JP7033037B2 - Wireless network system - Google Patents
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Description
本発明は、無線ネットワークシステムに係り、特に、ユーザデータ信号を取り扱うプロトコル階層のユーザプレーン(U-plane)と、制御信号を取り扱うプロトコル階層の制御プレーン(C-plane)とを分離(C/U分離)し、各プレーンが異なる周波数帯域で通信することが可能な無線ネットワークシステムに関する。 The present invention relates to a wireless network system, and in particular, separates (C / U) a user plane (U-plane) of a protocol layer that handles user data signals and a control plane (C-plane) of a protocol layer that handles control signals. It relates to a wireless network system in which each plane can communicate in a different frequency band.
ユーザ端末UEと無線基地局BSとは、接続を制御する「C-plane」(制御信号)および実際のデータが流れる「U-plane」(ユーザデータ信号)の各信号を送受する。C/U分離された無線ネットワークでは、スモールセルを収容するマクロセルはC-Planeを用いて接続や移動の管理を行うことにより接続性を維持し、スモールセルは、広帯域の周波数を用いたU-Planeを扱うことにより高スループットを提供する The user terminal UE and the wireless base station BS transmit and receive each signal of "C-plane" (control signal) for controlling the connection and "U-plane" (user data signal) through which actual data flows. In a C / U separated wireless network, the macrocells that house the small cells maintain connectivity by managing connections and movements using C-Plane, and the small cells use U- using a wide band frequency. Providing high throughput by working with Plane
特許文献1には、C-planeとU-planeを分離したSoftware-Defined Network(SDN)におけるネットワーク構成方法として集中制御方式が開示されている。 Patent Document 1 discloses a centralized control method as a network configuration method in a Software-Defined Network (SDN) in which a C-plane and a U-plane are separated.
特許文献2には、マクロセルとスモールセルとで構成される無線ネットワークにおいて、C-planeの通信をマクロセルが行い、U-planeの通信をスモールセルが行う方式が開示されている。
図4は、従来のC/U分離ネットワークの構成を示した図であり、ユーザ端末UEを収容する複数のスモールセルsと、ユーザ端末UEおよび複数のスモールセルsを収容するマクロセルmとから構成される。 FIG. 4 is a diagram showing the configuration of a conventional C / U separation network, and is composed of a plurality of small cells s accommodating a user terminal UE and a macro cell m accommodating a user terminal UE and a plurality of small cells s. Will be done.
スモールセルsに在圏するユーザ端末UEは、ユーザデータ信号をスモールセル基地局BS3との間でU-planeにより通信する。U-planeの通信にはC-planeの通信よりも相対的に低い周波数帯(例えば、2GHz帯)が用いられる。 The user terminal UE in the small cell s communicates a user data signal with the small cell base station BS3 by U-plane. A frequency band relatively lower than that of C-plane communication (for example, 2 GHz band) is used for U-plane communication.
ユーザ端末UEは、制御信号をC-planeによりマクロセル基地局BS1と直接通信する。C-planeの通信にはU-planeの通信よりも相対的に高い周波数帯(例えば、3.5GHz帯)が用いられる。スモールセルsから移動したユーザ端末UEは、ユーザデータ信号を他のスモールセル基地局BS1を経由して、またはマクロセル基地局BS1と直接、U-planeにより通信する。 The user terminal UE directly communicates the control signal with the macrocell base station BS1 by C-plane. A frequency band relatively higher than that of U-plane communication (for example, 3.5 GHz band) is used for C-plane communication. The user terminal UE moved from the small cell s communicates the user data signal via another small cell base station BS1 or directly with the macro cell base station BS1 by U-plane.
特許文献1の構成方法では、集中制御方式を用いているためスケーラビリティに欠けるという問題点がある。特許文献2の構成方法では、C-planeの通信を全てマクロセルに委ねるため、マクロセルに通信負荷が集中し、特許文献1と同様にスケーラビリティに欠けるという問題点がある。
The configuration method of Patent Document 1 has a problem of lacking scalability because a centralized control method is used. In the configuration method of
本発明の目的は、上記の技術課題を解決し、C-planeの通信による処理負荷がマクロセルに集中することを防止し、スケーラビリティに優れた無線ネットワークを提供することにある。 An object of the present invention is to solve the above technical problems, prevent the processing load due to C-plane communication from concentrating on the macrocell, and provide a wireless network having excellent scalability.
上記の目的を達成するために、本発明は、無線端末を収容する複数のスモールセルと、前記無線端末およびスモールセルを収容する複数のミドルセルと、前記無線端末、スモールセルおよびミドルセルを収容するマクロセルとを含み、制御信号を取り扱うC-Planeとユーザデータ信号を取り扱うU-Planeとが分離した無線ネットワーク装置であって、以下の構成を具備した点に特徴がある。 In order to achieve the above object, the present invention has a plurality of small cells accommodating a wireless terminal, a plurality of middle cells accommodating the wireless terminal and the small cell, and a macro cell accommodating the wireless terminal, the small cell and the middle cell. It is a wireless network device in which the C-Plane that handles control signals and the U-Plane that handles user data signals are separated, including the above, and is characterized by having the following configurations.
(1) マクロセルおよびミドルセルの各コントローラが、各無線端末の制御信号を分散処理するようにした。 (1) Each controller of the macro cell and the middle cell is made to process the control signal of each wireless terminal in a distributed manner.
(2) ミドルセルに収容されるスモールセルに在圏する無線端末は、制御信号をマクロセルまたはミドルセルの各コントローラとC-Planeで通信するようにした。 (2) The wireless terminal located in the small cell housed in the middle cell communicates the control signal with each controller of the macro cell or the middle cell by C-Plane.
(3) ミドルセルに在圏する無線端末は、制御信号をマクロセルのコントローラとC-Planeで通信するようにした。 (3) The wireless terminal in the middle cell communicates the control signal with the macro cell controller via C-Plane.
(4) ミドルセルに在圏する無線端末は、ユーザデータ信号をミドルセルのコントローラとU-Planeで通信するようにした。 (4) The wireless terminal located in the middle cell communicates the user data signal with the controller of the middle cell via U-Plane.
(5) マクロセルのコントローラは、当該マクロセル、当該マクロセルに収容される各ミドルセルおよび当該各ミドルセルに収容される各スモールセルによる通信処理を制御するようにした。 (5) The controller of the macro cell controls the communication processing by the macro cell, each middle cell housed in the macro cell, and each small cell housed in each middle cell.
(6) 各ミドルセルのコントローラは、当該ミドルセルおよび当該ミドルセルに収容される各スモールセルによる通信処理を制御するようにした。 (6) The controller of each middle cell controls the communication processing by the middle cell and each small cell housed in the middle cell.
本発明によれば、以下のような効果が達成される。 According to the present invention, the following effects are achieved.
(1) 無線端末およびスモールセルを収容する複数のミドルセルを設け、マクロセルが各ミドルセルを収容し、スモールセルに在圏する無線端末は、制御信号をマクロセルまたはミドルセルのコントローラとC-Planeで通信するので、C-Planeによる通信処理をマクロセルおよびミドルセルの各コントローラに分散させることができ、スケーラビリティを確保できるようになる。 (1) A plurality of middle cells accommodating a wireless terminal and a small cell are provided, the macro cell accommodates each middle cell, and the wireless terminal located in the small cell communicates a control signal with the macro cell or the controller of the middle cell via C-Plane. Therefore, the communication processing by C-Plane can be distributed to each controller of the macro cell and the middle cell, and the scalability can be ensured.
(2) マクロセルのコントローラの配下に各ミドルセルのコントローラが接続されて階層構造化されるので、C-Planeによる通信処理をマクロセルおよびミドルセルの各コントローラで分散処理できるようになる。 (2) Since the controller of each middle cell is connected under the controller of the macro cell to form a hierarchical structure, the communication processing by C-Plane can be distributed processing by each controller of the macro cell and the middle cell.
(3) ミドルセルに在圏する無線端末は、制御信号をマクロセルのコントローラとC-Planeで通信するので、無線端末がミドルセル間を移動する場合でもハンドオーバの発生回数を減じることができるようになる。 (3) Since the wireless terminal located in the middle cell communicates the control signal with the controller of the macro cell via C-Plane, the number of handovers can be reduced even when the wireless terminal moves between the middle cells.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る無線ネットワークの構成を示した図であり、無線端末としてのユーザ端末UEを収容する複数のスモールセルsと、ユーザ端末UEおよび複数のスモールセルsを収容できる複数のミドルセルMと、ユーザ端末UE、複数のスモールセルsおよび複数のミドルセルMを収容できるマクロセルmとから構成される。マクロセルmを管理するマクロセル基地局BS1は、ゲートウェイGWを中継してバックボーン(インターネット)に接続される。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a wireless network according to an embodiment of the present invention, in which a plurality of small cells s accommodating a user terminal UE as a wireless terminal, a user terminal UE, and a plurality of small cells s are shown. It is composed of a plurality of middle cells M that can be accommodated, a user terminal UE, a plurality of small cells s, and a macro cell m that can accommodate a plurality of middle cells M. The macrocell base station BS1 that manages the macrocell m is connected to the backbone (Internet) via the gateway GW.
図2は、C-planeに関してマクロセルmおよびミドルセルMを制御するコントローラ間の階層化構造を示した図であり、ゲートウェイGWを制御するGWコントローラ1の配下にマクロセルmを制御するマクロセルコントローラ2が接続され、マクロセルコントローラ2の配下には、各ミドルセルMを制御するミドルセルコントローラ3が接続されている。
FIG. 2 is a diagram showing a hierarchical structure between controllers that control the macro cell m and the middle cell M with respect to the C-plane, and the
前記GWコントローラ1は、配下のマクロセルコントローラ2およびミドルセルコントローラ3を制御する。マクロセルコントローラ2は、マクロセルおよび配下の各ミドルセルコントローラ3を制御する。各ミドルセルコントローラ3は、各ミドルセルMをそれぞれ制御する。
The GW controller 1 controls a subordinate
図3は、U-planeに関して各セルm,M,sを制御するコントローラの階層化構造を示した図であり、GWコントローラ1の配下にマクロセルコントローラ2が接続され、マクロセルコントローラ2の配下にミドルセルコントローラ3が接続され、各ミドルセルコントローラ3の配下に各スモールセルsを制御するスモールセルコントローラ4が接続され、各スモールセルsに多数のユーザ端末UEが収容される。
FIG. 3 is a diagram showing a hierarchical structure of controllers that control each cell m, M, and s with respect to the U-plane. The
GWコントローラ1は、配下のマクロセルコントローラ2、ミドルセルコントローラ3およびスモールセルコントローラ4を制御する。マクロセルコントローラ2は、マクロセルm、配下の各ミドルセルコントローラ3および各スモールセルコントローラ4を制御する。各ミドルセルコントローラ3は、各ミドルセルおよび配下の各スモールセルコントローラ4を制御する。各スモールセルコントローラ4は、それぞれ各スモールセルを制御する。
The GW controller 1 controls a subordinate
このような構成において、ミドルセルMに収容されるスモールセルsに在圏するユーザ端末UEは、図1に示したように、制御信号をマクロセルmまたはミドルセルMの各コントローラとC-Planeで通信する。したがって、配下に多数のユーザ端末UEが収容されている場合でも、その制御信号に関する処理負荷をマクロセルmおよびミドルセルMに分散させることができ、処理負荷がマクロセルmに集中することを防止できるようになる。 In such a configuration, the user terminal UE in the small cell s housed in the middle cell M communicates a control signal with each controller of the macro cell m or the middle cell M by C-Plane as shown in FIG. .. Therefore, even when a large number of user terminal UEs are accommodated under the control, the processing load related to the control signal can be distributed to the macro cell m and the middle cell M, and the processing load can be prevented from being concentrated on the macro cell m. Become.
また、ミドルセルMに収容されるスモールセルsに在圏するユーザ端末UEは、ユーザデータ信号を、在圏するスモールセルsのコントローラBS3とU-Planeで通信するので、速度低下を抑えることができる。 Further, since the user terminal UE in the small cell s housed in the middle cell M communicates the user data signal with the controller BS3 of the small cell s in the area by the U-Plane, the speed reduction can be suppressed. ..
一方、ミドルセルMまたはマクロセルmに在圏するユーザ端末UEは、制御信号をマクロセルmのコントローラとC-Planeで通信することができるので、ハンドオーバを起こりにくくすることができる。また、ユーザデータ信号は、在圏するミドルセルMのコントローラBS2とU-Planeで通信するので、速度低下を抑えることができる。 On the other hand, since the user terminal UE located in the middle cell M or the macro cell m can communicate the control signal with the controller of the macro cell m by C-Plane, it is possible to make the handover less likely to occur. Further, since the user data signal is communicated with the controller BS2 of the middle cell M in the service area by the U-Plane, the speed reduction can be suppressed.
1…GWコントローラ,2…マクロセルコントローラ,3…ミドルセルコントローラ,4…スモールセルコントローラ 1 ... GW controller, 2 ... macro cell controller, 3 ... middle cell controller, 4 ... small cell controller
Claims (6)
無線端末およびスモールセルを収容する複数のミドルセルと、
無線端末、スモールセルおよびミドルセルを収容するマクロセルとを含み、
無線端末の制御信号を取り扱うC-Planeとユーザデータ信号を取り扱うU-Planeとが分離した無線ネットワークシステムであって、
前記マクロセルおよびミドルセルの各コントローラが、各無線端末の制御信号を分散処理することを特徴とする無線ネットワークシステム。 With multiple small cells that house wireless terminals,
With multiple middle cells that house wireless terminals and small cells,
Including wireless terminals, macrocells accommodating small cells and middle cells,
It is a wireless network system in which C-Plane, which handles control signals of wireless terminals, and U-Plane, which handles user data signals, are separated.
A wireless network system in which each controller of the macro cell and the middle cell processes a control signal of each wireless terminal in a distributed manner.
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