JP2006229381A - 移動通信システムのトランスポートベアラ設定制御システム及びその方法、無線アクセスネットワーク - Google Patents

Abstract

【課題】 呼の接続時間を削減し、ＵＥが発呼してから実際にサービスを享受するまでに要する時間を短縮することが可能な移動通信システムにおけるトランスポートベアラの設定制御方式を得る。
【解決手段】 呼の設定が発生する前に、予めトランスポートベアラを設定しておき、トランスポートベアラの特定に必要な情報を、Ｎｏｄｅ Ｂ及びＲＮＣのトランスポートベアラ管理部１０１，２０１においてそれぞれ格納しておく。呼が設定される場合には、予め設定されているトランスポートベアラを用いることにより、トランスポートベアラの設定手順を省略する。よって、ＵＥが発呼してから実際にサービスを享受するまでに要する時間が短縮できる。
【選択図】 図１

Description

本発明は移動通信システムのトランスポートベアラ設定制御システム及びその方法、無線アクセスネットワークに関し、特にＷ−ＣＤＭＡ（Wideband Code Multiple Access ）方式におけるＵＴＲＡＮ（Universal Mobile Telecommunication System Terrestrial Radio Access Network）のトランスポートベアラ設定制御方式に関するものである。

ＵＴＲＡＮは、３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）により規定されており、非特許文献１にも規定されている。このＵＴＲＡＮ２は、図８に示されるように、ＲＮＳ（Radio Network System）３，４を含んでおり、ＲＮＳ３，４は、それぞれに、ＲＮＣ（Radio Network Controller：無線制御装置）５，６と、各ＲＮＣの配下に設けられたＮｏｄｅ Ｂ（無線基地局）７〜１０とを含んで構成されている。

これら各Ｎｏｄｅ Ｂは、単一または複数のセル（図では、楕円で示している）を有しており、これらセル内に移動通信端末であるＵＥ（図示せず）が存在する。各ＲＮＣ５，６はＩｕと呼ばれるインタフェースによりＣＮ（コアネットワーク）１と接続されており、またＩｕｂと呼ばれるインタフェースにより、配下の各Ｎｏｄｅ Ｂ７〜１０とそれぞれ接続されている。

ここで、図９を参照すると、ＵＥ１５を制御するＲＮＳ４（ＲＮＣ）はＳ（Serving ）ＲＮＳ（ＳＲＮＣ）と呼ばれ、ＵＥがＳＲＮＳ以外のＲＮＳとのコネクションも保持している場合には、Ｉｕｒと呼ばれるインタフェースにより、例えば、ＳＲＮＳ４からの制御用信号が他のＲＮＳ（ＲＮＣ）を経由してＵＥに到達する。ここでの他のＲＮＳ３（ＲＮＣ）はＤ（Drift ) ＲＮＳ（ＤＲＮＣ）と呼ばれる。

ＳＲＮＳ４がＵＥと通信を行うためには、インタフェースＩｕｂ、Ｉｕｒ（ＤＲＮＳ３を介する場合）にトランスポートベアラを設定する必要がある。制御信号（ＲＲＣ（Radio Resource Control）メッセージ）、ユーザデータはこのトランスポートベアラ上で転送される。

図１０のＳＲＮＣとＮｏｄｅ Ｂとの間のトランスポートベアラ設定制御手順に示されるように、トランスポートベアラの設定の場合には、ＡＬＣＡＰ（Access Link Control Application Part）手順が使用され、ＳＲＮＣがＡＬＣＡＰ手順を起動する（ＮＢＡＰ（Node B Application Part) Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｍｅｓｓａｇｅ）（ステップＳ１）。トランスポートベアラを設定するために必要な情報（例えば、Ｎｏｄｅ Ｂ側でのトランスポートベアラのアドレス）は、ＮＢＡＰメッセージによりＮｏｄｅ ＢからＳＲＮＣに通知される（ステップＳ２）。

そして、ＳＲＮＣからＡＬＣＡＰ Ｒｅｑｕｅｓｔ ＭｅｓｓａｇｅがＮｏｄｅ Ｂへ送出され（ステップＳ３）、Ｎｏｄｅ ＢからＡＬＣＡＰ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ ＭｅｓｓａｇｅがＳＲＮＣへ返送される（ステップＳ４）。これにより、ＳＲＮＣとＮｏｄｅ Ｂとの間のトランスポートベアラが設定される（ステップＳ５）。

なお、インタフェースＩｕｒ上に、トランスポートベアラが設定される場合には、図１０におけるＮｏｄｅ ＢはＤＲＮＣに置き換えられ、ＮＢＡＰはＲＮＳＡＰ（Radio Network System AP ）に置き換えられる。

図１０でのTransport Layer Address がトランスポートベアラのアドレスを示し、Binding IDはアプリケーション（ＮＢＡＰ、またはＲＮＳＡＰ）で認識されているＵＥとトランスポートベアラとの対応付けを行うために使用される。つまり、ＳＲＮＣはＵＥの情報からBinding IDを認識することが可能であり、更に、Binding IDから対象のＵＥに対応するTransport Layer Address を認識することができる。結果として、ＳＲＮＣはＵＥとトランスポートベアラの対応を認識することが可能となる。

平成１３年、丸善株式会社発行の「Ｗ−ＣＤＭＡ移動通信方式」、ｐ．９６−９７

ＵＥ側からすれば、発呼してから実際にサービスを享受するまでに要する時間は短い方が望ましい。トランスポートベアラの設定に要する時間も、発呼からサービスを享受するまでの時間に含まれている。よって、呼が発生したときに、トランスポートベアラを設定して、呼が解放されるときに、トランスポートベアラを切断して、再び呼が発生したときに、トランスポートベアラを設定することは、呼設定に要する時間を短縮するという観点からは、極めて非効率と考えられる。

また、一般的に、トランスポートベアラの特性を決定するときには、サービス種別を細分化するのではなく、典型的なサービス群に分類すると考えられる。よって、各ＵＥに特化した特性のトランスポートベアラを設定する必要性は低いと考えられる。

本発明の目的は、呼の接続時間を削減してＵＥが発呼してから実際にサービスを享受するまでに要する時間を短縮することが可能な移動通信システムにおけるトランスポートベアラの設定制御システム及びその方法、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）を提供することである。

本発明によるトランスポートベアラ設定制御システムは、無線基地局と無線制御装置との間のトランスポートベアラの設定制御システムであって、呼の設定手順とは独立して、前記トランスポートベアラの設定制御をなす手段を含むことを特徴とする。

本発明によるトランスポートベアラ設定制御方法は、無線基地局と無線制御装置との間のトランスポートベアラの設定制御方法であって、呼の設定手順とは独立して、前記トランスポートベアラの設定制御をなすステップを含むことを特徴とする。また、本発明による無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）は、上述のトランスポートベアラ設定制御システムを用いたことを特徴とする。

本発明によるプログラムは、無線基地局と無線制御装置との間のトランスポートベアラの設定制御方法をコンピュータにより実行させるためのプログラムであって、呼の設定手順とは独立して、前記トランスポートベアラの設定制御をなす処理を含むことを特徴とする。

本発明の作用を述べる。発呼に応答してトランスポートベアラの設定をなすのではなく、予めトランスポートベアラを設定しておき、呼の発生に応答して、設定されているトランスポートベアラのなかから当該呼に割当てる。そして、呼が開放されると、それに使用されていたトランスポートベアラを、新たに発生した他の呼に割当てることにより、呼の接続時間を短縮できる。

本発明によれば、呼の設定を行うに際して、予め設定されているトランスポートベアラを使用することにより、トランスポートベアラの設定手順を省略することができ、従って、呼の設定に要する時間を短縮することが可能となるという効果がある。また、本発明によれば、トランスポートベアラの使用状況に応じて、予め設定されているトランスポートベアラ数を調整可能であるという効果もある。

以下に、図面を参照しつつ本発明の実施の形態につき説明する。図１は本発明の実施の形態の概略構成図であり、Ｎｏｄｅ Ｂ１００とＲＮＣ２００との間のインタフェースＩｕｂにおいて、トランスポートベアラを設定する場合の例である。Ｎｏｄｅ Ｂ１００及びＲＮＣ２００共に同一構成であり、Ｎｏｄｅ Ｂ１００の構成要素には１００番台の符号をもって、またＲＮＣ２００の構成要素には２００番台の符号をもって、それぞれ示している。

トランスポートベアラ管理部１０１，２０１は、トランスポートベアラに関する情報（特性、Transport Layer Address 、Binding ID）を管理し、更に、トランスポートベアラの使用状況をも監視するものである。ＡＬＣＡＰ処理部１０２，２０２は、トランスポートベアラの設定、解放、特性の変更を行う。ＮＢＡＰメッセージ処理部１０３，２０３は、ＮＢＡＰのメッセージの構築、解析を行い、更に、ＡＬＣＡＰ処理部１０２，２０２に対してトランスポートベアラの設定、解放、特性の変更の実行を指示する。

また、ＮＢＡＰメッセージ処理部１０３，２０３は、トランスポートベアラ管理部１０１，２０１にＵＥとトランスポートベアラとの対応付けを行うための情報であるBinding IDを通知する。トランスポートベアラ管理部１０１，２０１は、ＮＢＡＰメッセージ処理部１０３，２０３から通知されたBinding IDを参照することで、そのBinding IDに対応するトランスポートベアラを認識することができる。

ＮＢＡＰメッセージ処理部１０３，２０３は、呼の設定を行うとき、または解放するときに、その呼に対応するBinding IDをトランスポートベアラ管理部１０１，２０１に通知すると同時に、Binding IDに対応するトランスポートベアラが使用中であるのか、解放されたのかもトランスポートベアラ管理部１０１，２０１に通知する。なお、トランスポートベアラ管理部１０１，２０１は、使用中のトランスポートベアラのＵＥへ割り当ては行わないものとする。

図１はＩｕｂインターフェースに特化したブロック図であるが、Ｎｏｄｅ ＢをＤＲＮＣ、ＲＮＣをＳＲＮＣに置き換え、更に、ＮＢＡＰをＲＮＳＡＰに置き換えることにより、インタフェースＩｕｒに特化したブロック図に変換することができる。

ＮＢＡＰメッセージ処理部１０３，２０３、ＡＬＣＡＰ処理部１０２，２０２により設定されたトランスポートベアラに関する情報は、トランスポートベアラ管理部１０１，２０１に通知される。ＲＮＣ側とＮｏｄｅ Ｂ側のトランスポートベアラ管理部１０１，２０１は、同一の情報を保有する。

ＲＮＣ側のＮＢＡＰメッセージ処理部２０３は、呼を設定するときに、トランスポートベアラ管理部２０１から、対象のＵＥが享受するサービスに適したトランスポートベアラの情報を取得し、その情報をＮＢＡＰメッセージに設定してＮｏｄｅ Ｂに通知する。ＮＢＡＰメッセージを受信したＮｏｄｅ ＢのＮＢＡＰメッセージ処理部１０３は、ＮＢＡＰメッセージからトランスポートベアラの情報を取得し、トランスポートベアラ管理部１０１に通知する。

これらの処理により、ＲＮＣ、Ｎｏｄｅ Ｂの両者で対象のＵＥが使用するトランスポートベアラに対する共通の認識を有することができ、呼の接続が完了した時点で、呼の設定時にトランスポートベアラを設定した場合と同様の状態が得られることになる。

次に、本発明の実施の形態の動作について説明する。図２に呼設定の前に予めトランスポートベアラを設定する方式のメッセージシーケンス図を示す。図２のシーケンスで使用されているＮＢＡＰメッセージは、本発明に必要なパラメータが追加された既存のＮＢＡＰメッセージ、または、本発明に必要なパラメータを含む新規のＮＢＡＰメッセージとする。

まず、ＳＲＮＣはＮｏｄｅ Ｂに対してＮＢＡＰメッセージ（仮に、Transport Bearer Requestとする）で呼を設定の前に予め設定するトランスポートベアラ数、各トランスポートベアラの特性、Binding IDを通知する（ステップＳ１００）。このとき、ＳＲＮＣはトランスポートベアラ管理部にＮＢＡＰメッセージでＮｏｄｅ Ｂに通知したトランスポートベアラの情報を、図３に示される例のように格納する。なお、この時点では、ＲＮＣ側のTransport Layer Address はトランスポートベアラ管理部に格納されない。また、Binding IDに対応するＮｏｄｅ Ｂ側のTransport Layer Address は、Ｎｏｄｅ ＢがＳＲＮＣにResponseメッセージで通知するため、この時点では不明である。

ＮＢＡＰのRequest メッセージを受信したＮｏｄｅ Ｂは、Ｎｏｄｅ Ｂ内のトランスポートベアラ管理部に、図４に示されるように、Ｎｏｄｅ Ｂ側のTransport Layer Address を格納し、Binding IDとTransport Layer Address の情報を、ＮＢＡＰのResponseメッセージでＳＲＮＣに通知する（ステップＳ１０１）。ＳＲＮＣはＡＬＣＡＰを起動し（ステップＳ１０２）、トランスポートベアラを設定するときに、図５に示すように、ＲＮＣ側のTransport Layer Address 、ＮＢＡＰのResponseメッセージで受信したＮｏｄｅ Ｂ側のTransport Layer Address を、トランスポートベアラ管理部に格納する。

ＳＲＮＣからＮｏｄｅ Ｂに送信されるＡＬＣＡＰメッセージの宛先は、Ｎｏｄｅ Ｂ側のTransport Layer Address であり、そのＡＬＣＡＰメッセージには、ＲＮＣ側のTransport Layer Address と、それに対応するBinding IDと、更には、トランスポートベアラの特性であるCharacteristicが含まれる。

Ｎｏｄｅ ＢのＡＬＣＡＰ処理部は、ＳＲＮＣから指定されたトランスポートベアラの設定が可能なときには、図５と同様な情報を、トランスポートベアラ管理部に格納し、ＳＲＮＣにトランスポートベアラの設定に成功したことを通知する（ステップＳ１０３）。

トランスポートベアラの設定に失敗した場合には、Ｎｏｄｅ ＢのＡＬＣＡＰ処理部は、トランスポートベアラ管理部から設定に失敗したトランスポートベアラの情報を削除し、トランスポートベアラの設定の失敗をＳＲＮＣに通知する。Ｎｏｄｅ Ｂ側と同様に、ＳＲＮＣ側のＡＬＣＡＰ処理部でも設定に失敗したトランスポートベアラの情報を削除する。

次に、呼の設定を行うときのトランスポートベアラの選択方法を説明する。図６に、呼の設定が行われる前に予めトランスポートベアラを設定した場合での、呼の設定のメッセージシーケンス図を示す。ＳＲＮＣが呼を設定するときには、ＳＲＮＣ側のＮＢＡＰ処理部が、トランスポートベアラ管理部から、他のＵＥで使用されていないトランスポートベアラのBinding IDをＮｏｄｅ Ｂに通知する（ステップＳ２００）。

Ｎｏｄｅ ＢのＮＢＡＰ処理部は、ＳＲＮＣから通知されたBinding IDに対応するトランスポートベアラをＮｏｄｅ Ｂ側のトランスポートベアラ管理部から取得する。トランスポートベアラ管理部には、ＲＮＣ、Ｎｏｄｅ ＢのTransport Layer Address の情報も格納されているので、Binding IDに対応するTransport Layer Address を用いて、ＲＮＣとＮｏｄｅ Ｂ間の通信が可能となる（ステップＳ２０１）。

呼を設定するときに、事前に設定されているトランスポートベアラが全て使用中である場合や、呼に適した特性のトランスポートベアラが存在しない場合には、図１０に示したように、通常の手順を用いてトランスポートベアラを設定する。この場合においても、設定が完了したトランスポートベアラの情報は、Ｎｏｄｅ Ｂ側とＲＮＣ側のトランスポートベアラ管理部に格納される。

また、トランスポートベアラ管理部は、図７に示すような、トランスポートベアラ管理を実行するものとする。すなわち、各特性毎に未使用のトランスポートベアラ数のカウントを実施し、事前に設定された規定値よりも未使用のトランスポートベアラ数が多い場合には（ステップＳ３００でＹｅｓ）、ＡＬＣＡＰ処理部にトランスポートベアラの削除を要求し、削除が完了した時点で、ＡＬＣＡＰ処理部は対象のトランスポートベアラの情報をＲＮＣ、Ｎｏｄｅ Ｂ側のトランスポートベアラ管理部から削除する（ステップＳ３０１）。逆に、事前に設定された規定値よりも未使用のトランスポートベアラ数が少ない場合には（ステップＳ３００でＮｏ）、ＮＢＡＰメッセージ処理部にトランスポートベアラの設定を要求し、図２に示した手順を実行する（ステップＳ３０２）。

上述した処理動作は予めプログラムとしてその動作手順をＲＯＭなどの記録媒体に記録しておき、これをコンピュータであるＣＰＵにより読取らせて実行させるように構成できることは明白である。

本発明の実施の形態の機能ブロック図である。 本発明の実施の形態の動作を示すシーケンス図である。 ＳＲＮＣがＮＢＡＰメッセージを送信したときの、トランスポートベアラ管理部における格納情報の一例である。 Ｎｏｄｅ ＢがＮＢＡＰメッセージを受信し、その応答をＳＲＮＣに送信したときの、トランスポートベアラ管理部における格納情報の一例である。 ＳＲＮＣがＡＬＣＡＰメッセージを送信した、またはＮｏｄｅ ＢがＳＲＮＣから受信したＡＬＣＡＰメッセージに対する応答を送信したときの、トランスポートベアラ管理部における格納情報の一例である。 本発明の実施の形態において、予め設定されているトランスポートベアラを利用して呼を設定する手順を示すシーケンス図である。 本発明の実施の形態において、トランスポートベアラ管理部が設定済みで、かつ使用可能なトランスポートベアラ数を調整する手順の一例を示すフロー図である。 ＵＴＲＡＮの構成を示す図である。 ＤＲＮＣを介したＵＥの制御の例を示す図である。 トランスポートベアラの設定手順を示すシーケンス図である。

符号の説明

１ ＣＮ（コアネットワーク）
２ ＵＴＲＡＮ
３，４ ＲＮＳ
５，６ ＲＮＣ
７〜１０ Ｎｏｄｅ Ｂ
１０１，２０１ トランスポートベアラ管理部
１０２，２０２ ＡＬＣＡＰ処理部
１０３，２０３ ＮＢＡＰメッセージ処理部

Claims (12)

1. 無線基地局と無線制御装置との間のトランスポートベアラの設定制御システムであって、呼の設定手順とは独立して、前記トランスポートベアラの設定制御をなす手段を含むことを特徴とするトランスポートベアラ設定制御システム。
2. 前記手段は、予め設定するトランスポートベアラの特性及び本数を所望に選定して前記トランスポートベアラの設定をなすことを特徴とする請求項１記載のトランスポートベアラ設定制御システム。
3. 前記手段は、未使用のトランスポートベアラの数が規定値よりも大なる場合、超過したトランスポートベアラを削除し、不足の場合には、不足分のトランスポートベアラを設定する請求項１または２記載のトランスポートベアラ設定制御システム。
4. 前記呼の設定要求に応答して、予め設定されているトランスポートベアラから前記呼に対するトランスポートベアラを割当てる手段を、更に含むことを特徴とする請求項１〜３いずれか記載のトランスポートベアラ設定制御システム。
5. 前記無線基地局に代えて、複数の無線制御装置間で前記トランスポートベアラの設定制御をなすことを特徴とする請求項１〜４いずれか記載のトランスポートベアラ設定制御システム。
6. 請求項１〜５いずれか記載のトランスポートベアラ設定制御システムを用いたことを特徴とする無線アクセスネットワーク。
7. 無線基地局と無線制御装置との間のトランスポートベアラの設定制御方法であって、呼の設定手順とは独立して、前記トランスポートベアラの設定制御をなすステップを含むことを特徴とするトランスポートベアラ設定制御方法。
8. 前記ステップは、予め設定するトランスポートベアラの特性及び本数を所望に選定して前記トランスポートベアラの設定をなすことを特徴とする請求項７記載のトランスポートベアラ設定制御方法。
9. 未使用のトランスポートベアラの数が規定値よりも大なる場合、超過したトランスポートベアラを削除し、不足の場合には、不足分のトランスポートベアラを設定するステップを、更に含むことを特徴とする請求項７または８記載のトランスポートベアラ設定制御方法。
10. 前記呼の設定要求に応答して、予め設定されているトランスポートベアラから前記呼に対するトランスポートベアラを割当てるステップを、更に含むことを特徴とする請求項７〜９いずれか記載のトランスポートベアラ設定制御方法。
11. 前記無線基地局に代えて、複数の無線制御装置間で前記トランスポートベアラの設定制御をなすことを特徴とする請求項７〜１０いずれか記載のトランスポートベアラ設定制御方法。
12. 無線基地局と無線制御装置との間のトランスポートベアラの設定制御方法をコンピュータにより実行させるためのプログラムであって、呼の設定手順とは独立して、前記トランスポートベアラの設定制御をなす処理を含むことを特徴とするプログラム。

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