【文献】
BlackBerry UK Limited,Further Discussion on U-Plane Protocol Architecture Designs,R2-132442,フランス,3GPP,2013年 8月 9日,paragraph 2.1
【文献】
Huawei, HiSilicon,The order and direction of messages for SeNB (re)configuration,R2-140059,フランス,3GPP,2014年 2月 1日,paragraph 2.1
【文献】
Huawei,Flow Control for Split Bearers,3GPP TSG-RAN WG3♯83bis R3-140560,フランス,3GPP,2014年 3月21日,Paragraph 2
【文献】
Nokia Siemens Networks, Nokia Corporation,Data split options and considerations on U-plane protocol architecture for dual-connectivity,3GPP TSG-RAN WG2#81bis R2-131054,フランス,3GPP,2013年 4月 4日,Paragraph 3.2
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記第1の基地局は、移動局を宛先とするユーザデータを受信すると、前記移動局へRRC Connection Reconfigurationを送信し、前記第2の基地局との間のセッションを設定することを指示し、
前記移動局から前記第2の基地局との間のセッションを設定したことを示すRRC Connection Reconfiguration Completeを受信すると、前記移動局が前記第2の基地局との間のセッションを設定したことを示すセッション追加完了メッセージを前記第2の基地局へ送信する、請求項4に記載の通信方法。
前記第1の基地局は、自装置においてRLCレイヤにおける処理を実行し、前記ユーザデータを前記移動局へ送信するとともに、前記移動局へ正常に送信することができたPDCP PDUのPDCP PDUシーケンスナンバーと、前記移動局へ正常に送信することができたPDCP PDUを秘匿する際に用いたHFNとを前記第2の基地局へ送信する、請求項5に記載の通信方法。
前記第1の基地局は、自装置においてRLCレイヤにおける処理を実行し、前記ユーザデータを前記移動局へ送信するとともに、前記セッション追加完了メッセージとして送信するSeNB Additional Completeに、前記移動局へ正常に送信することができたPDCP PDUのPDCP PDUシーケンスナンバーと、前記移動局へ正常に送信することができたPDCP PDUを秘匿する際に用いたHFNとを設定し、
前記第2の基地局は、前記SeNB Additional Completeに設定された前記PDCP PDUシーケンスナンバーとHFNとを用いて、前記ユーザデータを前記移動局へ送信する、請求項5又は6に記載の通信方法。
前記移動局が前記第2の基地局の通信エリアから第3の基地局の通信エリアへ移動した場合、前記第2の基地局は、前記移動局へ正常に送信することができたPDCP PDUのPDCP PDUシーケンスナンバーと、前記移動局へ正常に送信することができたPDCP PDUを秘匿する際に用いたHFNとを前記第1の基地局へ送信し、
前記第1の基地局は、前記移動局から前記第3の基地局との間のセッションを設定したことを示すRRC Connection Reconfiguration Completeを受信すると、前記移動局が前記第3の基地局との間のセッションを設定したことを示すセッション追加完了メッセージに前記第2の基地局から通知された前記PDCP PDUシーケンスナンバーと前記HFNとを設定し、前記第3の基地局へ送信する、請求項4乃至7のいずれか1項に記載の通信方法。
【発明を実施するための形態】
【0015】
(実施の形態1)
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。はじめに、
図1を用いて本発明の実施の形態1にかかる通信システムの構成例について説明する。
図1の通信システムは、PDCP制御基地局10、RLC制御基地局20及び移動局30を有している。
【0016】
PDCP制御基地局10及びRLC制御基地局20は、CPUがプログラムを実行することによって機能を実行させるコンピュータ装置であってもよい。移動局30は、例えば携帯電話端末、スマートフォン端末もしくはタブレット端末等であってもよい。もしくは、移動局30は、通信機能を備えたパーソナルコンピュータ等のコンピュータ装置であってもよい。
【0017】
PDCP制御基地局10は、PDCPレイヤにおける処理を実行する。PDCPレイヤにおける処理は、例えば、データの秘匿及びヘッダ圧縮等であってもよい。PDCP制御基地局10は、PDCPレイヤにおける処理を実行したデータをRLC制御基地局20へ送信する。
【0018】
RLC制御基地局20は、PDCP制御基地局10から送信されたデータについて、RLCレイヤにおける処理を実行する。RLCレイヤにおける処理は、再送制御、重複データ検出及びデータの順序整列等であってもよい。RLC制御基地局20は、RLCレイヤにおける処理を実行したデータを移動局30へ送信する。
【0019】
RLC制御基地局20は、移動局30へ正常にデータを送信することができた場合、PDCP制御基地局10へ応答メッセージを送信する。応答メッセージは、RLC制御基地局20が移動局30へ正常にデータを送信することができたことを示す。
【0020】
RLC制御基地局20は、例えば、移動局30へデータを送信した後に、移動局30から、移動局30が正常にデータを受信したことを示す応答信号が送信された場合に、移動局30へ正常にデータを送信することができたと判定してもよい。
【0021】
PDCP制御基地局10は、RLC制御基地局20から応答メッセージを受信すると、次に送信すべきデータをRLC制御基地局20へ送信する。具体的には、PDCP制御基地局10は、応答メッセージを受信すると、次に送信すべきデータについてPDCPレイヤにおける処理を実行し、PDCPレイヤにおける処理を行ったデータをRLC制御基地局20へ送信する。
【0022】
以上説明したように、
図1の通信システムを用いることによって、RLC制御基地局20は、移動局30との間において正常にデータを送信したことを示す情報をPDCP制御基地局10へ送信することができる。そのため、PDCP制御基地局10は、RLC制御基地局20と物理的に異なる装置である場合においても、RLC制御基地局20と移動局30との間の通信が正常に行われているか否かを判定することができる。
【0023】
また、RLC制御基地局20は、一般的に、データを移動局30へ正常に送信することができた場合、バッファに保持していたデータを削除する。そのため、PDCP制御基地局10が、RLC制御基地局20から応答メッセージが送信されてきた後に、次にRLC制御基地局20へ送信すべきデータをRLC制御基地局20へ送信することによって、RLC制御基地局20のバッファの許容量を超えてデータが蓄積されることを防止することができる。
【0024】
さらに、PDCP制御基地局10は、RLC制御基地局20から応答メッセージが送信されてきた後に、次にRLC制御基地局20へ送信すべきデータをRLC制御基地局20へ送信することによって、PDCP制御基地局10がRLC制御基地局20へ送信したデータと、RLC制御基地局20が移動局30へ送信したデータとを同期させることができる。つまり、PDCP制御基地局10が送信したデータと、移動局30が受信するデータとを同期させることができる。
【0025】
(実施の形態2)
続いて、
図2を用いて本発明の実施の形態2にかかるPDCP制御基地局10の構成例について説明する。PDCP制御基地局10は、PDCP制御部11、バッファ12及びRLC制御部13を有している。PDCP制御基地局10及びRLC制御部13は、例えばCPU(Central Processing Unit)が用いられてもよい。また、バッファ12は、ROM(Read Only Memory)もしくはRAM(Random Access Memory)等のメモリが用いられてもよい。
【0026】
PDCP制御部11は、バッファ12に格納されているデータを抽出し、PDCP処理を実行する。PDCP制御部11は、PDCP処理を実行したデータをRLC制御部13へ出力するとともに、RLC制御基地局20にも送信する。PDCP制御部11は、例えば、所定の数のデータをRLC制御部13に出力すると、次の所定の数のデータをRLC制御基地局20へ送信してもよい。もしくは、PDCP制御部11は、所定期間内に処理したデータをRLC制御部13へ出力し、次の所定期間内に処理したデータをRLC制御基地局20へ送信してもよい。もしくは、PDCP制御部11は、任意のタイミングに、RLC制御部13及びRLC制御基地局20へ送信するデータの振り分け実行してもよい。
【0027】
また、PDCP制御部11は、PDCP処理を実行したデータをバッファ12へ格納し、PDCP処理を実行したことをRLC制御部13へ通知してもよい。バッファ12は、PDCP処理が実行される前のデータを、PDCP処理が実行された後のデータと異なるメモリ空間もしくはメモリ領域に格納してもよい。
【0028】
また、PDCP制御部11は、PDCP処理を実行したすべてのデータをRLC制御基地局20へ送信してもよい。この場合、RLC制御部13は不要となる。
【0029】
RLC制御部13は、PDCP制御部11から出力されたデータもしくはバッファ12から抽出したデータについてRLC処理を実行する。バッファ12から抽出したデータは、PDCP制御部11がPDCP処理を実行した後にバッファ12へ格納したデータである。RLC制御部13は、RLC処理を実行したデータを移動局30へ送信する。
【0030】
ここで、PDCP制御部11がRLC制御部13もしくはRLC制御基地局20へ送信するデータをPDCP−PDU(PDCP-Protocol Data Unit)と称してもよい。
【0031】
続いて、
図3を用いて本発明の実施の形態2にかかるRLC制御基地局20の構成例について説明する。RLC制御基地局20は、RLC制御部21及びバッファ22を有する。RLC制御部21は、例えばCPU(Central Processing Unit)が用いられてもよい。また、バッファ22は、ROM(Read Only Memory)もしくはRAM(Random Access Memory)等のメモリが用いられてもよい。
【0032】
バッファ22は、PDCP制御基地局10から送信されたデータを一時的に格納する。PDCP制御基地局10から送信されたデータは、PDCP制御基地局10においてPDCP処理が実行されたデータである。
【0033】
RLC制御部21は、バッファ22に格納されたデータを抽出する。さらに、RLC制御部21は、バッファ22から抽出したデータについてRLC処理を実行する。RLC制御部21は、RLC処理を実行したデータを移動局30へ送信する。
【0034】
移動局30は、PDCP制御基地局10及びRLC制御基地局20からRLC制御が実行されたデータを受信することになる。このように、移動局30が、2つの基地局もしくは2以上の基地局から送信されたデータを受信することをdual connectivityと称する。また、PDCP制御基地局10のように、PDCP処理及びRLC処理を実行する基地局は、例えば、半径数キロメートルの通信エリアを有するマクロ基地局と称される基地局が用いられてもよい。また、RLC制御基地局20は、RLC処理のみを実行する基地局であり、PDCP制御基地局10の機能を補完するように用いられてもよい。また、RLC制御基地局20は、PDCP制御基地局10の通信エリアの一部と重複する通信エリアを有するフェムト基地局もしくはマイクロ基地局等と称されてもよい。
【0035】
続いて、
図19を用いて、本発明の実施の形態2にかかる処理を説明するための比較例について説明する。比較例においては、本発明を実施しなかった場合の課題について、詳細に説明する。
【0036】
PDCPレイヤからRLCレイヤに送信されるデータには、PDCP−SN(PDCP-Sequence Number)が設定される。本図の0〜4095は、PDCP−SNを示している。また、HFN(Hyper Frame Number)は、RLCレイヤからUE(User Equipment)に送信されるデータを秘匿する際に用いられるパラメータである。UEは、3GPPにおいて、移動局の具体的名称として用いられている。UEは、RLC制御部21において用いられたHFNと同じ値のHFNを用いてRLC制御基地局20から送信されたデータを復号する。PDCP−SNは、3GPPにおいてLong PDCP SN(12bit:0〜4095)、Short PDCP−SN(7bit:0〜127)及びExtended PDCP−SN(15bit:0〜32767)の3種類が定義されている。一般的にはLong PDCP SNが利用される。
【0037】
また、UEは、PDCP制御基地局10及びRLC制御基地局20からHFN値を取得することはない。HFN値がPDCP制御基地局10もしくはRLC制御基地局20から、無線回線を介してUEへ送信された場合に、HFN値が第3者に傍受等されることを防止するためである。UEは、初期値として用いるHFN値が定まると、その後、データのPDCP−SNの値がインクリメントするとともに、HFN値をインクリメントしてデータを復号する。つまり、PDCP制御基地局10がデータを秘匿するために用いるHFN値と、UEがデータを復号するために用いるHFN値とを一致させるために、PDCP制御基地局10が送信するデータと、UEが受信するデータとを同期させる必要がある。ここで、HFNとPDCP−SNとの関係について説明する。3GPPにおいては、秘匿に利用するパラメータとして32bitのサイズのCOUNT valueパラメータが規定されており、このCOUNT valueがHFNとPDCP SNで構成されることが規定されている。そのため、HFNのサイズはPDCP SNの種類により変化する。例えば、Long PDCP SNを利用している場合、32bit−Long PDCP SN(12bit)=20bitとなり、この差分の20bitのサイズ(0〜1048575)が、HFNの範囲となる。また、秘匿のための暗号化・復号化に利用するパラメータとして、例えば、HFN+PDCP SNとして生成されるCOUNT値が用いられてもよい。
【0038】
本図においては、PDCPとの用語の下に示されているデータは、PDCP制御基地局10のバッファ12に格納されているデータを示している。RLCとの用語の下に示されているデータは、RLC制御基地局20のバッファ22に格納されているデータを示している。UEとの用語の下に示されているデータは、UEが保持しているデータを示している。
【0039】
さらに、PDCP−SNが設定されたデータの隣に記載されているHFN#1〜4は、データを秘匿する際に用いられるHFNの具体的な値を示している。例えば、PDCP制御基地局10のバッファ12に格納されているデータのうち一番上に記載されているデータは、PDCP−SNが4095であり、HFN#1を用いて秘匿されたことを示している。また、RLC制御基地局20のバッファ22に格納されているデータのうち一番上に記載されているデータも、PDCP−SNが4095であり、HFN#1を用いて秘匿されたことを示している。UEは、保持しているデータのうち一番上に記載されているデータは、HFN#1を用いてRLC制御基地局20から送信されたデータを復号することを示している。
【0040】
ここで、PDCP制御基地局10のバッファ12が保持するデータのうち、データAとして示しているデータは、すでにRLC制御基地局20へ送信されているデータとする。つまり、データAに示されるデータと同一のデータは、RLC制御基地局20のバッファ22に格納されている。PDCP制御基地局10のPDCP制御部11は、すでにRLC制御基地局20へ送信したデータAをバッファ12から削除してもよい。
【0041】
さらに、PDCP制御基地局10のバッファ12が保持するデータのうち、一点鎖線において囲まれているデータは、PDCP re−ordering windowにおいて管理されているデータとする。PDCP re−ordering windowは、0〜2047の範囲のPDCP−PDUを管理するwindowである。ここで、Short PDCP−SNが用いられた場合、PDCP re−ordering windowは、PDCP−SNの半分のサイズになるため、0〜63の範囲のPDCP−PDUを管理する。Extended PDCP−SNが用いられた場合、PDCP re−ordering windowは、PDCP−SNの半分のサイズになるため、0〜16383の範囲のPDCP−PDUを管理する。PDCP re−ordering window内にあるPDCP−PDUにはPDCP−SNが割り当てられ、RLC制御基地局20へ送信される。また、PDCP制御部11は、順次PDCP re−ordering windowをスライドし、バッファ12に格納されているデータであって、PDCP−SNが割り当てられていないデータにPDCP−SNを割り当て、RLC制御基地局20へ送信する。PDCP制御部11は、PDCP re−ordering windowを、PDCP−SNが増加する方向にスライドさせる。
【0042】
PDCP制御基地局10のバッファ12が保持するデータのうち、データCとして示しているデータは、PDCP−SNが割り当てられていないデータであり、フレッシュデータと称されてもよい。
【0043】
ここでは、RLC制御基地局20のバッファ22には、データAとして示されているデータ及びPDCP re−ordering window内のデータが格納されている。
【0044】
RLC制御部21は、バッファ22に格納されているデータであって、HFN#1〜4のいずれかを用いて秘匿されたデータをUEへ送信する。UEは、データを受信した場合、正常にデータを受信したことを示す応答メッセージをRLC制御基地局20へ送信する。
【0045】
本図においては、RLC制御基地局20のRLC制御部21が、HFN#1を用いて秘匿したPDCP−SN:4095及びHFN#2を用いて秘匿したPDCP−SN:0のデータについては、応答メッセージを受信したことを示している。また、HFN#1を用いて秘匿したPDCP−SN:1のデータについては、RLC制御部21は、応答メッセージを受信できていないことを示している。
【0046】
このような場合、RLC制御部21は、HFN#2を用いて秘匿したPDCP−SN:2以降のデータBをUEへ送信することができない。ここで、PDCP制御基地局10のPDCP制御部11は、RLC制御基地局20からUEへデータが正常に送信されたか否かを把握することができないため、PDCP re−ordering windowをスライドし続け、RLC制御基地局20へデータを送信し続ける。しかし、RLC制御基地局20は、HFN#2を用いて秘匿したPDCP−SN:2以降のデータBをUEへ送信することができないため、バッファ22に格納するデータが増え続け、バッファ22におけるデータの許容量を超えた場合、データが廃棄されてしまう。例えば、バッファ22における古いデータから廃棄される場合、HFN#2を用いて秘匿したPDCP−SN:2のデータから順に廃棄される。もしくは、バッファ22が、HFN#1を用いて秘匿したPDCP−SN:1〜HFN#4を用いて秘匿したPDCP−SN:1までのデータを格納することができるとした場合、HFN#4を用いて秘匿したPDCP−SN:2以降に受信するデータが廃棄されてもよい。
【0047】
本図においては、RLC制御基地局20のバッファ22に、PDCP制御基地局10から送信されたデータが蓄積し続け、データが廃棄されてしまう可能性があることを示している。
【0048】
続いて、
図4を用いて、本発明の実施の形態2にかかるデータの同期処理について説明する。本図に示す処理においては、RLC制御基地局20は、UEから送信された応答メッセージを受信すると、PDCP制御基地局10に対して、UEへデータを正常に送信することができたことを示す応答メッセージを送信する。RLC制御基地局20は、PDCP−PDU単位に応答メッセージをPDCP制御基地局10へ送信する。PDCP−SNが割り当てられたそれぞれのデータが、1つのPDCP−PDUとする。また、RLC制御基地局20は、PDCP制御基地局10から送信されたデータを正常に受信したことを契機として応答メッセージをPDCP制御基地局10へ送信してもよい。言い換えると、RLC制御基地局20は、自装置のバッファが輻輳しない限り、PDCP制御基地局10から送信されたデータを受信した後、即時に応答メッセージをPDCP制御基地局10へ送信してもよい。
【0049】
PDCP制御基地局10は、RLC制御基地局20から応答メッセージを受信すると、PDCP re−ordering windowをスライドする。例えば、PDCP制御基地局10は、PDCP−SN:2047のデータをRLC制御基地局20へ送信後に、RLC制御基地局20から応答メッセージを受信すると、PDCP re−ordering windowをスライドし、フレッシュデータにPDCP−SN:2048を割り当てる。また、PDCP制御基地局10は、RLC制御基地局20から応答メッセージを受信すると、UEへ正常に送信することができたPDCP−PDUをバッファ12から削除してもよい。
【0050】
RLC制御基地局20が、HFN#2を用いて秘匿したPDCP−SN:2048のデータに対する応答メッセージをUEから受信しない場合、RLC制御基地局20は、PDCP制御基地局10へ応答メッセージを送信しない。
【0051】
このような場合、PDCP制御基地局10は、PDCP re−ordering windowをスライドしない。そのため、PDCP−SN:2048以降のデータがRLC制御基地局20へ送信されることがないため、RLC制御基地局20のバッファ22においてデータが蓄積し続けることを回避することができる。
【0052】
続いて、
図5を用いて本発明の実施の形態2にかかる通信システムにおける同期処理の流れについて説明する。本図においては、PDCP制御基地局10を、Master−eNB(MeNB)とし、RLC制御基地局20をSecondary−eNB(SeNB)として説明する。また、S−GW(Serving Gateway)は、ユーザデータを中継する装置とする。ユーザデータ(User Data)は、呼制御等を行う制御データとは異なるデータであり、例えば、音声データ、画像データ等のUE間において通信されるデータである。
【0053】
はじめに、S−GWは、ユーザデータをMeNBへ送信する(S1)。MeNBは、ユーザデータを受信すると、UEへユーザデータを送信する。
【0054】
次に、MeNBは、SeNBへSeNB Additional Requestメッセージを送信する(S2)。MeNBは、dual connectivityの状態を形成するために、SeNBへSeNB Additional Requestメッセージを送信する。SeNB Additional Requestメッセージは、SeNBとUEとの間において通信するためのセッションを構築することを指示するメッセージである。次に、SeNBは、SeNB Additional Requestメッセージに対する応答メッセージとして、MeNBへSeNB Additional Request Acknowledgeメッセージを送信する(S3)。
【0055】
次に、MeNBは、UEへRRC Connection Reconfigurationメッセージを送信する(S4)。RRC Connection Reconfigurationメッセージは、UEとSeNBとの間において通信するためのセッションを構築することを指示するメッセージである。次に、UEは、RRC Connection Reconfigurationメッセージに対する応答メッセージとして、MeNBへRRC Connection Reconfiguration Completeメッセージを送信する(S5)。
【0056】
次に、MeNBは、SeNBへ、UEとSeNB間のセッションの構築が完了したことを示すSeNB Additional Completeメッセージを送信する(S6)。次に、MeNBは、SeNBへ、同期情報通知メッセージを送信する(S7)。同期情報通知メッセージには、MeNBが、UEへ送信を完了しているPDCP−PDUの情報が含まれる。例えば、同期情報通知メッセージには、UEへ送信を完了しているPDCP−PDUを秘匿したHFNの値及びUEへ送信を完了しているPDCP−PDUのPDCP−SNが設定されている。SeNBは、同期情報通知メッセージを受信することによって、UEへ送信するデータを秘匿する際に用いるHFN及びPDCP−SNを把握もしくは決定することができる。
【0057】
次に、S−GWは、ユーザデータをMeNBへ送信する(S8)。MeNBは、受信したユーザデータをUEへ送信する。次に、MeNBは、受信したユーザデータについて、PDCP処理を実行し、PDCP処理を実行したデータをSeNBへ送信する(S9)。次に、SeNBは、MeNBから送信されたデータについて、RLC処理を実行し、RLC処理を実行したデータをUEへ送信する(S10)。
【0058】
次に、UEは、ステップS10においてユーザデータを受信した場合に、ACKメッセージをSeNBへ送信する(S11)。次に、SeNBは、MeNBへ、ユーザデータをUEへ正常に送信することができたことを示すACKメッセージを送信する(S12)。また、UEは、dual connectivityにおいては、MeNB及びSeNBの双方から異なるデータを受信する。そのため、UEは、受信するデータ毎に、該当するデータの送信元に対してACKメッセージを送信する。
【0059】
MeNBは、ステップS12においてACKメッセージを受信すると、PDCP re−ordering windowをスライドして、次のデータをSeNBへ送信する。この場合、ステップS9以降の処理を繰り返し実行する。
【0060】
以上説明したように、本発明の実施の形態2にかかるPDCP制御基地局10及びRLC制御基地局20を用いることによって、PDCP制御基地局10は、RLC制御基地局20からACKメッセージを受信することができる。これによって、PDCP制御を実行する基地局とRLC制御を実行する基地局とが異なる装置である場合においても、PDCP制御基地局10は、RLC制御基地局20がUEに正常にデータを送信することができたか否かについて把握することができる。
【0061】
さらに、PDCP制御基地局10は、RLC制御基地局20から送信されるACKメッセージに基づいてPDCP re−ordering windowをスライドすることによって、RLC制御基地局20のバッファ22にデータが蓄積し続けることを防止することができる。
【0062】
また、さらに、PDCP制御基地局10は、RLC制御基地局20から送信されるACKメッセージに基づいてPDCP re−ordering windowをスライドすることによって、PDCP制御基地局10が送信するデータと、移動局30が受信するデータとを同期させることができる。
【0063】
また、上述した例においては、PDCP制御基地局10が、1つのPDCP−PDU毎にRLC制御基地局20から送信される応答メッセージを受信することについて説明したが、PDCP制御基地局10は、複数のPDCP−PDUをまとめてRLC制御基地局20へ送信してもよい。このような場合、RLC制御基地局20は、PDCP−PDU毎に応答メッセージをPDCP制御基地局10へ送信してもよく、複数のPDCP−PDUに対して一つの応答メッセージをPDCP制御基地局10へ送信してもよい。
【0064】
(実施の形態3)
続いて、
図6を用いて本発明の実施の形態3にかかるPDCP re−ordering windowのスライド処理について説明する。
【0065】
本図においては、PDCP制御基地局10は、RLC制御基地局20がUEへ正常にデータを送信できたことを示す応答メッセージ(ACKメッセージ)を受信しない場合、所定時間経過後にPDCP re−ordering windowをスライドし、RLC制御基地局20へ新たにPDCP−SNを割り当てたデータを送信することを示している。言い換えると、PDCP制御基地局10は、RLC制御基地局20から送信された応答メッセージを受信するとPDCP re−ordering windowをスライドし、応答メッセージを受信しない場合であっても所定期間経過後にPDCP re−ordering windowをスライドする。
【0066】
例えば、RLC制御基地局20は、HFN#2を用いて秘匿したPDCP−SN:1のデータをUEへ送信した後に、UEから応答メッセージを受信しない場合、PDCP制御基地局10へ応答メッセージを送信しない。このような場合においても、PDCP制御基地局10は、所定期間経過後にPDCP re−ordering windowをスライドし、PDC−SN:2のデータをRLC制御基地局20へ送信する。さらに、PDCP制御基地局10は、HFN#2を用いて秘匿したPDCP−SN:2047のデータに関する応答メッセージをRLC制御基地局20から受信しない場合においても、所定期間経過後に所定期間経過後にPDCP re−ordering windowをスライドし、PDC−SN:2048のデータをRLC制御基地局20へ送信する。PDCP制御基地局10がデータを送信してから、次のデータを送信するまでの期間を示す所定期間は、例えば、PDCP制御基地局10がタイマーを用いて測定してもよい。
【0067】
さらに、RLC制御基地局20は、PDCP制御基地局10へ送信する応答メッセージに、正常に送信することができたデータのPDCP−SNを設定する。PDCP制御基地局10は、PDCP−SNが設定された応答メッセージを受信することによって、UEへ正常に送信することができなかったPDCP−PDUを把握することができる。
【0068】
PDCP制御基地局10は、UEへ正常に送信することができなかったPDCP−PDUを、バッファ12から削除してもよく、RLC制御基地局20から再送要求が通知された場合には、UEへ正常に送信することができなかったPDCP−PDUをRLC制御基地局20へ再送してもよい。
【0069】
また、PDCP制御基地局10が、送信したPDCP−PDUに対する応答メッセージを受信しないケースとして、
図7に示すように、PDCP制御基地局10が送信したデータを、RLC制御基地局20が受信することができなかったケースも含まれる。もしくは、PDCP制御基地局10が、送信したPDCP−PDUに対する応答メッセージを受信しないケースとして、RLC制御基地局20がUEから応答メッセージを受信した後に、RLC制御基地局20がPDCP制御基地局10へ応答メッセージを送信した場合において、PDCP制御基地局10とRLC制御基地局20との間の通信経路において応答メッセージが破棄された場合等が含まれてもよい。
【0070】
以上説明したように、本発明の実施の形態3にかかるPDCP re−ordering windowのスライド処理を実行した場合、PDCP制御基地局10は、所定期間経過後に、次に送信するデータをRLC制御基地局20へ送信することができる。このような処理は、例えば、UEへデータを送信することができなかった場合においても、UEへデータの再送を行う必要が内容な場合に有効である。また、このような処理を行うことによって、UEへ送信するデータのスループットを向上させることができる。
【0071】
(実施の形態4)
続いて、
図8を用いて本発明の実施の形態4にかかるPDCP re−ordering windowのスライド処理について説明する。本図においても、
図6と同様に、PDCP制御基地局10は、RLC制御基地局20から応答メッセージを受信しない場合においても、所定時間経過後にPDCP re−ordering windowをスライドし、RLC制御基地局20へ新たにPDCP−SNを割り当てたデータを送信することを示している。本図においては、RLC制御基地局20は、HFN#2を用いて秘匿したPDCP−SN:1のデータに関する応答メッセージを受信していないため、HFN#2を用いて秘匿したPDCP−SN:1のデータを再送する処理を実行する。この時、RLC制御基地局20のバッファ22には、PDCP制御基地局10から送信されるデータが蓄積し続け、バッファ22の許容量を超えたことによって、バッファ22に蓄積されたデータのうち、古いデータであるHFN#2を用いて秘匿したPDCP−SN:2〜HFN#3を用いて秘匿したPDCP−SN:4095が廃棄されたとする。
【0072】
このような状況において、RLC制御基地局20が、HFN#2を用いて秘匿したPDCP−SN:1のデータの再送を完了し、PDCP制御基地局10へPDCP−SN:1を設定した応答メッセージを送信し、RLC制御基地局20が次のデータをUEへ送信するとする。しかし、HFN#2を用いて秘匿したPDCP−SN:2〜HFN#3を用いて秘匿したPDCP−SN:4095は、廃棄されているため、RLC制御基地局20は、UEへ、HFN#4を用いて秘匿したPDCP−SN:0のデータを送信することとなる。しかし、UEにおいては、HFN#2を用いて秘匿したデータが送信されてくることを想定しているため、受信したデータをHFN#2を用いて復号する。しかし、RLC制御基地局20が送信したデータは、HFN#4を用いて秘匿されているため、UEは、RLC制御基地局20から受信したデータを復号することができない。もしくは、バッファ22の許容量を超えたことによって、新たに到達するデータが廃棄された場合にも、RLC制御基地局20がUEへ送信するデータを秘匿するために用いたHFN値と、UEが想定しているHFN値とが異なることによって、UEが、RLC制御基地局20から受信したデータを復号することができないことがある。
【0073】
つまり、RLC制御基地局20のバッファ22においてデータが廃棄されてしまった場合、PDCP制御基地局10とUEとにおいて使用するHFNの同期がとれなくなることによって、UEにおいてデータを復号することができなくなる。
【0074】
このような事象を防止するために、RLC制御基地局20は、PDCP制御基地局10への応答メッセージに、正常に送信したデータのPDCP−SNとともにデータを秘匿する際に用いたHFNの値を設定する。例えば、RLC制御基地局20は、HFN#2を用いて秘匿したPDCP−SN:1のデータの再送を完了した場合、PDCP制御基地局10へ、PDCP−SN:1及びHFN#2を設定した応答メッセージを送信する。
【0075】
PDCP制御基地局10は、すでにHFN#4を用いて秘匿したPDCP−SN:2049のデータまでRLC制御基地局20へ送信していたが、RLC制御基地局20からPDCP−SN:1及びHFN#2が設定された応答メッセージを受信した場合、HFN#2を用いて秘匿したPDCP−SN:2以降のデータを再送する。
【0076】
RLC制御基地局20は、HFNを設定した応答メッセージを送信した後に、PDCP制御基地局10から再送されたデータをUEへ送信する。
【0077】
以上説明したように、RLC制御基地局20がHFN値を設定した応答メッセージをPDCP制御基地局10へ送信することによって、PDCP制御基地局10は、RLC制御基地局20からUEへ送信されていないデータを把握することができる。そのため、UEが復号するのに用いるHFN値と、UEへ送信されるデータを秘匿するために用いたHFN値とを同期させることができる。そのため、UEは、受信したデータを復号することができる。
【0078】
(実施の形態5)
続いて、
図9を用いて本発明の実施の形態5にかかる通信システムにおける同期処理の流れについて説明する。本図においては、UEが、Source SeNBの通信エリアからTarget SeNBの通信エリアへハンドオーバする場合の処理の流れについて示している。UEは、dual connectivityによって、MeNB及びSource SeNBから送信されるデータを受信しているとする。
【0079】
はじめに、UEがSource SeNBの通信エリアからTarget SeNBの通信エリアへ移動した場合、MeNBは、Target SeNBへ、SeNB Additional Requestメッセージを送信する(S21)。SeNB Additional Requestメッセージは、Target SeNBとUEとの間において通信するためのセッションを構築することを指示するメッセージである。次に、Target SeNBは、SeNB Additional Requestメッセージに対する応答メッセージとして、MeNBへSeNB Additional Request Acknowledgeメッセージを送信する(S22)。
【0080】
次に、MeNBとSource SeNBとの間において、SeNB Release Requestメッセージが送受信される(S23)。SeNB Release Requestメッセージは、MeNBとSource SeNBとの間の通信において用いられていた通信リソースを開放するために用いられる。
【0081】
次に、MeNBは、UEへRRC Connection Reconfigurationメッセージを送信する(S24)。RRC Connection Reconfigurationメッセージは、UEとTarget SeNBとの間において通信するためのセッションを構築することを指示するメッセージである。次に、UEは、RRC Connection Reconfigurationメッセージに対する応答メッセージとして、MeNBへRRC Connection Reconfiguration Completeメッセージを送信する(S25)。
【0082】
次に、Source SeNBは、MeNBへ同期情報通知メッセージを送信する(S26)。同期情報通知メッセージには、Source SeNBが、UEへ送信を完了しているPDCP−PDUの情報が含まれる。例えば、同期情報通知メッセージには、UEへ送信を完了しているPDCP−PDUを秘匿したHFNの値及びPDCP−SNが設定されている。
【0083】
次に、MeNBは、Target SeNBへ、UEとTarget SeNB間のセッションの構築が完了したことを示すSeNB Additional Completeメッセージを送信する(S27)。次に、MeNBは、Target SeNBへ、Source SeNBから送信された同期情報通知メッセージを送信する(S28)。Source SeNBは、同期情報通知メッセージを受信することによって、UEへ送信するデータを秘匿する際に用いるHFN及びPDCP−SNを把握もしくは決定することができる。
【0084】
次に、MeNB、Source SeNB及びTarget SeNBとの間において、UEへ未送信のデータをTarget SeNBへ転送する。(S29)。例えば、Source SeNBは、UEへ未送信のデータをMeNBへ送信してもよい。この場合、MeNBは、Source SeNBから送信されたデータをUEへ送信してもよく、Target SeNBへ送信してもよい。もしくは、Source SeNBは、UEへ未送信のデータをTarget SeNBへ送信してもよい。
【0085】
ステップS30〜S34は、
図5のステップS8〜S12と同様であるため詳細な説明を省略する。
【0086】
以上説明したように、本発明の実施の形態5にかかる通信システムにおける同期処理を実行することによって、UEがハンドオーバした場合においても、MeNBは、Target SeNBから正常にUEへデータを送信することができたことを示すACKメッセージを受信することができる。そのため、実施の形態5においても、実施の形態1〜4と同様の効果を得ることができる。
【0087】
(実施の形態6)
続いて、
図10を用いて本発明の実施の形態6にかかる通信システムにおける同期処理の流れについて説明する。本図においては、PDCP−SN及びHFNの通知に用いられる具体的なメッセージについて説明する。ステップS41〜S46は、
図5のステップS1〜S6と同様であるため詳細な説明を省略する。
【0088】
ステップS47において、MeNBは、SN STATUS TRANSFERメッセージを用いて、UEへ送信を完了しているPDCP−PDUを秘匿したHFNの値及びPDCP−SNをSeNBへ通知する。SN STATUS TRANSFERメッセージは、3GPPにおいて定められている既存のメッセージである。ここで、
図11〜
図13を用いてSN STATUS TRANSFERメッセージについて説明する。
【0089】
図11は、SN STATUS TRANSFERメッセージに設定されるPDCP−SN及びHFNを示している。PDCP−SN及びHFNは、COUNT Valueパラメータを構成するパラメータとして設定される。
図11のSN STATUS TRANSFERメッセージは、UEへ送信済みのPDCP−PDU毎にSeNBへ送信されてもよい。
図11のSN STATUS TRANSFERメッセージには、UEへ送信済みのPDCP−PDUを秘匿したHFN値及びUEへ送信済みのPDCP−PDUのPDCP−SNが設定されている。
【0090】
図12は、SN STATUS TRANSFERメッセージに設定されるHNF及び複数のPDCP−SNを示している。
図12のSN STATUS TRANSFERメッセージには、MeNBがUEへ、PDCP−SN:1〜PDCP−SN:nが送信済みであることが設定されている。さらに、
図12のSN STATUS TRANSFERメッセージには、PDCP−SN:1〜PDCP−SN:nのPDCP−PDUの秘匿に用いられたHFN値が設定されている。
【0091】
図13は、複数のPDCP−SNの状態を、ビットマップを用いて設定しているSN STATUS TRANSFERメッセージが示されている。
図13のSN STATUS TRANSFERメッセージを用いることによって、MeNBは、PDCP−SNの送信状況をビットマップイメージを用いてSeNBへ通知することができる。
【0092】
図10に戻り、ステップS48〜ステップS51は、
図5のステップS8〜ステップS11と同様であるため詳細な説明を省略する。ステップS52において、SeNBは、UEへ正常に送信することができたPDCP−PDUの秘匿に用いられたHFN値とPDCP−SNとをGTP-U Messageを用いてMeNBへ送信する。ここで、
図14〜
図17を用いてGTP-U Messageについて説明する。
【0093】
図14は、3GPPにおいて規定されるGTP-Uプロトコルヘッダ(GTP-Uメッセージヘッダ)の構成を示している。HFN値及びPDCP−SNは、Next Extension Header Typeに設定される。
【0094】
図15は、GTP-U Extension header typeに、PDCP−SN及びHFNに関する情報を識別するためのヘッダータイプを新たに追加したことを示している。
【0095】
図16は、
図15において新規に追加されたPDCP−SN及びHFNとを設定するExtension Headerのパラメータ領域イメージを示している。
【0096】
図17は、GTP-U Message typeに対して新規にPDCP−SN及びHFNの情報要素を追加したイメージを示している。
【0097】
以上説明したように、MeNBが、UEへ送信済みのPDCP−PDUを秘匿した際に用いたHFN値及びPDCP−SNをSeNBへ通知する場合、もしくはSeNBが、UEへ送信済みのPDCP−PDUを秘匿した際に用いたHFN値及びPDCP−SNをMeNBへ通知する場合、3GPPにおいて既存メッセージとして用いられているSN STATUS TRANSFERメッセージ及びGTP-U Messageを用いることができる。
【0098】
また、
図10のステップS47において、MeNBは、SN STATUS TRANSFERメッセージを用いて、PDCP−SN及びHFNをSeNBへ送信しているが、MeNBは、他のメッセージを用いてPDCP−SN及びHFNをSeNBへ送信してもよい。例えば、MeNBは、ステップS42におけるSeNB Additional Requestメッセージを用いてPDCP−SN及びHFNをSeNBへ送信してもよい。もしくは、MeNBは、ステップS46におけるSeNB Additional Completeメッセージを用いてPDCP−SN及びHFNをSeNBへ送信してもよい。
【0099】
もしくは、MeNBは、ステップS49において、ユーザデータを送信する際に、GTP-U Messageを用いて、PDCP−SN及びHFNをSeNBへ送信してもよい。もしくは、MeNBは、GTP-UレイヤにおいてGTP-U以外のFrame protocolもしくは独自メッセージを用いてPDCP−SN及びHFNをSeNBへ送信してもよく、GTP-Uレイヤと異なるレイヤにおいて別のFrame protocolや独自メッセージを用いてPDCP−SN及びHFNをSeNBへ送信してもよい。
【0100】
(実施の形態7)
続いて、実施の形態7にかかる通信システムの構成例について説明する。
図2においては、PDCP制御基地局10が、PDCP制御部11及びRLC制御部13を有する構成について説明したが、PDCP制御基地局10は、PDCP制御部11のみを有してもよい。つまり、PDCP制御基地局10は、RLC制御部13において実行するRLC制御を実行せずに、RLC制御をRLC制御基地局20のみが実行してもよく、もしくは、複数のRLC制御基地局がRLC制御を実行してもよい。
【0101】
また、
図18は、一つの基地局においてPDCP制御部及びRLC制御部がそれぞれ異なるバッファを用いる構成を示している。
図18の基地局100は、PDCP制御部101、PDCPバッファ102、RLC制御部103及びRLCバッファ104を有している。PDCP制御部101は、PDCPバッファ102に格納されているデータを抽出し、PDCP制御を実行する。PDCP制御部101は、PDCP制御を実行したデータをRLC制御部103へ出力する。
【0102】
RLC制御部103は、PDCP制御部101から出力されたデータを一時的にRLCバッファ104へ格納する。その後、RLC制御部103は、RLCバッファ104に格納されているデータを抽出し、RLC制御を実行する。RLC制御部103は、RLC制御を実行したデータを移動局30へ送信する。
【0103】
基地局100においては、PDCPバッファ102及びRLCバッファ104は異なるメモリ領域もしくはメモリ空間に配置されているとする。つまり、PDCP制御部101及びRLC制御部103は、同一のメモリ空間を共有することができないとする。さらに、PDCP制御部101は、RLCバッファ104を参照することができず、RLC制御部103は、PDCPバッファ102を参照することができないとする。
【0104】
つまり、基地局100においては、PDCP制御部101、PDCPバッファ102、RLC制御部103及びRLCバッファ104が同一装置内に配置されているが、PDCP制御部101及びRLC制御部103は、それぞれ参照することができるバッファに制限が加えられている。
【0105】
例えば、基地局100においては、PDCP制御部101及びPDCPバッファ102は、RLC制御部103及びRLCバッファ104が搭載されているチップと異なるチップに搭載されてもよい。もしくは、PDCP制御部101及びPDCPバッファ102は、RLC制御部103及びRLCバッファ104が搭載されているボードと異なるボードに搭載されてもよい。
【0106】
もしくは、PDCP制御部101は、RLCバッファ104を参照することができないようにソフトウェアを用いて制御されてもよい。また、RLC制御部103は、PDCPバッファ102を参照することができないようにソフトウェアを用いて制御されてもよい。
【0107】
以上説明したように、PDCP制御部101とRLC制御部103とが異なる装置に配置されている場合以外にも、PDCP制御部101がRLCバッファ104を参照することができない環境、具体的には、PDCP制御部101とRLC制御部103と同一装置内においてメモリ空間を共有しない場合においても、他の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0108】
上述の実施の形態では、本発明をハードウェアの構成として説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。本発明は、
図5、
図9及び
図10について、PDCP制御基地局10(MeNB)もしくはRLC制御基地局20(SeNB)において実行される処理を、CPU(Central Processing Unit)にコンピュータプログラムを実行させることにより実現することも可能である。
【0109】
上述の例において、プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体(non-transitory computer readable medium)を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体(tangible storage medium)を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体(例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ)、光磁気記録媒体(例えば光磁気ディスク)、CD−ROM(Read Only Memory)、CD−R、CD−R/W、半導体メモリ(例えば、マスクROM、PROM(Programmable ROM)、EPROM(Erasable PROM)、フラッシュROM、RAM(Random Access Memory))を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体(transitory computer readable medium)によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
【0110】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【0111】
以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記によって限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【0112】
この出願は、2014年5月7日に出願された日本出願特願2014−095789を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。