JP4499742B2

JP4499742B2 - 移動通信システム、移動局及び無線基地局

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Publication number: JP4499742B2
Application number: JP2006545186A
Authority: JP
Inventors: 昌史臼田; アニールウメシュ; 武宏中村
Original assignee: NTT Docomo Inc
Current assignee: NTT Docomo Inc
Priority date: 2004-11-18
Filing date: 2005-11-18
Publication date: 2010-07-07
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Also published as: EP1830592A4; US20080144568A1; KR20070084396A; ES2396423T3; JPWO2006054729A1; KR100884326B1; WO2006054729A1; CN101061734B; US8483228B2; EP1830592B1; CN101061734A; EP1830592A1

Description

本発明は、無線アクセスネットワークとＩＰネットワークとを接続して音声通信及び非音声通信を提供するＩＰマルチメディアサブシステムにおけるチャネル割り当て方法、かかるチャネル割り当て方法に用いられる移動局及び無線基地局に関する。

近年、３ＧＰＰで仕様の策定が行われている「Ｗ−ＣＤＭＡシステム」において、従来の移動通信ネットワークをＩＰ化されたネットワーク（ＩＰネットワーク）に接続して音声通信及び非音声通信を提供することができるようなシステムについて検討がされている。

かかるシステムは、ＩＭＳ（ＩＰマルチメディアサブシステム：ＩＰＭｕｌｔｉｍｅｄｉａＳｕｂｓｙｓｔｅｍ）と呼ばれている。

ＩＭＳにおいて、ＩＰネットワークを介して非音声通信（例えば、データ通信等）を提供するだけでなく、遅延に対する要求条件の高い音声通信についてもＩＰネットワークを介して提供できるように検討がされている。ここで、非特許文献１には、ＩＭＳにおいて用いられる音声通信用チャネルについて定義されている。

しかしながら、ＩＭＳにおける音声通信用チャネルに対して、通常の個別チャネル（ＤＣＨ）を割り当てた場合、ＲＴＣＰ信号（ＲｅａｌｔｉｍｅＴｒａｎｓｐｏｒｔＣｏｎｔｒｏｌＰｒｏｔｏｃｏｌ）やＳＩＰ信号（ＳｅｓｓｉｏｎＩｎｉｔｉａｔｉｏｎＰｒｏｔｏｃｏｌ）といったバースト性の高いトラヒックも想定して帯域を確保する必要があり、無線リソース（ハードウェアリソース）の利用効率が悪く、回線容量が劣化してしまうという問題点があった。

また、かかる音声通信用チャネルでは、通常送信されるヘッダ圧縮が行われているＲＴＰ信号（音声データ）に対してだけでなく、他の信号（例えば、ヘッダ圧縮が行われていないＲＴＰ（ＲｅａｌｔｉｍｅＴｒａｎｓｐｏｒｔＰｒｏｔｏｃｏｌ）信号や、ＳＩＰ信号や、ＲＴＣＰ信号等）に対しても帯域保証を行っているため、無線リソース（ハードウェアリソース）の利用効率が悪いという問題点があった。
３ＧＰＰＴＳ３４．１０８６．１０．２．４．１．５ａ．１．１．１

そこで、本発明は、以上の点に鑑みてなされたもので、ＩＭＳにおける音声通信用チャネルにおいて、無線リソース（ハードウェアリソース）の利用効率を向上させ、回線容量の劣化を防ぐことができるチャネル割り当て方法、移動局及び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、無線アクセスネットワークとＩＰネットワークとを接続して音声通信及び非音声通信を提供するＩＰマルチメディアサブシステムにおけるチャネル割り当て方法であって、上り無線リンクにおける音声通信用チャネルに対して、エンハンスト個別チャネルを割り当てることを要旨とする。

本発明の第１の特徴において、前記音声通信用チャネルにおいて、ＲＴＰ信号に対して前記エンハンスト個別チャネルにおける保証ビットレートによって帯域保証を行い、ＲＴＰ信号以外の信号に対しては帯域保証を行わなくてもよい。

本発明の第１の特徴において、前記音声通信用チャネルにおいて、ヘッダ圧縮が行われているＲＴＰ信号に対して前記エンハンスト個別チャネルにおける保証ビットレートによって帯域保証を行い、ヘッダ圧縮が行われていないＲＴＰ信号に対しては帯域保証を行わなくてもよい。

本発明の第２の特徴は、無線アクセスネットワークとＩＰネットワークとを接続して音声通信及び非音声通信を提供するＩＰマルチメディアサブシステムにおいて用いられる移動局であって、上り無線リンクにおける音声通信用チャネルに対して、エンハンスト個別チャネルを割り当てるように構成されているチャネル割り当て部を具備することを要旨とする。

本発明の第２の特徴において、前記音声通信用チャネルにおいて、ＲＴＰ信号に対して前記エンハンスト個別チャネルにおける保証ビットレートによって帯域保証を行い、ＲＴＰ信号以外の信号に対しては帯域保証を行わないように構成されている帯域保証部を具備してもよい。

本発明の第２の特徴において、前記音声通信用チャネルにおいて、ヘッダ圧縮が行われているＲＴＰ信号に対して前記エンハンスト個別チャネルにおける保証ビットレートによって帯域保証を行い、ヘッダ圧縮が行われていないＲＴＰ信号に対しては帯域保証を行わないように構成されている帯域保証部を具備してもよい。

本発明の第３の特徴は、無線アクセスネットワークとＩＰネットワークとを接続して音声通信及び非音声通信を提供するＩＰマルチメディアサブシステムにおいて用いられる無線基地局であって、上り無線リンクにおける音声通信用チャネルに対して、エンハンスト個別チャネルを割り当てるように構成されているチャネル割り当て部を具備することを要旨とする。

本発明の第３の特徴において、前記音声通信用チャネルにおいて、ＲＴＰ信号に対して前記エンハンスト個別チャネルにおける保証ビットレートによって帯域保証を行い、ＲＴＰ信号以外の信号に対しては帯域保証を行わないように構成されている帯域保証部を具備してもよい。

本発明の第３の特徴において、前記音声通信用チャネルにおいて、ヘッダ圧縮が行われているＲＴＰ信号に対して前記エンハンスト個別チャネルにおける保証ビットレートによって帯域保証を行い、ヘッダ圧縮が行われていないＲＴＰ信号に対しては帯域保証を行わないように構成されている帯域保証部を具備してもよい。

本発明の第４の特徴において、無線アクセスネットワークとＩＰネットワークとを接続して音声通信及び非音声通信を提供するＩＰマルチメディアサブシステムにおけるチャネル割り当て方法であって、無線回線制御局が、上り無線リンクにおける音声通信用チャネルに対して、ＲＴＰ信号に対して前記エンハンスト個別チャネルにおける保証ビットレートによって帯域保証を行うように移動局及び基地局へ通知し、エンハンスト個別チャネルを割り当てることを要旨とする。

本発明の第４の特徴において、前記音声通信用チャネルにおいて、ＲＴＰ信号に対して前記エンハンスト個別チャネルにおける保証ビットレートによって帯域保証を行い、ＲＴＰ信号以外の信号に対しては帯域保証を行わなくてもよい。

本発明の第４の特徴において、前記音声通信用チャネルにおいて、ヘッダ圧縮が行われているＲＴＰ信号に対して前記エンハンスト個別チャネルにおける保証ビットレートによって帯域保証を行い、ヘッダ圧縮が行われていないＲＴＰ信号に対しては帯域保証を行わなくてもよい。

図１は、本発明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。図２は、本発明の実施形態に係る移動通信システムにおける無線アクセスネットワークの構成図である。図３は、本発明の実施形態に係る移動局の機能ブロック図である。図４は、本発明の実施形態に係るチャネル割り当て方法の一例を説明するための図である。図５は、本発明の実施形態に係るチャネル割り当て方法の一例を説明するための図である。図６は、本発明の第２の実施形態に係る無線基地局及び無線回線制御局の機能ブロック図である。図７は、本発明の第３の実施形態に係る移動局の機能ブロック図である。図８は、本発明の第３の実施形態に係る移動局のベースバンド信号処理部の機能ブロック図である。図９は、本発明の第３の実施形態に係る移動局のベースバンド信号処理部の機能を説明するための図である。図１０は、本発明の第３の実施形態に係る移動局のベースバンド信号処理部におけるＭＡＣ−ｅ機能部の機能ブロック図である。図１１は、本発明の第３の実施形態に係る移動局のベースバンド信号処理部におけるレイヤ１機能部の機能ブロック図である。図１２は、本発明の第３の実施形態に係る移動局が音声通信用チャネルを用いて行う通信を示すシーケンス図である。

（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５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。

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、無線アクセスネットワークＲＡＮと、パケットコアネットワークと、ＩＭＳ（ＩＰマルチメディアサブシステム）とを具備している。

図１に示すように、ＩＭＳ（ＩＰマルチメディアサブシステム）は、メディアゲートウェイと、メディアコントロールノードと、セッションコントロールノードと、アプリケーションサーバとを具備している。

また、パケットコアネットワークは、バックボーンＩＰネットワークと、パケットゲートウェイと、パケットサポートノードと、加入者データ管理ノードとを具備している。

図２に示すように、無線アクセスネットワークＲＡＮは、複数の無線基地局ＮｏｄｅＢ＃１乃至＃５と、無線回線制御局ＲＮＣとを具備している。複数の移動局ＵＥ＃１乃至＃８が、上り無線リンク及び下り無線リンクを介して、複数の無線基地局ＮｏｄｅＢ＃１乃至＃５のそれぞれと接続されるように構成されている。

本実施形態に係る移動局ＵＥは、無線アクセスネットワークＲＡＮとパケットコアネットワーク（バックボーンＩＰネットワーク）とを接続して音声通信及び非音声通信を提供するＩＰマルチメディアサブシステムにおいて用いられるように構成されている。ここで、移動局ＵＥは、ＩＰレイヤの上位レイヤで音声通信を行うように構成されているＶｏＩＰ（ＶｏｉｃｅｏｖｅｒＩＰ）機能を搭載している。

具体的には、図３に示すように、本実施形態に係る移動局ＵＥは、本発明に係る機能として、ＲＴＰ信号生成部１１と、ＲＴＣＰ信号生成部１２と、ＳＩＰ信号生成部１３と、チャネル割り当て部１４と、帯域保証部１５と、チャネル送信部１６とを具備している。

ＲＴＰ信号生成部１１は、ＶｏＩＰ機能からの指示に基づいて、音声データを送信するためのＲＴＰ信号を生成するように構成されている。なお、ＲＴＰ信号生成部１１は、ＲＴＰ信号におけるＲＴＰヘッダを通常圧縮するように構成されている。ＲＴＰ信号生成部１１は、誤りが起こった際等に、圧縮していないＲＴＰヘッダをＲＴＰ信号に付与するように構成されている。

ＲＴＣＰ信号生成部１２は、ＶｏＩＰ機能からの指示に基づいて、音声データを送信する際に必要な制御データを送信するためのＲＴＣＰ信号を生成するように構成されている。

ＳＩＰ信号生成部１３は、ＶｏＩＰコネクションを確立するための制御データ（発呼データ）を送信するためのＳＩＰ信号を生成するように構成されている。なお、かかるＳＩＰ信号は、移動局ＵＥのユーザからの指示に基づいて、不定期に生成されるものである。

ここで、上り無線リンクにおける音声通信用チャネルには、上述のＲＴＰ信号やＲＴＣＰ信号やＳＩＰ信号等が含まれている。

チャネル割り当て部１４は、上り無線リンクにおける音声通信用チャネルに対して、「上り回線エンハンスメント（ＥｎｈａｎｃｅｄＵｐｌｉｎｋ）」が適用されたチャネルである「エンハンスト個別チャネル（ＥＤＣＨ：ＥｎｈａｎｃｅｄＤｅｄｉｃａｔｅｄＣｈａｎｎｅｌ）」を割り当てるように構成されている。

ここで、上り回線エンハンスメントとは、「３ＧＰＰＴＳ２５．３０９ｖ６．０．０」において、上り無線リンクにおける通信の回線容量やリソース使用効率やスループット等を改善するために設けられた作業部会によって策定されている仕様である。

エンハンスト個別チャネル（ＥＤＣＨ）には、ＨＡＲＱ（ＨｙｂｒｉｄＡＲＱ）処理や伝送速度制御処理や無線基地局ＮｏｄｅＢにおけるスケジューリング処理等が適用されており、エンハンスト個別チャネル（ＥＤＣＨ）は、送信頻度がそれほど高くなくバースト的なデータを扱うのに適している。

また、エンハンスト個別チャネル（ＥＤＣＨ）には、「保証ビットレート（Ｇｕａｒａｎｔｅｅｄｂｉｔｒａｔｅ）」が導入されており、チャネルごとに必要な帯域を保証する機能が備えられている。

帯域保証部１５は、かかる保証ビットレートを用いて、音声通信用チャネルにおける各種信号に対して帯域保証（無線リソース又はハードウェアリソースの割り当て保証）を行うように構成されている。

例えば、帯域保証部１５は、図４に示すように、音声通信用チャネルにおいて、ＲＴＰ信号に対してエンハンスト個別チャネル（ＥＤＣＨ）における保証ビットレートによって帯域保証を行い、ＲＴＰ信号以外の信号（例えば、ＳＩＰ信号やＲＴＣＰ信号）に対しては帯域保証を行わないように構成されていてもよい。

また、帯域保証部１５は、図５に示すように、音声通信用チャネルにおいて、ヘッダ圧縮が行われているＲＴＰ信号に対してエンハンスト個別チャネル（ＥＤＣＨ）における保証ビットレートによって帯域保証を行い、ヘッダ圧縮が行われていないＲＴＰ信号（及び、ＳＩＰ信号やＲＴＣＰ信号）に対しては帯域保証を行わないように構成されていてもよい。

（本発明の第１の実施形態に係る移動通信システムの作用・効果）
本実施形態に係る移動通信システムによれば、ＩＭＳの上り無線リンクにおける音声通信用チャネルに対してエンハンスト個別チャネル（ＥＤＣＨ）を割り当てることによって、無線リソース（無線基地局ＮｏｄｅＢにおけるハードウェアリソース）の利用効率を良くして、回線容量を増大させることができる。

本実施形態に係る移動局ＵＥによれば、音声データを伝送するＲＴＰ信号に対しては帯域保証を行い、他のデータを伝送するＲＴＰ信号以外の信号（例えば、ＳＩＰ信号やＲＴＣＰ信号）に対しては帯域保証を行わずにベストエフォートとすることで、音声通信の品質を保証しつつ、無線リソース（無線基地局ＮｏｄｅＢにおけるハードウェアリソース）の有効利用が可能となる。

本実施形態に係る移動局ＵＥによれば、通常送信されるヘッダ圧縮が行われているＲＴＰ信号に対して帯域保証を行い、ヘッダ圧縮が行われていないＲＴＰ信号に対しては帯域保証を行わずにベストエフォートとすることで、かかる信号に対して無線リソース（ハードウェアリソース）を固定的に割り当てる必要がなく、他の移動局ＵＥとの間で無線リソース（ハードウェアリソース）を共有することができるため、無線リソース（ハードウェアリソース）の利用効率が大幅に改善される。

（本発明の第２の実施形態に係る移動通信システム）
図６を参照して、本発明の第２の実施形態に係る移動通信システムについて説明する。

本実施形態に係る無線基地局ＮｏｄｅＢは、無線アクセスネットワークとＩＰネットワークとを接続して音声通信及び非音声通信を提供するＩＰマルチメディアサブシステムにおいて用いられるように構成されている。また、本実施形態に係る無線制御装置ＲＮＣは、無線基地局ＮｏｄｅＢ＃１乃至＃５の上位に位置する装置であり、無線基地局ＮｏｄｅＢと移動局ＵＥとの間の無線通信を制御するように構成されている。

図６に示すように、本実施形態に係る無線制御装置ＲＮＣは、本発明に係る機能として、呼受付制御部３１を具備している。

呼受付制御部３１は、上り無線リンクにおける移動局ＵＥと無線基地局ＮｏｄｅＢとの間の音声通信用チャネルを設定するための発呼データを受信して、受信した発呼データに応じて当該音声通信用チャネルに対してチャネルを割り当てるように、無線基地局ＮｏｄｅＢのチャネル割り当て部３２に指示するように構成されている。

図６に示すように、本実施形態に係る無線基地局ＮｏｄｅＢは、本発明に係る機能として、チャネル割り当て部３２と、帯域保証部３３とを具備している。

チャネル割り当て部３２は、無線制御装置ＲＮＣの呼受付制御部３１からの指示に応じて、設定すべき音声通信用チャネルに対してエンハンスト個別チャネル（ＥＤＣＨ）を割り当てるように構成されている。

なお、チャネル割り当て部３２は、一旦音声通信用チャネルが設定された後は、所定周期で、音声通信用チャネルに対して割り当てるエンハンスト個別チャネル（ＥＤＣＨ）を可変とすることができる。

帯域保証部３３は、エンハンスト個別チャネル（ＥＤＣＨ）における保証ビットレートを用いて、音声通信用チャネルにおける各種信号に対して帯域保証（無線リソース又はハードウェアリソースの割り当て保証）を行うように構成されている。

例えば、帯域保証部３３は、図４に示すように、音声通信用チャネルにおいて、ＲＴＰ信号に対してエンハンスト個別チャネル（ＥＤＣＨ）における保証ビットレートによって帯域保証を行い、ＲＴＰ信号以外の信号（例えば、ＳＩＰ信号やＲＴＣＰ信号）に対しては帯域保証を行わないように構成されていてもよい。

また、帯域保証部３３は、図５に示すように、音声通信用チャネルにおいて、ヘッダ圧縮が行われているＲＴＰ信号に対してエンハンスト個別チャネル（ＥＤＣＨ）における保証ビットレートによって帯域保証を行い、ヘッダ圧縮が行われていないＲＴＰ信号（及び、ＳＩＰ信号やＲＴＣＰ信号）に対しては帯域保証を行わないように構成されていてもよい。

（本発明の第２の実施形態に係る移動通信システムの作用・効果）
本実施形態に係る移動通信システムによれば、ＩＭＳの上り無線リンクにおける音声通信用チャネルに対してエンハンスト個別チャネル（ＥＤＣＨ）を割り当てることによって、無線リソース（無線基地局ＮｏｄｅＢにおけるハードウェアリソース）の利用効率を良くして、回線容量を増大させることができる。

本実施形態に係る無線基地局ＮｏｄｅＢによれば、音声データを伝送するＲＴＰ信号に対しては帯域保証を行い、他のデータを伝送するＲＴＰ信号以外の信号（例えば、ＳＩＰ信号やＲＴＣＰ信号）に対しては帯域保証を行わずにベストエフォートとすることで、音声通信の品質を保証しつつ、無線リソース（無線基地局におけるハードウェアリソース）の有効利用が可能となる。

本実施形態に係る無線基地局ＮｏｄｅＢによれば、通常送信されるヘッダ圧縮が行われているＲＴＰ信号に対して帯域保証を行い、ヘッダ圧縮が行われていないＲＴＰ信号に対しては帯域保証を行わずにベストエフォートとすることで、かかる信号に対して無線リソース（ハードウェアリソース）を固定的に割り当てる必要がなく、他の移動局ＵＥとの間で無線リソース（ハードウェアリソース）を共有することができるため、無線リソース（ハードウェアリソース）の利用効率が大幅に改善される。

（本発明の第３の実施形態に係る移動通信システム）
図１乃至図１２を参照して、上述した第１の実施形態に係る移動通信システムについて、より具体的に説明する。

本実施形態に係る移動通信システムは、上述した第１の実施形態に類似する。よって、主に第１の実施形態との相違点について説明する。

本実施形態に係る移動通信システムでは、ＩＭＳ（ＩＰマルチメディアサブシステム）のパケットコアネットワークを利用してＩＰベースのマルチメディア通信を実現する。ここで、マルチメディア通信とは、リアルタイム性の高い音声通信（本実施例では、音声に加えて、テレビ電話等の会話型マルチメディアや、ストリーミング等も「音声通信」として説明する。）と、電子メールやＷｅｂ閲覧等の非音声通信とを含む。

例えば、無線アクセスネットワークＲＡＮに接続された移動局ＵＥが、パケット通信網ＰＤＮに接続された通信端末又は回線交換網ＰＳＴＮに接続された通信端末との音声通信を行う場合、ＩＭＳ（ＩＰマルチメディアサブシステム）のセションコントロールノードによって、ＳＩＰ（ＳｅｓｓｉｏｎＩｎｉｔｉａｔｉｏｎＰｒｏｔｏｃｏｌ）を用いたＥＮＤ−ＴＯ−ＥＮＤの音声通信用コネクションが設定される。

また、無線アクセスネットワークＲＡＮに接続された移動局ＵＥが、設定された音声通信用コネクションを用いて、パケット通信網ＰＤＮに接続された通信端末と音声通信を行う場合、音声データ（ＲＴＰ信号等）はパケットコアネットワークを介して送信される。

一方、無線アクセスネットワークＲＡＮに接続された移動局ＵＥが、設定された音声通信用コネクションを用いて、回線交換網ＰＳＴＮに接続された通信端末と音声通信を行う場合、音声データ（ＲＴＰ信号等）はパケットコアネットワークとＩＭＳのメディアゲートウェイを介して送信される。

なお、加入者データ管理ノードは、通信先の通信端末を識別するために、ＨＬＲ（ＨｏｍｅｌｏｃａｔｉｏｎＲｅｇｉｓｔｅｒ）機能を提供するものである。

本実施形態では、特に、移動局ＵＥがＩＭＳを用いて音声通信を行う場合、図２に示すような無線アクセスネットワークＲＡＮにおいて上り無線リソース等の利用効率を向上させるようにチャネルが割り当てられる方法について説明する。

ところで、上り無線リソースの有効利用については、第３世代移動通信システムの国際標準化団体である「３ＧＰＰ」において、無線基地局ＮｏｄｅＢと移動局ＵＥとの間のレイヤ１及びＭＡＣサブレイヤ（レイヤ２）における高速な上り無線リソース制御方法が検討されてきた。かかる検討又は検討された機能は、総称して「上り回線エンハンスメント（ＥＵＬ：ＥｎｈａｎｃｅｄＵｐｌｉｎｋ）」と呼ばれている。

本実施形態に係る移動通信システムでは、上り無線リンクにおける音声通信用チャネルは、上述の上り回線エンハンスメント（ＥＵＬ）におけるエンハンスト個別チャネル（ＥｎｈａｎｃｅｄＤｅｄｉｃａｔｅｄＣａｎｎｅｌ）を割り当てられるように構成されている。

ここで、エンハンスト個別チャネル（ＥＤＣＨ）は、上り回線エンハンスメント（ＥＵＬ）で用いられるトランスポートチャネルであり、上り無線リソース制御を行うために、ＮｏｎＳｃｈｅｄｕｌｅｄＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ機能及びＳｃｈｅｄｕｌｅｄＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ機能とを有している。

ＮｏｎＳｃｈｅｄｕｌｅｄＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ機能とは、エンハンスト個別チャネル（ＥＤＣＨ）において、送信頻度の高いデータを一定の送信ビットレートで送信できるように無線リソースを固定的に確保して、「帯域保証を行う」ものである。

具体的には、無線回線制御局ＲＮＣから通知される「保証ビットレート（Ｇｕａｒａｎｔｅｅｄｂｉｔｒａｔｅ）」によって、無線基地局ＮｏｄｅＢが「保証ビットレートを満たす無線リソースを移動局ＵＥ用に確保し、移動局ＵＥが一定の「保証ビットレート」で上りのデータを送信することを可能とするものである。

一方、ＳｃｈｅｄｕｌｅｄＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ機能とは、送信頻度がそれほど高くないバースト的なデータを送信する際に必要な無線リソースを動的に確保し、「帯域保証を行わない」ものである。

なお、ＳｃｈｅｄｕｌｅｄＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ機能においては、無線基地局ＮｏｄｅＢからＥ−ＡＧＣＨ（絶対速度制御チャネル）やＥ−ＲＧＣＨ（相対速度制御チャネル）等によって伝送されるスケジューリング情報によってデータの送信ビットレートが動的に制御されている。

本実施形態に係る移動通信システムでは、移動局ＵＥがＩＭＳを介して音声通信を行う場合、ＩＰベースの音声通信用プロトコルであるＶｏＩＰ（ＶｏｉｃｅｏｖｅｒＩＰ）が用いられる。

ＶＯＩＰにおいては、ＲＴＰ信号等の音声通信用ユーザデータと、ＲＴＣＰ信号やＳＩＰ信号等の音声通信用制御データとが通信される。

ＲＴＰ信号等の音声通信用ユーザデータは、データサイズはそれほど大きくないが、送信頻度が高く、リアルタイム性が要求される。そこで、本実施形態に係る移動通信システムでは、当該音声通信用ユーザデータに対して、上述の「帯域保証を行う」エンハンスト個別チャネル（ＥＤＣＨ）を割り当てることによって、一定の送信ビットレートを保証し、安定性が高く、品質の高い音声通信を可能とする。

また、ＲＴＣＰ信号やＳＩＰ信号等の音声通信用制御データは、送信頻度はそれほど高くないが、バースト的なデータである。そこで、本実施形態に係る移動通信システムでは、当該音声通信用制御データに対して、上述の「帯域保証を行わない」エンハンスト個別チャネル（ＥＤＣＨ）を割り当てることによって、バースト的なデータに対して無線リソースを効率的に確保することを可能とする。

以下、本実施例では、移動局ＵＥがＩＭＳを用いて音声通信を行う場合、「帯域保証を行う」エンハンスト個別チャネル（ＥＤＣＨ）又は「帯域保証を行わない」エンハンスト個別チャネル（ＥＤＣＨ）に音声通信用チャネルを割り当てる場合の移動局の構成例及び動作例についてさらに詳細に説明する。

まず、図７を参照し、かかる移動局ＵＥの構成について説明する。

図７に、本実施形態に係る移動局ＵＥの概要構成例を示す。図７に示すように、移動局ＵＥは、バスインターフェース部１１１と、呼処理制御部１１２と、ベースバンド信号処理部１１３と、送受信部１１４と、送受信アンテナ１１５とを具備する。また、移動局ＵＥは、アンプ部（図示せず）を具備するように構成されていてもよい。

ただし、これらの構成は、必ずしもハードウエアとして独立して存在している必要はない。すなわち、各構成が、合体していてもよいし、ソフトウエアのプロセスによって構成されていてもよい。

図８に、ベースバンド信号処理部１１３の機能ブロックを示す。図８に示すように、ベースバンド信号処理部１１３は、上位レイヤ機能部１１３１と、ＲＬＣサブレイヤとして機能するＲＬＣ機能部１１３２と、ＭＡＣ−ｄ機能部１１３３と、ＭＡＣ−ｅ機能部１１３４と、レイヤ１として機能するレイヤ１機能部１１３５とを具備している。

上位レイヤ機能部１１３１は、第１の実施形態において記述したＶｏＩＰ機能を有しており、ＲＴＰ信号とＲＴＣＰ信号とＳＩＰ信号とを生成するように構成されている。

具体的には、上位レイヤ機能部１１３１は、図３におけるＲＴＰ信号を生成するＲＴＰ信号生成部１１と、ＲＴＣＰ信号を生成するＲＴＣＰ信号生成部１２と、ＳＩＰ信号を生成するＳＩＰ信号生成部１３とに相当する機能を有するように構成されている。

上位レイヤ機能部１１３１は、生成したＲＴＰ信号と、ＲＴＣＰ信号と、ＳＩＰ信号とを識別し、音声通信用ユーザデータ又は音声通信用制御データに分類するように構成されている。

例えば、上位レイヤ機能部１１３１は、ＲＴＰ信号を音声通信用ユーザデータに分類し、ＲＴＣＰ信号やＳＩＰ信号を音声通信用制御データに分類する。なお、かかる分類の基準は、無線制御装置ＲＮＣから移動局ＵＥに対して通知されるように構成されていてもよく、あらかじめ移動局ＵＥ内に設定されるように構成されていてもよい。

また、上位レイヤ機能部１１３１は、ＲＲＣ（ＲａｄｉｏＲｅｓｏｕｒｃｅＣｏｎｔｒｏｌ）機能を具備するように構成されている。

上位レイヤ機能部１１３１（ＲＲＣ機能）は、後述するＭＡＣ−ｅ機能部１１３４に対して、音声通信用ユーザデータに対して「帯域保証を行う」ように、音声通信用制御データに対して「帯域保証を行わない」ように指示するように構成されている。

上位レイヤ機能部１１３１（ＲＲＣ機能）は、移動局ＵＥがＩＭＳを介して音声通信を行うための音声通信用チャネルを設定する。

図９に示すように、上位レイヤ機能部１１３１は、ＲＴＰ信号等の音声通信用ユーザデータと、ＲＴＣＰ信号やＳＩＰ信号等の音声通信用制御データとを判別し、それぞれ異なるフローでＲＬＣ機能部１１３２に送信する。

ＲＬＣ機能部１１３２は、上位レイヤ機能部１１３１から受信した音声通信用ユーザデータと音声通信用制御データとを、論理チャネルを介してそれぞれフローでＭＡＣ−ｄ機能部１１３３に送信するように構成されている。

ＭＡＣ−ｄ機能部１１３３は、音声通信用ユーザデータを含むＭＡＣ−ｄＰＤＵと、音声通信用制御データを含むＭＡＣ−ｄＰＤＵとを生成し、それぞれＭＡＣ−ｄフローとし、ＭＡＣ−ｅ機能部１１３４に送信する。

ＭＡＣ−ｅ機能部１１３４は、ＭＡＣ−ｄ機能部１１３３の下位レイヤとして機能するものであって、ＭＡＣ−ｄフローに対するトランスポートチャネルの割り当てや、送信ビットレート（送信データブロックサイズ）制御や、ハイブリッドＡＲＱ（ＨＡＲＱ）による再送制御を行うものである。

具体的には、図１０に示すように、ＭＡＣ−ｅ機能部１１３４は、チャネル割り当て部１１３４ａと、ＨＡＲＱ処理部１１３４ｂとを具備している。

チャネル割り当て部１１３４ａは、ＭＡＣ−ｄフローとして受信したＭＡＣ−ｄＰＤＵに基づいてトランスポートブロックを生成し、トランスポートチャネルのエンハンスト個別チャネル（ＥＤＣＨ）を割り当てるように構成されている。

ここで、チャネル割り当て部１１３４ａは、少なくとも音声通信用ユーザデータのＭＡＣ−ｄフローと、音声通信用制御データのＭＡＣ−ｄフローとからそれぞれＭＡＣ−ｄＰＤＵを受信する。チャネル割り当て部１１３４ａは、上位レイヤ機能部１１３１からの指示に従って、それぞれのＭＡＣ−ｄフローに対して、帯域保証を行うか否かを決定するように構成されている。

例えば、チャネル割り当て部１１３４ａは、上位レイヤ機能部１１３１からの指示に従って、音声通信用ユーザデータのＭＡＣ−ｄフローに対して、「帯域保証を行う」エンハンスト個別チャネル（ＥＤＣＨ）を割り当てる。

具体的には、チャネル割り当て部１１３４ａは、音声通信用ユーザデータのＭＡＣ−ｄフローとして受信したＭＡＣ−ｄＰＤＵからトランスポートブロックを生成する。当該トランスポートブロックの送信ビットレート（送信データブロックサイズ）は、無線回線制御局ＲＮＣから無線基地局ＮｏｄｅＢを介して受信した保証ビットレート情報に基づいて決定され、Ｅ−ＴＦＩとしてレイヤ１機能部１１３５に通知される。ここで、保証ビットレート情報とは、無線回線基地局ＮｏｄｅＢから通知され、所定の電力オフセット等によって「保証ビットレート」を判断可能な情報である。

なお、チャネル割り当て部１１３４ａは、音声通信用ユーザデータのＭＡＣ−ｄフローとして受信したＭＡＣ−ｄＰＤＵのサイズが、予め上位レイヤ機能部１１３１（ＲＲＣ機能）より通知された所定サイズ以下である場合、圧縮されているＲＴＰ信号が含まれていると判断し、「帯域保証を行う」エンハンスト個別チャネル（ＥＤＣＨ）を割り当ててもよい。当該ＭＡＣ−ｄＰＤＵのサイズが予め上位レイヤ機能部１１３１（ＲＲＣ機能）より通知された所定サイズよりも大きい場合、圧縮されていないＲＴＰ信号が含まれていると判断し、「帯域保証を行わない」エンハンスト個別チャネル（ＥＤＣＨ）を割り当ててもよい。

また、チャネル割り当て部１１３４ａは、上位レイヤ機能部１１３１からの指示に従って、音声通信用制御データのＭＡＣ−ｄフローに対して、「帯域保証を行わない」エンハンスト個別チャネル（ＥＤＣＨ）を割り当てる。

具体的には、チャネル割り当て部１１３４ａは、音声通信用制御データのＭＡＣ−ｄフローとして受信したＭＡＣ−ｄＰＤＵからトランスポートブロックを生成する。トランスポートブロックの送信ビットレート（送信データブロックサイズ）は、ＭＡＣ−ｄ機能部１１３３から渡されたＭＡＣ−ｄＰＤＵのデータ量や、無線基地局ＮｏｄｅＢから受信したスケジューリング情報に基づいて決定され、Ｅ−ＴＦＩとしてレイヤ１機能部１１３５に通知される。

チャネル割り当て部１１３４ａは、図３におけるチャネル割り当て部１４と、帯域保証部１５とに相当する。

ここで、図４に、エンハンスト個別チャネル（ＥＤＣＨ）の「帯域保証」による無線リソース制御を例示する。

例えば、図４に示すように、「帯域保証を行う」エンハンスト個別チャネル（ＥＤＣＨ）に割り当てられた音声通信用ユーザデータ（ＲＴＰ信号）は、「帯域保証」によって所定の無線リソースが確保されているため、「保証ビットレートによって一定の送信ビットレート（送信ブロックサイズ）で伝送される。また、「帯域保証を行わない」エンハンスト個別チャネル（ＥＤＣＨ）に割り当てられた音声通信用制御データ（ＳＩＰ信号、ＲＴＣＰ信号）は、適宜必要な無線リソースが確保され、ベストエフォートの送信ビットレート（送信ブロックサイズ）で伝送される。

次に、図５に、「ヘッダ圧縮が行われているＲＴＰ信号」と、「ヘッダ圧縮が行われていないＲＴＰ信号」とが伝送される際の無線リソース制御を例示する。

図５に示すように、「帯域保証を行う」エンハンスト個別チャネル（ＥＤＣＨ）に割り当てられた「ヘッダ圧縮が行われているＲＴＰ信号」は、「帯域保証」によって所定の無線リソースが確保されているため、「保証ビットレート」によって一定の送信ビットレート（送信ブロックサイズ）で伝送される。

ここで、「ヘッダ圧縮が行われていないＲＴＰ信号」が伝送される場合、「ヘッダ圧縮が行われているＲＴＰ信号」は伝送されないため、「帯域保証」によって確保されている無線リソースは未使用である。

したがって、「帯域保証を行わない」エンハンスト個別チャネル（ＥＤＣＨ）に割り当てられた「ヘッダ圧縮が行われていないＲＴＰ信号」は、「帯域保証」による無線リソースを利用して伝送される。そして、「帯域保証」による無線リソースで不足する無線リソースのみが新たに確保され、「ヘッダ圧縮が行われていないＲＴＰ信号」は、ベストエフォートの送信ビットレート（送信ブロックサイズ）で伝送される。

図４、図５に示すような無線リソース制御は、送信頻度の低いＳＩＰ信号、ＲＴＣＰ信号、ヘッダ圧縮が行われていないＲＴＰ信号等に、常時「帯域保証」をしなくてもよいため、無線リソースを効率的に利用することを可能とする。

ＨＡＲＱ処理部１１３４ｂは、Ｎチャネルのストップアンドウェイト（Ｎ−ＳＡＷ）プロトコルによって、レイヤ１機能部１１３５から通知された音声通信用データ用のＡｃｋ／Ｎａｃｋに基づいて、再送制御処理を行うように構成されている。

なお、本実施例では、「保証ビットレートは、無線回線制御局ＲＮＣから所定のタイミングで保証ビットレート情報によって通知されるものであるとして説明を行ったが、予め移動局ＵＥ内で定められたものであってもよい。

図１１に示すように、レイヤ１機能部１１３５は、物理チャネルマッピング部１１３５ａと、Ｅ−ＤＰＣＨ送信部（帯域保証）１１３５ｂと、Ｅ−ＤＰＣＨ送信部（非帯域保証）１１３５ｃと、チャネル受信部１１３５ｄと、物理チャネルデマッピング部１１３５ｅとを具備している。

物理チャネルマッピング部１１３５ａは、符号化された「帯域保証を行う」エンハンスト個別チャネル（ＥＤＣＨ）をエンハンスト個別物理データチャネル（Ｅ−ＤＰＤＣＨ）（帯域保証）にマッピングし、ＭＡＣ−ｅ機能部１１３４からのＥ−ＴＦＩ及びＨＡＲＱ情報をエンハンスト個別物理制御チャネル（Ｅ−ＤＰＣＣＨ）（帯域保証）にマッピングするように構成されている。

また、物理チャネルマッピング部１１３５ａは、符号化された「帯域保証を行わない」エンハンスト個別チャネル（ＥＤＣＨ）をエンハンスト個別物理データチャネル（Ｅ−ＤＰＤＣＨ）（非帯域保証）にマッピングし、ＭＡＣ−ｅ機能部１１３４からのＥ−ＴＦＩ及びＨＡＲＱ情報をエンハンスト個別物理制御チャネル（Ｅ−ＤＰＣＣＨ）（非帯域保証）にマッピングするように構成されている。

Ｅ−ＤＰＣＨ送信部（帯域保証）１１３５ｂは、上述の帯域保証のＥ−ＤＰＤＣＨ及びＥ−ＤＰＣＣＨについての送信処理を行うように構成されており、Ｅ−ＤＰＣＨ送信部（非帯域保証）１１３５ｃは、上述の非帯域保証のＥ−ＤＰＤＣＨ及びＥ−ＤＰＣＣＨについての送信処理を行うように構成されている。

チャネル受信部１１３５ｄは、無線回線制御局ＲＮＣからの保証ビットレート情報、無線基地局ＮｏｄｅＢからのスケジューリング情報を受信するように構成されている。

また、物理チャネルデマッピング部１３５ｈは、スケジューリング情報と、保証ビットレート情報とを抽出してＭＡＣ−ｅ機能部１３４に送信するように構成されている。

次に、図１２を参照して、本実施形態に係る移動通信システムにおいて、移動局ＵＥが音声通信用チャネルを用いて音声通信を行う動作について説明する。

図１２に示すように、ステップＳ１０１において、移動局ＵＥは、無線回線制御局ＲＮＣに対して発呼する。

ステップＳ１０２において、無線回線制御局ＲＮＣは、移動局ＵＥ及び無線基地局ＮｏｄｅＢに対して制御チャネルのコネクション設定要求を行う。ここで、制御チャネルとは、移動局ＵＥの呼の種別等を設定するためのチャネルである。

なお、無線回線制御局ＲＮＣは、制御チャネルのコネクション設定要求において、音声通信用チャネルを「帯域保証を行う」エンハンスト個別チャネル（ＥＤＣＨ）に割り当てる際に必要な「保証ビットレート」を通知するようにしてもよい。

ステップＳ１０３において、移動局ＵＥ及び無線基地局ＮｏｄｅＢは、ステップＳ１０２において無線回線制御局ＲＮＣから受信した制御チャネルのコネクション設定要求によって、制御チャネルの送受信を開始し、同期が取れた時点で、その旨を通知する制御チャネルのコネクション設定応答を行う。

ステップＳ１０４において、移動局ＵＥは、音声通信用チャネルのコネクション設定要求を無線回線制御局ＲＮＣに対して行う。

ステップＳ１０５において、無線回線制御局ＲＮＣは、ステップＳ１０４において受信した音声通信用チャネルのコネクション設定要求を、ＩＭＳを介してＰＳＴＮ網の交換局に転送する。

ステップＳ１０６において、交換局は、音声通信用チャネルのコネクション設定が可能である場合、当該音声通信用チャネルのコネクションの設定に必要なパラメータを無線回線制御局ＲＮＣに対して要求する。無線回線制御局ＲＮＣは、当該パラメータを交換局に通知する。

ステップＳ１０７において、無線回線制御局ＲＮＣと交換局との間及び無線回線制御局ＲＮＣと移動局ＵＥとの間で、ステップＳ１０６において無線回線制御局ＲＮＣから通知されたパラメータに基づいて音声通信用チャネルのコネクションの設定が行われる。

ステップＳ１０８において、移動局ＵＥは、音声通信用チャネルによってＶＯＩＰの通信を行う。

具体的には、移動局ＵＥは、ＳＩＰを用いて、通信相手（ＩＭＳを介して）とＥＮＤ−ＴＯ−ＥＮＤのコネクションを設定する。当該コネクションを設定するためのＳＩＰ信号は、「帯域保証を行わない」エンハンスト個別チャネル（ＥＤＣＨ）によって伝送される。

また、移動局は、設定したコネクションでＲＴＰによる音声通信を行う。当該音声通信において、ＲＴＰ信号は「帯域保証を行う」エンハンスト個別チャネル（ＥＤＣＨ）によって伝送され、当該ＲＴＣＰ信号は「帯域保証を行わない」エンハンスト個別チャネル（ＥＤＣＨ）によって伝送される。なお、圧縮されていないＲＴＰ信号は、「帯域保証を行わない」エンハンスト個別チャネル（ＥＤＣＨ）によって伝送されてもよい。

（本発明の第３の実施形態に係る移動通信システムの作用・効果）
本実施形態に係る移動局ＵＥによれば、音声通信用チャネルによって送信する音声通信用信号の種類によって、帯域保証を行うエンハンスト個別チャネル（ＥＤＣＨ）又は帯域保証を行わないエンハンスト個別チャネル（ＥＤＣＨ）を割り当てることによって、音声通信の品質を保証しつつ、無線リソース（無線基地局ＮｏｄｅＢにおけるハードウェアリソース）の有効利用が可能となる。

（本発明の第３の実施形態に係る移動通信システムの変更例）
本発明の第３の実施形態に係る移動局では、図９において、上位レイヤ機能部１１３１は、ＲＴＰ信号等の音声通信用ユーザデータと、ＲＴＣＰ信号やＳＩＰ信号等の音声通信用制御データとは、それぞれ異なるフローで下位レイヤに送信すると説明したが、同一のフローで下位レイヤに送信してもよい。かかる場合、ＲＴＰ信号を含むデータ、ＳＩＰ信号を含むデータ、ＲＴＣＰ信号を含むデータのデータサイズは、予め想定可能であるため、ＭＡＣ−ｅ機能部１１３４は、当該データサイズによって、ＲＴＰ信号、ＳＩＰ信号、ＲＴＣＰ信号を識別し、「帯域保証を行う」エンハンスト個別チャネル（ＥＤＣＨ）又は、「帯域保証を行わない」エンハンスト個別チャネル（ＥＤＣＨ）を割り当てるように構成されていてもよい。

以上説明したように、本発明によれば、ＩＭＳにおける音声通信用チャネルにおいて、無線リソース（ハードウェアリソース）の利用効率を向上させ、回線容量の劣化を防ぐことができるチャネル割り当て方法、移動局及び無線基地局を提供することができる。

Claims

無線アクセスネットワークとＩＰネットワークとを接続して音声通信及び非音声通信を提供するＩＰマルチメディアサブシステムにおけるチャネル割り当て方法であって、
上り無線リンクにおける音声通信用チャネルに対して、無線基地局によるスケジューリングが適用されるチャネルを割り当てるステップと、
前記音声通信用チャネルにおいて、ヘッダ圧縮が行われているＲＴＰ信号に対して前記チャネルによって帯域保証を行い、ヘッダ圧縮が行われていないＲＴＰ信号に対して帯域保証を行わないステップとを具備することを特徴とするチャネル割り当て方法。
前記チャネルには、ＨＡＲＱプロセスが適用されることを特徴とする請求項１に記載のチャネル割り当て方法。
前記チャネルには、伝送速度制御プロセスが適用されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のチャネル割り当て方法。
無線アクセスネットワークとＩＰネットワークとを接続して音声通信及び非音声通信を提供するＩＰマルチメディアサブシステムにおいて用いられる無線基地局であって、
上り無線リンクにおける音声通信用チャネルに対して、無線基地局によるスケジューリングが適用されるチャネルを割り当てるように構成されているチャネル割り当て部と、
前記音声通信用チャネルにおいて、ヘッダ圧縮が行われているＲＴＰ信号に対して前記チャネルにおける保証ビットレートによって帯域保証を行い、ヘッダ圧縮が行われていないＲＴＰ信号に対して帯域保証を行わないように構成されている帯域保証部とを具備することを特徴とする無線基地局。
前記チャネルには、ＨＡＲＱプロセスが適用されることを特徴とする請求項４に記載の無線基地局。
前記チャネルには、伝送速度制御プロセスが適用されることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の無線基地局。
無線アクセスネットワークとＩＰネットワークとを接続して音声通信及び非音声通信を提供するＩＰマルチメディアサブシステムにおいて用いられる無線制御装置であって、
上り無線リンクにおける音声通信用チャネルにおいて、ヘッダ圧縮が行われているＲＴＰ信号に対して無線基地局によるスケジューリングが適用されるチャネルにおける保証ビットレートによって帯域保証を行うように移動局及び基地局へ通知するとともに、ヘッダ圧縮が行われていないＲＴＰ信号に対して帯域保証を行わないように移動局及び基地局へ通知する通知部を具備することを特徴とする無線制御装置。
前記チャネルには、ＨＡＲＱプロセスが適用されることを特徴とする請求項７に記載の無線制御装置。
前記チャネルには、伝送速度制御プロセスが適用されることを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の無線制御装置。