专利名称：移动通信系统、网络装置和分组顺序控制方法
技术领域：
本发明涉及一种支持各种类别服务种类的通信的移动通信系统。
背景技术：
移动通信系统的网络已从异步传输模式(ATM)网络改变到因特网协 议(IP)网络。
在第三代移动通信系统中，通用分组无线业务(GPRS)隧道协议 (GTP)用于无线接入网络和核心网络之间的通信控制。在第三代移动通 信系统中，用户数据经由分组来发送。GTP用户面(GTP-U)用于无线接 入网络和核心网络之间的用户数据分组通信。
通常，分组顺序到达的颠倒有时在IP网络中发生。另外，已在长期演 进(LTE)中研究了将无线接入网络的无线电控制装置和无线电基站合并 到一个节点内(集成的无线电基站)。在该情况下，核心网络和集成的无 线电基站连接到IP网络。多个路由器可插入IP网络中的核心网络和集成 的无线电基站之间。如果插入的路由器的数量增加，分组的到达顺序将颠 倒的可能性更高。
关于此，GTP-U预备了用于将序号给予所发送的分组、根据到达分组 的序号检测它的顺序、并且正确地重新排列分组的顺序的功能。端接 GTP-U的装置的分组处理单元监测到达分组的序号，并且如果序号遗漏则 识别出分组的到达顺序已颠倒。在检测出分组的到达顺序颠倒之后，分组 处理单元保存较早到达的分组直到规定的时间，并且等候较早发送的分组 的到达而不是较早到达的分组。如果在某个时间期间内等候的分组到达， 则分组处理单元按照序号顺序重新排列分组并且输出分组。如果等候的分 组在规定时间期间内未到达，则分组处理单元输出所保存的分组，并且如 果等候的分组后来到达则丢弃它。同时，使用分组的数据传输已不同地不仅用于非实时服务，例如文件
传输，或者用于浏览web信息，而且用作实时服务，例如流或VoIP。在 实时服务中，延迟相当影响服务质量。
如上所述，要求移动通信系统处理几个服务种类的数据。因为用于网 络中延迟时间的所需条件根据服务种类而改变，所以可应用基于服务种类 的控制(例如，参考日本提前公开专利公报号2002-152223)。
发明内容
如这里所述，在GTP-U中执行使用序号正确地重新排列分组顺序的控 制。然而，因为该控制不考虑服务种类，所以不能说执行了用于每个服务 种类的适当分组顺序控制。因为移动通信系统中处理的服务种类是多样化 的，并且对于IP网络的数据传输范围加宽了，所以基于GTP-U中的分组 顺序控制的延迟的影响变得重要。
本发明的一个目的是提供可为每个服务种类执行适当分组顺序控制的 移动通信系统。
为了实现上面的目的，根据本发明的一个方面，提供了一种可提供不 同服务种类的多个服务的移动通信系统，该移动通信系统包括经由多个排 序的分组发送数据的第一网络装置，和第二网络装置，第二网络装置可接 收从第一网络装置发送的分组，当恢复分组的顺序时对于每个服务种类设 置用于保存较早到达的分组的分组保存时间以便等候较早发送的分组，当 来自第一网络装置的较早发送的分组被超过并且较迟发送的分组更早到达 时保存较早到达的分组直到最大分组保存时间，如果在分组保存时间期间
内被超过的分组到达则按发送顺序重新排列分组，并且如果在分组保存时 间期间内被超过的分组未到达则放弃按发送顺序重新排列分组。
根据本发明的另一方面，提供了一种在移动通信系统中接收顺序发送 的分组并且发送分组的数据的网络装置，所述移动通信系统可提供不同服 务种类的多个服务，网络装置包括分组处理单元，当恢复分组的顺序时分 组处理单元对于每个服务种类设置用于保存较早到达的分组的分组保存时 间以便等候较早发送的分组，当在按顺序发送的多个分组中较早发送的分组被超过并且较迟发送的分组更早到达时保存较早到达的分组直到最大分 组保存时间，如果在分组保存时间期间内被超过的分组到达则输出按发送 顺序重新排列的分组的数据，并且如果在分组保存时间期间内被超过的分 组未到达则放弃按发送顺序重新排列分组并且输出所保存分组的数据，网 络装置还包括发送从分组处理单元输出的分组的数据的数据处理单元。
根据本发明的另一方面，提供了一种移动通信系统中的分组顺序控制 方法，所述移动通信系统可提供不同服务种类的多个服务，当恢复分组的 顺序时分组顺序控制方法对于每个服务种类设置用于保存较早到达的分组 的分组保存时间以便等候较早发送的分组，当较早发送的分组被超过并且 较迟发送的分组更早到达时保存较早到达的分组直到最大分组保存时间， 如果在分组保存时间期间内被超过的分组到达则输出按发送顺序重新排列 的分组的数据，并且如果在分组保存时间期间内被超过的分组未到达则放 弃按发送顺序重新排列分组并且输出所保存分组的数据。
图1是示出一个示例实施例的移动通信系统的结构的框图； 图2是示出无线电控制装置11的结构的框图3是示出当建立用于数据通信的承载时移动通信系统的操作的顺序
图4是示出当从核心网络10向无线电控制装置11发送的分组的顺序 已颠倒时移动通信系统的操作的顺序图5是示出另一示例实施例的移动通信系统的结构的框图。
具体实施例方式
将参考附图详细描述用于实现本发明的示例实施例。 图1是示出一个示例实施例的移动通信系统的结构的框图。参考图 1，移动通信系统包括核心网络10、无线电控制装置11和无线电基站 12。无线电控制装置ll和无线电基站12属于无线接入网络。ATM网络或 IP网络位于核心网络10和无线接入网络之间，并且用户数据经由分组来发送。
核心网络IO是包含多个节点(未示出)的交换网络，具有向无线接 入网络提供用户所需的关于服务种类的信息(或服务质量(QoS))的功 能，以及交换向终端13发送的和从其接收的数据的功能。将序号给予从 核心网络10发送到无线接入网络的无线电控制装置11的用户数据的分 组。
无线电控制装置ll连接到核心网络10,容纳无线电基站12，根据所 需服务种类建立承载(bearer)，并且向无线电基站12发送和从其接收终 端13的数据。ATM网络或IP网络位于核心网络IO和无线电控制装置11 之间，并且无线电控制装置ll处理从核心网络IO接收的用户数据的分组 并且向无线电基站12发送用户数据。
这里，作为分组顺序监测过程，无线电控制装置11基于到达分组的 序号监测它的顺序。当通过分组顺序监测过程检测到分组的到达顺序已颠 倒时，无线电控制装置11通过使用分组重新排列过程来按序号顺序重新 排列分组。
无线电控制装置11针对分组重新排列过程，将用于保存较早到达的 分组的时间(以下称作为'分组保存时间')设置为用于每个服务种类的 适当值，以便等候较早发送的分组。
例如，相比于实时服务，例如流或VoIP，用于延迟时间的所需条件在 非实时服务中不那么严格，例如文件传输，或者例如浏览web信息。艮P， 非实时服务相比于实时服务允许更长的延迟时间。因此，可优选地将非实 时服务的分组保存时间设置得长于实时服务的分组保存时间。结果，在非 实时服务中，因为更多的分组被恢复到初始顺序，可能减少TCP中分组传 输的次数。另外，在实时服务中，因为分组保存时间设置得更短以减少分 组延迟，可能确保服务质量。
而且，在实时服务中，流相比于呼叫服务允许更长的延迟时间。因 此，可优选地将流的分组保存时间设置为长于呼叫服务的分组保存时间。
此外，在分组重新排列过程中，无线电控制装置11基于服务种类保 存较早到达的分组直到最大分组保存时间，并且相比于较早到达的分组等候较早发送的分组的到达。如果在分组保存时间期间内等候的分组到达，
则无线电控制装置11按序号顺序重新排列分组并且向无线电基站12发送
数据。如果在分组保存时间期间内等候的分组未到达，则无线电控制装置 11放弃将分组恢复到初始顺序。
作为放弃将分组恢复到初始顺序的无线电控制装置11的操作的示 例，无线电控制装置11可输出所保存的分组，并且如果等候的分组后来 到达则将其丢弃。该操作非常适合于实时服务，并且因而可有限地应用于 实时服务。
另外，作为放弃将分组恢复到初始顺序的无线电控制装置11的操作 的另一示例，无线电控制装置11可输出所保存的分组，并且如果等候的 分组后来到达则将其按到达顺序输出。
无线电基站12连接到无线电控制装置11，并且也无线地连接到终端 13以发送和接收数据。
图2是示出无线电控制装置11的结构的框图。参考图2，无线电控制 装置11包括控制单元21、分组处理单元22和数据处理单元23。
控制单元21端接到核心网络10的控制信号和到无线电基站12的控制 信号，并且控制包括分组处理单元22和数据处理单元23的无线电控制装 置ll的各个单元。当建立承载时，控制单元21向分组处理单元22通知表 示作为承载对象的呼叫的服务种类的服务种类信息。
分组处理单元22在向核心网络10发送和从其接收的分组上执行分组 顺序控制。分组顺序控制包括上述的分组顺序监测过程和分组重新排列过 程。分组处理单元22预先对于每个服务种类记忆分组保存时间，并且对 于分组重新排列过程使用该时间。
在分组顺序监测过程中，当向数据处理单元23发送从核心网络10接 收的分组时，分组处理单元22基于给予分组的序号监测到达分组的顺 序。详细地，分组处理单元22监测来自核心网络10的到达分组的序号， 并且如果序号遗漏则识别出分组的到达顺序已颠倒。在此时，分组处理单 元22执行分组重新排列过程。
在分组重新排列过程中，分组处理单元22按照序号顺序重新排列已由分组顺序监测过程检测为被颠倒的分组，并且向数据处理单元23发送
分组。具体地，分组处理单元22保存较早到达的分组直到对应于服务种 类的分组保存时间，并且相比于较早到达的分组等候较早发送的分组的到 达。如果等候的分组在分组保存时间期间内到达，则分组处理单元22按 序号顺序重新排列分组并且将分组发送到数据处理单元23。如果等候的分 组在分组保存时间期间内未到达，则分组处理单元22放弃将分组恢复到 初始顺序。例如，分组处理单元22可输出所保存的分组，并且如果等候 的分组后来到达则按到达顺序输出等候的分组。在另一实例中，分组处理 单元22可输出所保存的分组，并且如果等候的分组后来到达则丢弃它。
数据处理单元23处理来自分组处理单元22的分组以提取用户数据， 并且向无线电基站12发送用户数据。
将说明移动通信系统的操作。
图3是示出当建立用于数据通信的承载时移动通信系统的操作的顺序 图。参考图3，首先，无线电控制装置11从核心网络IO接收承载建立请 求(步骤101)。在无线电控制装置11中，控制单元21获取从核心网络 IO接收的承载建立请求消息中包含的服务种类信息(步骤102)。
服务种类至少包括"会话式"(conversational )、"流" (streaming)、"交互式"(interactive)禾口 "后台，，(background)。 "会话式"和"流"属于实时服务，并且"交互式"和"后台"属于非实 时服务。
其后，控制单元21根据所获取的服务种类信息建立承载，并且向分 组处理单元22通知服务种类信息(步骤103)。分组处理单元22设置控 制单元21所通知的服务种类信息(步骤104)。因为分组处理单元22记 忆了用于每个服务种类的分组保存时间，所以通过服务种类信息确定用于 分组重新排列过程的分组保存时间。分组处理单元22用服务种类信息设 置分组保存时间。这里，设置的分组保存时间在非实时服务中比在实时服 务中更长。
在完成设置后，分组处理单元22向控制单元21发送设置完成通知 (步骤105)。当从分组处理单元22接收设置完成通知时，控制单元21完成承载的建立，并且向核心网络10发送承载建立响应(步骤106)。
图4是示出当从核心网络10向无线电控制装置11发送的分组的顺序 已颠倒时移动通信系统的操作的顺序图。参考图4，无线电控制装置ll从 核心网络10接收用户数据的连续分组(步骤201)。
无线电控制装置11的分组处理单元22确认所接收分组的序号，并且 如果序号遗漏则在缓冲区中保存随后的分组并且驱动用于对分组保存时间 进行计数的定时器。
这里，由于序号22和23的分组的延迟，序号24到27的分组更早到 达无线电控制装置ll。
在无线电控制装置11中，首先，分组处理单元22向数据处理单元23 发送具有序号21的分组(步骤202)。接下来，分组处理单元22驱动用 于对分组保存时间进行计数的定时器，并且等候具有序号22和23的分组 (步骤203)。当等候具有序号22和23的分组时，分组处理单元22在缓 冲区中保存具有序号24和更大序号的分组(步骤204).
在该示例中，具有序号22和23的分组在定时器期满之前到达无线电 控制装置11 (步骤205)。当接收了具有序号22和23的分组时，分组处 理单元22停止定时器(步骤206)。其后，分组处理单元22按序号顺序 重新排列分组并且将分组发送到数据处理单元23 (步骤207)。
如上所述，根据该示例实施例，无线电控制装置11对于每个服务种 类将用于保存较早到达的分组的分组保存时间设置为适当的值，以便当恢 复分组的顺序时等候较早发送的分组。另外，如果在到达分组中序号遗漏 则无线电控制装置11保存较早到达的分组直到最大分组保存时间，并且 如果在分组保存时间期间内被超过的分组到达则按序号顺序重新排列分 组。因为对于每个服务种类使用适当的分组保存时间，所以可对于每个服 务种类执行适当的分组顺序控制。
而且，根据该示例实施例，在实时服务中，当等候的分组在分组保存 时间期间内未到达时，如果等候的分组后来到达则无线电控制装置11将 其丢弃。在实时服务中，到达时延迟时间超过可允许范围的分组在终端13 被丢弃。该操作用于防止有线和无线资源不必要地用于发送将被丢弃的数据。
将描述本发明的另一示例实施例。
已在长期演进(LTE)中研究了将无线电控制装置和无线电基站合并 到一个节点内。本示例实施例示出了本发明对于LTE的应用示例。这里， 其中集成了无线电控制装置和无线电基站的节点称作为集成无线电基站。
图5是示出另一示例实施例的移动通信系统的结构的框图。参考图 5,移动通信系统包括核心网络10和集成无线电基站31。
集成无线电基站31具有图1的无线电控制装置11和无线电基站12两 者的功能。为了执行无线电控制装置的功能，集成无线电基站31包括图2 的控制单元21、分组处理单元22和数据处理单元23。集成无线电基站31 可经由控制单元21、分组处理单元22和数据处理单元23执行图3和4中 示出的操作。另外，集成无线电基站31可执行用于每个服务种类的适当 分组顺序控制。
同时，在上述的各个示例实施例中，本发明已应用于从核心网络10 到无线接入网络的下行链路用户数据的分组顺序控制，但是不限于此。本 发明的分组顺序控制可应用于从无线接入网络到核心网络10的上行链路 用户数据。在该情况下，对于分组顺序控制，核心网络10可执行上述的 无线电控制装置11的操作，并且无线电控制装置11可执行上述的核心网 络10的操作。特别是，核心网络10的节点包括图2的控制单元21、分组 处理单元22和数据处理单元23，并且经由各个单元执行图3和4中示出 的分组顺序控制。因此，可能关于上行链路用户数据执行用于每个服务种 类的适当分组顺序控制。
尽管己结合示例实施例描述了本发明但，本发明不限于此并且由所附 权利要求定义。因此，本领域技术人员将会理解，可在本发明的范围内对 本发明的结构或细节做出各种修改和改变。
本申请要求基于2007年3月27日提交的日本专利申请号2007-081716的优先权，其全部内容合并在此作为参考。
1权利要求
1.一种能提供不同服务种类的多个服务的移动通信系统，所述移动通信系统包括第一网络装置，该第一网络装置经由多个排序的分组发送数据；和第二网络装置，该第二网络装置能接收从所述第一网络装置发送的分组，当恢复所述分组的顺序时对于每个服务种类设置用于保存较早到达的分组的分组保存时间以便等候较早发送的分组，当来自所述第一网络装置的较早发送的分组被超过并且较迟发送的分组更早到达时保存所述较早到达的分组直到最大分组保存时间，如果在所述分组保存时间期间内所述被超过的分组到达则按发送顺序重新排列分组，并且如果在所述分组保存时间期间内所述被超过的分组未到达则放弃按所述发送顺序重新排列所述分组。
2. 根据权利要求1所述的移动通信系统，其中所述第一网络装置是 所述移动通信系统的核心网络中包括的核心网络装置，并且经由所属多个 排序的分组向终端发送所述数据，并且所述第二网络装置是包括在无线接入网络中的无线接入网络装置，所 述无线接入网络连接到所述核心网络并且通过无线回路容纳所述终端，并 且当来自所述第一网络装置的较早发送的分组被超过并且较迟发送的分组 更早到达时，如果所述被超过的分组在所述分组保存时间期间内到达则所 述第二网络装置向所述终端发送按所述发送顺序重新排列的分组的数据， 并且如果所述被超过的分组在所述分组保存时间期间内未到达则所述第二 网络装置放弃按所述发送顺序重新排列所述分组并且向所述终端发送所述 保存的分组的数据。
3. 根据权利要求1所述的移动通信系统，其中所述第二网络装置将 非实时服务的分组保存时间设置得长于实时服务的分组保存时间。
4. 根据权利要求1所述的移动通信系统，其中所述第二网络装置在 实时服务中将流的分组保存时间设置得长于呼叫服务的分组保存时间。
5. 根据权利要求1所述的移动通信系统，其中当在实时服务中放弃按所述发送顺序重新排列所述分组时，所述第二网络装置发送所述保存的 分组并且如果所述被超过的分组后来到达则将所述被超过的分组丢弃。
6. —种在移动通信系统中接收顺序发送的分组并且发送所述分组的数据的网络装置，所述移动通信系统能提供不同服务种类的多个服务，所述网络装置包括分组处理装置，当恢复所述包的顺序时对于每个服务种类设置用于保 存较早到达的分组的分组保存时间以便等候较早发送的分组，当在按顺序 发送的多个分组中较早发送的分组被超过并且较迟发送的分组更早到达时 保存所述较早到达的分组直到最大分组保存时间，如果在所述分组保存时 间期间内所述被超过的分组到达则输出按发送顺序重新排列的所述分组的 数据，并且如果在所述分组保存时间期间内所述被超过的分组未到达则放 弃按所述发送顺序重新排列所述分组并且输出所述保存的分组的数据；和数据处理装置，发送从所述分组处理装置输出的所述分组的数据。
7. 根据权利要求6所述的网络装置，该网络装置是所述移动通信系 统中连接到核心网络的无线接入网络中包括的无线接入网络装置，并且该 网络装置从所述核心网络接收分组，并且向终端发送所述分组的数据，其中所述分组处理装置处理来自所述核心网络的所述分组并且输出所 述分组，并且所述数据处理装置向所述终端发送从所述分组处理装置输出的所述分 组的数据。
8. 根据权利要求6所述的网络装置，其中所述分组处理装置将非实 时服务的分组保存时间设置得长于实时服务的分组保存时间。
9. 根据权利要求6所述的网络装置，其中所述分组处理装置在实时 服务中将流服务的分组保存时间设置得长于呼叫服务的分组保存时间。
10. 根据权利要求6所述的网络装置，其中当在实时服务中放弃按所 述发送顺序重新排列所述分组时，所述分组处理装置输出所述保存的分组 并且如果遗漏序号的所述分组后来到达则将该分组丢弃。
11. 一种移动通信系统中的分组顺序控制方法，所述移动通信系统可提供不同服务种类的多个服务，该方法包括当恢复所述分组的顺序时对于每个服务种类设置用于保存较早到达的 分组的分组保存时间以便等候较早发送的分组，当较早发送的分组被超过并且较迟发送的分组更早到达时保存所述较 早到达的分组直到最大分组保存时间，并且如果在所述分组保存时间期间内所述被超过的分组到达则输出按发送 顺序重新排列的所述分组的数据，并且如果在所述分组保存时间期间内所 述被超过的分组未到达则放弃按所述发送顺序重新排列所述分组并且输出 所述保存的分组的数据。
全文摘要
第一网络装置经由多个排序的分组发送数据。第二网络装置对于每个服务种类将分组保存时间设置为适当值，并且当来自所述第一网络装置的较早发送的分组被超过并且较迟发送的分组更早到达时保存较早到达的分组直到最大分组保存时间。另外，如果在所述分组保存时间期间内所述被超过的分组到达则所述第二网络装置按所述发送顺序重新排列所述分组，并且如果在所述分组保存时间期间内所述被超过的分组未到达则所述第二网络装置放弃按所述发送顺序重新排列所述分组。
文档编号H04L12/56GK101647241SQ200880010250
公开日2010年2月10日 申请日期2008年1月17日 优先权日2007年3月27日
发明者洼田光宏 申请人:日本电气株式会社