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JP2014168163A - 無線基地局 - Google Patents

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Abstract

【課題】「Inter-eNB CA」が行われている際に、移動局による信号の送信先の無線基地局を切り替えた場合であっても、かかる信号の受信処理の遅延を回避する。
【解決手段】無線基地局eNB#11は、無線基地局eNB#1/eNB#12/eNB#13に対して、移動局UEとの間の通信で用いられているレイヤ2における状態変数を通知するように構成されている送信部を具備する。
【選択図】図1

Description

本発明は、無線基地局に関する。
LTE(Long Term Evolution)方式に対応する無線基地局eNB及び移動局UEは、PHY(物理)レイヤと、MAC(Media Access Control)レイヤと、RLC(Radio Link Control)レイヤと、PDCP(Packet Data Convergence Protocol)レイヤと、RRC(Radio Resource Control)レイヤとを有している。
PDCPレイヤは、秘匿処理や改竄検出処理やヘッダ圧縮処理を行うように構成されている。
ここで、秘匿処理及び改竄検出処理では、COUNT値が用いられる。かかるCOUNT値は、HFN(Hyper Frame Number)とPDCP-SN(Sequnece Number)」とによって構成されている。
PDCP-SNは、12ビット又は7ビットで構成されており、PDCPレイヤによってRLCに対してパケットが送出される度にインクリメントされるように構成されている。
また、HFNは、20ビット又は25ビットで構成されており、PDCP-SNが周回する度にインクリメントされるように構成されている。
なお、送信側のPDCPレイヤと受信側のPDCPレイヤとの間で、COUNT値が同期していなければ、受信側のPDCPレイヤにおいて、正しく解匿処理を行うことができない。
具体的には、送信側のPDCPレイヤは、RRCレイヤから受け取ったパケット(PDCP-SDU)に対して、COUNT値を用いて、秘匿処理(ヘッダ圧縮処理及び改竄検出処理)を施し、ヘッダにPDCP-SNを付与することによって、PDCP-PDUとしてRLCレイヤに送出するように構成されている。
一方、受信側のPDCPレイヤは、受信ウィンドウを管理しており、図5に示すように、受信したパケット(PDCP-PDU)に付与されているPDCP-SNが受信ウィンドウ外のPDCP-SNであれば、かかるパケットを破棄するように構成されている。
なお、受信側のPDCPレイヤは、受信したパケット(PDCP-PDU)に付与されているPDCP-SNが受信ウィンドウ内のPDCP-SNであれば、現在の受信状態から、かかるパケットの解匿処理に用いるべきHFNを推測し、かかるパケットに対して、推測したHFNを用いて解匿処理を施すことによって得られたパケット(PDCP-SDU)を上位レイヤに送出し、受信ウィンドウを更新するように構成されている。
また、送信側のRLCレイヤ及び受信側のRLCレイヤは、順序制御や重複制御を提供するためにウィンドウ制御を行うように構成されている。
ここで、送信側のRLCレイヤは、新規のRLC-PDUを送信する度に、SN(Sequence Number)を付与し、受信側のRLCレイヤからの「Status report(ACK/NACK)」の受信を以って「Tx window」を更新するように構成されている。
一方、受信側のRLCレイヤは、SNの順番にRLC-PDUを受信できた場合、「Rx window」を更新するように構成されている。「Rx window」は、受信側のRLCレイヤによって管理されている状態変数によって表現される。
また、送信側のRLCレイヤは、受信側のRLCレイヤからの「Status report」を受信できない場合には、「Tx window」を更新することができないため、すなわち、「Tx window stalling」の発生により新規のRLC-PDUを送信できなくなるため、受信側のRLCレイヤは、適切な頻度で、「Status report」をフィードバックするように構成されている。
例えば、受信側のRLCレイヤは、送信側からのフィードバック要求に応じて、或いは、受信したRLC-PDUのSNの抜けの検出に応じて、「Status report」をフィードバックするように構成されている。
また、LTE方式のRelease-10において、20MHzを超える広帯域通信(例えば、100Hzの通信)を実現するために、同一の無線基地局eNB配下の複数のCC(Component Carrier:コンポーネントキャリア)を束ねて通信を行うCA(Carrier Aggregation:キャリアアグリゲーション)、すなわち、「Intra-eNB CA」が導入された(図6(a)参照)。
その後、LTE方式のRelease-12以降で、「Small Cell enhancement」が提案され、従来よりも更に柔軟なネットワークアーキテクチャの1つとして、異なる無線基地局eNB配下のCC(セル)を束ねて通信を行う「Inter-eNB CA」の導入が検討されている(図6(b)参照)。
例えば、「Inter-eNB CA」を用いて、信頼性の必要な制御信号(C-plane信号)については、SRB(Signaling Radio Bearer)を介して無線基地局eNB#1配下のセル#1(マクロセル)で通信を行い、広帯域通信の必要な上りリンクデータ(U-plane信号)については、DRB(Data Radio Bearer)を介して無線基地局eNB#11配下のセル#11(スモールセル)で通信を行うといった運用も考えられる。
さらに、「Inter-eNB CA」を行う際の運用形態の1つとして、図7に示すように、移動局UEが、信号種別に応じて、信号の送信先の無線基地局eNB(例えば、無線基地局eNB#1/eNB#11)を切り替えることが検討されている。
3GPP TS36.323 3GPP TS36.322 3GPP寄書 R2-122651 3GPP寄書 R2-130416
しかしながら、既存のLTE方式では、図8に示すように、移動局UEが、信号の送信先の無線基地局eNBを動的に切り替える場合に、切リ替え元の無線基地局eNBから切り替え先の無線基地局eNBに対して、切り替え元の無線基地局eNBと移動局UEとの間の通信で用いられていたレイヤ2(RLCレイヤ及びPDCPレイヤ)における状態変数を通知する仕組みについて検討されていない。
したがって、既存のLTE方式では、切り替え先の無線基地局eNBは、次のどのSNのPDUの受信を期待すればよいかすぐに分からないため、移動局UEによって送信される信号の受信処理が遅延してしまうという問題点があった。
そこで、本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、「Inter-eNB CA」が行われている際に、移動局による信号の送信先の無線基地局を切り替えた場合であっても、かかる信号の受信処理の遅延を回避することができる無線基地局を提供することを目的とする。
本発明の第1の特徴は、移動局が複数の無線基地局配下のセルを用いたキャリアアグリゲーションを行っている場合に、配下の第1セルを介して該移動局からの上りリンクデータを受信するように構成されている該複数の無線基地局内の無線基地局であって、前記複数の無線基地局内の他の無線基地局に対して、前記移動局との間の通信で用いられているレイヤ2における状態変数を通知するように構成されている送信部を具備することを要旨とする。
以上説明したように、本発明によれば、「Inter-eNB CA」が行われている際に、移動局による信号の送信先の無線基地局を切り替えた場合であっても、かかる信号の受信処理の遅延を回避することができる無線基地局を提供することができる。
本発明の第1の実施形態に係る移動通信システムの全体構成図である。 本発明の第1の実施形態に係る無線基地局の機能ブロック図である。 本発明の第1の実施形態に係る無線基地局の動作を示すフローチャートである。 本発明の変更例1に係る移動通信システムの全体構成図である。 従来の移動通信システムについて説明するための図である。 従来の移動通信システムについて説明するための図である。 従来の移動通信システムについて説明するための図である。 従来の移動通信システムについて説明するための図である。
(本発明の第1の実施形態に係る移動通信システム)
図1乃至図3を参照して、本発明の第1の実施形態に係る移動通信システムについて説明する。
本実施形態では、LTE方式の移動通信システムを例に挙げて説明するが、本発明は、かかる移動通信システムに限定されず、他の方式の移動通信システムにも適用可能である。
図1に示すように、本実施形態に係る移動通信システムは、セル#1(図示せず)を管理する無線基地局eNB#1と、セル#11(図示せず)を管理する無線基地局eNB#11と、セル#12(図示せず)を管理する無線基地局eNB#12と、セル#13(図示せず)を管理する無線基地局eNB#13とを具備している。
ここで、セル#11〜#13は、スモールセル(ファントムセル)であり、セル#1は、マクロセルである。なお、セル#11〜#13のカバレッジエリアと、セル#1のカバレッジエリアのカバレッジエリアとは、少なくとも一部で重なるように配置されている。
なお、無線基地局eNB#1は、マクロ無線基地局(Macro-eNB)と呼ばれてもよく、無線基地局eNB#11〜#13は、スモール無線基地局(Small-eNB)やファントム無線基地局(Phantom-eNB)と呼ばれてもよい。
また、本実施形態に係る移動通信システムは、LTE方式の移動通信システムであって、かかる本実施形態に係る移動通信システムにおいて、移動局UEは、「Inter-eNB CA」を行うことができるように構成されている。
なお、本実施形態に係る移動通信システムでは、移動局UEは、無線基地局eNB#1配下のセル#1及び無線基地局eNB#11〜eNB#13配下のセル#11〜#13を介して「Inter-eNB CA」を行っているものとする。
また、本実施形態に係る移動通信システムでは、図1に示すように、かかる「Inter-eNB CA」を行っている移動局UEは、上りリンクデータ(U-plane信号)については、無線基地局eNB#11に対して送信しているものとする。
以下、図2を参照して、本実施形態に係る無線基地局eNBの構成について説明する。ここで、本発明に係る構成については、無線基地局eNB#1/eNB#11〜eNB#13で同一であるため、代表して、無線基地局eNB#11の構成について説明する。
図2に示すように、本実施形態に係る無線基地局eNB#11は、管理部11と、受信部12と、送信部13とを具備している。
管理部11は、上述の移動局UEとの間の通信で用いられているレイヤ2(PDCPレイヤ及びRLCレイヤ)における状態変数を管理するように構成されている。
例えば、管理部11は、かかる状態変数として、PDCPレイヤにおいてPDCP-PDUに付与するSNや、RLCレイヤにおいてRLC-PDUに付与するSN等を管理するように構成されている。
受信部12は、他の無線基地局eNB#1/eNB#12/eNB#13や移動局UEから各種信号を受信するように構成されており、送信部13は、他の無線基地局eNB#1/eNB#12/eNB#13や移動局UEに対して各種信号を送信するように構成されている。
本実施形態に係る移動通信システムでは、例えば、受信部12は、移動局UEから上りリンクデータを受信するように構成されている。
また、受信部12は、無線基地局eNB#1/eNB#12/eNB#13から、上述の状態変数を通知するように要求する信号を受信するように構成されていてもよい。
送信部13は、図1に示すように、所定タイミングで(例えば、周期的に)、無線基地局eNB#1/eNB#12/eNB#13に対して、移動局UEとの間の通信で用いられているレイヤ2における状態変数を通知するように構成されている。
また、送信部13は、上りリンクデータを受信する無線基地局eNBになり得る無線基地局eNBに対してのみ、かかる状態変数を通知するように構成されていてもよい。
すなわち、送信部13は、上りリンクデータを受信する無線基地局eNBになり得えない無線基地局eNB、例えば、「DL only cell」のみを管理する無線基地局eNBに対しては、上述の状態変数を通知しないように構成されていてもよい。
また、送信部13は、無線基地局eNB#11に対して設定されている周期で、上述の状態変数を通知するように構成されていてもよい。なお、かかる周期は、無線基地局eNBごとに設定されていてもよい。
また、送信部13は、所定イベントが発生した際に、上述の状態変数を通知するように構成されていてもよい。
例えば、送信部13は、無線基地局eNB#1/eNB#12/eNB#13からの要求(poiing)に応じて、上述の状態変数を通知するように構成されていてもよい。
或いは、送信部13は、所定個数又は所定データ量の上りリンクデータが受信された場合に、上述の状態変数を通知するように構成されていてもよい。
或いは、送信部13は、受信ウィンドウを所定分だけ更新した場合、上述の状態変数を通知するように構成されていてもよい。
或いは、送信部13は、受信したPDUのSNが周回しそうになった場合、上述の状態変数を通知するように構成されていてもよい。
また、送信部13は、受信された上りリンクデータに抜けが検出された場合に、上述の状態変数を通知するように構成されていてもよい。
ここで、送信部13は、受信された上りリンクデータに抜けが検出された場合即座に、上述の状態変数を通知するように構成されていてもよいし、受信された上りリンクデータに抜けが検出されてから所定時間経過した後に、上述の状態変数を通知するように構成されていてもよい。
さらに、送信部13は、セル#11における品質が所定レベルよりも劣化した場合、或いは、無線基地局eNB#1/eNB#12/eNB#13配下のセルにおける品質が所定レベルよりも良くなった場合、上述の状態変数を通知するように構成されていてもよい。
以下、図3を参照して、本実施形態に係る移動通信システムの動作例について、具体的には、本実施形態に係る無線基地局eNB#11の動作例について説明する。
図3に示すように、ステップS101において、無線基地局eNB#11は、移動局UEとの間の通信で用いられているレイヤ2における状態変数を通知する所定タイミングが到来したか否かについて判定する。
かかる所定タイミングが到来したと判断された場合、本動作は、ステップS103に進み、かかる所定タイミングが到来していないと判断された場合、本動作は、ステップS102に進む。
ステップS102において、無線基地局eNB#11は、無線基地局eNB#1/eNB#12/eNB#13から、上述のレイヤ2における状態変数を通知する用に要求する信号を受信したか否かについて判定する。
かかる信号が受信されたと判断された場合、本動作は、ステップS103に進み、かかる信号が受信されていないと判断された場合、本動作は、終了する。
ステップS103において、無線基地局eNB#11は、無線基地局eNB#1/eNB#12/eNB#13に対して、上述の状態変数を通知する。
(変更例1)
以下、図4を参照して、本発明の変更例1に係る移動通信システムについて、上述の第1の実施形態に係る移動通信システムとの相違点に着目して説明する。
図4に示すように、本変更例1に係る移動通信システムにおいて、無線基地局eNB#11の送信部13は、「anchor node」を介して、無線基地局eNB#1/eNB#12/eNB#13に対して、上述の状態変数を通知するように構成されている。
ここで、「anchor node」とは、CN(Core Network)とのインターフェースが確立されている無線基地局eNBであってもよいし、RRCレイヤ機能を保持する無線基地局eNBであってもよいし、セキュリティ機能を保持する無線基地局eNBであってもよいし、マクロ無線基地局(Macro-eNB)であってもよい。
以上に述べた本実施形態の特徴は、以下のように表現されていてもよい。
本実施形態の第1の特徴は、移動局UEが「Inter-eNB CA(複数の無線基地局配下のセルを用いたキャリアアグリゲーション)」を行っている場合に、配下のセル#11(第1セル)を介して移動局UEからの上りリンクデータを受信するように構成されている無線基地局eNB#11であって、無線基地局eNB#1/eNB#12/eNB#13(他の無線基地局)に対して、移動局UEとの間の通信で用いられているレイヤ2における状態変数を通知するように構成されている送信部13を具備することを要旨とする。
かかる特徴によれば、移動局UEからの上りリンクデータを受信するように構成されている無線基地局eNB#11が、無線基地局eNB#1/eNB#12/eNB#13に対して、移動局UEとの間の通信で用いられているレイヤ2における状態変数を通知するように構成されているため、「Inter-eNB CA」が行われている際に、移動局による信号の送信先の無線基地局を切り替えた場合であっても、かかる信号の受信処理の遅延を回避することができる。
本実施形態の第1の特徴において、送信部13は、「anchor node(所定無線基地局)」を介して、無線基地局eNB#1/eNB#12/eNB#13に対して、上述の状態変数を通知するように構成されていてもよい。
かかる特徴によれば、無線基地局eNB#11が、無線基地局eNB#12/#13との間にコネクションを有していない場合であっても、無線基地局eNB#12/#13に対して、上述の状態変数を確実に通知することができる。
本実施形態の第1の特徴において、送信部13は、無線基地局eNB#1/eNB#12/eNB#13のうち、「DL only cell(下りリンク専用セル)」のみを管理する無線基地局eNBに対しては、上述の状態変数を通知しないように構成されていてもよい。
かかる特徴によれば、上りリンクデータを受信する無線基地局eNBになり得えない無線基地局eNBに対する上述の状態変数の通知を回避することで、無駄な無線リソースの利用を回避することができる。
本実施形態の第1の特徴において、送信部13は、無線基地局eNB#11に対して設定されている周期で、上述の状態変数を通知するように構成されていてもよい。
かかる特徴によれば、無線基地局eNB#11の能力やセル#11の大きさ等を考慮して、上述の状態変数を通知する周期を変更することができる。
本実施形態の第1の特徴において、送信部13は、無線基地局eNB#1/eNB#12/eNB#13からの要求に応じて、上述の状態変数を通知するように構成されていてもよい。
かかる特徴によれば、無線基地局eNB#11は、無線基地局eNB#1/eNB#12/eNB#13からの要求を受信しない限り、上述の状態変数を通知しないため、無線基地局eNB#11の処理負荷を低減することができる。
本実施形態の第1の特徴において、送信部13は、所定個数又は所定データ量の上りリンクデータが受信された場合に、上述の状態変数を通知するように構成されていてもよい。
かかる特徴によれば、無線基地局eNB#11は、所定個数又は所定データ量の上りリンクデータが受信されてはじめて、上述の状態変数を通知するように構成されているため、無線基地局eNB#11の処理負荷を低減することができる。
本実施形態の第1の特徴において、送信部13は、受信された上りリンクデータに抜けが検出された場合に、上述の状態変数を通知するように構成されていてもよい。
かかる特徴によれば、無線基地局eNB#11は、受信された上りリンクデータに抜けが検出されてはじめて、上述の状態変数を通知するように構成されているため、無線基地局eNB#11の処理負荷を低減することができる。
本実施形態の第1の特徴において、送信部13は、受信された上りリンクデータに抜けが検出されてから所定時間経過した後に、上述の状態変数を通知するように構成されていてもよい。
かかる特徴によれば、無線基地局eNB#11は、受信された上りリンクデータに抜けが検出されてから所定時間経過した後にはじめて、上述の状態変数を通知するように構成されているため、無線基地局eNB#11の処理負荷を低減することができる。
本実施形態の第1の特徴において、送信部13は、セル#11における品質が所定レベルよりも劣化した場合、或いは、無線基地局eNB#1/eNB#12/eNB#13配下のセルにおける品質が所定レベルよりも良くなった場合、上述の状態変数を通知するように構成されていてもよい。
かかる特徴によれば、無線基地局eNB#11は、セル#11における品質が所定レベルよりも劣化した場合、或いは、無線基地局eNB#1/eNB#12/eNB#13配下のセルにおける品質が所定レベルよりも良くなった場合にはじめて、上述の状態変数を通知するように構成されているため、無線基地局eNB#11の処理負荷を低減することができる。
なお、上述の移動局UEや無線基地局eNB#1/eNB#11〜eNB#13の動作は、ハードウェアによって実施されてもよいし、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールによって実施されてもよいし、両者の組み合わせによって実施されてもよい。
ソフトウェアモジュールは、RAM(Random Access Memory)や、フラッシュメモリや、ROM(Read Only Memory)や、EPROM(Erasable Programmable ROM)や、EEPROM(Electronically Erasable and Programmable ROM)や、レジスタや、ハードディスクや、リムーバブルディスクや、CD-ROMといった任意形式の記憶媒体内に設けられていてもよい。
かかる記憶媒体は、プロセッサが当該記憶媒体に情報を読み書きできるように、当該プロセッサに接続されている。また、かかる記憶媒体は、プロセッサに集積されていてもよい。また、かかる記憶媒体及びプロセッサは、ASIC内に設けられていてもよい。かかるASICは、移動局UEや無線基地局eNB#1/eNB#11〜eNB#13内に設けられていてもよい。また、かかる記憶媒体及びプロセッサは、ディスクリートコンポーネントとして移動局UEや無線基地局eNB#1/eNB#11〜eNB#13内に設けられていてもよい。
以上、上述の実施形態を用いて本発明について詳細に説明したが、当業者にとっては、本発明が本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。本発明は、特許請求の範囲の記載により定まる本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。従って、本明細書の記載は、例示説明を目的とするものであり、本発明に対して何ら制限的な意味を有するものではない。
eNB#1、eNB#11〜eNB#13…無線基地局
UE…移動局
11…管理部
12…受信部
13…送信部

Claims (9)

  1. 移動局が複数の無線基地局配下のセルを用いたキャリアアグリゲーションを行っている場合に、配下の第1セルを介して該移動局からの上りリンクデータを受信するように構成されている該複数の無線基地局内の無線基地局であって、
    前記複数の無線基地局内の他の無線基地局に対して、前記移動局との間の通信で用いられているレイヤ2における状態変数を通知するように構成されている送信部を具備することを特徴とする無線基地局。
  2. 前記送信部は、所定無線基地局を介して、前記他の無線基地局に対して、前記状態変数を通知するように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の無線基地局。
  3. 前記送信部は、前記他の無線基地局のうち、下りリンク専用セルのみを管理する無線基地局に対しては、前記状態変数を通知しないように構成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の無線基地局。
  4. 前記送信部は、前記無線基地局に対して設定されている周期で、前記状態変数を通知するように構成されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の無線基地局。
  5. 前記送信部は、前記他の無線基地局からの要求に応じて、前記状態変数を通知するように構成されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の無線基地局。
  6. 前記送信部は、所定個数又は所定データ量の上りリンクデータが受信された場合に、前記状態変数を通知するように構成されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の無線基地局。
  7. 前記送信部は、受信された上りリンクデータに抜けが検出された場合に、前記状態変数を通知するように構成されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の無線基地局。
  8. 前記送信部は、前記抜けが検出されてから所定時間経過した後に、前記状態変数を通知するように構成されていることを特徴とする請求項7に記載の無線基地局。
  9. 前記送信部は、前記第1セルにおける品質が所定レベルよりも劣化した場合、或いは、前記他の無線基地局配下のセルにおける品質が所定レベルよりも良くなった場合、前記状態変数を通知するように構成されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の無線基地局。
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