WO2011039867A1 - 移動体通信システム及び無線装置及び無線装置制御装置 - Google Patents

移動体通信システム及び無線装置及び無線装置制御装置 Download PDF

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WO2011039867A1
WO2011039867A1 PCT/JP2009/067077 JP2009067077W WO2011039867A1 WO 2011039867 A1 WO2011039867 A1 WO 2011039867A1 JP 2009067077 W JP2009067077 W JP 2009067077W WO 2011039867 A1 WO2011039867 A1 WO 2011039867A1
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WO
WIPO (PCT)
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wireless device
communication system
mobile communication
cell
data
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Application number
PCT/JP2009/067077
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
健史 宮本
文夫 藤崎
Original Assignee
富士通株式会社
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Publication date
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Priority to US13/430,218 priority patent/US20120188985A1/en

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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W92/00Interfaces specially adapted for wireless communication networks
    • H04W92/04Interfaces between hierarchically different network devices
    • H04W92/12Interfaces between hierarchically different network devices between access points and access point controllers
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W92/00Interfaces specially adapted for wireless communication networks
    • H04W92/16Interfaces between hierarchically similar devices
    • H04W92/20Interfaces between hierarchically similar devices between access points

Definitions

  • the present invention relates to a mobile communication system, a wireless device, and a wireless device control device in which a plurality of wireless devices are connected to the wireless device control device to form a cell.
  • the radio base station apparatus often takes a configuration separated into a radio apparatus control unit (REC: Radio Equipment Controller) and a radio apparatus (RE: Radio Equipment).
  • REC Radio Equipment Controller
  • RE Radio Equipment
  • This separation configuration can achieve radio wave reachability improvement by adjusting the distance between the wireless device control unit and the wireless device and distributing and arranging the wireless devices with the antenna unit. It is also intended to reduce the weight as much as possible by separating the wireless device with the antenna unit installed on the pole or the like by separating the wireless device from the wireless device control unit. From the above usage assumption, the transfer destination is closed in a cell configured by the wireless device control unit that has performed baseband processing.
  • the CPRI has a 1: 1 or 1: N relationship between the wireless device control unit and the wireless device, and is closed from one wireless device control unit to the wireless device side. It prescribes about the network.
  • the chain topology shown in FIG. 1A, the tree topology shown in FIG. 1B, and the ring topology shown in FIG. are all connection modes for one radio apparatus control unit, and a connection mode across cells that the radio apparatus control unit is responsible for is not defined.
  • FIG. 2 shows the CPRI data structure.
  • one of an uplink and a downlink in an optical cable also referred to as a CPRI link
  • a bidirectional physical medium has uplink and downlink lines.
  • the minimum unit of the CPRI frame shown at the top of FIG. 2 is called a basic frame.
  • the first one bit string is a control word (CW) area for transmission / reception of control data, and after that is an IQ data area for storing IQ data for transmission / reception of baseband signals. . Control information is exchanged using this control word.
  • CW control word
  • one control information is configured by collecting control words of all 256 basic frames constituting one hyper frame.
  • each of the 0th to 255th blocks represents a control word of one basic frame.
  • the control information obtained by collecting the control words of the hyperframe includes an area in which instructions are defined in 1-bit units and a vendor specific area (blocks including numbers 16 to 18, 80 to 82, 144 to 146, and 208 to 210). It includes a part that can be freely defined by a vendor called. Further, communication protocol information of layer 2 or higher such as Ethernet (registered trademark) is stored using the remaining part (an area where the start position is designated by the pointer “p” of the 194th block).
  • Ethernet registered trademark
  • CPRI since it is a specification within a range closed to one cell (corresponding to one wireless device control unit), there is no specification for the destination of transfer data across the cell. Furthermore, although there are descriptions of multiple connections and connection forms of wireless devices, it is based on the premise that the same data is transmitted from multiple wireless devices, and there is no provision for controlling the data path in units of frames. Not.
  • FIG. 4 shows a configuration diagram of an example of a network form of a conventional mobile communication system.
  • the radio apparatus control units (REC) 12 and 13 of the radio base station apparatus are connected to the host apparatus 11.
  • Radio devices (RE) 14, 15, and 16 included in the radio base station device are connected to the radio device controller 12 by CPRI, and the radio device controller 12 and the radio devices 14, 15, and 16 are first connected to each other.
  • the cell is configured.
  • wireless devices 17, 18, and 19 included in the wireless base station device are connected to the wireless device controller 13 by CPRI, and the second cell is connected between the wireless device controller 13 and the wireless devices 17, 18, and 19. Is configured.
  • Each of the wireless device control units 12 and 13 performs connection with the host device 11 and baseband processing, and each of the wireless devices 14 to 19 performs wireless connection with a mobile terminal.
  • the wireless device control unit 12 and the wireless devices 14, 15, and 16 that constitute the first cell, and the wireless device control unit 13 and the wireless devices 17 and 18, that constitute the second cell There is a problem that information cannot be exchanged by performing data communication with 19.
  • a mobile communication system that configures a cell by connecting a radio apparatus control device and a radio apparatus included in a radio base station using a predetermined interface, the first radio apparatus configuring a first cell, and A second cell different from the first cell is configured, and the second wireless devices adjacent to the first wireless device are connected using the predetermined interface to perform data communication.
  • information can be exchanged between wireless devices or wireless device control devices constituting different cells.
  • FIG. 5 shows a configuration diagram of an embodiment of a network form of a mobile communication system.
  • the host device 21 is, for example, a base station controller (RNC) in a 3G system, and a serving gateway device (sGW) in an LTE (Long Term Evolution) system.
  • RNC base station controller
  • sGW serving gateway device
  • the host device 21 is connected to radio device control units (REC: radio device control devices) 22 and 23 of the radio base station device.
  • Radio devices (RE) 24, 25, and 26 included in the radio base station device are connected to the radio device control unit 22 by CPRI.
  • the radio device control unit 22 and the radio devices 24, 25, and 26 are connected to each other.
  • the cell is configured.
  • wireless devices 27, 28, and 29 included in the wireless base station device are connected to the wireless device controller 23 by CPRI, and the second cell is connected between the wireless device controller 23 and the wireless devices 27, 28, and 29. Is configured.
  • Each of the wireless device control units 22 and 23 performs connection with the host device 21 and baseband processing, and each of the wireless devices 24 to 29 performs wireless connection with a mobile terminal.
  • Each of the wireless device control units 22 and 23 has extended routing tables 32 and 33 as storage units, and each of the wireless devices 24 to 29 has extended routing tables 34 to 39 as storage units.
  • the wireless devices 26 and 27 which are wireless devices with different cells and are arranged close to each other are connected by CPRI to realize communication between the different cells.
  • Advantages obtained by this mode are that a new service call can be set in, for example, the second cell or a part thereof that does not support the new service, and the baseband processing resource of the wireless device control unit 23 that controls the second cell, for example.
  • the baseband processed data is transferred from the adjacent first cell across the cells via the CPRI, so that processing resources can be distributed and leveled as a whole system.
  • the system on the wireless side from the wireless device control unit has a tree structure.
  • IQ data path control as to which wireless device is the destination by a new CPRI connection. Is required.
  • an IP address is assigned to each wireless device control unit and each wireless device, and an IP network realized on the CPRI is constructed.
  • each wireless device as a node must manage the type of service of the adjacent cell and the number of nodes through which a call is set from the adjacent cell, in addition to IP network routing. Therefore, each wireless device control unit and each wireless device have an extended routing table.
  • FIG. 6 shows a configuration diagram of an embodiment of the extended routing table.
  • the normal routing table has information about a node name, a network destination node address, a subnet mask, and a gateway (next node for connecting to the network destination) address.
  • the extended routing table is expanded by adding information about the number of nodes through which the service passes, corresponding services 1, 2,..., And remaining resources 1, 2,.
  • the number of nodes that pass through is provided as a measure of IQ data transfer delay.
  • the corresponding service indicates a service provided by a wireless device control unit such as 3G or LTE.
  • the remaining resources indicate baseband processing resources in the wireless device control unit.
  • the wireless device control unit 22 (REC1), the wireless device (RE3) 26, the wireless device control unit 23 (REC2), and the wireless device (RE3) 26 are registered as the routing destination node names.
  • the network destination is “192.168.0.1”
  • the subnet mask is “255.255.0.0”
  • the gateway address is “192.168.0.2”.
  • the number of nodes through is “1”
  • the corresponding service 1 is “HSPA (High Speed Packet Access)”
  • the remaining resource (baseband processing resource) of the corresponding service 1 is “50 channels”
  • the corresponding service 2 is “LTE”
  • the remaining resource of the corresponding service 2 is “40 channels”.
  • the network destination is “192.168.1.1”
  • the subnet mask is “255.255.0.0”
  • the gateway address is “192.168.8.0. “0”
  • the number of nodes that are passed through is “0”
  • the corresponding service 1 is “HSPA”
  • the remaining resources (baseband processing resources) of the corresponding service 1 are “two channels”.
  • the wireless device control unit 22 (REC1) corresponds to the new service LTE and the old service HSPA.
  • the wireless device control unit 23 (REC2) only supports HSPA and does not provide a new service (LTE).
  • FIG. 7 shows a block diagram of an embodiment of a wireless device.
  • the wireless device 27 will be described as an example.
  • the interface unit 41A is connected to the interface unit of the wireless device control unit 23 through an optical cable, and transmits and receives a CPRI frame.
  • the interface unit 41B is connected to an interface unit of another wireless device 26 through an optical cable, and transmits / receives a CPRI frame.
  • the CPRI frame received by the interface units 41A and 41B is supplied to the transfer units 42A and 42B.
  • Each of the transfer units 42A and 42B has a path control unit 43 and a separation / combination unit 44.
  • the path control unit 43 determines whether the IQ data destination of the CPRI frame supplied from the interface units 41A and 41B is the own device or another wireless device. At this time, with reference to the extended routing table 46 using the routing IP address of the vendor specific area of the hyperframe shown in FIG. 3 or the routing IP address shown in any of FIGS. Determine the data transfer destination.
  • the separation / combination unit 44 divides the route control IP address and IQ data from the basic frame shown in FIG. Further, each of the divided route control IP address and IQ data is converted into the basic frame format shown in FIG. 12 or 15 (there is only one route control IP address and IQ data). Further, the separation / combination unit 44 collects a plurality of basic frames having only one routing IP address and IQ data, and generates the basic frame shown in FIG. 12 or FIG. 15 including a plurality of routing IP addresses and IQ data. Multiple synthesize.
  • Each of the transfer units 42A and 42B supplies to the common control unit 45 if the transfer destination of the basic frame supplied from the interface units 41A and 41B or the converted basic frame is its own device. On the other hand, if the transfer destination of the basic frame supplied from the interface units 41A and 41B or the converted basic frame is another wireless device 26 or 27, the transfer is supplied to the transfer units 42B and 42A.
  • each of the transfer units 42A and 42B has a basic frame of received IQ data supplied from the common control unit 45 and a basic frame having only one route control IP address and IQ data supplied from each of the transfer units 42B and 42A.
  • Each route control IP address is multiplexed and synthesized in the basic frame of FIG. 12 or 15 and supplied to the CPRI interfaces 41A and 41B.
  • the common control unit 45 collects CPRI frames (basic frames) supplied from the transfer units 42A and 42B to form a hyper frame, and obtains control information shown in FIG. 3 from the control word of the hyper frame.
  • the common control unit 45 analyzes the vendor specific area in the control information and performs processing according to the analysis result. As a result, if the hyperframe is for IP communication addressed to the own apparatus, the hyperframe is terminated and IP communication processing is performed. If the hyper frame is a radio frame transmitted from the own apparatus, the common control unit 45 controls which antenna outputs the IQ data of the hyper frame from which antenna.
  • the common control unit 45 refers to the extended routing table 46 to refer to the hyperframe.
  • the frame is transferred to the destination device through the transfer units 42A and 42B and the interface unit 41A or 41B.
  • the common control unit 45 establishes communication using communication protocol information such as Ethernet (registered trademark) included in the control information shown in FIG.
  • the common control unit 45 generates a CPRI frame (a form shown in FIG. 3 or any one of FIGS. 11 to 15) for performing IP communication destined for another wireless device or the wireless device control unit.
  • the common control unit 45 refers to the extended routing table 46 and transmits the CPRI frame to the destination device through the transfer units 42A and 42B and the interface unit 41A or 41B.
  • the wireless device 27 can communicate not only the wireless device control units 22 and 23 but also other wireless devices 24 to 26, 28, and 29 via the IP network.
  • the common control unit 45 DA-converts the IQ data extracted from the hyperframe addressed to its own device as a radio frame, amplifies it by the transmission / reception amplification unit 47 and transmits it from the antenna 48.
  • the radio frame received from the mobile terminal (UE) by the antenna 48 is amplified by the transmission / reception amplification unit 47 and supplied to the common control unit 45.
  • the common control unit 45 refers to the extended routing table 46 at the destination of the received radio frame, and determines whether the destination of the received radio frame is the radio device control unit or another radio device. Then, the common control unit 45 supplies the IQ data converted from the received radio frame to either of the IQ data separation / combination units 43A and 43B according to the determination result.
  • the extended routing table 46 corresponds to the extended routing tables 34 to 39 in FIG. 5, the common control unit 45 writes to and reads from the extended routing table 46, and the IQ data separation / combination units 43A and 43B are extended routing tables. 46 is read out.
  • FIG. 8 is a block diagram of an embodiment of the wireless device control unit.
  • the wireless device control unit 23 will be described as an example.
  • the higher-level device interface unit 51 is connected to the higher-level device 21 and transmits and receives line data.
  • the line data received by the host device interface unit 51 is supplied to the baseband processing unit 52.
  • the baseband processing unit 52 generates IQ data for each wireless device from the received line data, and generates a hyperframe for transmitting this IQ data to each wireless device. Further, the baseband processing unit 52 refers to the extended routing table 53 from the destination of the line data, and determines which wireless device is the destination of each hyperframe. As a result, the baseband processing unit 52 distributes and supplies each hyper frame to the interface units 57A to 57D through the transfer units 54A to 54D.
  • the extended routing table 53 has the same configuration as the extended routing table 37 shown in FIG.
  • the baseband processing unit 52 generates a CPRI frame for IP communication destined for another wireless device or a wireless device control unit.
  • the baseband processing unit 52 refers to the extended routing table 53 and transfers the CPRI frame to the destination device through the transfer units 54A to 54D and the interface units 57A to 57D.
  • the interface unit 57A is connected to the interface unit of the wireless device 27 by an optical cable, and transmits and receives CPRI frames.
  • the interface units 57B and 57C are connected to the interface units of the wireless devices 28 and 29 through an optical cable, and transmit and receive CPRI frames.
  • the interface unit 57D is connected to the interface unit of the wireless device through an optical cable, and transmits and receives CPRI frames.
  • Each of the transfer units 54A to 54D has a path control unit 55 and a separation / combination unit 56.
  • the path control unit 55 determines whether the IQ data destination of the CPRI frame supplied from the interface units 57A to 57D is its own device or another wireless device. At this time, refer to the extended routing table 53 with reference to the extended routing table 53 with the routing IP address in the vendor specific area of the hyperframe shown in FIG. 3 or the routing IP address shown in any of FIGS. Determine the data transfer destination.
  • the separation / combination unit 56 divides the route control IP address and IQ data from the basic frame shown in FIG. Each of the plurality of divided route control IP addresses and IQ data is converted into the basic frame format shown in FIG. 12 or 15 (there is only one route control IP address and IQ data).
  • the separation / combination unit 56 collects a plurality of basic frames having only one route control IP address and IQ data, and generates the basic frame shown in FIG. 12 or FIG. 15 including a plurality of route control IP addresses and IQ data. Multiple synthesize.
  • Each of the transfer units 54A to 54D supplies the basic frame supplied from the interface units 57A to 57D or the converted basic frame to the baseband processing unit 52 if the transfer destination of the basic frame is its own device. On the other hand, if the transfer destination of the basic frame supplied from the interface units 57A to 57D or the converted basic frame is another wireless device, it is supplied to the transfer units 54B to 54D and 54A.
  • each of the transfer units 54A to 54D has only one basic frame of received IQ data supplied from the baseband processing unit 52, and only one route control IP address and IQ data supplied from each of the transfer units 54B to 54D and 54A.
  • the basic frame is multiplexed and synthesized with the basic frame of FIG. 12 or 15 for each IP address for route control and supplied to the CPRI interfaces 54A to 54D.
  • the baseband processing unit 52 collects CPRI frames (basic frames) supplied from the transfer units 54A to 54D to form a hyper frame, and obtains control information shown in FIG. 3 from the control word of the hyper frame.
  • the baseband processing unit 52 analyzes the vendor specific region in the control information and performs processing according to the analysis result. As a result, if the hyperframe is for IP communication addressed to the own apparatus, the hyperframe is terminated and IP communication processing is performed. If the hyper frame is a radio frame transmitted from the own apparatus to the host apparatus 21, the baseband processing unit 52 restores the radio frame for each radio apparatus from the IQ data of the hyper frame, and converts the radio frame into line data. Then, the data is transmitted from the host device interface unit 51 to the host device 21.
  • the baseband processing unit 52 refers to the extended routing table 53 to determine the hyperframe.
  • the data is transferred to the destination device through the transfer units 54A to 54D and the interface units 57A to 57D.
  • the baseband processing unit 52 establishes communication using communication protocol information such as Ethernet (registered trademark) included in the control information shown in FIG.
  • the extended routing table 53 corresponds to the extended routing tables 32 and 33 in FIG. 5, the baseband processing unit 52 writes to and reads from the extended routing table 53, and the transfer units 54A to 54D store in the extended routing table 46. Reading out is performed.
  • the wireless device control units 22 and 23 have a DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) server function, and the wireless devices 24 to 29 have a DHCP client function.
  • DHCP Dynamic Host Configuration Protocol
  • Each node (that is, the wireless device control unit and the wireless device) organizes and prepares so that extended information such as the number of nodes through which the device is started, the corresponding service, and the number of remaining resources can be referred to inquiries from other nodes Keep it.
  • extended information such as the number of nodes through which the device is started, the corresponding service, and the number of remaining resources can be referred to inquiries from other nodes Keep it.
  • a working table may be defined or the own node may be added to the extended routing table column.
  • the extended information is kept up-to-date whenever the device state changes. Then, the node whose connection has been confirmed by DHCP makes an information inquiry to the corresponding node in order to collect the extended information in the extended routing table.
  • the contents of the extended routing table of each node may be manually set in advance by the system administrator.
  • ⁇ Migration from old service to new service> For example, a problem in the transition from the old service 3G (third generation) to the new service LTE is that there is no downward compatibility from LTE to 3G. A user who has purchased an LTE-compatible mobile terminal (UE) cannot communicate in a cell that supports only 3G-compatible services during the transition period from 3G to LTE, but this embodiment enables this.
  • UE LTE-compatible mobile terminal
  • FIG. 9 shows an operation sequence of the mobile communication system when an LTE compatible mobile terminal (UE1) enters the sector of the wireless device 27 constituting the second cell corresponding to HSPA.
  • the wireless device control unit 22 (REC1) that supports the LTE and HSPA in the first cell in step S1 refers to the extended routing table 33, and the wireless device has one node that is routed from its own device. It is determined that there is a possibility that the device 27 (RE4) may make an LTE connection, and the wireless device control unit 23 (REC2) of the adjacent second cell is inquired by IP communication about the presence or absence of the frequency resource of the wireless device 27 (RE4). .
  • this step S1 is executed, for example, in response to a setting instruction from the host device 21.
  • it is determined from the upper level apparatus 21 to the radio apparatus control unit 22 (REC1) whether or not it is determined that the radio apparatus having the number of nodes to be routed is X or less (X is an integer such as 1, 2, 3, etc.). Instruct. This is because the IQ data transfer delay increases as the number of nodes passing through increases, and real-time communication becomes difficult.
  • step S2 the wireless device control unit 23 (REC2) calculates frequency resources that can be allocated to the wireless device 27 (RE4) as LTE of the new service from the operation information of the wireless device 27 (RE4) managed by itself. Then, it responds to the wireless device control unit 22 by IP communication.
  • the wireless device control unit 23 calculates frequency resources that can be allocated to the wireless device 27 (RE4) as LTE of the new service from the operation information of the wireless device 27 (RE4) managed by itself. Then, it responds to the wireless device control unit 22 by IP communication.
  • the radio apparatus control unit 22 (REC1) When the baseband processing resources of the radio apparatus control unit 22 (REC1) are sufficient, the radio apparatus control unit 22 (REC1) generates a command message for setting the LTE common channel as a new service in the radio apparatus 27 (RE4) in step S3. The message is transmitted to the wireless device 27 (RE4) via the wireless device 26 (RE3) by IP communication. As a result, the wireless device 27 (RE4) sets an LTE common channel (wireless section) as a new service in its own sector.
  • the LTE common channel includes DHC (dedicated channel), BCH (broadcast channel), RACH (random access channel), and the like.
  • the LTE-compatible mobile terminal (UE1) that has entered the sector of the radio device 27 (RE4) performs cell search and location registration in step S4, the location registration information is transmitted from the radio device 27 (RE4) to the radio device. 26 (RE3) to the wireless device control unit 22 (REC1).
  • the mobile terminal (UE1) makes a call setting request in step S5
  • the call setting request is supplied from the wireless device 27 (RE4) to the wireless device control unit 22 (REC1) via the wireless device 26 (RE3).
  • the user of the LTE compatible mobile terminal can receive the LTE compatible service in the cell corresponding to the 3G compatible service even in the transition period from 3G to LTE.
  • the baseband processing resource of the radio equipment controller is installed by estimating the necessary number of accommodated channels assumed in advance according to the conditions of the area where the radio base station equipment is installed and providing physical resources sufficient for baseband processing of the number of accommodated channels. Is done.
  • each of a plurality of wireless devices constituting one cell is installed at a distance of a maximum of several kilometers from the wireless device control unit, whereas wireless devices of different cells are installed at a distance closer than several kilometers. Focusing on this point, wireless devices that are different cells and adjacent to each other are connected by CPRI, so that wireless device control units of different cells are connected to achieve resource leveling.
  • FIG. 10 shows an operation sequence of the mobile communication system for leveling the baseband processing resources of the radio equipment control unit.
  • the HSPA-compatible mobile terminal (UE2) performs cell search and location registration in step S10
  • the location registration information is supplied from the radio device 27 (RE4) to the radio device control unit 23 (REC2).
  • the mobile terminal (UE2) makes a call setup request in step S11
  • the call setup request is supplied from the radio device 27 (RE4) to the radio device control unit 23 (REC2).
  • step S12 the wireless device control unit 23 (REC2) has insufficient frequency resources in the wireless device 27 (RE4) from the operation information of the wireless device 27 managed by the own device, but lacks baseband processing resources in the own device. It may be judged that In this case, the wireless device control unit 23 (REC2) transmits an acquisition request for the extended routing table 37 to the wireless device 27 (RE4) by IP communication in step S13.
  • step S14 the wireless device 27 makes an extended routing table acquisition request response that transmits the contents of the extended routing table 37 of the own device to the wireless device control unit 23 (REC2) by IP communication.
  • step S15 the wireless device control unit 23 (REC2) is adjacent to the wireless device 27 (RE4) from the contents of the extended routing table 37, has a service call suitable for the call setup request of the mobile terminal (UE2) and its frequency resource, The wireless device control unit 22 (REC1) adjacent to the wireless device 27 (RE4) is selected.
  • step S16 the wireless device control unit 23 (REC2) issues a carrier setting request for requesting the wireless device control unit 22 (REC1) to set a carrier (carrier frequency) to the wireless device 27 (RE4) by IP communication. Transmit via RE3).
  • step S17 the wireless device control unit 22 (REC1) generates a command message for setting a common channel for performing carrier setting for the mobile terminal (UE2) in the wireless device 27 (RE4), and this message is transmitted to the wireless device 26 ( It transmits to the wireless device 27 (RE4) via RE3).
  • wireless apparatus 27 (RE4) sets the common channel (radio
  • the location registration information is transmitted from the radio device 27 (RE4) to the radio device control unit 22 (REC1) via the radio device 26 (RE3).
  • the wireless device control unit 22 (REC1) responds to the wireless device control unit 23 (REC2) by IP communication that carrier setting has been completed.
  • step S20 the wireless device control unit 23 (REC2) transmits a takeover request for requesting the wireless device control unit 22 (REC1) to take over call setting information from the mobile terminal (UE2) by IP communication.
  • step S21 the wireless device control unit 22 (REC1) generates a command message for setting a takeover call from the wireless device control unit 23, and this message is wirelessly transmitted via the wireless device 26 (RE3) by IP communication. Transmit to device 27 (RE4).
  • wireless apparatus 27 (RE4) performs the call setup with respect to a mobile terminal (UE2).
  • the mobile terminal (UE) when the mobile terminal (UE) is in the sector of the radio apparatus 27 (RE4), the mobile terminal (UE) is transmitted via the radio apparatus 27 (RE4), the radio apparatus 26 (RE3), and the radio apparatus control unit 22 (REC1). ), And IQ data transmission / reception between the wireless device control units 22 (REC1).
  • IQ data is transmitted / received between the mobile terminal (UE) and the radio equipment controller 22 (REC1) via the radio equipment controller 22 (REC1).
  • one hyper frame is composed of 256 basic frames.
  • This control information area provides a CPRI-defined layer 1 interface, but at the same time has vendor-specific areas (blocks including numbers 16 to 18, 80 to 82, 144 to 146, and 208 to 210). .
  • the IP address for routing control serving as the destination of the IQ data is stored in the vendor specific area.
  • the IQ data that is the content of the IP communication is stored in the IQ data area of the basic frame that constitutes the hyper frame.
  • IQ data per carrier (carrier frequency) is transmitted with a delay of one hyperframe or more.
  • a 32-bit header for storing the IP address for path control is added to the head of the basic frame.
  • the delay of IQ data per carrier can be significantly improved.
  • the IQ data area of the basic frame is divided into a plurality of parts (illustrated as an example divided into three in the figure), and a routing IP address (IQ #) is assigned to the first 32 bits of each division unit. 1, IQ # 2, IQ # 3) and IQ data are stored. “R” indicates a reserved area.
  • the above-mentioned first to third methods can be optimized as a whole by selecting and using any one method in a fixed manner according to the type and characteristics of the service.
  • any one of the first to third methods described above can be selected and used.
  • the first method that is, when IQ data is transmitted in units of one hyperframe, each of the 256 basic frames constituting the hyperframe is stored in the first byte of the IQ data area as shown in FIG. .
  • the identifier B1 of the first method (for example, “0x00000001” 0x represents hexadecimal display) is stored.
  • IQ data is transmitted in the second method, that is, in basic frame units, instead of adding a 32-bit header to the head of the basic frame as shown in FIG. 11, IQ data is sent as shown in FIG.
  • the identifier B2 (for example, “0x00000010”) of the second method is stored in the first byte of the data area, and the path control IP address (IQ # 1) is stored in the IQ data area following the identifier B2.
  • the IQ data area is not divided into a plurality of parts from the first byte as shown in FIG. 12, but as shown in FIG.
  • the identifier B3 (for example, “0x00000011”) is stored, the IQ data area following the identifier B3 is divided into a plurality, and the IP address for path control (IQ # 1, IQ # 2, IQ #) is assigned to the first 32 bits of each division unit. 3) is stored.
  • a wireless device or a wireless device control unit that performs transmission of IP communication selects one of the first to third methods according to the flowchart shown in FIG. In FIG. 16, in step S100, the characteristics of the call connected by IP communication and the necessary bandwidth are determined. If it is determined that the call to be connected is a call that is resistant to delay and requires a relatively large transfer capacity, for example, data communication, the first method is selected in step S101 to generate the basic frame shown in FIG.
  • the second method is selected in step S102 and shown in FIG. Generate the basic frame shown.
  • the third method is selected in step S103 to generate the basic frame shown in FIG.
  • the above processing is executed by the common control unit 45 of the wireless device or the baseband processing unit 52 of the wireless device control unit.
  • the identifiers B1 to B3 are checked to determine which one of the first to third methods is performed, and the processing corresponding to the determined method is performed.
  • Host device 22 23 Wireless device controller (REC) 24-29 radio equipment (RE) 32 to 39, 46, 53 Extended routing table 41A, 41B, 57A to 57D Interface unit 42A, 42B Transfer unit 43 Route control unit 44 Separation / combination unit 45 Common control unit 47 Transmission / reception amplification unit 48 Antenna 51 Host device interface unit 52 Baseband Processing unit 54A to 54D Transfer unit 55 Path control unit 56 Separation and synthesis unit

Abstract

 所定のインタフェースを用いて無線基地局に含まれる無線装置制御装置と無線装置を接続してセルを構成する移動体通信システムであって、第1のセルを構成する第1の無線装置と、前記第1のセルとは異なる第2のセルを構成し前記第1の無線装置に隣接する第2の無線装置間を前記所定のインタフェースを用いて接続しデータ通信を行う。

Description

移動体通信システム及び無線装置及び無線装置制御装置
 本発明は、無線装置制御装置に複数の無線装置が接続されてセルを構成する移動体通信システム及び無線装置及び無線装置制御装置に関する。
 無線基地局装置は、無線装置制御部(REC:Radio Equipment Controller)と無線装置(RE:Radio Equipment)の2つに分離した構成をとることが多い。これらの分離された無線装置制御部と無線装置とのインタフェースとして、例えばCPRI(Common Public Radio Interface)が用いられる(非特許文献1参照)。
 この分離構成は、無線装置制御部と無線装置の距離を調整し、アンテナ部を伴う無線装置を分散して配置することで電波の到達性改良を実現することができると同時に、無線装置制御部と無線装置を分離してポールなどに設置されるアンテナ部を伴う無線装置を、無線装置制御部から切り離すことで極力軽量化するねらいも兼ねている。上記の利用想定から、その転送先はベースバンド処理を行った無線装置制御部が構成するセル内に閉じている。
 CPRIは、図1(A)~(C)に示すように、無線装置制御部と無線装置が1:1もしくは1:Nの関係であり、1個の無線装置制御部から無線装置側に閉じたネットワークについて規定するものである。CPRIでは無線装置同士の接続形態として、図1(A)に示すチェイントポロジー、図1(B)に示すツリートポロジー、図1(C)に示すリングトポロジーを規定している。しかし、これらは全て1つの無線装置制御部に対する接続形態であり、無線装置制御部が受け持つセルを隔てた接続形態は規定されていない。
 図2にCPRIのデータ構造を示す。ここでは、CPRIの物理媒体である光ケーブル(CPRI linkともいう)における上りリンク又は下りリンクの一方を示している。双方向の物理媒体であれば上りリンクと下りリンクの回線を持つ。
 図2の最上段に示すCPRIフレームの最小単位をベーシックフレームと呼ぶ。ベーシックフレームの時間軸で見たときの先頭1ビット列分は制御データ送受信のためのコントロールワード(CW)領域であり、それ以降はベースバンド信号送受信のためのIQデータを格納するIQデータ領域である。このコントロールワードを用いて制御情報のやり取りを行う。
 図3に示すように、1ハイパーフレームを構成する全256個のベーシックフレームのコントロールワードを集めて1つの制御情報を構成する。図3においては、0~255番のブロックそれぞれが1ベーシックフレームのコントロールワードを表している。
 このハイパーフレームのコントロールワードを集めた制御情報には、命令が1ビット単位で定義された領域と、ベンダースペシフィック領域(16~18、80~82,144~146、208~210番を含むブロック)と呼ばれるベンダが自由に定義できる部分を含んでいる。更に、残りの部分(194番のブロックのポインタ「p」で開始位置を指定した領域)を使って、イーサネット(登録商標)等のレイヤ2以上の通信プロトコル情報を格納する構成とされている。
 CPRIでは、1つのセル(1つの無線装置制御部に対応)に閉じた範囲での規定であるため、セルを隔てた転送データの宛先については規定がない。更に、無線装置の複数接続と接続形態の記載はあるが、同一データを複数の無線装置から送信することを前提にしているのであって、フレーム単位でデータ経路を制御することについての規定はされていない。
CPRI Specification V4.1
 図4は従来の移動体通信システムのネットワーク形態の一例の構成図を示す。図4において、上位装置11には無線基地局装置の無線装置制御部(REC)12,13が接続されている。無線装置制御部12には無線基地局装置に含まれる無線装置(RE)14,15,16それぞれがCPRIにて接続されており、無線装置制御部12と無線装置14,15,16で第1セルを構成している。また、無線装置制御部13には無線基地局装置に含まれる無線装置17,18,19それぞれがCPRIにて接続されており、無線装置制御部13と無線装置17,18,19で第2セルを構成している。無線装置制御部12,13それぞれは上位装置11との接続及びベースバンド処理を行い、無線装置14~19それぞれは移動端末との無線接続を行う。
 従来の無線基地局装置のネットワークにおいては、第1セルを構成する無線装置制御部12及び無線装置14,15,16と、第2セルを構成する無線装置制御部13及び無線装置17,18,19との間でデータ通信を行って情報をやり取りすることができないという問題があった。
 そこで、目的の一つは、上記の点に鑑みなされたものであり、異なるセルを構成する無線装置又は無線装置制御装置の間で情報のやり取りを行うことができる移動体通信システム及び無線装置及び無線装置制御装置を提供することである。
 所定のインタフェースを用いて無線基地局に含まれる無線装置制御装置と無線装置を接続してセルを構成する移動体通信システムであって、第1のセルを構成する第1の無線装置と、前記第1のセルとは異なる第2のセルを構成し前記第1の無線装置に隣接する第2の無線装置間を前記所定のインタフェースを用いて接続しデータ通信を行う。
 本実施形態によれば、異なるセルを構成する無線装置又は無線装置制御装置の間で情報のやり取りを行うことができる。
CPRIの接続形態を説明するための図である。 CPRIのデータ構造を示す図である。 ハイパーフレームのコントロールワードで構成する制御情報を示す図である。 従来の移動体通信システムのネットワーク形態の一例の構成図である。 移動体通信システムのネットワーク形態の一実施形態の構成図である。 拡張ルーティングテーブルの一実施形態の構成図である。 無線装置の一実施形態のブロック構成図である。 無線装置制御部の一実施形態のブロック構成図である。 LTE対応の移動端末がHSPA対応のセルに入った場合の移動体通信システムの動作シーケンスである。 ベースバンド処理リソースの平準化を行う移動体通信システムの動作シーケンスである。 第2の方法のベーシックフレームの一実施形態の構成図である。 第3の方法のベーシックフレームの一実施形態の構成図である。 第1の方法のベーシックフレームの他の実施形態の構成図である。 第2の方法のベーシックフレームの他の実施形態の構成図である。 第3の方法のベーシックフレームの他の実施形態の構成図である。 第1乃至第3の方法のいずれかを選択する処理のフローチャートである。
 以下、図面に基づいて実施形態について説明する。
 <移動体通信システムのネットワーク形態>
 図5は移動体通信システムのネットワーク形態の一実施形態の構成図を示す。図5において、上位装置21は、例えば3Gシステムでは基地局制御装置(RNC)、LTE(Long Term Evolution)システムではサービングゲートウェイ装置(sGW)である。
 上位装置21には無線基地局装置の無線装置制御部(REC:無線装置制御装置)22,23が接続されている。無線装置制御部22には無線基地局装置に含まれる無線装置(RE)24,25,26それぞれがCPRIにて接続されており、無線装置制御部22と無線装置24,25,26で第1セルを構成している。また、無線装置制御部23には無線基地局装置に含まれる無線装置27,28,29それぞれがCPRIにて接続されており、無線装置制御部23と無線装置27,28,29で第2セルを構成している。無線装置制御部22,23それぞれは上位装置21との接続及びベースバンド処理を行い、無線装置24~29それぞれは移動端末との無線接続を行う。
 無線装置制御部22,23それぞれは格納部としての拡張ルーティングテーブル32,33を有し、無線装置24~29それぞれは格納部としての拡張ルーティングテーブル34~39を有している。
 本実施形態では、更に、セルが異なる無線装置であって互いに近接して配置されている無線装置26,27間をCPRIにて接続して、異なるセル間の通信を実現する。この形態により得られる利点は、新サービス未対応の例えば第2セル又はその一部に新サービス呼を設定可能となることと、例えば第2セルを制御する無線装置制御部23のベースバンド処理リソースが不足した場合に、隣接する第1セルからベースバンド処理済みのデータをCPRI経由でセルを跨いで転送することで、システム全体として処理リソースの分散とそれによる平準化を実現できることにある。
 また、従来システムでは無線装置制御部より無線側のシステムがツリー構成を成していたのに対し、本実施形態では新しいCPRI接続により、どの無線装置を送信先とするかというIQデータの経路制御が必要になる。本実施形態では無線装置制御部毎、無線装置毎にIPアドレスを割り当て、CPRI上で実現されるIP網を構築する。隣接セルに呼設定をするに当たりIP網の経路制御とは別にノードとなる各無線装置は隣接セルのサービスの種類や隣接セルから呼を設定した場合に経由したノード数などを管理する必要があるため、各無線装置制御部及び各無線装置は拡張ルーティングテーブルを持つ。
 <拡張ルーティングテーブルの構成>
 図6は拡張ルーティングテーブルの一実施形態の構成図を示す。ここでは、例えば無線装置27に設けられた拡張ルーティングテーブル37の一例を示している。通常のルーティングテーブルは、ノード名、ネットワーク宛先のノードのアドレス、サブネットマスク、ゲートウェイ(ネットワーク宛先に接続するための次ノード)のアドレスについての情報を有している。これに対し、拡張ルーティングテーブルでは、経由するノード数、対応サービス1,2,…、残りリソース1,2,…、についての情報が追加されて拡張されている。経由するノード数はIQデータ転送遅延の目安とするために設けられている。対応サービスは3G,LTE等の無線装置制御部が提供するサービスを示している。残りリソースは無線装置制御部におけるベースバンド処理リソースを示している。
 図6において、ルーティング先のノード名として、無線装置制御部22(REC1),無線装置(RE3)26,無線装置制御部23(REC2),無線装置(RE3)26が登録されている。無線装置制御部22(REC1)については、ネットワーク宛先が「192.168.0.1」、サブネットマスクが「255.255.0.0」、ゲートウェイのアドレスが「192.168.0.2」、経由するノード数が「1」、対応サービス1が「HSPA(High Speed Packet Access)」、対応サービス1の残りリソース(ベースバンド処理リソース)が「50チャネル」、対応サービス2が「LTE」、対応サービス2の残りリソースが「40チャネル」である。
 また、無線装置制御部23(REC2)については、ネットワーク宛先が「192.168.1.1」、サブネットマスクが「255.255.0.0」、ゲートウェイのアドレスが「192.168.0.0」、経由するノード数が「0」、対応サービス1が「HSPA」、対応サービス1の残りリソース(ベースバンド処理リソース)が「2チャネル」である。
 図6では、無線装置制御部22(REC1)が新サービスのLTEと旧サービスのHSPAに対応している。一方、無線装置制御部23(REC2)はHSPAにのみ対応しており新サービス(LTE)は提供していない。
 <無線装置の構成>
 図7は無線装置の一実施形態のブロック構成図を示す。ここでは、無線装置27を例にとって説明する。図7において、インタフェース部41Aは無線装置制御部23のインタフェース部と光ケーブルで接続され、CPRIフレームの送受信を行う。また、インタフェース部41Bは他の無線装置26のインタフェース部と光ケーブルで接続され、CPRIフレームの送受信を行う。
 インタフェース部41A,41Bで受信されたCPRIフレームは転送部42A,42Bに供給される。
 転送部42A,42Bそれぞれは、経路制御部43と分離合成部44を有している。経路制御部43はインタフェース部41A,41Bから供給されたCPRIフレームのIQデータの宛先が自装置であるか又は他の無線装置であるかを判別する。このとき、図3に示すハイパーフレームのベンダースペシフィック領域の経路制御用IPアドレス、又は、後述する図11乃至図15のいずれかに示す経路制御用IPアドレスで、拡張ルーティングテーブル46を参照してIQデータの転送先を判断する。
 分離合成部44は後述する図12又は図15のベーシックフレームから経路制御用IPアドレス及びIQデータを分割する。また、分割された経路制御用IPアドレス及びIQデータそれぞれを図12又は図15のベーシックフレームの形態(経路制御用IPアドレス及びIQデータは1つだけ)に変換する。また、分離合成部44は上記の経路制御用IPアドレス及びIQデータが1つだけのベーシックフレームを複数集めて、経路制御用IPアドレス及びIQデータを複数含む図12又は図15に示すベーシックフレームを多重合成する。
 転送部42A,42Bそれぞれはインタフェース部41A,41Bから供給されたベーシックフレーム又は変換したベーシックフレームの転送先が自装置であれば共通制御部45に供給する。一方、インタフェース部41A,41Bから供給されたベーシックフレーム又は変換したベーシックフレームの転送先が他の無線装置26,27であれば転送部42B,42Aに供給する。
 また、転送部42A,42Bそれぞれは共通制御部45から供給される受信IQデータのベーシックフレームと転送部42B,42Aそれぞれから供給される経路制御用IPアドレス及びIQデータが1つだけのベーシックフレームを経路制御用IPアドレス毎に図12又は図15のベーシックフレームに多重合成してCPRIインタフェース41A,41Bに供給する。
 共通制御部45は、転送部42A,42Bそれぞれから供給されるCPRIフレーム(ベーシックフレーム)を集めてハイパーフレームを構成し、ハイパーフレームのコントロールワードから図3に示す制御情報を得る。共通制御部45は制御情報中のベンダースペシフィック領域の解析と解析結果に応じた処理を行う。この結果、自装置宛のIP通信のハイパーフレームであれば、当該ハイパーフレームを終端してIP通信の処理を行う。また、ハイパーフレームが自装置から送信する無線フレームであれば共通制御部45はハイパーフレームのIQデータをどのアンテナからどの搬送波で出力するかの制御を行う。また、ハイパーフレームのベンダースペシフィック領域の経路情報から当該ハイパーフレームが他の無線装置又は無線装置制御部を宛先とするIP通信の場合には共通制御部45は拡張ルーティングテーブル46を参照して当該ハイパーフレームを転送部42A,42B,インタフェース部41A又は41Bを通して宛先の装置に転送する。また、共通制御部45は図3に示す制御情報に含まれるイーサネット(登録商標)等の通信プロトコル情報による通信を確立する。
 更に、共通制御部45は、他の無線装置又は無線装置制御部を宛先とするIP通信を行うためのCPRIフレーム(図3又は図11乃至図15のいずれかの形態)を生成する。そして、共通制御部45は拡張ルーティングテーブル46を参照して当該CPRIフレームを転送部42A,42B,インタフェース部41A又は41Bを通して宛先の装置に送信する。
 本実施形態では、無線装置27はIP網により無線装置制御部22,23だけでなく、他の無線装置24~26,28,29に対してもルーティング情報等の通信を行うことができる。
 また、共通制御部45は自装置宛のハイパーフレームから取り出したIQデータを無線フレームとして送信するためにDA変換し、送受信増幅部47で増幅してアンテナ48から送信する。また、アンテナ48で移動端末(UE)から受信した無線フレームは送受信増幅部47で増幅されて共通制御部45に供給される。
 共通制御部45は受信無線フレームの宛先にて拡張ルーティングテーブル46を参照し、受信無線フレームの送り先が無線装置制御部であるか他の無線装置であるかを判断する。そして、共通制御部45は判断結果に応じて受信無線フレームから変換したIQデータをIQデータ分離合成部43A,43Bのいずれかに供給する。
 なお、拡張ルーティングテーブル46は図5における拡張ルーティングテーブル34~39に相当し、共通制御部45は拡張ルーティングテーブル46に対して書き込み及び読み出しを行い、IQデータ分離合成部43A,43Bは拡張ルーティングテーブル46に対して読み出しを行う。
 <無線装置制御部の構成>
 図8は無線装置制御部の一実施形態のブロック構成図を示す。ここでは、無線装置制御部23を例にとって説明する。図8において、上位装置インタフェース部51は上位装置21と接続されており、回線データの送受信を行う。上位装置インタフェース部51で受信された回線データはベースバンド処理部52に供給される。
 ベースバンド処理部52は受信された回線データから無線装置毎のIQデータを生成し、このIQデータを各無線装置に送信するためのハイパーフレームを生成する。また、ベースバンド処理部52は回線データの宛先から拡張ルーティングテーブル53を参照し、各ハイパーフレームの送り先がどの無線装置であるかを判断する。この結果、ベースバンド処理部52は各ハイパーフレームを、転送部54A~54Dを通してインタフェース部57A~57Dに振り分けて供給する。なお、拡張ルーティングテーブル53は図7に示す拡張ルーティングテーブル37と同様の構成である。
 また、ベースバンド処理部52は他の無線装置又は無線装置制御部を宛先とするIP通信のCPRIフレームを生成する。ベースバンド処理部52は拡張ルーティングテーブル53を参照して当該CPRIフレームを転送部54A~54D,インタフェース部57A~57Dを通して宛先の装置に転送する。
 インタフェース部57Aは無線装置27のインタフェース部と光ケーブルで接続され、CPRIフレームの送受信を行う。同様に、インタフェース部57B,57Cは無線装置28,29のインタフェース部と光ケーブルで接続され、CPRIフレームの送受信を行う。インタフェース部57Dについても同様に無線装置のインタフェース部と光ケーブルで接続され、CPRIフレームの送受信を行う。
 転送部54A~54Dそれぞれは、経路制御部55と分離合成部56を有している。経路制御部55はインタフェース部57A~57Dから供給されたCPRIフレームのIQデータの宛先が自装置であるか又は他の無線装置であるかを判別する。このとき、図3に示すハイパーフレームのベンダースペシフィック領域の経路制御用IPアドレス、又は、後述する図11乃至図15のいずれかに示す経路制御用IPアドレスで、拡張ルーティングテーブル53を参照してIQデータの転送先を判断する。
 分離合成部56は後述する図12又は図15のベーシックフレームから経路制御用IPアドレス及びIQデータを分割する。また、複数の分割された経路制御用IPアドレス及びIQデータそれぞれを図12又は図15のベーシックフレームの形態(経路制御用IPアドレス及びIQデータは1つだけ)に変換する。また、分離合成部56は上記の経路制御用IPアドレス及びIQデータが1つだけのベーシックフレームを複数集めて、経路制御用IPアドレス及びIQデータを複数含む図12又は図15に示すベーシックフレームを多重合成する。
 転送部54A~54Dそれぞれはインタフェース部57A~57Dから供給されたベーシックフレーム又は変換したベーシックフレームの転送先が自装置であればベースバンド処理部52に供給する。一方、インタフェース部57A~57Dから供給されたベーシックフレーム又は変換したベーシックフレームの転送先が他の無線装置であれば転送部54B~54D,54Aに供給する。
 また、転送部54A~54Dそれぞれはベースバンド処理部52から供給される受信IQデータのベーシックフレームと転送部54B~54D,54Aそれぞれから供給される経路制御用IPアドレス及びIQデータが1つだけのベーシックフレームを経路制御用IPアドレス毎に図12又は図15のベーシックフレームに多重合成してCPRIインタフェース54A~54Dに供給する。
 ベースバンド処理部52は、転送部54A~54Dそれぞれから供給されるCPRIフレーム(ベーシックフレーム)を集めてハイパーフレームを構成し、ハイパーフレームのコントロールワードから図3に示す制御情報を得る。ベースバンド処理部52は制御情報中のベンダースペシフィック領域の解析と解析結果に応じた処理を行う。この結果、自装置宛のIP通信のハイパーフレームであれば、当該ハイパーフレームを終端してIP通信の処理を行う。また、ハイパーフレームが自装置から上位装置21に送信する無線フレームであればベースバンド処理部52はハイパーフレームのIQデータから無線装置毎の無線フレームを復元し、この無線フレームを回線データに変換して上位装置インタフェース部51から上位装置21に送信する。
 また、ベンダースペシフィック領域の経路情報から当該ハイパーフレームが他の無線装置又は無線装置制御部を宛先とするIP通信の場合にはベースバンド処理部52は拡張ルーティングテーブル53を参照して当該ハイパーフレームを転送部54A~54D,インタフェース部57A~57Dを通して宛先の装置に転送する。また、ベースバンド処理部52は図3に示す制御情報に含まれるイーサネット(登録商標)等の通信プロトコル情報による通信を確立する。
 なお、拡張ルーティングテーブル53は図5における拡張ルーティングテーブル32,33に相当し、ベースバンド処理部52は拡張ルーティングテーブル53に対して書き込み及び読み出しを行い、転送部54A~54Dは拡張ルーティングテーブル46に対して読み出しを行う。
 <拡張ルーティングテーブルの情報収集>
 各無線装置制御部及び各無線装置の拡張ルーティングテーブル32~39の情報収集はネットワークの物理回線の敷設後に自動で収集する。この場合、無線装置制御部22,23がDHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)サーバ機能を持ち、無線装置24~29がDHCPクライアント機能を持つ。
 各ノード(つまり無線装置制御部及び無線装置)は、装置立ち上げ時に経由するノード数、対応サービス、残リソース数等の拡張情報を他ノードからの問い合わせに対して参照可能なように整理かつ準備しておく。そのためには作業用テーブルを定義するか、拡張ルーティングテーブルの欄に自ノードを追加しても良い。当該拡張情報は装置状態が変化する度に最新状態に保たれる。そして、DHCPで接続が確認できたノードは、拡張ルーティングテーブルの拡張情報を収集するため該当ノードに情報問い合わせを行う。
 なお、各ノードの拡張ルーティングテーブルの内容はシステムの管理者が予めマニュアルで設定するようにしてもよい。
 <旧サービスから新サービスへの移行>
 例えば旧サービスの3G(第3世代)から新サービスのLTEへの移行で問題となるのが、LTEから3Gへの下方互換性が存在しない点である。LTE対応の移動端末(UE)を購入したユーザは、3GからLTEの移行期に3G対応サービスのみに対応したセルにおいては通信を行うことができないが、本実施形態では、これを可能とする。
 図9はLTE対応の移動端末(UE1)がHSPA対応の第2セルを構成する無線装置27のセクタ内に入った場合の移動体通信システムの動作シーケンスを示す。図9において、ステップS1で第1セルを構成しておりLTE及びHSPA対応の無線装置制御部22(REC1)は、拡張ルーティングテーブル33を参照して自装置から経由するノード数が1である無線装置27(RE4)にLTE接続を行わせる可能性があると判断し、無線装置27(RE4)の周波数リソースの有無を隣接する第2セルの無線装置制御部23(REC2)にIP通信で問い合せる。
 なお、このステップS1は例えば上位装置21からの設定指示を契機に実行される。このとき、経由するノード数がX(Xは1,2,3等の整数)以下の無線装置にLTE接続を行わせると判断するかを、上位装置21から無線装置制御部22(REC1)に指示する。これは経由するノード数が増えるに従ってIQデータ転送遅延が大きくなり、リアルタイム通信が難しくなるためである。
 ステップS2で無線装置制御部23(REC2)は自装置で管理している無線装置27(RE4)の運用情報から、新サービスのLTEとして無線装置27(RE4)に割り当て可能な周波数リソースを計算し、無線装置制御部22に対しIP通信で応答する。
 無線装置制御部22(REC1)は自装置のベースバンド処理リソースが十分にある場合、ステップS3で無線装置27(RE4)に新サービスであるLTEの共通チャネルを設定する命令メッセージを生成し、このメッセージをIP通信で無線装置26(RE3)を経由して無線装置27(RE4)に対し送信する。これによって、無線装置27(RE4)は自装置のセクタに新サービスであるLTEの共通チャネル(無線区間)を設定する。ここで、LTEの共通チャネルとはDHC(個別チャネル)、BCH(報知チャネル)、RACH(ランダムアクセスチャネル)等を含む。
 こののち、無線装置27(RE4)のセクタ内に入ったLTE対応の移動端末(UE1)がステップS4でセルサーチ及び位置登録を行うと、この位置登録情報は無線装置27(RE4)から無線装置26(RE3)を介して無線装置制御部22(REC1)に供給される。また、移動端末(UE1)がステップS5で呼設定要求を行うと、この呼設定要求は無線装置27(RE4)から無線装置26(RE3)を介して無線装置制御部22(REC1)に供給される。
 このようにして、LTE対応の移動端末(UE1)のユーザは、3GからLTEの移行期にあっても3G対応サービスに対応したセルにおいてLTE対応サービスを受けることができる。
 <無線装置のベースバンド処理リソースの平準化>
 通常、無線装置制御部のベースバンド処理リソースは無線基地局装置の設置地域の条件によって想定される必要収容チャネル数を予め見積もり、その収容チャネル数のベースバンド処理に足る物理的リソースを備え付けて設置される。
 例えばある地域でイベントが催される等により突発的に収容チャネル数の増大が発生した場合に、ベースバンド処理量過剰で運用不可能に陥るケースもある。これに対応するためには無線装置制御部のベースバンド処理リソースを設置した後に動的に調整する仕組みを導入しリソース平準化を行う必要がある。
 このリソース平準化を実現するためには無線装置制御部同士を接続する必要があるが、無線装置制御部同士は上位装置を介して間接的に接続されているもののベースバンド処理後のデータ(IQデータ)を運ぶのに十分な帯域が確保されていない。更には、中継を行う上位装置は無線基地局から遠く離れているため、上位装置経由の接続は難しい。
 本実施形態では、1つのセルを構成する複数の無線装置それぞれが無線装置制御部から最大数km離れて設置されるのに対し、異なるセルの無線装置同士は数kmより近い距離で設置されている点に着目し、異なるセルを構成する無線装置であって互いに隣接する無線装置をCPRIで接続することにより、異なるセルの無線装置制御部同士を接続してリソース平準化を実現する。
 図10は無線装置制御部のベースバンド処理リソースの平準化を行う移動体通信システムの動作シーケンスを示す。図10において、ステップS10でHSPA対応の移動端末(UE2)がセルサーチ及び位置登録を行うと、この位置登録情報は無線装置27(RE4)から無線装置制御部23(REC2)に供給される。また、移動端末(UE2)がステップS11で呼設定要求を行うと、この呼設定要求は無線装置27(RE4)から無線装置制御部23(REC2)に供給される。
 ステップS12で無線装置制御部23(REC2)は自装置で管理している無線装置27の運用情報から無線装置27(RE4)における周波数リソースは余っているものの、自装置におけるベースバンド処理リソースが不足していると判断する場合がある。この場合、無線装置制御部23(REC2)はステップS13で無線装置27(RE4)に対し拡張ルーティングテーブル37の取得要求をIP通信で送信する。
 ステップS14で無線装置27は自装置の拡張ルーティングテーブル37の内容を無線装置制御部23(REC2)にIP通信で送信する拡張ルーティングテーブル取得要求応答を行う。
 ステップS15で無線装置制御部23(REC2)は拡張ルーティングテーブル37の内容から無線装置27(RE4)に隣接し、移動端末(UE2)の呼設定要求に適したサービス呼及びその周波数リソースを持ち、無線装置27(RE4)に隣接する無線装置制御部22(REC1)を選出する。
 ステップS16で無線装置制御部23(REC2)は無線装置制御部22(REC1)に対し無線装置27(RE4)へのキャリア(搬送波周波数)設定を依頼するキャリア設定要求をIP通信で無線装置26(RE3)を経由して送信する。
 ステップS17で無線装置制御部22(REC1)は無線装置27(RE4)に移動端末(UE2)に対するキャリア設定を行う共通チャネルの設定する命令メッセージを生成し、このメッセージをIP通信で無線装置26(RE3)を経由して無線装置27(RE4)に対し送信する。これにより、無線装置27(RE4)は移動端末(UE2)に対するキャリア設定を行う共通チャネル(無線区間)を設定する。
 こののち、移動端末(UE2)がステップS18でセルサーチ及び位置登録を行うと、この位置登録情報は無線装置27(RE4)から無線装置26(RE3)を介して無線装置制御部22(REC1)に供給される。これにより、ステップS19で無線装置制御部22(REC1)は無線装置制御部23(REC2)に対してキャリア設定が済んだことをIP通信で応答する。
 次に、ステップS20で無線装置制御部23(REC2)は移動端末(UE2)からの呼設定情報を無線装置制御部22(REC1)に引継ぎを依頼する引継ぎ要求をIP通信で送信する。
 これによって、ステップS21で無線装置制御部22(REC1)は無線装置制御部23からの引継ぎ呼を設定する命令メッセージを生成し、このメッセージをIP通信で無線装置26(RE3)を経由して無線装置27(RE4)に対し送信する。これにより、無線装置27(RE4)は移動端末(UE2)に対する呼設定を行う。
 ところで、移動端末(UE)が無線装置27(RE4)のセクタにいるときは、無線装置27(RE4),無線装置26(RE3),無線装置制御部22(REC1)を介して移動端末(UE),無線装置制御部22(REC1)間のIQデータ送受信を行う。また、移動端末(UE)が無線装置28(RE5)のセクタにいるときは、無線装置28(RE5),無線装置制御部23(REC2),無線装置27(RE4),無線装置26(RE3),無線装置制御部22(REC1)を介して移動端末(UE),無線装置制御部22(REC1)間のIQデータ送受信を行う。
 <経路制御の固定選択>
 上記の無線装置制御部及び無線装置間のIP通信における経路制御を実現するためには宛先情報を加える必要がある。前述の図3に示すとおり、1ハイパーフレームは256個のベーシックフレームからなる。1ハイパーフレームは各ベーシックフレームの先頭8ビット×n(n=1,2,3,4で、CPRI転送容量により異なる)ビットのコントロールワードでサブチャネル(制御情報)を構成する。この制御情報の領域はCPRI定義のレイヤ1インタフェースを提供する領域であるが、同時にベンダースペシフィック領域(16~18、80~82,144~146、208~210番を含むブロック)を有している。このため、第1の方法として、ベンダースペシフィック領域にIQデータの宛先となる経路制御用IPアドレスを格納する。なお、IP通信の内容であるIQデータはハイパーフレームを構成するベーシックフレームのIQデータ領域に格納する。
 上記のベンダースペシフィック領域にIPアドレスを格納する方法では、1キャリア(搬送波周波数)当たりのIQデータが1ハイパーフレーム分もしくはそれ以上遅延して送信されることになる。
 このため、第2の方法では、経路制御の最小単位を1ベーシックフレームとする。1ベーシックフレーム当たりのコントロールワードは8ビット×n(n=1,2,3,4)で最大32ビットであるため、CPRI転送容量が最大(n=4)の場合は32ビットのIPアドレスをコントロールワードに格納できる。しかし、これではコントロールワードを使い切ってしまうためコントロールワードによるサブチャネル(制御情報)を構成できずCPRIとして機能しなくなる。
 このため、図11に示すように、ベーシックフレームの先頭に経路制御用IPアドレスを格納する32ビットのヘッダを付加する。これにより、1キャリア当たりのIQデータの遅延を大幅に改善することができる。
 更に、1キャリア当たりのIQデータの遅延を改善する必要がある場合には、次の第3の方法を用いる。ここでは、図12に示すように、ベーシックフレームのIQデータ領域を複数に分割し(図では3つに分けた例を示す)、各分割単位の先頭32ビットに経路制御用IPアドレス(IQ#1,IQ#2,IQ#3)とIQデータを格納する。なお、「R」はリザーブ領域を示す。この構成により、IQデータの遅延は非常に小さくなるが、送信データ全体に占めるIPアドレスの割合が大きくなり転送効率は低下する。
 上記の第1~第3の方法は、サービスの種類や特性によっていずれか1つの方法を固定的に選択して利用することで、全体的に最適化を計ることができる。
 <経路制御の可変選択>
 ところで、上記の第1~第3の方法のいずれかを選択して利用することも可能である。ここで、第1の方法つまり1ハイパーフレーム単位でIQデータを送信する場合には、ハイパーフレームを構成する256個のベーシックフレームそれぞれは、図13に示すように、IQデータ領域の先頭1バイトに、第1の方法の識別子B1(例えば「0x00000001」0xは16進表示を表す)を格納しておく。
 また、第2の方法つまりベーシックフレーム単位でIQデータを送信する場合には、図11に示すようにベーシックフレームの先頭に32ビットのヘッダを付加するのではなく、図14に示すように、IQデータ領域の先頭1バイトに、第2の方法の識別子B2(例えば「0x00000010」)を格納し、識別子B2に続くIQデータ領域に経路制御用IPアドレス(IQ#1)を格納する。
 また、第3の方法では、図12に示すようにIQデータ領域を先頭のバイトから複数に分割するではなく、図15に示すように、IQデータ領域の先頭1バイトに、第3の方法の識別子B3(例えば「0x00000011」)を格納し、識別子B3に続くIQデータ領域を複数に分割して、各分割単位の先頭32ビットに経路制御用IPアドレス(IQ#1,IQ#2,IQ#3)を格納する。
 この実施形態では、IP通信の送信を行う無線装置又は無線装置制御部は、図16に示すフローチャートに従って、第1乃至第3の方法のいずれかを選択する。図16において、ステップS100でIP通信により接続する呼の特性と必要帯域幅を判別する。ここで、接続する呼が遅延に強く比較的大きな転送容量を必要とする呼である例えばデータ通信と判別すると、ステップS101で第1の方法を選択して図13に示すベーシックフレームを生成する。
 一方、接続する呼がリアルタイム性が高く比較的大きな転送容量を必要とする呼であるRTP(Real-time Transport Protocol)動画通信と判別すると、ステップS102で第2の方法を選択して図14に示すベーシックフレームを生成する。
 更に、接続する呼がリアルタイム性が非常に高く転送容量が比較的小さな呼であるVoIP音声通信と判別すると、ステップS103で第3の方法を選択して図15に示すベーシックフレームを生成する。
 上記の処理は、無線装置の共通制御部45又は無線装置制御部のベースバンド処理部52で実行される。
 また、上記の図13乃至図15のベーシックフレームを受信した無線装置のIQデータ分離合成部43A,43B,共通制御部45又は無線装置制御部のIQデータ分離合成部54A~54D,ベースバンド処理部52では、識別子B1~B3を見ることで第1乃至第3の方法のいずれであるかを判別し、判別した方法にあった処理を行う。
 21 上位装置
 22,23 無線装置制御部(REC)
 24~29 無線装置(RE)
 32~39,46,53 拡張ルーティングテーブル
 41A,41B,57A~57D インタフェース部
 42A,42B 転送部
 43 経路制御部
 44 分離合成部
 45 共通制御部
 47 送受信増幅部
 48 アンテナ
 51 上位装置インタフェース部
 52 ベースバンド処理部
 54A~54D 転送部
 55 経路制御部
 56 分離合成部

Claims (17)

  1.  所定のインタフェースを用いて無線基地局に含まれる無線装置制御装置と無線装置を接続してセルを構成する移動体通信システムであって、
     第1のセルを構成する第1の無線装置と、前記第1のセルとは異なる第2のセルを構成し前記第1の無線装置に隣接する第2の無線装置間を前記所定のインタフェースを用いて接続しデータ通信を行うことを特徴とする移動体通信システム。
  2.  請求項1記載の移動体通信システムにおいて、
     前記第1のセル及び第2のセルを構成する無線装置及び無線装置制御装置それぞれは、少なくとも宛先ノードアドレスと自ノードの次段に接続されるノードのアドレスと経由するノード数をノード毎に登録した格納部を有する
    ことを特徴とする移動体通信システム。
  3.  請求項2記載の移動体通信システムにおいて、
     前記格納部は、前記無線装置制御装置に対応するノードに対して、更に、対応サービスと処理を行うことができる残りのリソース数を登録する
    ことを特徴とする移動体通信システム。
  4.  請求項3記載の移動体通信システムにおいて、
     前記無線装置制御装置は、自セルの対応サービスを持たない異なるセルの無線装置に対し、自セルの対応サービスを設定する
    ことを特徴とする移動体通信システム。
  5.  請求項4記載の移動体通信システムにおいて、
     前記自セルの対応サービスは新サービスであり、前記異なるセルのサービスは旧サービスである
    ことを特徴とする移動体通信システム。
  6.  請求項3記載の移動体通信システムにおいて、
     前記無線装置制御装置は、自装置の処理を行うことができる残りのリソース数が不足しているとき前記異なるセルを構成する無線装置制御装置に対し自装置の処理を依頼する
    ことを特徴とする移動体通信システム。
  7.  請求項1乃至6のいずれか1項記載の移動体通信システムにおいて、
     前記データ通信は、前記所定のインタフェースの所定数のベーシックフレームで構成されるハイパーフレームを単位として送受信する
    ことを特徴とする移動体通信システム。
  8.  請求項1乃至6のいずれか1項記載の移動体通信システムにおいて、
     前記データ通信は、前記所定のインタフェースのベーシックフレームを単位として送受信する
    ことを特徴とする移動体通信システム。
  9.  請求項1乃至6のいずれか1項記載の移動体通信システムにおいて、
     前記データ通信は、前記所定のインタフェースのベーシックフレームに複数宛先のデータを多重して送受信する
    ことを特徴とする移動体通信システム。
  10.  所定のインタフェースを用いて無線基地局に含まれる無線装置制御装置と無線装置を接続してセルを構成する移動体通信システムの無線装置であって、
     自セルの前記無線装置制御装置と接続された前記所定のインタフェースである第1のインタフェースと、
     自セルとは異なるセルの無線装置と接続された前記所定のインタフェースである第2インタフェースと、
     少なくとも宛先ノードアドレスと自ノードの次段に接続されるノードのアドレスと経由するノード数をノード毎に登録した格納部と、
     受信したデータ通信の宛先を判別し、判別した宛先が自装置ではない場合に前記判別した宛先で前記格納部を参照して前記受信したデータ通信のデータを前記第1又は第2インタフェースから送信して前記判別した宛先に対し転送を行う転送手段と、
     前記転送手段で判別した宛先が自装置である場合に前記転送手段から供給される前記受信したデータ通信のデータを終端すると共に、通信相手の無線装置制御装置又は無線装置に送信するデータ通信のデータを生成して前記転送手段に供給する制御手段と、
    を有することを特徴とする無線装置。
  11.  請求項10記載の無線装置において、
     前記転送手段は、前記所定のインタフェースの所定数のベーシックフレームで構成されるハイパーフレームを単位として転送を行う
    ことを特徴とする無線装置。
  12.  請求項10記載の無線装置において、
     前記転送手段は、前記所定のインタフェースのベーシックフレームを単位として転送を行う
    ことを特徴とする無線装置。
  13.  請求項10記載の無線装置において、
     前記転送手段は、前記所定のインタフェースのベーシックフレームに多重されている複数宛先のデータを分離し宛先毎に多重して転送を行う
    ことを特徴とする無線装置。
  14.  所定のインタフェースを用いて無線基地局に含まれる無線装置制御装置と無線装置を接続してセルを構成する移動体通信システムの無線装置制御装置であって、
     自セルの前記複数の無線装置それぞれと接続された前記所定のインタフェースである複数のインタフェースと、
     少なくとも宛先ノードアドレスと自ノードの次段に接続されるノードのアドレスと経由するノード数をノード毎に登録した格納部と、
     受信したデータ通信の宛先を判別し、判別した宛先が自装置ではない場合に前記判別した宛先で前記格納部を参照して前記受信したデータ通信のデータを前記複数のインタフェースのいずれかから送信して前記判別した宛先に対し転送を行う転送手段と、
     前記転送手段で判別した宛先が自装置である場合に前記転送手段から供給される前記受信したデータ通信のデータを終端すると共に、通信相手の無線装置制御装置又は無線装置に送信するデータ通信のデータを生成して前記転送手段に供給する制御手段と、
    を有することを特徴とする無線装置制御装置。
  15.  請求項14記載の無線装置制御装置において、
     前記転送手段は、前記所定のインタフェースの所定数のベーシックフレームで構成されるハイパーフレームを単位として転送を行う
    ことを特徴とする無線装置制御装置。
  16.  請求項14記載の無線装置制御装置において、
     前記転送手段は、前記所定のインタフェースのベーシックフレームを単位として転送を行う
    ことを特徴とする無線装置制御装置。
  17.  請求項14記載の無線装置制御装置において、
     前記転送手段は、前記所定のインタフェースのベーシックフレームに多重されている複数宛先のデータを分離し宛先毎に多重して転送を行う
    ことを特徴とする無線装置制御装置。
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