヤ 3処理において組み立てられた ML 3フレーム Aがレイヤ 2処理部 23に渡されると、レイヤ 2処理部 2 3では、 ML 3フレームから ML 2フレームを生成する分解処理および ML 2フッ夕処理が行われる。

具体的には、 PDU分割結合部の最大長格納部に書き込まれた長さ（第 1物理信号リンクの最大長）の ML 2フレームを上記 ML 3フレーム Aから切り出す処理を、切り出せる ML 2フレームがなくなるまで繰り返す（図 3のステップ SA 1， S A2) 。 '

次に、こうして作成された全ての ML 2フレーム A— 1 , A— 2， A— 3が順に送信される（ステップ S A 3) 。

この送信を終えた後にフレーム損失が生じたか否かが判断される（ステップ S A4) 。

そして、フレーム損失が生じた場合には、損失フレームの再送処理が行われる (ステップ S A 5) 。この再送処理の後、物理信号リンクの切替があつたか否かが判断される（ステップ S A 6) 。

なお、フレーム損失が生じなかった場合にはステップ SA4の直後に、物理信号リンクの切替についての判断が行われる（ステップ S A 6) 。

ところで、図 2に示す例では、 ML 2フレーム A— 2が損失しているので、当該フレームの再送処理が行われるが、その再送処理以前に第 1物理信号リンクが第 2物理信号リンクに切り替わつている。

この場合、第 2物理信号リンクにおける最大長ではなく、第 1物理信号リンクに対応した最大長のレイヤ 2フレームが上記損失フレーム（M L 2フレーム A— 2 ) に対応した再送フレームとして生成され、第 2物理信号リンクを使用して再送される。

このように物理信号リンクの切替以前に損失したレイヤ 2フレームの再送を、切替元の物理信号リンクに応じた最大長のレイヤ 2フレームを使用して行うようにしているのは、損失フレームと再送フレームの長さを常に同じにし、かつ、両者を 1 ： 1に対応させ、再送処理のための制御を簡素化するためである。

受信側（移動機側）では、第 2物理信号リンクへ切り替わった後でも、第 1物理信号リンクを介した伝送の際に生じた損失フレーム（この例では M L 2フレ一ム A— 2 ) の再送フレームを受け取つていない場合には、その再送フレームが到着するまでの間、第 2物理信号リンクに対応した最大長のフレームのみならず、第 1物理信号リンクに対応した最大長のフレームをも受信可能な状態を維持する。そして、この第 1物理信号リンクに対応した最大長の再送フレームが第 2物理信号リンクを介して移動機に到着すると、移動機は損失フレームの送達確認を網側へ送る。

図 2の例において、網側の制御信号処理装置のレイヤ 2処理部 2 3は、この損失フレームの送達確認を受け取ると、次にレイヤ 3処理部 2 4から渡される M L 3フレームが第 2物理信号リンクの最大長で分割されて M L 2フレームが作成され、順に第 2物理信号リンク経由で送信される（ステップ S A 7 ) 。 .

なお、図 3では、以降の処理の図示を省略しているが、実際には、「第 1物理信号」を「第 2物理信号」で置き換えたステップ S A 2以降の処理が続くことになる。

また、図 3では、 M L 2フレームの送信時の動作のみが示されている。 M L 3 フレームの受信時の動作については「B— 3 ：移動通信システム全体の動作」において詳述する。

( 2 ) 切替動作 2 図 4は本実施形態における切替動作 2を示す図である。この切替動作 2では、 1つの ML 3フレームを分割して複数の ML 2フレームを生成し、これらの ML 2フレームのうち 1つの ML 2フレームを送信する毎に損失フレームの再送処理や第 2物理信号リンクへの切替処理に関する判断を行う。また、図 5はこの切替動作 2を実行するための制御フローを示すフローチャートである。なお、この切替動作 2では、切替動作 1と同様に、全ての物理信号リンクに対する最大長を物理信号リンク毎に独立して設定することを前提としている。

図 4に示すように、レイヤ 3処理部 24によるレイヤ 3処理において組み立てられた ML 3フレーム Aがレイヤ 2処理部 23に渡されると、レイヤ 2処理部 2 3では、 ML 3フレームから ML 2フレームを生成する分解処理および ML 2フッタ処理が行われる（図 5のステップ SB 1〜SB 5) 。具体的には次の通りである。

まず、レイヤ 2処理部 23は、上記 ML 3フレーム Aから、 PDU分割結合部の最大長格納部に書き込まれた長さ（第 1物理信号リンクの最大長）を最大長とする ML 2フレーム A— 1を切り出す（ステップ SB 1) 。そして、この切り出した ML 2フレーム A— 1を第 1物理信号リンク経由で送信する（ステップ SB 2) 。

次に、送信した ML 2フレーム A_ 1の送達確認を受信した場合にはフレーム損失がなかったものと判定し（ステップ SB 3) 、物理信号リンクの切替の有無を確認する（ステップ SB 5) 。そして、物理信号リンクが切り替えられない場合には次の ML 2フレーム A— 2を切り出して送信する（ステップ SB 1, SB 2) 。

ところで、図 4の例では、 ML 2フレーム A— 2が損失している。従って、当該フレームの再送処理を行うこととなる（ステップ SB 4) 。しかし、この再送処理以前に第 1物理信号リンクが第 2物理信号リンクに切り替わつている。この場合、図 2に示した例ど同様に、損失フレーム（ML 2フレーム A— 2) は第 1 物理信号リンクに対応した最大長で再送される。従って、受信側の動作も、図 2 の例と同様となる。

そして、図 4の例では、損失フレームの受信確認を受け取ると、次に、 ML 3 フレーム Aの未送信部分が第 2物理信号リンクの最大長で分割されて M L 2フレーム A— 3が作成され、第 2物理信号リンク経由で送信される（ステップ S B 6 ) なお、図 4では、以降の処理の図示を省略しているが、実際には、「第 1物理信号」を「第 2物理信号」で置き換えたステップ S B 2以降の処理が続くことになる。

( 3 ) 切替動作 3

図 6は本実施形態における切替動作 3を示す図である。この切替動作 3では、 1つの M L 3フレームを複数の M L 2フレームに分割し、 1つの M L 2フレームを送信する毎に、損失フレームの再送処理や第 2物理信号リンクへの切替処理を行う場合の切替動作を行う。また、この切替動作 3では、全ての物理信号リンクに対する最大長を同一に設定することを前提としている。図 7はこの切替動作 3 を実行するための制御フロ一を示すフローチャートである。

この切替動作 3では、図 6に示すように、切替前の第 1物理信号リンクの最大長と切替後の第 2物理信号リンクの最大長とがー致することとなる。従って、この切替動作 3の制御をするための制御フローは、上記切替動作 2のものに比べて簡略化することができる。

すなわち、図 7と図 5とを比較すると明らかなように、図 7に示す処理は、ステツプ S B 1〜S B 4と同一処理のステップ S C 1〜S C 4を包含しているが、物理信号リンクの切替に応じて M L 2フレームの最大長を切り替える処理（図 5 におけるステップ S B 5， S B 6に相当する処理）が取り除かれている。

このように、物理信号リンクの切替時に M L 2フレームの最大長が変化しないことが予め分かっている場合には、損失フレーム（M L 2フレーム A— 2 ) の再送処理以前に第 1物理信号リンクが第 2物理信号リンクに切り替わつても特別な処理は不要である。従って、図 7に示すように、処理は簡素化するのである。ただし、 M L 2フレームのフレーム長は、必ずしも使用する物理信号リンクの能力に適した長さとなる訳ではないので、前述の切替動作 1および 2に比較して、スループットの低下が予想される。

B— 3 ：移動通信システム全体の動作

次に、本実施形態による制御信号処理装置を使用した移動通信システム全体の切替動作について説明する。本システムにおいて物理信号リンクの切替動作が行われる契機としては、例えばユーザ発呼時、ベアラ切替時、複数コールが挙げられる。各々の概要を説明すると次の通りである。 a. ユーザ発呼時における物理信号リンクの切替処理

移動通信システムでは、接続遅延を短時間に抑えることが要求される。そこで、次世代移動通信網では、ユーザの発呼時、制御信号の送受信のために個別の高速の物理信号リンク（SDCCH) を割り当てて、認証などのネゴシエーションを迅速に行うこととなっている。また、認証等の確認が終了し、 TCH (Traffic Channel；情報チャネル）が確立した後は、移動機と網側との間で送受信すべき制御信号の量が少なくなる。そこで、 TCH確立後は、無線リソースを有効利用するため、制御信号の送受信のための物理信号リンクを T C Hに付随した A C C H (Associated Control Channel；付随制御チャネル）に切り替えることとされている。この制御信号用の物理信号リンクの切替の際に一旦確立したレイヤ 2リンクを解放したのでは、レイヤ 2リンクの解放および再設定のための制御信号の送受信が新たに必要となり、無線リソースが無駄に使用されることとなる。そこで、無線リソースの有効利用を図るため、 TCHの確立を契機として物理信号リンクの切替要求を発生し、レイヤ 2リンクを解放することなく、制御信号用の物理信号リンクを S DC CHから AC CHに切り替えるのである。

b. ベアラ変更時における物理信号リンクの切替処理

ユーザアプリケーションの変更、すなわち、例えば音声通信をしているユーザがそのままファクシミリ通信に変更するというようなテレサ一ビス変更が行われる場合があるが、かかる場合に無線リソース上の制約等の理由によりべァラ変更が行われることがある。このべァラ変更を行うと、無線区間では無線フレームの構造が変更となり、ベアラ速度が変更となるため、 TCHの再確立となる。ここで、音声通信ゃファクシミリ通信の制御のための制御信号は TCHに付随した A CCHを介して送受信される。従って、音声通信からファクシミリ通信への切替に伴って TCHが切り替わると、当然、 ACCHも切り替えることとなる。また、有線区間も、無線フレームをそのまま継承する形で伝送が行われるので、有線区間についても制御信号用の物理信号リンクの変更が必要となる。

また、以上のようなアプリケーションの変更の場合の他、アプリケーションはそのままで、ベアラ（例えば非制限 64 kbp s) を統合してベアラ速度を変更するような場合にもべァラ変更が行われる。例えば 64 kb p s〜128 kbp sというような非制限データサービスがあり、網が混雑しているときは 64 k b p sの速度のベアラを提供し、リソースに余裕が生じた時点で 2つの 64 k b p sのべァラを統合して 128 k bp sのべァラを供給するような場合がある。この場合も無線フレームの速度が異なつたものとなるので、 ACCHを切り替える必要が生じる。

以上のような AC CHの切替が生じた場合に、上記物理信号リンクの切替要求を発生し、レイヤ 2リンクを解放することなく、 ACCHの切替を行うのである。 c . 複数呼が生起しているときの物理信号リンクの切替処理

次世代移動通信網では、 1つの移動局の配下に複数の端末を接続し、同時に複数の呼を扱うサービスが検討されている。この場合、第 1呼の TCHに付随した ACCH (Associated Control Channel；付随制御チャネル）を全ての呼が共有して使用することとなる。しかし、他の呼が継続しているにも拘わらず第 1呼が終了するような場合がある。この場合、何等策を施さないとすると、第 1呼の終了により A C C Hがなくなつてしまうため、残った呼についての制御信号の送受信をすることができなくなってしまう。そこで、このような場合には、上述した' 物理信号リンクの切替要求を発生し、残つた呼に対応したレイヤ 2リンクを解放することなく、残った呼の 1つの TCH内に ACCHを設定し、この ACCHを使用して、残った呼を維持するための制御信号の送受信を続行するのである。ここで、上記 a〜(：の契機の中からユーザの発呼時における物理信号リンクの切替動作を取り挙げ、その切替動作の例について説明する。以下説明する例では、物理信号リンクの切替トリガは、 ML 3処理部（レイヤ 3処理部 24) からの指示により行われる。

図 8において、 MSは移動機、 BTSは基地局、 MS Cは移動通信交換局である。ここで、移動通信交換局 MS Cは、 RNC (Radio Access Network Control ler；無線アクセス制御装置）を含んでおり、この RNCは移動機対向の信号を終端する網側の装置 M— S I G (移動機対向信号処理装置）、すなわち、本実施形態による個別制御信号処理装置に相当する装置を含んでいる。なお、 MSCが R NCを含んでおらず、 MSCとは部個に RNCを設ける場合があるが、かかる場合においても RNCに装置 M— S I Gが設けられる。また、移動機 MSも、この M-S I Gと対向して制御信号の送受信を行う制御信号処理装置を含んでいる (図示略）。

図 8に示すように、移動機からの発信時には、以下の（1) 〜（4) の処理が順に行われる。なお、以下の（1) 〜（5) は図 8に示した（1) 〜（4) に各々対応している。

(1) 交換局 MS Cに設けられた網側の装置 M— S I Gの P RUは、認証等の処理を行うための一時的な物理信号リンク（第 1物理信号リンク）の確立を要求する卜リカメッセージ (Signaling Channel Setup request indication) を移動機 MSから受け、これに応じて第 1物理信号リンクを確立する。この第 1物理信号リンクは、例えば SDCCHである。

実際には、上記 PRUは、上記トリガメッセージに応じたメッセージ（Signal ing Channel Setup requested request indication) を基地局 B T S力ら受け、これに応じて第 1物理信号リンクを確立する。

この第 1物理信号リンクが確立すると、移動機 MSは認証等の処理を第 1物理信号を使用して行う。この結果、レイヤ 2リンクが確立し、第 1物理信号リンクを介して ML 2フレームが送受されることとなる。

(2) 第 1物理信号を使用した認証等の処理が終了すると、装置 M— S I Gの P RUは、制御チャネルを第 1物理信号から第 2物理信号へ切り替える処理を開始する。すなわち、装置 M_S I Gの PRUは、まず、有線区間の第 2物理信号用のリンク確 AIを要求 "^るメッセ一ジ (Bearer & Radio Bearer Setup request in dication) を移動通信交換局 M S Cから基地局 B T Sへ送る。ここで、第 2物理信号リンクは、例えば TCHに付随した ACCHである。

この時、装置 M— S I Gは、制御信号の送信は第 1物理信号を使用して行う状態にある。そして、装置 M_S I Gの PRUは、有線区間の第 2物理信号用のリンクが確立した時点で、無線区間の第 2物理信号リンクを確立するためのトリガメッセ一ジ（Radio Bearer Setup request indication ) を第 1物理信号リンク経由で移動通信交換局 M S Cから移動機 M Sへ送る。このトリガメッセージの送信により、装置 M_S I Gは、第 1物理信号リンクおよび第 2物理信号リンクの両方を使用して制御信号の受信するすることが可能なマルチ受信状態となる。

(3) そして、第 2物理信号の無線リンクが確立したことを表すメッセージ（Be arer & Radio Bearer Setup response confirmation ) 力基地局 B T S力ら移動通信交換局 MS Cへ送られると、これをトリガとして、装置 M— S I Gの PRU は、送信に使用するリンクを第 1物理信号リンクから第 2物理信号リンクへ切り替える。ただし、この時点では、受信については、第 1物理信号および第 2物理信号のマルチ受信状態のままである。

ここで、装置 M— S I Gをマルチ受信状態としておく理由について説明する。例えば、送信における第 1物理信号リンクから第 2物理信号リンクへの切替時に、受信においても第 1物理信号リンクから第 2物理信号リンクに切り替えるようにすると、移動機 M Sから第 1物理信号リンク経由で転送中のユーザデータより先に、第 1物理信号リンクから第 2物理信号リンクへ切り替えるトリガメッセ —ジ（第 2物理信号の無線リンクが確立したことを表すメッセージ）が移動交換局 MS Cに到着し、受信において上記切替が行われてしまうと、その後に到着した第 1物理信号リンク経由のユーザデ一夕を受信することができない虞がある。そしてこの場合には、損失したデ一夕の再送を第 2物理信号リンク経由で行うことになり、結果的にスループットが低下することになる。このような理由から、本実施形態では、送信に使用する物理信号リンクを切り替えても、マルチ受信状態を維持するようにしている。

次に、装置 M— S I Gは、基地局 BTSへ第 1物理信号リンクの解放を要求するメッセージ (Signaling Connection Release release request indication ) を送信し、第 1物理信号リンクを解放する。

(4) そして、第 1物理信号リンクを解放した旨の解放確認メッセージ（Signal ing Connect ion Release response confirmation) を卜リカとして、制御信" ^の受信に使用する物理信号リンクを第 2物理信号リンクのみに切り替える。すなわち、送受信に使用する物理信号リンクが第 2物理信号リンクのみとなる。

以上のような手順で物理信号リンクの切替を行うため、切替に伴うフレーム消失を極力回避することができるのである。

Claims

請求の範囲

1 . 物理信号リンクおよび論理リンクの設定および維持の管理を行う制御機能を有し、設定した物理信号リンクおよび論理リンクを介して、制御信号を含むフレームの送受信を行う制御信号処理装置において、

既に設定されている論理リンクに対応した物理信号リンクを他の物理信号リンクに切り替えるべき旨の物理信号リンク切替要求が生じた場合に、当該論理リンクを解放することなく、制御信号の送受信に使用する物理信号リンクを新たな物理信号リンクに切り替える物理信号リンク切替手段を具備することを特徴とする制御信号処理装置。

2 . 前記物理信号リンク切替手段は、前記物理信号リンク切替要求が与えられた場合に、当該論理リンクを解放することなく、切替先の物理信号リンクの設定を要求して、切替先の物理信号リンクおよび切替元の物理信号リンクの両方を使用した制御信号の受信を開始し、

当該切替元の物理信号リンクの解放の確認後、制御信号の受信のための物理信号リンクを当該切替先の物理信号リンクのみに切り替えることを特徴とする請求項 1に記載の制御信号処理装置。

3 . 使用可能な複数の物理信号リンクの各々に対応し、前記フレームの最大長を記憶したデータベースと、

前記物理信号リンク切替要求が与えられたとき、切り替え先の物理信号リンクを選定する選定手段と、

前記切替先の物理信号リンクに対応した最大長を前記データベースから取得し、前記制御信号をこの最大長のフレームに載せて送信する送信手段と

を具備することを特徴とする請求項 1に記載の制御信号処理装置。

4 . 損失フレームの再送を行う前に、前記物理信号リンク切替要求が与えられた場合に、前記送信手段は、当該損失フレームに載せられていた情報を含む切替元の物理信号リンクに対応した最大長を有し、かつ、当該損失フレームに載せられていた情報を含む再送フレームを、切替先の物理信号リンクを使用して送信することを特徴とする請求項 3に記載の制御信号処理装置。

5 . 前記最大長が各物理信号リンクの能力に対応して決定されていることを特徴とする請求項 4に記載の制御信号処理装置。

6 . 対向装置から送られてきたフレームが損失フレームとなった後、当該損失フレームに対応した再送フレームを前記対向装置から受信する前に物理信号リンクの切替要求を行った場合に、当該再送フレームが受信されるまでの間、切替元の物理信号リンクに対応したフレームと切替先の物理信号リンクに対応したフレームの両方を受信可能な状態を維持することを特徴とする請求項 1に記載の制御信号処理装置。

7 . 発呼があり、情報チャネルが確立したときに前記物理信号リンク切替要求を発生し、制御信号の送受信のための物理信号リンクを、容量の少ないものに切り替えることを特徴とする請求項 1に記載の制御信号処理装置。

8 . ベアラ切替に伴って前記物理信号リンク切替要求を発生し、制御信号の送受信のための物理信号リンクを、切替後のべァラに対応したものに切り替えることを特徴とする請求項 1に記載の制御信号処理装置。

9 . 複数の呼の通信を行っており、制御信号の送受信用の物理信号リンクを使用している呼が終了した場合に前記物理信号リンク切替要求を発生し、制御信号の送受信のための物理信号リンクを、その後残存する呼に対応した物理信号リンクに切り替えることを特徴とする請求項 1に記載の制御信号処理装置。

1 0 . 物理信号リンクおよび論理リンクの設定および維持の管理を行う制御機能を有し、設定した物理信号リンクおよび論理リンクを介して、制御信号を含むフレームの送受信を行う制御信号処理装置を網内に有し、

該制御信号処理装置が、

既に設定されている論理リンクに対応した物理信号リンクを他の物理信号リンクに切り替えるべき旨の物理信号リンク切替要求が与えられた場合に、当該論理リンクを解放することなく、制御信号の送受信に使用する物理信号リンクを新たな物理信号リンクに切り替える物理信号リンク切替手段を具備することを特徴とする通信システム _t