70 ダイバーシチハンドオーバトランク
72 フレーム送信スケジューラ
101、401 コア・ネットワーク
102、402 無線アクセスネットワーク
103、403 無線ネットワーク制御装置
104、404 ルータ
105、106、405、406 基地局装置
107、407 端末
701 フレーム送受信部
702 下り転送制御部
703 下りフレーム分配部
704 下りフレーム受信部
705 下り送信制御部
706 ICMP ECHO要求送信部
707 メモリ
708 算出プログラム

 以下、本発明の実施の形態を、図面を参照� ��て説明する。なお、以下の説明において参� ��する各図では、他の図と同等部分は同一符� ��によって示されている。
(実施の形態)
 図1は、本発明の実施形態による無線ネット ワーク制御装置を含む移動通信システムの構 成例を示すブロック図である。同図には、IMT 2000方式による移動通信システムのIP-RAN402の� �成が示されている。
 IP-RAN402は、コア・ネットワーク101に接続さ� ��ているIP-RNC403と、ルータ404と、このルータ4 04に接続されているIP-BTS405および406とを含ん� ��構成されており、端末407について移動通信� ��実現するネットワークである。

 IP-RNC403とIP-BTS405との間において送受信さ� ��るフレームには、3GPP TS25.427に記載されて� �る通りCFNが付与される。そして、このフレ� �ムについて、3GPP TS25.402に記載されている同 期制御が行われる。この同期制御は以下のよ うに行われる。すなわち、フレームの受信タ イミングがReceiving Windowから外れた場合に、� ��の外れた時間がTiming Adjustmentコントロール� ��レームによって送信側に通知される。これ� ��受取り、フレームの受信タイミングがReceivi ng Window内に入るように送信タイミングが調� �される(つまり、送信スケジュールを切り替� ��る)ことにより、同期制御が行われる。

 IPRNC403とIP-BTS405との間の往復伝送時間が一� �であれば、送信タイミングを調整すること� �よってフレームの受信タイミングはReceiving  Window内に入るはずである。しかしながら、IP- RNC403とIP-BTS405との間の往復伝送時間はIP-RANの 混雑度によって刻々変化するので、送信スケ ジュールの切り替えが必要である。以下、こ の往復伝送時間が変化する場合のIubデータフ レーム送信スケジュールの切り替えについて 説明する。例えば、端末407の呼接続408に関し 、IP-RNC403とIP-BTS405との間の同期制御409におい てTransport Channel Synchronisationが完了した後、I P-RNCとIP-BTSとの間の往復伝送時間が以下のよ� ��に変化するとする。
時間A(0.00~1.00秒後): 10msec(片道5msec)
時間B(1.00~1.05秒後): 30msec(片道15msec)
時間C(1.05~2.00秒後): 50msec(片道25msec)
時間D(2.00秒後~ ): 200msec(片道100msec)

 図2は、時間A~時間B~時間Cにかけての、IP-R NC403からIP-BTS405へのIubデータフレーム送受信� ��様子を示す図である。これらの図には、フ� ��ーム送信スケジュールに従って、下りIubデ� ��タフレーム502がIP-RNC403から順次送信される� ��子が示されている。フレーム送信スケジュ� ��ルは、スケジュール501、スケジュール506、� ��ケジュール510の順に遷移するとする。

 また、IP-BTS405には、Receiving Window503が設定� �れている。Receiving Windowには、連続番号が付 されており、本例では偶数番号が付されてい るReceiving Windowを用いる。
 本例では、第一の時間507を、固定値ではな� ��、可変値とし、その値を適切に設定する。� ��下、時間A、時間B、時間C、それぞれにおけ� ��動作について説明する。

(時間Aにおける動作)
 Transport Channel Synchronisationの完了後、IP-RNC40 3は送信スケジュール501にしたがって、CFNを� �与したIubデータフレームを送信する。
 例えば、送信スケジュール501どおりに送信� ��れた、下りIubデータフレーム502(CFNは「120」 )は、IP-BTSの当該CFNのReceiving Window503内におい て受信される。

(時間Bにおける動作)
 この後、時間Bになると、IP-RNC403とIP-BTS405と の間の往復伝送時間が変化し、Transport Channel  Synchronisationで確立した同期が外れてしまう� ��具体的には、フレーム送信スケジュール501� ��したがって送信された下りIubデータフレー� ��504(CFNは「124」)は、これまでより「10msec」� �い遅延を伴って、IP-BTS405に到着する。IP-BTS40 5はこの「10msec」の遅延(すなわち、TOA=-10)を� �TA505(CFNは「124」)を用いて、IP-RNC403に通知す� ��。

 IP-RNC403は、TA505(CFNは「124」)に示されたとお り、送信スケジュールを「10msec」早め、送信 スケジュール506に切り替える。
 このときIP-RNC403は、TA505(CFNは「124」)受信時 刻と、下りIubデータフレーム504(CFNは「124」)� ��信時刻との差を計算する。そして、IP-RNC403� ��、その結果(この場合は「30msec」)を第一の� �間507の継続時間とし、第一の時間507をスタ� �トさせる。第一の時間507が継続する間(すな� ��ち、「30msec」)は、他のTAを受信してもフレ� ��ム送信スケジュールの変更は行わない。つ� ��り、受信したTAを無視することになる。

(時間Cにおける動作)
 時間Cでは再び伝送時間が変化し、IP-BTS405は 、Receiving  Window内で下りIubデータフレーム50 8(CFNは「132」)が受信できていないことを、TA5 09(CFNは「132」)で通知する。IP-RNC403はこれを� �信し、フレーム送信スケジュール510に切り� �えることができる。このとき、IP-RNC403はTA509 によって通知された「50msec」を第一の時間507 'の継続時間とし、第一の時間507'をスタート� ��せる。
 ここで、従来方式である図17の場合と本例� �場合(図2)とを比較すると、本例の場合の方� �、同期回復が早いことがわかる。これは本� �の場合の第一の時間507が、従来方式の場合� �りも短く、TAへの反応が早いためである。

(時間Dにおける動作)
 一方、図3および図4は、時間C~時間Dにかけ� �のIP-RNC403からIP-BTS405へのIubデータフレーム� �受信の様子を示す図である。
 時間Cでは、下りIubデータフレーム送信スケ ジュール601で、IP-RNC403とIP-BTS405との間の同期 がとれている。
 時間Dになると、下り片道伝送時間が「25msec 」から「100msec」に増加する。このため、CFN36 の下りIubデータフレーム602は、CFN36用のReceivi ng Window603より「75msec」遅れてIP-BTS405に到着� �る。これを受信したIP-BTS405は、この「75msec� �の遅延をTOA=-75として、TA604(CFNは「36」)を用� ��て、IP-RNC403に通知する。

 IP-RNC403は、TA604を受信し、フレーム送信� �ケジュール601からフレーム送信スケジュー� �605に切り替える。それと同時にIP-RNC403は、TA 604(CFNは「36」)の受信時刻と、下りIubデータ� �レーム602(CFNは「36」)送信時刻との差を計算� ��る。そして、IP-RNC403は、その計算結果(この 場合は「200msec」)を第一の時間606の継続時間� ��し、第一の時間606を開始する。

 その後、IP-RNC403に到着するTAは全て第一の� �間606内の到着であるため、これ以上フレー� �送信スケジュールの変更は行われない。
 ここで、従来方式である図19および図20の場 合と本例の場合(図3および図4)とを比較する� �、本例の場合には、不必要なフレーム送信� �ケジュール変更が生じないことがわかる。� �来方式の問題点は第一の時間の長さ不足に� �るものだったが、本例では第一の時間を十� �に確保しており、不必要なスケジュール変� �が防止できていることがわかる。

(IP-RNCの構成)
 図5は、図1中のIP-RNC403の構成例を示すブロ� �ク図である。同図において、IP-RNC403は、IP-BT S405に対するフレーム送受信制御を司るダイ� �ーシチハンドオーバトランク(DHT)70を含んで� ��成されている。ここでは、上り(IP-BTS405→IP- RNC403の方向)フレームの合成、転送に関する� �能ブロックは図示しない。

 ダイバーシチハンドオーバトランク70は� �IP-BTS405との間でフレームの送受信を行うフ� �ーム送受信部701と、下りフレームの転送制� �を行う下り転送制御部702と、下りフレーム� �分配を行う下りフレーム分配部703と、コア� �ネットワーク401から下りフレームを受信す� �下りフレーム受信部704と、下りフレームの� �信タイミングを制御する送信下り送信制御� �705と、フレーム送信スケジュールを制御す� �フレーム送信スケジューラ72とを含んで構成 されている。

 このような構成において、下りフレーム受� ��部704は、コア・ネットワーク401から下りフ� ��ームを受信し、下りフレーム分配部703に渡� ��。
下りフレーム分配部703は、必要に応じブラン チ数分フレームを分配し、下り転送制御部702 に渡す。
 下り転送制御部702はフレーム送信スケジュ� ��ラ72からの指示に従い、適切なタイミング� �下りIubデータフレームをフレーム送受信部70 1に渡す。
 フレーム送受信部701は、Iubデータフレーム� ��IP-BTS405へ送信する。また、IP-BTS405からTAを� �信したフレーム送受信部701は、下り送信制� �部705へこれを渡す。

 ここで、下り送信制御部705には、図6に示 されているように、2つの状態が存在する。� �図を参照すると、TA受付可能状態において、 下り送信制御部705は、TA(TOA=a、CFNは「n」とす る)を受信した場合、フレーム送信スケジュ� �ラ72に、フレーム送信スケジュールをaだけ� �らせるように指示する。そして、第一の時� �の計測がスタートする。このとき、TA受信時 刻と、現在のフレーム送信スケジュールにお けるCFNが「n」の下りフレームを受信した時� �との差にわずかな時間αを加えた時間を「第 一の時間」として設定する。この時間αは、� ��より大きい値かつ次のフレームの送信間隔� ��りも小さい値とする。第一の時間が設定さ� ��ることにより、TA受付不可状態へ遷移する� �

 一方、TA受付不可状態において、下り送信� �御部705は、TAを受信した場合、それを無視し 、何もしない。また、第一の時間が満了した 場合、TA受付可能状態へ遷移する。
 以上のように、下り送信制御部705の状態に� ��じて、TAが無視される場合と、受信したTAに 基づいてフレーム送信スケジュールを切り替 える場合とがある。

 図5に戻り、フレーム送信スケジューラ72� ��、下りフレームの送信スケジュールを下り� ��送制御部702に通知する。また、フレーム送� ��スケジューラ72は、下り送信制御部下り送� �制御部705からの送信タイミング変更指示に� �り、フレーム送信スケジュールを変更する� �下り転送制御部702はフレーム送信スケジュ� �ラ72によるフレーム送信スケジュールにした がって下りフレームを送信するので、以後は 変更されたフレーム送信スケジュールで下り フレームが送信されることになる。

(往復伝送時間の計測)
 第一の時間を設定する場合、システム設計� ��における、下りの遅延目標値、および、上� ��の遅延目標値に、わずかな時間αを加えれ� �よい。この時間αは、基地局装置においてフ レームを受信してから送信するまでにかかる 所定の処理時間を考慮して、設定する。ここ で、無線ネットワーク装置と基地局装置との 間の往復伝送時間は変化する。したがって、 第一の時間を適切に設定するには、無線ネッ トワーク装置と基地局装置との間の往復伝送 時間を計測するか算出する必要がある。以下 、往復伝送時間の計測手法、算出手法につい て説明する。

(ICMP ECHOを用いる計測)
 ICMP(Internet Control Message Protocol) ECHOを用い� ��、無線ネットワーク装置と基地局装置との� ��のフレーム往復伝送時間を定期的に計測し� ��この計測値に基づいて第一の時間を決定す� ��。ICMPについては、インターネット技術規定 RFC792およびRFC1885として規定されている。具� �的には、図7に示されているようにICMP ECHO要 求送信部706を設けておき、このICMP ECHO要求� �信部706はIP-BTS405に向けて送信し、その返信� �受けるまでの時間に基づいてフレーム往復� �送時間を計測し、第一の時間を決定する。� �7の場合は、無線ネットワーク装置から基地� ��装置へICMP ECHO要求を送信しその応答を受信 するまでの時間によってフレーム往復伝送時 間を計測しているが、逆に基地局装置から無 線ネットワーク装置へICMP ECHO要求を送信し� �の応答を受信するまでの時間によってフレ� �ム往復伝送時間を計測してもよい。要する� �、無線ネットワーク制御装置と基地局装置� �のいずれか一方から他方へICMP ECHO要求を送� ��しその応答を受信するまでの時間に基づい� ��フレーム往復伝送時間を計測すればよい。� ��お、基地局装置から無線ネットワーク装置� ��ICMP ECHO要求を送信する場合、その計測結果 を、基地局装置から無線ネットワーク装置へ 通知する必要がある。

(記憶した送信時刻および受信時刻による算� �)
 一定数のフレームについて、送信時刻と受� ��時刻とを記憶しておく。例えば、図8に示さ れている、下り送信制御部705内のメモリ707に 記憶しておく。この記憶されている送信時刻 と受信時刻との時間差に基づいて、第一の時 間を決定する。
(送信スケジュールに基づく算出)
 また、受信したフレームの送信時刻は、フ� ��ーム送信スケジュールによる送信タイミン� ��を遡ることで算出できる。この場合、例え� ��、図9に示されているように、下り送信制御 部705内に算出プログラム708を設けておき、そ の受信時刻との時間差に基づいて、第一の時 間を決定する。このような構成を採用すれば 、図8の構成とは異なり、メモリを設ける必� �はない。

(通信開始時の設定)
 通信が開始される前に、無線ネットワーク� ��置と基地局装置との間の同期を取る方法で� ��る、Transport Channel Synchronisationにより、第� �の時間を設定してもよい。これは、3GPP TS25. 402の7章(特に7.2節)に記載されている、DL Synch ronisationフレーム、および、UL Synchronisationフ� ��ームを利用するものである。DL Synchronisation フレームは、図10に示されているように、ペ� ��ロード部分が、1オクテットのCFN、0~32オク� �ットの予備部分で構成されている。また、UL  Synchronisationフレームは、図11に示されてい� �ように、ペイロード部分が、1オクテットのC FN、2オクテットのTOA、0~32オクテットの予備� �分で構成されている。

 具体的な方法は、以下の通りである。す� ��わち、最初に、IP-RNCからIP-BTSへDL Synchronisat ionフレーム(CFN付き)を送る。次に、DL Synchroni sationフレームを受信したIP-BTSはすぐに、その フレームの受信タイミングがReceiving Windowか� ��ずれている時間(すなわちTOA)をUL Synchronisati onフレーム(CFN付き)に付与してIP-RNCへ通知す� �。

 ここで、図12(a)はDL Synchronisationフレーム� ��受信タイミングがReceiving Window内である場� �、同図(b)はDL Synchronisationフレームの受信タ� ��ミングがReceiving Window内ではない場合、を� �れぞれ示している。いずれの場合も、TOAが� �与されたUL Synchronisationフレーム(CFN付き)が� �IP-BTSからIP-RNCへ通知される。

 これを受取ったIP-RNCは、TOAの値によって� ��信タイミングを決定する。通信開始時のTran sport Channel Synchronisationはこのように、DL Sync hronisationおよびUL Synchronisationの往復により実 現されるので、この往復伝送時間を計測する ことで、通信開始時に、第一の時間を決定す ることができる。なお、DL Synchronisationおよ� �UL Synchronisationについては、3GPP TS25.427の5.3� �にも記載されている。

(フレーム送信タイミング調整方法)
 以上説明した移動通信システムにおいては� ��以下のようなフレーム送信タイミング調整� ��法が実現されている。すなわち、時間経過� ��共に増加するフレームシーケンスナンバー� ��付与され時間的な受信範囲となり等間隔に� ��けられる受信ウインドウを有する基地局装� ��から無線ネットワーク制御装置へ、前記受� ��ウインドウ範囲外においてフレームが受信� ��れた場合に期待する受信タイミングとの差� ��を通知するための第一のコントロールフレ� ��ムを送信することにより、上記無線ネット� ��ーク制御装置から上記基地局装置へ順次送� ��されるフレームの送信タイミングを調整す� ��フレーム送信タイミング調整方法であり、� ��13に示されているように、受信した上記第� �のコントロールフレームを無視する時間と� �て送信タイミング調整直後から開始される� �一の時間内において上記フレームの送信タ� �ミングの調整を抑止するように制御するス� �ップと、上記第一の時間外において上記無� �ネットワーク制御装置と上記基地局装置と� �間の伝送時間の変化に応じて上記第一の時� �を変化させるステップとを含むフレーム送� �タイミング調整方法が実現されている。

 すなわち、同図において、第一の時間内� ��ある場合には、フレームの送信タイミング� ��整が抑止され(ステップS21→S22)、第一の時� �外である場合には、伝送遅延量の変化に応� �て第一の時間が変化制御される(ステップS21� ��S23)。このような方法を採用すれば、無線基 地局装置から無線ネットワーク制御装置へ通 知される第一のコントロールフレームを無視 する時間を設け、この時間を変動値にするこ とで、確実な同期制御を実現できる。

(まとめ)
 従来の無線ネットワーク装置では、第一の� ��間があらかじめ定められた固定値であった� ��第一の時間が固定値であると、無線ネット� ��ーク制御装置と基地局装置との間の往復伝� ��時間が小さい場合には、同期制御の反応が� ��要以上に遅くなるという問題点があった。
 また、無線ネットワーク制御装置と基地局� ��置との間の往復伝送時間が大きい場合には� ��同期制御が機能しないという問題があった� ��これに対し、本発明では、第一の時間(Timing  Adjustmentガードタイム)を固定値ではなく可� �値とし、その値を適切に設定しているので� �上記の問題点を解決することができる。す� �わち、第一のコントロールフレームであるTi ming Adjustmentコントロールフレームの受信し� �場合に、いち早く、かつ、無駄なくIubデー� �フレーム送信タイミングを変更できる。

 本発明は、IMT2000方式による移動通信シス テムにおける、無線ネットワーク制御装置と 基地局装置との間の同期制御に利用できる。