WO2004093393A1

WO2004093393A1 - 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

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Publication number: WO2004093393A1
Application number: PCT/JP2003/004594
Authority: WO
Inventors: Tetsuo Tomita; Toshiyuki Yokosaka; Akira Fujishima
Original assignee: Fujitsu Limited
Priority date: 2003-04-11
Filing date: 2003-04-11
Publication date: 2004-10-28
Also published as: AU2003236082A1; US20090285100A1; CN1729657A; EP2515576A1; JPWO2004093393A1; EP2367377A1; US8526361B2; EP1615391A4; EP2367377B1; EP1615391A1; JP4198685B2; EP1615391B1; US7613149B2; US20050249160A1; EP2043399A3; US20120225659A1; EP2043399A2; CN1729657B

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

明細書

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技術分野

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。

背景技術

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（GN ： Core Network) 100 , 無線網制御装置（RNC ： Radio Network Controler) l01_0~ 101_n, 無線基地局（NodeB) 102— 0〜 102— n 及ぴ移動機（UE ： User E quipment) 103の 4種類のノ一ドから構成されている。各ノ一ド 100、 101—0 ~ 101_n , 102_0 ~ 102_n は、 ATM (Asynchronous Transfer Mode) 伝送路や IPdnternet 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間のインタフエース、 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間のィ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 CN 100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(Hi_gh 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, Iu 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、卜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つ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ェリァ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卜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、コス卜パフオ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。発明の開示

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擴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。図面の簡単な説明

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 1 0は第 1実施例における CNの分散処理フローである。

図 1 1 は本発明の実施例における各ノード（CN， SNRC, DRNC)のプロック構成図である。

図 1 2は NodeB のプロック構成図である。

図 1 3は有線区間のノ一ド間で送受される ATMセルの AALtype 2 のフォーマツト説明図である。

図 1 4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 1 5は第 2実施例における SHNC の処理フローである。

図 1 6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 1 7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 1 8は現在の 3GPP仕様の W-CDMAシステムの概要構成図である。

図 1 9は通信時のユーザデータの流れを示す説明図である。

図 2 0 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。発明を実施するための最良の形態

( 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力 S 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力ら 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力 >ら lur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ィ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 lur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 PT 1,PT2(図 2 の実点線）以外にも、実線で示す伝送路 Ρ 1〜Ρ4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 103一 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 Ρ1,Ρ2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 103一 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一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 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。

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力 S 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。

CN 100、 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、分散に関係するノ一ド（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 VPIZVCI)、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一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 101一 0は、他ノードからの伝送経路分散応答により、伝送経路の確保おょぴ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 PT iに対して新伝送路 P Iが設定され、指定されたュ一ザデータは CN から伝送路 PTI, 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 PTI , 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 Pl、 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。

( ) SRNC 101— 0の分散処理

図 9は第 1実施例における SRNC 101—0の分散処理フロ一である。 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、ュ一ザデ―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、分散に関係するノ一ド（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（VPIZVCI)、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 -ックする（ステップ 106)。全ノ一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（ステツプ 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（ステツプ 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から受信した他ノ一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は他ノ一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.経路別にデータス卜リームを

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パンド信号に変換し、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 AALtvr>e 2 のフォーマツト図 13は有線区間のノード間で送受される ATMセルの AALtyp e 2のフォーマット説明図である。 AALtyp e 2形式の 53 ノィ卜のセルは、標準セルへッダ（ATM セルヘッダ） 1 と標準セルペイロード 2 で構成され、標準セルべィロード 2 には、 1 パイ卜のスタートフィールド S TF と 1 以上のショートセノレ CP S 1 , CPS 2 がマッピングされる。

スタートフィールド S TF 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 O FS、 (2) 1 ビットシーケンス番号を記憶するフィールド S N、（3) ノリティフィールド P で構成される。

ショートセノレ CPS 1 , 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) ショ一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 ： Le ngth I ndic ator) , (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)へ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（制御情報及ぴユーザデータ）が.埋め込まれる。従って、 1 つの AALtyp e 2 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（チヤネル）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ぴ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ベか否かの判定は、 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量を比較することで行う方法や、伝送路の分散後に各ノ一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 *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の処理フ口一である。

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, P I, 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口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, PI, 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 ARQ 1〜ARQ3を持たせ， UE 103 には全データストリームのプロトコル ARQ 1〜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 , PI, 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 101J3, 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 , P i, 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, PI, 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

請求の範囲

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、卜ラヒック状況に基づいて分散伝送路の追加及ぴ削除を行う、

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ュ一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ュ一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 e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"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-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。

1 0 . 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一ドにおいて選択し、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。

1 1 . 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。

1 2. 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。

1 3 . 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、該帯城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。

1 4 . 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。

1 5 . 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 1 4記載のデータ分散方法。

1 6 . 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。

1 7. 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：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。

1 8 . 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。

1 9 - 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へ

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。

2 0 . 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。