JP5387682B2 - 移動体通信システム及び無線装置及び無線装置制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、無線装置制御装置に複数の無線装置が接続されてセルを構成する移動体通信システム及び無線装置及び無線装置制御装置に関する。

無線基地局装置は、無線装置制御部（ＲＥＣ：Ｒａｄｉｏ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）と無線装置（ＲＥ：Ｒａｄｉｏ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）の２つに分離した構成をとることが多い。これらの分離された無線装置制御部と無線装置とのインタフェースとして、例えばＣＰＲＩ（Ｃｏｍｍｏｎ Ｐｕｂｌｉｃ Ｒａｄｉｏ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）が用いられる（非特許文献１参照）。

この分離構成は、無線装置制御部と無線装置の距離を調整し、アンテナ部を伴う無線装置を分散して配置することで電波の到達性改良を実現することができると同時に、無線装置制御部と無線装置を分離してポールなどに設置されるアンテナ部を伴う無線装置を、無線装置制御部から切り離すことで極力軽量化するねらいも兼ねている。上記の利用想定から、その転送先はベースバンド処理を行った無線装置制御部が構成するセル内に閉じている。

ＣＰＲＩは、図１（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、無線装置制御部と無線装置が１：１もしくは１：Ｎの関係であり、１個の無線装置制御部から無線装置側に閉じたネットワークについて規定するものである。ＣＰＲＩでは無線装置同士の接続形態として、図１（Ａ）に示すチェイントポロジー、図１（Ｂ）に示すツリートポロジー、図１（Ｃ）に示すリングトポロジーを規定している。しかし、これらは全て１つの無線装置制御部に対する接続形態であり、無線装置制御部が受け持つセルを隔てた接続形態は規定されていない。

図２にＣＰＲＩのデータ構造を示す。ここでは、ＣＰＲＩの物理媒体である光ケーブル（ＣＰＲＩ ｌｉｎｋともいう）における上りリンク又は下りリンクの一方を示している。双方向の物理媒体であれば上りリンクと下りリンクの回線を持つ。

図２の最上段に示すＣＰＲＩフレームの最小単位をベーシックフレームと呼ぶ。ベーシックフレームの時間軸で見たときの先頭１ビット列分は制御データ送受信のためのコントロールワード（ＣＷ）領域であり、それ以降はベースバンド信号送受信のためのＩＱデータを格納するＩＱデータ領域である。このコントロールワードを用いて制御情報のやり取りを行う。

図３に示すように、１ハイパーフレームを構成する全２５６個のベーシックフレームのコントロールワードを集めて１つの制御情報を構成する。図３においては、０〜２５５番のブロックそれぞれが１ベーシックフレームのコントロールワードを表している。

このハイパーフレームのコントロールワードを集めた制御情報には、命令が１ビット単位で定義された領域と、ベンダースペシフィック領域（１６〜１８、８０〜８２，１４４〜１４６、２０８〜２１０番を含むブロック）と呼ばれるベンダが自由に定義できる部分を含んでいる。更に、残りの部分（１９４番のブロックのポインタ「ｐ」で開始位置を指定した領域）を使って、イーサネット（登録商標）等のレイヤ２以上の通信プロトコル情報を格納する構成とされている。

ＣＰＲＩでは、１つのセル（１つの無線装置制御部に対応）に閉じた範囲での規定であるため、セルを隔てた転送データの宛先については規定がない。更に、無線装置の複数接続と接続形態の記載はあるが、同一データを複数の無線装置から送信することを前提にしているのであって、フレーム単位でデータ経路を制御することについての規定はされていない。

ＣＰＲＩ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｖ４．１

図４は従来の移動体通信システムのネットワーク形態の一例の構成図を示す。図４において、上位装置１１には無線基地局装置の無線装置制御部（ＲＥＣ）１２，１３が接続されている。無線装置制御部１２には無線基地局装置に含まれる無線装置（ＲＥ）１４，１５，１６それぞれがＣＰＲＩにて接続されており、無線装置制御部１２と無線装置１４，１５，１６で第１セルを構成している。また、無線装置制御部１３には無線基地局装置に含まれる無線装置１７，１８，１９それぞれがＣＰＲＩにて接続されており、無線装置制御部１３と無線装置１７，１８，１９で第２セルを構成している。無線装置制御部１２，１３それぞれは上位装置１１との接続及びベースバンド処理を行い、無線装置１４〜１９それぞれは移動端末との無線接続を行う。

従来の無線基地局装置のネットワークにおいては、第１セルを構成する無線装置制御部１２及び無線装置１４，１５，１６と、第２セルを構成する無線装置制御部１３及び無線装置１７，１８，１９との間でデータ通信を行って情報をやり取りすることができないという問題があった。

そこで、目的の一つは、上記の点に鑑みなされたものであり、異なるセルを構成する無線装置又は無線装置制御装置の間で情報のやり取りを行うことができる移動体通信システム及び無線装置及び無線装置制御装置を提供することである。

所定のインタフェースを用いて無線基地局に含まれる無線装置制御装置と無線装置を接続してセルを構成する移動体通信システムであって、第１のセルを構成する第１の無線装置と、前記第１のセルとは異なる第２のセルを構成し前記第１の無線装置に隣接する第２の無線装置間を前記所定のインタフェースを用いて接続しデータ通信を行う。

本実施形態によれば、異なるセルを構成する無線装置又は無線装置制御装置の間で情報のやり取りを行うことができる。

ＣＰＲＩの接続形態を説明するための図である。 ＣＰＲＩのデータ構造を示す図である。 ハイパーフレームのコントロールワードで構成する制御情報を示す図である。 従来の移動体通信システムのネットワーク形態の一例の構成図である。 移動体通信システムのネットワーク形態の一実施形態の構成図である。 拡張ルーティングテーブルの一実施形態の構成図である。 無線装置の一実施形態のブロック構成図である。 無線装置制御部の一実施形態のブロック構成図である。 ＬＴＥ対応の移動端末がＨＳＰＡ対応のセルに入った場合の移動体通信システムの動作シーケンスである。 ベースバンド処理リソースの平準化を行う移動体通信システムの動作シーケンスである。 第２の方法のベーシックフレームの一実施形態の構成図である。 第３の方法のベーシックフレームの一実施形態の構成図である。 第１の方法のベーシックフレームの他の実施形態の構成図である。 第２の方法のベーシックフレームの他の実施形態の構成図である。 第３の方法のベーシックフレームの他の実施形態の構成図である。 第１乃至第３の方法のいずれかを選択する処理のフローチャートである。

以下、図面に基づいて実施形態について説明する。

＜移動体通信システムのネットワーク形態＞
図５は移動体通信システムのネットワーク形態の一実施形態の構成図を示す。図５において、上位装置２１は、例えば３Ｇシステムでは基地局制御装置（ＲＮＣ）、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）システムではサービングゲートウェイ装置（ｓＧＷ）である。

上位装置２１には無線基地局装置の無線装置制御部（ＲＥＣ：無線装置制御装置）２２，２３が接続されている。無線装置制御部２２には無線基地局装置に含まれる無線装置（ＲＥ）２４，２５，２６それぞれがＣＰＲＩにて接続されており、無線装置制御部２２と無線装置２４，２５，２６で第１セルを構成している。また、無線装置制御部２３には無線基地局装置に含まれる無線装置２７，２８，２９それぞれがＣＰＲＩにて接続されており、無線装置制御部２３と無線装置２７，２８，２９で第２セルを構成している。無線装置制御部２２，２３それぞれは上位装置２１との接続及びベースバンド処理を行い、無線装置２４〜２９それぞれは移動端末との無線接続を行う。

無線装置制御部２２，２３それぞれは格納部としての拡張ルーティングテーブル３２，３３を有し、無線装置２４〜２９それぞれは格納部としての拡張ルーティングテーブル３４〜３９を有している。

本実施形態では、更に、セルが異なる無線装置であって互いに近接して配置されている無線装置２６，２７間をＣＰＲＩにて接続して、異なるセル間の通信を実現する。この形態により得られる利点は、新サービス未対応の例えば第２セル又はその一部に新サービス呼を設定可能となることと、例えば第２セルを制御する無線装置制御部２３のベースバンド処理リソースが不足した場合に、隣接する第１セルからベースバンド処理済みのデータをＣＰＲＩ経由でセルを跨いで転送することで、システム全体として処理リソースの分散とそれによる平準化を実現できることにある。

また、従来システムでは無線装置制御部より無線側のシステムがツリー構成を成していたのに対し、本実施形態では新しいＣＰＲＩ接続により、どの無線装置を送信先とするかというＩＱデータの経路制御が必要になる。本実施形態では無線装置制御部毎、無線装置毎にＩＰアドレスを割り当て、ＣＰＲＩ上で実現されるＩＰ網を構築する。隣接セルに呼設定をするに当たりＩＰ網の経路制御とは別にノードとなる各無線装置は隣接セルのサービスの種類や隣接セルから呼を設定した場合に経由したノード数などを管理する必要があるため、各無線装置制御部及び各無線装置は拡張ルーティングテーブルを持つ。

＜拡張ルーティングテーブルの構成＞
図６は拡張ルーティングテーブルの一実施形態の構成図を示す。ここでは、例えば無線装置２７に設けられた拡張ルーティングテーブル３７の一例を示している。通常のルーティングテーブルは、ノード名、ネットワーク宛先のノードのアドレス、サブネットマスク、ゲートウェイ（ネットワーク宛先に接続するための次ノード）のアドレスについての情報を有している。これに対し、拡張ルーティングテーブルでは、経由するノード数、対応サービス１，２，…、残りリソース１，２，…、についての情報が追加されて拡張されている。経由するノード数はＩＱデータ転送遅延の目安とするために設けられている。対応サービスは３Ｇ，ＬＴＥ等の無線装置制御部が提供するサービスを示している。残りリソースは無線装置制御部におけるベースバンド処理リソースを示している。

図６において、ルーティング先のノード名として、無線装置制御部２２（ＲＥＣ１），無線装置（ＲＥ３）２６，無線装置制御部２３（ＲＥＣ２），無線装置（ＲＥ３）２６が登録されている。無線装置制御部２２（ＲＥＣ１）については、ネットワーク宛先が「１９２．１６８．０．１」、サブネットマスクが「２５５．２５５．０．０」、ゲートウェイのアドレスが「１９２．１６８．０．２」、経由するノード数が「１」、対応サービス１が「ＨＳＰＡ（Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｐａｃｋｅｔ Ａｃｃｅｓｓ）」、対応サービス１の残りリソース（ベースバンド処理リソース）が「５０チャネル」、対応サービス２が「ＬＴＥ」、対応サービス２の残りリソースが「４０チャネル」である。

また、無線装置制御部２３（ＲＥＣ２）については、ネットワーク宛先が「１９２．１６８．１．１」、サブネットマスクが「２５５．２５５．０．０」、ゲートウェイのアドレスが「１９２．１６８．０．０」、経由するノード数が「０」、対応サービス１が「ＨＳＰＡ」、対応サービス１の残りリソース（ベースバンド処理リソース）が「２チャネル」である。

図６では、無線装置制御部２２（ＲＥＣ１）が新サービスのＬＴＥと旧サービスのＨＳＰＡに対応している。一方、無線装置制御部２３（ＲＥＣ２）はＨＳＰＡにのみ対応しており新サービス（ＬＴＥ）は提供していない。

＜無線装置の構成＞
図７は無線装置の一実施形態のブロック構成図を示す。ここでは、無線装置２７を例にとって説明する。図７において、インタフェース部４１Ａは無線装置制御部２３のインタフェース部と光ケーブルで接続され、ＣＰＲＩフレームの送受信を行う。また、インタフェース部４１Ｂは他の無線装置２６のインタフェース部と光ケーブルで接続され、ＣＰＲＩフレームの送受信を行う。

インタフェース部４１Ａ，４１Ｂで受信されたＣＰＲＩフレームは転送部４２Ａ，４２Ｂに供給される。

転送部４２Ａ，４２Ｂそれぞれは、経路制御部４３と分離合成部４４を有している。経路制御部４３はインタフェース部４１Ａ，４１Ｂから供給されたＣＰＲＩフレームのＩＱデータの宛先が自装置であるか又は他の無線装置であるかを判別する。このとき、図３に示すハイパーフレームのベンダースペシフィック領域の経路制御用ＩＰアドレス、又は、後述する図１１乃至図１５のいずれかに示す経路制御用ＩＰアドレスで、拡張ルーティングテーブル４６を参照してＩＱデータの転送先を判断する。

分離合成部４４は後述する図１２又は図１５のベーシックフレームから経路制御用ＩＰアドレス及びＩＱデータを分割する。また、分割された経路制御用ＩＰアドレス及びＩＱデータそれぞれを図１２又は図１５のベーシックフレームの形態（経路制御用ＩＰアドレス及びＩＱデータは１つだけ）に変換する。また、分離合成部４４は上記の経路制御用ＩＰアドレス及びＩＱデータが１つだけのベーシックフレームを複数集めて、経路制御用ＩＰアドレス及びＩＱデータを複数含む図１２又は図１５に示すベーシックフレームを多重合成する。

転送部４２Ａ，４２Ｂそれぞれはインタフェース部４１Ａ，４１Ｂから供給されたベーシックフレーム又は変換したベーシックフレームの転送先が自装置であれば共通制御部４５に供給する。一方、インタフェース部４１Ａ，４１Ｂから供給されたベーシックフレーム又は変換したベーシックフレームの転送先が他の無線装置２６，２７であれば転送部４２Ｂ，４２Ａに供給する。

また、転送部４２Ａ，４２Ｂそれぞれは共通制御部４５から供給される受信ＩＱデータのベーシックフレームと転送部４２Ｂ，４２Ａそれぞれから供給される経路制御用ＩＰアドレス及びＩＱデータが１つだけのベーシックフレームを経路制御用ＩＰアドレス毎に図１２又は図１５のベーシックフレームに多重合成してＣＰＲＩインタフェース４１Ａ，４１Ｂに供給する。

共通制御部４５は、転送部４２Ａ，４２Ｂそれぞれから供給されるＣＰＲＩフレーム（ベーシックフレーム）を集めてハイパーフレームを構成し、ハイパーフレームのコントロールワードから図３に示す制御情報を得る。共通制御部４５は制御情報中のベンダースペシフィック領域の解析と解析結果に応じた処理を行う。この結果、自装置宛のＩＰ通信のハイパーフレームであれば、当該ハイパーフレームを終端してＩＰ通信の処理を行う。また、ハイパーフレームが自装置から送信する無線フレームであれば共通制御部４５はハイパーフレームのＩＱデータをどのアンテナからどの搬送波で出力するかの制御を行う。また、ハイパーフレームのベンダースペシフィック領域の経路情報から当該ハイパーフレームが他の無線装置又は無線装置制御部を宛先とするＩＰ通信の場合には共通制御部４５は拡張ルーティングテーブル４６を参照して当該ハイパーフレームを転送部４２Ａ，４２Ｂ，インタフェース部４１Ａ又は４１Ｂを通して宛先の装置に転送する。また、共通制御部４５は図３に示す制御情報に含まれるイーサネット（登録商標）等の通信プロトコル情報による通信を確立する。

更に、共通制御部４５は、他の無線装置又は無線装置制御部を宛先とするＩＰ通信を行うためのＣＰＲＩフレーム（図３又は図１１乃至図１５のいずれかの形態）を生成する。そして、共通制御部４５は拡張ルーティングテーブル４６を参照して当該ＣＰＲＩフレームを転送部４２Ａ，４２Ｂ，インタフェース部４１Ａ又は４１Ｂを通して宛先の装置に送信する。

本実施形態では、無線装置２７はＩＰ網により無線装置制御部２２，２３だけでなく、他の無線装置２４〜２６，２８，２９に対してもルーティング情報等の通信を行うことができる。

また、共通制御部４５は自装置宛のハイパーフレームから取り出したＩＱデータを無線フレームとして送信するためにＤＡ変換し、送受信増幅部４７で増幅してアンテナ４８から送信する。また、アンテナ４８で移動端末（ＵＥ）から受信した無線フレームは送受信増幅部４７で増幅されて共通制御部４５に供給される。

共通制御部４５は受信無線フレームの宛先にて拡張ルーティングテーブル４６を参照し、受信無線フレームの送り先が無線装置制御部であるか他の無線装置であるかを判断する。そして、共通制御部４５は判断結果に応じて受信無線フレームから変換したＩＱデータをＩＱデータ分離合成部４３Ａ，４３Ｂのいずれかに供給する。

なお、拡張ルーティングテーブル４６は図５における拡張ルーティングテーブル３４〜３９に相当し、共通制御部４５は拡張ルーティングテーブル４６に対して書き込み及び読み出しを行い、ＩＱデータ分離合成部４３Ａ，４３Ｂは拡張ルーティングテーブル４６に対して読み出しを行う。

＜無線装置制御部の構成＞
図８は無線装置制御部の一実施形態のブロック構成図を示す。ここでは、無線装置制御部２３を例にとって説明する。図８において、上位装置インタフェース部５１は上位装置２１と接続されており、回線データの送受信を行う。上位装置インタフェース部５１で受信された回線データはベースバンド処理部５２に供給される。

ベースバンド処理部５２は受信された回線データから無線装置毎のＩＱデータを生成し、このＩＱデータを各無線装置に送信するためのハイパーフレームを生成する。また、ベースバンド処理部５２は回線データの宛先から拡張ルーティングテーブル５３を参照し、各ハイパーフレームの送り先がどの無線装置であるかを判断する。この結果、ベースバンド処理部５２は各ハイパーフレームを、転送部５４Ａ〜５４Ｄを通してインタフェース部５７Ａ〜５７Ｄに振り分けて供給する。なお、拡張ルーティングテーブル５３は図７に示す拡張ルーティングテーブル３７と同様の構成である。

また、ベースバンド処理部５２は他の無線装置又は無線装置制御部を宛先とするＩＰ通信のＣＰＲＩフレームを生成する。ベースバンド処理部５２は拡張ルーティングテーブル５３を参照して当該ＣＰＲＩフレームを転送部５４Ａ〜５４Ｄ，インタフェース部５７Ａ〜５７Ｄを通して宛先の装置に転送する。

インタフェース部５７Ａは無線装置２７のインタフェース部と光ケーブルで接続され、ＣＰＲＩフレームの送受信を行う。同様に、インタフェース部５７Ｂ，５７Ｃは無線装置２８，２９のインタフェース部と光ケーブルで接続され、ＣＰＲＩフレームの送受信を行う。インタフェース部５７Ｄについても同様に無線装置のインタフェース部と光ケーブルで接続され、ＣＰＲＩフレームの送受信を行う。

転送部５４Ａ〜５４Ｄそれぞれは、経路制御部５５と分離合成部５６を有している。経路制御部５５はインタフェース部５７Ａ〜５７Ｄから供給されたＣＰＲＩフレームのＩＱデータの宛先が自装置であるか又は他の無線装置であるかを判別する。このとき、図３に示すハイパーフレームのベンダースペシフィック領域の経路制御用ＩＰアドレス、又は、後述する図１１乃至図１５のいずれかに示す経路制御用ＩＰアドレスで、拡張ルーティングテーブル５３を参照してＩＱデータの転送先を判断する。

分離合成部５６は後述する図１２又は図１５のベーシックフレームから経路制御用ＩＰアドレス及びＩＱデータを分割する。また、複数の分割された経路制御用ＩＰアドレス及びＩＱデータそれぞれを図１２又は図１５のベーシックフレームの形態（経路制御用ＩＰアドレス及びＩＱデータは１つだけ）に変換する。また、分離合成部５６は上記の経路制御用ＩＰアドレス及びＩＱデータが１つだけのベーシックフレームを複数集めて、経路制御用ＩＰアドレス及びＩＱデータを複数含む図１２又は図１５に示すベーシックフレームを多重合成する。

転送部５４Ａ〜５４Ｄそれぞれはインタフェース部５７Ａ〜５７Ｄから供給されたベーシックフレーム又は変換したベーシックフレームの転送先が自装置であればベースバンド処理部５２に供給する。一方、インタフェース部５７Ａ〜５７Ｄから供給されたベーシックフレーム又は変換したベーシックフレームの転送先が他の無線装置であれば転送部５４Ｂ〜５４Ｄ，５４Ａに供給する。

また、転送部５４Ａ〜５４Ｄそれぞれはベースバンド処理部５２から供給される受信ＩＱデータのベーシックフレームと転送部５４Ｂ〜５４Ｄ，５４Ａそれぞれから供給される経路制御用ＩＰアドレス及びＩＱデータが１つだけのベーシックフレームを経路制御用ＩＰアドレス毎に図１２又は図１５のベーシックフレームに多重合成してＣＰＲＩインタフェース５４Ａ〜５４Ｄに供給する。

ベースバンド処理部５２は、転送部５４Ａ〜５４Ｄそれぞれから供給されるＣＰＲＩフレーム（ベーシックフレーム）を集めてハイパーフレームを構成し、ハイパーフレームのコントロールワードから図３に示す制御情報を得る。ベースバンド処理部５２は制御情報中のベンダースペシフィック領域の解析と解析結果に応じた処理を行う。この結果、自装置宛のＩＰ通信のハイパーフレームであれば、当該ハイパーフレームを終端してＩＰ通信の処理を行う。また、ハイパーフレームが自装置から上位装置２１に送信する無線フレームであればベースバンド処理部５２はハイパーフレームのＩＱデータから無線装置毎の無線フレームを復元し、この無線フレームを回線データに変換して上位装置インタフェース部５１から上位装置２１に送信する。

また、ベンダースペシフィック領域の経路情報から当該ハイパーフレームが他の無線装置又は無線装置制御部を宛先とするＩＰ通信の場合にはベースバンド処理部５２は拡張ルーティングテーブル５３を参照して当該ハイパーフレームを転送部５４Ａ〜５４Ｄ，インタフェース部５７Ａ〜５７Ｄを通して宛先の装置に転送する。また、ベースバンド処理部５２は図３に示す制御情報に含まれるイーサネット（登録商標）等の通信プロトコル情報による通信を確立する。

なお、拡張ルーティングテーブル５３は図５における拡張ルーティングテーブル３２，３３に相当し、ベースバンド処理部５２は拡張ルーティングテーブル５３に対して書き込み及び読み出しを行い、転送部５４Ａ〜５４Ｄは拡張ルーティングテーブル４６に対して読み出しを行う。

＜拡張ルーティングテーブルの情報収集＞
各無線装置制御部及び各無線装置の拡張ルーティングテーブル３２〜３９の情報収集はネットワークの物理回線の敷設後に自動で収集する。この場合、無線装置制御部２２，２３がＤＨＣＰ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｈｏｓｔ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）サーバ機能を持ち、無線装置２４〜２９がＤＨＣＰクライアント機能を持つ。

各ノード（つまり無線装置制御部及び無線装置）は、装置立ち上げ時に経由するノード数、対応サービス、残リソース数等の拡張情報を他ノードからの問い合わせに対して参照可能なように整理かつ準備しておく。そのためには作業用テーブルを定義するか、拡張ルーティングテーブルの欄に自ノードを追加しても良い。当該拡張情報は装置状態が変化する度に最新状態に保たれる。そして、ＤＨＣＰで接続が確認できたノードは、拡張ルーティングテーブルの拡張情報を収集するため該当ノードに情報問い合わせを行う。

なお、各ノードの拡張ルーティングテーブルの内容はシステムの管理者が予めマニュアルで設定するようにしてもよい。

＜旧サービスから新サービスへの移行＞
例えば旧サービスの３Ｇ（第３世代）から新サービスのＬＴＥへの移行で問題となるのが、ＬＴＥから３Ｇへの下方互換性が存在しない点である。ＬＴＥ対応の移動端末（ＵＥ）を購入したユーザは、３ＧからＬＴＥの移行期に３Ｇ対応サービスのみに対応したセルにおいては通信を行うことができないが、本実施形態では、これを可能とする。

図９はＬＴＥ対応の移動端末（ＵＥ１）がＨＳＰＡ対応の第２セルを構成する無線装置２７のセクタ内に入った場合の移動体通信システムの動作シーケンスを示す。図９において、ステップＳ１で第１セルを構成しておりＬＴＥ及びＨＳＰＡ対応の無線装置制御部２２（ＲＥＣ１）は、拡張ルーティングテーブル３３を参照して自装置から経由するノード数が１である無線装置２７（ＲＥ４）にＬＴＥ接続を行わせる可能性があると判断し、無線装置２７（ＲＥ４）の周波数リソースの有無を隣接する第２セルの無線装置制御部２３（ＲＥＣ２）にＩＰ通信で問い合せる。

なお、このステップＳ１は例えば上位装置２１からの設定指示を契機に実行される。このとき、経由するノード数がＸ（Ｘは１，２，３等の整数）以下の無線装置にＬＴＥ接続を行わせると判断するかを、上位装置２１から無線装置制御部２２（ＲＥＣ１）に指示する。これは経由するノード数が増えるに従ってＩＱデータ転送遅延が大きくなり、リアルタイム通信が難しくなるためである。

ステップＳ２で無線装置制御部２３（ＲＥＣ２）は自装置で管理している無線装置２７（ＲＥ４）の運用情報から、新サービスのＬＴＥとして無線装置２７（ＲＥ４）に割り当て可能な周波数リソースを計算し、無線装置制御部２２に対しＩＰ通信で応答する。

無線装置制御部２２（ＲＥＣ１）は自装置のベースバンド処理リソースが十分にある場合、ステップＳ３で無線装置２７（ＲＥ４）に新サービスであるＬＴＥの共通チャネルを設定する命令メッセージを生成し、このメッセージをＩＰ通信で無線装置２６（ＲＥ３）を経由して無線装置２７（ＲＥ４）に対し送信する。これによって、無線装置２７（ＲＥ４）は自装置のセクタに新サービスであるＬＴＥの共通チャネル（無線区間）を設定する。ここで、ＬＴＥの共通チャネルとはＤＨＣ（個別チャネル）、ＢＣＨ（報知チャネル）、ＲＡＣＨ（ランダムアクセスチャネル）等を含む。

こののち、無線装置２７（ＲＥ４）のセクタ内に入ったＬＴＥ対応の移動端末（ＵＥ１）がステップＳ４でセルサーチ及び位置登録を行うと、この位置登録情報は無線装置２７（ＲＥ４）から無線装置２６（ＲＥ３）を介して無線装置制御部２２（ＲＥＣ１）に供給される。また、移動端末（ＵＥ１）がステップＳ５で呼設定要求を行うと、この呼設定要求は無線装置２７（ＲＥ４）から無線装置２６（ＲＥ３）を介して無線装置制御部２２（ＲＥＣ１）に供給される。

このようにして、ＬＴＥ対応の移動端末（ＵＥ１）のユーザは、３ＧからＬＴＥの移行期にあっても３Ｇ対応サービスに対応したセルにおいてＬＴＥ対応サービスを受けることができる。

＜無線装置のベースバンド処理リソースの平準化＞
通常、無線装置制御部のベースバンド処理リソースは無線基地局装置の設置地域の条件によって想定される必要収容チャネル数を予め見積もり、その収容チャネル数のベースバンド処理に足る物理的リソースを備え付けて設置される。

例えばある地域でイベントが催される等により突発的に収容チャネル数の増大が発生した場合に、ベースバンド処理量過剰で運用不可能に陥るケースもある。これに対応するためには無線装置制御部のベースバンド処理リソースを設置した後に動的に調整する仕組みを導入しリソース平準化を行う必要がある。

このリソース平準化を実現するためには無線装置制御部同士を接続する必要があるが、無線装置制御部同士は上位装置を介して間接的に接続されているもののベースバンド処理後のデータ（ＩＱデータ）を運ぶのに十分な帯域が確保されていない。更には、中継を行う上位装置は無線基地局から遠く離れているため、上位装置経由の接続は難しい。

本実施形態では、１つのセルを構成する複数の無線装置それぞれが無線装置制御部から最大数ｋｍ離れて設置されるのに対し、異なるセルの無線装置同士は数ｋｍより近い距離で設置されている点に着目し、異なるセルを構成する無線装置であって互いに隣接する無線装置をＣＰＲＩで接続することにより、異なるセルの無線装置制御部同士を接続してリソース平準化を実現する。

図１０は無線装置制御部のベースバンド処理リソースの平準化を行う移動体通信システムの動作シーケンスを示す。図１０において、ステップＳ１０でＨＳＰＡ対応の移動端末（ＵＥ２）がセルサーチ及び位置登録を行うと、この位置登録情報は無線装置２７（ＲＥ４）から無線装置制御部２３（ＲＥＣ２）に供給される。また、移動端末（ＵＥ２）がステップＳ１１で呼設定要求を行うと、この呼設定要求は無線装置２７（ＲＥ４）から無線装置制御部２３（ＲＥＣ２）に供給される。

ステップＳ１２で無線装置制御部２３（ＲＥＣ２）は自装置で管理している無線装置２７の運用情報から無線装置２７（ＲＥ４）における周波数リソースは余っているものの、自装置におけるベースバンド処理リソースが不足していると判断する場合がある。この場合、無線装置制御部２３（ＲＥＣ２）はステップＳ１３で無線装置２７（ＲＥ４）に対し拡張ルーティングテーブル３７の取得要求をＩＰ通信で送信する。

ステップＳ１４で無線装置２７は自装置の拡張ルーティングテーブル３７の内容を無線装置制御部２３（ＲＥＣ２）にＩＰ通信で送信する拡張ルーティングテーブル取得要求応答を行う。

ステップＳ１５で無線装置制御部２３（ＲＥＣ２）は拡張ルーティングテーブル３７の内容から無線装置２７（ＲＥ４）に隣接し、移動端末（ＵＥ２）の呼設定要求に適したサービス呼及びその周波数リソースを持ち、無線装置２７（ＲＥ４）に隣接する無線装置制御部２２（ＲＥＣ１）を選出する。

ステップＳ１６で無線装置制御部２３（ＲＥＣ２）は無線装置制御部２２（ＲＥＣ１）に対し無線装置２７（ＲＥ４）へのキャリア（搬送波周波数）設定を依頼するキャリア設定要求をＩＰ通信で無線装置２６（ＲＥ３）を経由して送信する。

ステップＳ１７で無線装置制御部２２（ＲＥＣ１）は無線装置２７（ＲＥ４）に移動端末（ＵＥ２）に対するキャリア設定を行う共通チャネルの設定する命令メッセージを生成し、このメッセージをＩＰ通信で無線装置２６（ＲＥ３）を経由して無線装置２７（ＲＥ４）に対し送信する。これにより、無線装置２７（ＲＥ４）は移動端末（ＵＥ２）に対するキャリア設定を行う共通チャネル（無線区間）を設定する。

こののち、移動端末（ＵＥ２）がステップＳ１８でセルサーチ及び位置登録を行うと、この位置登録情報は無線装置２７（ＲＥ４）から無線装置２６（ＲＥ３）を介して無線装置制御部２２（ＲＥＣ１）に供給される。これにより、ステップＳ１９で無線装置制御部２２（ＲＥＣ１）は無線装置制御部２３（ＲＥＣ２）に対してキャリア設定が済んだことをＩＰ通信で応答する。

次に、ステップＳ２０で無線装置制御部２３（ＲＥＣ２）は移動端末（ＵＥ２）からの呼設定情報を無線装置制御部２２（ＲＥＣ１）に引継ぎを依頼する引継ぎ要求をＩＰ通信で送信する。

これによって、ステップＳ２１で無線装置制御部２２（ＲＥＣ１）は無線装置制御部２３からの引継ぎ呼を設定する命令メッセージを生成し、このメッセージをＩＰ通信で無線装置２６（ＲＥ３）を経由して無線装置２７（ＲＥ４）に対し送信する。これにより、無線装置２７（ＲＥ４）は移動端末（ＵＥ２）に対する呼設定を行う。

ところで、移動端末（ＵＥ）が無線装置２７（ＲＥ４）のセクタにいるときは、無線装置２７（ＲＥ４），無線装置２６（ＲＥ３），無線装置制御部２２（ＲＥＣ１）を介して移動端末（ＵＥ），無線装置制御部２２（ＲＥＣ１）間のＩＱデータ送受信を行う。また、移動端末（ＵＥ）が無線装置２８（ＲＥ５）のセクタにいるときは、無線装置２８（ＲＥ５），無線装置制御部２３（ＲＥＣ２），無線装置２７（ＲＥ４），無線装置２６（ＲＥ３），無線装置制御部２２（ＲＥＣ１）を介して移動端末（ＵＥ），無線装置制御部２２（ＲＥＣ１）間のＩＱデータ送受信を行う。

＜経路制御の固定選択＞
上記の無線装置制御部及び無線装置間のＩＰ通信における経路制御を実現するためには宛先情報を加える必要がある。前述の図３に示すとおり、１ハイパーフレームは２５６個のベーシックフレームからなる。１ハイパーフレームは各ベーシックフレームの先頭８ビット×ｎ（ｎ＝１，２，３，４で、ＣＰＲＩ転送容量により異なる）ビットのコントロールワードでサブチャネル（制御情報）を構成する。この制御情報の領域はＣＰＲＩ定義のレイヤ１インタフェースを提供する領域であるが、同時にベンダースペシフィック領域（１６〜１８、８０〜８２，１４４〜１４６、２０８〜２１０番を含むブロック）を有している。このため、第１の方法として、ベンダースペシフィック領域にＩＱデータの宛先となる経路制御用ＩＰアドレスを格納する。なお、ＩＰ通信の内容であるＩＱデータはハイパーフレームを構成するベーシックフレームのＩＱデータ領域に格納する。

上記のベンダースペシフィック領域にＩＰアドレスを格納する方法では、１キャリア（搬送波周波数）当たりのＩＱデータが１ハイパーフレーム分もしくはそれ以上遅延して送信されることになる。

このため、第２の方法では、経路制御の最小単位を１ベーシックフレームとする。１ベーシックフレーム当たりのコントロールワードは８ビット×ｎ（ｎ＝１，２，３，４）で最大３２ビットであるため、ＣＰＲＩ転送容量が最大（ｎ＝４）の場合は３２ビットのＩＰアドレスをコントロールワードに格納できる。しかし、これではコントロールワードを使い切ってしまうためコントロールワードによるサブチャネル（制御情報）を構成できずＣＰＲＩとして機能しなくなる。

このため、図１１に示すように、ベーシックフレームの先頭に経路制御用ＩＰアドレスを格納する３２ビットのヘッダを付加する。これにより、１キャリア当たりのＩＱデータの遅延を大幅に改善することができる。

更に、１キャリア当たりのＩＱデータの遅延を改善する必要がある場合には、次の第３の方法を用いる。ここでは、図１２に示すように、ベーシックフレームのＩＱデータ領域を複数に分割し（図では３つに分けた例を示す）、各分割単位の先頭３２ビットに経路制御用ＩＰアドレス（ＩＱ＃１，ＩＱ＃２，ＩＱ＃３）とＩＱデータを格納する。なお、「Ｒ」はリザーブ領域を示す。この構成により、ＩＱデータの遅延は非常に小さくなるが、送信データ全体に占めるＩＰアドレスの割合が大きくなり転送効率は低下する。

上記の第１〜第３の方法は、サービスの種類や特性によっていずれか１つの方法を固定的に選択して利用することで、全体的に最適化を計ることができる。

＜経路制御の可変選択＞
ところで、上記の第１〜第３の方法のいずれかを選択して利用することも可能である。ここで、第１の方法つまり１ハイパーフレーム単位でＩＱデータを送信する場合には、ハイパーフレームを構成する２５６個のベーシックフレームそれぞれは、図１３に示すように、ＩＱデータ領域の先頭１バイトに、第１の方法の識別子Ｂ１（例えば「０ｘ０００００００１」０ｘは１６進表示を表す）を格納しておく。

また、第２の方法つまりベーシックフレーム単位でＩＱデータを送信する場合には、図１１に示すようにベーシックフレームの先頭に３２ビットのヘッダを付加するのではなく、図１４に示すように、ＩＱデータ領域の先頭１バイトに、第２の方法の識別子Ｂ２（例えば「０ｘ００００００１０」）を格納し、識別子Ｂ２に続くＩＱデータ領域に経路制御用ＩＰアドレス（ＩＱ＃１）を格納する。

また、第３の方法では、図１２に示すようにＩＱデータ領域を先頭のバイトから複数に分割するではなく、図１５に示すように、ＩＱデータ領域の先頭１バイトに、第３の方法の識別子Ｂ３（例えば「０ｘ００００００１１」）を格納し、識別子Ｂ３に続くＩＱデータ領域を複数に分割して、各分割単位の先頭３２ビットに経路制御用ＩＰアドレス（ＩＱ＃１，ＩＱ＃２，ＩＱ＃３）を格納する。

この実施形態では、ＩＰ通信の送信を行う無線装置又は無線装置制御部は、図１６に示すフローチャートに従って、第１乃至第３の方法のいずれかを選択する。図１６において、ステップＳ１００でＩＰ通信により接続する呼の特性と必要帯域幅を判別する。ここで、接続する呼が遅延に強く比較的大きな転送容量を必要とする呼である例えばデータ通信と判別すると、ステップＳ１０１で第１の方法を選択して図１３に示すベーシックフレームを生成する。

一方、接続する呼がリアルタイム性が高く比較的大きな転送容量を必要とする呼であるＲＴＰ（Ｒｅａｌ−ｔｉｍｅ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）動画通信と判別すると、ステップＳ１０２で第２の方法を選択して図１４に示すベーシックフレームを生成する。

更に、接続する呼がリアルタイム性が非常に高く転送容量が比較的小さな呼であるＶｏＩＰ音声通信と判別すると、ステップＳ１０３で第３の方法を選択して図１５に示すベーシックフレームを生成する。

上記の処理は、無線装置の共通制御部４５又は無線装置制御部のベースバンド処理部５２で実行される。

また、上記の図１３乃至図１５のベーシックフレームを受信した無線装置のＩＱデータ分離合成部４３Ａ，４３Ｂ，共通制御部４５又は無線装置制御部のＩＱデータ分離合成部５４Ａ〜５４Ｄ，ベースバンド処理部５２では、識別子Ｂ１〜Ｂ３を見ることで第１乃至第３の方法のいずれであるかを判別し、判別した方法にあった処理を行う。

２１ 上位装置
２２，２３ 無線装置制御部（ＲＥＣ）
２４〜２９ 無線装置（ＲＥ）
３２〜３９，４６，５３ 拡張ルーティングテーブル
４１Ａ，４１Ｂ，５７Ａ〜５７Ｄ インタフェース部
４２Ａ，４２Ｂ 転送部
４３ 経路制御部
４４ 分離合成部
４５ 共通制御部
４７ 送受信増幅部
４８ アンテナ
５１ 上位装置インタフェース部
５２ ベースバンド処理部
５４Ａ〜５４Ｄ 転送部
５５ 経路制御部
５６ 分離合成部

Claims (5)

1. 所定のインタフェースを用いて無線基地局に含まれる無線装置制御装置と無線装置を接続してセルを構成する移動体通信システムであって、
   第１のセルを構成する第１の無線装置と、前記第１のセルとは異なる第２のセルを構成し前記第１の無線装置に隣接する第２の無線装置間を前記所定のインタフェースを用いて接続しデータ通信を行い、
   前記第１のセル及び第２のセルを構成する無線装置及び無線装置制御装置それぞれは、格納部を有し、前記格納部は、少なくとも宛先ノードアドレスと自ノードの次段に接続されるノードのアドレスと経由するノード数をノード毎に登録し、前記無線装置制御装置に対応するノードに対して、更に、対応サービスと処理を行うことができる残りのリソース数を登録する、
   ことを特徴とする移動体通信システム。
2. 請求項１記載の移動体通信システムにおいて、
   前記無線装置制御装置は、自セルの対応サービスを持たない異なるセルの無線装置に対し、自セルの対応サービスを設定する
   ことを特徴とする移動体通信システム。
3. 請求項１記載の移動体通信システムにおいて、
   前記無線装置制御装置は、自装置の処理を行うことができる残りのリソース数が不足しているとき前記異なるセルを構成する無線装置制御装置に対し自装置の処理を依頼する
   ことを特徴とする移動体通信システム。
4. 所定のインタフェースを用いて無線基地局に含まれる無線装置制御装置と無線装置を接続してセルを構成する移動体通信システムの無線装置であって、
   前記所定のインタフェースを用いて自セルの前記無線装置制御装置と接続された第１インタフェース部と、
   前記所定のインタフェースを用いて自セルとは異なるセルの無線装置と接続された第２インタフェース部と、
   少なくとも宛先ノードアドレスと自ノードの次段に接続されるノードのアドレスと経由するノード数をノード毎に登録し、前記無線装置制御装置に対応するノードに対して、更に、対応サービスと処理を行うことができる残りのリソース数を登録した格納部と、
   受信したデータ通信の宛先を判別し、判別した宛先が自装置ではない場合に前記判別した宛先で前記格納部を参照して前記受信したデータ通信のデータを前記第１又は第２インタフェース部から送信して前記判別した宛先に対し転送を行う転送手段と、
   前記転送手段で判別した宛先が自装置である場合に前記転送手段から供給される前記受信したデータ通信のデータを終端すると共に、通信相手の無線装置制御装置又は無線装置に送信するデータ通信のデータを生成して前記転送手段に供給する制御手段と、
   を有することを特徴とする無線装置。
5. 所定のインタフェースを用いて無線基地局に含まれる無線装置制御装置と無線装置を接続してセルを構成する移動体通信システムの無線装置制御装置であって、
   前記所定のインタフェースを用いて自セルの前記複数の無線装置それぞれと接続された複数のインタフェース部と、
   少なくとも宛先ノードアドレスと自ノードの次段に接続されるノードのアドレスと経由するノード数をノード毎に登録し、他の無線装置制御装置に対応するノードに対して、更に、対応サービスと処理を行うことができる残りのリソース数を登録する格納部と、
   受信したデータ通信の宛先を判別し、判別した宛先が自装置ではない場合に前記判別した宛先で前記格納部を参照して前記受信したデータ通信のデータを前記複数のインタフェース部のいずれかから送信して前記判別した宛先に対し転送を行う転送手段と、
   前記転送手段で判別した宛先が自装置である場合に前記転送手段から供給される前記受信したデータ通信のデータを終端すると共に、通信相手の無線装置制御装置又は無線装置に送信するデータ通信のデータを生成して前記転送手段に供給する制御手段と、
   を有することを特徴とする無線装置制御装置。

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