專利名稱：數(shù)據(jù)傳輸率動態(tài)控制式無線基站及數(shù)據(jù)包轉送裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及無線移動數(shù)據(jù)包通信技術，特別涉及的是適用于在無線區(qū)段間內數(shù)據(jù)傳輸率動態(tài)變化的數(shù)據(jù)包無線通信系統(tǒng)的無線基站、數(shù)據(jù)包轉送裝置及無線通信系統(tǒng)。
背景技術：
近年來，隨著互聯(lián)網的快速發(fā)展，不斷產生出高速無線傳輸技術方面的新的需求，從便攜式無線終端，不僅是語音通信，例如，電子郵件傳輸及Web訪問、音響數(shù)據(jù)及圖像數(shù)據(jù)的分配等伴隨著大容量數(shù)據(jù)傳輸而出現(xiàn)的以IP網絡為媒介的應用也在逐漸增加。
在無線數(shù)據(jù)通信中，如果無線傳輸通路的狀況惡化，噪聲電平超過接收信號電平，則多會發(fā)生脈沖串式的誤碼。在無線傳輸通路狀況比較好，而且接收信號的電平比較高的情況下，則無誤碼，不發(fā)生一點誤差。為此，作為一種實現(xiàn)高速無線通信傳輸?shù)氖侄危藗兲岢隽艘环N在考慮無線傳輸通路中干擾噪聲程度的基礎上控制調制及符號化方式參數(shù)于最佳值，進行最佳效果型通信的方式(比如，Paul Bender，Peter Black，Matthew Grob，Roberto Padovani，NagabhushanaSindhushayana，and Andrew Viterbi，QUALCOMM，Incorporated“CDMA/HDRA Bandwidth-Efficient High-Speed Wireless DataService for Nomadic Users”，IEEE Communications Magazine，Vol.38，pp.70-77，July，2000一文中所介紹的方式，以下稱該方式為1xEV方式)。
但是，無線傳輸通路上的連接性，與有線的IP網上的連接性相比不太穩(wěn)定，而且其傳輸率也較低。特開平10-174185號公告中介紹的是一種在IP網與無線網的互相配合中，為吸收傳輸率差異，在無線基站內設置緩沖器，暫時保存向移動站傳送的數(shù)據(jù)包的系統(tǒng)。
發(fā)明綜述如果在IP網與無線網的互相配合中產生較大的速度差，則基站就不能把從IP網傳來的數(shù)據(jù)包完全向移動站傳輸，基站就會發(fā)生緩沖器溢出現(xiàn)象，從而不得不廢棄一部分數(shù)據(jù)包。如果在無線基站設有大容量緩沖器，可以避免這一現(xiàn)象。但是，由于各基站內所需要的緩沖器規(guī)模隨著時間不斷變化，所以要確定適當?shù)木彌_器規(guī)模是比較困難的。而且，如果在多數(shù)存在的無線基站內為避免緩沖器溢出而設置大容量的緩沖器，則成本將上升，而不具備現(xiàn)實性。再有，當移動站從一個無線區(qū)段向另一個無線區(qū)段移動時，在管理這些無線區(qū)段的無線基站之間就需要進行數(shù)據(jù)包的傳輸，這樣就會產生較大的延遲和數(shù)據(jù)包丟失現(xiàn)象。
另一方面，如果把無線基站內的緩沖器設到其它的節(jié)點上，就可以防止產生上述的數(shù)據(jù)包丟失現(xiàn)象。在這種情況下，由于各用戶的無線信道傳輸率不同等，所述節(jié)點就難以掌握無線區(qū)段間的狀況，因而只有對連接在該節(jié)點的多個無線基站，進行同一傳輸率下的數(shù)據(jù)包傳送。為了避免無線基站發(fā)生緩沖器溢出，上述節(jié)點對各無線基站不得不進行低速的數(shù)據(jù)包傳輸，其結果是，即便是對高速度的無線信道，也只能在低速下進行數(shù)據(jù)包傳輸，無端地浪費了無線電資源。
現(xiàn)在，在第三代伙伴工程二(3GPP2Third Generation PartnershipProject Two)中正在推進標準化的1xEV(1xEvolution)系統(tǒng)(高數(shù)據(jù)率也稱為HDRHigh Data Rate)，它可以從無線基站高速向移動站傳送下行數(shù)據(jù)。由于無線基站對移動站的下行數(shù)據(jù)傳輸速度，根據(jù)各移動站的無線區(qū)段間狀況通信中處于38.4～2457.6kbps這一較大的變動范圍之內，因此這個問題便顯得相當突出。
本發(fā)明的目的在于，向無線基站、數(shù)據(jù)包轉送裝置以及無線通信系統(tǒng)，提供一種在無線區(qū)段間傳輸速度動態(tài)變化的無線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，當無線傳輸速度下降時，可以防止發(fā)生由于無線基站緩沖器溢出而造成數(shù)據(jù)包被廢棄的現(xiàn)象，同時當無線傳輸速度提高時，可以最大限度地利用無線傳輸速度的新技術。
為解決上述課題，本發(fā)明提出了一種CDMA移動通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)包通信方式，其中包括暫時保存面向移動站的數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)包轉送裝置，在該方式中，無線基站根據(jù)向移動站傳輸信息的無線信道傳輸率的動態(tài)變化，動態(tài)決定從數(shù)據(jù)包傳輸節(jié)點傳向無線基站的上述面向移動站數(shù)據(jù)包的傳輸率或可傳輸數(shù)據(jù)量，并將所決定的傳輸率或可傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量通知給數(shù)據(jù)包轉送裝置，數(shù)據(jù)包轉送裝置根據(jù)上述通知在適當?shù)膫鬏斅驶蚩蓚鬏敂?shù)據(jù)量的范圍內把上述面向移動站的數(shù)據(jù)包傳送給無線基站。
在本發(fā)明中的數(shù)據(jù)包轉送裝置，被連接在與多個移動站通過無線信道通信的多個無線基站和通信網絡之間，并將從上述通信網絡接收到的數(shù)據(jù)包傳送到為該數(shù)據(jù)包的目標移動站提供服務的無線基站，所述數(shù)據(jù)包轉送裝置由以下功能組成對來自上述通信網絡的數(shù)據(jù)包按照所對應的目標移動站進行存儲的存儲單元；從無線基站接收表示特定移動站與該無線基站之間的傳輸率的控制信息的收信單元；根據(jù)由上述收信單元所接收的控制信息的內容，由上述存儲單元讀出上述特定面向移動站的數(shù)據(jù)包，并向服務于上述特定移動站的無線基站傳送信號的控制功能。
在本發(fā)明中的無線基站，通過無線信道與移動站進行通信，并同連接在通信網絡的數(shù)據(jù)包轉送裝置一起構成通信系統(tǒng)，此無線基站的組成有以下內容接收裝置，用于接收從移動站發(fā)出的下行傳輸率的指定信息；控制部，用于根據(jù)從上述移動站指定的下行傳輸率，把用于指定從上述數(shù)據(jù)包轉送裝置面向該無線基站的數(shù)據(jù)包傳輸率的流量控制信息傳送給上述數(shù)據(jù)包轉送裝置；緩沖器，用于對上述數(shù)據(jù)包轉送裝置輸出的數(shù)據(jù)包進行暫時存儲；傳輸部，用于根據(jù)目標移動站指定的下行傳輸率把上述緩沖器內存儲的數(shù)據(jù)包傳輸?shù)綗o線信道上。
本發(fā)明中的無線通信系統(tǒng)，其組成包括使用無線信道與各控制區(qū)域內的多個移動站進行通信的多個無線基站，以及在這些無線基站和通信網絡之間連接的數(shù)據(jù)包轉送裝置，上述各無線基站具有，可以從控制區(qū)域內的各移動站接收根據(jù)該無線基站輸出的信號所計算出的傳輸率的通知，生成用于規(guī)定每個移動站的數(shù)據(jù)包傳輸率的控制信息，并將所述控制信息向上述數(shù)據(jù)包轉送裝置傳輸?shù)墓δ堋?br> 上述數(shù)據(jù)包轉送裝置具有，在將從上述通信網絡接收的數(shù)據(jù)包緩沖后，以上述控制信息所規(guī)定的目標移動站固有數(shù)據(jù)包傳輸率向上述各無線基站進行傳輸?shù)墓δ堋?


圖1是本發(fā)明數(shù)據(jù)包傳輸控制的實施方式概略說明圖。
圖2是本發(fā)明所適用的網絡系統(tǒng)全體構成說明圖。
圖3是GRE壓縮式數(shù)據(jù)包格式示意圖。
圖4是數(shù)據(jù)通信開始時的對話建立序列說明圖。
圖5是表示無線基站實施方式1的功能框圖。
圖6是移動站、無線基站、PCF之間的控制序列說明圖。
圖7是無線基站的控制表示意圖。
圖8是無線基站生成的流量控制信息格式圖。
圖9是無線區(qū)段間傳輸率與數(shù)據(jù)包傳輸優(yōu)先度的對應關系說明圖。
圖10是無線基站的流量控制信息生成步驟流程示意圖。
圖11是表示PCF節(jié)點實施方式1的功能框圖。
圖12A是PCF節(jié)點具有的對話管理表構成示意圖。
圖12B是PCF節(jié)點具有的數(shù)據(jù)包管理表構成示意圖。
圖13是PCF節(jié)點的數(shù)據(jù)包傳輸調度方法說明圖。
圖14是發(fā)生阻塞時數(shù)據(jù)包送信調度的變更方法說明圖。
圖15是PCF節(jié)點實行的數(shù)據(jù)包傳輸步驟流程示意圖。
圖16是手動斷路序列說明圖。
圖17是暫停模式轉換及對話恢復步驟序列示意圖。
圖18是PCF節(jié)點硬件結構實例示意框圖。
圖19是無線基站硬件結構實例示意框圖。
圖20是本發(fā)明中的數(shù)據(jù)包傳輸控制實施方式2的概略說明圖。
圖21是無線基站實施方式2的功能示意框圖。
圖22是實施方式2中無線傳輸率及速率等級的對應關系示意圖。
圖23A是實施方式2中無線基站具有的對話管理表結構示意圖。
圖23B是實施方式2中無線基站具有的窗口管理表結構示意圖。
圖24是實施方式2中無線基站生成的流量控制信息格式圖。
圖25是實施方式2中流程控制信息的生成步驟流程示意圖。
圖26是PCF節(jié)點實施方式2的功能示意框圖。
圖27A是實施方式2PCF節(jié)點具有的對話管理表的結構示意圖。
圖27B是實施方式2PCF節(jié)點具有的窗口管理表的結構示意圖。
圖28是實施方式2PCF節(jié)點實行的數(shù)據(jù)包通道傳輸動作流程示意圖。
圖29是實施方式2PCF節(jié)點實行的數(shù)據(jù)包傳輸控制流程示意圖。
圖30是在實施方式2的無線基站中，PCF對話管理部實行的窗口大小更新處理流程示意圖。
圖31是在實施方式2的無線基站中，MS對話管理部實行的數(shù)據(jù)包傳輸處理流程示意圖。
實施方式以下就本發(fā)明的實施形態(tài)，參照附圖進行詳細說明。
有關實現(xiàn)第三代CDMA無線通信網絡的3GPP2(3rd GenerationPartnership Project2)推進下的標準化cdma2000無線通信網絡的大體結構，請參見圖2。
移動電話等的移動站201～203，從基站204、205分配獲得進行無線通信用的業(yè)務信道，由此與無線基站進行通信。各移動站，在語音通信的情況下，以MSC(移動中繼中心Mobile Switching Center)207作為中繼節(jié)點，與語音網絡(電話線路網)211連接。另一方面，在進行數(shù)據(jù)通信的情況下，通過數(shù)據(jù)包轉送裝置PCF(數(shù)據(jù)包控制功能)節(jié)點206，與數(shù)據(jù)網絡(互聯(lián)網)210連接。具有根據(jù)移動IP協(xié)議傳輸面向移動站的IP數(shù)據(jù)包代理服務功能的PDSN(數(shù)據(jù)包服務節(jié)點)209，和主代理服務節(jié)點213，和進行數(shù)據(jù)服務利用者的認證及收費信息收集的認證AAA(鑒定，授權，計數(shù))服務器208連接在數(shù)據(jù)網絡中。
從與該數(shù)據(jù)網絡連接的主機212輸出的面向移動站的數(shù)據(jù)包，根據(jù)移動IP協(xié)議，經由PDSN209轉送給PCF節(jié)點206，從PCF節(jié)點206轉送給無線基站204、205，再從無線基站通過無線信道向目標移動站傳輸。
在PDSN209與PCF節(jié)點206之間，以及在PCF節(jié)點206與無線基站204、205之間，面向移動站的數(shù)據(jù)包，根據(jù)IETF(國際工程任務管理局)制定的互聯(lián)網標準規(guī)格RFC1701中規(guī)定的GRE(一般路徑壓縮Generic Routing Encapsulation)協(xié)議，在GRE頭部壓縮處理并被通道傳輸。
GRE被壓縮處理的數(shù)據(jù)包的格式見圖3。
GRE被壓縮處理的數(shù)據(jù)包由通道用的IP頭部301、GRE頭部302和數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù)(原IP數(shù)據(jù)包)303組成，在GRE頭部302的鍵區(qū)306中設定有對應數(shù)據(jù)包目標移動站的對話ID。而且。序列號307每送信一次數(shù)據(jù)包都要被更新一次。序列號雖然可以每送信一次數(shù)據(jù)包加1，但在本實施方式中，序列號307采用每送信一次數(shù)據(jù)包加此數(shù)據(jù)包大小數(shù)值的方法。
圖4表示在3GPP2規(guī)格A.S0001規(guī)定下的數(shù)據(jù)通信服務開始時的序列。
通過設置(Setup)信息405，無線基站204與PCF節(jié)點206之間的對話ID被由無線基站204通知給PCF節(jié)點206。而且，通過登錄請求信息406，PCF節(jié)點206與PDSN209之間的對話ID被由PCF節(jié)點206通知給PDSN209。在無線基站204與PCF節(jié)點206之間，PCF節(jié)點206與PDSN209之間，對話ID只唯一地與連接目標的移動站201相對應，各數(shù)據(jù)包根據(jù)在GRE頭部302的鍵區(qū)306中設定的對話ID確定目標的移動站。
以上是cdma2000無線電網絡結構的數(shù)據(jù)包通信概況，在現(xiàn)在這種結構上作為數(shù)據(jù)通信專門化的系統(tǒng)，所述的HDR(1XEV)系統(tǒng)的標準化正由3GPP2推進著。
HDR(1XEV)系統(tǒng)中的無線終端，在數(shù)據(jù)通信中，對來自無線基站的導頻信號進行監(jiān)視，以C/I比(Carrier-to-Interference ratio信號強度與干擾信號強度之比)為根據(jù)，為接收下行數(shù)據(jù)的信號，預測最佳無線區(qū)段及其傳輸率。每隔1.67ms-13.33ms的周期，通過DRC(數(shù)據(jù)率控制)信道向無線基站通知一次所預測的無線區(qū)段及傳輸率。所預測的無線區(qū)段及傳輸率，也可以通過控制信息的一種Fixed ModeRequest，進行適當?shù)耐ㄖ?br> 無線基站接到通知后，對面向無線終端的下行方向數(shù)據(jù)的傳輸區(qū)域和傳輸率進行動態(tài)切換。以下結合上述數(shù)據(jù)通信結構對本發(fā)明的實施方式作以說明。PCF節(jié)點206根據(jù)其功能也可以稱作數(shù)據(jù)包轉送裝置。
圖1表示本發(fā)明數(shù)據(jù)包傳輸控制的實施方式1的概要。
從IP網絡向目標移動站傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包群123，在PCF節(jié)點206內一旦進行了緩沖處理后，被轉往為各目標移動站提供服務的無線基站204或205，再從無線基站204轉往移動站201和202，從無線基站205轉往移動站203。如圖所示，雖然在無線基站204、205中設有用于臨時保存所接收的數(shù)據(jù)包的緩沖器112～114，但這些緩沖器只具有為保證無線信道傳輸調度及在無線區(qū)間發(fā)生傳輸錯誤時重新傳輸數(shù)據(jù)包所需的最小容量，無線區(qū)間與IP網絡之間的速度差通過設在PCF節(jié)點206內的緩沖器120～122吸收。這樣，通過PCF節(jié)點對速度差的吸收，構成無線通信系統(tǒng)的多數(shù)無線基站，就無需為吸收速度差而進行緩沖器容量的計算，也沒有必要在每一個基站都設置一個大容量的緩沖器，從而可以減小通信系統(tǒng)整體的成本。
如上所述，在HDR(1XEV)系統(tǒng)中，從無線基站向各移動站傳輸數(shù)據(jù)包的下行無線信道傳輸率，由移動站201～203根據(jù)其所感知的無線傳輸狀況進行判斷，通過上述的DRC信道等，如圖1中的107～109所示，向無線基站204、205發(fā)出通知。無線基站204、205雖然以由移動站所規(guī)定的傳輸率向各移動站傳送緩沖器112～114中的數(shù)據(jù)，但由于每個移動站的傳輸率都不相同，所以這些緩沖器輸出數(shù)據(jù)包的速度也將因各移動站而異，呈現(xiàn)動態(tài)變化。為此，無線基站在接收來自PCF節(jié)點206輸出的的數(shù)據(jù)包時，要先確定每個移動站無線區(qū)段間內的傳輸率，即優(yōu)先度，并由流量控制信息115、116通知給PCF節(jié)點206。而且，如果無線基站204、205內的緩沖器112～114中有任何一個的使用量超過一定的上限閾值時，將由流量控制信息115、116向PCF節(jié)點206發(fā)出指示，暫時停止對應該緩沖器的面向移動站的數(shù)據(jù)包轉送。PCF節(jié)點206根據(jù)流量控制信息115、116所規(guī)定的傳輸率，把面向移動站201～203的數(shù)據(jù)包轉送到無線基站204、205內。
這樣，在PCF內對各面向移動站的數(shù)據(jù)包進行暫時存貯，并在考慮各移動站的無線區(qū)間的傳輸率基礎上，決定向為各移動站提供服務的無線基站的傳輸率，因此，即使在移動站201～203移動到其它的無線基站管理的無線區(qū)域內時，PCF節(jié)點206內的緩沖器120～122也可以按原樣繼續(xù)使用。例如，在圖1中，移動站202從無線基站204所形成的無線區(qū)域移動到無線基站205的無線區(qū)域時(關斷式)，PCF節(jié)點206將按照依據(jù)無線基站205的流量控制信息116所指示的優(yōu)先度的速率，把面向移動站202的數(shù)據(jù)包轉送到無線基站205。
以下，對本發(fā)明實施方式1的具體系統(tǒng)結構進行詳細說明。
實施方式1的無線基站204，由圖5所示的功能塊構成。其它無線基站205也具有與無線基站204相同的結構。
MS對話管理部件502，管理與移動站之間的對話，即無線信道的分配和釋放等。無線收發(fā)信控制部件501，對導頻信號信道和分配給各移動站的無線信道進行控制。PCF對話管理部件504，在PCF節(jié)點之間進行如圖4所示的控制信息交換，并管理無線基站204與PCF節(jié)點206之間的對話的建立/釋放等。PCF收發(fā)信控制部件件505，控制與PCF節(jié)點206之間的通信傳輸通路。流量控制用定時器507，每隔一定周期對PCF節(jié)點206和無線基站204之間的數(shù)據(jù)包轉送量進行控制。對話管理表506，是一種移動站與無線基站之間的對話，以及無線基站與PCF節(jié)點之間的對話的相關關系表。同時，為了下行方向數(shù)據(jù)包傳輸調度和在無線區(qū)間發(fā)生錯誤時對八位數(shù)據(jù)的再傳輸進行控制的使用，作為數(shù)據(jù)包暫時存儲緩沖器503，確保每個無線信道的最小限的緩沖器容量。
圖6表示本發(fā)明實施方式1的移動站201、基站204、PCF節(jié)點206之間的控制序列。
無線基站204，如圖6所示，隨時向自管無線區(qū)段內的移動站傳送導頻信號604。各移動站在接收到該導頻信號后，測定出C/I比(Carrier-to-Interference ratio信號強度與干擾信號強度之比)，根據(jù)該值是否適用，決定出可以收信的下行傳輸率，并通知無線基站(606)。MS對話管理部件502，在每個流量控制定時器507所規(guī)定的流量控制周期，根據(jù)各移動站所通知的傳輸率要求值求出每個移動站的傳輸率平均值(610、615)，并存入對話管理表506。
無線基站上的對話管理表506的結構如圖7所示。
項目702是移動站的標識符，比如使用IMSI(國際移動站標識符)。項目701是為收發(fā)上述移動站標識符所示的面向移動站的數(shù)據(jù)包，在無線基站與PCF節(jié)點之間所確定的對話ID，對話ID通過圖4的SetUp信息405進行通知。上述標識符在PCF節(jié)點與無線基站之間進行數(shù)據(jù)包通道傳輸時，設定在圖3所示的GRE頭部的鍵區(qū)中。項目703是分配給該無線基站的無線信道標識符，其范圍取決于無線基站所支持的信道數(shù)量。項目705表示分配給其信道的緩沖器(圖5中的503)的當前使用量。如圖3所示，為了在PCF節(jié)點轉送的數(shù)據(jù)包的GRE頭部設定序列號，在對話管理表項目706中存有下一次應轉送的數(shù)據(jù)包序列號。此外，所述無線傳輸率平均值在該對話管理表項目704中存儲，并如下文中將要介紹的那樣，依據(jù)該值設定項目707的當前優(yōu)先度。
MS對話管理部件502，在把上述無線傳輸平均值存儲到對話管理表內之后，指示PCF對話管理部件504作成流量控制信息。這樣，根據(jù)MS對話管理部件502、對話管理表506及PCF對話管理部件504之間的協(xié)同動作，無線基站204，便可以作成指定在管轄中的面向移動站數(shù)據(jù)包的傳輸率的流量控制信息，并向PCF節(jié)點206發(fā)出(圖6中的步驟611、617)。PCF節(jié)點206，根據(jù)上述流量控制信息指定的轉送率把從PDSN209接收的面向移動站的數(shù)據(jù)包轉送到無線基站204(613、617)，無線基站204，以目標移動站所指定的傳輸率通過無線信道對這些數(shù)據(jù)包進行傳輸(612、618)。
圖8表示流量控制信息的形式。
流量控制信息中含有多個對話信息塊，各對話信息塊中，包含各移動站的對話ID(項目803)、從PCF節(jié)點向無線基站轉送其面向移動站數(shù)據(jù)包時的數(shù)據(jù)包優(yōu)先度(項目804)、及下次應轉送的數(shù)據(jù)包序列號(項目805)。在流量控制信息中，也含有對話信息塊(項目802)和該無線基站的地址(項目801)。
在這里，各移動站優(yōu)先度(項目804)，是根據(jù)上述對話管理表506中存儲的各移動站的下行傳輸率平均值而設定的。即對于無線區(qū)間狀況良好且可高速率接收數(shù)據(jù)包的移動站，優(yōu)先度可以設定得高一些。
圖9表示，無線區(qū)間傳輸率平均值901、和優(yōu)先度902、以及PCF節(jié)點與無線基站之間數(shù)據(jù)包轉送的優(yōu)先度903之間的對應關系的一個實例。但是作為優(yōu)先度設定方法的一個例外，在圖5的緩沖器503中，當分配給移動站信道的緩沖器的使用量超過一定的上限閾值，比如超過所分配的緩沖器容量的80％時，則優(yōu)先度設為0。這意味著將暫時停止從PCF節(jié)點206向無線基站204轉送上述面向移動站的數(shù)據(jù)包。如果緩沖器的使用量降到一定的下限閾值，比如低于所分配的緩沖器容量的60％，通過把優(yōu)先度設置為0以外的其它值，可以使PCF節(jié)點重新開始上述面向移動站的數(shù)據(jù)包轉送。
圖10表示無線基站204中流量控制信息的作成步驟。
首先，針對每個數(shù)據(jù)包的目標移動站，從對話管理表506中，作為對話信息讀出(1003)當前優(yōu)先度707、緩沖器使用量705、平均傳輸率704。當緩沖器的使用量超過上述上限閾值時，為了暫停從PCF節(jié)點206的數(shù)據(jù)包轉送，把優(yōu)先度設為0(1005)。當前的優(yōu)先度為0，即在停止從PCF節(jié)點206轉送數(shù)據(jù)包的狀況下，如果緩沖器的使用量還未低于一定的下限閾值(1006)，還不能再開從PCF節(jié)點的數(shù)據(jù)包轉送，因此仍維持優(yōu)先度為0的狀態(tài)(1009)。在其它情況下，根據(jù)無線上的平均傳輸率決定圖9所示的優(yōu)先度902的值(1007)，更新對話管理表的優(yōu)先度707的值(1008)。對分配了信道的所有移動站重復步驟1002～1010，在流量控制信息中設定這些對話信息(1011)，通過PCF收發(fā)信控制部件件505向PCF節(jié)點206傳輸信號(1012)。
如上所述，在無線基站204中，每隔一定的流量控制周期，作成流量控制信息，并發(fā)信給PCF節(jié)點206。在本實施方式中，作為此流量控制周期的長度可設想為數(shù)十微秒～數(shù)秒的數(shù)量級，但在無線基站和PCF節(jié)點的處理能力以及網絡負荷的容許范圍內，理想的是盡量縮短這個周期，能精確地跟蹤下行無線傳輸率的變化。當然在本實施方式中，雖然只表示了總是周期性傳輸流量控制信息的例子，但即使在一定周期以外的情況下，比如在分配給新移動站信道時等，也可以即時傳輸流量控制信息。而且，可以不是周期性地，而是只在信息內容發(fā)生變化時再傳輸流量控制信息。
以下，對PCF節(jié)點206的運作進行說明。
圖11表示PCF節(jié)點206的功能塊結構。
在PCF節(jié)點206中，對BS收發(fā)信控制部件1101和對PDSN收發(fā)信控制部件1105，分別控制用于無線基站和PDSN209進行通信的傳輸通路。對PDSN對話管理部1104，如圖4所示，在與PDSN209之間進行控制信息406、407等的交換，并管理PCF節(jié)點與PDSN之間的對話的建立/釋放等，在PCF節(jié)點與PDSN之間，進行用戶數(shù)據(jù)包的GRE隧道中繼處理。在對BS收發(fā)信控制部件1101與對BS對話管理部1102內，接收來自無線基站的流量控制信息。同樣，對BS對話管理部1102，在與無線基站之間，進行如圖4所示的控制信息405、408等的交換，管理PCF節(jié)點與無線基站之間的對話建立/釋放等，在PCF節(jié)點與無線基站之間進行用戶數(shù)據(jù)包的GRE隧道中繼處理。
對話管理表1106，是為管理這些無線基站與PCF節(jié)點之間的對話、PCF節(jié)點與PDSN之間的對話的對應關系的表。同時，暫時保存數(shù)據(jù)包的緩沖器1103，是為吸收無線區(qū)間的下行數(shù)據(jù)傳輸速度與IP網的數(shù)據(jù)傳輸速度之差，對各面向移動站的下行數(shù)據(jù)包進行暫時保存的存貯裝置，對無線基站與PCF節(jié)點之間的每個對話，即每個數(shù)據(jù)包的目標移動站，都保證有一定的容量。數(shù)據(jù)包管理表1107，保持該緩沖器1103所存儲的數(shù)據(jù)包的列表。
按照圖4所示的程序，在針對某移動站的數(shù)據(jù)通信服務開始后，面向該移動站的數(shù)據(jù)包依靠IP網絡210經由PDSN209轉送給PCF節(jié)點206(圖6的步驟607、608)。在PCF節(jié)點206中，由對PDSN收發(fā)信控制部件1105接收這些數(shù)據(jù)包，并輸入到對PDSN對話管理部1104。這些數(shù)據(jù)包，以圖3所示的形式進行GRE壓縮處理。在對PDSN對話管理部1104中，根據(jù)設定在數(shù)據(jù)包GRE頭部鍵區(qū)的PCF節(jié)點與PDSN之間的對話ID，參照對話管理表1106，特定其數(shù)據(jù)包的目標移動站及轉送目標無線基站。
圖12A表示對話管理表1106的結構例子。
在PCF節(jié)點的對話管理表1106中，包括成為PCF節(jié)點數(shù)據(jù)包轉送源的PDSN的地址(項目1201)、以及在與上述PDSN之間對每個數(shù)據(jù)包目標移動站所設定的對話ID(項目1202)。對話ID(項目1202)是在所述PCF節(jié)點與PDSN之間GRE隧道轉送的數(shù)據(jù)包的GRE頭部鍵區(qū)所設定的標識符。而且，作為對應于該PDSN與PCF節(jié)點之間對話的PCF節(jié)點與無線基站之間對話的信息，包括數(shù)據(jù)包轉送目標無線基站的地址(項目1203)、該無線基站與PCF節(jié)點之間的對話ID(項目1204)、目標移動站IMSI等的標識符(項目1205)。這些都在圖4的序列所示的對話確定時，通過控制信息405～408的交換而被設定。作為其它的信息，在對話管理表中，也存儲每個目標數(shù)據(jù)包的當前緩沖量(項目1207)、附加在下次應向無線基站轉送的數(shù)據(jù)包中的序列號(1208)，對PDSN對話管理部1104，每次把PDSN轉送來的數(shù)據(jù)包存入緩沖器1103時，都要在項目1207、1208中加上接收數(shù)據(jù)包的長度。
另外，如圖12B所示，在數(shù)據(jù)包管理表1107中，設定有數(shù)據(jù)包目標移動站的標識符(項目1209)、在該數(shù)據(jù)包上附加的序列號(項目1210)、數(shù)據(jù)包長度(項目1211)、和數(shù)據(jù)包存儲目標緩沖器地址(項目1212)。
接下來，對在暫時保存數(shù)據(jù)包的緩沖器1103中存儲了面向各移動站的數(shù)據(jù)包的狀態(tài)下(圖6的609)，從基站接收流量控制信息611時的PCF節(jié)點206的動作進行說明。
圖11中所示的PCF節(jié)點206的對BS對話管理部1102，經由對BS收發(fā)信控制部件1101從無線基站接收流量控制信息，并取出流量控制信息內的各移動站的優(yōu)先度信息(圖8的804)，在對話管理表1106中作為項目1206進行設定。對BS對話管理部1102，根據(jù)流量控制信息中所表示的序列號(圖8中805)，把含有舊序列號的數(shù)據(jù)包從緩沖器1103中刪除，并從對話管理表1106的緩沖量1207中減去被刪除的數(shù)據(jù)包長度。同時，從數(shù)據(jù)包管理表1107中刪除與這些數(shù)據(jù)包相關的信息。
對BS對話管理部1102，承擔作為轉送率控制部件的作用，具體內容是在暫時保存數(shù)據(jù)包的緩沖器1103內如果有流量控制信息所示的面向移動站的數(shù)據(jù)包，則把它們從緩沖器1103中取出，并以依據(jù)流量控制信息所通知的優(yōu)先度的轉送率，向無線基站進行轉送(圖6中的步驟613)。
圖13表示控制該轉送率的概念圖。
在圖中，字塊A-1～A-7表示被PCF節(jié)點206緩沖的面向移動站A的數(shù)據(jù)包，字塊B-1～B-5表示面向移動站B的數(shù)據(jù)包。同樣，字塊C-1～C-6、D-1～D-3、E-1～E-5分別表示面向移動站C、D、E的數(shù)據(jù)包，各字塊上的數(shù)字表示具有同一目標的數(shù)據(jù)包到達PCF節(jié)點的順序。同時，各字塊的高度分別與數(shù)據(jù)包的長度相對應，每個字塊都具有不同的數(shù)據(jù)包的長度。
PCF節(jié)點206，在每個流量控制周期內，在這些被緩沖處理后的數(shù)據(jù)包當中對面向無線基站的轉送量的上限，根據(jù)下式按不同的目標移動站進行計算。
(各移動站的平均無線傳輸率)×(流量控制周期)各移動站的平均無線傳輸率，根據(jù)由流量控制信息所通知的優(yōu)先度，從圖9所示的對應表進行逆栓逆運算。在圖9示例中，各移動站的優(yōu)先度，因為與平均無線傳輸率成比例，所以關于各移動站所通知的優(yōu)先度的比，和從PCF節(jié)點206到無線基站的面向各移動站數(shù)據(jù)包的轉送量上限值的比是相同的。在圖13中，關于每個移動站A、B、C、D、E，假定被通知的優(yōu)先度的比為4∶3∶0∶3∶1。但是，如上文所述，優(yōu)先度＝0意味著停止轉送數(shù)據(jù)包，在本例中，因為移動站C的優(yōu)先度為0，所以面向移動站C的數(shù)據(jù)包停留在PCF節(jié)點的緩沖器內，不能向無線基站進行轉送。
PCF節(jié)點206，面向各移動站，傳輸在流量控制周期內上述計算出的范圍內的數(shù)據(jù)包。在圖13中，轉送量的上限值用粗線1301表示，面向移動站A的數(shù)據(jù)包A-1～A-6、面向移動站B的B-1～B-3、面向移動站D的D-1～D-3、面向移動站E的E-1，被從PCF節(jié)點向無線基站轉送。
這樣計算出來的數(shù)據(jù)包的轉送量，當預測到比如由于網絡堵塞或是PCF節(jié)點的轉送處理能力等的問題，使在流量控制周期內轉送量超限的情況時，把上述數(shù)據(jù)包轉送上限值降到能進行轉送的范圍。在這種情況下，各移動站的傳輸上限值的比率不變。
圖14表示變更后的數(shù)據(jù)包轉送上限值的一個例子。
轉送上限值，從波浪線1301的水平降到粗線1401的水平后，只有面向移動站A的數(shù)據(jù)包A-1～A-4、面向移動站B的B-1～B-2、面向移動站D的D-1～D-2、面向移動站E的E1向無線基站進行轉送。
圖15使用流程圖表示了以上的程序。
對BS對話管理部1102，從對話管理表1106內按每個對話取出每個對話的移動站優(yōu)先度信息，根據(jù)優(yōu)先度信息和流量控制周期的長度，計算出流量控制周期內的應向上述移動站轉送的數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù)量的上限值(1503)。接下來，參照數(shù)據(jù)包管理表1107，在上述上限值范圍內選擇應轉送的數(shù)據(jù)包，并求出數(shù)據(jù)包長度的合計值(1504)。按每個對話，即每個數(shù)據(jù)包的目標移動站，運行程序1502～1505，求出流量控制周期內向無線基站轉送的數(shù)據(jù)包總量(1506)。如果數(shù)據(jù)包總量超過流量控制周期內能夠轉送的數(shù)據(jù)量，則應對面向各移動站的數(shù)據(jù)包的轉送量上限值進行修改正，以使數(shù)據(jù)包的總量處在可傳輸量以下(1507)。對BS對話管理部1102，在如此決定的各目標移動站數(shù)據(jù)轉送量的上限值范圍內，從緩沖器1103內取出面向各移動站的數(shù)據(jù)包，并設定參照對話管理表1106和數(shù)據(jù)包管理表1107所獲得的對話ID及序列號，對各數(shù)據(jù)包進行GRE壓縮處理(1509)，之后通過BS收發(fā)信控制部件1101，向無線基站進行轉送(1510)。程序1509～1511是以每個對話，即每個數(shù)據(jù)包的目標移動站為單位進行運行的。
接下來，對從PCF節(jié)點206接收數(shù)據(jù)包的無線基站的動作進行說明。
圖5所示的無線基站204，通過PCF收發(fā)信控制部件件505，從PCF節(jié)點206接收GRE壓縮處理的數(shù)據(jù)包，之后，在PCF對話管理部504，根據(jù)從上述數(shù)據(jù)包GRE頭部的鍵區(qū)306中取出的對話ID，通過參照對話管理表506，確定目標移動站和分配給該目標移動站的信道，并把接收的數(shù)據(jù)包存入上述信道用的緩沖器503。而且，比較設定在數(shù)據(jù)包中的序列號(圖3的307)和對話管理表506的下次序列號(圖7的706)，如果序列號307與下次序列號706相等，則在上述的下次序列號706中加上所接收的數(shù)據(jù)包長度。如果序列號307與下次序列號706不相等，則可以斷定是在轉送途中發(fā)生了數(shù)據(jù)包丟失現(xiàn)象，不更新上述的下次序列號的值。在上述任何一種情況下，根據(jù)下一次的流量控制信息，把上述對話管理表506的下次序列號706的值通知給PCF節(jié)點，并從PCF節(jié)點再次轉送上述序列號以后的數(shù)據(jù)包。但是，有時序列號307與下次序列號706的不一致，并不是起因于數(shù)據(jù)包的丟失，而是單純的由于數(shù)據(jù)包的到達順序出現(xiàn)了混亂，因此，最好是隔流量周期程度的較長的時間進行上述序列號的檢查。
接著，MS對話管理部件502，從緩沖器503中取出數(shù)據(jù)包，并通過無線收發(fā)信控制部件501向移動站傳送。其傳輸率根據(jù)移動站所指定的最新傳輸率的值而確定。MS對話管理部件，一旦完成了數(shù)據(jù)包的傳送后，就把已經傳送完的數(shù)據(jù)包從緩沖器503中刪除，并從對話管理表的緩沖器使用量(圖7中的項目705)中減去該數(shù)據(jù)包的長度。
下面，對移動站向別的無線基站服務區(qū)移動的間斷時的序列，參照圖16進行說明。另外，在圖16中，流量控制信息以外的信息，都是在3GPP2的cdma2000標準化文件3GPP2.A.S0001中規(guī)定的內容。
在圖16中，移動站201，處在無線基站(S-BS)204所管理的無線區(qū)段內，通過被分配的通信信道從無線基站204接收數(shù)據(jù)包。這時，在從無線基站204傳向PCF節(jié)點206的流量控制信息1605中，包含有與上述移動站201相關的優(yōu)先度信息。之后，當移動站201移動到無線基站(T-BS)205所管理的無線區(qū)段時，對上述移動站的標識符和新的對話ID進行通知的控制信息1606被從無線基站205傳送給PCF節(jié)點206。PCF節(jié)點206，在所述對話管理表1106中更新該移動站的對話ID(圖12中的項目1204)，通過將優(yōu)先度(項目1206)設為0，停止向無線基站204的數(shù)據(jù)包轉送，單純地對面向移動站201的數(shù)據(jù)包進行緩沖保留。之后，在移動站201與無線基站205之間建立新的通信信道，當從無線基站205接收的流量控制信息1612中含有移動站201的優(yōu)先度信息時，PCF節(jié)點206，按照上述流量控制信息所示的優(yōu)先度，經由無線基站205對面向移動站201的數(shù)據(jù)包重新開始轉送。
這樣，在圖16所示的間斷期間1616的期間中，不向任何一個無線基站轉送面向移動站201的數(shù)據(jù)包，通過PCF節(jié)點206內的緩沖作用，可以避免在間斷時發(fā)生的數(shù)據(jù)包丟失現(xiàn)象。在作為本例的前題的HDR(1XEV)系統(tǒng)中，為了節(jié)省無線資源，移動站不采用被分配的無線信道的狀態(tài)在經過一定的時間后，把移動站當作不能收發(fā)信的休止(睡眠)模式處理，釋放所分配的信道。
圖17表示為移向睡眠模式的序列。
這種情況下，在無線基站204與PCF節(jié)點206之間，交換控制信息1705、1706，PCF節(jié)點206，從對話管理表1106中刪除對應該移動站201的關于無線基站204與PCF節(jié)點206之間的對話的信息(圖12的項目1203、1204)，把優(yōu)先度(圖12的項目1206)變?yōu)?。之后，當面向作為睡眠模式處理的移動站201的數(shù)據(jù)包從PDSN209轉送來時(步驟1712)，PCF節(jié)點206，把控制信息1707傳送給無線基站204，開始在PCF節(jié)點206和無線基站204之間為上述移動站201的對話進行再建立的處理(步驟1709-1710)。到通過流量控制信息1711移動站201的優(yōu)先度信息被通知為止，面向移動站201的數(shù)據(jù)包在PCF節(jié)點206內進行緩沖處理。由此，在移動站與無線基站之間無線信道被再建立之前，從IP網絡側轉送的數(shù)據(jù)包不被廢棄，而是被緩沖，當無線信道再建立之后，可以向移動站進行轉送。
以下，對實現(xiàn)上述功能的硬件結構進行說明。
圖18表示PCF節(jié)點206的硬件結構的1個例子。
PCF節(jié)點206，由以下部分構成為與無線基站及PDSN進行收發(fā)數(shù)據(jù)的I/O控制器1802、對數(shù)據(jù)包及控制程序進行保存的存儲器1801、對該存儲器進行高速訪問的存儲控制器1803、和對全體進行管理的控制CPU1804。
圖11所示的暫時保存數(shù)據(jù)包的緩沖器1103、對話管理表1106、及數(shù)據(jù)包管理表1107，都在上述存儲器1801形成。對PDSN收發(fā)信控制部件1105和對BS收發(fā)信控制部件1101，安裝在上述I/0控制器1802。對BS對話管理部1102和對PDSN對話管理部1104的功能，通過存儲在上述存儲器1801中的程序和對該程序進行實施的控制CPU1804來實現(xiàn)。
圖19表示無線基站204的硬件結構的1個實施例子。這里所示的無線基站204，由數(shù)據(jù)包處理部1902、收發(fā)信控制部件1901、和收發(fā)信單元1925構成。
數(shù)據(jù)包處理部1902，由下列部分組成控制與PCF通信的接口部1911、與收發(fā)信控制部件1901進行數(shù)據(jù)收發(fā)的接口部1910、存儲數(shù)據(jù)包及控制程序的存儲器1916、和對這些進行控制的控制CPU1907。圖5所示的暫時保存數(shù)據(jù)包的緩沖器503和對話管理表506，在上述存儲器1916上形成。PCF收發(fā)信控制部件件505，安裝在上述接口部1911上，MS對話管理部件502、PCF對話管理部件504、定時器507，通過存儲在上述存儲器1916中的程序，及對該程序進行實施的控制CPU1907來實現(xiàn)。
收發(fā)信控制部件1901，是為實現(xiàn)圖5所示的無線收發(fā)信控制部件501的功能的裝置，由下列部分構成信號傳送部1905、信號接收部1906、以及對這些進行控制的控制CPU1915、與收發(fā)信單元的接口部1908。信號傳送部1905，由進行傳送數(shù)據(jù)的編碼及交插處理的編碼器1904、和根據(jù)擴散符號進行擴散的擴散器1903組成。信號接收部1906，由對接收數(shù)據(jù)進行逆擴散的逆擴散器1913、和進行解碼的解碼器1914組成。同時，具備天線部1919的收發(fā)信單元1925連接在收發(fā)信控制部件。
以下，對本發(fā)明實施方式2進行說明。
圖20表示本發(fā)明實施方式2的概要。在實施方式2中，對各移動站，按分別依據(jù)下行傳輸率當前平均值的速率等級進行分組管理。在無線基站204中，用于暫時保存應送往移動站的數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù)的緩沖器，按每個組別進行分配。從PCF節(jié)點向基站轉送的數(shù)據(jù)包，暫時保存在分配給數(shù)據(jù)包的目標移動站所屬組別的緩沖器。
每次存儲來自PCF節(jié)點206的接收數(shù)據(jù)包后，無線基站的緩沖器空間容量都減少，當向移動站傳送完數(shù)據(jù)包后，緩沖器的空間容量增加。在實施方式2中，通過從無線基站204、205向PCF節(jié)點206，作為“窗口規(guī)模”通知上述各組的緩沖器空間容量，對從PCF節(jié)點206向各無線基站的數(shù)據(jù)包轉送進行流量控制。
例如，在圖20中，假設移動站2012和2013屬于某速率等級A，則從PCF節(jié)點206轉送的面向這些移動站的數(shù)據(jù)包，在無線基站的緩沖器503中，被暫時存儲在分配給速率等級A的組所用的緩沖器2001。在緩沖器2001內，假設數(shù)據(jù)包2004、2005、2006還未被送出仍然存在的話，則無線基站204，作為速率等級A的窗口規(guī)模計算出從緩沖器2001的規(guī)模中減去數(shù)據(jù)包2004～2006的規(guī)模的值，并通過流量控制信息，指示PCF節(jié)點206，不要轉送上述窗口規(guī)模以上的量的面向屬于速率等級A的移動站的數(shù)據(jù)包。
圖21表示基于實施方式2的無線基站204的功能塊結構。
實施方式2的無線基站，基本上也由與實施方式1相同的結構成分組成，作為新增加的成分，有為管理上述窗口規(guī)模、和其它信息的窗口管理表517。在實施方式2中，暫時存儲數(shù)據(jù)包的緩沖器513，被按速率等級分割使用。分配給各組的緩沖器規(guī)模，可以根據(jù)各組的平均無線傳輸率和該組所屬的移動站數(shù)，即每種傳輸率的分布狀況等因素，按組(速率等級)進行變化。
與實施方式1相同，無線基站的無線收發(fā)信控制部件501，在每一流量控制周期，都求出各移動站的通過控制信息或DRC信道上的信號所報告的下行傳輸率的要求平均值，并在對話管理表516中設定。PCF對話管理部件505，如圖22所示，具有定義了無線區(qū)間傳輸率平均值221與速率等級222之間的關系的速率等級區(qū)分表220，根據(jù)每個流量控制周期所求出的各移動站的傳輸率平均值，并參照上述表220，根據(jù)速率等級222將各移動站分組。
移動站的組，在每個流量控制周期，會適當?shù)刂匦聵嫵?。如果移動站被重新分配通信信道，還沒有求出平均值時，則追加到根據(jù)該時刻所通知的傳輸率速率等級的組。如圖17所示，在移動站轉到休止(睡眠)模式，通信信道被釋放時，移動站則被從所加入的組中刪除，不再屬于任何一個組。
這里，作為分組的方法，不能僅僅考慮下行傳輸率的平均值，例如，可以有根據(jù)(該時刻的要求速率)÷(到現(xiàn)在為止的平均傳輸率)的值，反映傳輸率的變化(針對無線基站的移動站的移動方向等的影響)，無線狀況的提高，將某移動站追加到更高的速率等級組的方法。上述的數(shù)式，作為無線區(qū)間信號傳輸優(yōu)先度比例合理性(Proportional Fairness)調度被廣泛了解，可以將它反映到本發(fā)明的從PCF節(jié)點向無線基站的數(shù)據(jù)包轉送率。每個組的信息，存儲在圖21中的對話管理表516內。
圖23A為無線基站對話管理表516的構成。
對話管理表516，表示以下內容每個移動站，為數(shù)據(jù)包傳輸?shù)脑跓o線基站與PCF節(jié)點之間所定的對話ID(項目2301)、IMSI等的上述移動站標識符(項目2302)、當前分配給上述移動站的信道標識符(項目2303)、所述的平均下行傳輸率(項目2304)、當前所屬的速率等級(項目2305)。對話ID(項目2301)，在無線基站與PCF節(jié)點之間進行GRE被壓縮處理的數(shù)據(jù)包轉送時，成為數(shù)據(jù)包GRE頭部的鍵區(qū)的設定值。
另外，如圖23B所示，在窗口管理表517中，窗口規(guī)模(項目2308)，下次應由PCF節(jié)點轉送的屬于該速率等級的面向移動站的數(shù)據(jù)包的序列號(項目2309)，對應目標基站的地址(項目2306)，按各速率等級(項目2307)被存儲起來。上述窗口規(guī)模2308中，設定了分配給該速率等級的緩沖器2103的可用空間。
圖21中的PCF對話管理部件504，利用這些信息，作成流量控制信息。圖24表示該流量控制信息的內容。
流量控制信息，在實施方式2中包含如圖22所示的每個速率等級的信息。各個等級信息，由以下內容組成其等級的級別2403、表示分配給該等級的無線基站內緩沖器的可用空間的窗口規(guī)模2404、無線基站從PCF節(jié)點接收的下個數(shù)據(jù)包序列號2405。在流量控制信息中，等級信息含有多個字塊(根據(jù)圖22的等級分類為9個字塊)，等級信息的字塊數(shù)，在等級信息數(shù)字段2402中設定。另外，在上述流量控制信息中，作為該無線基站分配了無線信道的各移動站的信息，包含對應該移動站的對話ID(GRE頭部鍵)2407、和該移動站當前所屬的速率等級級別2408。被包含的移動站信息的字塊數(shù)，被設定在所連接的移動站數(shù)字段2406中。
圖25表示為作成·傳送上述流量控制信息的PCF對話管理部件504的處理流程。
對PCF連接管理部504，在每個流量控制周期內，從MS對話管理部件502接收流量控制信息的傳送指示。對PCF連接管理部504，首先根據(jù)每個有源對話，即每個分配了無線信道的移動站，從對話管理表中取得下行平均傳輸率信息(2502)，依據(jù)圖22所示的速率區(qū)分表220決定速率等級，并更新對話管理表516(2503)，在流量控制信息中設定速率等級(2504)。而且，從窗口管理517中取得每個速率等級的當前窗口規(guī)模和下個應接收的數(shù)據(jù)包序列號(2506)，把序列號作為速率等級信息在流量控制信息中設定(2507)，通過PCF收發(fā)信控制部件件505把上述流量控制信息傳送給PCF節(jié)點(2508)。
接下來，對接收了流量控制信息的PCF節(jié)點側的處理動作進行說明。
圖26表示實施方式2中PCF節(jié)點206的功能塊結構。
在PCF節(jié)點206中，對BS收發(fā)信控制部件1101和對PDSN收發(fā)信控制部件1105，分別對PCF節(jié)點與無線基站及PDSN之間進行通信的傳輸通路進行控制。對話管理部2610，通過與無線基站及PDSN交換如圖4所示的控制信息，管理無線基站、PCF節(jié)點及PDSN之間的對話，同時，為在這之間進行GRE壓縮處理通道轉送而進行中繼處理。
在實施方式2，在與成為轉送目標的無線基站及目標移動站所屬速率等級i相對應的數(shù)據(jù)包暫時保存緩沖器262i(i＝1～n)中數(shù)據(jù)包被進行緩沖處理。這些數(shù)據(jù)包，通過互相并行動作的數(shù)據(jù)包轉送管理部263i(i＝1～n)，根據(jù)每個成為傳輸目標的無線基站及速率等級被并行處理。并且，PCF節(jié)點206，包括PDSN209與PCF節(jié)點206之間的對話、PCF節(jié)點206和無線基站與移動站之間的對話的對應關系、以及為管理各對話狀態(tài)的對話管理表2609、為管理每個速率等級下的數(shù)據(jù)包轉送狀況的窗口管理表2605。而且，具有當目標移動站處于所述休止(睡眠)模式的狀態(tài)時，由于在PCF節(jié)點與無線基站之間還沒有建立對話，所以暫時保存轉送目標無線基站、對話ID、速率等級都還處于未確定狀態(tài)的數(shù)據(jù)包的緩沖器2612。
通過對BS收發(fā)信管理部1101從無線基站接收流量控制信息的對話管理部2610，把含在接收信息中的移動站與速率等級的對應表以及各速率等級的窗口規(guī)模信息都存儲到對話管理表2609和窗口管理表2605。同時，根據(jù)流量控制信息，某一個速率等級i的窗口規(guī)模被更新時，向該速率等級i所對應的數(shù)據(jù)包轉送管理部263i傳送窗口規(guī)模更新的通知。
圖27A和圖27B，分別表示具有實施方式2的PCF節(jié)點的對話管理表2609和窗口管理表2605的結構。
對話管理表2609，作為每個數(shù)據(jù)包的目標移動站的對話信息，包括以下部分數(shù)據(jù)包轉送源PDSN的地址(項目2701)、PDSN與PCF節(jié)點之間的對話ID(項目2702)、成為數(shù)據(jù)包轉送目標的無線基站的地址(項目2703)、PCF節(jié)點與無線基站之間的對話ID(項目2704)。這些項目的值，通過圖4所示的控制信息的交換，在開始進行數(shù)據(jù)通信時被設定。另外，在對話管理表2609中，存有由流量控制信息中所通知的各移動站的速率等級(項目2705)。
在窗口管理表2605中，與成為數(shù)據(jù)包目標的無線基站的地址(項目2706)及速率等級(項目2707)相對應，設定由流量控制信息中所通知的窗口規(guī)模(項目2708)，和下次應轉送的數(shù)據(jù)包的序列號(項目2709)。此外，在窗口管理表中，還存有與各速率等級i對應的每個緩沖器262i當前的數(shù)據(jù)包緩沖處理量。
接下來對實施方式2中的PCF節(jié)點206的數(shù)據(jù)包轉送動作進行說明。
圖26中的對話管理部2610的處理流程參見圖28。
如果從PDSN轉送的GRE被壓縮處理的數(shù)據(jù)包通過對PDSN收發(fā)信控制部件505被輸入到對話管理部2610，則對話管理部2610，進行接收數(shù)據(jù)包的解壓縮處理(GRE頭部的刪除等)(2801)，基于GRE頭部的對話ID從對話管理表中檢索數(shù)據(jù)包的目標移動站(2802)。當移動站處于所述休止(睡眠)模式狀態(tài)時，如果在對話管理表內沒有與目標移動站相關的PCF節(jié)點與無線基站之間的對話信息，則為了促成對話的建立，針對無線基站，通過圖17的控制信息1707要求對話的建立(2808)，接收的數(shù)據(jù)包暫時存儲在對話建立等待緩沖器2612(2809)。如果已經存在對應數(shù)據(jù)包的對話，則可利用從對話管理表中所得到的對話ID以及其它信息，把接收的數(shù)據(jù)包面向無線基站再次進行GRE壓縮處理(2803)。另外，參照窗口管理表2605，取得轉送目標無線基站與速率等級i所對應的PCF內的緩沖器262i的使用量(2804)，如果緩沖器內由空閑，在把上述接收數(shù)據(jù)包存入相對應的速率等級的緩沖器262i之后，應根據(jù)上述接收數(shù)據(jù)包的規(guī)模對窗口管理表中的緩沖量的值(圖27中的項目2710)進行更新(2806)。如果緩沖器內沒有空閑，則廢棄接收的數(shù)據(jù)包(2807)。
向無線基站提出對話建立的要求之后，如果有了從無線基站的對話建立的通知，即具體的是接收到了圖17所示的控制信息1709時，把由該控制信息所通知的新的對話ID存入對話管理表內。此后，當接收到流量控制信息時，把新確定了速率等級j的面向移動站的數(shù)據(jù)包從等待對話建立緩沖器2612中取出進行GRE壓縮處理，并存入與速率等級j相對應的緩沖器262j中。
圖29是表示當緩沖器存入新的數(shù)據(jù)包時，或從對話管理部2610接收到窗口信息的變更通知時的數(shù)據(jù)包轉送管理部263i(i＝1～n)的動作的流程圖。
數(shù)據(jù)包轉送管理部263i，參照窗口管理表2605(2901)，確認來自無線基站的流量控制信息所通知的序列號是否被更新(2902)。由于序列號的變更意味著該序列號之前的數(shù)據(jù)包被正常地轉送到無線基站，所以當從緩沖器262i中刪除被正常轉送的數(shù)據(jù)包(2903)后，將確認緩沖器內是否存在接續(xù)上述序列號的下個數(shù)據(jù)包，如果存在，則確認數(shù)據(jù)包規(guī)模是否處在被指定的窗口規(guī)模之內(2904)。如果緩沖器內存在下個數(shù)據(jù)包，而且該數(shù)據(jù)包規(guī)模也比窗口規(guī)模小，則通過對BS收發(fā)信控制部件501，把上述下個數(shù)據(jù)包轉送到無線基站(2905)之后，從窗口管理表的窗口規(guī)模的值(圖27中的項目2708)中減去上述傳送數(shù)據(jù)包的規(guī)模，在下次序列號的值(圖27中的項目2709)中加上上述傳送數(shù)據(jù)包的規(guī)模(2906)。然后，返回步驟2904，確認緩沖器內是否存在下個連續(xù)序列號的數(shù)據(jù)包，如果存在，則重復進行與上述相同的轉送處理。
以下，對從PCF節(jié)點206接收數(shù)據(jù)包時的無線基站204的動作進行說明。
圖30表示PCF對話管理部件504的動作的流程圖。
PCF對話管理部件504，當通過圖21所示的PCF收發(fā)信控制部件件505接收到面向移動站的GRE被壓縮處理的數(shù)據(jù)包時，則對所接收的數(shù)據(jù)包進行解壓縮處理，并從GRE頭部抽出對話ID(3001)。PCF對話管理部件504，基于上述對話ID，參照對話管理表516，對目標移動站及其速率等級i進行判別(3002)。對窗口管理表517中的下次序列號(圖23B中的項目2308)的值和設定在數(shù)據(jù)包GRE頭部的序列號(圖3中的307)進行比較(3003)，如果二者一致，則在暫時存放數(shù)據(jù)包緩沖器513內存入數(shù)據(jù)包(3004)。同時，從與窗口管理表517的速率等級i相對應的窗口規(guī)模(圖23B的項目2308)中減去接收數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)包規(guī)模(3005)，并在窗口管理表517的下次序列號(圖23B的項目2309)的值中加上接收數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)包規(guī)模(3006)。如果設定在GRE頭部的序列號比預期的，即對話管理表516的下次序列號(圖23A的項目2308)大，則可以判斷在傳輸途中發(fā)生了數(shù)據(jù)包丟失現(xiàn)象，不更新窗口管理表的下次序列號。這樣，在下回的流量控制信息的下次序列號字段內，由于上述未更新的值被設定，所以丟失的數(shù)據(jù)包將被PCF節(jié)點再次傳送。但是，如實施方式1所示的那樣，由于有時會發(fā)生數(shù)據(jù)包到達順序混亂的情況，所以應隔流量周期程度的時間對上述序列號進行檢查。
另一方面，MS對話管理部件502，如圖31的流程圖所示的那樣，把緩沖器513中存儲的數(shù)據(jù)包按順序取出(3009)，并通過無線收發(fā)信控制部件501向移動站傳送(3010)。在這種情況下，傳輸率與移動站當前所屬的速率等級無關，采用由該移動站要求的最新的傳送率的值。并且，MS對話管理部件502，把向移動站傳輸結束了的數(shù)據(jù)包從緩沖器513中刪除(3011)，同時把該數(shù)據(jù)包長度加到窗口管理表517的窗口規(guī)模(圖23B的項目2308)上(3012)。更新后的每個速率等級的窗口規(guī)模和下次應接收的序列號，通過下回的流量控制信息通知給PCF節(jié)點。
這里，在本實施方式中，雖然對流量控制信息進行周期性的傳送，但在周期性的傳送時機以外，如果速率等級組的結構，即各組所屬的移動站一覽表發(fā)生了變更，則可以在發(fā)生變更的時機不定期地進行傳送。
實施方式2也可以由與實施方式1相同的硬件結構來實現(xiàn)，實施方式2的PCF節(jié)點，比如具有圖18的硬件結構。
在圖26所示的實施方式2的PCF節(jié)點206的功能塊中，各速率等級用的數(shù)據(jù)包暫時保存緩沖器2621～262n、對話建立等待數(shù)據(jù)包暫時保存緩沖器2612、對話管理表2609、窗口管理表2605，都在圖18的存儲器1801上形成。并且，對PDSN收發(fā)信控制部件505和對BS收發(fā)信控制部件501，被安裝在圖18的I/O控制器1802。對話管理部2610、及各速率等級用數(shù)據(jù)包轉送管理部2631～263n的功能，通過存儲在圖18的存儲器1801中的程序和實行該程序的控制CPU1804來實現(xiàn)。
實施方式2的無線基站，也由與圖19所示的實施方式1相同的硬件結構來實現(xiàn)。圖21的窗口管理表517，與對話管理表516相同，在圖19的存儲器1916上形成，其它的功能塊與硬件結構的對應都與實施方式1相同。
如上所述，基于本發(fā)明，從PCF節(jié)點到無線基站，由于只轉送符合各無線信道的下行傳輸率的適量的數(shù)據(jù)包，所以可以防止由于無線基站的緩沖器溢出而造成的數(shù)據(jù)包丟失現(xiàn)象的發(fā)生。此外，當無線信道的傳輸能力動態(tài)變化時，也可最大限度地有效利用其能力，從而提高整個系統(tǒng)的總處理能力。
權利要求
1.一種連接在利用無線信道分別與多個移動站進行通信的多個無線基站與通信網絡之間，把從上述通信網絡中接收到的數(shù)據(jù)包轉送到為該接收數(shù)據(jù)包的目標移動站提供服務的無線基站的數(shù)據(jù)包轉送裝置，其特征在于具有存儲單元，用于把從上述通信網絡接收的數(shù)據(jù)包按照與目標移動站對應的原則進行存儲；收信單元，用于從上述各無線基站，接收根據(jù)該無線基站與該無線基站所控制的各移動站之間的數(shù)據(jù)包傳輸率所生成的控制信息；控制單元，用于根據(jù)上述接收單元所接收的控制信息的內容，把面向特定移動站的數(shù)據(jù)包從上述存儲單元中讀出，并傳送給該特定移動站所連接的無線基站。
2.權利要求1記載的數(shù)據(jù)包轉送裝置，其特征在于所述存儲單元，是一種把從所述通信網絡接收的數(shù)據(jù)包按照與多個移動站相對應的原則進行存儲的存儲單元。
3.權利要求1記載的數(shù)據(jù)包轉送裝置，其特征在于所述收信單元，具有與所述無線基站相連接的收發(fā)信控制部件；無線基站對話管理部，用于從上述收信控制部件接收的所述控制信息中，抽出各移動站的傳輸率信息。
4.權利要求1記載的數(shù)據(jù)包轉送裝置，其特征在于所述控制單元，具有將所述控制信息所示的面向特定移動站的數(shù)據(jù)包從所述存儲單元中讀出，并以上述控制信息所指定的傳輸率，傳送給與該特定移動站相連接的無線基站的無線基站對話管理部。
5.一種連接在利用無線信道分別與多個移動站進行通信的多個無線基站與通信網絡之間，把從上述通信網絡中接收到的數(shù)據(jù)包轉送到為該接收數(shù)據(jù)包的目標移動站提供服務的無線基站的數(shù)據(jù)包轉送裝置，其特征在于具有存儲單元，用于把從上述通信網絡接收的數(shù)據(jù)包按照與目標移動站對應的原則進行存儲；收信單元，用于從上述各無線基站，接收表示該無線基站與各移動站之間數(shù)據(jù)包傳輸率的控制信息；控制單元，用于從上述收信單元所接收的控制信息，計算出每個無線基站所控制的多個移動站的數(shù)據(jù)包轉送率的合計值，如果該數(shù)據(jù)包轉送率的合計值超過該數(shù)據(jù)包轉送裝置與無線基站之間的數(shù)據(jù)轉送率的上限值，則以所定的比率減少上述多個移動站的數(shù)據(jù)包轉送率，并根據(jù)減少了的數(shù)據(jù)包轉送率，將面向上述各移動站的數(shù)據(jù)包從上述存儲單元中讀出，并傳送給該移動站所連接的無線基站。
6.一種通過無線信道與多個移動站進行通信，并與連接在通信網絡的數(shù)據(jù)包轉送裝置一起構成無線通信系統(tǒng)的無線基站，其特征在于具有收信部件，用于從所控制的各移動站接收下行方向傳輸率的指定信息；控制部件，用于根據(jù)上述移動站所指定的下行傳輸率，作成指定從上述數(shù)據(jù)包轉送裝置到該無線基站的數(shù)據(jù)包轉送率的流量控制信息，并傳送給上述數(shù)據(jù)包轉送裝置；緩沖存儲器，用于存儲從上述數(shù)據(jù)包轉送裝置接收的面向移動站的數(shù)據(jù)包；發(fā)信部件，用于按照目標移動站所指定的下行傳輸率讀出存儲在上述緩沖存儲器內的數(shù)據(jù)包，并向與目標移動站相對應的無線信道發(fā)送。
7.一種由利用無線信道分別與控制區(qū)域內的多個移動站進行通信的多個無線基站，和連接在上述多個無線基站與通信網絡之間的數(shù)據(jù)包轉送裝置所組成的無線通信系統(tǒng)，其特征在于上述各無線基站，具有從控制區(qū)域內的各移動站，接收根據(jù)來自該無線基站的接收信號所計算出來的傳輸率的通知，按每個移動站生成指定數(shù)據(jù)包轉送率的控制信息，并傳送給上述數(shù)據(jù)包轉送裝置的單元，上述數(shù)據(jù)包轉送裝置，具有把從上述通信網絡接收的數(shù)據(jù)包按目標移動站分別進行存儲，然后以上述控制信息所指定的目標移動站所固有的數(shù)據(jù)包轉送率，向上述各無線基站進行轉送的單元。
8.權利要求7記載的無線通信系統(tǒng)，其特征在于所述各無線基站，具有當從相鄰的某無線基站向該無線基站移交移動站時，對所述數(shù)據(jù)包轉送裝置，傳送表示上述移動站移動到該無線基站控制區(qū)域的通知信息的單元，所述數(shù)據(jù)包轉送裝置，具有回答上述通知信息，中止向無線基站轉送面向上述移動站的數(shù)據(jù)包，當從上述移動站的移交目標的無線基站接收到指定該移動站的數(shù)據(jù)包轉送率的控制信息后，開始向上述移交目標的無線基站轉送面向上述移動站的數(shù)據(jù)包的單元。
9.一種連接在利用無線信道分別與多個移動站進行通信的多個無線基站與通信網絡之間，把從上述通信網絡接收到的面向特定移動站的數(shù)據(jù)包轉送到為上述特定移動站提供服務的無線基站的數(shù)據(jù)包轉送裝置，其特征在于，由以下內容組成對每個所述無線基站，把各無線基站所控制的多個移動站按照無線信道的傳輸率進行分組的單元；存儲單元，用于把從所述通信網絡接收的數(shù)據(jù)包按照與該接收數(shù)據(jù)包的目標移動站的組對應的原則進行存儲；收信單元，用于從上述各無線基站，接收根據(jù)該無線基站與該無線基站所控制的各移動站之間的數(shù)據(jù)包傳輸率所生成的控制信息；控制單元，用于根據(jù)由上述收信單元接收的控制信息的內容，把特定組的數(shù)據(jù)包從上述存儲單元中讀出，并傳送給為該數(shù)據(jù)包的目標移動站提供服務的無線基站。
10.一種由通過無線信道分別與多個移動站進行通信的多個無線基站，和連接在上述多個無線基站與通信網絡之間的數(shù)據(jù)包轉送裝置所組成的無線通信系統(tǒng)，其特征在于所述各無線基站，具有根據(jù)所控制的各移動站與無線基站之間的下行方向無線信道的數(shù)據(jù)傳輸率被分割成多個速率等級區(qū)域的緩沖存儲器；用于根據(jù)上述緩沖存儲器的各速率等級區(qū)域的可用空間，生成按每個速率等級指示從上述數(shù)據(jù)包轉送裝置到該無線基站的數(shù)據(jù)包轉送量的控制信息，并傳送給上述數(shù)據(jù)包轉送裝置的單元；用于把從上述數(shù)據(jù)包轉送裝置接收的數(shù)據(jù)包存儲到與上述緩沖存儲器內的上述接收數(shù)據(jù)包的目標移動站相對應的速率等級區(qū)域的單元；用于從上述緩沖存儲器的各速率等級區(qū)域，把數(shù)據(jù)包按照與速率等級相對應的速率讀出來，并傳送給目標移動站的單元，上述數(shù)據(jù)包轉送裝置，具有用于把從上述通信網絡接收的數(shù)據(jù)包根據(jù)目標移動站的數(shù)據(jù)傳輸率按照速率等級分別分組并進行緩沖化處理的單元；用于根據(jù)從上述各無線基站接收的控制信息所示的每個速率等級的轉送量，讀出上述被緩沖化處理的數(shù)據(jù)包，并傳送給與被讀出的數(shù)據(jù)包的目標移動站相對應的無線基站的單元。
全文摘要
在多個無線基站通過數(shù)據(jù)包轉送節(jié)點與通信網絡相連接,各無線基站與移動站之間的下行方向無線信道的傳輸速度呈現(xiàn)動態(tài)變化的移動通信系統(tǒng)中,各無線基站,針對上述數(shù)據(jù)包轉送節(jié)點,根據(jù)所控制的各移動站的無線信道狀態(tài)指定數(shù)據(jù)包轉送率,上述數(shù)據(jù)包控制節(jié)點,以上述指定的轉送率向各無線基站轉送面向移動站的數(shù)據(jù)包。
文檔編號H04B7/24GK1356794SQ01125429
公開日2002年7月3日 申請日期2001年8月15日 優(yōu)先權日2000年12月1日
發(fā)明者吉田清彥, 青江英夫, 宮崎秀一, 小澤修一, 平山浩二 申請人:株式會社日立制作所