WO2007007426A1

WO2007007426A1 - 同期配信方法

Info

Publication number: WO2007007426A1
Application number: PCT/JP2005/023288
Authority: WO
Inventors: Yosuke Takahashi; Shiro Mazawa; Akihiko Yoshida; Daigo Takayanagi
Original assignee: Hitachi Communication Technologies, Ltd.
Priority date: 2005-07-08
Filing date: 2005-12-19
Publication date: 2007-01-18
Also published as: CN101223712A; JP4705814B2; JP2007019960A; CN101223712B; US20090296631A1; US8855146B2; EP1903690A4; EP1903690A1; CN102572712A; US20120287841A1; CN102572712B; US8228892B2

Abstract

　複数基地局から放送チャネルで同期配信を行うために集約装置が同期処理を行う。　ＢＳＮ１０４はＡＮ１０２とＡＮ１０３へ同期配信を行うための放送データを送信する際に、その放送データに周期番号とシーケンス番号を付与することにより、ＡＮ１０２とＡＮ１０３から送信されるデータの同期配信を可能とする。

Description

明細書

同期配信方法

参照による取り込み

[0001] 本出願は、 2005年 7月 8日に出願された日本特許出願第 2005— 200337号の優先権を主張し、その内容を参照することにより本出願に取り込む。

技術分野

[0002] 本発明は、同期配信方法に係り、特に、複数の基地局と、それら複数の基地局を集約する集約装置とを備えた無線通信システムにおいて、集約装置が、複数の基地局を介して各無線端末へ同じ時刻情報に同期して配信データを送信する同期配信方法に関する。

背景技術

[0003] 国際標準化機関である 3GPP2 (3rd Generation Partnership Project 2)において、音声通信及びデータ通信が可能な移動体通信方式である cdma2000 lx 方式や、データ通信専用に特ィヒすることにより周波数利用効率を向上した移動体無線通信方式である cdma2000 lxEV— DO (lx Evolution - Data Only) 方式について標準化が行われている。 cdma2000 lx方式及び lxEV— DO通信方式は、 1対 1の端末で通信を行うュニキャスト通信を移動体ネットワークで実現するものであつたが、 1対多の通信を行うマルチキャスト通信の実現が検討されている。マルチキャスト通信を実現するための技術の要素として、無線インタフェースにおいて、データ伝送を行うチャネルとして Broadcast channelと呼ばれる放送チャネル力 ma2000 lx用としては 3GPP2標準である C. S0001— D vl. 0、 C. S0002— D vl. 0、 C. S0003-D vl. 0、 C. S0004— D vl. 0、 C. S0005— D vl. 0で、cdma2000 lxEV— DO用としては C. S0054— 0 vl. 0で規格化され、放送チャネルを用いたサービスのことを BCMCS (Broadcast Multicast Service)と呼んでいる。

[0004] 従来力も基地局移動機間の通信で使用されていたュニキャスト用のチャネルは、基地局から送信されるデータを単一移動機のみで受信可能であるという特徴を持つ力マルチキャスト通信サポートの為に規格ィ匕された放送チャネルは、基地局から送信されるデータを、電波受信可能な全移動機が受信可能であると!、う特徴を持つ。ュニキャスト用のチャネルを用いた従来の通信方法では、通信対象となる移動機と基地局との間で最適となるような電力制御、変調方式の適用、他の基地局に接近した場合にハンドオフ処理を行う等を行うことにより、移動機の電波受信環境に応じた最適な通信速度、パケットエラー率を制御することが可能であるが、放送チャネルを用いた通信の場合には、通信対象となる移動機が不特定となるため、そのような方法を用いた制御ができず、特に基地局間のエリアなど干渉が多くなり、高データレート、低エラーレートの通信が出来ないという課題がある。その課題を解決するため、 3GPP2 標準 C. S0054 (非特許文献 1)においてはソフトコンバインと呼ばれる技術が導入されている。

ソフトコンバインは、ある基地局のカバレッジエリアと別の基地局のカバレッジエリアの間に存在する基地局から送信される電波同士が干渉し、受信環境が悪！ヽエリアにぉ、て、放送チャネルを用いた通信の受信環境を改善するための技術として知られている。ソフトコンバインでは、複数の基地局が、同じデータを、同じ時刻に、同じ無線パラメータを使用して送信を行うことにより、移動機の受信機が各基地局力到来する電波をそれぞれ受信し、合成を行うことで、干渉源となっていた他基地局からの電波を、利得に変え、受信環境を改善する。ソフトコンバインを実現するには、複数の基地局で同じ時刻情報に同期して全く同じデータを送信する必要がある。 cdma2 000 lxEV— DO無線インタフェースを例に挙げると、下り方向の無線インタフエ一スは、 1. 67ms秒のタイムスロットの集合により構成されているが、この 1. 67msのタィムスロット単位で、送信するデータが基地局間でずれることなく同じ時刻情報に同期して送信される必要がある。移動機が、基地局間のタイミング誤差や伝播遅延による電波到来時間差を吸収する機能を持っている場合には、基地局間で送信タイミングの誤差があつたとしてもソフトコンバインが可能となる力この場合においても、基地局間で一定量のタイミング誤差が発生しないようデータ送信同期を行う必要がある。この同じ時刻情報に同期したタイミングを保証する技術として、 3GPP2標準 A. SO 015— C vl. 0 (非特許文献 2)で開示されている A3インタフェースを適用したアンカー方式が開示されている。このアンカー方式は、 cdma2000 lx無線におけるソフトハンドオフと呼ばれるソフトコンバインと同等の技術を実現するものである力このァンカー方式では 1台の基地局が複数台の基地局を集約するアンカー基地局となり、このアンカー基地局が全ての基地局の送信タイミングを管理して送信制御を行う。ァンカー基地局は各基地局へデータを送信する際に、送信時間を無線送信タイミングの最小単位である 20msフレーム単位の送信時間を指定してデータを送信する。従つて基地局を集約する集約装置としての役割を持つアンカー基地局は無線送信タイミングを算出するための詳細な無線インタフェース情報を管理しなければならないことを意味する。

[0006] 非特許文献 1 : 3GPP2標準 C. S0054

非特許文献 2 : 3GPP2標準 A. S0015-C vl. 0

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0007] アンカー方式による方法では、基地局を集約する装置が無線インタフェースの送信タイミングを計算するための詳細情報を管理しなければならず、集約装置が複雑な論理を実装しなければならないという課題がある。計算に必要となる詳細情報の例としては、基地局間の伝送遅延、適用している無線フレーム長、送信レート、制御チヤネル用に確保されている時間タイミングなどが挙げられる。また、基地局を集約するために、基地局一台当りに要求される処理能力等が求められ、結局は接続可能な基地局数の限界が障壁となってソフトコンバインが可能となるエリアが制限されてしまうため、スケーラビリティがなくなってしまう。

本発明は、基地局を集約する集約装置においては無線特有の情報が無くとも同期配信を可能とし、同期情報として周期番号と周期内の送信バイト位置を送信することにより、同期がはずれた場合や伝送途中でパケット欠落が発生した場合においても、再同期を可能とすることを目的とする。

課題を解決するための手段

[0008] 本発明では、基地局を集約する装置としてアンカー基地局を設置するのではなぐ上位に集約装置を設置し、その集約装置から各基地局へデータを送信する際に、送信データにタイミング情報を付与することによって、ソフトコンバインを実現するために必要な基地局間でのタイミングを合わせることが可能となる。

このとき、送信データに含めるタイミング情報は、無線特有パラメータを使用せずに、集約装置の管理する時刻を基に算出したシーケンス番号を含めることとし、それを受信した各基地局はシーケンス番号を基に、各基地局内で保持する無線特有パラメ一タカ実際の送信時間を算出してデータの送信時間を決定することができる。また、シーケンス番号は、再同期を可能とするため、一定送信周期を定義し、何周期目に送信すべきデータなのかを示す周期番号と、その周期内で何バイト目のデータを送信するかを示すシーケンス番号力構成することによって、一度同期がはずれた場合や、集約装置からある基地局宛のみのデータが伝送途中で欠落した場合においても再同期が可能である。

更に本発明は、集約装置に絶対送信時刻を意識させることなく基地局の同期を可能とすることができる。

本発明の解決手段によると、

複数の基地局と複数の前記基地局を集約する集約装置とを備えた無線通信システムにおいて、前記集約装置が、複数の前記基地局を介して各無線端末へ同じ時刻情報に同期して配信データを送信する同期配信方法であって、

複数の前記基地局は、それぞれ、配信データを一定周期に分割して送信する際の送信時間に対応する周期番号と、一周期で送信可能な送信バイト数、送信パケットに付与される所定周期番号に対応する前記集約装置の送信開始時刻、同期配信のためのキー情報を含むパス確立要求を前記集約装置へ送信し、

前記集約装置は、前記パス確立要求を受信すると、データ配信の際に用いられる周期番号と、前記周期番号の周期の先頭時刻に対応する時刻とを含むパス確立応答を複数の前記基地局へそれぞれ送信し、前記集約装置から各前記基地局へデータを送信するためのノスを確立し、

前記集約装置は、配信データを配信する各パケットに、無線送信する時刻情報を計算する基となる、前記周期番号と、前記周期番号で示される周期内の送信位置を示すシーケンス番号とを付与し、複数の前記基地局へ前記パケットを送信し、複数の前記基地局は、それぞれ、受信したパケットに付与されている周期番号とシ一ケンス番号を基に、前記無線端末に無線送信する時刻情報を算出し、算出された同じ時刻情報に同期して配信データのパケットを配信する

前記同期配信方法が提供される。

発明の効果

[0010] 本発明によると、基地局を集約する集約装置においては無線特有の情報が無くとも同期配信が可能となり、同期情報として周期番号と周期内の送信バイト位置を送信することにより、同期がはずれた場合や伝送途中でパケット欠落が発生した場合においても、再同期が可能となる。

本発明の他の目的、特徴及び利点は添付図面に関する以下の本発明の実施例の記載から明らかになるだろう。

図面の簡単な説明

[0011] [図 1A]1XEV— DOネットワーク上で基地局間同期配信を行う処理の流れを示す構成図。

[図 1B]図 1Aの構成におけるパケットの同期概要図。

[図 2]BSN (BCMCS Serving Node) 104のハードウェアを示す構成図。

[図 3]AN (Access Network) 102及び AN103のハードウェアを示す構成図。

[図 4]ソフトコンバインまでの手順 (最初の AN接続)を示すシーケンス図。

[図 5]ANが BSNへ通知する 1周期で送信可能なバイト数を計算する方法を示した説明図。

[図 6]BSNから ANへ送信するパケット構成を示す図。

[図 7]図 6で示した周期番号 612、周期内のシーケンス番号 614を使用したときの各フィールドの使用例を示す図。

[図 8]BSN104がコンテンツサーバ 105から受信したパケットを送信し AN102、 AN1

03が無線へパケットを送信するまでのタイムチャートを示した図。

[図 9]BSN104における周期番号とシーケンス番号の決定方法を示したフローチヤ一

[図 10]ANにおける送信時刻決定方法を示す図。 [図 11]時刻同期して!/、な!/、場合につ!、て示す図。

[図 12]ソフトコンバインまでの手順（2台目以降の AN接続）を示すシーケンス図。

[図 13]送信可能なバイト数についての説明図。

[図 14]周期番号、シーケンス番号の使用例の図。

[図 15]周期番号と周期内シーケンス番号の付与例（1)の図。

[図 16]周期番号と周期内シーケンス番号の付与例（2)の図。

発明を実施するための最良の形態

[0012] 以下に、 lxEV— DOネットワークにおいて本発明による基地局間同期配信方法を適用した場合の実施形態の一例を示す。本発明は、 lxEV— DO以外にも、適宜の通信方式に適用することができる。

[0013] 1.システム

図 1Aは、 lxEV— DOネットワーク上で基地局間同期配信を行う処理の流れを示す構成図である。

コンテンツサーバ 105は、 BCMCSデータを配信するためのサーバであり、配信データ及び配信スケジュールの管理等を行っている。コンテンツサーバ 105は、配信データを集約装置である BSN (BCMCS Serving Node) 104へ、 BCMCSデータを送信する。 BSN104は、コンテンツサーバ 105から受信したデータを、 AN (Acces s Network) 102及び AN103へデータをコピーして送信する。 BSN104は、 AN1 02と AN103でデータの同時配信を可能とするため、送信パケットに、例えば送信周期番号と周期内シーケンス番号を含む時刻情報を付与して送信する。 AN102と AN 103は、時刻情報が付与されたデータを受信すると、その時刻情報から無線でデータを送信する時刻を算出し、その時間になると無線上へデータを送信する。複数の移動機群である ATI 01は、 AN102と AN103力ゝら、それぞれ同時刻に送信されたデータを同時に受信し、信号の合成を行うことで、 1つの ANからデータが送信された場合に比べ受信品質の良い受信を行うことが可能となる。

AN102及び AN103は、同時刻でデータの送信を行うため時刻同期を行う必要があり、 lxEV— DOシステムでは、 GPS (Global Positioning System) 106力ら酉己信される時刻情報に同期することで、 AN102と AN103との間で時刻同期を行うことが可能となっている。また、 BSN104と AN102、 AN103間で時刻同期を行うために、 BSN104は、 GPS106からの時刻情報に同期をしているタイムサーバ 107から NT P (Network Time Protocol)などを利用し、時刻同期情報の配信を受けることで時刻同期をすることが可能である。 BSN104が GPS受信機を備えることによってタイムサーバ 107を介さずとも時刻同期を行うことも可能であるし、 AN102または AN10 3にタイムサーバ機能を備え、それに同期を行うことも可能である。

OMC (Operation and Maintenance Center) 114では、 AN102及び AN1 03等に対して、放送データ配信開始 ·終了の制御を行い、データ配信準備や配信終了処理のためのパス確立手順やパス解放手順を開始する機能を持つ。

なお、 ANと BSN間における時刻同期が行われている場合と、時刻同期が行われていない場合の両方について、本発明は適用可能である。図 1では、 ANが 2台あるものとして記載して、るものであるが、それ以上の複数台の ANが存在して、る場合においても適用可能である。以降の実施の形態については、 2台の ANが適用されている網を適用例の一例として示す。

また、図 1Bは、パケットの同期概要を示している。

コンテンツサーバ 105からパケット 108を BSN104に送信し、 BSN104ではバケツト 109として受信する。 BSN104は、受信パケット 109を AN102と AN103宛てにそれぞれパケット 110とパケット 111として送信を行う。これらパケット 110とパケット 111 には時刻情報として、例えば、周期番号情報が含まれており、ここでは周期番号 0番が設定されていたとする。従って、 AN102と AN103は周期番号 0のパケットを送信するタイミングまでパケットを保持しており、送信タイミングとなると、パケット 112およびパケット 113に示すように同時タイミングにて送信を行う。

図 2は、 BSN (BCMCS Serving Node) 104のハードウェアを示している。 BSN104は、 ANやコンテンツサーバ等、他の装置との通信を行うためのネットヮーク IZF 201を備えている。コンテンツサーバ 105から配信されてくるデータは、ネットワーク IZF201、通信バス 206を経由してメモリ 203へ書き込まれる。書き込まれた受信データ情報は、 CPU202によって読み出され、クロック 204が提供する時刻情報を基に生成されたシーケンス番号をデータに付与し、パケット化する。そのパケットは再び通信バス 206、ネットワーク IZF 201を経由して ANへ送信される。 BSNと A N間で時刻同期を行う場合においては、クロック 204で管理する時刻情報は、予め定められた設定に従い、 GPS受信機 205から取得できる時刻情報に同期したり、タイムサーバ 107から受信する時刻情報に受信したりする。

図 3は、 AN (Access Network) 102及び AN103のハードウェアを示している。

ANは BSNとの通信を行うためネットワーク I/F 301を備えている。 BSN104力ら受信するデータは、ネットワーク IZF 301、通信バス 306を経由して、メモリ 303へ書き込まれる。書き込まれた受信データ情報は、 CPU302によって読み出され、クロック 304が提供する時刻情報と、受信したデータに付与されている時刻情報から、無線上で送信する時刻を決定する。

送信時刻になると、通信バス 306を介し変復調回路 307へ送信され、変復調回路 3 07にて無線で送信するため、データの変調を行い、 RF回路 308にてアナログ信号へ変換されて無線上でデータが送信される。 GPS受信機 305は、 GPS106から配信される時刻情報を受信し、クロック 304へ時刻情報を提供する目的で実装される。 2.同期配信手順

図 4は、ソフトコンノインまでの手順 (最初の AN接続）を示すシーケンス図である。この図は、 AN102が BSN104へパスを確立し、データ配信を行うまでの流れを示したものである。本手順は、 BSN104へ接続する ANが全くない状態において、 AN10 2が BSN104へ接続を行う手順を示すものである。

データの配信を行う前に、 ANと BSN間でデータ通信用のノスを確立する必要がある。そのため、 OMC113は、 AN102に対してパス確立要求指示を行う（401)。このパス確立要求指示には、例えば、無線データレート、 RS符号種別、使用スロット数等を含む。 AN102はこれを受けてパス確立要求を BSN104へ送信する（402)。このパス確立要求には、一定周期（図では例として 5. 12秒としている）で送信可能な送信バイト数、周期番号 0に対応する BSN時刻、データ送信用の GRE (General R outing Encapsulation)キー情報が一緒に送信される。一定周期で送信可能な送信バイト数は、無線インタフェース規定より導かれるバイト数で、無線方式に特化した値となる。従って、無線特有の情報を保持する ANなどの装置でなければ導き出すことはできない。例えば、 C. S0054規定に従う lxEV— DO基地局の場合で、伝送速度 614. 4kbps, TotalBurstLength 192slotの設定で、 1インタレース分（192slo t)使用し、 RS符号として（12, 4, 16)を適用する場合には、 1000ビットのデータ送信可能な MAC Packetが 192送信可能である力そのうち 1Z4は RS符号のためのノリティビットとして使用される。従って、 1. 28秒間にデータ送信に使用可能な MACノケット数 ίま、 192 X 3/4 = 144ノケット、つまり 144, 000 bit = 18 , 000バイト送信可能である。但し、 16MACパケットに 1バイトのヘッダ情報送信に使用されるため、実際には 1. 28秒に送信可能なデータ量は 17, 961バイトとなる。従って、 5. 12禾少に送信可會なデータ量は、 17, 961 X 4 = 71, 844ノイトとなる。ここで、 1インタレースとは、全無線送信時間を 4分割したうちの 1つ分を指しており、 4インタレースで全無線送信時間を指すこととなる。また、 TotalBurstLengthとは、 BCMCS送信設定周期の長さを 1インタレース単位で示しており、 192slotに設定すると、全無線送信時間としては、 4倍の 768slot、つまり 1. 28秒となる。

図 13に、送信可能なバイト数についての説明図を示す。この図は、 TotalBurstLe ngthを 192slot、RS符号（12, 4, 16)、フレーミングヘッダ無しとし、 1インタレース分（192slot) BCMCSデータ送信に割り当てた場合の 5. 12秒当りに送信可能なバイト数の一覧である。

周期番号 0に対応する BSN時刻は、 BSN104がデータを AN102へ送信する際に、送信パケットに付与される周期番号、周期内シーケンス番号を決定する際に用いられる情報である。この情報の用途については別途説明する。

GREキーは、 BSN104から AN102へデータを送信する際に、送信パケットに付与される GREヘッダのキーフィールドに設定される。 AN102は、 BSN104から受信するデータのキーフィールドを確認することにより、 BSN104と AN102間で複数パスを確立している際に、各パスで流れるデータを区別することが可能になる。なお、 GRE ヘッダ部については後述する。

BSN104は、パス確立要求 402を受信すると、パス確立処理を行い、パス確立応答 403を AN102へ送信する（403)。このパス確立応答 403には、データ配信の際に用いられる周期番号と、その周期の先頭時点における対応時刻が含まれている。この時点で、 BSN104から AN102へデータを送信するためのパス確立が完了し、データの送信が可能となる。

BSN104は、 AN— BSN間におけるデータ送信準備が完了したところで、コンテンッサーバ 106へデータの送信を行うことを指示するため、 IGMP Joinなどの信号によりデータ配信要求を送信する (404)。

コンテンツサーバ 105は、データ配信要求 405を受け、データの配信を開始する（40 5)。コンテンツサーバ 105から送信された配信データは、 BSN104で受信され、無線で送信する時刻を計算する基となる周期番号と周期内シーケンス番号を付与し、 AN102へ配信データを送信する（406)。

AN102は受信した配信データについて、受信したパケットに付与されている周期番号と周期内シーケンス番号を基に無線で送信する時間（時刻情報)を計算し、算出された時間となった時点で (時刻情報に同期して)データの送信を行う (407)。全ての ANで GPS106による時刻同期を行っており、 BSN104から受信する周期番号と周期内シーケンス番号力無線送信時間を算出するアルゴリズムが同一であり、各 ANが同じ GPS時刻に対し同期を行っていることから、無線での送信時間を同じ時刻情報に同期する（一致させる)ことが可能となる。

図 12は、ソフトコンノインまでの手順（2台目以降の AN接続）を示すシーケンス図である。この図は、 AN102が既に BSN104へ接続している状態において、別の AN 103が BSN 104へパスを確立し、データ配信を行うまでの流れを示したものである。既に AN102はパスを確立している状態であるため、コンテンツサーバ 105から送信されている配信データは、 BSN104、 AN102を経由して AT101へ送信されている（1201)。

OMC113は、 AN103へパス確立を要求するために、パス確立要求指示を送信する（ 1202)。 AN 103はこれを受けてパス確立要求を BSN 104へ送信する（ 1203)。このノス確立要求には、一定周期（図では例として 5. 12秒としている）で送信可能なノイト数、周期番号 0に対応する BSN時刻、データ送信用の GREキー情報が一緒に送信される。

BSN104は、パス確立要求 1203を受信すると、パス確立処理を行い、パス確立応答 1204を AN103へ送信する（1204)。このパス確立応答 1204には、データ配信の際に用いられる周期番号と、その周期の先頭時点における対応時刻が含まれている。ここで送信される周期番号としては、手順 1201で AN102へ送信中の配信データに付与されている周期番号 nと、その周期番号 n時点に対応する BSN対応時刻を使用する。 BSN104は、既に AN102用にコンテンツサーノから配信データの受信を行っている（1205)。 BSN104は、パス確立応答 1204で送信した周期番号 nと BS N時刻を基に、使用する周期番号と周期内シーケンス番号を決定し、それらをデータ送信パケットに付与して AN102と AN103へ送信する（1206)。

AN102及び AN103は受信した配信データについて、受信したパケットに付与されている周期番号と周期内シーケンス番号を基に無線で送信する時間を算出し、算出された時間となった時点でデータの送信を行う（1207)。 AN102と AN103は GP S106による時刻同期を行っており、 BSN104から受信する周期番号と周期内シーケンス番号カゝら無線送信時間を算出するアルゴリズムが同一であり、 AN102と AN1 03が同じ GPS時刻に対し同期を行っていることから、無線での送信時間を一致させることが可能となる。

図 8は、 BSN104がコンテンツサーバ 105から受信したパケットを送信し AN102、 AN103が無線へパケットを送信するまでのタイムチャートを示したものである。

ここでは前提として、 AN102及び AN103と BSN104との間にパスが確立され、同期番号 0に対応する送信時刻 tが到来する前に、配信データがコンテンツサーバ 10

0

5から BSN104に配信される場合について説明する。よって、 AN102及び AN103 力も AT101へは、同期番号 0、シーケンス番号 0からパケットが配信される。

コンテンツサーバ 105から送信された 100バイト長のパケット 801は、 BSN104でパケット 802として受信され、周期番号 (P) 0、シーケンス番号 (S) 0に設定されたバケツ卜 803、ノケッ卜 804をそれぞれ AN102、 AN103へ送信する。 BSN104は、コンテンッサーバ 105から送信された 50バイト長のパケット 805を受信すると（パケット 806) 、手順 402及び手順 1203で受信した 1周期で送信可能なノイト数と比較し、周期番号 (P)を決定する。この例では、同じ周期で送信可能と判断し、周期番号 (P) 0とシ一ケンス番号（S) 100に設定されたパケット 807、ノケット 808をそれぞれ AN102、 AN103へ送信する。次にコンテンツサーバ 105から送信される 200バイト長のバケツト 809については、 BSN104はパケット 810として受信し、 BSN104が 1周期で送信可能なノイト数をパケット 802とパケット 806の送信で超えてしまったと判断し、次の周期番号 (P) 1とリセットされたシーケンス番号 (S) 0に設定されたパケット 811、パケット 812をそれぞれ AN102、 AN103へ送信する。

[0018] AN102はパケット 803とパケット 807を周期番号 0用のバッファに、パケット 811は周期番号 1用のバッファに保存する。同様に AN103はパケット 804、パケット 808を周期番号 0用のバッファに、パケット 812は周期番号 1用のバッファに保存する。この時点で、 AN102と AN103は同じバッファ内容を持つこととなる。

AN102と AN103は、手順 403、手順 1204等で予め受信した周期番号 0に対応する送信時刻を基に送信時刻 toを決定し、周期番号 0用のバッファから無線上のデータ送信を開始する。従って、 AN102から送信されるパケット 813と AN103から送信されるパケット 814は同時刻から同じデータの送信を行うため、 AT101では同じ時間に AN102と AN103から送信されたパケット 813とパケット 814を受信することとなり、ソフトコンバインが可能となる。同様に、 AN102と AN103は同時刻に同じデータを送信するパケット 815、パケット 816を送信し、 AN102と AN103の周期番号 0での送信用バッファは共に空となり、周期番号 0での期間の送信は終了する。

次に、周期番号 1の時間 tlとなると、 AN102、 AN103は、周期番号 1用のバッファ力らそれぞれパケット 817、ノケット 818を送信する。

[0019] 3.送信可能バイト数

図 5は、 ANが BSNへ通知する 1周期で送信可能なノイト数を計算する方法を示した説明図である。 3GPP2標準 C. S0054-0 vl. 0で規定されている配信方式では、 ECB (Error Control Block) 501という単位での送信が規定されている。

ECB501は、複数の 1000ビット長パケットから構成されており、データ部 502とパリティ部 503とを含む。データ部では、 BSN104から受信するデータが格納される部分であり、ノ^ティ部 503はデータを無線で送信される過程で発生したパケットエラーを訂正するための誤り訂正符号が格納される。

ECB501の横幅は 1000ビットとしているが、 1000ビットのパケット複数個で構成することが可能である。 ECB501の最初の 1000ビットは、 ECB501の先頭バイトを表すブロックヘッダ 504、暗号化情報を転送するための Security Layer Packet 505 、データ部の開始を示すフレーミングヘッダ 506、正味データが格納される正味データ部 507を含む。ここで、フレーミングヘッダ 506はオプションであり、 BSNで RFC16 62による HDLC like framingを行っている場合には含める必要はないが、 HDL C like framingを行わない場合には必要となるものである。また、その他のデータ部 502の 1000ビット長ノケットは、フレーミングヘッダ 508と正味データ部 509を含む。

1周期で送信可能なバイト数は、 ECBに含まれる正味データ部が 1周期内に何バイト含まれるか計算することで求める。図 5の例では、 1周期に含まれる ECB力 ¾CB51 0、 ECB511、 · · ·、 ECB512である場合を示しており、各 ECBに含まれる斜線部で示される正味データ部の総和を求めることで 1周期に送信可能なバイト数を求めることがでさる。

4.パケット構成

図 6は、 BSNから ANへ送信するパケット構成を示して!/、る。

BSNから送信されるデータは RFC2784及び RFC2890に規定されて!、る GRE ( General Routing Encapsulation)によりカプセリングされる。本実施の形態では BSN力も送信するデータに時刻情報を付与するために、図に示すように GREヘッダ使用方法に変更をカ卩える。 BSNから ANへ送信されるパケットは、 IPヘッダ部 601、 GREヘッダ部 602、データ部 603を含み、また、図の下部に GREヘッダ部 602の詳細を示している。 1オクテット目には、 GREヘッダ内にチェックサムフィールドを含める力否力を示す Cビット 604、予約フィールドである Rビット 605、 GREヘッダ内にキーフィールドを含めるか否かを示す Kフィールド 606、 GREヘッダ内にシーケンス番号を含めるか否かを示す Sフィールド 607と予約フィールド 608がある。

この図における適用例では、チェックサムフィールドは使用しないため Cビット 604 を 0に、予約ビット 605は 0に、キーフィールドは使用するため Kビット 606は 1に、シ一ケンス番号を使用するため Sビット 607を 1に、残りの予約フィールド 608は全て 0 に設定する。 2オクテット目には予約フィールド 608の続きと、 GREバージョンフィールド 609力ある。予約フィールド 608は全て 0に設定、 GREバージョン 609についても 0に設定する。 3オクテット目と 4オクテット目はパケットのデータ部 603に含まれるパケットのプロトコルを示すプロトコルタイプフィールド 610が含まれ、 Unstructured Byte Streamを示す 8881Hに設定される。 5オクテット目力 8オクテット目には GR Eキーを示すキーフィールド 611が含まれる。このキーフィールド 611は、 ANから送信されるパス確立要求 (401や 1203)で指定された値を設定する。 9オクテット目から 12オクテット目までは GREシーケンス番号として使用される力本実施の形態では、このシーケンス番号フィールドを周期番号 612、周期内のシーケンス番号 613の 2つのフィールドに分割して使用する。周期番号 612は、送信周期が変わる度に 1つずつインクリメントされる番号である。周期内のシーケンス番号 613は、 GREパケットのデータ部 603に含まれる先頭バイトが、周期番号 612で示される周期内で何バイト目のデータであるかを示す。

図 7は、図 6で示した周期番号 612、周期内のシーケンス番号 613を使用したときの各フィールドの使用例を示す図である。

パケット 701は、最初の周期で送信される最初のパケットであるため、周期番号は 0 、シーケンス番号は 0に設定される。次のパケット 702は、パケット 701と同じ周期内で送信されるため、周期番号は同じ 0に設定される。シーケンス番号は、パケット 702のデータ部の先頭バイトが周期内で 151バイト目であることから、 150に設定される。次のパケット 703は、同様に、同期番号 0、シーケンス番号 200に設定される。次のパケット 704は、次の周期内に送信されるパケットであるため、周期番号は 1に設定される。以降のパケット 705、 706も同様の規則に従って周期番号、シーケンス番号が設定される。

周期番号を適用することによって、 AN— BSN間におけるシーケンス番号の同期がはずれた場合にお!、ても同期の復旧が可能である。周期内のシーケンス番号をバイト単位で割り当てる方法を使うことによって、途中のパケットが伝送途中で欠落したとしても、その欠落分を無線で送信しない処理を行うことにより、他の ANが送信するデータとの同期がはずれない利点がある。

また、周期内の最後のパケットか否かを示す T (terminate)フラグを GREヘッダ部に設けてもよい。この場合、送信元では、周期内における最後のパケットかどうかを τ フラグによって設定し、送信先では、 Tフラグを検知することによって、その周期内で BCMCS用に確保された無線リソースをュ-キャストデータ送信用など他の用途に利用でき、周波数利用効率を高めるなどの効果がある。

[0022] 図 14は、周期番号、シーケンス番号の使用例の図である。この図は、 BSN104力ら送信されるパケットが周期をまたがる場合にっ、て例を示したものである。この例では、 1周期で送信可能なバイト数が 400バイトであるとする。

ノケット 1401は、最初の周期で送信される最初のパケットであるため、周期番号は 0、シーケンス番号は 0に設定される。次のパケット 1402は、パケット 1401と同じ周期内で送信されるため、周期番号は同じ 0に設定される。シーケンス番号は、パケット 1 402のデータ部の先頭バイトが周期内で 151バイト目であることから、 150に設定される。

次のパケット 1403は、 300バイト長であることから、 1周期に送信可能なノイト数を超えてしまうが、 BSN104は周期番号は 0、シーケンス番号は 200として、パケットの先頭から 200バイト分を周期番号 0に属するデータとして送信処理を行い、残りの 10 0バイト分のデータは周期番号 1に属するデータとして送信処理を行う。 BSN104が次のパケット 1404を送信する際には、既に前のパケット 1403を送信した時点で周期番号 1に属する 100バイト分のデータを送信済みであると判断し、周期番号 1、シーケンス番号 100として送信を行う。以上と同様にパケット 1405、 1406とデータを送信していく。

ここで、周期をまたがるパケットをそのまま送信する方法を示した力 BSN104において、 HDLC like framingを行った後にペイロードを分割したり、 IPフラグメンテーシヨンを用いてペイロードを分割したりするなどのフラグメンテーション処理を行うことにより、周期内に納めることでデータの送信を行うことも可能である。

[0023] 5.周期番号とシーケンス番号の決定方法

図 9は、 BSN104における周期番号とシーケンス番号の決定方法を示したフローチヤートである。

BSN104におけるパラメータの初期設定として、送信中の周期番号 Pを 0、送信中のシーケンス番号 Sを 0、 1周期に送信可能なデータ量を dとする（901)。長さ Lバイトのパケットを受信すると（902)、 BSN104にて管理されている時刻 tと、周期番号とシ一ケンス番号カゝら導かれる無線送信時刻とを比較する。たとえば、時刻 tと、周期番号 0に当たる時間と 1周期の時間に周期番号 Pをかけたものに伝送遅延や時刻ずれなどを勘案したマージン αを足したものとを比較する。この比較演算により、周期番号とシーケンス番号力も導かれる無線送信時刻よりも BSN104の時刻 tが早い時間であるかどうか確認できる。比較の結果、無線で送信する時刻に間に合わない場合、つまり時刻 tが、 P = 0の時間 + 1周期の時間 X P+ a より大きい場合には、周期番号 Pに 1を足し、周期 Pで送信済みのデータ量 Tpを 0に設定し（904)、再度比較を行手順 903の比較の結果、無線送信時刻に間に合う時刻 tである場合には、周期で送信済みのデータ量 Tpに受信パケット長である Lを足す（905)。足した結果の Tpが、 1周期に送信可能なデータ量 dを超えていない場合には、周期 P及びシーケンス番号 Sを使用して ANへデータを送信し（907)、シーケンス番号 Sにパケット長 Lを足す (908)。もし足した結果の Tpが、 1周期に送信可能なデータ量 dを超えている場合には、受信パケットの先頭から L— (Tp— d)ノイト部を周期 P、シーケンス番号 Sを使用して ANへ送信し、残り部分である Tp— dバイト部を次の周期番号 P+ l、シーケンス番号 S = 0を使用して ANへ送信する（909)。周期番号 Pに 1を加え、シーケンス番号 Sはその周期で送信したバイト数 Tp— dに設定、周期 pで送信済みのデータ量 Tp を Tp— dに設定する（910)。以上に示した処理を手順 902へ戻り繰り返すこととなる。この方法を適用することにより、 BSN104ではバッファリング処理を行うことなぐ周期番号、シーケンス番号としてソフトコンバインを実施するのに適切な値を使用することがでさる。

図 15は、周期番号と周期内シーケンス番号の付与例（1)の図である。この図は、周期番号に対応する BSN時刻による周期番号更新の例を示す。

AN102は、パス確立要求を行うことにより、 5. 12秒に送信可能なバイト数として 40 0バイト、周期番号 0に対応する BSN時刻として 7 : 59 : 50. 000を送信する（1501) 。 AN102は、無線で送信する時刻から逆算し、 BSN104で送信を開始しなければならない時間をこの BSN時刻として算出し、 BSN104へ送信する。この例では、 AN 102から周期番号 0に属するデータを 8： 00： 00. 000に無線送信開始を行、た、として、 BSN104から AN102への伝送遅延や、各装置での処理遅延、バッファリングする時間などで 10秒力かると想定し、 10秒引いた 7 : 59 : 50. 000を周期番号 0に対応する BSN時刻として選択している。 BSN104は、 AN102から受信した BSN時刻を用い、周期番号 0と周期番号 0に対応する BSN時刻 7 : 59 : 50. 000を含むパス確立応答信号を AN102へ送信する（1502)。

周期番号 0に対応する BSN時刻 7 : 59 : 50. 000以降にコンテンツサーバ 105から送信された 150バイトのデータ 1503は、周期番号 0に対応する最初のパケットであるため、周期番号 P = 0、周期内シーケンス番号 S = 0として AN102へ送信される。次に送信される 50バイトのデータ 1504は、前のデータのデータ長から周期番号 P = 0 、周期内シーケンス番号 S = 150を設定して AN102へ送信される。

周期番号 1に対応する BSN時刻 7 : 59 : 55. 120を経過すると、周期番号 0での送信は締め切られ、以降周期番号 1以降を使用することとなる。次に送信される 100バイトのデータ 1505は、周期番号 P= l、周期内シーケンス番号 S = 0を設定して AN 1 02へ送信される。

図 16は、周期番号と周期内シーケンス番号の付与例（2)の図である。この図は、 1 周期に送信可能なバイト数が超過することによる周期番号更新の例を示す。

AN102は、パス確立要求を行うことにより、 5. 12秒に送信可能なバイト数として 40 0バイト、周期番号 0に対応する BSN時刻として 7 : 59 : 50. 000を送信する（1601) 。 BSN104は、 AN102から受信した BSN時刻を用い、周期番号 0と周期番号 0に対応する BSN時刻 7 : 59 : 50. 000を含むパス確立応答信号を AN102へ送信する（1 602)。

周期番号 0に対応する BSN時刻 7 : 59 : 50. 000以降にコンテンツサーバ 105から送信された 150バイトのデータ 1603は、周期番号 0に対応する最初のパケットであるため、周期番号 P = 0、周期内シーケンス番号 S = 0として AN102へ送信される。次に送信される 250バイトのデータ 1604は、前のデータのデータ長から周期番号 P = 0、周期内シーケンス番号 S = 150を設定して AN102へ送信される。この時点で、 1 周期に送信可能なバイト数である 400バイトの送信が完了したため、以降送信されるデータには次の周期番号である P= lを使用することとなる。従って、次に送信される 100バイト長のデータ 1605は、周期番号 P= l、周期内シーケンス番号 S = 0を使用して送信される。また、その次に送信される 150バイト長のデータ 1606は周期番号 P = 1、周期内シーケンス番号 S = 100を使用して送信される。ここで、周期番号 1に対応する BSN時刻 7 : 59 : 55. 120が到来したとしても、既に周期番号 P= 1を使用しているため、周期番号、周期内シーケンス番号は影響されず、次の 50バイト長のバケツト 1607は、続きの番号を使用し、周期番号 P= l、周期内シーケンス番号 S = 250を使用することとなる。

[0026] 6. ANにおける送信時刻決定方法

図 10は、 ANにおける送信時刻決定方法を示す図である。この図は、 ANが、周期番号と周期内シーケンス番号が設定されたパケットを受信した後、無線上でパケットを送信するまでの手順を示したものである。

ANは周期番号 0に設定されたパケット 1001、ノケット 1002を受信すると、これらのパケットを周期 0用バッファに格納する。同様に周期番号 1に設定されたパケット 100 3、パケット 1004を受信すると、これらのパケットを周期 1用バッファに格納する。

AN内で保持する時刻情報により、周期 0用バッファに対応する送信時間となると、無線上でのパケット送信処理を開始する。この送信時間は、手順 403や手順 1204 で BSN104から指示された時間であり、全 ANで共通の時間が共有されている。 AN は周期 0用バッファ 1005からパケットを取り出し、 ECB1008を構成する。 ECB1008 の構成が完了すると、その先頭パケットから順に変調され、無線で送信される (バケツト 1009、パケット 1010)。無線によるパケット送信の際には、 5. 12秒周期の先頭から送信を開始するため、全ての ANで同じタイミングで同じパケットが送信されることとなる。以降同様に、周期 1用バッファに対応する送信時間となると、周期 1用バッファ 1 006からパケット送信が行われる。

[0027] 7.時刻同期していない場合

図 11は、 BSNと ANが時刻同期していない場合について示す図である。この図は、 GPS106やタイムサーバ 107などが利用できない場合などによって、 BSNと ANが時刻同期を行って、な、場合の基地局間同期配信方法の手順を示す。

図 4に示したように、 AN102と BSN104で時刻同期が行われていない場合においてもパス確立要求（1101)とパス確立応答（1102)の送信を行!ヽ、放送データ送信用のパスを確立する必要がある。パス確立が完了すると BSN104はコンテンツサーバ 105に対し、データ配信要求を送信する（1103)。

コンテンツサーバは配信データの送信を開始し、配信データを BSN104へ送信する（1104)。この配信データは BSN104においてバッファリングされ続けることとなる。 AN102は、データの送信タイミングとなると、シーケンス番号と要求データ量を載せたデータ送信要求を BSN104へ送信する（1105)。これに応答し、 BSN104にバッファされたデータがある場合には、指定されたシーケンス番号を付与したデータを A N102へ送信する。このとき、送信されるデータ量は、手順 1005で指定された要求データ量を超えなヽように送信する（ 1106)。

AN102は配信データを受信すると、シーケンス番号力も送信時刻を算出し、その算出された送信時刻にて配信データの送信を行う（1107)。これらの手順が同様の形で繰り返される（1108、 1109、 1110、 1111)。このように送信タイミングを把握している AN102が使用するシーケンス番号とデータ量を制御し、 BSN104へ指示することにより、 BSN104と AN102が時刻同期していなくとも、データの同期配信が可能となる。

上記記載は実施例についてなされたが、本発明はそれに限らず、本発明の精神と添付の請求の範囲の記載内で種々の変更および修正をすることができることは当業者に明らかである。

Claims

請求の範囲

[1] 複数の基地局と複数の前記基地局を集約する集約装置とを備えた無線通信システムにおいて、前記集約装置が、複数の前記基地局を介して各無線端末へ同じ時刻情報に同期して配信データを送信する同期配信方法であって、

前記同期配信方法。

[2] 第 1の無線端末と第 1の基地局との間で既にパスが確立されて、配信データが前記集約装置から前記第 1の基地局を経由して前記無線端末へ送信されているとき、第 2の基地局が、パス確立要求を前記集約装置へ送信し、

前記集約装置は、パス確立要求を受信すると、前記第 1の基地局へ送信中の配信データに付与されている周期番号と、その周期番号の周期の先頭時刻に対応する時刻とを含むパス確立応答を前記第 2の基地局へ送信して、パス確立処理を行、、前記集約装置は、パス確立応答で送信した前記周期番号と前記時刻を基に、使用する周期番号とシーケンス番号とを決定し、前記周期番号及びシーケンス番号をパケットに付与して前記第 1及び第 2の基地局へ送信し、前記第 1及び第 2の基地局は、受信した配信データについて、受信したパケットに付与されている周期番号とシーケンス番号を基に、無線送信する時間を算出し、算出された同じ時刻情報に同期して配信データのパケットを配信する

ことを特徴とする請求項 1に記載の同期配信方法。

[3] 次に送信すべきパケットが 1周期に送信可能なバイト数を超えない場合は、周期番号を先に送信したパケットと同じ値に設定し、シーケンス番号を送信済みデータ量に対応する値に設定し、

一方、次に送信すべきパケットが 1周期に送信可能なバイト数を超える場合は、パケットの先頭から 1周期に送信可能なデータ分を先に送信したパケットと同じ周期番号に設定し、残りのデータを次の周期番号に設定すること

を特徴とする請求項 1に記載の同期配信方法。

[4] 前記集約装置は、前記複数基地局とのパスを確立した後、コンテンツサーバへデータの送信を指示するため、データ配信要求を送信し、

コンテンツサーバは、前記集約装置からデータ配信要求を受けると、前記集約装置へデータ配信を開始すること

を特徴とする請求項 1に記載の同期配信方法。

[5] 制御保守装置は、前記無線端末に放送データを同期配信する複数の前記基地局に対して

、前記集約装置へパス確立要求を送信するようにパス確立要求指示を行うことを特徴とする請求項 1に記載の同期配信方法。

[6] 前記集約装置から前記基地局へ送信する周期番号及びシーケンス番号は、 GRE ヘッダ部により伝送することを特徴とする請求項 1に記載の同期配信方法。

[7] 前記基地局及び前記集約装置は、同期用の GPS又は時刻管理装置により同期をとることを特徴とする請求項 1に記載の同期配信方法。

[8] 前記基地局と前記集約装置とが時刻同期して!/、な、場合にぉ、て、複数の前記基地局が

、それぞれ、前記集約装置に、シーケンス番号と要求するデータ量とを含むデータ送信要求を送信し、前記集約装置は、各パケットにシーケンス番号を付加して複数の前記基地局に配信すること

を特徴とする請求項 1に記載の同期配信方法。

[9] 前記基地局は、同期の先頭時刻に対応する時刻に基づき周期番号を設定することを特徴とする請求項 1に記載の同期配信方法。

[10] 前記基地局は、 1周期に送信可能なデータ量に基づき周期番号を設定することを特徴とする請求項 1に記載の同期配信方法。