JP2011101440A - デジタル無線通信ネットワークにおけるマルチメディアサービスを提供する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、デジタル無線通信ネットワークについてのマルチメディアのマルチキャストサービス方法を提供するものである。
【解決手段】本発明は、少なくとも１つの基地局を制御するためのネットワーク制御装置を有するデジタル無線通信ネットワークにおけるマルチメディアのマルチキャストサービスを提供する方法に関し、この方法は、単一のＩｕｂリンクまたはトランスポートベアラにより、マルチメディアデータを伝送するためにネットワーク制御装置から基地局への単一データストリームを設定するステップと、基地局の無線セルにおける、マルチメディアデータを要求する各ユーザ装置について別々の通信リンクおよび別々のデータ待ち行列を設定するステップと、を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、遠隔通信の分野に関し、特に制限なしに、マルチメディアのマルチキャストサービスおよびマルチメディアの同報通信サービスに関する。

１つのソースエンティティから複数のエンドポイントへとデータを伝送できるようにする一対多ポイント間サービスが、今日では存在する。これらのサービスは、無線ネットワーク上で広範に使用されることが期待されている。特に、３Ｇネットワーク上でのマルチメディアの同報通信／マルチキャストサービスを提供することには強い関心がある。

ユニバーサル移動通信システム（ＵＭＴＳ）について考えられているマルチメディアの同報通信／マルチキャストサービス（ＭＢＭＳ）は、データが、１つのソースエンティティから複数の受信者へと伝送される単向性の一対多ポイント間ベアラサービスである。３ＧＰＰでは、２つのモードの動作、すなわち（ｉ）同報通信モードと、（ｉｉ）マルチキャストモードが定義されてきている。

同報通信モードは、１つのソースエンティティから１つまたは複数の同報通信区域のすべてのユーザへのマルチメディアデータの単方向一対多ポイント間伝送である。データはネットワークが定義するように同報通信区域へと伝送される。ユーザ装置が受信する同報通信サービスは、１つまたは複数の連続する同報通信セッションを含む。例えば、同報通信サービスは、１つの進行中のセッション、例えばメディアストリームから構成され、または拡張された期間にわたってのいくつかの間欠性セッション、例えばメッセージを含むこともある。同報通信モードを使用したサービスの一例は、広告またはそのネットワークへの歓迎メッセージであり得る。ネットワークに接続する必ずしもすべてのユーザがこれらのメッセージを受信したいと思うとは限らないので、ユーザは、自分のユーザ装置上で、これらの同報通信サービスの受信を可能／不可能にすることができるべきである。この同報通信モードの欠点は、それらユーザ装置についてパワー制御を個別に実施できないことである。

マルチキャストモードは、１つのソースポイントからマルチキャスト区域中のマルチキャストグループへのマルチメディアデータの単方向一対多ポイント間伝送を可能にする。同報通信モードにおけると同様に、データはネットワークが定義するようにマルチキャスト区域に伝送される。マルチキャストモードにおいては、ネットワークがマルチキャストグループのメンバを含むマルチキャスト区域内のセルに選択的に伝送する可能性がある。かかるマルチキャストサービスは、１つのソースポイントからマルチキャスト区域中のマルチキャストグループへのマルチメディアデータの、例えばテキスト、オーディオ、ピクチャ、ビデオの単方向一対多ポイント間伝送を可能とする。このマルチキャストモードを使用したサービスの一例には、購読契約が必要とされる情報サービス、例えば購読契約が必要なサッカーの結果サービスがあり得る。

マルチキャストモードにおいては、データは、ユーザ装置への伝送のために無線ネットワーク制御装置からノードＢへと並列に流される。マルチメディア同報通信／マルチキャストサービス（ＭＢＭＳ）のさらなる技術情報については、参照によって本明細書にその全体が組み込まれている、ＥＴＳＩ ＴＳ １２２ １４６ Ｖ５．２．０（２００２−０３）および３ＧＰＰ ＴＳ ２５．３４６ Ｖ１．３．０（２００３−０１）を参照されたい。

デジタルＴＶ、ＤＶＤ−Ｔ、およびＤＶＢ−Ｍなど他のデジタル無線通信ネットワークのための同報通信サービスおよびマルチキャストサービスもまた、Ａｈｍａｖａａｒａ Ｋ．、Ｊｏｌｍａ Ｐ．、Ｒａｉｖｉｏ Ｙ．の、「Ｂｒｏａｄｃａｓｔ ａｎｄ Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ ｉｎ Ｍｏｂｉｌｅ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ」中で考察されている。
（ｈｔｔｐ:／／ｗｗｗ．ｎｏｋｉａ．ｃｏｍ／ｄｏｗｎｌｏａｄｓ／ａｂｏｕｔｎｏｋｉａ／ｒｅｓｅａｒｃｈ／ｌｉｂｒａｒｙ／ｍｏｂｉｌｅ_ｎｅｔｗｏｒｋｓ／ＭＮＷ９．ｐｄｆ）

ＥＴＳＩ ＴＳ １２２ １４６ Ｖ５．２．０（２００２−０３） ３ＧＰＰ ＴＳ ２５．３４６ Ｖ１．３．０（２００３−０１） Ａｈｍａｖａａｒａ Ｋ．、Ｊｏｌｍａ Ｐ．、Ｒａｉｖｉｏ Ｙ．、「Ｂｒｏａｄｃａｓｔ ａｎｄ Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ ｉｎ Ｍｏｂｉｌｅ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ」、（ｈｔｔｐ:／／ｗｗｗ．ｎｏｋｉａ．ｃｏｍ／ｄｏｗｎｌｏａｄｓ／ａｂｏｕｔｎｏｋｉａ／ｒｅｓｅａｒｃｈ／ｌｉｂｒａｒｙ／ｍｏｂｉｌｅ_ｎｅｔｗｏｒｋｓ／ＭＮＷ９．ｐｄｆ）

本発明は、ＵＭＴＳタイプのネットワークなどデジタル無線通信ネットワークについてのマルチメディアのマルチキャストサービス方法を提供するものである。かかるネットワークは、基地局を制御するためのネットワーク制御装置を有する。ＵＭＴＳの場合には、ネットワーク制御装置が「無線ネットワーク制御装置」（ＲＮＣ）と呼ばれ、一方、基地局は「ノードＢ」と呼ばれる。

マルチメディアのマルチキャストサービスのマルチメディアデータは、単一データストリームによりネットワーク制御装置から基地局へと伝送される。これは、複数の冗長データストリームがＲＮＣとノードＢの間で確立される３ＧＰＰ ＭＢＭＳと比較される。このようにして、本発明は、ネットワーク制御装置と基地局の間の使用可能なデータ伝送容量をよりよく使用することを可能にする。

ポイントツーポイントベアラを使用する際のマルチキャストモードでは、マルチメディアデータを要求する基地局の無線セルにおいて、各ユーザ装置について別々の通信リンクと別々のデータ待ち行列が確立される。これによって、通信リンクのうちの各リンクの伝送パワーを別々に制御することが可能になる。

本発明の好ましい一実施形態に従ってよれば、ネットワーク制御装置から基地局へのデータストリームは、単一のＩｕｂリンクを経由して伝送される。このＵＴＲＡＮ Ｉｕｂインターフェースは、したがって従来技術から知られており、３Ｇ ＴＳ ２５．４３０ Ｖ３．０．０（２０００−０１）の１頁から２１頁において規定されている。３ＧＰＰ ＭＢＭＳ仕様に従って、複数のＩｕｂリンクまたはトランスポートベアラが、ＲＮＣからノードＢへと並列に複数のデータストリームを伝送するために必要とされる。これと対照的に、本発明では、マルチメディアデータを含む単一データストリームを伝送するために単一のＩｕｂリンクを使用することが可能になる。

本発明のさらに好ましい一実施形態に従って、高速ダウンリンクパケットアクセス（ＨＳＤＰＡ）が、マルチキャストサービスについての別個のデータ待ち行列を実現するために使用される。ＨＳＤＰＡは、したがって従来技術において知られており、３ＧＰＰによって規定されているパケットベースのデータサービスである。

本発明のさらに好ましい一実施形態に従って、マルチメディアサービスを求めるユーザ装置の要求は、ネットワーク制御装置に信号で伝えられる。このネットワーク制御装置は、各ユーザ装置にサービスを提供してユーザ装置に対してマルチメディアデータをストリーミングするためのそれぞれ別々のデータ待ち行列を確立する基地局を制御する。

本発明のさらなる一態様は、一対多ポイント間ベアラにより、デジタル無線通信ネットワークにおけるマルチメディア同報通信サービスおよびマルチキャストを提供することである。マルチキャストモードにおけると同様に、ネットワーク制御装置と基地局の間の単一データストリームが、マルチメディアデータを伝送するために確立される。再びこれは、単一マルチメディアデータストリームについての単一Ｉｕｂリンクを使用することによってこれを実行されることができる。

複数のユーザ装置について単一のデータ待ち行列を確立することによって、マルチメディアデータストリームは、同じ無線セル内の複数のユーザ装置に配信される。換言すれば、基地局によってサービスされる各無線セルについて別々のデータ待ち行列が確立される。再び、ＨＳＤＰＡが、データ待ち行列の実現のために使用されることができる。

本発明のさらなる一態様に従って、ポイントツーポイントまたは一対多ポイントの使用は、無線セル当たりまたは基地局当たりのアクティブなユーザ装置の数に応じて選択される。ユーザ装置の数が、ある閾値以下の場合には、ネットワ−ク制御装置またはノードＢによってポイントツーポイントが選択される。基地局によりサービスを提供されるユーザ装置の数がある種の閾値レベルを超過する場合には、ネットワーク制御装置は、その基地局をポイントツーポイントへと切り換える。

以下では、本発明の好ましい実施形態を図面を参照することによってさらに詳細に説明することにする。

マルチキャストモードにおける、ノードＢを有する遠隔通信システムを示すブロック図である。 ２つの異なる無線セル内のユーザ装置に対してサービスを提供する、マルチキャストモードにおける、ノードＢを有する遠隔通信システムを示すブロック図である。 同報通信モードにおける、ノードＢを有する遠隔通信システムを示すブロック図である。 ポイントツーポイントまたは一対多ポイント間マルチキャストモードの選択を示すフローチャートである。 ハイブリッド同報通信／マルチキャストモードにおける、ノードＢを有する遠隔通信システムを示すブロック図である。

図１は、ＵＭＴＳタイプのシステムのような、無線遠隔通信システムのブロック図を示している。遠隔通信システム１００は、無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣ）１０２を有する。無線ネットワーク制御装置１０２は、ノードＢ１０６を制御するための制御モジュール１０４を有する。

ノードＢ１０６は、ノードＢ１０６の内部動作を制御し、無線ネットワーク制御装置１０２の制御モジュール１０４から制御コマンドを受信するための制御モジュール１０８を有する。

無線ネットワーク制御装置１０２とノードＢ１０６の間のインターフェースは、Ｉｕｂ標準定義に基づいていることが好ましい。このＩｕｂインターフェースは、ノードＢとＵＭＴＳ地上無線アクセスネットワーク（ＵＴＲＡＮ）の無線ネットワーク制御装置構成要素とを相互接続するための論理インターフェースである。これらのノード間の無線ネットワーク制御シグナリングは、ノードＢアプリケーション部（ＮＢＡＰ）に基づいている。無線ネットワーク制御装置からノードＢへの制御コマンドは、Ｉｕｂインターフェースを横切ってのＮＢＡＰシグナリングに関係するシグナリングトランスポートを使用することによって伝送されることができる。

ノードＢ１０６は、ユーザ装置（ＵＥ）１、２、３、・・・への遠隔通信サービスを提供するためのアンテナ１１０に結合されている。

動作中、サーバコンピュータ１１４は、無線ネットワーク制御装置１０２に対してマルチメディアデータストリーム１１６を提供するために無線ネットワーク制御装置１０２に結合される。サーバコンピュータ１１４から無線ネットワーク制御装置１０２へマルチメディアデータストリーム１１６を伝送するために、インターネットのような、任意の適した伝送媒体を利用することができる。

無線ネットワーク制御装置１０２からノードＢ１０６へとマルチメディアデータストリーム１１６を伝送するために、単一Ｉｕｂリンク１１８が、無線ネットワーク制御装置とノードＢ１０６との間に設定される。ノードＢ１０６の制御モジュール１０８は、無線ネットワーク制御装置１０２の制御モジュール１０４から制御コマンドを受信する。それに応答して、制御モジュール１０８は、ノードＢ１０６を制御してアクティブなユーザ装置、すなわちＵＥ１、ＵＥ２、ＵＥ３、・・・の各ユーザ装置ごとにそれぞれ別個のデータ待ち行列１２０、１２２、１２４、・・・を設定する。データ待ち行列の各々は、ＨＳＤＰＡ待ち行列であることが好ましい。

データ待ち行列１２０、１２２、１２４は、対応するユーザ装置ＵＥ１、ＵＥ２、ＵＥ３、・・・に対してアンテナ１１０を経由して伝送するためのマルチメディアデータストリーム１１６をバッファする機能を果たす。マルチキャストモードにおけるＨＳＤＰＡの使用には、伝送パワーが、ユーザ装置の各々について個別に制御されることが可能であるという利点が有る。

本発明は、無線ネットワーク制御装置１０２からノードＢ１０６へとマルチメディアデータストリーム１１６を伝送するために単一Ｉｕｂリンク１１８を使用することを可能にするので特に有利である。このようにして、無線ネットワーク制御装置１０２からノードＢ１０６への複数の冗長なマルチメディアデータストリームの伝送が回避される。別の利点は、ここで考慮されている例においてノードＢ１０６を動作させるポイントツーポイントのマルチキャストモードが、マルチキャスト通信リンクの各々について別々に伝送パワーを制御することを可能にすることである。

ノードＢ１０６がＨＳＤＰＡ機能を有する場合には、一実装オプションは、単一Ｉｕｂリンク１１８を介して受信されるマルチメディアデータストリーム１１６を複製し、ユーザ装置に特有のデータ待ち行列１２０、１２２、１２４、・・・、すなわちＨＳＤＰＡ優先順位待ち行列に向かってそれを内部で配布する複製ファンクションを導入することによってノードＢ１０６のＭＡＣ−ｈｓ機能を高めることである。

図２は、ノードＢ１０６が、無線セル１１２内のユーザ装置ＵＥ１、ＵＥ２、ＵＥ３へ、ならびに別の無線セル１２６中のユーザ装置ＵＥ１、ＵＥ２、ＵＥ３は、マルチメディアポイントツーポイントマルチキャストサービスを提供するときの遠隔通信システム１００を示すものである。この場合には、ノードＢ１０６の制御モジュール１０８は、異なるＭＡＣ−ｈｓエンティティ１２８および１３０内の各無線セル内のユーザ装置の各々について別個のデータ待ち行列を確立するために、制御モジュール１０４からの制御コマンドを受信する。ＭＡＣ−ｈｓエンティティ１２８は、無線セル１１２内の各ユーザ装置、すなわちＵＥ１、ＵＥ２、ＵＥ３についてのデータ待ち行列１２０、１２２、１２４を有する。同様に、データ待ち行列１３２、１３４、１３６は、無線セル１２６内の各ユーザ装置、すなわち無線セル１２６のＵＥ１、ＵＥ２、ＵＥ３についてＭＡＣ−ｈｓエンティティ１３０内に作成される。この場合にも、データ待ち行列をＨＳＤＰＡ優先順位待ち行列として実装することが好ましい。

図３は、ノードＢ１０６が、一対多ポイント間伝送モードにあるときの遠隔通信システム１００を示す。この場合には、ノードＢ１０６の制御モジュール１０８は、無線ネットワーク制御装置１０２の制御モジュール１０４からの制御コマンドを受信してノードＢ１０６によりカバーされるそれぞれの無線セル、すなわち無線セル１１２、１２６のそれぞれについて、別々のデータ待ち行列１３８、１４０を確立する。データ待ち行列１３８および１４０は、ＨＳＤＰＡ優先順位待ち行列として実装されることが好ましい。

ポイントツーポイントのマルチキャストモード（図１および図２参照）におけるように、マルチメディアデータストリーム１１６を伝送するために無線ネットワーク制御装置１０２とノードＢ１０６との間に単一のＩｕｂリンク１１８のみが確立されることに留意されたい。このようにして、使用可能な帯域幅リソースの効率的な使用が行われる。

図４は、対応するフローチャートを示す。ステップ２００では、マルチメディアサービスを要求するユーザ装置の数が比較的に少ないので、データ伝送が、ポイントツーポイントのマルチキャストモードで開始される。したがって、図１および図２を参照して以上で詳細に説明したように、各ユーザ装置にサービスを提供するノードＢ内に専用のデータ待ち行列が作成される。

ステップ２０２では、無線セル当たりのマルチメディアサービスを要求するユーザ装置数が、あらかじめ定義された閾値レベルを超過するかどうかが検査される。これが成立しない場合には、動作は行われず、ステップ２０２の検査が定期的な時間間隔で再度実施される。

逆に真の場合には、制御はステップ２０２からステップ２０４へと移行する。ステップ２０４では、ノードＢは、無線セル当たりに１つのみの専用データ待ち行列を有する一対多ポイント間マルチキャストモードに切り換えられる。ノードＢのハイブリッド動作モードが図５に示すような結果となるようにこれがセルごとの基準でに行われることが好ましい。

図５に示す例では、無線セル１１２内にマルチメディアサービスを要求する９つのユーザ装置ＵＥ１、ＵＥ２、・・・、ＵＥ９が存在する。無線セル１２６には、マルチメディアサービスを要求するちょうど３つのユーザ装置ＵＥ１、ＵＥ２、ＵＥ３がある。この結果、図４に示す方法に従って、無線セル１２６内のユーザ装置へのストリーミングがポイントツーポイントのマルチキャストモードで実施されるべきであるが、無線セル１１２内のユーザ装置を流れるストリーミングは、一対多ポイント間マルチキャストモードで実施されるべきであるという決定が制御モジュール１０４によって行われる。

制御モジュール１０８は、制御モジュール１０４からの対応する制御コマンドを受信し、ノードＢ１０６を制御して無線セル１１２内のユーザ装置にマルチメディアデータストリーム１１６を伝送するために単一のデータ待ち行列１４２を確立し、無線セル１２６内の各ユーザ装置、すなわち無線セル１２６のＵＥ１、ＵＥ２、およびＵＥ３について別々のデータ待ち行列１４４、１４６、１４８を確立する。

制御モジュール１０４はノードＢ中に実装できること、または制御モジュール１０４の制御ファンクションはノードＢと無線ネットワーク制御装置によって共用されることに留意されたい。

１００ 遠隔通信システム
１０２ ＲＮＣ
１０４、１０８ 制御モジュール
１０６ ノードＢ
１１０ アンテナ
１１２、１２６ 無線セル
１１４ サーバコンピュータ
１１６ マルチメディアデータストリーム
１１８ Ｉｕｂリンク
１２０、１２２、１２４、１３２〜１４６ データ待ち行列
１２８、１３０ ＭＡＣ−ｈｓエンティティ

Claims (10)

1. 少なくとも１つの基地局を制御するためのネットワーク制御装置を有するデジタル無線通信ネットワークにおけるマルチメディアのポイントツーポイントのマルチキャストサービスを提供する方法であって、
   マルチメディアデータを伝送するためにネットワーク制御装置から基地局への単一のデータストリーム（Ｉｕｂ）を設定するステップと、
   基地局の無線セルにおける、マルチメディアデータを要求する各ユーザ装置について別々の通信リンクおよび別々のデータ待ち行列を確立するステップと、
   を含む方法。
2. 別個の各データ待ち行列が、別個のＨＳＤＰＡ待ち行列として実現される請求項１に記載の方法。
3. 無線セル内の要求するユーザ装置の数に対応するいくつかの別個のデータ待ち行列を確立するために、基地局によってネットワーク制御装置から制御メッセージを受信するステップをさらに含む請求項１に記載の方法。
4. デジタル無線通信ネットワークにおいてマルチメディアのマルチキャストサービスを提供する基地局であって、
   デジタル無線通信ネットワーク（１００）のネットワーク制御装置（１０２）から単一のデータストリーム（１１８）を受信する手段と、
   基地局の無線セル（１１２、１２６）内の、マルチメディアデータを要求する各ユーザ装置（ＵＥ１、ＵＥ２、ＵＥ３）について別個の通信リンクおよび別個のデータ待ち行列（１２０、１２２、１２４；１３２、１３４、１３６）を確立する手段（１０８、１２８、１３０、１１０）と
   を備える基地局。
5. デジタル無線通信ネットワークのネットワーク制御装置であって、
   マルチメディアデータ（１１６）を伝送するために、デジタル無線通信ネットワーク（１００）の少なくとも１つの基地局（１０６）に対して単一のデータストリーム（１１８）を確立する手段と、
   基地局の無線セル（１１２、１２６）中の、マルチメディアデータを要求する各ユーザ装置（ＵＥ１、ＵＥ２、ＵＥ３）について別個の通信リンクおよび別個のデータ待ち行列（１２０、１２２、１２４；１３２、１３４、１３６）を確立するために、基地局を制御する手段（１０４）と、
   を備えるネットワーク制御装置。
6. 少なくとも１つの基地局を制御するためのネットワーク制御装置を有するデジタル無線通信ネットワークにおいてマルチメディアの一対多ポイント間伝送サービスを提供する方法であって、
   マルチメディアデータを伝送するためにネットワーク制御装置から基地局への単一のデータストリームを確立するステップと、
   基地局の無線セル内の、マルチメディアデータを要求する複数のユーザ装置について単一のデータ待ち行列を確立するステップと、
   複数のユーザ装置に対してマルチメディアデータを伝送するステップと
   を含む方法。
7. デジタル無線通信ネットワークにおいてマルチメディアの一対多ポイント間伝送サービスを提供する基地局であって、
   デジタル無線通信ネットワーク（１００）の無線ネットワーク制御装置（１０２）から単一のデータストリーム（１１８）を受信する手段と、
   基地局の無線セル（１１２、１２６）内の、マルチメディアデータを要求する複数のユーザ装置（ＵＥ１、ＵＥ２、ＵＥ３）について単一のデータ待ち行列（１３８、１４０；１４２）を確立する手段（１０８）と、
   複数のユーザ装置に対してマルチメディアデータを同報通信する手段（１１０）と
   を備える基地局。
8. デジタル無線通信ネットワークのための無線ネットワーク制御装置であって、
   マルチメディアデータ（１１６）を伝送するためにデジタル無線通信ネットワーク（１００）の基地局（１０６）に対する単一のデータストリーム（１１８）を確立する手段と、
   一対多ポイント間伝送モードにおいてマルチメディアデータを要求する複数のユーザ装置（ＵＥ１、ＵＥ２、ＵＥ３）について単一のデータ待ち行列（１３８、１４０；１４２）を確立するために基地局を制御する手段（１０４）と
   を備える無線ネットワーク制御装置。
9. ポイントツーポイントまたは一対多ポイント間伝送モードにおいてデジタル無線通信ネットワーク内のマルチメディアサービスを提供する方法であって、
   ネットワーク制御装置から基地局へマルチメディアデータを伝送するためにデジタル無線通信ネットワークのネットワーク制御装置から基地局へ単一のデータストリームを確立するステップと、
   無線セル当たりの、マルチメディアデータを要求するユーザ装置の数が閾値以下の場合には、ポイントツーポイント伝送モードを選択し、そうでない場合には、一対多ポイント間伝送モードを選択するステップと
   を含み、
   ポイントツーポイント伝送モードにおいては無線セル内の各ユーザ装置について別個のデータ待ち行列が確立され、一対多ポイント間伝送モードにおいては無線セル内のユーザ装置について単一のデータ待ち行列が確立される方法。
10. 伝送モードの選択が、基地局によって、無線ネットワーク制御装置によって、または基地局と無線ネットワーク制御装置によって共同で実施される請求項９に記載の方法。

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