JP3674605B2

JP3674605B2 - Ｗｃｄｍａｕｔｒａｎシステム

Info

Publication number: JP3674605B2
Application number: JP2002158128A
Authority: JP
Inventors: 真山崎
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2002-05-30
Filing date: 2002-05-30
Publication date: 2005-07-20
Anticipated expiration: 2022-05-30
Also published as: CN1472901A; BR0301391A; DE60307185T2; KR20030094021A; DE60307185D1; US20030223360A1; CN1284320C; EP1372345A3; EP1372345B1; JP2004007084A; KR100561016B1; EP1372345A2; US7466673B2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ＤＣＨ（Dedicated Channel ）のデータ量を制御するＷＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）ＵＴＲＡＮ（Universal Terrestrial Radio Access Network）システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＷＣＤＭＡシステムにおけるＵＴＲＡＮは、携帯端末等のユーザ装置（User Equipment：ＵＥ）と交換網等のコアネットワーク（Core Network：ＣＮ）の中間に位置して、それぞれのインタフェースの相互接続を実現するノードである。
図１６は、従来の、及び本発明が適用されるＵＴＲＡＮの一般的な構成を示したものであって、ＵＥ５とのＡｉｒ（無線回線）インタフェースであるＵｕ点を収容する基地局（ Node Ｂ）３，４と、ＣＮ１とのインタフェースであるＩｕ点を終端する基地局制御装置（Radio Network Controller：ＲＮＣ）２とからなる概略構成を有するＵＴＲＡＮ１０が示されている。
【０００３】
ＲＮＣは、Ｉｕｂインタフェースを介して複数の Node Ｂを収容し、制御情報のやりとりを行う制御チャネル（Control Channel ：ＣＣＨ）や、ユーザデータを伝達するトラヒックチャネル（Traffic Channel ：ＴＣＨ）に関する、種々な処理を実現するが、これらのうち、ユーザ間で共有されるものを共通チャネルと呼び、ユーザ個別に割り当てられるものを個別チャネル（Dedicated Channel ：ＤＣＨ）と呼んでいる。
共通チャネルに属する代表的な機能は、呼び出し（Paging）機能であり、個別チャネルに属する代表的な機能は、瞬断を防止するための選択合成／分配機能である。
【０００４】
ＵＴＲＡＮ１０において、ＲＮＣと Node ＢとのインタフェースであるＩｕｂ点上のＤＣＨは、３GPP TS25.427（Technical Specification Group Radio Access Network；ＵＴＲＡＮ Iub/Iur Interface User Plane Protcol ）に規定されている、Iub Frame Protcol 仕様で動作することが要求されている。
この仕様に規定されている、上り（ Node Ｂ→ＲＮＣ）ＤＣＨと下り（ＲＮＣ→ Node Ｂ）ＤＣＨの仕様における、相違点の一つとして、normalモード／silentモードの選択自由度が挙げられる。すなわち、上り（Uplink：ＵＬ）側のＤＣＨモードは事業者が選択可能であるが、下り（Downlink：ＤＬ）側は、 Node Ｂが下り側（Ａｉｒインタフェース）においてnormalモードが必須と定められているため、ＲＮＣ側も下り側のモードは、silentモードかnormalモードの二者択一であれば、normalモードを選ばざるを得ない。
なおここで、 normal モードは、送信処理期間ごとに有効データの到着状況をチエックして、有効データがある場合にはその有効データを送出し、有効データがない場合には、 No Dataフレームを送出するモードであり、silentモードは、有効データがある場合にはその有効データを送出するが、有効データがない場合にはなにも送出しないモードである。
【０００５】
図１７は、上り側において normal モードを採用した場合の伝送データを示したものである。上りで normal モードを選択した場合は、 Node Ｂはユーザごとに処理周期（Transmission Timing Interval：ＴＴＩ、10,20,40,80[ms] が規定されている）内に、ＵＥからのユーザデータの受信の有無に関わらず、ＲＮＣに対してＩｕｂフレームを送出することが義務付けられている。
ユーザデータを受信していないい場合にＲＮＣに送出されるデータは、 No Dataフレームと呼ばれる。 No Dataフレームには、ユーザデータは含まれていないが、ユーザデータと同様に、無線の品質情報が付与されている。
そこで、ＲＮＣは、ＴＴＩ周期で Node Ｂとのトランスポート同期や無線の品質状態を監視できるため、 Node Ｂと連携してきめ細かな制御（同期外れの復旧や、送信電力制御等）を行うことが可能になるが、ＴＴＩ周期で必ずフレーム処理が発生するため、帯域，処理能力の面からは大きな負荷になる恐れがある。
【０００６】
図１８は、上り側においてsilentモードを採用した場合の伝送データを示したものである。図１８に示すように、上りでsilentモードを採用した場合は、ＲＮＣが Node Ｂから受信するデータは、すべてユーザデータとなる。 Node Ｂは、ＵＥからユーザデータを受信しない場合は、ＲＮＣにはデータを送出しない。
このモードでは、データ量が少ないケースでは、トランスポートの同期外れや無線品質の監視等の面で精度が落ちるが、データがない場合にはセル（データ）のやりとりを行わないので、帯域，処理能力の面からは normal モードより有利である。なおここで述べているセルの単位として代表的なものは、ＡＴＭ（Asynchronous Transfer Mode）パケット、及びＩＰ（Internet Protcol）パケットである。
【０００７】
図１９は、下り側におけるＤＣＨデータの伝送を示したものである。下り（ＲＮＣ→ Node Ｂ）ＤＣＨでは、図１９に示すように、 normal モードが必須になっている。すなわち、ＲＮＣは、ＴＴＩ周期で Node Ｂにユーザデータもしくは No Dataフレームを送出することになる。
上り側と同様に、有効なデータがなくてもユーザ単位でＴＴＩ周期で、フレーム組み立て，送出処理を規定のタイミングで行うことは、ＲＮＣと Node Ｂにとって負担になり、帯域の面でも不利である。
【０００８】
現状のＷＣＤＭＡシステムでは、フレームはＡＴＭセルで伝送されるため、データがなくても、５３[oct] ／ＴＴＩの帯域を消費する。例えば、ＴＴＩ＝１０[ms]の場合、最低でも１ユーザ当たり、４２．４Kbps（＝５３[oct] ×８／１０[ms]）の帯域が必要になる。
そこで、Ｉモード等のように、数Ｋbps 程度の Best Effort呼を伝送する場合等では効率が悪く、将来、既存資源を流用してシステムの多重度を上げる場合等に、帯域の問題で回線増設を余儀なくされる恐れがある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来のＷＣＤＭＡＵＴＲＡＮシステムでは、normalモード時、ユーザデータが存在しない場合でも、ＲＮＣと Node Ｂの間で、ＴＴＩごとに No Dataフレームのやりとりを行っていたので、帯域，処理能力の面から負担が大きいという問題があった。
この発明は上述の事情に鑑みてなされたものであって、ユーザデータがない場合の、ＲＮＣと Node Ｂ間のセル送受信処理を軽減することによって、帯域の有効活用とシステムの処理能力の経済化とを図ることが可能な、ＷＣＤＭＡＵＴＲＡＮシステムを提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明はＷＣＤＭＡＵＴＲＡＮシステムに係り、Ｕｕ点を介してユーザ装置（以下、ＵＥという）と通信を行うノード（以下、 Node Ｂという）と、Ｉｕ点を介してコアネットワーク（以下、ＣＮという）と通信を行う基地局制御装置（以下、ＲＮＣという）とがＩｕｂ点を介して接続され、前記 Node ＢからＲＮＣに向かう上り側の個別チャネル（以下、ＤＣＨという）にはnormalモード又はsilentモードを用い、ＲＮＣから Node Ｂに向かう下り側のＤＣＨにはnormalモードを用いるＷＣＤＭＡシステムのＵＴＲＡＮにおいて、
前記 Node Ｂは、前記ＲＮＣからの No Dataフレーム受信時、前記ＵＥに対してデータを送出しないとともに、前記ＵＥからのデータ未受信時、複数の処理周期（以下、ＴＴＩという）ごとに前記ＲＮＣに対して No Dataフレームを送出し、前記ＲＮＣは、前記 Node Ｂからのデータ未受信時、前記ＣＮに対してデータを送信しないとともに、前記ＣＮからのデータ未受信時、複数ＴＴＩごとに前記 Node Ｂに対して No Dataフレームを送出する semi-normalモードを設けることを特徴としている。
【００１１】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載のＷＣＤＭＡＵＴＲＡＮシステムに係り、前記 No Dataフレームを送出すべきデータ未受信期間が、上位からの指示に基づいて変更可能なことを特徴としている。
【００１２】
また、請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載のＷＣＤＭＡＵＴＲＡＮシステムに係り、前記normalモードから semi-normalモードへの切り替えを、前記ＲＮＣが制御フレームによって前記 Node Ｂとの間でネゴシエーションを行ったのちに実行することを特徴としている。
【００１３】
また、請求項４記載の発明は、請求項３記載のＷＣＤＭＡＵＴＲＡＮシステムに係り、前記ネゴシエーションが、上位のアプリケーション（以下、ＡＰＬという）ソフトからの指示によって開始されることを特徴としている。
【００１４】
また、請求項５記載の発明は、請求項４記載のＷＣＤＭＡＵＴＲＡＮシステムに係り、前記ＡＰＬソフトからの指示が、輻輳検出時、前記ＲＮＣから前記ＡＰＬソフトへの通知に基づいて行われることを特徴としている。
【００１５】
また、請求項６記載の発明は、請求項３記載のＷＣＤＭＡＵＴＲＡＮシステムに係り、前記ネゴシエーションを、輻輳検出時、前記ＲＮＣが自立で開始することを特徴としている。
【００１６】
また、請求項７記載の発明は、請求項１又は２記載のＷＣＤＭＡＵＴＲＡＮシステムに係り、前記normalモードから semi-normalモードへの切り替えが、コネクション確立時、前記ＲＮＣから Node Ｂへの通知に基づいて行われることを特徴としている。
【００１７】
また、請求項８記載の発明は、請求項１乃至７のいずれか一に記載のＷＣＤＭＡＵＴＲＡＮシステムに係り、前記normalモードから semi-normalモードへの切り替えが、インバンドでの通知に基づいて行われることを特徴としている。
【００１８】
また、請求項９記載の発明は、請求項１又は２記載のＷＣＤＭＡＵＴＲＡＮシステムに係り、前記normalモードから semi-normalモードへの切り替えが、アウトバンドでの通知に基づいて行われることを特徴としている。
【００１９】
また、請求項１０記載の発明は、請求項９記載のＷＣＤＭＡＵＴＲＡＮシステムに係り、前記normalモードから semi-normalモードへの切り替えを、アウトバンドでの通知に基づいて、対向装置のすべてのコネクションに対して一括して行うことを特徴としている。
【００２０】
また、請求項１１記載の発明は、請求項９記載のＷＣＤＭＡＵＴＲＡＮシステムに係り、前記normalモードから semi-normalモードへの切り替えを、アウトバンドでの通知に基づいて、サービスごとに一括して行うことを特徴としている。
【００２１】
また、請求項１２記載の発明は、請求項１乃至１１のいずれか一に記載のＷＣＤＭＡＵＴＲＡＮシステムに係り、 semi-normalモード時、前記 Node Ｂが No Dataフレーム未送出期間の品質情報を積算して、次の No Dataフレームによって前記ＲＮＣに通知することを特徴としている。
【００２２】
また、請求項１３記載の発明は、請求項１乃至１２のいずれか一に記載のＷＣＤＭＡＵＴＲＡＮシステムに係り、前記normalモードから semi-normalモードへの切り替えを、前記ＲＮＣと Node Ｂとが同期して行うことを特徴としている。
【００２３】
また、請求項１４記載の発明は、請求項１乃至１２のいずれか一に記載のＷＣＤＭＡＵＴＲＡＮシステムに係り、前記normalモードから semi-normalモードへの切り替えを、前記ＲＮＣと Node Ｂとが非同期で行うことを特徴としている。
【００２４】
また、請求項１５記載の発明は、請求項１４記載のＷＣＤＭＡＵＴＲＡＮシステムに係り、前記非同期のモード切り替えを、制御フレームの受信をトリガとして行うことを特徴としている。
【００２５】
また、請求項１６記載の発明は、ＷＣＤＭＡＵＴＲＡＮシステムに係り、Ｕｕ点を介してＵＥと通信を行う Node Ｂと、Ｉｕ点を介してＣＮと通信を行うＲＮＣとがＩｕｂ点を介して接続され、前記 Node ＢからＲＮＣに向かう上り側のＤＣＨにはnormalモード又はsilentモードを用い、ＲＮＣから Node Ｂに向かう下り側のＤＣＨにはnormalモードを用いるＷＣＤＭＡシステムのＵＴＲＡＮにおいて、前記ＲＮＣにおける帯域と処理能力に関する負荷が重いか又は軽いかに応じてシステムのＴＴＩを変化させてＲＮＣと Node Ｂとの相互間における No Data フレームの送信間隔を選択することによって、前記負荷が重い場合には No Data フレームの送信間隔を大きくし、前記負荷が軽い場合には No Data フレームの送信間隔を小さくすることを特徴としている。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について説明する。説明は、実施例を用いて具体的に行う。
◇第１実施例
図１は、この発明の第１実施例であるＷＣＤＭＡＵＴＲＡＮシステムにおける、 Node Ｂの第１の動作例を説明する図、図２は、この発明の第１実施例であるＷＣＤＭＡＵＴＲＡＮシステムにおける、 Node Ｂの第２の動作例を説明する図、図３は、この発明の第１実施例であるＷＣＤＭＡＵＴＲＡＮシステムにおける、ＲＮＣの第１の動作例を説明する図、図４は、この発明の第１実施例であるＷＣＤＭＡＵＴＲＡＮシステムにおける、ＲＮＣの第２の動作例を説明する図、図５は、モード切り替え通知フレームのフォーマットを例示する図、図６は、インバンドでの第１のモード切り替えイメージを示す図、図７は、インバンドでの第２のモード切り替えイメージを示す図、図８は、非同期切り替えの場合の動作イメージを示す図、図９は、 No Dataフレームの処理周期が長い場合の動作イメージを示す図、図１０は、 No Dataフレームの処理周期が短い場合の動作イメージを示す図、図１１は、normalモード時における上り方向の品質情報収集方法の例を示す図、図１２は、 semi-normalモード時における上り方向の品質情報収集方法の例を示す図である。
この例のＷＣＤＭＡＵＴＲＡＮシステムにおけるＵＴＲＡＮの構成は、図１６に示された従来例の場合と同様である。
【００２７】
この例のＵＴＲＡＮ１０は、図１６に示された構成を有し、上りリンク（ＵＬ）のnormalモード／silentモードと、下りリンク（ＤＬ）のnormalモードをサポートする、 Node Ｂ３，４とＲＮＣ２とから構成され、その一部（又は全部）が、 semi-normalモードをサポートする。
なおここで、 semi-normalモードは、normalモードとsilentモードとの中間的な性格を有するモードであって、送信処理期間ごとに有効データの到着状況をチエックして、有効データがある場合にはその有効データを送出し、有効データがない状態が継続する場合には、所定区間ごとに No Dataフレームを送出するものである。
【００２８】
ＵＴＲＡＮ１０は、Ｕｕ（Air ）点を介して携帯端末等のＵＥ５と、Ｉｕ点を介して交換網等のＣＮ１と通信を行う。 semi-normalモードをサポートするＲＮＣ２と Node Ｂ３，４は、モード（normalモード／silentモード）切り替えを、制御（Control ）フレームの受信、制御（Application ：ＡＰＬ）ソフトからの指示（Ｃ-plane）、自立、又はその他の外部要因、又は複数のこれらの手段の組み合わせに応じて実行する。ＵＴＲＡＮ１０の各ノードは、 semi-normalモード時、以下のような動作を行う。
【００２９】
◇ Node Ｂ（ semi-normalモード）の動作
図１は、 Node Ｂの動作を説明するものであって、ＲＮＣ→ Node Ｂ→ＵＥ方向の伝送を行う場合を示している。
semi-normalモード時にＲＮＣから No Dataフレームを受信した場合は、図１に示すように、タイミング調整（Timing Adjustment ）等の通常のトランスポート同期の処理は実行するが、 Air（ＵＥ）へは No Dataフレームを受信したことを反映させない。
【００３０】
図２は、 Node Ｂの動作を説明するものであって、ＵＥ→ Node Ｂ→ＲＮＣ方向の伝送を行う場合を示している。
semi-normalモード時、ＲＮＣへは、ＵＥからのデータ未受信が所定期間（図２では３ＴＴＩ）継続した場合にのみ、 No Dataフレームを送信する。
【００３１】
このとき、 Outer Loop 電力制御のために、この未送信期間の無線品質情報を監視して、その結果を No Dataフレームに反映させる手段も提供することをができる。例えば、 No Dataフレームに付与するＱＥ値（無線区間のビットエラーレートを示すフィールド）を、その期間の平均値とする等の方法をとることができる。
この場合、 No Dataフレームの送信周期間の送信数も、一つだけとは限らず、上位からの設定で変更することが可能である。また、このモードは、周期等のパラメータも含めて、ＲＮＣ→ Node Ｂ方向（下り）と、 Node Ｂ→ＲＮＣ方向（上り）とに、それぞれ独立に設定（実行）することができる。
なお、 No Dataフレームの送信周期間の送信数の設定は、 Outer Loop 電力制御の場合に限らず、一般的に semi-normalモードでは、上位からの指示に基づいて行われる。また、この際、必ずしも指示を必要としない場合もあり得る。
【００３２】
なお、ここで、 Outer Loop 電力制御は、ＲＮＣとＵＥとが、長区間の通信品質測定を行って、通信品質ＢＥＲ（Bit Error Rate）又はＢＬＥＲ（Block Error Rate）がある目標値になるように、受信信号の目標ＳＩＲ（Signal to Interference Ratio）を設定し、受信信号のＳＩＲが目標ＳＩＲになるように、送信信号レベルをアップ又はダウンさせるコマンドを相手側に送信して、受信側が送信電力を増減する制御を、相互に所定周期ごとに行うことによって、適切な信号品質を得るとともに、他局への干渉の増大を防止する送信電力制御方式を指している。
【００３３】
◇ＲＮＣ（ semi-normalモード）の動作
図３は、ＲＮＣの動作を説明するものであって、 Node Ｂ→ＲＮＣ→ＣＮ方向の伝送を行う場合を示している。
semi-normalモード時、図３に示すように、 Node Ｂから受信する No Dataフレームは、silentモードと同等の処理を行う。ただし、 No Dataフレームが到着すれば、normalモード時と同様に、無線品質情報等の収集は行うが、Ｉｕ側へのデータ送出は行わない。
【００３４】
図４は、ＲＮＣの動作を説明するものであって、ＣＮ→ＲＮＣ→ Node Ｂ方向の伝送を行う場合を示している。
ＲＮＣ→ Node Ｂ方向の No Dataフレームの送信は、図４に示すように、Ｉｕ側からユーザデータを受信しない期間が指定された期間（図４では３ＴＴＩ）継続した場合に行われる。
【００３５】
以下、図１乃至図１２及び図１６を参照して、この例のＷＣＤＭＡＵＴＲＡＮシステムの動作を説明する。
図５は、モード切り替え通知フレームのフォーマットを例示したものである。この例においては、ＲＮＣと Node Ｂに、インバンド（ユーザデータと同じコネクション上）で、normalモードと semi-normalモードとの切り替えのための、情報フレームをやりとりする機能を持たせる。
この場合におけるモード切り替えのための情報フレームとしては、図５に示すように、Ｉｕｂ上でやりとりされる既存のコントロールフレームフォーマットを利用することなどが考えられる。
【００３６】
図５において、Frame ＣＲＣは、フレームごとに誤り検出を行うためのＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check ）符号の指定を示している。ＦＴはフレームタイプを示し、０はデータフレーム、１はコントロールフレームを示す。コントロールフレームとしては、図示の０〜９の場合が規定されている。
例えば、ＲＮＣは上位ＡＰＬソフトからモード切り替え指示を受けた場合、図５に示すように、自分が通信している Node Ｂに対して、モード切り替え通知（ＤＬモード切り替え通知）を発行する。
Node Ｂは、この通知を受けたとき応答を返し、通知情報のタイミングでnormalモード→ semi-normalモードの切り替えを実行する。
【００３７】
図６，図７は、インバンドでのモード切り替えのイメージを示したものであって、図６はインバンドでのモード切り替え動作のトリガのみを表示したものであり、図７はユーザプレーン（Ｕ-plane）のデータを含む場合の、インバンドでのモード切り替え動作を示したものである。
図６においては、規定タイミングで Node ＢとＲＮＣとが、同期してモードを切り替える方式が示されているが、非同期で切り替えるようにしても、勿論差し支えない。
【００３８】
図８は、非同期でのモード切り替えの例を示したものであって、・〜・は、ＲＮＣと Node Ｂにおいて行われる切り替え動作を順序に示したものである。
図８に示すように、コントロールフレームの受信をトリガとして、順次、モードを遷移させるようにすれば、複雑なタイミング制御も不要となる。
なお、図８においては、上り（ Node Ｂ→ＲＮＣ），下り（ＲＮＣ→ Node Ｂ）のモード切り替えを、両方一度に行う例を示している。
【００３９】
Node Ｂは、normalモードから semi-normalモードに切り替えられたとき、下り（ＤＬ）指定があれば、セルが到着しない場合は、Ａｉｒに対して有効データを送出しないように動作する。すなわち、 No Dataフレームを受信したとしても、ＲＮＣとの同期制御のみを動作させて、Ａｉｒのデータフォーマットには反映させない。なお従来のように、 No Dataフレームが到着しなくても到着したものとみなして、Ａｉｒのデータフォーマットに反映させるようにしてもよい。
またＲＮＣも、規定されたタイミングでnormalモードから semi-normalモードに切り替え、ＣＮからユーザデータを受信しない間、ＲＮＣ→ Node Ｂ方向の No Dataフレームを抑制する。
【００４０】
なお、この場合における No Dataフレームの抑制の方法は、事業者がサービス種別ごとに規定すればよい。
例えば、Ｉモードに代表されるパケット呼などは、ネットワークの混雑時にはユーザが利用できる通信の伝送帯域を、必ずしも保証しないタイプの通信サービスである Best Effort型であって、トラヒックは通常バースト的であり、かつ再送制御の機能も具備していることから、 No Dataフレームをほとんど送出しないタイプの抑制指示を適用することが考えられる。
【００４１】
図９は、 No Dataフレームの処理周期が長い場合の No Dataフレーム送出の例を示したものであって、例えば、図９に示すように、ＴＴＩ×α周期ごとにのみ No Dataフレームを送出するようにしてもよい。
なお、αが無限大の場合、すなわちデータがない場合は、silentモードと一致し、ＲＮＣ→ Node Ｂ間の帯域はほとんど消費されない。
【００４２】
また、ユーザ個別に割り当てられる制御チャネルである個別制御チャネル（Dedicated Control Channel ：ＤＣＣＨ）等は、パケット（Packet）と同様に、ＲＬＣ（Radio Link Control）レイヤレベルの再送機能を具備しているが、接続時の遅延等を防止するためにモード切り替えを行わないか、又は、normalモードに近い制御を指示する等の選択肢が考えられる。
【００４３】
図１０は、 No Dataフレームの周期が短い場合のイメージを示したものであって、normalモードに近い制御が行われる場合を示したものである。
図１０においては、２ＴＴＩごとに No Dataフレームを送出する場合が例示されている。
なお、データがない場合でも、ＲＮＣ→ Node Ｂ間の帯域を消費するが、トランスポート周期が短い周期で監視されるので、同期はずれ回復時の即応性が向上する。
【００４４】
このような、 No Dataフレームの送出周期設定モードの選択は、事業者が料金や信頼性等のサービスのどこに重点を置くかに大きく依存するため、一意には決めない方が無難である。そのため、装置の仕様としては、種々のパターンの No Dataフレーム送出制御手段を具備することが望ましい。
この例の方式の適用は、下り側に限ったものではなく、上り側にも適用可能である。また、 No Dataフレームのトラヒックパターンも、さまざまな思惑によって、いろいろのパターンが考えられる。例えば、 No Dataフレームの送受ごとに、前述のαの値を大きくする方法も考えられる。
【００４５】
図１１，図１２は、上り方向の品質情報収集方法を概念的なイメージによって示したものであって、図１１はnormalモード時を示し、図１２は semi-normalモード時を示している。
normalモードで Outer Loop 等の電力制御を行う場合には、図１１に示すように、 Node ＢはＴＴＩごとに無線品質をフレームに乗せて送出し、ＲＮＣは全フレームの無線品質情報を集計して、 Outer Loop 電力制御の周期ごとに平均等をとって指示を出す。
また、 semi-normalモードで Outer Loop 等の電力制御を行う場合は、図１２に示すように、 Node Ｂは No Dataフレームを送出しない期間の品質情報を積算して、フレーム送出ごとに無線品質をフレームに乗せて送出し、ＲＮＣは全フレームの無線品質情報を集計して、 Outer Loop 電力制御の周期ごとに平均等をとって指示を出すことによって、normalモード時と同等の電力制御を実現することができる。
【００４６】
このように、この例のＷＣＤＭＡＵＴＲＡＮシステムによれば、 Node ＢとＲＮＣは、ユーザデータがない場合のセル送受信処理が軽減されるので、その分のリソースを他のユーザデータの処理に用いることができ、従って、ＷＣＤＭＡ
ＵＴＲＡＮシステムにおいて、高多重化と経済化を図ることが容易になる。
また、ユーザデータのみが回線に流れる可能性が大きくなるので、回線帯域の有効活用を図るとともに、遅延の発生を防止し、多重度を向上できる効果がある。
また、 No Dataフレームの送受信を抑制することによって、回線品質の差別化をより明確に定義でき、標準仕様の場合よりもメリハリのある価格設定が可能になる。
【００４７】
さらに、 No Dataフレームの送受が減少することによって、同一条件下では本発明方式の未採用時と比較して、システム全体の省電力化を図ることができ、その結果、装置寿命の延長を期待できるようになる。
また、ＵＴＲＡＮ内の不要なセルを減少させ又は０にすることができるので、トラヒック収集の精度を向上させることができる。
【００４８】
◇第２実施例
第１実施例の方式では、 semi-normalモードに非対応なノードがある場合を想定して、コントロールフレームによってノード間でネゴシエーションを行ったのちに、モードを切り替えるようにしている。
これは、 semi-normalモードを対象としないノードが存在した場合を想定しているためであって、例えば、既存の Node Ｂでは、新規コントロールフレームをサポートしていないため、モード切り替え要求に対して応答を返すことができない。これによってシステムは、ノードが semi-normalモードに非対応であることを認識して、モード切り替えを中断することができる。
しかしながら、ＵＴＲＡＮの全ノードにおいて semi-normalモードとnormalモードとに対応可能な場合は、ネゴシエーションを省略して、コネクション接続時から意図するモードで通信を行う方式も考えられる。例えば、通話開始から終話まで、 semi-normalモード又はnormalモードを指定すればよい。
【００４９】
図１３は、コネクション設定時にモードを指定する方式の例を示したものであって、コントロールフレームを使用する場合と対比して示している。
図１３において（ａ）は、コネクション設定時にモードを指定する場合を示し、・，・はそれぞれＲＮＣと Node Ｂの、 semi-normalモードでの立ち上げを示している。これに対して（ｂ）は、コントロールフレームを使用してモード切り替えを行う場合を示したものである。
【００５０】
このように、この例のＷＣＤＭＡＵＴＲＡＮシステムによれば、第１実施例の場合と同様の効果が得られるとともに、不要なコントロールフレームや指示プリミティブを省略できるため、システムに対する負荷を、第１実施例の場合よりも、さらに軽減することが可能になる。
【００５１】
◇第３実施例
この例のＷＣＤＭＡＵＴＲＡＮシステムにおいては、ＡＰＬソフトの介在なしに装置が自立で、図６に示されたようなコントロールフレームによるネゴシエーションを行って、 semi-normalモード／normalモードの切り替えを行う。
この例の方式では、装置が通常具備している輻輳検出判断機能において、輻輳又は輻輳に近い状態に陥ったときに、ユーザフレームを欠落させないために、装置が自らコントロールフレームを対向ノードに送出して、 semi-normalモードに切り替え、輻輳が解除された場合等には、再びnormalモードに切り戻すようにする。
【００５２】
図１４は、輻輳時等に装置が自動的にモード切り替えを行う方式の第１の例を示し、図１５は、輻輳時等に装置が自動的にモード切り替えを行う方式の第２の例を示したものである。
図１４に示す方式においては、ＲＮＣが輻輳を検出したとき、ＡＰＬソフトに対して輻輳通知を行うとともに、Ｉｕｂコントロールフレームによって、 Node Ｂに切り替え通知を行ったのち、モードの自立切り替えを行う。
この例の方式は、通常のように輻輳時には低優先のユーザデータから破棄して復旧する方式とは異なり、不要な No Dataフレームを減少させて、極力、ユーザデータの欠落を防止する方式となるため、高負荷時の品質劣化を防止する手段として有効である。
【００５３】
図１５に示す方式においては、ＲＮＣが輻輳を検出したとき、ＡＰＬソフトに対して輻輳通知を行って、ＡＰＬソフトからモード切り替え指示を受けたとき、Ｉｕｂコントロールフレームによって、 Node Ｂに切り替え通知を行ったのち、モードの切り替えを行うようにする。
この方式では、輻輳通知を受けたＡＰＬソフトがＲＮＣに対して、非優先の呼に対する、モード切り替えを指示することができる。この方式は、高負荷時の品質劣化を防止するとともに、装置単体では検出できない輻輳等が発生した場合等に有効である。
【００５４】
このように、この例のＷＣＤＭＡＵＴＲＡＮシステムによれば、第１実施例の場合と同様の効果が得られるとともに、不要な No Dataフレームを減少させて、ユーザデータの欠落を防止するので、高負荷時の品質劣化を防止することができる。
【００５５】
◇第４実施例
この例のＷＣＤＭＡＵＴＲＡＮシステムにおいては、ユーザ個別にモードを切り替えるのではなく、ノード間の共通チャネル（ＣＣＨ）、又は専用チャネルを確保して、このチャネル上で通知情報をやりとりして、対向装置のすべてのコネクションに対して一括してアウトバンドでモード切り替えを通知することによって、その装置が扱っている全コネクションについて、装置ごとにモードを切り替える。
この方式は、輻輳時等において、チャネル個別に制御を行うようにすると、復旧までに時間がかかることを想定して、一旦、すべてのチャネルのモードを semi-normalモードに切り替えて、優先度の高いチャネルから順次個別に、normalモードに徐々に切り戻す等の方式を採用する場合等に用いられる。
なお、この場合、チャネル一括でなく、サービスごとに一括してモード切り替えを行うようにしてもよい。
【００５６】
この方式は、特に、装置がサービス個別に分かれいている等の場合には、非優先のサービスから一括で切り替えられるので、輻輳時等に有効な手段となる。
この方式を補完的に具備することによって、高負荷時における早期の復旧と品質確保を行えることが期待できる。
すなわち、第３実施例の場合の図１４，図１５の動作では、コントロールフレームをやりとりするコネクションが、インバンド（Ｕ-planeと同じ) になっているが、この例では、別に専用にコネクションを設けるので、輻輳時に、ユーザ単位で発生する図１４，図１５のシーケンスを一回にまとめて行うことができるようになる。
また、システムアップ時に、アウトバンドで対向ノードとネゴシエーションを行えば、どのノードが semi-normalモードに対応しているかが分かるので、ユーザコネクションの設定の際に、不要なプリミティブやトラヒックを削減するために利用することができる。
【００５７】
このように、この例のＷＣＤＭＡＵＴＲＡＮシステムによれば、第１実施例の場合と同様の効果が得られ、さらに、不要な No Dataフレームを減少させて、ユーザデータの欠落を防止して、高負荷時の品質劣化を防止することができるとともに、輻輳時の早期の復旧と品質確保が可能になる。
【００５８】
◇第５実施例
この例のＷＣＤＭＡＵＴＲＡＮシステムにおいては、処理周期（ＴＴＩ）そのものを変更する。すなわち、収容ユーザ数が少ない場合のように、システムの負荷が軽いときは、速いＴＴＩを選択し、逆に負荷が重い場合には、遅いＴＴＩでセットアップし、輻輳時等の場合は、速いＴＴＩで動作中のものを遅いＴＴＩに切り替えることによって、システムにかかる負荷を低減して容量増加等を図るようにする。
この方式は No Dataフレームだけでなく、ユーザデータフレームの流量まで制御するものであるが、normalモードのままでも負荷を低減することができる方式である。
この例の方式ではユーザデータの伝送も高速にできるので、パケット呼等の平均保留時間の低減に寄与できる。従って、レスポンスが速くなるため、１ユーザ当たりの回線占有時間が減少するので、回線利用率の向上も期待でき、システム全体の収容数アップにも効果的である。
【００５９】
このように、この例のＷＣＤＭＡＵＴＲＡＮシステムによれば、第１実施例の場合と同様の効果が得られるとともに、normalモードのままでも負荷を低減することができ、レスポンスを速くすることによって、回線利用率を向上させ、システム全体の収容数をアップすることができる。
【００６０】
以上、この発明の実施例を図面により詳述してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られたものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。例えば、図１に示すＵＥは携帯端末に限らず、ＷＣＤＭＡシステムをサポートする機器であれば、他のものであってもよい。また、ＣＮは交換網に限らず、ＩＰ網も含まれる。また、上記各実施例においては、normalモードから semi-normalモードへの切り替え時の処理についてのみ説明したが、 semi-normalモードからnormalモードに切り戻す際の処理も同様にして行うことができる。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明のＷＣＤＭＡＵＴＲＡＮシステムによれば、ＷＣＤＭＡシステムのＲＮＣ→ Node Ｂ間において、ユーザデータが存在しない場合に、定期的にやりとりされる No Dataフレームの流量を制御するので、システム全体の必要帯域が抑制されて、ＵＴＲＡＮシステムの経済化に寄与することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例であるＷＣＤＭＡＵＴＲＡＮシステムにおける、 Node Ｂの第１の動作例を説明する図である。
【図２】同実施例のＷＣＤＭＡＵＴＲＡＮシステムにおける、 Node Ｂの第２の動作例を説明する図である。
【図３】同実施例のＷＣＤＭＡＵＴＲＡＮシステムにおける、ＲＮＣの第１の動作例を説明する図である。
【図４】同実施例のＷＣＤＭＡＵＴＲＡＮシステムにおける、ＲＮＣの第２の動作例を説明する図である。
【図５】同実施例における、モード切り替え通知フレームのフォーマットを例示する図である。
【図６】同実施例における、インバンドでの第１のモード切り替えイメージを示す図である。
【図７】同実施例における、インバンドでの第２のモード切り替えイメージを示す図である。
【図８】同実施例における、非同期切り替えの場合の動作イメージを示す図である。
【図９】同実施例における、 No Dataフレームの処理周期が長い場合の動作イメージを示す図である。
【図１０】同実施例における、 No Dataフレームの処理周期が短い場合の動作イメージを示す図である。
【図１１】同実施例における、normalモード時における上り方向の品質情報収集方法の例を示す図である。
【図１２】同実施例における、 semi-normalモード時における上り方向の品質情報収集方法の例を示す図である。
【図１３】本発明の第２実施例であるＷＣＤＭＡＵＴＲＡＮシステムにおける、コネクション設定時にモードを指定する方式を示す図である。
【図１４】本発明の第３実施例であるＷＣＤＭＡＵＴＲＡＮシステムにおける、輻輳時等に装置が自動的にモード切り替えを行う方式の第１の例を示す図である。
【図１５】同実施例のＷＣＤＭＡＵＴＲＡＮシステムにおける、輻輳時等に装置が自動的にモード切り替えを行う方式の第２の例を示す図である。
【図１６】従来の、及び本発明が適用されるＵＴＲＡＮの一般的な構成を示す図である。
【図１７】上り側のＤＣＨにおいて normal モードを選択した場合の伝送データを示す図である。
【図１８】上り側のＤＣＨにおいてsilentモードを選択した場合の伝送データを示す図である。
【図１９】下り側におけるＤＣＨデータの伝送を示す図である。
【符号の説明】
１ＣＮ（Core Network）
２ＲＮＣ（Radio Network Controller）
３ Node Ｂ
４ Node Ｂ
５ＵＥ（User Equipment）

Claims

Ｕｕ点を介してユーザ装置（以下、ＵＥという）と通信を行うノード（以下、 Node Ｂという）と、Ｉｕ点を介してコアネットワーク（以下、ＣＮという）と通信を行う基地局制御装置（以下、ＲＮＣという）とがＩｕｂ点を介して接続され、前記 Node ＢからＲＮＣに向かう上り側の個別チャネル（以下、ＤＣＨという）にはnormalモード又はsilentモードを用い、ＲＮＣから Node Ｂに向かう下り側のＤＣＨにはnormalモードを用いるＷＣＤＭＡシステムのＵＴＲＡＮにおいて、
前記 Node Ｂは、前記ＲＮＣからの No Dataフレーム受信時、前記ＵＥに対してデータを送出しないとともに、前記ＵＥからのデータ未受信時、複数の処理周期（以下、ＴＴＩという）ごとに前記ＲＮＣに対して No Dataフレームを送出し、前記ＲＮＣは、前記 Node Ｂからのデータ未受信時、前記ＣＮに対してデータを送信しないとともに、前記ＣＮからのデータ未受信時、複数ＴＴＩごとに前記 Node Ｂに対して No Dataフレームを送出する semi-normalモードを設けることを特徴とするＷＣＤＭＡＵＴＲＡＮシステム。
前記 No Dataフレームを送出すべきデータ未受信期間が、上位からの指示に基づいて変更可能なことを特徴とする請求項１記載のＷＣＤＭＡＵＴＲＡＮシステム。
前記normalモードから semi-normalモードへの切り替えを、前記ＲＮＣが制御フレームによって前記 Node Ｂとの間でネゴシエーションを行ったのちに実行することを特徴とする請求項１又は２記載のＷＣＤＭＡＵＴＲＡＮシステム。
前記ネゴシエーションが、上位のアプリケーション（以下、ＡＰＬという）ソフトからの指示によって開始されることを特徴とする請求項３記載のＷＣＤＭＡＵＴＲＡＮシステム。
前記ＡＰＬソフトからの指示が、輻輳検出時、前記ＲＮＣから前記ＡＰＬソフトへの通知に基づいて行われることを特徴とする請求項４記載のＷＣＤＭＡＵＴＲＡＮシステム
前記ネゴシエーションを、輻輳検出時、ＲＮＣが自立で開始することを特徴とする請求項３記載のＷＣＤＭＡＵＴＲＡＮシステム。
前記normalモードから semi-normalモードへの切り替えが、コネクション確立時、ＲＮＣから Node Ｂへの通知に基づいて行われることを特徴とする請求項１又は２記載のＷＣＤＭＡＵＴＲＡＮシステム。
前記normalモードから semi-normalモードへの切り替えが、インバンドでの通知に基づいて行われることを特徴とする１乃至７のいずれか一に記載のＷＣＤＭＡＵＴＲＡＮシステム。
前記normalモードから semi-normalモードへの切り替えが、アウトバンドでの通知に基づいて行われることを特徴とする請求項１又は２記載のＷＣＤＭＡＵＴＲＡＮシステム。
前記normalモードから semi-normalモードへの切り替えを、アウトバンドでの通知に基づいて、対向装置のすべてのコネクションに対して一括して行うことを特徴とする請求項９記載のＷＣＤＭＡＵＴＲＡＮシステム。
前記normalモードから semi-normalモードへの切り替えを、アウトバンドでの通知に基づいて、サービスごとに一括して行うことを特徴とする請求項９記載のＷＣＤＭＡＵＴＲＡＮシステム。
semi-normalモード時、前記 Node Ｂが No Dataフレーム未送出期間の品質情報を積算して、次の No Dataフレームによって前記ＲＮＣに通知することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一に記載のＷＣＤＭＡＵＴＲＡＮシステム。
前記normalモードから semi-normalモードへの切り替えを、前記ＲＮＣと Node Ｂとが同期して行うことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一に記載のＷＣＤＭＡＵＴＲＡＮシステム。
前記normalモードから semi-normalモードへの切り替えを、前記ＲＮＣと Node Ｂとが非同期で行うことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一に記載のＷＣＤＭＡＵＴＲＡＮシステム。
前記非同期のモード切り替えを、制御フレームの受信をトリガとして行うことを特徴とする請求項１４記載のＷＣＤＭＡＵＴＲＡＮシステム。
Ｕｕ点を介してＵＥと通信を行う Node Ｂと、Ｉｕ点を介してＣＮと通信を行うＲＮＣとがＩｕｂ点を介して接続され、前記 Node ＢからＲＮＣに向かう上り側のＤＣＨにはnormalモード又はsilentモードを用い、ＲＮＣから Node Ｂに向かう下り側のＤＣＨにはnormalモードを用いるＷＣＤＭＡシステムのＵＴＲＡＮにおいて、
前記ＲＮＣにおける帯域と処理能力に関する負荷が重いか又は軽いかに応じてシステムのＴＴＩを変化させてＲＮＣと Node Ｂとの相互間における No Data フレームの送信間隔を選択することによって、前記負荷が重い場合には No Data フレームの送信間隔を大きくし、前記負荷が軽い場合には No Data フレームの送信間隔を小さくすることを特徴とするＷＣＤＭＡＵＴＲＡＮシステム。