无线通信系统的制作方法

1.本发明涉及基站对分组进行复制并向移动终端发送的无线通信系统。


背景技术：

2.移动网络的业务量处于增加趋势，通信速度的高速化也不断进展。当正式开始运用lte(long term evolution：长期演进)及lte
‑
a(long term evolution advanced：先进的长期演进)时，预计移动网络的通信速度进一步高速化。此外，正在研究以针对高度化的移动网络在2020年以后开始服务为目标的第5代无线接入系统。第5代无线接入系统也称为5g(5th generation：第五代)。
3.在5g中，相对于lte系统，系统容量为1000倍，数据的传输速度为100倍，数据的处理延迟为10分之1，通信终端的同时连接数为100倍，作为要件举出实现了进一步的低功耗化及装置的低成本化。
4.为了满足这样的要求，在3gpp(3rd generation partnership project：第三代合作伙伴项目)中，作为版本15，正在研究5g标准。5g的无线区间的技术被称为new radio access technology(nr：新的无线接入技术)，正在研究若干新的技术。在非专利文献1中，记载有使用了ue与2个enb(enodeb)连接而进行通信的双连接(dual connectivity：dc)方式或多连接(multi
‑
connectivity：mc)方式的分组复制方法、以及将gnb(next generation nodeb：下一代nodeb)分离为cu(central unit：中央单元)和多个du(distributed unit：分布式单元)的nr。具体而言，dc方式由3gpp的nr规定，是能够在new ran(radio access network：无线电接入网)的辅助节点(secondary node)使用追加资源的功能。具体而言，mc方式由3gpp的nr规定，是由多个不同的调度器提供的e
‑
utran(evolved universal terrestrial radio access network：演进的通用地面无线电接入网络)或nr间的无线资源回程。cu对多个du进行控制，进行各du的收发数据处理的控制等。换言之，mc方式及dc方式是如下方式：具备移动终端、与移动终端进行通信的多个下位基站、以及控制多个下位基站的上位基站，上位基站将复制的多个数据向多个下位基站发送，多个下位基站将数据分别向移动终端发送。
5.现有技术文献
6.非专利文献
7.非专利文献1：3gpp r2
‑
1700672


技术实现要素：

8.发明要解决的问题
9.但是，根据上述现有的技术，在nr中，采用使用dc方式或mc方式通过各gnb收发相同的分组这样的分组复制方法。因此，当使用分组复制方法时，存在会消耗与复制的量对应的无线资源的问题。无线资源是用于无线通信的资源，具体而言，示出用于无线通信的频率及通信期间。
10.本发明是鉴于上述而完成的，其目的在于，得到一种基站对分组进行复制并向移动终端发送的无线通信系统，该无线通信系统能够提高无线资源的使用效率。
11.用于解决问题的手段
12.为了解决上述问题，实现目的，提供一种无线通信系统，具备移动终端、与移动终端进行通信的多个下位基站、以及控制多个下位基站的上位基站，上位基站将复制后的多个第1数据向多个下位基站发送，多个下位基站分别将第1数据向移动终端发送，其特征在于，移动终端具备：多个链路控制部，它们按照多个下位基站的每个下位基站接收第1数据；以及数据控制部，其在多个链路控制部中的第1链路控制部从多个下位基站中的第1下位基站接收到第1数据的情况下，向未从作为第1下位基站以外的下位基站的第2下位基站接收到第1数据的第2链路控制部发送使第1数据的重发的请求停止的重发请求停止消息。
13.发明的效果
14.本发明所涉及的基站对分组进行复制并向移动终端发送的无线通信系统起到能够提高无线资源的使用效率这样的效果。
附图说明
15.图1是示出实施方式1的无线通信系统的结构的框图。
16.图2是示出实施方式1的移动终端的结构的框图。
17.图3是示出实施方式1的基站的结构的框图。
18.图4是示出实施方式1的控制电路的图。
19.图5是示出将实施方式1的基站分离为2个单元的通信环境的图。
20.图6是示出实施方式1的无线通信系统的数据流的时序图。
21.图7是示出实施方式2的无线通信系统的图。
22.图8是示出实施方式2的无线通信系统的数据流的时序图。
具体实施方式
23.以下，基于附图对本发明的实施方式的无线通信系统详细进行说明。另外，不通过该实施方式来限定本发明。
24.实施方式1.
25.图1是示出实施方式1的无线通信系统的结构的框图。无线通信系统1具备移动终端101、基站102、以及控制站105
‑
1、105
‑
2。在不区分地示出各个控制站105
‑
1、105
‑
2时，称为控制站105。移动终端101具有作为ue的功能。移动终端101与基站102以nr通信方式进行数据的收发。控制站105具有作为移动管理实体(mobility management entity：mme)或者s
‑
gw(serving gateway：服务网关)的功能。mme是在3gpp的lte
‑
a中被规定的提供移动控制的逻辑节点。s
‑
gw是在3gpp的lte
‑
a中被规定的收容3gpp接入系统的分组网关。
26.移动终端101与基站102相互能够进行无线通信，通过无线通信进行信号的收发。移动终端101不仅包括能够移动的便携电话终端装置，还包括传感器设备。应用于移动终端101的控制协议例如是pdcp(packet data convergence protocol：分组数据汇聚协议)层、rlc(radio link control：无线链路控制)层、mac(medium access control：媒体访问控制)层、phy层(physical layer：物理层)等。以下，pdcp层简称为pdcp。rlc层简称为rlc。phy
层简称为phy。此外，mac层简称为mac。pdcp、rlc是由3gpp的nr规定的协议。pdcp进行分组数据加密。rlc进行无线链路控制。
27.基站102具备enb103
‑
1～103
‑
3。当不区分地示出各个enb103
‑
1～103
‑
3时，称为enb103。enb103与控制站105通过由3gpp的lte规定的s1接口进行通信，在enb103与控制站105之间收发控制信息。在图1中，针对1个enb103连接有1个控制站105，但1个enb103也可以与多个控制站105连接。在enb103之间，能够通过由3gpp的lte规定的x2接口进行通信，在enb103之间也收发控制信息。控制站105控制enb103和移动终端101。控制站105构成作为核心网络的epc(evolved packet core：演进分组核心)网络，基站102构成e
‑
utran。有时将epc和e
‑
utran合起来称为网络。
28.基站102可以构成1个小区，也可以构成多个小区。小区是指基站102的通信范围。各小区构成与移动终端101之间能够通信的范围，即覆盖范围。基站102在覆盖范围内与移动终端101进行无线通信。在基站102构成多个小区的情况下，各个小区能够与移动终端101进行通信。
29.图2是示出实施方式1的移动终端101的结构的框图。移动终端101具备第1协议处理部201、应用部202、第1发送数据缓冲部203、编码器部204、调制部205、频率转换部206、天线207、解调部208、解码器部209、以及第1控制部210。
30.针对移动终端101向基站102发送信号时的处理进行说明。第1协议处理部201生成控制数据并向第1发送数据缓冲部203输出。控制数据是指用于控制通信的数据。具体而言，在从基站102朝向移动终端101的下行方向的通信中使用的控制数据是pdcch(physical downlink control channel：物理下行控制信道)。在从移动终端101朝向基站102的上行方向的通信中使用的控制数据是pucch(physical uplink control channel：物理上行控制信道)。应用部202生成用户数据并向第1发送数据缓冲部203输出。用户数据是指实际的通信的内容，是移动终端101的利用者所需的数据。具体而言，在下行方向的通信中使用的用户数据是pdsch(physical downlink shared channel：物理下行共享信道)，在上行方向的通信中使用的用户数据是pusch(physical uplink shared channel：物理上行共享信道)。第1发送数据缓冲部203保存控制数据及用户数据。此外，第1发送数据缓冲部203将控制数据及用户数据向编码器部204输出。编码器部204对控制数据及用户数据实施纠错等编码处理。编码器部204将实施了编码处理后的数据向调制部205输出。另外，也存在不被编码器部204实施编码处理而从第1发送数据缓冲部203向调制部205直接输出的数据。调制部205对编码处理后的数据实施调制处理。频率转换部206将调制后的数据转换成基带信号。此外，频率转换部206将基带信号转换成无线频率的信号并向天线207输出。天线207将无线频率的信号作为发送信号向基站102发送。
31.针对移动终端101接收来自基站102的信号时的处理进行说明。天线207接收来自基站102的无线信号。频率转换部206将无线频率的接收信号转换成基带信号并向解调部208输出。解调部208对基带信号实施解调处理后，向解码器部209输出。解码器部209对解调后的数据实施纠错等解码处理。解码器部209将解码处理后的数据中的控制数据向第1协议处理部201输出，将用户数据向应用部202输出。移动终端101的信号的收发的处理由第1控制部210控制。因此，虽然在图2中省略，但第1控制部210与天线207以外的各功能部连接。
32.图3是示出实施方式1的基站102的结构的框图。基站102具备第1通信部301、第2通
信部302、第2协议处理部303、第2发送数据缓冲部304、编码器部204、调制部205、频率转换部206、天线207、解调部208、解码器部209、以及第2控制部311。
33.针对基站102向移动终端101发送信号时的处理进行说明。第1通信部301与控制站105进行数据的收发。第2通信部302与其他基站进行数据收发。第1通信部301及第2通信部302分别与第2协议处理部303进行信息的交换。第2发送数据缓冲部304保存来自第2协议处理部303的控制数据和来自第1通信部301及第2通信部302的用户数据及控制数据。此外，第2发送数据缓冲部304将这些数据向编码器部204输出。
34.编码器部204对输入的数据实施纠错等编码处理。另外，也存在编码器部204不实施编码处理而从第2发送数据缓冲部304向调制部205直接输出的数据。调制部205对编码后的数据实施调制处理。频率转换部206将调制数据转换成基带信号之后，转换成无线频率的信号。天线207向1个或多个移动终端101发送无线频率的信号。
35.针对基站102接收来自移动终端101的信号时的处理进行说明。天线207接收来自移动终端101的无线信号。频率转换部206将接收到的无线信号即接收信号从无线频率转换成基带信号并向解调部208输出。解调部208对基带信号实施解调处理后向解码器部209输出。解码器部209对解调后的数据实施纠错等解码处理。解码后的数据中的控制数据被转送到第2协议处理部303、第1通信部301或第2通信部302。解码后的数据中的用户数据被转送到第1通信部301或第2通信部302。基站102的一系列的处理由第2控制部311控制。因此，虽然在图3中省略，但第2控制部311与天线207以外的各功能部连接。
36.第1协议处理部201、应用部202、第1发送数据缓冲部203、编码器部204、调制部205、频率转换部206、天线207、解调部208、解码器部209、第1控制部210、第1通信部301、第2通信部302、第2协议处理部303、第2发送数据缓冲部304及第2控制部311通过进行各处理的电子电路即处理电路来实现。
37.本处理电路可以是专用的硬件，也可以是具备存储器及执行存储于存储器的程序的cpu(central processing unit，中央运算装置)的控制电路。这里，存储器例如对应于ram(random access memory：随机存取存储器)、rom(read only memory：只读存储器)、闪存等非易失性或易失性的半导体存储器、磁盘、光盘等。图4是示出实施方式1的控制电路的图。在本处理电路是具备cpu的控制电路的情况下，该控制电路例如成为图4所示的结构的控制电路10。
38.如图4所示，控制电路10具备作为cpu的处理器10a和存储器10b。在由图4所示的控制电路10实现的情况下，通过由处理器10a读出并执行存储于存储器10b的与各处理对应的程序来实现。此外，存储器10b也用作处理器10a实施的各处理中的临时存储器。
39.由于智能手机及平板型终端装置的普及，蜂窝系统的无线通信中的业务量呈爆炸式增长。因此，担心无线资源的不足。为了应对无线资源的不足并提高频率利用效率，研究了将基站102所构成的小区进行小小区化，进行空间分离。
40.在目前为止的基站的小区结构中，由enb构成的小区具备比较宽的范围的覆盖范围，在由多个小区构成的情况下，以覆盖特定区域的方式构成了小区。在导入了小小区化的情况下，由enb构成的小区的覆盖范围与未由enb构成的小区的覆盖范围相比，范围较小。因此，为了使由enb构成的小区覆盖特定区域，需要大量的小小区化的enb。
41.在以下的说明中，将如由以往的enb构成的小区那样覆盖范围比较大的小区称为
宏小区，将构成宏小区的enb称为宏enb。此外，将如被小小区化的小区那样覆盖范围比较小的小区称为小型小区，将构成小型小区的enb称为小型enb。
42.nr提供3个服务。第1个服务是要求低延迟且高可靠性的urllc(ultra
‑
reliability low latency communication：高可靠性低延迟通信)。第2个服务是要求高速大容量通信的embb(enhanced mobile broadband：增强的移动宽带)。第3个服务是能够进行超大容量终端的连接的mmtc(massive machine type communication：大规模机器类型通信)。设想这3个服务使用6ghz以上的频率，进行宽带通信。但是，与在lte中使用的6ghz以下的频率相比，高频在空气中的衰减率较高，具有难以衍射的特征。因此，为了如lte那样确保覆盖范围，需要设置较多的覆盖范围小的基站102。
43.在设置较多的覆盖范围小的基站102的情况下，在移动终端101中发生切换(handover)的情况变多。此外，由于在6ghz以上的频率下具有难以衍射的特征，因此，当移动终端101进入被建筑物及障碍物遮挡的环境时，发生与基站102的连接断开的通信中断。在发生了这样的通信中断的情况下，产生通信中的移动终端101的数据通信暂时停止、在基站102与移动终端101之间无法通信这样的问题。在实施方式1中公开解决这样的问题的方法。
44.在3gpp中，提出了将基站分离为2个单元。将2个单元分别称为cu和du。此外，也有时在cu连接多个du。针对cu与du的功能分担，提出了多个选项。例如，在选项2中，提出了cu具有pdcp，du具有rlc、mac及phy。此外，作为选项3，提出了cu具有pdcp及h
‑
rlc，du具有l
‑
rlc、mac及phy。选项3包含选项3
‑
1，在选项3
‑
1中，提出了l
‑
rlc具有分割rlc
‑
pdu(protocol data unit：协议数据单元)的功能，选项3的h
‑
rlc具有送交确认的功能及rlc的其他功能。
45.在nr中，提出了在使用多个du的通信中应用dc或mc。通过使用多个du，即便在被建筑物及障碍物遮挡的环境中，也能够抑制在移动终端101与基站102之间发生通信中断。例如，通过移动终端101与多个du连接，无论与哪1个du发生通信中断，都维持与发生了通信中断的du以外的du的连接，由此，能够持续数据通信。此外，通过在多个du中发送相同的数据而使通信具有冗余性，即便与任意1个du或者多个du的连接断开，也能够不用重发而进行数据通信，能够维持低延迟。但是，在通过在多个du中发送相同的数据而使通信具有冗余性的情况下，有时无线资源不足。这里，在本实施方式中，通过导入减轻冗余数据的重发的机制来抑制无线资源不足的情况。
46.图5是示出将实施方式1的基站分离成2个单元的通信环境的图。例如，设想在图5所示的环境中具有移动终端101。移动终端101与多连接方式中的具有作为du的功能的多个enb103连接，多个du分别与cu404连接。cu也称为上位基站。du也称为下位基站。以下，将enb103
‑
1具有的du称为du401。将enb103
‑
2具有的du称为du402。将enb103
‑
3具有的du称为du403。du401、du402及du403分别与移动终端101进行通信。du401、du402及du403与cu404连接。cu404进行du401、du402及du403的数据的收发的控制。此外，cu404复制向移动终端101发送的数据并向du401、du402及du403发送。du401、du402及du403分别将cu404复制的数据向移动终端101发送。
47.du401具有链路控制部407、接入控制部410以及物理控制部413。链路控制部407进行rlc的处理。接入控制部410进行mac的处理。物理控制部413进行phy的处理。以下，链路控制部407也称为rlc407。物理控制部413也称为phy413。接入控制部410也称为mac410。du402
具有链路控制部408、接入控制部411以及物理控制部414。链路控制部408进行rlc的处理。接入控制部411进行mac的处理。物理控制部414进行phy的处理。以下，链路控制部408也称为rlc408。物理控制部414也称为phy414。接入控制部411也称为mac411。du403具有链路控制部409、接入控制部412以及物理控制部415。链路控制部409进行rlc的处理。接入控制部412进行mac的处理。物理控制部415进行phy的处理。以下，链路控制部409也称为rlc409。物理控制部415也称为phy415。接入控制部412也称为mac412。
48.cu404具备第1上位控制部405和第2上位控制部406。第1上位控制部405进行sdap(service data adaptation protocol：服务数据适配协议)层的处理。sdap层简称为sdap。第2上位控制部406进行pdcp的处理。第1上位控制部405也称为sdap405。第2上位控制部406也称为pdcp406。移动终端101具备上位控制部420、数据控制部419、多个链路控制部418、423、426、多个接入控制部417、422、425、以及多个物理控制部416、421、424。数据控制部419进行pdcp的处理。多个链路控制部418、423、426进行rlc的处理。多个接入控制部417、422、425进行mac的处理。多个物理控制部416、421、424进行phy的处理。上位控制部420也称为sdap420。数据控制部419也称为pdcp419。多个链路控制部418、423、426也称为rlc418、423、426。多个接入控制部417、422、425也称为mac417、422、425。多个物理控制部416、421、424也称为phy416、421、424。sdap是封装在3gpp的nr中规定的ip(internet protocol：互联网协议)分组的协议。数据控制部、链路控制部、接入控制部及物理控制部通过图4所示的处理电路来实现。
49.输入到sdap405的针对移动终端101的数据在pdcp406中被复制为多个分组，分别从cu404被转送到du401、du402及du403。du401通过rlc407将分组所包含的rlc pdu分割为rlc sdu(service data unit：服务数据单元)，并转送到mac410。mac410判断能够发送的资源，进行调度。phy413将rlc sdu转换成无线频率的信号，向移动终端101发送数据。du401对du402及du403也进行同样的数据发送的处理。此外，du402及du403也进行与du401同样的数据发送的处理。rlc sdu也称为第1数据。rlc pdu也称为第2数据。
50.图6是示出实施方式1的无线通信系统1的数据流的时序图。从enb103的rlc407发送的最初的数据a被移动终端101的rlc418接收(步骤s1)。具有rlc407的基站也称为第1基站。rlc407使用rlc sdu生成rlc pdu。数据a是rlc sdu。在1个或多个rlc sdu中含有头信息的数据是rlc pdu。在rlc pdu的生成成功而成为crc ok的情况下，从移动终端101的rlc418向enb103的rlc407发送传达正常地进行了接收这一意思的ack(步骤s2)。此外，rlc418通过上位层向pdcp419转送数据a(步骤s3)。pdcp419在确认数据a从rlc418先到达之后，向仍未转送数据a的rlc423发送停止重发请求的消息(步骤s4)。换言之，pdcp419在从多个du的任意1个接收到数据a的情况下，向未接收到数据a的rlc423发送使数据a的重发的请求停止的重发请求停止消息。rlc423也称为第1链路控制部。
51.此外，enb103的rlc407将送交完成通知的消息向pdcp406发送(步骤s5)。送交完成通知的消息是传达rlc407已经将rlc pdu发送到rlc418这一意思的消息。接收到送交完成通知的pdcp406向未接收到数据a即未发送送交完成通知消息的du402的rlc408发送重发停止消息(步骤s6)。具有rlc408的基站也称为第2基站。此外，cu404的pdcp406使用控制消息，向rlc423发送表示废弃了数据a的废弃信息(步骤s7)。在废弃信息中包含停止了重发的rlc sdu或rlc pdu的序列号，rlc423能够基于废弃信息，停止重发请求。此外，在重发停止消息
中包含如下信息，该信息使包含向mac的转送在内的rlc pdu的发送停止。或者，在重发停止消息中包含如下信息，该信息使在rlc408内分割出的rlc sdu停止向移动终端101发送或者停止向mac411转送。
52.在重发请求停止消息被发送到rlc423、但rlc423没有接收到作为控制消息的废弃信息的通知的情况下，rlc423按照重发请求停止消息，停止相应的rlc sdu或rlc pdu的重发请求。在作为控制消息的废弃信息的通知从pdcp406发送并被移动终端101的rlc423接收到、但从pdcp419向rlc423的重发请求停止消息未被接收到的情况下，rlc423不依照废弃信息的通知，而是向rlc408进行数据的重发请求。在rlc423接收到重发请求停止消息、但从rlc408发送了数据a的情况下，rlc423接收数据a，使用rlc sdu生成rlc pdu，向pdcp419转送数据a。
53.在从pdcp406向rlc408发送重发停止消息并在rlc408废弃重发停止的对象的rlc pdu或rlc sdu的过程中从rlc423接收到重发请求的情况下，rlc408不重发作为重发停止对象的rlc sdu或rlc pdu。
54.如以上说明的那样，在本实施方式中，不使enb103重发由pdcp406复制的分组的数据中的对移动终端101来说成为后到达的数据，由此，能够提供抑制1个或多个enb103与移动终端101之间的无线资源的消耗、高速且具有高可靠性和低延迟的通信系统。
55.实施方式2.
56.图7是示出实施方式2的无线通信系统的图。在图7中，rlc被分割为h
‑
rlc和l
‑
rlc。移动终端101a具备上位链路控制部702和下位链路控制部701、703、704。上位链路控制部702进行h
‑
rlc的处理。下位链路控制部701、703、704进行l
‑
rlc的处理。上位链路控制部702也称为h
‑
rlc702。下位链路控制部701、703、704分别也称为l
‑
rlc701、703、704。
57.图8是示出实施方式2的无线通信系统1a的数据流的时序图。从rlc407发送的数据a被分割为1个或多个rlc sdu而被发送(步骤s11)。1个或多个rlc sdu设为在从enb103向移动终端101的发送中丢失或损坏的数据b。
58.l
‑
rlc701将数据b以不从rlc sdu结合为rlc pdu的方式向h
‑
rlc702发送(步骤s12)。同样，从rlc408发送的数据a被分割为1个或多个rlc sdu而向l
‑
rlc703发送(步骤s13)。1个或多个rlc sdu设为在从enb103向移动终端101的发送中丢失或损坏的数据c。将该数据c在l
‑
rlc703中以不从rlc sdu接合为rlc pdu的方式向h
‑
rlc702转送(步骤s14)。
59.l
‑
rlc701及l
‑
rlc703分别将ack向rlc407及rlc408发送，rlc407及rlc408向pcdp406发送送交完成通知。从l
‑
rlc701及l
‑
rlc703接收到数据的h
‑
rlc702将数据b与数据c结合。即，根据多个l
‑
rlc发送的rlc sdu生成rlc pdu。此外，h
‑
rlc702将相同的序列号的rlc sdu彼此合成，生成彼此短缺的rlc sdu。pdcp406具有如下特征：对rlc407和rlc408指定将rlc pdu向rlc sdu分割的尺寸，使由2个以上的rlc生成的rlc sdu同等或相同。
60.如以上说明的那样，在本实施方式中，即便在rlc被分割为h
‑
rlc和l
‑
rlc的情况下，也不使enb103重发被pdcp406复制的分组的数据中的对移动终端101a来说后到达的数据，由此，能够提供释放1个或多个enb103与移动终端101a之间的无线资源、高速且具有高可靠性和低延迟的通信系统。
61.以上的实施方式所示的结构示出本发明的内容的一例，也能够与其他的公知技术组合，在不脱离本发明的主旨的范围内也能够省略、变更一部分结构。
62.标号说明
63.1、1a无线通信系统，10控制电路，10a处理器，10b存储器，101、101a移动终端，102基站，103、103
‑
1～103
‑
3enb，105、105
‑
1、105
‑
2控制站，201第1协议处理部，202应用部，203第1发送数据缓冲部，204编码器部，205调制部，206频率转换部，207天线，208解调部，209解码器部，210第1控制部，301第1通信部，302第2通信部，303第2协议处理部，304第2发送数据缓冲部，311第2控制部，401、402、403du(下位基站)，404cu(上位基站)，405、420sdap，406、419pdcp，407、408、409、418、423、426rlc，410、411、412、417、422、425mac，413、414、415、416、421、424phy，701、703、704l
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rlc，702h
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