WO2020178918A1 - 無線通信システム - Google Patents

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WO2020178918A1
WO2020178918A1 PCT/JP2019/008195 JP2019008195W WO2020178918A1 WO 2020178918 A1 WO2020178918 A1 WO 2020178918A1 JP 2019008195 W JP2019008195 W JP 2019008195W WO 2020178918 A1 WO2020178918 A1 WO 2020178918A1
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WO
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data
base station
control unit
wireless communication
link control
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PCT/JP2019/008195
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大地 内野
忠宏 下田
望月　満
福井　範行
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三菱電機株式会社
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Publication date
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    • H04W92/14—Interfaces between hierarchically different network devices between access point controllers and backbone network device

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system in which a base station duplicates a packet and transmits it to a mobile terminal.
  • the traffic volume of mobile networks is on the rise, and the communication speed is also increasing.
  • LTE Long Term Evolution
  • LTE-A Long Term Evolution Advanced
  • the 5th generation wireless access system is also called 5G (5th Generation).
  • the system capacity is 1000 times that of the LTE system
  • the data transmission speed is 100 times
  • the data processing delay is 1/10
  • the number of simultaneous connections of communication terminals is 100 times, further reducing power consumption.
  • the realization of cost reduction of the equipment is mentioned as a requirement.
  • Non-Patent Document 1 describes a packet replication method using a dual connectivity (DC) method or a multi-connectivity (MC) method in which a UE connects and communicates with two eNBs (eNodeBs). And NR that separates gNB (next generation NodeB) into CU (Central Unit) and multiple DUs (Distributed Unit) is described.
  • the DC method is specifically defined by the NR of 3GPP, and is a function that enables the use of additional resources by a secondary node of New RAN (Radio Access Network).
  • the MC method is specifically defined by the NR of 3GPP and is a radio resource backhaul between E-UTRAN (Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network) or NR provided by a plurality of different schedulers.
  • the CU controls a plurality of DUs and controls the transmission / reception data processing of each DU.
  • the MC system and the DC system include a mobile terminal, a plurality of lower base stations that communicate with the mobile terminal, and a higher base station that controls a plurality of lower base stations, and a plurality of data replicated by the upper base station. Is transmitted to a plurality of lower base stations, and the plurality of lower base stations each transmit data to a mobile terminal.
  • the NR uses a packet duplication method in which the same packet is transmitted and received in each gNB using the DC method or the MC method. Therefore, when the packet duplication method is used, there is a problem that radio resources are consumed by the duplication.
  • the wireless resource is a resource used for wireless communication, and specifically indicates a frequency and a communication period used for wireless communication.
  • the present invention has been made in view of the above, and is a radio communication system in which a base station duplicates a packet and transmits the packet to a mobile terminal, and a radio communication system capable of improving the use efficiency of radio resources.
  • the purpose is to get.
  • a mobile terminal In order to solve the above-mentioned problems and achieve the purpose, a mobile terminal, a plurality of lower base stations communicating with the mobile terminal, and a higher base station controlling a plurality of lower base stations are provided, and the upper base station is duplicated. It is a wireless communication system in which a plurality of first data is transmitted to a plurality of lower base stations, and the plurality of lower base stations transmit the first data to a mobile terminal, respectively.
  • the mobile terminal is a plurality of lower base stations.
  • a plurality of link control units that receive the first data for each, and a first link control unit among the plurality of link control units are the first from the first lower base station among the plurality of lower base stations.
  • the wireless communication system in which the base station according to the present invention duplicates packets and transmits them to a mobile terminal has the effect of improving the efficiency of using wireless resources.
  • FIG. 3 is a diagram showing a control circuit according to the first embodiment. The figure which shows the communication environment which separated the base station which concerns on Embodiment 1 into two units.
  • FIG. 3 is a diagram showing a wireless communication system according to a second embodiment. A sequence diagram showing a data flow of the wireless communication system according to the second embodiment.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the wireless communication system according to the first exemplary embodiment.
  • the wireless communication system 1 includes a mobile terminal 101, a base station 102, and control stations 105-1 and 105-2. When the control stations 105-1 and 105-2 are shown without distinction, they are referred to as the control station 105.
  • the mobile terminal 101 has a function as a UE.
  • the mobile terminal 101 and the base station 102 transmit and receive data by the NR communication method.
  • the control station 105 has a function as a mobility management entity (MME) or an S-GW (Serving Gateway).
  • MME mobility management entity
  • S-GW Serving Gateway
  • the mobile terminal 101 and the base station 102 can wirelessly communicate with each other, and transmit and receive signals by wireless communication.
  • the mobile terminal 101 includes not only a mobile mobile phone terminal device but also a sensor device.
  • the control protocol applied to the mobile terminal 101 is, for example, a PDCP (Packet Data Convergence Protocol) layer, an RLC (Radio Link Control) layer, a MAC (Medium Access Control) layer, a PHY layer (physical layer), or the like.
  • PDCP layer is abbreviated as PDCP.
  • the RLC layer is abbreviated as RLC.
  • the PHY layer is abbreviated as PHY.
  • the MAC layer is abbreviated as MAC.
  • PDCP and RLC are protocols defined by NR of 3GPP. PDCP performs packet data encryption.
  • the RLC performs radio link control.
  • the base station 102 includes eNBs 103-1 to 103-3. When each of the eNBs 103-1 to 103-3 is shown without being distinguished, it is referred to as an eNB 103.
  • the eNB 103 and the control station 105 communicate with each other via the S1 interface defined by LTE of 3GPP, and control information is transmitted and received between the eNB 103 and the control station 105.
  • one control station 105 is connected to one eNB 103, but one eNB 103 may be connected to a plurality of control stations 105. Communication is performed between the eNBs 103 by the X2 interface defined by LTE of 3GPP, and control information is also transmitted and received between the eNBs 103.
  • the control station 105 controls the eNB 103 and the mobile terminal 101.
  • the control station 105 constitutes an EPC (Evolved Packet Core) network which is a core network
  • the base station 102 constitutes an E-UTRAN.
  • the EPC and E-UTRAN may be collectively referred to as a network.
  • the base station 102 may form one cell or may form a plurality of cells.
  • a cell is a communication range of the base station 102.
  • Each cell constitutes coverage, which is a communicable range with the mobile terminal 101.
  • the base station 102 wirelessly communicates with the mobile terminal 101 within the coverage.
  • each cell can communicate with the mobile terminal 101.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the mobile terminal 101 according to the first embodiment.
  • the mobile terminal 101 includes a first protocol processing unit 201, an application unit 202, a first transmission data buffer unit 203, an encoder unit 204, a modulation unit 205, a frequency conversion unit 206, an antenna 207, and demodulation.
  • a unit 208, a decoder unit 209, and a first control unit 210 are provided.
  • the first protocol processing unit 201 generates control data and outputs it to the first transmission data buffer unit 203.
  • the control data is data used for controlling communication. Specifically, the control data used in the downlink communication from the base station 102 to the mobile terminal 101 is a PDCCH (Physical Downlink Control Channel).
  • the control data used in the uplink communication from the mobile terminal 101 to the base station 102 is PUCCH (Physical Uplink Control Channel).
  • the application unit 202 generates user data and outputs it to the first transmission data buffer unit 203.
  • the user data is the contents of the actual communication and is the data required by the user of the mobile terminal 101.
  • the first transmission data buffer unit 203 stores control data and user data.
  • the first transmission data buffer unit 203 also outputs the control data and the user data to the encoder unit 204.
  • the encoder unit 204 performs encoding processing such as error correction on the control data and the user data.
  • the encoder unit 204 outputs the encoded data to the modulation unit 205. Note that there may be data that is directly output from the first transmission data buffer unit 203 to the modulation unit 205 without being encoded by the encoder unit 204.
  • the modulation unit 205 performs a modulation process on the encoded data.
  • the frequency conversion unit 206 converts the modulated data into a baseband signal.
  • the frequency conversion unit 206 also converts the baseband signal into a radio frequency signal and outputs the radio frequency signal to the antenna 207.
  • the antenna 207 transmits a radio frequency signal as a transmission signal to the base station 102.
  • the antenna 207 receives a radio signal from the base station 102.
  • the frequency conversion unit 206 converts the radio frequency reception signal into a baseband signal and outputs the baseband signal to the demodulation unit 208.
  • the demodulation unit 208 performs demodulation processing on the baseband signal and outputs it to the decoder unit 209.
  • the decoder unit 209 performs decoding processing such as error correction on the demodulated data.
  • the decoder unit 209 outputs the control data among the decoded data to the first protocol processing unit 201, and outputs the user data to the application unit 202.
  • the processing of transmitting and receiving signals of the mobile terminal 101 is controlled by the first control unit 210. Therefore, although omitted in FIG. 2, the first control unit 210 is connected to each functional unit other than the antenna 207.
  • FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the base station 102 according to the first embodiment.
  • the base station 102 includes a first communication unit 301, a second communication unit 302, a second protocol processing unit 303, a second transmission data buffer unit 304, an encoder unit 204, and a modulation unit 205.
  • the frequency conversion unit 206, the antenna 207, the demodulation unit 208, the decoder unit 209, and the second control unit 311 are provided.
  • the process when the base station 102 transmits a signal to the mobile terminal 101 will be described.
  • the first communication unit 301 transmits / receives data to / from the control station 105.
  • the second communication unit 302 transmits / receives data to / from another base station.
  • the first communication unit 301 and the second communication unit 302 each exchange information with the second protocol processing unit 303.
  • the second transmission data buffer unit 304 stores the control data from the second protocol processing unit 303, and the user data and control data from the first communication unit 301 and the second communication unit 302. Further, the second transmission data buffer unit 304 outputs these data to the encoder unit 204.
  • the encoder unit 204 performs encoding processing such as error correction on the input data. Note that the encoder unit 204 may have data that is directly output from the second transmission data buffer unit 304 to the modulation unit 205 without performing the encoding process.
  • the modulation unit 205 performs a modulation process on the encoded data.
  • the frequency conversion unit 206 converts the modulated data into a baseband signal and then a radio frequency signal.
  • the antenna 207 transmits a radio frequency signal to one or more mobile terminals 101.
  • the antenna 207 receives a radio signal from the mobile terminal 101.
  • the frequency conversion unit 206 converts a received signal, which is a received wireless signal, from a radio frequency to a baseband signal, and outputs the baseband signal to the demodulation unit 208.
  • the demodulation unit 208 performs demodulation processing on the baseband signal and outputs it to the decoder unit 209.
  • the decoder unit 209 performs decoding processing such as error correction on the demodulated data.
  • the control data is transferred to the second protocol processing unit 303, the first communication unit 301, or the second communication unit 302.
  • User data of the decoded data is transferred to the first communication unit 301 or the second communication unit 302.
  • a series of processes of the base station 102 is controlled by the second control unit 311. Therefore, although the second control unit 311 is omitted in FIG. 3, it is connected to each functional unit other than the antenna 207.
  • the 210, the first communication unit 301, the second communication unit 302, the second protocol processing unit 303, the second transmission data buffer unit 304, and the second control unit 311 are electronic circuits that perform each processing. It is realized by a processing circuit.
  • the processing circuit may be dedicated hardware or a control circuit including a memory and a CPU (Central Processing Unit) that executes a program stored in the memory.
  • the memory corresponds to, for example, a non-volatile or volatile semiconductor memory such as a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), or a flash memory, a magnetic disk, an optical disk, or the like.
  • FIG. 4 is a diagram showing the control circuit according to the first embodiment.
  • the control circuit is, for example, the control circuit 10 having the configuration shown in FIG.
  • the control circuit 10 includes a processor 10a which is a CPU and a memory 10b.
  • a processor 10a which is a CPU
  • a memory 10b When it is realized by the control circuit 10 shown in FIG. 4, it is realized by the processor 10a reading and executing the program corresponding to each process stored in the memory 10b.
  • the memory 10b is also used as a temporary memory in each process performed by the processor 10a.
  • the cell configured by the eNB has a relatively wide range of coverage, and when configured by a plurality of cells, the cell is configured to cover a specific area. It was When the small cell is introduced, the coverage of the cell configured by the eNB is narrower than the coverage of the cell not configured by the eNB. Therefore, in order for a cell composed of eNBs to cover a specific area, a large number of small-celled eNBs are required.
  • a cell having a relatively large coverage such as a cell configured by a conventional eNB
  • a macro cell an eNB forming a macro cell
  • a cell having a relatively small coverage such as a small cell
  • an eNB included in the small cell is referred to as a small eNB.
  • the NR provides three services.
  • the first service is URLLC (Ultra-Reliability Low Latency Communication), which requires low latency and high reliability.
  • the second service is eMBB (enhanced Mobile Broadband), which requires high-speed, large-capacity communication.
  • the third service is mMTC (massive Machine Type Communication) that enables connection of ultra-large capacity terminals. It is assumed that these three services use frequencies of 6 GHz or higher and perform broadband communication. However, the high frequency has a characteristic that it has a higher attenuation factor in the air and is hard to be diffracted as compared with the frequency of 6 GHz or less used in LTE. Therefore, in order to secure the coverage like LTE, it is necessary to install many base stations 102 with narrow coverage.
  • the first embodiment discloses a method for solving such a problem.
  • 3GPP proposes to separate the base station into two units.
  • the two units are called CU and DU, respectively.
  • a plurality of DUs may be connected to the CU.
  • Multiple options have been proposed for the division of functions between CU and DU.
  • the CU has a PDCP and the DU has an RLC, a MAC, and a PHY.
  • option 3 it is proposed that the CU has PDCP and H-RLC and the DU has L-RLC, MAC, and PHY.
  • Option 3 includes Option 3-1.
  • L-RLC has the function of dividing RLC-PDU (Protocol Data Unit)
  • Option 3 H-RLC has the function of delivery confirmation and RLC. It is proposed to have other functions.
  • NR it is proposed to apply DC or MC to communication using multiple DUs.
  • a plurality of DUs it is possible to suppress the occurrence of communication disconnection between the mobile terminal 101 and the base station 102 even in an environment shielded by buildings and obstacles. For example, even if the mobile terminal 101 is connected to a plurality of DUs and a communication disconnection occurs with any one DU, the data communication is continued by maintaining the connection with the DU other than the DU in which the communication interruption occurred. It becomes possible to do. Further, by transmitting the same data to a plurality of DUs, the communication can be made redundant, and even if the connection with any one DU or a plurality of DUs is lost, data communication can be performed without retransmission.
  • radio resources may be insufficient.
  • by introducing a mechanism for reducing the retransmission of redundant data it is possible to suppress the shortage of radio resources.
  • FIG. 5 is a diagram showing a communication environment in which the base station according to the first embodiment is separated into two units.
  • the mobile terminal 101 is in the environment as shown in FIG.
  • the mobile terminal 101 is connected to a plurality of eNBs 103 having a function as a DU in the multi-connectivity method, and each of the plurality of DUs is connected to a CU 404.
  • the CU is also called an upper base station.
  • the DU is also called a subordinate base station.
  • the DU of eNB 103-1 will be referred to as DU 401.
  • the DU of eNB103-2 is called DU402.
  • the DU of eNB103-3 is called DU403.
  • the DU 401, DU 402, and DU 403 each communicate with the mobile terminal 101.
  • DU401, DU402, and DU403 connect with CU404.
  • the CU 404 controls transmission/reception of data of the DU 401, DU 402, and DU 403. Further, the CU 404 duplicates the data to be transmitted to the mobile terminal 101 and transmits it to the DU 401, DU 402, and DU 403.
  • the DU 401, DU 402, and DU 403 each transmit the data duplicated by the CU 404 to the mobile terminal 101.
  • the DU 401 has a link control unit 407, an access control unit 410, and a physical control unit 413.
  • the link control unit 407 performs RLC processing.
  • the access control unit 410 performs MAC processing.
  • the physical control unit 413 performs PHY processing.
  • the link control unit 407 is also referred to as the RLC 407.
  • the physical control unit 413 is also referred to as PHY413.
  • the access control unit 410 is also called a MAC 410.
  • the DU 402 includes a link control unit 408, an access control unit 411, and a physical control unit 414.
  • the link control unit 408 performs RLC processing.
  • the access control unit 411 performs MAC processing.
  • the physical control unit 414 performs PHY processing.
  • the link control unit 408 is also referred to as RLC 408.
  • the physical control unit 414 is also referred to as PHY414.
  • the access control unit 411 is also referred to as the MAC 411.
  • the DU 403 has a link controller 409, an access controller 412, and a physical controller 415.
  • the link control unit 409 performs RLC processing.
  • the access control unit 412 performs MAC processing.
  • the physical control unit 415 performs PHY processing.
  • the link control unit 409 is also referred to as the RLC 409.
  • the physical control unit 415 is also referred to as PHY415.
  • the access control unit 412 is also called a MAC 412.
  • the CU 404 includes a first upper control unit 405 and a second upper control unit 406.
  • the first upper control unit 405 performs processing of the SDAP (Service Data Adaptation Protocol) layer.
  • the SDAP layer is abbreviated as SDAP.
  • the second upper control unit 406 performs PDCP processing.
  • the first upper control unit 405 is also referred to as SDAP405.
  • the second upper control unit 406 is also referred to as PDCP 406.
  • the mobile terminal 101 includes an upper control unit 420, a data control unit 419, a plurality of link control units 418, 423, 426, a plurality of access control units 417, 422, 425, and a plurality of physical control units 416,421. And 424.
  • the data control unit 419 performs PDCP processing.
  • the plurality of link control units 418, 423, 426 perform RLC processing.
  • the plurality of access control units 417, 422, 425 perform MAC processing.
  • the plurality of physical control units 416, 421, 424 perform PHY processing.
  • the upper control unit 420 is also referred to as an SDAP 420.
  • the data control unit 419 is also referred to as PDCP 419.
  • the plurality of link control units 418, 423, 426 are also referred to as RLCs 418, 423, 426.
  • the plurality of access control units 417, 422, 425 are also referred to as MACs 417, 422, 425.
  • the plurality of physical control units 416, 421, 424 are also referred to as PHY 416, 421, 424.
  • SDAP is a protocol for encapsulating IP (Internet Protocol) packets specified in the NR of 3GPP.
  • the data control unit, the link control unit, the access control unit, and the physical control unit are realized by the processing circuit shown in FIG.
  • the data for the mobile terminal 101 input to the SDAP 405 is replicated in a plurality of packets by the PDCP 406 and transferred from the CU 404 to the DU 401, DU 402, and DU 403, respectively.
  • the DU 401 divides the RLC PDU included in the packet by the RLC 407 into RLC SDUs (Service Data Units) and transfers them to the MAC 410.
  • the MAC 410 determines a resource that can be transmitted and performs scheduling.
  • the PHY413 converts the RLC SDU into a radio frequency signal and transmits the data to the mobile terminal 101.
  • the DU 401 also performs the same data transmission process on the DU 402 and the DU 403. Further, the DU 402 and the DU 403 also perform the same data transmission processing as the DU 401.
  • the RLC SDU is also called the first data.
  • the RLC PDU is also called the second data.
  • FIG. 6 is a sequence diagram showing a data flow of the wireless communication system 1 according to the first exemplary embodiment.
  • the first data a transmitted from the RLC 407 of the eNB 103 is received by the RLC 418 of the mobile terminal 101 (step S1).
  • the base station having the RLC 407 is also referred to as a first base station.
  • RLC407 uses RLC SDU to generate RLC PDU.
  • the data a is RLC SDU.
  • Data including header information in one or more RLC SDUs is an RLC PDU.
  • an ACK is transmitted from the RLC 418 of the mobile terminal 101 to the RLC 407 of the eNB 103 to inform that the reception has been normally performed (step S2).
  • the RLC 418 transfers the data a to the PDCP 419 in the upper layer (step S3). After confirming that the data a has arrived from the RLC 418 first, the PDCP 419 sends a message to stop the retransmission request to the RLC 423 that has not yet transferred the data a (step S4). In other words, when the PDCP 419 receives the data a from any one of the plurality of DUs, the PDCP 419 transmits a retransmission request stop message for stopping the retransmission request of the data a to the RLC 423 that has not received the data a.
  • the RLC 423 is also called a first link control unit.
  • the RLC 407 of the eNB 103 transmits a delivery completion notification message to the PDCP 406 (step S5).
  • the delivery completion notification message is a message notifying that the RLC 407 has completed transmission of the RLC PDU to the RLC 418.
  • the PDCP406 Upon receiving the delivery completion notification, the PDCP406 transmits a retransmission stop message to the RLC 408 of the DU 402 that has not received the data a, that is, has not transmitted the delivery completion notification message (step S6).
  • a base station having an RLC 408 is also referred to as a second base station.
  • PDCP406 of CU404 uses a control message to RLC423 to transmit discard information indicating that data a has been discarded (step S7).
  • the discard information includes the sequence number of the RLC SDU or RLC PDU for which retransmission has been stopped, and the RLC 423 can stop the retransmission request based on the discard information.
  • the retransmission stop message includes a message for stopping the transmission of the RLC PDU including the transfer to the MAC.
  • the retransmission stop message includes a message for stopping the transmission of the RLC SDU divided in the RLC 408 to the mobile terminal 101 or the transfer to the MAC 411.
  • RLC423 stops the resend request of the corresponding RLC SDU or RLC PDU according to the resend request stop message.
  • the notification of the discard information, which is the control message is transmitted from the PDCP406 and received by the RLC423 of the mobile terminal 101, but the retransmission request stop message is not received from the PDCP419 to the RLC423, the RLC423 does not follow the notification of the discard information.
  • RLC 408 requests data retransmission.
  • the RLC 423 When the RLC 423 receives the retransmission request stop message, but the data a is transmitted from the RLC 408, the RLC 423 receives the data a, generates the RLC PDU using the RLC SDU, and transfers the data a to the PDCP 419. To do.
  • RLC408 If a retransmission stop message is sent from PDCP406 to RLC408 and RLC408 receives a retransmission request from RLC423 while RLC408 is discarding the RLC PDU or RLC SDU that is the target of retransmission stop, the RLC408 is the RLC SDU that is the target of retransmission stop. Or do not retransmit the RLC PDU.
  • the data that arrives later for mobile terminal 101 is prevented from being retransmitted by eNB 103. It is possible to provide a communication system that suppresses the consumption of radio resources with the mobile terminal 101 and has high speed, high reliability, and low delay.
  • FIG. 7 is a diagram showing a wireless communication system according to the second embodiment.
  • RLC is divided into H-RLC and L-RLC.
  • the mobile terminal 101a includes an upper link control unit 702 and lower link control units 701, 703, 704.
  • the upper link control unit 702 performs H-RLC processing.
  • the lower link control units 701, 703, and 704 perform L-RLC processing.
  • the upper link control unit 702 is also called an H-RLC 702.
  • the lower link control units 701, 703 and 704 are also called L-RLC 701, 703 and 704, respectively.
  • FIG. 8 is a sequence diagram showing a data flow of the wireless communication system 1a according to the second embodiment.
  • the data a transmitted from the RLC 407 is divided into one or a plurality of RLC SDUs and transmitted (step S11). It is assumed that one or more RLC SDUs are data b that is missing or corrupted during transmission from the eNB 103 to the mobile terminal 101.
  • the L-RLC 701 sends the data b from the RLC SDU to the RLC PDU without combining it with the H-RLC 702 (step S12).
  • the data a transmitted from the RLC 408 is divided into one or a plurality of RLC SDUs and transmitted to the L-RLC 703 (step S13). It is assumed that one or more RLC SDUs are missing or corrupted during transmission from the eNB 103 to the mobile terminal 101.
  • the L-RLC 703 transfers the data c to the H-RLC 702 without combining the RLC SDU into the RLC PDU (step S14).
  • L-RLC 701 and L-RLC 703 send ACK to RLC 407 and RLC 408, respectively, and RLC 407 and RLC 408 send a delivery completion notification to PCDP 406.
  • the H-RLC 702 which has received the data from the L-RLC 701 and the L-RLC 703 combines the data b and the data c. That is, RLC PDUs are generated from RLC SDUs transmitted by multiple L-RLCs. Further, H-RLC702 synthesizes RLC SDUs having the same sequence number and generates RLC SDUs lacking each other.
  • the PDCP 406 has a feature that the RLC 407 and the RLC 408 specify a size for dividing an RLC PDU into RLC SDUs to make RLC SDUs generated by two or more RLCs equal or the same.
  • the data that arrives later for the mobile terminal 101a among the data of the packets duplicated by the PDCP 406 will be displayed.
  • the eNB 103 By preventing the eNB 103 from retransmitting, it is possible to release a radio resource between one or more eNBs 103 and the mobile terminal 101a, and to provide a communication system having high speed, high reliability, and low delay.
  • 1, 1a wireless communication system 10 control circuit, 10a processor, 10b memory, 101, 101a mobile terminal, 102 base station, 103, 103-1 to 103-3 eNB, 105, 105-1, 105-2 control station, 201 first protocol processing unit, 202 application unit, 203 first transmission data buffer unit, 204 encoder unit, 205 modulation unit, 206 frequency conversion unit, 207 antenna, 208 demodulation unit, 209 decoder unit, 210 first control Section, 301 first communication section, 302 second communication section, 303 second protocol processing section, 304 second transmission data buffer section, 311 second control section, 401, 402, 403 DU (lower base station ), 404 CU (upper base station), 405, 420 SDAP, 406, 419 PDCP, 407, 408, 409, 418, 423, 426 RLC, 410, 411, 412, 417, 422, 425 MAC, 413, 414, 414. 415, 416, 421, 424 PHY, 701, 70

Landscapes

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Abstract

移動端末（１０１）と、移動端末（１０１）と通信する複数の下位基地局（４０１～４０３）と、複数の下位基地局を制御する上位基地局（４０４）とを備え、上位基地局（４０４）が複製した複数の第１のデータを複数の下位基地局（４０１～４０３）へ送信し、複数の下位基地局（４０１～４０３）が第１のデータをそれぞれ移動端末に送信する無線通信システム（１）であって、移動端末（１０１）は、複数の下位基地局（４０１～４０３）ごとに第１のデータを受信する複数のリンク制御部と、複数のリンク制御部の中の第１のリンク制御部が、複数の下位基地局の中の第１の下位基地局から第１のデータを受信した場合、第１の下位基地局以外の下位基地局である第２の下位基地局から第１のデータを受信していない第２のリンク制御部に第１のデータの再送の要求を停止させる再送要求停止メッセージを送信するデータ制御部と、を備えることを特徴とする。

Description

無線通信システム
　本発明は、基地局がパケットを複製して移動端末に送信する無線通信システムに関する。
　モバイルネットワークのトラフィック量は、増加傾向にあり、通信速度も高速化が進んでいる。ＬＴＥ（Long　Term　Evolution）およびＬＴＥ－Ａ（Long　Term　Evolution　Advanced）が本格的に運用を開始されると、モバイルネットワークの通信速度が更に高速化されることが見込まれる。さらに、高度化するモバイルネットワークに対して、２０２０年以降にサービスを開始することを目標とした第５世代無線アクセスシステムが検討されている。第５世代無線アクセスシステムは、５Ｇ（5th　Generation）とも呼ばれる。
　５Ｇでは、ＬＴＥシステムに対して、システム容量は１０００倍、データの伝送速度は１００倍、データの処理遅延は１０分の１、通信端末の同時接続数は１００倍として、更なる低消費電力化、および装置の低コスト化を実現することが要件として挙げられている。
　このような要求を満たすために、３ＧＰＰ（3rd　Generation　Partnership　Project）では、リリース１５として、５Ｇの規格検討が進められている。５Ｇの無線区間の技術は、New　Radio　Access　Technology（ＮＲ）と称され、いくつかの新たな技術が検討されている。非特許文献１には、ＵＥが２つのｅＮＢ（eNodeB）と接続して通信を行うデュアルコネクティビティ（Dual　Connectivity：ＤＣ）方式、またはマルチコネクティビティ（Multi-Connectivity：ＭＣ）方式を用いたパケット複製方法、およびｇＮＢ（next　generation　NodeB）をＣＵ（Central　Unit）と複数のＤＵ（Distributed　Unit）とに分離するＮＲが記載されている。ＤＣ方式は具体的には、３ＧＰＰのＮＲで規定されており、Ｎｅｗ　ＲＡＮ（Radio　Access　Network）のセカンダリノードで追加リソースの使用を可能にする機能である。ＭＣ方式は具体的には、３ＧＰＰのＮＲで規定されており、複数の異なるスケジューラによって提供されるＥ－ＵＴＲＡＮ(Evolved　Universal　Terrestrial　Radio　Access　Network)またはＮＲ間の無線リソースバックホールである。ＣＵは複数のＤＵを制御し、各ＤＵの送受信データ処理の制御などを行う。ＭＣ方式およびＤＣ方式は、言い換えれば、移動端末と、移動端末と通信する複数の下位基地局と、複数の下位基地局を制御する上位基地局とを備え、上位基地局が複製した複数のデータを複数の下位基地局へ送信し、複数の下位基地局がデータをそれぞれ移動端末に送信する方式である。
３ＧＰＰ　Ｒ２－１７００６７２
　しかしながら、上記従来の技術によれば、ＮＲでは、ＤＣ方式またはＭＣ方式を用いて各ｇＮＢにて同じパケットを送受信するというパケット複製方法を用いる。このため、パケット複製方法を用いると複製した分だけ無線リソースを消費してしまう問題があった。無線リソースとは、無線通信のために使用されるリソースのことであり、具体的には無線通信に用いられる周波数および通信期間を示す。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、基地局がパケットを複製して移動端末に送信する無線通信システムであって、無線リソースの使用効率を向上することができる無線通信システムを得ることを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、移動端末と、移動端末と通信する複数の下位基地局と、複数の下位基地局を制御する上位基地局とを備え、上位基地局が複製した複数の第１のデータを複数の下位基地局へ送信し、複数の下位基地局が第１のデータをそれぞれ移動端末に送信する無線通信システムであって、移動端末は、複数の下位基地局ごとに第１のデータを受信する複数のリンク制御部と、複数のリンク制御部の中の第１のリンク制御部が、複数の下位基地局の中の第１の下位基地局から第１のデータを受信した場合、第１の下位基地局以外の下位基地局である第２の下位基地局から第１のデータを受信していない第２のリンク制御部に第１のデータの再送の要求を停止させる再送要求停止メッセージを送信するデータ制御部と、を備えることを特徴とする。
　本発明にかかる基地局がパケットを複製して移動端末に送信する無線通信システムは、無線リソースの使用効率を向上することができるという効果を奏する。
実施の形態１にかかる無線通信システムの構成を示すブロック図 実施の形態１にかかる移動端末の構成を示すブロック図 実施の形態１にかかる基地局の構成を示すブロック図 実施の形態１にかかる制御回路を示す図 実施の形態１にかかる基地局を２つのユニットに分離した通信環境を示す図 実施の形態１にかかる無線通信システムのデータの流れを示すシーケンス図 実施の形態２にかかる無線通信システムを示す図 実施の形態２にかかる無線通信システムのデータの流れを示すシーケンス図
　以下に、本発明の実施の形態にかかる無線通信システムを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態１．
　図１は、実施の形態１にかかる無線通信システムの構成を示すブロック図である。無線通信システム１は、移動端末１０１と、基地局１０２と、制御局１０５－１，１０５－２とを備える。制御局１０５－１，１０５－２のそれぞれを区別せずに示すときは、制御局１０５と呼ぶ。移動端末１０１はＵＥとしての機能を有する。移動端末１０１と基地局１０２は、ＮＲ通信方式でデータの送受信を行う。制御局１０５は、移動管理エンティティ（Mobility　Management　Entity：ＭＭＥ）、またはＳ－ＧＷ（Serving　Gateway）としての機能を有す。ＭＭＥは、３ＧＰＰのＬＴＥ－Ａにおいて規定されている、モビリティ制御を提供する論理ノードである。Ｓ－ＧＷは、３ＧＰＰのＬＴＥ－Ａにおいて規定されている、３ＧＰＰアクセスシステムを収容するパケットゲートウェイである。
　移動端末１０１と基地局１０２は、互いに無線通信可能であり、無線通信で信号の送受信を行う。移動端末１０１は、移動可能な携帯電話端末装置だけではなく、センサデバイスを含む。移動端末１０１に適用される制御プロトコルは、例えばＰＤＣＰ（Packet　Data　Convergence　Protocol）層、ＲＬＣ（Radio　Link　Control）層、ＭＡＣ（Medium　Access　Control）層、ＰＨＹ層（physical　layer）などである。以下、ＰＤＣＰ層はＰＤＣＰと略す。ＲＬＣ層はＲＬＣと略す。ＰＨＹ層はＰＨＹと略す。また、ＭＡＣ層はＭＡＣと略す。ＰＤＣＰ、ＲＬＣは、３ＧＰＰのＮＲで規定されたプロトコルである。ＰＤＣＰは、パケットデータ暗号化を行う。ＲＬＣは、無線リンク制御を行う。
　基地局１０２は、ｅＮＢ１０３－１～１０３－３を備える。ｅＮＢ１０３－１～１０３－３のそれぞれを区別せずに示すときは、ｅＮＢ１０３と呼ぶ。ｅＮＢ１０３と制御局１０５とは、３ＧＰＰのＬＴＥで規定されるＳ１インターフェースにより通信を行い、ｅＮＢ１０３と制御局１０５との間で制御情報が送受信される。図１では、１つのｅＮＢ１０３に対して、１つの制御局１０５が接続されているが、１つのｅＮＢ１０３が、複数の制御局１０５と接続されてもよい。ｅＮＢ１０３間では、３ＧＰＰのＬＴＥで規定されるＸ２インターフェースにより通信を行い、ｅＮＢ１０３間でも制御情報が送受信される。制御局１０５は、ｅＮＢ１０３と、移動端末１０１とを制御する。制御局１０５は、コアネットワークであるＥＰＣ(Evolved　Packet　Core)ネットワークを構成しており、基地局１０２は、Ｅ－ＵＴＲＡＮを構成する。ＥＰＣと、Ｅ－ＵＴＲＡＮと、を合わせてネットワークと呼ぶ場合がある。
　基地局１０２は、１つのセルを構成してもよいし、複数のセルを構成してもよい。セルとは、基地局１０２の通信範囲である。各セルは移動端末１０１との通信可能な範囲であるカバレッジを構成する。基地局１０２は、カバレッジ内で移動端末１０１と無線通信を行う。基地局１０２が複数のセルを構成する場合には、それぞれのセルが移動端末１０１と通信可能である。
　図２は、実施の形態１にかかる移動端末１０１の構成を示すブロック図である。移動端末１０１は、第１のプロトコル処理部２０１と、アプリケーション部２０２と、第１の送信データバッファ部２０３と、エンコーダ部２０４と、変調部２０５と、周波数変換部２０６と、アンテナ２０７と、復調部２０８と、デコーダ部２０９と、第１の制御部２１０と、を備える。
　移動端末１０１が信号を基地局１０２に送信するときの処理について説明する。第１のプロトコル処理部２０１は、制御データを生成し第１の送信データバッファ部２０３に出力する。制御データとは、通信の制御のために用いられるデータである。具体的には基地局１０２から移動端末１０１向けの下り方向の通信で用いられる制御データは、ＰＤＣＣＨ(Physical　Downlink　Control　Channel)である。移動端末１０１から基地局１０２向けの上り方向の通信で用いられる制御データは、ＰＵＣＣＨ(Physical　Uplink　Control　Channel)である。アプリケーション部２０２は、ユーザデータを生成し第１の送信データバッファ部２０３に出力する。ユーザデータとは、実際の通信の中身であり、移動端末１０１の利用者が必要とするデータである。具体的には下り方向の通信で用いられるユーザデータは、ＰＤＳＣＨ(Physical　Downlink　Shared　Channel)であり、上り方向の通信で用いられるユーザデータは、ＰＵＳＣＨ(Physical　Uplink　Shared　Channel)である。第１の送信データバッファ部２０３は、制御データおよびユーザデータを保存する。また、第１の送信データバッファ部２０３は、制御データおよびユーザデータをエンコーダ部２０４に出力する。エンコーダ部２０４は、制御データおよびユーザデータに誤り訂正などのエンコード処理を施す。エンコーダ部２０４は、エンコード処理を施したデータを変調部２０５に出力する。なお、エンコーダ部２０４でエンコード処理が施されずに、第１の送信データバッファ部２０３から変調部２０５へ直接出力されるデータが存在してもよい。変調部２０５は、エンコード処理されたデータに、変調処理を施す。周波数変換部２０６は、変調されたデータをベースバンド信号に変換する。また、周波数変換部２０６は、ベースバンド信号を無線周波数の信号に変換し、アンテナ２０７に出力する。アンテナ２０７は無線周波数の信号を送信信号として基地局１０２に送信する。
　移動端末１０１が基地局１０２からの信号を受信するときの処理について説明する。アンテナ２０７は、基地局１０２からの無線信号を受信する。周波数変換部２０６は、無線周波数の受信信号をベースバンド信号に変換し、復調部２０８に出力する。復調部２０８は、ベースバンド信号に復調処理を施し、デコーダ部２０９に出力する。デコーダ部２０９は、復調後のデータに誤り訂正などのデコード処理を施す。デコーダ部２０９は、デコード処理されたデータのうち、制御データを第１のプロトコル処理部２０１に出力し、ユーザデータをアプリケーション部２０２に出力する。移動端末１０１の信号の送受信の処理は、第１の制御部２１０によって制御されている。よって、図２では省略しているが、第１の制御部２１０は、アンテナ２０７以外の各機能部と接続している。
　図３は、実施の形態１にかかる基地局１０２の構成を示すブロック図である。基地局１０２は、第１の通信部３０１と、第２の通信部３０２と、第２のプロトコル処理部３０３と、第２の送信データバッファ部３０４と、エンコーダ部２０４と、変調部２０５と、周波数変換部２０６と、アンテナ２０７と、復調部２０８と、デコーダ部２０９と、第２の制御部３１１と、を備える。
　基地局１０２が信号を移動端末１０１に送信するときの処理について説明する。第１の通信部３０１は、制御局１０５とデータの送受信を行う。第２の通信部３０２は、他の基地局とデータ送受信を行う。第１の通信部３０１および第２の通信部３０２はそれぞれ第２のプロトコル処理部３０３と情報の受け渡しを行う。第２の送信データバッファ部３０４は、第２のプロトコル処理部３０３からの制御データと、第１の通信部３０１および第２の通信部３０２からのユーザデータおよび制御データとを保存する。また、第２の送信データバッファ部３０４は、これらのデータをエンコーダ部２０４に出力する。
　エンコーダ部２０４は、入力されたデータに誤り訂正などのエンコード処理を施す。なお、エンコーダ部２０４は、エンコード処理を実施せずに、第２の送信データバッファ部３０４から変調部２０５へ直接出力されるデータが存在してもよい。変調部２０５は、エンコードされたデータに変調処理を施す。周波数変換部２０６は、変調データをベースバンド信号に変換した後、無線周波数の信号に変換する。アンテナ２０７は、１つもしくは複数の移動端末１０１に無線周波数の信号を送信する。
　基地局１０２が移動端末１０１からの信号を受信するときの処理について説明する。アンテナ２０７は、移動端末１０１からの無線信号を受信する。周波数変換部２０６は、受信した無線信号である受信信号を、無線周波数からベースバンド信号に変換し、復調部２０８に出力する。復調部２０８は、ベースバンド信号に復調処理を施し、デコーダ部２０９に出力する。デコーダ部２０９は、復調後のデータに誤り訂正などのデコード処理を施す。デコードされたデータのうち、制御データは第２のプロトコル処理部３０３、第１の通信部３０１、または第２の通信部３０２へ転送される。デコードされたデータのうち、ユーザデータは第１の通信部３０１または第２の通信部３０２へ転送される。基地局１０２の一連の処理は、第２の制御部３１１によって制御される。よって、第２の制御部３１１は図３では省略しているが、アンテナ２０７以外の各機能部と接続している。
　第１のプロトコル処理部２０１、アプリケーション部２０２、第１の送信データバッファ部２０３、エンコーダ部２０４、変調部２０５、周波数変換部２０６、アンテナ２０７、復調部２０８、デコーダ部２０９、第１の制御部２１０、第１の通信部３０１、第２の通信部３０２、第２のプロトコル処理部３０３、第２の送信データバッファ部３０４、および第２の制御部３１１は、各処理を行う電子回路である処理回路により実現される。
　本処理回路は、専用のハードウェアであっても、メモリ及びメモリに格納されるプログラムを実行するＣＰＵ（Central　Processing　Unit、中央演算装置）を備える制御回路であってもよい。ここでメモリとは、例えば、ＲＡＭ（Random　Access　Memory）、ＲＯＭ（Read　Only　Memory）、フラッシュメモリなどの、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスクなどが該当する。図４は、実施の形態１にかかる制御回路を示す図である。本処理回路がＣＰＵを備える制御回路である場合、この制御回路は例えば、図４に示す構成の制御回路１０となる。
　図４に示すように、制御回路１０は、ＣＰＵであるプロセッサ１０ａと、メモリ１０ｂとを備える。図４に示す制御回路１０により実現される場合、プロセッサ１０ａがメモリ１０ｂに記憶された、各処理に対応するプログラムを読みだして実行することにより実現される。また、メモリ１０ｂは、プロセッサ１０ａが実施する各処理における一時メモリとしても使用される。
　スマートフォンおよびタブレット型端末装置の普及によって、セルラー系の無線通信によるトラフィックが爆発的に増大している。このため、無線リソースの不足が懸念されている。無線リソースの不足に対応して周波数利用効率を高めるために、基地局１０２が構成するセルを小セル化し、空間分離を進めることが検討されている。
　今までの基地局のセル構成では、ｅＮＢによって構成されるセルは比較的広い範囲のカバレッジを持っており、複数のセルで構成される場合には特定のエリアを覆うようにセルが構成されていた。小セル化を導入した場合、ｅＮＢで構成されるセルのカバレッジは、ｅＮＢで構成されないセルのカバレッジに比べて、範囲が狭い。したがって、ｅＮＢで構成されるセルが特定のエリアを覆うためには、多数の小セル化したｅＮＢが必要となる。
　以下の説明では、従来のｅＮＢによって構成されるセルのように、カバレッジが比較的大きいセルをマクロセルと呼び、マクロセルを構成するｅＮＢをマクロｅＮＢと呼ぶ。また、小セル化されたセルのように、カバレッジが比較的小さいセルをスモールセルと呼び、スモールセルを構成するｅＮＢをスモールｅＮＢと呼ぶ。
　ＮＲは３つのサービスを提供する。１つ目のサービスは、低遅延かつ高信頼性を求めるＵＲＬＬＣ（Ultra-Reliability　Low　Latency　Communication）である。２つ目のサービスは、高速大容量通信を求めるｅＭＢＢ（enhanced　Mobile　Broadband）である。３つ目のサービスは、超大容量端末の接続を可能とするｍＭＴＣ（massive　Machine　Type　Communication）である。これらの３つのサービスは、６ＧＨｚ以上の周波数を使用し、広帯域通信を行うことが想定されている。しかし、高周波数はＬＴＥで使用されている６ＧＨｚ以下の周波数と比べ、空気中での減衰率が高く、回折し難い特徴がある。このため、ＬＴＥのようにカバレッジを確保するためにはカバレッジが狭い基地局１０２を多く設置する必要がある。
　カバレッジが狭い基地局１０２を多く設置する場合、移動端末１０１ではハンドオーバーが発生することが多くなる。また、６ＧＨｚ以上の周波数では回折し難い特徴があるため、建物および障害物に遮蔽される環境に移動端末１０１が入ると基地局１０２と接続が途絶える通信断が発生する。このような通信断が発生した場合、通信中の移動端末１０１は一旦データ通信が停止し、基地局１０２と移動端末１０１との間で通信できないという問題が生じる。実施の形態１では、このような問題を解決する方法を開示する。
　３ＧＰＰでは、基地局を２つのユニットに分離することを提案している。２つのユニットをそれぞれＣＵとＤＵと称する。また、ＣＵに複数のＤＵが接続されることもある。ＣＵとＤＵとの機能分担について、複数のオプションが提案されている。例えば、オプション２では、ＣＵはＰＤＣＰを有し、ＤＵはＲＬＣとＭＡＣ、ＰＨＹを有することが提案されている。また、オプション３として、ＣＵはＰＤＣＰおよびＨ－ＲＬＣを有し、ＤＵはＬ－ＲＬＣ、ＭＡＣ、およびＰＨＹを有することが提案されている。オプション３はオプション３－１を含み、オプション３－１では、Ｌ－ＲＬＣがＲＬＣ－ＰＤＵ（Protocol　Data　Unit）を分割する機能を有し、オプション３のＨ－ＲＬＣが送達確認の機能およびＲＬＣの他の機能を有することが提案されている。
　ＮＲにおいて、複数のＤＵを用いた通信にＤＣまたはＭＣを適用することが提案されている。複数のＤＵを用いることで、建物および障害物に遮蔽される環境においても、移動端末１０１と基地局１０２との間で通信断が発生することを抑制することが可能となる。例えば、移動端末１０１は複数のＤＵと接続することによりどれか１つのＤＵと通信断が発生しても、通信断が発生したＤＵ以外のＤＵとの接続を維持することにより、データ通信を継続することが可能となる。また、複数のＤＵにおいて同一のデータを送信することによって通信に冗長性を持たせ、いずれか１つのＤＵまたは複数のＤＵとの接続が途絶えても、再送することなくデータ通信することが可能となり、低遅延を維持することが可能となる。しかしながら、複数のＤＵにおいて同一のデータを送信することによって通信に冗長性を持たせた場合、無線リソースが不足する場合がある。ここで、本実施の形態では、冗長なデータの再送を軽減する仕組みを導入することにより、無線リソースが不足することを抑制する。
　図５は、実施の形態１にかかる基地局を２つのユニットに分離した通信環境を示す図である。例えば、図５に示すような環境に移動端末１０１があることを想定する。移動端末１０１は、マルチコネクティビティ方式における、ＤＵとしての機能を有する複数のｅＮＢ１０３と接続しており、複数のＤＵはそれぞれＣＵ４０４と接続する。ＣＵは、上位基地局とも呼ばれる。ＤＵは、下位基地局とも呼ばれる。以下ではｅＮＢ１０３－１が有するＤＵをＤＵ４０１と呼ぶ。ｅＮＢ１０３－２が有するＤＵをＤＵ４０２と呼ぶ。ｅＮＢ１０３－３が有するＤＵをＤＵ４０３と呼ぶ。ＤＵ４０１、ＤＵ４０２、およびＤＵ４０３は、それぞれ移動端末１０１と通信する。ＤＵ４０１、ＤＵ４０２、およびＤＵ４０３は、ＣＵ４０４と接続する。ＣＵ４０４は、ＤＵ４０１、ＤＵ４０２、およびＤＵ４０３のデータの送受信の制御を行う。また、ＣＵ４０４は、移動端末１０１に送信するデータを複製し、ＤＵ４０１、ＤＵ４０２、およびＤＵ４０３に送信する。ＤＵ４０１、ＤＵ４０２、およびＤＵ４０３は、それぞれＣＵ４０４が複製したデータを移動端末１０１に送信する。
　ＤＵ４０１は、リンク制御部４０７と、アクセス制御部４１０と、物理制御部４１３とを有する。リンク制御部４０７はＲＬＣの処理を行う。アクセス制御部４１０はＭＡＣの処理を行う。物理制御部４１３はＰＨＹの処理を行う。以下では、リンク制御部４０７はＲＬＣ４０７とも称される。物理制御部４１３はＰＨＹ４１３とも称される。アクセス制御部４１０はＭＡＣ４１０とも称される。ＤＵ４０２は、リンク制御部４０８と、アクセス制御部４１１と、物理制御部４１４とを有す。リンク制御部４０８はＲＬＣの処理を行う。アクセス制御部４１１はＭＡＣの処理を行う。物理制御部４１４はＰＨＹの処理を行う。以下では、リンク制御部４０８はＲＬＣ４０８とも称される。物理制御部４１４はＰＨＹ４１４とも称される。アクセス制御部４１１はＭＡＣ４１１とも称される。ＤＵ４０３は、リンク制御部４０９と、アクセス制御部４１２と、物理制御部４１５とを有す。リンク制御部４０９はＲＬＣの処理を行う。アクセス制御部４１２はＭＡＣの処理を行う。物理制御部４１５はＰＨＹの処理を行う。以下では、リンク制御部４０９はＲＬＣ４０９とも称される。物理制御部４１５はＰＨＹ４１５とも称される。アクセス制御部４１２はＭＡＣ４１２とも称される。
　ＣＵ４０４は、第１の上位制御部４０５と第２の上位制御部４０６とを備える。第１の上位制御部４０５は、ＳＤＡＰ（Service　Data　Adaptation　Protocol）層の処理を行う。ＳＤＡＰ層は、ＳＤＡＰと略す。第２の上位制御部４０６は、ＰＤＣＰの処理を行う。第１の上位制御部４０５は、ＳＤＡＰ４０５とも称される。第２の上位制御部４０６は、ＰＤＣＰ４０６とも称される。移動端末１０１は、上位制御部４２０と、データ制御部４１９と、複数のリンク制御部４１８，４２３，４２６と、複数のアクセス制御部４１７，４２２，４２５と、複数の物理制御部４１６，４２１，４２４とを備える。データ制御部４１９はＰＤＣＰの処理を行う。複数のリンク制御部４１８，４２３，４２６はＲＬＣの処理を行う。複数のアクセス制御部４１７，４２２，４２５はＭＡＣの処理を行う。複数の物理制御部４１６，４２１，４２４はＰＨＹの処理を行う。上位制御部４２０は、ＳＤＡＰ４２０とも称される。データ制御部４１９はＰＤＣＰ４１９とも称される。複数のリンク制御部４１８，４２３，４２６はＲＬＣ４１８，４２３，４２６とも称される。複数のアクセス制御部４１７，４２２，４２５はＭＡＣ４１７，４２２，４２５とも称される。複数の物理制御部４１６，４２１，４２４はＰＨＹ４１６，４２１，４２４とも称される。ＳＤＡＰは、３ＧＰＰのＮＲにおいて規定されているＩＰ（Internet　Protocol）パケットをカプセリングするプロトコルである。データ制御部、リンク制御部、およびアクセス制御部、および物理制御部は、図４に示される処理回路により実現される。
　ＳＤＡＰ４０５に入力された移動端末１０１向けのデータは、ＰＤＣＰ４０６で複数のパケットに複製され、それぞれＣＵ４０４からＤＵ４０１、ＤＵ４０２、およびＤＵ４０３へ転送される。ＤＵ４０１は、ＲＬＣ４０７によりパケットに含まれるＲＬＣ　ＰＤＵをＲＬＣ　ＳＤＵ（Service　Data　Unit）に分割し、ＭＡＣ４１０に転送する。ＭＡＣ４１０は、送信可能なリソースを判断し、スケジューリングを行う。ＰＨＹ４１３は、ＲＬＣ　ＳＤＵを無線周波数の信号に変換し、移動端末１０１へデータを送信する。ＤＵ４０１は、同様のデータ送信の処理をＤＵ４０２およびＤＵ４０３に対しても行う。また、ＤＵ４０２およびＤＵ４０３もＤＵ４０１と同様のデータ送信の処理を行う。ＲＬＣ　ＳＤＵは、第１のデータとも呼ばれる。ＲＬＣ　ＰＤＵは、第２のデータとも呼ばれる。
　図６は、実施の形態１にかかる無線通信システム１のデータの流れを示すシーケンス図である。ｅＮＢ１０３のＲＬＣ４０７から送信された初送のデータａは移動端末１０１のＲＬＣ４１８に受信される（ステップＳ１）。ＲＬＣ４０７を有する基地局は、第１の基地局とも呼ばれる。ＲＬＣ４０７は、ＲＬＣ　ＳＤＵを用いてＲＬＣ　ＰＤＵを生成する。データａは、ＲＬＣ　ＳＤＵである。１つまたは複数のＲＬＣ　ＳＤＵにヘッダ情報を含んだデータがＲＬＣ　ＰＤＵである。ＲＬＣ　ＰＤＵの生成に成功し、ＣＲＣ　ＯＫになった場合には、移動端末１０１のＲＬＣ４１８からｅＮＢ１０３のＲＬＣ４０７へ正常に受信できたことを伝えるＡＣＫを送信する（ステップＳ２）。また、ＲＬＣ４１８は、上位レイヤでＰＤＣＰ４１９へデータａを転送する（ステップＳ３）。ＰＤＣＰ４１９は、ＲＬＣ４１８からデータａが先着したことを確認後、まだデータａを転送していないＲＬＣ４２３へ再送要求を停止するメッセージを送信する(ステップＳ４)。言い換えれば、ＰＤＣＰ４１９は、複数のＤＵのいずれか１つからデータａを受信した場合、データａを受信していないＲＬＣ４２３にデータａの再送の要求を停止させる再送要求停止メッセージを送信する。ＲＬＣ４２３は、第１のリンク制御部とも呼ばれる。
　また、ｅＮＢ１０３のＲＬＣ４０７は、送達完了通知のメッセージをＰＤＣＰ４０６に送信する(ステップＳ５)。送達完了通知のメッセージは、ＲＬＣ４０７がＲＬＣ　ＰＤＵをＲＬＣ４１８に送信完了したことを伝えるメッセージである。送達完了通知を受信したＰＤＣＰ４０６は、データａを受信していない、つまり送達完了通知メッセージを送信していないＤＵ４０２のＲＬＣ４０８に再送停止メッセージを送信する（ステップＳ６）。ＲＬＣ４０８を有する基地局は、第２の基地局とも呼ばれる。また、ＣＵ４０４のＰＤＣＰ４０６は、ＲＬＣ４２３に制御メッセージを使用して、データａを破棄したことを示す破棄情報を送信する(ステップＳ７)。破棄情報には再送停止したＲＬＣ　ＳＤＵまたはＲＬＣ　ＰＤＵのシーケンス番号が含まれており、ＲＬＣ４２３は破棄情報を元に、再送要求を停止することができる。また、再送停止メッセージには、ＭＡＣへの転送を含むＲＬＣ　ＰＤＵの送信を停止させるメッセージが含まれる。または、再送停止メッセージには、ＲＬＣ４０８内で分割したＲＬＣ　ＳＤＵを移動端末１０１へ送信またはＭＡＣ４１１への転送を停止させるメッセージが含まれる。
　再送要求停止メッセージがＲＬＣ４２３に送信されたが、制御メッセージである破棄情報の通知がＲＬＣ４２３に受信されない場合、ＲＬＣ４２３は、再送要求停止メッセージに従い該当のＲＬＣ　ＳＤＵまたはＲＬＣ　ＰＤＵの再送要求を停止する。制御メッセージである破棄情報の通知がＰＤＣＰ４０６から送信され、移動端末１０１のＲＬＣ４２３に受信されたが、ＰＤＣＰ４１９からＲＬＣ４２３へ再送要求停止メッセージが受信されない場合、ＲＬＣ４２３は、破棄情報の通知には従わずに、ＲＬＣ４０８にデータの再送の要求を行う。ＲＬＣ４２３が再送要求停止メッセージを受信したが、ＲＬＣ４０８からデータａが送信されている場合には、ＲＬＣ４２３は、データａを受信し、ＲＬＣ　ＳＤＵを用いてＲＬＣ　ＰＤＵを生成し、ＰＤＣＰ４１９にデータａを転送する。
　再送停止メッセージがＰＤＣＰ４０６からＲＬＣ４０８に送信され、ＲＬＣ４０８が再送停止の対象のＲＬＣ　ＰＤＵまたはＲＬＣ　ＳＤＵを破棄している最中に、ＲＬＣ４２３から再送要求を受信した場合、ＲＬＣ４０８は再送停止の対象のＲＬＣ　ＳＤＵまたはＲＬＣ　ＰＤＵを再送しない。
　以上説明したように、本実施の形態では、ＰＤＣＰ４０６で複製されたパケットのデータの中で移動端末１０１にとって後着となるデータをｅＮＢ１０３に再送させないようにすることで、１つまたは複数のｅＮＢ１０３と移動端末１０１との間の無線リソースの消費を抑制し、高速かつ、高い信頼性と低遅延を有する通信システムを提供することができる。
実施の形態２．
　図７は、実施の形態２にかかる無線通信システムを示す図である。図７では、ＲＬＣがＨ－ＲＬＣとＬ－ＲＬＣに分割されている。移動端末１０１ａは、上位リンク制御部７０２と下位リンク制御部７０１，７０３，７０４とを備える。上位リンク制御部７０２はＨ－ＲＬＣの処理を行う。下位リンク制御部７０１，７０３，７０４は、Ｌ－ＲＬＣの処理を行う。上位リンク制御部７０２は、Ｈ－ＲＬＣ７０２とも呼ばれる。下位リンク制御部７０１，７０３，７０４は、それぞれＬ－ＲＬＣ７０１，７０３，７０４とも呼ばれる。
　図８は、実施の形態２にかかる無線通信システム１ａのデータの流れを示すシーケンス図である。ＲＬＣ４０７から送信されたデータａは１つまたは複数のＲＬＣ　ＳＤＵに分割されて送信される（ステップＳ１１）。１つまたは複数のＲＬＣ　ＳＤＵがｅＮＢ１０３から移動端末１０１に送信中に欠落または破損したデータｂとする。
　Ｌ－ＲＬＣ７０１はデータｂをＲＬＣ　ＳＤＵからＲＬＣ　ＰＤＵに結合せずに、Ｈ－ＲＬＣ７０２に送信する（ステップＳ１２）。同様に、ＲＬＣ４０８から送信されたデータａは、Ｌ－ＲＬＣ７０３に１つまたは複数のＲＬＣ　ＳＤＵに分割されて送信する（ステップＳ１３）。１つまたは複数のＲＬＣ　ＳＤＵがｅＮＢ１０３から移動端末１０１に送信中に欠落または破損したデータｃとする。このデータｃをＬ－ＲＬＣ７０３ではＲＬＣ　ＳＤＵからＲＬＣ　ＰＤＵに結合せずに、Ｈ－ＲＬＣ７０２に転送する（ステップＳ１４）。
　Ｌ－ＲＬＣ７０１およびＬ－ＲＬＣ７０３はそれぞれＡＣＫをＲＬＣ４０７およびＲＬＣ４０８に送信し、ＲＬＣ４０７およびＲＬＣ４０８はＰＣＤＰ４０６に送達完了通知をを送信する。Ｌ－ＲＬＣ７０１およびＬ－ＲＬＣ７０３からデータを受信したＨ－ＲＬＣ７０２はデータｂとデータｃを結合する。すなわち、複数のＬ－ＲＬＣが送信したＲＬＣ　ＳＤＵからＲＬＣ　ＰＤＵを生成する。また、Ｈ－ＲＬＣ７０２は、同じシーケンス番号のＲＬＣ　ＳＤＵ同士を合成し、互いに不足したＲＬＣ　ＳＤＵを生成する。ＰＤＣＰ４０６はＲＬＣ４０７とＲＬＣ４０８にＲＬＣ　ＰＤＵをＲＬＣ　ＳＤＵへ分割するサイズを指定して、２つ以上のＲＬＣで生成されるＲＬＣ　ＳＤＵを同等または同じにする特徴を有する。
　以上説明したように、本実施の形態では、ＲＬＣがＨ－ＲＬＣとＬ－ＲＬＣに分割されている場合でも、ＰＤＣＰ４０６で複製されたパケットのデータの中で移動端末１０１ａにとって後着となるデータをｅＮＢ１０３に再送させないようにすることで、１つまたは複数のｅＮＢ１０３と移動端末１０１ａとの間の無線リソースを開放し、高速かつ、高い信頼性と低遅延を有する通信システムを提供することができる。
　以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
　１，１ａ　無線通信システム、１０　制御回路、１０ａ　プロセッサ、１０ｂ　メモリ、１０１，１０１ａ　移動端末、１０２　基地局、１０３，１０３－１～１０３－３　ｅＮＢ、１０５，１０５－１，１０５－２　制御局、２０１　第１のプロトコル処理部、２０２　アプリケーション部、２０３　第１の送信データバッファ部、２０４　エンコーダ部、２０５　変調部、２０６　周波数変換部、２０７　アンテナ、２０８　復調部、２０９　デコーダ部、２１０　第１の制御部、３０１　第１の通信部、３０２　第２の通信部、３０３　第２のプロトコル処理部、３０４　第２の送信データバッファ部、３１１　第２の制御部、４０１，４０２，４０３　ＤＵ（下位基地局）、４０４　ＣＵ（上位基地局）、４０５，４２０　ＳＤＡＰ、４０６，４１９　ＰＤＣＰ、４０７，４０８，４０９，４１８，４２３，４２６　ＲＬＣ、４１０，４１１，４１２，４１７，４２２，４２５　ＭＡＣ、４１３，４１４，４１５，４１６，４２１，４２４　ＰＨＹ、７０１，７０３，７０４　Ｌ－ＲＬＣ、７０２　Ｈ－ＲＬＣ。

Claims (11)

  1. 　移動端末と、前記移動端末と通信する複数の下位基地局と、前記複数の下位基地局を制御する上位基地局とを備え、前記上位基地局が複製した複数の第１のデータを前記複数の下位基地局へ送信し、前記複数の下位基地局が前記第１のデータをそれぞれ前記移動端末に送信する無線通信システムであって、
    　前記移動端末は、
    　前記複数の下位基地局ごとに前記第１のデータを受信する複数のリンク制御部と、
    　前記複数のリンク制御部の中の第１のリンク制御部が、前記複数の下位基地局の中の第１の下位基地局から前記第１のデータを受信した場合、前記第１の下位基地局以外の下位基地局である第２の下位基地局から前記第１のデータを受信していない第２のリンク制御部に前記第１のデータの再送の要求を停止させる再送要求停止メッセージを送信するデータ制御部と、
    　を備えることを特徴とする無線通信システム。
  2. 　前記第１の下位基地局は、
    　前記第１のリンク制御部から前記第１のデータを受信したことを示す情報を受信したとき、前記上位基地局に前記第１のデータを送信完了したことを示す通知を送信し、
    　前記上位基地局は、
    　前記第１の下位基地局から前記通知を受信し、前記第２の下位基地局に前記第１のデータの再送を停止させる再送停止メッセージを送信することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
  3. 　前記上位基地局は、
    　前記第２の下位基地局に前記第１のデータを破棄させ、前記第１のデータを破棄したことを示す破棄情報を前記第１のリンク制御部に送信すること特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。
  4. 　前記破棄情報は、
    　前記第１のデータまたは１つ以上の前記第１のデータにヘッダ情報を含んだデータである第２のデータのシーケンス番号を含み、
    　前記上位基地局は、
    　前記シーケンス番号を用いて前記データの再送を停止させることを特徴とする請求項３に記載の無線通信システム。
  5. 　前記下位基地局は、
    　前記第１のデータの送受信を行うアクセス制御部を備え、
    　前記再送停止メッセージは、
    　前記第１のデータまたは前記第２のデータを前記アクセス制御部に転送させない機能を有することを特徴とする請求項４に記載の無線通信システム。
  6. 　前記第２のリンク制御部は、
    　前記再送要求停止メッセージを受信した後、前記データを受信した場合、前記第１のデータを用いて前記第２のデータを生成し、該第２のデータを前記データ制御部に送信することを特徴とする請求項４または５に記載の無線通信システム。
  7. 　前記第２の下位基地局は、
    　前記移動端末から前記第１のデータの再送の要求のメッセージを受信した場合、再送を停止する対象の前記第１のデータまたは前記第２のデータを前記移動端末に再送しないことを特徴とする請求項４から６のいずれか１つに記載の無線通信システム。
  8. 　前記複数のリンク制御部は、
    　一つの上位リンク制御部と複数の下位リンク制御部とに分割され、
    　前記複数の下位リンク制御部は、前記第１のデータを用いて前記第２のデータを生成せずに、前記第１のデータを前記上位リンク制御部に送信することを特徴とする請求項６に記載の無線通信システム。
  9. 　前記上位リンク制御部は、
    　前記複数の下位リンク制御部が送信した前記第１のデータを用いて前記第２のデータを生成することを特徴とする請求項８に記載の無線通信システム。
  10. 　前記上位リンク制御部は、
    　前記複数の下位リンク制御部が送信した同じシーケンス番号の前記第１のデータ同士を合成することを特徴とする請求項９に記載の無線通信システム。
  11. 　前記上位基地局は、
    　前記複数の下位基地局に前記第２のデータを前記第１のデータに分割するときのサイズを指定することを特徴とする請求項８から１０のいずれか１つに記載の無線通信システム。
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