JP4054253B2 - 通信システム、無線通信端末及び無線基地局 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、データ通信を行う無線通信システムに関し、特に無線区間の伝送レートを変化させることができる無線通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、移動通信網でも通信回線の伝送容量が増大し、従来のメールのようなテキストデータやＨＴＴＰデータだけでなく、静止画像や動画像などデータ量の大きいデータも伝送されるようになった。今後は、ＩＰ電話（ＶｏＩＰ）やＴＶ会議のようなアプリケーションによって、データ量が大きくリアルタイム性が必要とされるデータが双方向で流通していくと考えられる。
【０００３】
例えば、データ通信専用の移動体通信方式である１ｘＥＶＤＯ（1x Evolution Data Only）システムを使用した高速パケット通信ネットワークシステムが提案されている。このシステムは、無線基地局が自局のカバーエリアに収容されている各通信端末にパケットを送信し、各通信端末は受信パケットに含まれるパイロット信号に基づいて下り回線の回線品質（例えば、ＣＩＲ（希望波対干渉波比））を測定する。各通信端末は測定した回線品質において最も効率良く高速パケット通信を行うことができる通信モードを選択し、選択した通信モードを表すＤＲＣ情報（Data Rate Control信号）を無線基地局に対して送信する。無線基地局は、各通信端末から送信されたＤＲＣ情報を参照して、回線品質のよい通信端末から優先的に通信リソースを割り当てる。これによって回線品質のよい通信端末には高い伝送レートでデータを送信するので通信の所要時間を短縮することができ、回線品質の悪い通信端末には低い伝送レートでデータを送信するので誤り耐性を高めることができる。
【０００４】
この１ｘＥＶＤＯシステムにおける上り（無線通信端末から無線基地局に対する方向）の通信速度は、無線通信端末及び無線基地局の状態に応じて決定され、制御されている。すなわち、１ｘＥＶＤＯの上りの通信速度は、9.6kbps、19.2kbps、38.4kbps、76.8kbps、153.6kbpsの中から選択されるが、通信開始時には、端末は上りの通信速度を最低値の9.6kbpsに設定する。この値は無線基地局から通知される報知情報中に含まれる最大通信速度情報により更新される。
【０００５】
すなわち、無線通信端末の電源投入後の動作開始直後は、無線通信端末からの通信速度は最大通信速度に従い、9.6kbpsとなっている。そして、通信開始後は、無線基地局から通知された最大通信速度情報の範囲内で無線通信端末は一定の周期にて通信速度の更新試験を行う。そして、現在通信している無線基地局が通信速度の上昇を許容している場合、この通信速度更新試験の結果によって、現在の通信速度を維持するか、１段階早い通信速度に移行することができる。一方、無線基地局が通信速度上昇を許容していない場合、この通信速度更新試験の結果によって、現在の通信速度を維持するか、１段階遅い通信速度に移行することができる。
【０００６】
前述したアルゴリズムに従って、無線通信端末の通信速度が変更される例を図９に示す。図９の従来の通信速度においては、通信開始時、無線通信端末の最大通信速度は9.6kbpsに設定されているため、上りの通信速度も9.6kbpsとなる。この後、無線基地局からの報知情報を受信し、無線通信端末の最大通信速度は153.6kbpsに更新されるが、次の更新タイミングまで現在の通信速度が維持される。そして更新タイミングに通信速度の上昇に成功すると、無線通信端末からの通信速度は9.6kbpsの次の速度の19.2kbpsとなる。その後、通信速度の上昇に失敗すると、現状の通信速度が維持され、成功すると１段階早い通信速度へと移行する。このように、無線基地局が高い通信速度を許容していても、上りの通信速度は段階的にしか上昇しない。
【０００７】
【特許文献１】
特開平２００２−１７１２１３号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した上り通信速度の決定方式は、最低値の通信速度で通信を開始し、段階的に通信速度を上昇させていくものである。この方式では、ＷＥＢブラウジングやＦＴＰダウンロードのような上りの回線において送信されるデータ量が少ないアプリケーションの利用には問題がないが、ＩＰ電話（ＶｏＩＰ）やＴＶ会議のような上りの回線においても多くのデータが送信され、一定の通信速度が必要となるアプリケーションでは、上りの回線が当該アプリケーションの動作に必要な通信速度に到達するまでに時間がかかるため、通信開始直後にアプリケーションが利用可能となるまでに時間がかかってしまう。
【０００９】
例えば、図９に示すように、アプリケーションの動作に64kbps以上の通信速度が必要な場合、接続を開始してから64kbps以上となるまで（76.8kbpに到達するまで）の間は、アプリケーションが利用できないことになる。
【００１０】
この従来の通信システムにおけるデータ通信のシーケンスを図１０に示す。
【００１１】
無線通信端末に搭載されたアプリケーション（Ａｐｐ）から、無線通信端末（ＡＴ：AccessTerminal）に接続要求があると、無線通信端末から無線基地局（ＡＰ：AccessPoint）に接続要求がされる。その後、無線通信端末と無線基地局との間の無線通信回線が確立した後に、アプリケーションはサーバ（Ｓｅｒｖ）に対してデータを送信する。しかし、無線通信端末と無線基地局との間の無線通信回線の上りの通信速度の初期値は9.6kbpsに設定されているため、アプリケーションから無線通信端末と無線基地局とを経由して送信されたデータは、サーバでデコードできず、アプリケーションは正常に動作することができない。
【００１２】
その後、上りの通信速度が19.2kbps、38.4kbpsと上昇しても、64kbps以上の通信速度を必要とするアプリケーションは、これらの速度では正常に動作することができない。その後、上りの通信速度が76.8kbpsに上昇すると、64kbps以上の通信速度を必要とするアプリケーションでは、アプリケーションから送信されたデータをサーバにおいてデコードすることができ、アプリケーションは正常に動作を開始する。
【００１３】
特に、１ｘＥＶＤＯシステムでは通信速度の更新試験の結果によって、現在の通信速度を維持するか、１段階早い通信速度に移行するかを確率的に選択するので、通信速度の更新試験の結果によっては、通信速度が初期値の9.6kbpsから76.8kbpsまで上昇するまでに１０秒程度の時間を必要とする場合があり、アプリケーションが動作を開始するまでに時間を必要とするという問題が生じていた。
【００１４】
本発明は、上りの通信速度を通信開始時から速やかに向上させ、アプリケーションを速やかに使用可能にすることができる通信システムを提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、無線基地局と、無線通信端末とによって構成され、前記無線通信端末から前記無線基地局に対する上り回線の通信速度を段階的に上昇させることが可能な通信システムであって、前記無線基地局は、該無線基地局が対応可能な前記上り回線の通信速度の初期値を、前記無線通信端末に通知する初期値通知手段を備え、前記無線通信端末は、該無線通信端末が必要とする前記上り回線の通信速度の初期値を記憶する記憶手段と、前記無線基地局から通知された前記上り回線の通信速度の初期値と、前記記憶手段に記憶された前記上り回線の通信速度の初期値とを比較した結果に基づいて、前記上り回線の通信速度の初期値を決定する（例えば、低いものを選択して通信速度を決定する）初期値決定手段と、該初期値決定手段により初期値を決定した通信速度の更新試験を所定の更新タイミングで行い、該更新試験の結果、当該通信速度の上昇が許容される場合、前記通信速度を上昇させる更新手段と、を備える。
【００１６】
第２の発明は、無線基地局と、無線通信端末とによって構成され、前記無線通信システムから前記無線基地局に対する上り回線の通信速度を段階的に上昇させることが可能な通信システムであって、前記無線通信端末は、前記無線基地局と前記無線通信端末とが互いの状態情報を交換する際に（例えば、パラメータ交換フェイズ時に）、該無線通信端末が必要とする前記上り回線の通信速度の初期値を、前記無線基地局に通知する初期値通知手段と、前記上り回線の通信速度の初期値を決定する初期値決定手段と、該初期値決定手段により初期値を決定した通信速度の更新試験を所定の更新タイミングで行い、該更新試験の結果、当該通信速度の上昇が許容される場合、前記通信速度を上昇させる更新手段と、を備え、前記無線基地局は、該無線通信端末から通知された上り回線の通信速度の初期値に対応可能か否かを判定する判定手段と、前記判定手段による判定結果を該無線通信端末に通知する判定結果通知手段と、を備え、前記初期値決定手段は、前記無線基地局から通知された判定結果に基づいて、前記上り回線の通信速度の初期値を決定する。
【００１７】
第３の発明は、第２の発明において、前記無線通信端末は、前記無線通信端末の電源投入時に、該無線通信端末が必要とする上り回線の通信速度の初期値を前記無線基地局に通知し、前記無線基地局から通知された判定結果に基づいて、前記上り回線の通信回線の初期値を決定することを特徴とする。
【００１８】
第４の発明は、第２又は第３の発明において、前記初期値通知手段は、前記無線通信端末が必要とする上り回線の通信速度の初期値を、前記無線基地局に対する状態情報要求メッセージ（例えば、Ｃｏｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔ）に含めて通知することを特徴とする。
【００１９】
第５の発明は、第２から第４の発明において、前記無線通信端末は、前記無線基地局からの判定結果が対応不可であるときに、該無線通信端末が必要とする上り回線の通信速度の初期値より低い通信速度の要求を再送信する要求通信速度送信手段を備えたことを特徴とする。
【００２０】
第６の発明は、無線基地局に対する上り回線の通信速度を段階的に上昇させることが可能な通信システムにおける無線通信端末であって、該無線通信端末が必要とする前記上り回線の通信速度の初期値を記憶する記憶手段と、前記無線基地局から通知された、前記前記上り回線の通信速度の初期値を受信する初期値情報取得手段と、前記初期値情報取得手段により受信した前記上り回線の通信速度の初期値と、前記記憶手段に記憶された前記上り回線の通信速度の初期値とを比較した結果に基づいて、前記上り回線の通信速度の初期値を決定する（例えば、低いものを選択して通信速度を決定する）初期値決定手段と、該初期値決定手段により初期値を決定した通信速度の更新試験を所定の更新タイミングで行い、該更新試験の結果、当該通信速度の上昇が許容される場合、前記通信速度を上昇させる更新手段と、を備える。
【００２１】
第７の発明は、無線基地局に対する上り回線の通信速度を段階的に上昇させることが可能な通信システムにおける無線通信端末であって、前記無線基地局と前記無線通信端末とが互いの状態情報を交換する際に（例えば、パラメータ交換フェイズ時に）、前記上り通信回線において該無線通信端末が必要とする上り回線の通信速度の初期値を、前記無線基地局に通知する初期値通知手段と、前記無線基地局が該無線通信端末から通知された上り回線の通信速度の初期値に対応可能か否かを判定した結果に基づいて、前記上り回線の通信速度の初期値を決定する通信速度決定手段と、該初期値決定手段により初期値を決定した通信速度の更新試験を所定の更新タイミングで行い、該更新試験の結果、当該通信速度の上昇が許容される場合、前記通信速度を上昇させる更新手段と、を備える。
【００２２】
第８の発明は、第７の発明において、前記無線通信端末の電源投入時に、該無線通信端末が必要とする上り回線の通信速度の初期値を前記無線基地局に通知し、前記無線基地局から通知された判定結果に基づいて、前記上り回線の通信速度の初期値を決定することを特徴とする。
【００２３】
第９の発明は、第７又は第８の発明において、前記初期値通知手段は、前記無線通信端末が必要とする上り回線の通信速度の初期値を、前記無線基地局に対する状態情報要求メッセージ（例えば、Ｃｏｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔ）に含めて通知することを特徴とする。
【００２４】
第１０の発明は、第７から第９の発明において、前記無線基地局からの判定結果が対応不可であるときに、該無線通信端末が必要とする上り回線の通信速度の初期値より低い通信速度の初期値の要求を再送信する要求通信速度送信手段を備えたことを特徴とする。
【００２５】
第１１の発明は、無線基地局に対する上り回線の通信速度を段階的に上昇させることが可能な通信システムにおける無線基地局であって、該無線基地局が対応可能な前記上り回線の通信速度の初期値を、前記無線通信端末に通知する無線基地局通信速度通知手段を備えた。
【００２６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２７】
図１は、本発明の実施の形態の無線通信システムの構成を示すブロック図である。
【００２８】
無線通信端末１０は、無線基地局３０を介して、サーバ２０と接続されており、無線通信端末１０とサーバ２０との間ではリアルタイム性が必要なデータを送受信して、無線通信端末１０とサーバ２０と双方において、ＩＰ電話やストリーミング等のリアルタイム性が必要なアプリケーションを動作させている。
【００２９】
無線通信端末１０は、データ通信に対応する携帯電話機や、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）や、無線機を内蔵したデータ通信カードが付加されたコンピュータ装置等である。この無線通信端末１０は、無線基地局３０からの電波（下りの信号）を受信し、無線基地局３０に対し電波（上りの信号）を送信するアンテナ１１を有し、該アンテナ１１は無線部１２に接続されている。無線部１２は送信部及び受信部によって構成され、送信部はアンテナ１１から送信する高周波信号を生成し、受信部はアンテナ１１で受信した高周波信号に増幅、周波数変換等をして、ベースバンド信号として送受信部１３に出力する。
【００３０】
送受信部１３は変復調回路及びＣＯＤＥＣ部を含んで構成されており、復調回路によってベースバンド信号を復調する。復調された信号はＣＯＤＥＣ部に送られ、ＣＯＤＥＣ部にてデータ信号に復号される。また、ＣＯＤＥＣ部はデータ信号を符号化し、符号化された信号は変復調回路に送られ、変調される。変調された信号は、無線部（送信部）１３にて高周波信号に変換され、アンテナ１１から送信される。
【００３１】
送受信部１３にて処理されたデータは、アプリケーション処理部１４に送られる。アプリケーション処理部１４では、ＩＰ電話等のリアルタイム性が必要なプログラムが動作しており、送受信部１３にて処理されたデータをリアルタイムで処理して音声入出力部１５に送り、音声信号として出力する。また、音声入出力部１５に入力された音声信号は、アプリケーション処理部１４で動作するプログラムによってリアルタイム処理されて送受信部１３に送られ、無線部１２、アンテナ１１を介してサーバ２０に対して送信される。
【００３２】
制御部１７は、無線部１２、送受信部１３等の無線通信端末１０の各部を制御する。具体的には、無線部１２に対してチャネルを指定して送受信周波数や、送受信タイミングを制御する。また、所定の通信プロトコルに従って、無線通信端末１０と無線基地局３０との間の無線通信回線の設定、解放、位置登録等の各種制御信号を生成し、これらの信号の送受信を制御する。
【００３３】
さらに、本発明の実施の形態では、無線通信網は１ｘＥＶＤＯ網なので、無線通信端末１０は、無線基地局３０から送信された信号（例えば、パイロット信号、制御パケット等）を受信して求めたＣＩＲに基づいて、効率よくデータ通信を行うことができるものとして選択された通信モードを示す信号であるＤＲＣ情報を無線通信回線品質情報として無線基地局３０に対して送信する。また、無線通信端末１０及び無線基地局３０の状態に応じて無線基地局３０に対する無線通信回線（上り回線）の伝送レートを決定する。
【００３４】
無線基地局３０は、無線部に接続されたアンテナ３１を有しており、無線通信端末１０からの電波（上りの信号）を受信し、無線通信端末１０に対し電波（下りの信号）を送信する。無線部は送信部及び受信部によって構成され、送信部はアンテナ３１から送信する高周波信号を生成し、受信部はアンテナ３１で受信した高周波信号に増幅、周波数変換等をして、ベースバンド信号として送受信部に出力する。
【００３５】
送受信部は変復調回路及びＣＯＤＥＣ部を含んで構成されており、変復調回路によってベースバンド信号を復調する。復調された信号は、ＣＯＤＥＣ部に送られ、ＣＯＤＥＣ部にてデータ信号に復号される。ＣＯＤＥＣ部はデータ信号を符号化し、符号化された信号は変復調部に送られ、変調される。変調された信号は、送信部にて高周波信号に変換され、アンテナ３１から送信される。送受信部にはインターフェース部が接続されており、無線基地局３０は、該インターフェース部を介してインターネット等のネットワークに接続されている。
【００３６】
また、無線基地局３０は、無線基地局３０の各部（無線部、送受信部、インターフェース部等）を制御する制御部を備える。具体的には、この制御部は、無線部に対してチャネルを指定して送受信周波数や、送受信タイミングを制御する。また、無線通信端末からの接続要求に対して、その接続の許否及び無線通信端末の接続数を制御する。
【００３７】
さらに、本発明の実施の形態では、無線通信網は１ｘＥＶＤＯ網なので、無線通信端末１０から送信された無線通信回線の品質情報及び接続されている無線通信端末数に基づいて、各クライアントに割り当てるデータ通信の帯域幅を決定し、各無線通信端末１０に対する無線通信回線（下り回線）の伝送レートを決定する。
【００３８】
サーバ２０は、無線通信端末１０の通信相手方の装置であり、無線通信端末１０で操作しているアプリケーションプログラムに対応するプログラムが動作している。
【００３９】
無線基地局３０からインターフェース部を介して送られてきたデータは、アプリケーション処理部２４に送られる。アプリケーション処理部２４では、ＩＰ電話等のリアルタイム性が必要なプログラムが動作しており、無線基地局３０から送られてきたデータをリアルタイムで処理して音声入出力部２５に送り、音声信号として出力する。また、音声入出力部２５に入力された音声信号は、アプリケーション処理部２４で動作するプログラムによってリアルタイム処理されて無線基地局３０に送られ、無線基地局３０を介して無線通信端末１０に送信される。
【００４０】
図２は、本発明の第１の実施の形態の通信システムのシーケンス図であり、通信開始時の処理を示す。
【００４１】
無線通信端末（ＡＴ：Access Terminal）１０は、その動作中に、無線基地局（ＡＰ：Access Point）３０から所定タイミングで送信されているアクセスパラメータ（Access Parameters）を受信する。このアクセスパラメータには無線基地局の状態（無線基地局の機能、回線の混雑状態等）の情報が含まれている。本発明の実施の形態の無線通信システムでは、アクセスパラメータを受信した無線通信端末は、アクセスパラメータに含まれている無線基地局が対応可能な上りの通信速度情報を参照して、上りの通信速度を無線通信端末が対応可能な範囲で必要とされる通信速度において設定する。例えば、アクセスパラメータにおいて153.6kbpsが通知されている場合、動作するアプリケーションによって153.6kbpsまでの範囲で上りの通信速度が選択される。
【００４２】
そして、無線通信端末に搭載され、無線通信端末のアプリケーション処理部１４で動作しているアプリケーションプログラム（Ａｐｐ）から、無線通信端末に接続要求があると、無線通信端末から無線基地局に接続要求（Connection Request）が送信される。これに対して無線基地局は通信チャンネルを指定し（Traffic Channel Assignment）、無線通信端末は通信チャンネルを設定して応答信号（Traffic Channel Complete）を送信して、通信チャンネルを確立する。その後、無線通信端末は通信チャンネル内の通信ポートを要求し（Xon Request）、無線基地局は通信ポートを指定して（Xon Response）、通信ポートを選択する。
【００４３】
その後、LCP Configurationによって、データリンク層においてユーザ認証等を行い、SN Authentication、IPCP Configurationによって、ネットワーク層における通信機能を設定して、ＰＰＰ（Point to Point Protocol）の設定をして、アプリケーションとサーバ（Ｓｅｒｖ）２０との間の通信が確立する。
【００４４】
そして、アプリケーションが起動すると、このアプリケーションは64kbpsの通信速度を必要とするので、アプリケーションから無線通信端末には64kbpsの速度のデータが送られる。そして、無線通信端末は無線基地局に対して76.8kbpsの速度でデータを送信する。この上りのデータ速度は、無線通信端末から無線基地局へ送信されるデータパケットのヘッダ部分に記載されており、無線通信端末からのデータパケットを受信した無線基地局は、データパケットのヘッダを参照することによって、該パケットの送信レートが分かるようになっている。そして、無線基地局はサーバに76.8kbpsの速度でデータを送る。
【００４５】
サーバのアプリケーション処理部２４では、64kbpsの通信速度を必要とするアプリケーションプログラムが動作しており、無線通信端末から76.8kbpsの通信速度でデータが送られてきているので、このデータをサーバにおいてデコードすることができ、アプリケーションは正常に動作することができる。
【００４６】
図３、図４には、本発明の第１の実施の形態のアクセスパラメータ（Access Parameters）の内容を示す。
【００４７】
アクセスパラメータは、図３に示すように、メッセージＩＤ（Message ID）、トランザクションＩＤ（Transaction ID）に続いてアトリビュートレコード領域（Attribute Record）が設けられている。
【００４８】
アトリビュートレコード領域は、図４に示すように、アトリビュートレコード領域の長さ（Length）、アトリビュートＩＤ（Attribute ID）、上り回線速度情報（ReverseTrafficChannelStart）が含まれており、この上り回線速度によって上りの回線の通信速度が通知される。
【００４９】
図５は、本発明の第１の実施の形態の上り回線速度情報（ReverseTrafficChannelStart）の内容を示す。
【００５０】
１ｘＥＶＤＯシステムで取りうる上りの通信速度（9.6kbps、19.2kbps、38.4kbps、76.8kbps、153.6kbps）に対してコードが定められており、ReverseTrafficChannelStartが含まれている制御メッセージを受信した無線通信端末１０は、このコードを抽出することによって、無線基地局３０が対応可能な上りの通信速度情報を得ることができる。
【００５１】
図６は、本発明の第２の実施の形態の通信システムのシーケンス図であり、無線通信端末の電源投入時の処理を示す。
【００５２】
無線通信端末（ＡＴ：Access Terminal）１０は、電源が投入され動作を開始すると、無線基地局に対して接続要求（Connection Request）を送信する。これに対して無線基地局は通信チャンネルを指定し（Traffic Channel Assignment）、無線通信端末は通信チャンネルを設定して応答信号（Traffic Channel Complete）を送信して、通信チャンネルを確立する。その後、無線通信端末は、無線通信端末の状態（無線通信端末の機能等）の情報を通知する（Configuration Response）の情報を送信して、無線基地局の状態の情報を要求する（Configuration Request）。これに対して、無線基地局は、無線基地局の状態（無線基地局の機能、回線の混雑状態等）の情報を通知する（Configuration Response）。Configuration Responseを受信した無線通信端末は確認信号（Configuration Complete）を送信し、無線基地局も確認信号（Configuration Complete）を送信する。そして、無線通信端末はConfiguration Completeを受信すると、無線通信端末と無線基地局との間の状態情報（パラメータ）の交換が終了したので、Connection Close信号を送信して回線を切断する。
【００５３】
本発明の実施の形態の無線通信システムでは、Configuration Responseを受信した無線通信端末は、Configuration Responseが対応可能を示す情報であれば、Configuration Requestで要求した上りの通信速度に設定する。例えば、Configuration Requestにおいて153.6kbpsが要求されている場合、動作するアプリケーションによって153.6kbpsまでの範囲で上りの通信速度が選択される。
【００５４】
そして、無線通信端末に搭載され、無線通信端末で動作しているアプリケーション（Ａｐｐ）１４から、無線通信端末に接続要求があると、無線通信端末から無線基地局に接続要求（Connection Request）が送信される。これに対して無線基地局は通信チャンネルを指定し（Traffic Channel Assignment）、無線通信端末は通信チャンネルを設定して応答信号（Traffic Channel Complete）を送信して、通信チャンネルを確立する。その後、無線通信端末は通信チャンネル内の通信ポートを要求し（Xon Request）、無線基地局は通信ポートを指定して（Xon Response）、通信ポートを選択する。
【００５５】
その後、LCP Configurationによって、データリンク層においてユーザ認証等を行い、SN Authentication、IPCP Configurationによって、ネットワーク層における通信機能を設定して、ＰＰＰ（Point to Point Protocol）の設定をして、アプリケーションとサーバ（Ｓｅｒｖ）２０との間の通信が確立する。
【００５６】
そして、アプリケーションが起動すると、このアプリケーションは64kbpsの通信速度を必要とするので、アプリケーションから無線通信端末には64kbpsの速度のデータが送られる。そして、無線通信端末は無線基地局に対して76.8kbpsの速度でデータを送信する。この上りのデータ速度は、無線通信端末から無線基地局へ送信されるデータパケットのヘッダ部分に記載されており、無線通信端末からのデータパケットを受信した無線基地局は、データパケットのヘッダを参照することによって、該パケットの送信レートが分かるようになっている。そして、無線基地局はサーバに76.8kbpsの速度でデータを送る。
【００５７】
サーバでは、64kbpsの通信速度を必要とするアプリケーションプログラムが動作しており、無線通信端末から76.8kbpsの通信速度でデータが送られてきているので、このデータをサーバにおいてデコードすることができ、アプリケーションは正常に動作することができる。
【００５８】
図７には、本発明の第２の実施の形態のConfiguration Responseの内容を示す。
【００５９】
基地局の状態情報として送信されるConfiguration Responseは、メッセージＩＤ（Message ID）に続いて、無線基地局の状態を表す情報を記載した領域が設けられている。その中には、上り回線速度情報が含まれているか否かの情報（RTCStartRateChangeEnabled）と、上り回線速度情報（ReverseTrafficChannelStart）が含まれている。なお、上り回線速度情報（ReverseTrafficChannelStart）の内容は第１の実施の形態（図５）と同様に定める。
【００６０】
図８は、本発明の実施の形態の通信速度決定処理のフローチャートである。
【００６１】
まず、無線通信端末１０は報知メッセージを受信し、該報知メッセージに含まれているRTCStartRateChangeEnabled（上り回線速度情報が含まれているか否かの情報）及びReverseTrafficChannelStart（上り回線速度情報）を抽出する（Ｓ１０１）。
【００６２】
そして、該報知メッセージに上り回線速度情報が含まれているか否かを判定する（Ｓ１０２）。すなわち、RTCStartRateChangeEnabledの値が０であれば、該報知メッセージ中に上り回線速度情報が含まれていないので、上りの通信速度の初期値を最低値の9.6kbpsに設定する（Ｓ１０３）。
【００６３】
一方、RTCStartRateChangeEnabledの値が０でなければ、該報知メッセージ中に上り回線速度情報が含まれているので、該報知メッセージに含まれているReverseTrafficChannelStart（上り回線速度情報）と、無線通信端末１０が必要とする通信速度を比較する（Ｓ１０４）。そして、無線通信端末１０が必要とする通信速度がReverseTrafficChannelStartより大きければ、上りの通信速度の初期値をReverseTrafficChannelStartにて規定される値に設定する（Ｓ１０５）。一方、無線通信端末１０が必要とする通信速度がReverseTrafficChannelStart以下であれば、上りの通信速度の初期値を無線通信端末１０が必要とする通信速度に設定する（Ｓ１０６）。
【００６４】
そして、上りの通信速度の初期値が決定すると、データ通信を接続を開始し（Ｓ１０７）、データ通信を開始する。
【００６５】
【発明の効果】
本発明によれば、通信開始当初から上り通信速度を高速（76.8kbps）にしてデータを送信することができ、早い通信速度を必要とするアプリケーションプログラムを通信開始時から利用することができる。
【００６６】
また、上りデータ通信の開始速度を変更することで、無駄なデータが送信されないため、システム全体のスループットを向上することができる。
【００６７】
また、通信開始前に予め上りの通信速度を決定しておくことができ、迅速にアプリケーションの利用を開始することができる。
【００６８】
また、上りの通信速度を決定するためのシーケンスを複雑にすることがない。
【００６９】
また、無線通信端末主導で上りの通信速度を決定することができ、無線通信端末で動作するアプリケーションが利用不可能な速度で上りの通信速度が設定されることがない。
【００７０】
また、無線通信端末主導で上りの通信速度を決定することができ、無線基地局の負担を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態の無線通信システムの構成を示すブロック図である。
【図２】 本発明の第１の実施の形態の通信システムのシーケンス図である。
【図３】 本発明の第１の実施の形態のAccess Parametersの内容の説明図である。
【図４】 本発明の第１の実施の形態のAccess Parametersの内容の説明図である。
【図５】 本発明の第１の実施の形態のReverseTrafficChannelStart（上り回線速度情報）の内容の説明図である。
【図６】 本発明の第２の実施の形態の通信システムのシーケンス図である。
【図７】 本発明の第２の実施の形態のConfiguration Responseの内容の説明図である。
【図８】 本発明の実施の形態の通信速度決定処理のフローチャートである。
【図９】 本発明の実施の形態による上りの通信速度の変化の説明図である。
【図１０】 従来の通信システムのシーケンス図である。
【符号の説明】
１０ 無線通信端末
１１ アンテナ
１２ 無線部
１３ 送受信部
１４ アプリケーション処理部
１５ 音声入出力部
１７ 制御部
２０ サーバ
２４ アプリケーション処理部
２５ 音声入出力部
３０ 無線基地局
３１ アンテナ
【発明が属する技術分野】
本発明は、データ通信を行う無線通信システムに関し、特に無線区間の伝送レートを変化させることができる無線通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、移動通信網でも通信回線の伝送容量が増大し、従来のメールのようなテキストデータやＨＴＴＰデータだけでなく、静止画像や動画像などデータ量の大きいデータも伝送されるようになった。今後は、ＩＰ電話（ＶｏＩＰ）やＴＶ会議のようなアプリケーションによって、データ量が大きくリアルタイム性が必要とされるデータが双方向で流通していくと考えられる。
【０００３】
例えば、データ通信専用の移動体通信方式である１ｘＥＶＤＯ（1x Evolution Data Only）システムを使用した高速パケット通信ネットワークシステムが提案されている。このシステムは、無線基地局が自局のカバーエリアに収容されている各通信端末にパケットを送信し、各通信端末は受信パケットに含まれるパイロット信号に基づいて下り回線の回線品質（例えば、ＣＩＲ（希望波対干渉波比））を測定する。各通信端末は測定した回線品質において最も効率良く高速パケット通信を行うことができる通信モードを選択し、選択した通信モードを表すＤＲＣ情報（Data Rate Control信号）を無線基地局に対して送信する。無線基地局は、各通信端末から送信されたＤＲＣ情報を参照して、回線品質のよい通信端末から優先的に通信リソースを割り当てる。これによって回線品質のよい通信端末には高い伝送レートでデータを送信するので通信の所要時間を短縮することができ、回線品質の悪い通信端末には低い伝送レートでデータを送信するので誤り耐性を高めることができる。
【０００４】
この１ｘＥＶＤＯシステムにおける上り（無線通信端末から無線基地局に対する方向）の通信速度は、無線通信端末及び無線基地局の状態に応じて決定され、制御されている。すなわち、１ｘＥＶＤＯの上りの通信速度は、9.6kbps、19.2kbps、38.4kbps、76.8kbps、153.6kbpsの中から選択されるが、通信開始時には、端末は上りの通信速度を最低値の9.6kbpsに設定する。この値は無線基地局から通知される報知情報中に含まれる最大通信速度情報により更新される。
【０００５】
すなわち、無線通信端末の電源投入後の動作開始直後は、無線通信端末からの通信速度は最大通信速度に従い、9.6kbpsとなっている。そして、通信開始後は、無線基地局から通知された最大通信速度情報の範囲内で無線通信端末は一定の周期にて通信速度の更新試験を行う。そして、現在通信している無線基地局が通信速度の上昇を許容している場合、この通信速度更新試験の結果によって、現在の通信速度を維持するか、１段階早い通信速度に移行することができる。一方、無線基地局が通信速度上昇を許容していない場合、この通信速度更新試験の結果によって、現在の通信速度を維持するか、１段階遅い通信速度に移行することができる。
【０００６】
前述したアルゴリズムに従って、無線通信端末の通信速度が変更される例を図９に示す。図９の従来の通信速度においては、通信開始時、無線通信端末の最大通信速度は9.6kbpsに設定されているため、上りの通信速度も9.6kbpsとなる。この後、無線基地局からの報知情報を受信し、無線通信端末の最大通信速度は153.6kbpsに更新されるが、次の更新タイミングまで現在の通信速度が維持される。そして更新タイミングに通信速度の上昇に成功すると、無線通信端末からの通信速度は9.6kbpsの次の速度の19.2kbpsとなる。その後、通信速度の上昇に失敗すると、現状の通信速度が維持され、成功すると１段階早い通信速度へと移行する。このように、無線基地局が高い通信速度を許容していても、上りの通信速度は段階的にしか上昇しない。
【０００７】
【特許文献１】
特開平２００２−１７１２１３号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した上り通信速度の決定方式は、最低値の通信速度で通信を開始し、段階的に通信速度を上昇させていくものである。この方式では、ＷＥＢブラウジングやＦＴＰダウンロードのような上りの回線において送信されるデータ量が少ないアプリケーションの利用には問題がないが、ＩＰ電話（ＶｏＩＰ）やＴＶ会議のような上りの回線においても多くのデータが送信され、一定の通信速度が必要となるアプリケーションでは、上りの回線が当該アプリケーションの動作に必要な通信速度に到達するまでに時間がかかるため、通信開始直後にアプリケーションが利用可能となるまでに時間がかかってしまう。
【０００９】
例えば、図９に示すように、アプリケーションの動作に64kbps以上の通信速度が必要な場合、接続を開始してから64kbps以上となるまで（76.8kbpに到達するまで）の間は、アプリケーションが利用できないことになる。
【００１０】
この従来の通信システムにおけるデータ通信のシーケンスを図１０に示す。
【００１１】
無線通信端末に搭載されたアプリケーション（Ａｐｐ）から、無線通信端末（ＡＴ：AccessTerminal）に接続要求があると、無線通信端末から無線基地局（ＡＰ：AccessPoint）に接続要求がされる。その後、無線通信端末と無線基地局との間の無線通信回線が確立した後に、アプリケーションはサーバ（Ｓｅｒｖ）に対してデータを送信する。しかし、無線通信端末と無線基地局との間の無線通信回線の上りの通信速度の初期値は9.6kbpsに設定されているため、アプリケーションから無線通信端末と無線基地局とを経由して送信されたデータは、サーバでデコードできず、アプリケーションは正常に動作することができない。
【００１２】
その後、上りの通信速度が19.2kbps、38.4kbpsと上昇しても、64kbps以上の通信速度を必要とするアプリケーションは、これらの速度では正常に動作することができない。その後、上りの通信速度が76.8kbpsに上昇すると、64kbps以上の通信速度を必要とするアプリケーションでは、アプリケーションから送信されたデータをサーバにおいてデコードすることができ、アプリケーションは正常に動作を開始する。
【００１３】
特に、１ｘＥＶＤＯシステムでは通信速度の更新試験の結果によって、現在の通信速度を維持するか、１段階早い通信速度に移行するかを確率的に選択するので、通信速度の更新試験の結果によっては、通信速度が初期値の9.6kbpsから76.8kbpsまで上昇するまでに１０秒程度の時間を必要とする場合があり、アプリケーションが動作を開始するまでに時間を必要とするという問題が生じていた。
【００１４】
本発明は、上りの通信速度を通信開始時から速やかに向上させ、アプリケーションを速やかに使用可能にすることができる通信システムを提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、無線基地局と、無線通信端末とによって構成され、前記無線通信端末から前記無線基地局に対する上り回線の通信速度を段階的に上昇させることが可能な通信システムであって、前記無線基地局は、該無線基地局が対応可能な前記上り回線の通信速度の初期値を、前記無線通信端末に通知する初期値通知手段を備え、前記無線通信端末は、該無線通信端末が必要とする前記上り回線の通信速度の初期値を記憶する記憶手段と、前記無線基地局から通知された前記上り回線の通信速度の初期値と、前記記憶手段に記憶された前記上り回線の通信速度の初期値とを比較した結果に基づいて、前記上り回線の通信速度の初期値を決定する（例えば、低いものを選択して通信速度を決定する）初期値決定手段と、該初期値決定手段により初期値を決定した通信速度の更新試験を所定の更新タイミングで行い、該更新試験の結果、当該通信速度の上昇が許容される場合、前記通信速度を上昇させる更新手段と、を備える。
【００１６】
第２の発明は、無線基地局と、無線通信端末とによって構成され、前記無線通信システムから前記無線基地局に対する上り回線の通信速度を段階的に上昇させることが可能な通信システムであって、前記無線通信端末は、前記無線基地局と前記無線通信端末とが互いの状態情報を交換する際に（例えば、パラメータ交換フェイズ時に）、該無線通信端末が必要とする前記上り回線の通信速度の初期値を、前記無線基地局に通知する初期値通知手段と、前記上り回線の通信速度の初期値を決定する初期値決定手段と、該初期値決定手段により初期値を決定した通信速度の更新試験を所定の更新タイミングで行い、該更新試験の結果、当該通信速度の上昇が許容される場合、前記通信速度を上昇させる更新手段と、を備え、前記無線基地局は、該無線通信端末から通知された上り回線の通信速度の初期値に対応可能か否かを判定する判定手段と、前記判定手段による判定結果を該無線通信端末に通知する判定結果通知手段と、を備え、前記初期値決定手段は、前記無線基地局から通知された判定結果に基づいて、前記上り回線の通信速度の初期値を決定する。
【００１７】
第３の発明は、第２の発明において、前記無線通信端末は、前記無線通信端末の電源投入時に、該無線通信端末が必要とする上り回線の通信速度の初期値を前記無線基地局に通知し、前記無線基地局から通知された判定結果に基づいて、前記上り回線の通信回線の初期値を決定することを特徴とする。
【００１８】
第４の発明は、第２又は第３の発明において、前記初期値通知手段は、前記無線通信端末が必要とする上り回線の通信速度の初期値を、前記無線基地局に対する状態情報要求メッセージ（例えば、Ｃｏｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔ）に含めて通知することを特徴とする。
【００１９】
第５の発明は、第２から第４の発明において、前記無線通信端末は、前記無線基地局からの判定結果が対応不可であるときに、該無線通信端末が必要とする上り回線の通信速度の初期値より低い通信速度の要求を再送信する要求通信速度送信手段を備えたことを特徴とする。
【００２０】
第６の発明は、無線基地局に対する上り回線の通信速度を段階的に上昇させることが可能な通信システムにおける無線通信端末であって、該無線通信端末が必要とする前記上り回線の通信速度の初期値を記憶する記憶手段と、前記無線基地局から通知された、前記前記上り回線の通信速度の初期値を受信する初期値情報取得手段と、前記初期値情報取得手段により受信した前記上り回線の通信速度の初期値と、前記記憶手段に記憶された前記上り回線の通信速度の初期値とを比較した結果に基づいて、前記上り回線の通信速度の初期値を決定する（例えば、低いものを選択して通信速度を決定する）初期値決定手段と、該初期値決定手段により初期値を決定した通信速度の更新試験を所定の更新タイミングで行い、該更新試験の結果、当該通信速度の上昇が許容される場合、前記通信速度を上昇させる更新手段と、を備える。
【００２１】
第７の発明は、無線基地局に対する上り回線の通信速度を段階的に上昇させることが可能な通信システムにおける無線通信端末であって、前記無線基地局と前記無線通信端末とが互いの状態情報を交換する際に（例えば、パラメータ交換フェイズ時に）、前記上り通信回線において該無線通信端末が必要とする上り回線の通信速度の初期値を、前記無線基地局に通知する初期値通知手段と、前記無線基地局が該無線通信端末から通知された上り回線の通信速度の初期値に対応可能か否かを判定した結果に基づいて、前記上り回線の通信速度の初期値を決定する通信速度決定手段と、該初期値決定手段により初期値を決定した通信速度の更新試験を所定の更新タイミングで行い、該更新試験の結果、当該通信速度の上昇が許容される場合、前記通信速度を上昇させる更新手段と、を備える。
【００２２】
第８の発明は、第７の発明において、前記無線通信端末の電源投入時に、該無線通信端末が必要とする上り回線の通信速度の初期値を前記無線基地局に通知し、前記無線基地局から通知された判定結果に基づいて、前記上り回線の通信速度の初期値を決定することを特徴とする。
【００２３】
第９の発明は、第７又は第８の発明において、前記初期値通知手段は、前記無線通信端末が必要とする上り回線の通信速度の初期値を、前記無線基地局に対する状態情報要求メッセージ（例えば、Ｃｏｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔ）に含めて通知することを特徴とする。
【００２４】
第１０の発明は、第７から第９の発明において、前記無線基地局からの判定結果が対応不可であるときに、該無線通信端末が必要とする上り回線の通信速度の初期値より低い通信速度の初期値の要求を再送信する要求通信速度送信手段を備えたことを特徴とする。
【００２５】
第１１の発明は、無線基地局に対する上り回線の通信速度を段階的に上昇させることが可能な通信システムにおける無線基地局であって、該無線基地局が対応可能な前記上り回線の通信速度の初期値を、前記無線通信端末に通知する無線基地局通信速度通知手段を備えた。
【００２６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２７】
図１は、本発明の実施の形態の無線通信システムの構成を示すブロック図である。
【００２８】
無線通信端末１０は、無線基地局３０を介して、サーバ２０と接続されており、無線通信端末１０とサーバ２０との間ではリアルタイム性が必要なデータを送受信して、無線通信端末１０とサーバ２０と双方において、ＩＰ電話やストリーミング等のリアルタイム性が必要なアプリケーションを動作させている。
【００２９】
無線通信端末１０は、データ通信に対応する携帯電話機や、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）や、無線機を内蔵したデータ通信カードが付加されたコンピュータ装置等である。この無線通信端末１０は、無線基地局３０からの電波（下りの信号）を受信し、無線基地局３０に対し電波（上りの信号）を送信するアンテナ１１を有し、該アンテナ１１は無線部１２に接続されている。無線部１２は送信部及び受信部によって構成され、送信部はアンテナ１１から送信する高周波信号を生成し、受信部はアンテナ１１で受信した高周波信号に増幅、周波数変換等をして、ベースバンド信号として送受信部１３に出力する。
【００３０】
送受信部１３は変復調回路及びＣＯＤＥＣ部を含んで構成されており、復調回路によってベースバンド信号を復調する。復調された信号はＣＯＤＥＣ部に送られ、ＣＯＤＥＣ部にてデータ信号に復号される。また、ＣＯＤＥＣ部はデータ信号を符号化し、符号化された信号は変復調回路に送られ、変調される。変調された信号は、無線部（送信部）１３にて高周波信号に変換され、アンテナ１１から送信される。
【００３１】
送受信部１３にて処理されたデータは、アプリケーション処理部１４に送られる。アプリケーション処理部１４では、ＩＰ電話等のリアルタイム性が必要なプログラムが動作しており、送受信部１３にて処理されたデータをリアルタイムで処理して音声入出力部１５に送り、音声信号として出力する。また、音声入出力部１５に入力された音声信号は、アプリケーション処理部１４で動作するプログラムによってリアルタイム処理されて送受信部１３に送られ、無線部１２、アンテナ１１を介してサーバ２０に対して送信される。
【００３２】
制御部１７は、無線部１２、送受信部１３等の無線通信端末１０の各部を制御する。具体的には、無線部１２に対してチャネルを指定して送受信周波数や、送受信タイミングを制御する。また、所定の通信プロトコルに従って、無線通信端末１０と無線基地局３０との間の無線通信回線の設定、解放、位置登録等の各種制御信号を生成し、これらの信号の送受信を制御する。
【００３３】
さらに、本発明の実施の形態では、無線通信網は１ｘＥＶＤＯ網なので、無線通信端末１０は、無線基地局３０から送信された信号（例えば、パイロット信号、制御パケット等）を受信して求めたＣＩＲに基づいて、効率よくデータ通信を行うことができるものとして選択された通信モードを示す信号であるＤＲＣ情報を無線通信回線品質情報として無線基地局３０に対して送信する。また、無線通信端末１０及び無線基地局３０の状態に応じて無線基地局３０に対する無線通信回線（上り回線）の伝送レートを決定する。
【００３４】
無線基地局３０は、無線部に接続されたアンテナ３１を有しており、無線通信端末１０からの電波（上りの信号）を受信し、無線通信端末１０に対し電波（下りの信号）を送信する。無線部は送信部及び受信部によって構成され、送信部はアンテナ３１から送信する高周波信号を生成し、受信部はアンテナ３１で受信した高周波信号に増幅、周波数変換等をして、ベースバンド信号として送受信部に出力する。
【００３５】
送受信部は変復調回路及びＣＯＤＥＣ部を含んで構成されており、変復調回路によってベースバンド信号を復調する。復調された信号は、ＣＯＤＥＣ部に送られ、ＣＯＤＥＣ部にてデータ信号に復号される。ＣＯＤＥＣ部はデータ信号を符号化し、符号化された信号は変復調部に送られ、変調される。変調された信号は、送信部にて高周波信号に変換され、アンテナ３１から送信される。送受信部にはインターフェース部が接続されており、無線基地局３０は、該インターフェース部を介してインターネット等のネットワークに接続されている。
【００３６】
また、無線基地局３０は、無線基地局３０の各部（無線部、送受信部、インターフェース部等）を制御する制御部を備える。具体的には、この制御部は、無線部に対してチャネルを指定して送受信周波数や、送受信タイミングを制御する。また、無線通信端末からの接続要求に対して、その接続の許否及び無線通信端末の接続数を制御する。
【００３７】
さらに、本発明の実施の形態では、無線通信網は１ｘＥＶＤＯ網なので、無線通信端末１０から送信された無線通信回線の品質情報及び接続されている無線通信端末数に基づいて、各クライアントに割り当てるデータ通信の帯域幅を決定し、各無線通信端末１０に対する無線通信回線（下り回線）の伝送レートを決定する。
【００３８】
サーバ２０は、無線通信端末１０の通信相手方の装置であり、無線通信端末１０で操作しているアプリケーションプログラムに対応するプログラムが動作している。
【００３９】
無線基地局３０からインターフェース部を介して送られてきたデータは、アプリケーション処理部２４に送られる。アプリケーション処理部２４では、ＩＰ電話等のリアルタイム性が必要なプログラムが動作しており、無線基地局３０から送られてきたデータをリアルタイムで処理して音声入出力部２５に送り、音声信号として出力する。また、音声入出力部２５に入力された音声信号は、アプリケーション処理部２４で動作するプログラムによってリアルタイム処理されて無線基地局３０に送られ、無線基地局３０を介して無線通信端末１０に送信される。
【００４０】
図２は、本発明の第１の実施の形態の通信システムのシーケンス図であり、通信開始時の処理を示す。
【００４１】
無線通信端末（ＡＴ：Access Terminal）１０は、その動作中に、無線基地局（ＡＰ：Access Point）３０から所定タイミングで送信されているアクセスパラメータ（Access Parameters）を受信する。このアクセスパラメータには無線基地局の状態（無線基地局の機能、回線の混雑状態等）の情報が含まれている。本発明の実施の形態の無線通信システムでは、アクセスパラメータを受信した無線通信端末は、アクセスパラメータに含まれている無線基地局が対応可能な上りの通信速度情報を参照して、上りの通信速度を無線通信端末が対応可能な範囲で必要とされる通信速度において設定する。例えば、アクセスパラメータにおいて153.6kbpsが通知されている場合、動作するアプリケーションによって153.6kbpsまでの範囲で上りの通信速度が選択される。
【００４２】
そして、無線通信端末に搭載され、無線通信端末のアプリケーション処理部１４で動作しているアプリケーションプログラム（Ａｐｐ）から、無線通信端末に接続要求があると、無線通信端末から無線基地局に接続要求（Connection Request）が送信される。これに対して無線基地局は通信チャンネルを指定し（Traffic Channel Assignment）、無線通信端末は通信チャンネルを設定して応答信号（Traffic Channel Complete）を送信して、通信チャンネルを確立する。その後、無線通信端末は通信チャンネル内の通信ポートを要求し（Xon Request）、無線基地局は通信ポートを指定して（Xon Response）、通信ポートを選択する。
【００４３】
その後、LCP Configurationによって、データリンク層においてユーザ認証等を行い、SN Authentication、IPCP Configurationによって、ネットワーク層における通信機能を設定して、ＰＰＰ（Point to Point Protocol）の設定をして、アプリケーションとサーバ（Ｓｅｒｖ）２０との間の通信が確立する。
【００４４】
そして、アプリケーションが起動すると、このアプリケーションは64kbpsの通信速度を必要とするので、アプリケーションから無線通信端末には64kbpsの速度のデータが送られる。そして、無線通信端末は無線基地局に対して76.8kbpsの速度でデータを送信する。この上りのデータ速度は、無線通信端末から無線基地局へ送信されるデータパケットのヘッダ部分に記載されており、無線通信端末からのデータパケットを受信した無線基地局は、データパケットのヘッダを参照することによって、該パケットの送信レートが分かるようになっている。そして、無線基地局はサーバに76.8kbpsの速度でデータを送る。
【００４５】
サーバのアプリケーション処理部２４では、64kbpsの通信速度を必要とするアプリケーションプログラムが動作しており、無線通信端末から76.8kbpsの通信速度でデータが送られてきているので、このデータをサーバにおいてデコードすることができ、アプリケーションは正常に動作することができる。
【００４６】
図３、図４には、本発明の第１の実施の形態のアクセスパラメータ（Access Parameters）の内容を示す。
【００４７】
アクセスパラメータは、図３に示すように、メッセージＩＤ（Message ID）、トランザクションＩＤ（Transaction ID）に続いてアトリビュートレコード領域（Attribute Record）が設けられている。
【００４８】
アトリビュートレコード領域は、図４に示すように、アトリビュートレコード領域の長さ（Length）、アトリビュートＩＤ（Attribute ID）、上り回線速度情報（ReverseTrafficChannelStart）が含まれており、この上り回線速度によって上りの回線の通信速度が通知される。
【００４９】
図５は、本発明の第１の実施の形態の上り回線速度情報（ReverseTrafficChannelStart）の内容を示す。
【００５０】
１ｘＥＶＤＯシステムで取りうる上りの通信速度（9.6kbps、19.2kbps、38.4kbps、76.8kbps、153.6kbps）に対してコードが定められており、ReverseTrafficChannelStartが含まれている制御メッセージを受信した無線通信端末１０は、このコードを抽出することによって、無線基地局３０が対応可能な上りの通信速度情報を得ることができる。
【００５１】
図６は、本発明の第２の実施の形態の通信システムのシーケンス図であり、無線通信端末の電源投入時の処理を示す。
【００５２】
無線通信端末（ＡＴ：Access Terminal）１０は、電源が投入され動作を開始すると、無線基地局に対して接続要求（Connection Request）を送信する。これに対して無線基地局は通信チャンネルを指定し（Traffic Channel Assignment）、無線通信端末は通信チャンネルを設定して応答信号（Traffic Channel Complete）を送信して、通信チャンネルを確立する。その後、無線通信端末は、無線通信端末の状態（無線通信端末の機能等）の情報を通知する（Configuration Response）の情報を送信して、無線基地局の状態の情報を要求する（Configuration Request）。これに対して、無線基地局は、無線基地局の状態（無線基地局の機能、回線の混雑状態等）の情報を通知する（Configuration Response）。Configuration Responseを受信した無線通信端末は確認信号（Configuration Complete）を送信し、無線基地局も確認信号（Configuration Complete）を送信する。そして、無線通信端末はConfiguration Completeを受信すると、無線通信端末と無線基地局との間の状態情報（パラメータ）の交換が終了したので、Connection Close信号を送信して回線を切断する。
【００５３】
本発明の実施の形態の無線通信システムでは、Configuration Responseを受信した無線通信端末は、Configuration Responseが対応可能を示す情報であれば、Configuration Requestで要求した上りの通信速度に設定する。例えば、Configuration Requestにおいて153.6kbpsが要求されている場合、動作するアプリケーションによって153.6kbpsまでの範囲で上りの通信速度が選択される。
【００５４】
そして、無線通信端末に搭載され、無線通信端末で動作しているアプリケーション（Ａｐｐ）１４から、無線通信端末に接続要求があると、無線通信端末から無線基地局に接続要求（Connection Request）が送信される。これに対して無線基地局は通信チャンネルを指定し（Traffic Channel Assignment）、無線通信端末は通信チャンネルを設定して応答信号（Traffic Channel Complete）を送信して、通信チャンネルを確立する。その後、無線通信端末は通信チャンネル内の通信ポートを要求し（Xon Request）、無線基地局は通信ポートを指定して（Xon Response）、通信ポートを選択する。
【００５５】
その後、LCP Configurationによって、データリンク層においてユーザ認証等を行い、SN Authentication、IPCP Configurationによって、ネットワーク層における通信機能を設定して、ＰＰＰ（Point to Point Protocol）の設定をして、アプリケーションとサーバ（Ｓｅｒｖ）２０との間の通信が確立する。
【００５６】
そして、アプリケーションが起動すると、このアプリケーションは64kbpsの通信速度を必要とするので、アプリケーションから無線通信端末には64kbpsの速度のデータが送られる。そして、無線通信端末は無線基地局に対して76.8kbpsの速度でデータを送信する。この上りのデータ速度は、無線通信端末から無線基地局へ送信されるデータパケットのヘッダ部分に記載されており、無線通信端末からのデータパケットを受信した無線基地局は、データパケットのヘッダを参照することによって、該パケットの送信レートが分かるようになっている。そして、無線基地局はサーバに76.8kbpsの速度でデータを送る。
【００５７】
サーバでは、64kbpsの通信速度を必要とするアプリケーションプログラムが動作しており、無線通信端末から76.8kbpsの通信速度でデータが送られてきているので、このデータをサーバにおいてデコードすることができ、アプリケーションは正常に動作することができる。
【００５８】
図７には、本発明の第２の実施の形態のConfiguration Responseの内容を示す。
【００５９】
基地局の状態情報として送信されるConfiguration Responseは、メッセージＩＤ（Message ID）に続いて、無線基地局の状態を表す情報を記載した領域が設けられている。その中には、上り回線速度情報が含まれているか否かの情報（RTCStartRateChangeEnabled）と、上り回線速度情報（ReverseTrafficChannelStart）が含まれている。なお、上り回線速度情報（ReverseTrafficChannelStart）の内容は第１の実施の形態（図５）と同様に定める。
【００６０】
図８は、本発明の実施の形態の通信速度決定処理のフローチャートである。
【００６１】
まず、無線通信端末１０は報知メッセージを受信し、該報知メッセージに含まれているRTCStartRateChangeEnabled（上り回線速度情報が含まれているか否かの情報）及びReverseTrafficChannelStart（上り回線速度情報）を抽出する（Ｓ１０１）。
【００６２】
そして、該報知メッセージに上り回線速度情報が含まれているか否かを判定する（Ｓ１０２）。すなわち、RTCStartRateChangeEnabledの値が０であれば、該報知メッセージ中に上り回線速度情報が含まれていないので、上りの通信速度の初期値を最低値の9.6kbpsに設定する（Ｓ１０３）。
【００６３】
一方、RTCStartRateChangeEnabledの値が０でなければ、該報知メッセージ中に上り回線速度情報が含まれているので、該報知メッセージに含まれているReverseTrafficChannelStart（上り回線速度情報）と、無線通信端末１０が必要とする通信速度を比較する（Ｓ１０４）。そして、無線通信端末１０が必要とする通信速度がReverseTrafficChannelStartより大きければ、上りの通信速度の初期値をReverseTrafficChannelStartにて規定される値に設定する（Ｓ１０５）。一方、無線通信端末１０が必要とする通信速度がReverseTrafficChannelStart以下であれば、上りの通信速度の初期値を無線通信端末１０が必要とする通信速度に設定する（Ｓ１０６）。
【００６４】
そして、上りの通信速度の初期値が決定すると、データ通信を接続を開始し（Ｓ１０７）、データ通信を開始する。
【００６５】
【発明の効果】
本発明によれば、通信開始当初から上り通信速度を高速（76.8kbps）にしてデータを送信することができ、早い通信速度を必要とするアプリケーションプログラムを通信開始時から利用することができる。
【００６６】
また、上りデータ通信の開始速度を変更することで、無駄なデータが送信されないため、システム全体のスループットを向上することができる。
【００６７】
また、通信開始前に予め上りの通信速度を決定しておくことができ、迅速にアプリケーションの利用を開始することができる。
【００６８】
また、上りの通信速度を決定するためのシーケンスを複雑にすることがない。
【００６９】
また、無線通信端末主導で上りの通信速度を決定することができ、無線通信端末で動作するアプリケーションが利用不可能な速度で上りの通信速度が設定されることがない。
【００７０】
また、無線通信端末主導で上りの通信速度を決定することができ、無線基地局の負担を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態の無線通信システムの構成を示すブロック図である。
【図２】 本発明の第１の実施の形態の通信システムのシーケンス図である。
【図３】 本発明の第１の実施の形態のAccess Parametersの内容の説明図である。
【図４】 本発明の第１の実施の形態のAccess Parametersの内容の説明図である。
【図５】 本発明の第１の実施の形態のReverseTrafficChannelStart（上り回線速度情報）の内容の説明図である。
【図６】 本発明の第２の実施の形態の通信システムのシーケンス図である。
【図７】 本発明の第２の実施の形態のConfiguration Responseの内容の説明図である。
【図８】 本発明の実施の形態の通信速度決定処理のフローチャートである。
【図９】 本発明の実施の形態による上りの通信速度の変化の説明図である。
【図１０】 従来の通信システムのシーケンス図である。
【符号の説明】
１０ 無線通信端末
１１ アンテナ
１２ 無線部
１３ 送受信部
１４ アプリケーション処理部
１５ 音声入出力部
１７ 制御部
２０ サーバ
２４ アプリケーション処理部
２５ 音声入出力部
３０ 無線基地局
３１ アンテナ
Claims (11)
- 無線基地局と、無線通信端末とによって構成され、前記無線通信端末から前記無線基地局に対する上り回線の通信速度を段階的に上昇させることが可能な通信システムであって、
前記無線基地局は、該無線基地局が対応可能な前記上り回線の通信速度の初期値を、前記無線通信端末に通知する初期値通知手段を備え、
前記無線通信端末は、
該無線通信端末が必要とする前記上り回線の通信速度の初期値を記憶する記憶手段と、
前記無線基地局から通知された前記上り回線の通信速度の初期値と、前記記憶手段に記憶された前記上り回線の通信速度の初期値とを比較した結果に基づいて、前記上り回線の通信速度の初期値を決定する初期値決定手段と、
該初期値決定手段により初期値を決定した通信速度の更新試験を所定の更新タイミングで行い、該更新試験の結果、当該通信速度の上昇が許容される場合、前記通信速度を上昇させる更新手段と、を備えることを特徴とする無線通信システム。 - 無線基地局と、無線通信端末とによって構成され、前記無線通信システムから前記無線基地局に対する上り回線の通信速度を段階的に上昇させることが可能な通信システムであって、
前記無線通信端末は、
前記無線基地局と前記無線通信端末とが互いの状態情報を交換する際に、該無線通信端末が必要とする前記上り回線の通信速度の初期値を、前記無線基地局に通知する初期値通知手段と、
前記上り回線の通信速度の初期値を決定する初期値決定手段と、
該初期値決定手段により初期値を決定した通信速度の更新試験を所定の更新タイミングで行い、該更新試験の結果、当該通信速度の上昇が許容される場合、前記通信速度を上昇させる更新手段と、
を備え、
前記無線基地局は、
該無線通信端末から通知された上り回線の通信速度の初期値に対応可能か否かを判定する判定手段と、
前記判定手段による判定結果を該無線通信端末に通知する判定結果通知手段と、を備え、
前記初期値決定手段は、前記無線基地局から通知された判定結果に基づいて、前記上り回線の通信速度の初期値を決定することを特徴とする無線通信システム。 - 前記無線通信端末は、
前記無線通信端末の電源投入時に、
該無線通信端末が必要とする上り回線の通信速度の初期値を前記無線基地局に通知し、
前記無線基地局から通知された判定結果に基づいて、前記上り回線の通信速度の初期値を決定することを特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。 - 前記初期値通知手段は、前記無線通信端末が必要とする上り回線の通信速度の初期値を、前記無線基地局に対する状態情報要求メッセージに含めて通知することを特徴とする請求項２又は３に記載の無線通信システム。
- 前記無線通信端末は、前記無線基地局からの判定結果が対応不可であるときに、該無線通信端末が必要とする上り回線の通信速度の初期値より低い通信速度の初期値の要求を再送信する要求通信速度送信手段を備えたことを特徴とする請求項２から４のいずれか一つに記載の無線通信システム。
- 無線基地局に対する上り回線の通信速度を段階的に上昇させることが可能な通信システムにおける無線通信端末であって、
該無線通信端末が必要とする前記上り回線の通信速度の初期値を記憶する記憶手段と、
前記無線基地局から通知された、前記上り回線の通信速度の初期値を受信する初期値情報取得手段と、
前記初期値情報取得手段により受信した前記上り回線の通信速度の初期値と、前記記憶手段に記憶された前記上り回線の通信速度の初期値とを比較した結果に基づいて、前記上り回線の通信速度の初期値を決定する初期値決定手段と、
該初期値決定手段により初期値を決定した通信速度の更新試験を所定の更新タイミングで行い、該更新試験の結果、当該通信速度の上昇が許容される場合、前記通信速度を上昇させる更新手段と、
を備えることを特徴とする無線通信端末。 - 無線基地局に対する上り回線の通信速度を段階的に上昇させることが可能な通信システムにおける無線通信端末であって、
前記無線基地局と前記無線通信端末とが互いの状態情報を交換する際に、前記上り回線において該無線通信端末が必要とする上り回線の通信速度の初期値を、前記無線基地局に通知する初期値通知手段と、
前記無線基地局から通知された上り回線の通信速度の初期値に対応可能か否かを判定した結果に基づいて、前記上り回線の通信速度の初期値を決定する初期値決定手段と、
該初期値決定手段により初期値を決定した通信速度の更新試験を所定の更新タイミングで行い、該更新試験の結果、当該通信速度の上昇が許容される場合、前記通信速度を上昇させる更新手段と、
を備えることを特徴とする無線通信端末。 - 前記無線通信端末の電源投入時に、
該無線通信端末が必要とする上り回線の通信速度の初期値を前記無線基地局に通知し、
前記無線基地局から通知された判定結果に基づいて、前記上り回線の通信速度の初期値を決定することを特徴とする請求項７に記載の無線通信端末。 - 前記初期値通知手段は、前記無線通信端末が必要とする上り回線の通信速度の初期値を、前記無線基地局に対する状態情報要求メッセージに含めて通知することを特徴とする請求項７又は８に記載の無線通信端末。
- 前記無線基地局からの判定結果が対応不可であるときに、該無線通信端末が必要とする上り回線の通信速度の初期値より低い通信速度の初期値の要求を再送信する要求通信速度送信手段を備えたことを特徴とする請求項７から９のいずれか一つに記載の無線通信端末。
- 無線基地局に対する上り回線の通信速度を段階的に上昇させることが可能な通信システムにおける無線通信端末であって、
該無線基地局が対応可能な前記上り回線の通信速度の初期値を、前記無線通信端末に通知する初期値通知手段を備えたことを特徴とする無線基地局。
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