WO2007029708A1

WO2007029708A1 - データ伝送システム、通信ノード及びデータ伝送方法

Info

Publication number: WO2007029708A1
Application number: PCT/JP2006/317564
Authority: WO
Inventors: Masayuki Motegi; Yasuhiro Kato; Minami Ishii; Takehiro Nakamura
Original assignee: Ntt Docomo, Inc.
Priority date: 2005-09-08
Filing date: 2006-09-05
Publication date: 2007-03-15
Also published as: US20090116433A1; TW200718085A; EP1924012A1; KR20080053283A; CN101258697A; TWI320647B; JP2007074577A

Abstract

　複数の基地局を統括する中央制御ノードによらず、複数の基地局が同期してＭＢＭＳデータを移動局に送信するデータ伝送システムを提供する。データ伝送システムは、ユーザ共通データを管理する通信ノードと、前記通信ノードに接続された１以上の無線基地局と、１以上の移動局とを有する。本システムでは、１以上の基地局の各々は複数の基地局に共通に使用される絶対時間に同期する。通信ノードは、１以上のユーザ用のユーザ共通データをプロバイダから受信する手段と、１以上の基地局と通信を行うことで１以上の基地局がユーザ共通データを移動局に送信する伝送タイミングを決定する手段とを有する。

Description

データ伝送システム、通信ノード及びデータ伝送方法

技術分野

[0001] 本発明は、無線通信の技術分野に関し、特にマルチメディア.ブロードキャスト'マルチキャスト 'サービス（MBMS : Multimedia Broadcast Multicast Service)が行われるデータ伝送システム、そのシステムで使用される通信ノード及びデータ伝送方法に関する。

背景技術

[0002] 近年の移動通信システムでは、回線交換型の音声サービスだけでなぐパケット交換方式による大容量のマルチメディアサービスが行われつつある。第三世代標準化機構ではパケット交換型のシステムにおける MBMSが標準化され、それに関連するアーキテクチャや無線チャネルに関する構成が公表されて、る。基地局又はノード B

(Node B)は MBMSへの加入を促す MBMS通知インディケータ（NI： Notification Indicator)を配下の移動局（UE)へ告知する。移動局は受信した NIの中からサービス

(例えば、ニュースの同報等)を選択し、基地局にその旨を連絡し、サービス加入手順が実行される。

[0003] この種の移動通信システムにおける基地局は互いに非同期で動作する。即ち、個々の基地局への信号は、時間差又はオフセットと共に伝送される。無線アクセスネットワーク (RAN)の構成としては、複数の基地局と、それらを統括する中核的な無線ネットワークコントローラ (RNC)とが用意される。また、標準規格のリリース 6 (R6)では、 Uプレーン（U— plane)のプロトコル（PDCPゝ RLC、 MAC— cZsh、 MAC— d等）は、 RNCに配置され、 MBMSデータを伝送する場合には基地局間で 1つの PDCP (Packet Data Convergence Protocol:ノケットデ一タコンノージエンスプロトコノレ)及び RLCが共通に使用される。

[0004] RNCから伝送される MBMSデータは、 RNCと基地局との間のインターフェース（I ub)では、フレームプロトコル（FP : Frame Protocol)が使用される。 FPのヘッダには、 MBMSデータの送信タイミングを指示する CFN (Connection Frame Number:コネクシヨンフレームナンバー）が付与されている。これにより、隣接セル間での送信タイミングを同一にすることが可能である。 MBMS用の論理チャネルは、 FACH (順方向アクセスチャネル（FACH: Forward Access Channel) )にマッピングされており、 FA CHを伝送する物理チャネルは SCCPCHである。

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0005] 従来の RANは、中核的な通信ノード (RNC)と、 RNCに接続された多数の基地局

(ノード B)とを有し、基地局間は非同期で動作する。 MBMSデータを伝送する無線チャネル SCCPCH (第二共通制御物理チャネル（SCCPCH: Secondary Common Co ntrol Physical Channel) )は、符号又はコードで分割されている。 CFNの付与された MBMSデータが RNCから伝送されるので、基地局間でタイミングを合わせて MBM Sデータを伝送することができる。

[0006] し力しながらそのような中核的な通信ノードを用意することは、 RAN内での通信の遅延等を招、てしまうかもしれな、。

[0007] 本発明は、上記問題点の少なくとも 1つに対処するためになされたものであり、その課題は、複数の基地局を統括する中央制御ノードによらず、複数の基地局が同期して MBMSデータを移動局に送信するデータ伝送システム、通信ノード及びデータ伝送方法を提供することである。

課題を解決するための手段

[0008] 本発明によれば、ユーザ共通データを管理する通信ノードと、前記通信ノードに接続された 1以上の無線基地局と、 1以上の移動局とを有するデータ伝送システムが使用される。本システムでは、前記 1以上の基地局の各々は複数の基地局に共通に使用される絶対時間に同期する。前記通信ノードは、 1以上のユーザ用のユーザ共通データをプロバイダ力も受信する手段と、 1以上の基地局と通信を行うことで 1以上の基地局がユーザ共通データを移動局に送信する伝送タイミングを決定する手段とを有する。

発明の効果 [0009] 本発明によれば、複数の基地局を統括する中央制御ノードによらず、複数の基地局が同期して MBMSデータを移動局に送信することができる。

図面の簡単な説明

[0010] [図 1]本発明の一実施例による通信システムを示す。

[図 2]本発明の一実施例による BM— SCの機能ブロック図である。

[図 3]本発明の一実施例によるノード Bの機能ブロック図である。

[図 4]本発明の一実施例による BM— SCの動作例を示すフローチャートである。

[図 5]本発明の一実施例によるノード Bの動作例を示すフローチャートである。

[図 6]本発明の一実施例によるノード Bの動作例を示すフローチャートである。

[図 7]MBMSデータが周期的に基地局力移動局へ伝送される様子を示す図である符号の説明

[0011] 11 経路制御装置

12 網

13 BM-SC

14 無線基地局

15 移動局

発明を実施するための最良の形態

[0012] 本発明の一形態によれば、データ伝送システムに使用される通信ノード (BM— SC )は、ユーザ共通データをプロバイダから受信し、 1以上の基地局と通信を行うことで 1以上の基地局がユーザ共通データを移動局に送信する伝送タイミングを決定する。中核的なノードの持つ機能を基地局に集約させるので、中核的なノードを無くしてもよい。各基地局は絶対時間に同期しているので、各自にとって MBMSデータ伝送に都合の良ヽ時間（タイミング)を自ら導出できる。基地局各自に都合の良ヽ伝送タイミング等は BM— SCに通知され、 BM— SCは多数の（理想的には全ての）基地局に適切な伝送タイミングを決定し、各基地局に指示する。

[0013] 又は、 BM— SCが事前に設定した伝送タイミングを多数の基地局へ指示し、基地局は、指示された伝送タイミングは、 MBMSデータのみを伝送する構成であっても良い。

これにより、無線アクセスネットワーク (RAN)の機能をノード Bへ集約し、複数のノード Bを統括する RNCの無いシステム構成においても、各ノード Bから同一のタイミングで同一の MBMSデータを伝送できる。隣接セル間で伝送される MBMSデータをソフトコンバイン（Soft combining)することもできる。また、コアネットワーク（CN)及び無線アクセスネットワーク（RAN)間のデータ伝送がインターネットプロトコル（IP)によりなされて遅延時間差が大きくなつたとしても、ノード Bのスケジューラにより、ノード B 間で同一のタイミングで MBMSデータを伝送することができる。

[0014] 所定のタイミングにユーザ共通データが各基地局から送信されるように、無線チヤネルのリソースが事前に確保されてもよい。これにより、例えばユーザ共通データを一定の周期で伝送することができる。

実施例 1

[0015] 図 1は本発明の一実施例による通信システムを示す。本実施例の想定する通信システムは、コアネットワーク（CN : Core Network)及び無線アクセスネットワーク（RAN ： Radio Access Network)から構成される。 CNは、経路制御装置 11、経路制御装置が接続された網 12、及び MBMSデータ伝送を制御する BM— SC (Broadcast/Multi cast Service Center) 13力ら構成される。 MBMSデータはユーザ共通データと呼んでもよいし、 BM— SCはユーザ共通データ制御装置と呼んでもよい。一方、 RANは、複数の基地局（ノード B) 14及び複数の移動局 (UE) 15から構成される。 BM— SC と UEとの間では、 MBMS伝送に必要な制御信号の送受信、及びデータ送受信が行なわれる。あわせて、 BM— SCと基地局との間においても MBMS伝送に必要な制御信号の送受信、及びデータ送受信が行なわれる。

[0016] 複数の基地局の各々は、グローバルポジショニングシステム（GPS： Global Positioni ng System)或いはそれに準ずるシステムによる絶対時間に同期し、従って基地局同士は互いに同期している。

[0017] CNの網内の MBMSデータ伝送は、基本的にはインターネットプロトコル（IP)を用いて行なわれる。しかし、 IPに準拠したデータ伝送を行うことは必須ではなぐ IP以外のプロトコルでデータ伝送が行われてもよ、。 [0018] ノード Bと UEとの間では、ノード Bから UEへの下り方向のチャネルとして 1つの無線物理チャネルが定義され、この無線物理チャネル上で、 MBMS用の制御信号、及び MBMSデータが伝送される。

[0019] 図 2は本発明の一実施例による BM— SCの機能ブロック図である。 BM— SCは、図 2に示されるように、制御部、有線伝送部、伝送タイミング部、データ蓄積部及び M BMS制御部カゝら構成される。

[0020] 制御部は、 BM— SCが具備する各機能エンティティに対して制御を行い、 BM-S C装置全体の動作を司る。有線伝送部は、同一 CN内のコンテンツプロバイダ（CP : Contents Provider)或いは一般的なデータネットワーク（PDN : Public Data Network) 中の CPから伝送されてきた MBMSデータを受信する機能を有する。有線伝送部は、ノード Bへ MBMSデータを伝送する機能も有する。更に有線伝送部はノード B、 U E及び BM— SCの間で制御信号を伝送する機能も有する。 MBMS制御部は、 1以上のノード Bとの間で、 MBMSのセッション (送信開始タイミング、送信継続時間、送信反復回数等）に関する制御を行なう機能を有する。データ蓄積部は、有線伝送部で受信した CPからの MBMSデータを蓄積する機能を有する。伝送タイミング部は、 MBMSセッション内での伝送タイミングに基づいて MBMSデータを伝送する機能を有する。

[0021] 図 3は本実施例の一実施例による基地局の機能ブロック図である。基地局は、図 3 に示されるように、制御部、無線伝送部、有線伝送部、 MBMS制御部、スケジユーリング部、データ蓄積部及び絶対時間取得部から構成される。

[0022] 制御部は、基地局に備わる各機能エンティティに対して制御を行、、基地局全体の動作を司る。

[0023] 無線伝送部は、 MBMSのサービスに加入している UEに対し、 BM— SCから伝送されてきた MBMSデータを無線チャネル上で伝送する為に必要な TB (トランスポートブロック)の作成、変調、符号化等の処理を行う機能を有する。無線伝送部は、隣接するノード B間で絶対時間に同期したタイミングで無線チャネルを伝送する機能も有する。

[0024] 有線伝送部は、 BM— SCから伝送されてきた MBMSデータを受信する機能を有する。有線伝送部はノード Bと BM— SCとの間で制御信号を通信する機能も有する。

[0025] MBMS制御部は、ノード Bと BM— SCとの間で、 MBMSセッションのシグナリングを行なう機能を有する。 MBMS制御部は、 BM— SC力も指定されたタイミングをノード Bのスケジューラへ反映させる機能も有する。例えば MBMS制御部は、 MBMSデータの送信開始タイミング、送信継続時間、送信反復回数等の 1つ以上について何らかの要請を BM— SC側に通知してもよ!/、。後述するように BM— SCは各ノード B力らのそれらの要請に応じて、絶対時間に基づくセッション内容を決定する。

[0026] スケジューリング部は、 MBMS制御部で指定したタイミングで、 MBMSデータを無線チャネルで伝送できるようにスケジューリングする機能を有する。

[0027] データ蓄積部は、有線伝送部力受信した MBMSデータが送信スケジュールとなるまで、 MBMSデータを蓄積する機能を有する。

[0028] 絶対時間取得部は、 GPS或、はそれに準ずる絶対時間（例えば、 NW上のマスタや移動局から信号をもらって同期させる方法等がある。 )を持つものから絶対時間を取得する機能を有する。絶対時間取得部は、スケジューラの絶対時間をあわせる機能も有する。絶対時間取得部は、無線チャネルを絶対時間に同期させる機能も有する。

[0029] 図 4は本発明の一実施例による BM— SCの動作フローを示す。 BM— SCは、自網内の CP或いは PDNにある CPから MBMSデータを受信して!/、るか否かを確認する（ Sl)。ステップ SIの判断の結果、 MBMSデータを受信していない場合には、フローは終了する。ステップ S1の判断の結果、 MBMSデータを受信している場合には、 B M— SC内でー且 MBMSデータを蓄積し、 MBMSデータに対するユーザの意思を確認する（S2)。即ち、基地局が MBMSの広告 (通知インディケータ (NI) )を告知し、 UEがその広告に応答してヽるカゝ否かが確認される。

[0030] ユーザが何らかの興味を示して応答している状態は、アクティベーションとも呼ばれる。ステップ S2の判断の結果、該当 MBMSに対するアクティベーションの UEがいない場合には、フローは終了する。ステップ S2の確認の結果、 MBMSデータに対する UEのアクティベーションが確認された場合には、その UEに MBMSデータを伝送する必要がある。そのため、ノード Bと BM— SCの間で MBMSセッションに関する取り決めが行われる（S3)。この取り決め又は制御指示では、該当 MBMSデータを、例えば、 15時 0分 0秒 00に伝送を開始し、 MBMSデータの伝送時間が 1分継続し、それが 5分間隔で 5回反復されることが決定されてもよい。特に、各ノード Bは、伝送開始時間等に関する要求を BM— SCに提示し、 BM— SCがそれらに基づいて適切な送信開始時間等が決定されてもよい。また、送信間隔等の伝送タイミングは、 CNからノード Bまでの伝送路での遅延揺らぎを考慮してマージンと共に決定されてもよい。 MBMSセッションの内容が複数のノード B及び BM— SCの間で取り決めで決定されることは、 MBMSセッションの内容が BM— SC又は RNCの側で一方的に決定されていた従来の手法と大きく異なる。本実施例では、ノード Bの各々が絶対時間に同期しているので、中核的な RNCによらず、 MBMSセッションの内容を上記の取り決めにより決定できる。

[0031] 次に、ステップ S4では、 MBMSデータはノード Bとの間の取り決めによる伝送タイミングに合うように伝送される。現在のタイミングが MBMSデータの伝送スケジュールであるか否かが判断され（S4)、 MBMSデータの伝送スケジュールのタイミングであつた場合には、順次 MBMSデータの伝送が始まる（S5)。指示された間隔で規定回数伝送が行なわれると、フローは終了する。ステップ S4の判断の結果、 MBMSデータの伝送スケジュールで無、場合には、次のスケジューリングタイミングまでフローは待機する。

[0032] なお、 MBMSデータを複数回伝送することは本発明に必須ではな、。しかし、既存の IMT— 2000システムとの整合性を図る観点からは、本実施例のように MBMS データを複数回伝送することが望ましい。既存のシステムにおける MBMSデータは、無線区間での個々の再送制御 (R6の場合には、 RLCでの再送制御）の対象になつておらず、その代わりに同一データが複数回伝送される。

[0033] 図 5は本発明の一実施例によるノード Bの動作フローを示す。ノード Bは、 BM-SC 力 MBMSデータに対するシグナリングがあるか否かを確認する（Sl)。ステップ SI の判断の結果、シグナリングがある場合には、シグナリングの示すパラメータ (コンテンッの QoS、ストリーミング遅延時間等）が確認される。ステップ S1の判断の結果、 B M— SCからのシグナリングが無かった場合には、フローは終了する。 BM— SCとの間で決定された MBMS伝送タイミングは MBMS制御部で記憶される（S2)。次に、 BM— SCから該当 MBMSデータを受信したか否かが確認する（S3)。ステップ S3の判断の結果、該当 MBMSデータを受信していない場合には、フローは終了する。ステツプ S3の判断の結果、 MBMSデータが受信される場合には、 MBMSデータ蓄積部で一時的に該当 MBMSデータの蓄積が行なわれる（S4)。次に、現時点が MBM S制御部で記憶したスケジューリングタイミングに至って、るか否かが確認される (S5 )。ステップ S5の判断の結果、 BM— SCとの間で決定された MBMSデータの伝送スケジユーリングタイミングに至っていた場合には、 MBMSデータが伝送される。実施例 2

[0034] 本発明の第 2実施例で想定される通信システムは、第 1実施例で説明済みの通信システムとほぼ同様であるが、無線チャネル上で MBMS用の論理チャネルを伝送できる箇所が明確に規定されている点で異なる。即ち、 MBMSのデータ伝送用に無線チャネルのリソース (タイミングや周波数等）が予め確保されている。本実施例では一定の時間間隔でデータ伝送が行われるようにリソースが周期的に確保されている力別の実施例では非周期的にリソースが確保されてもよい。

[0035] 本実施例で想定されるノード Bに関するブロック図は図 3に示されるものと同じである力各要素の機能は異なる。ノード Bは制御部、無線伝送部、有線伝送部、スケジユーリング部、データ蓄積部、 MBMS制御部及び絶対時間取得部から構成される。

[0036] 制御部は、ノード Bに備わる各機能エンティティに対して制御を行、、ノード B全体の動作を司る。

[0037] 無線伝送部は、 MBMSのサービスに加入している UEに対し、 BM— SCから配信されてきた MBMSデータを、複数の UEで受信可能な無線チャネル上で伝送する為のトランスポートブロックを処理する機能を有する。無線伝送部は、変調、符号化等の無線に必要な処理を行なう機能も有する。

[0038] 有線伝送部は、 BM— SCから伝送されてきた MBMSデータを受信する機能を有する。有線伝送部はノード B及び BM— SCの間で制御信号をやり取りする為に有線伝送路上で必要な処理を施す機能も有する。

[0039] スケジューリング部は、 MBMS制御部で指定された MBMS用の無線チャネルの伝送タイミングで、 MBMSデータを無線チャネルで伝送をスケジュールする機能を有する。

[0040] データ蓄積部は、 BM— SC力受信した MBMSデータが送信スケジュールとなるまで、 MBMSデータを蓄積する機能を有する。

[0041] MBMS制御部は、ノード Bと BM— SCとの間で、 MBMSセッションの為の制御信号のやり取りを行なう機能を有する。 MBMS制御部は、 MBMSデータ伝送タイミングをノード Bのスケジューラへ反映させる機能を有する。

[0042] 絶対時間取得部は、 GPS或いはそれに準ずる絶対時間を持つクロック源力絶対時間を取得する機能を有する。絶対時間取得部は、スケジューラの絶対時間を合わせる機能も有する。絶対時間取得部は、無線チャネルを絶対時間に同期させる機能も有する。

[0043] 図 6は本発明の一実施例によるノード Bの動作例を示すフローチャートである。図 5 に示されるフローと同様に、ノード Bは、 BM— SCから MBMSデータに対するシグナリングがあるか否かを確認する（Sl)。ステップ SIの判断の結果、シグナリングがある場合には、シグナリングの示すパラメータ (コンテンツの QoS、ストリーミング遅延時間等）が確認される。ステップ S1の判断の結果、 BM— SC力ものシグナリングが無かつた場合には、フローは終了する。 BM— SCとの間で決定された MBMS伝送タイミングは MBMS制御部で記憶される（S2)。次に、 BM— SCから該当 MBMSデータを受信した力否かが確認される（S3)。ステップ S3の判断の結果、該当 MBMSデータが受信されていな力つた場合にはフローは終了する。ステップ 3の判断の結果、 MB MSデータを受信した場合には、 MBMSデータ蓄積部で一時的に該当 MBMSデータが蓄積される（ステップ S4)。そして、現時点が MBMS用のチャネルの伝送タイミングに至っているか否かが確認される（ステップ S5)。ステップ S5の判断の結果、 M BMSチャネルの伝送スケジューリングタイミングに至った場合には、該当 MBMSデータが伝送され (S6)、フローは終了する。第 1実施例の場合とは異なり、 MBMSデータ伝送用の無線チャネルのリソースは既に確保されているので、この時点でのスケジユーリングを行わずに済む。このような動作を行うことで、図 7に示されるように、 MB MSデータが周期的に基地局から移動局へ伝送される。図示の例では 10時から 1分

、る。

産業上の利用可能性

[0044] 本発明に力かるデータ伝送システム、通信ノード及びデータ伝送方法は、移動通信システムに適用できる。

[0045] 本国際出願は 2005年 9月 8日に出願された日本国特許出願 2005— 261374号に基づく優先権を主張するものであり、 2005— 261374号の全内容をここに本国際出願に援用する。

Claims

請求の範囲

[1] ユーザ共通データを管理する通信ノードと、前記通信ノードに接続された 1以上の無線基地局と、 1以上の移動局とを有するデータ伝送システムであって、

前記 1以上の基地局の各々は複数の基地局に共通に使用される絶対時間に同期し、

前記通信ノードは、ユーザ用のユーザ共通データをプロバイダから受信する手段と

、 1以上の基地局と通信を行うことで 1以上の基地局がユーザ共通データを移動局に送信する伝送タイミングを決定する手段とを有する

ことを特徴とするデータ伝送システム。

[2] 所定のタイミングにユーザ共通データが各基地局から送信されるように、無線チヤネルのリソースが事前に確保される

ことを特徴とする請求項 1記載のデータ伝送システム。

[3] 1以上の基地局と 1以上の移動局とを含むデータ伝送システムに使用され、前記 1 以上の基地局に接続された通信ノードであって、

ユーザ用のユーザ共通データをプロバイダ力も受信する手段と、

1以上の基地局と通信を行うことで 1以上の基地局がユーザ共通データを移動局に送信する伝送タイミングを決定する手段と、

を有し、前記複数の基地局の各々は複数の基地局に共通に使用される絶対時間に同期する

ことを特徴とする通信ノード。

[4] 1以上の基地局がユーザ共通データを移動局に送信する伝送タイミングは、一定の周期に従って訪れる

ことを特徴とする請求項 3記載の通信ノード。

[5] ユーザ共通データを管理する通信ノードと、前記通信ノードに接続された 1以上の無線基地局と、 1以上の移動局とを有するデータ伝送システムにおけるデータ伝送方法であって、

前記 1以上の基地局の各々は複数の基地局に共通に使用される絶対時間に同期し、前記通信ノードが、ユーザ用のユーザ共通データをプロバイダから受信し、前記通信ノードが、 1以上の基地局と通信を行うことで、 1以上の基地局がユーザ共通データを移動局に送信する伝送タイミングを決定する

ことを特徴とするデータ伝送方法。