JP2000069549A - 通信帯域制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 無線基地局が複数の無線端末と通信するため
に行われる通信帯域制御方法において、無駄な制御メッ
セージの送信を行う必要がなく、通信帯域を早く解放す
ることができ、伝送効率が向上する方法を提供する。 【解決手段】 無線基地局が、周期的に、通信帯域割当
を行う必要かあるか否かを決定する段階と、該段階で通
信帯域の割当が必要な場合のみ通信帯域の割当を行う段
階とを有する方法である。また、周期的に、通信帯域解
放を行う必要かあるか否かを決定する段階と、該段階で
通信帯域の解放が必要な場合のみ通信帯域の解放を行う
段階とを有する方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、１つの通信装置が
複数の通信装置と通信するために行われる通信帯域制御
方法に関する。特に、無線基地局と複数の無線端末とを
有する無線通信システムにおいて、無線基地局が行う無
線リソースの集中管理制御の方法であり、無線チャネル
の割当又は解放処理をユーザの要求に応じて柔軟に実施
すると共に、処理の効率化を図る技術に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、
アクセス型無線通信において、マルチメディアサービス
が注目されている。特に、無線通信システムでは、サー
ビス内容に応じて伝送速度を可変にできる伝送路を提供
することにより、周波数利用効率を向上させる。例え
ば、時分割多重アクセス方式では、１ユーザに割り当て
るチャネルの数を伝送速度に応じて変更することができ
る。

【０００３】このような無線アクセスシステムにおい
て、従来、新規に呼が発生した場合、固定の通信帯域を
割り当てる、従来の回線交換ベースのチャネル制御方法
がある。これは、発呼時に通信帯域の割当処理を行い、
切断時まで固定帯域で通信を行う方法である。

【０００４】しかし、固定の通信帯域の割当方法は、ユ
ーザ情報レートの変化が激しいトラヒックには適してい
ないユーザ情報レートが減少した場合、最初に割り当て
た帯域より利用される帯域が少なくなるので、周波数が
有効に利用できないことがある。一方、ユーザ情報レー
トが増加した場合、通信帯域が不足するので、無線リソ
ースの利用効率が低下する。従って、該方法は、ユーザ
情報レートの変化に対して、無線リソースを余計に使い
すぎる欠点がある。

【０００５】これに対して、ユーザ情報レートが変化し
た場合、通信帯域の割当を変更するという提案もされて
いる。しかし、通信帯域の割当がユーザ情報レートの変
動に左右されるために、ユーザ情報レートの変化が激し
い場合、無線基地局での通信帯域変更のための処理負荷
が重くなる。また、割当要求に伴って通信帯域の割当を
行う場合、他の無線端末に関するトラヒック変化の予測
が困難であるため、通信帯域をどのくらい追加又は縮小
するかの決定が難しく、無線リソースの有効利用が困難
となる。

【０００６】図１は、無線基地局における従来の通信帯
域割当方法のフローチャートである。これは、送信デー
タ量を無線端末側が測定し、その測定値を周期的に無線
基地局側に送信し、無線基地局側で必要に応じて割当処
理を行う方法である。

【０００７】最初に、無線端末から送信データ量ｔを通
知するメッセージを受信する。次に、現在の使用中の通
信帯域をＲとする。次に、通信帯域Ｒが該無線端末が要
求する送信データ量ｔと異なるときは、通信帯域の割当
又は解放処理を行う。Ｒ＝ｔであれば、何等処理をしな
い。

【０００８】しかし、図１の方法では、ユーザ情報レー
トの変更に関係なく、常に送信データ量を通知する制御
メッセージを送信する必要があり、無駄な制御メッセー
ジの送信を行うことになる。

【０００９】図２は、無線基地局における従来の通信帯
域解放方法のフローチャートである。これは、一定の
間、ユーザデータが受信されない状態が続いたときに、
無線リソースを解放する方法である。

【００１０】最初に、データを受信するまで待機する。
次に、一度データを受信してから、一定回数ｉをカウン
トするまで待ち状態となる。新たにデータを受信したと
きは、再度最初からカウントｉ＝０を始める。カウンタ
ｉがＮに達したときに、通信帯域の解放処理が行われ
る。Ｎは一定時間を決定するための周期である。

【００１１】しかし、図２の方法では、通信帯域を解放
するために、ユーザデータがないことを一定時間確認す
る必要がある。正確に通信帯域を制御しようとすると、
確認するための一定時間をある程度長くする必要があ
る。従って、無線リソースの解放に遅延が生じ、無線リ
ソースの利用効率を低下させてしまう。できれば、無線
リソースが不要になった時には、即時、該無線リソース
を解放する方が望ましい。

【００１２】図３は、無線端末における従来の通信帯域
割当方法のフローチャートである。これは、無線基地局
からの通信帯域の割当メッセージに対する、無線端末の
処理を説明している。

【００１３】最初に、無線端末は、無線基地局から通信
帯域の割当メッセージを受信する。次に、該割当メッセ
ージに対するレスポンスを、無線基地局へ送信する。そ
の際に、割当メッセージの内容をもってしても、未だ無
線端末の送信バッファ等に送信データが蓄積されている
場合等は、無線基地局に対して割当要求メッセージを送
信する。

【００１４】しかし、図３の方法では、無線基地局と無
線端末とで同時に送信要求があった場合、割当の処理は
別々に行われることになり、どちらか一方が処理を待つ
状態になる。このため、処理の遅延が増加し且つ伝送ス
ループットが低下するという結果となる。

【００１５】更に、前述したような従来の通信帯域制御
方法では、割当の対象となる無線端末以外の無線端末が
使用している通信帯域に対しては、何等考慮されていな
い。つまり、全体的な未使用の無線リソースのみを対象
に割当処理を行うことになる。このため、他の無線端末
の通信状態を考慮して、無線リソースの割当を行うこと
ができず、サービスを提供している無線端末全体のスル
ープットが向上するように無線リソースを制御すること
が困難となる。

【００１６】従って、本発明の目的は、前述の課題を解
決するための手段を有する通信帯域制御方法を提供する
ものである。これにより、通信帯域の制御のために無駄
な制御メッセージの送信を行う必要がなく、通信帯域の
解放がなるべく早く解放することができ、通信帯域の制
御のための遅延がなく、伝送効率が向上する。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明による通信帯域制
御方法は、第１の通信装置が、周期的に、通信帯域の割
当を行う必要があるか否かを決定する段階と、該段階で
通信帯域の割当が必要な場合のみ通信帯域の割当を行う
段階とを有する方法である。

【００１８】本発明の他の実施形態によれば、第１の通
信装置が、周期的に、通信帯域の解放を行う必要がある
か否かを決定する段階と、該段階で通信帯域の解放が必
要な場合のみ通信帯域の解放を行う段階とを有する方法
である。これにより、短い周期で通信帯域の解放の必要
性を確認し、必要がある場合のみに解放処理をするの
で、無線リソースを長時間無駄に確保することがない。

【００１９】本発明の他の実施形態によれば、通信帯域
の割当を行う段階と、通信帯域の解放を行う段階との中
で、割当又は解放メッセージを、第２の通信装置へ送信
するのも好ましい。

【００２０】本発明の他の実施形態によれば、第１の通
信装置の割当又は解放メッセージの送信に対して、第２
の通信装置がレスポンスメッセージを送信する際、該第
２の通信装置においても割当又は解放の処理が開始され
当該メッセージを送信する必要がある場合、該第２の通
信装置は、レスポンスと割当又は解放との内容で構成さ
れるメッセージを用いて送信することも好ましい。通
常、無線基地局と無線端末とでユーザ情報レートの変更
が同時に発生した場合、片方ずつ処理を行うと、処理遅
延が増加し、その結果スループットが低下する。本発明
は、このような場合に処理遅延が増加しないように、割
当又は解放に用いるメッセージを同時に送信できるよう
に工夫することにより、処理遅延の減少を図る。また、
通信帯域の変更時にサービス提供中の他端末の通信状態
から通信の優先順位を決定し、それに従った制御を行う
ことにより無線リソースの有効利用を図る。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて、本発明の実
施形態を詳細に説明していく。

【００２２】図４は、無線基地局における本発明の通信
帯域割当方法のフローチャートである。これは、１周期
内の割当処理について表されている。Ｎは割当処理の必
要性があるか否かの決定をする周期であり、ｉは周期Ｎ
を確認するためのカウンタである。例えば、時分割多重
方式を採用する場合、ｉは１フレーム単位にすることが
できる。

【００２３】図４では、最初に、所定の周期をカウント
する。次に、通信帯域の割当を行う必要があるか否かを
決定する。ここでの判断要因としては、無線基地局
が、無線端末から、送信データ量増加又は送信要求の制
御メッセージを受信、無線基地局内の送信バッファに
送信データの蓄積量の増加、新規の呼又はコネクショ
ンの発生、等を確認することにより、割当要求があった
かどうかを判断する。これにより、通信帯域の割当が必
要な場合のみ通信帯域の割当処理を行う。

【００２４】図５は、無線基地局における本発明の通信
帯域解放方法のフローチャートである。これは、図４と
同様に１周期内の割当処理について表されている。Ｎは
解放処理の必要性があるか否かの決定をする周期であ
り、ｉは周期Ｎを確認するためのカウンタである。Ｎ及
びｉは、図４で示す割当時と同じものとして処理するの
も好ましい。

【００２５】図５では、最初に、所定の周期をカウント
する。次に、通信帯域の解放を行う必要があるか否かを
決定する。ここでの判断要因としては、無線基地局
が、無線端末から、送信データ量縮小又は送信要求の制
御メッセージを受信、無線基地局内の送信バッファの
蓄積量の減少、呼又はコネクションの切断、等を確認
することにより、解放処理が必要か否かを判断する。こ
れにより、通信帯域の解放が必要な場合のみ通信帯域の
解放処理を行う。

【００２６】図６は、無線基地局における本発明のメッ
セージ送信のフローチャートである。

【００２７】無線基地局において、最初に、割当処理を
開始し、使用するチャネルを通知するための割当メッセ
ージを無線端末に送信する。その後、無線端末から受信
するメッセージを判断する。ここでの該メッセージに
は、割当要求メッセージと、無線基地局が送信した割当
メッセージに対するレスポンスとがある。本発明では、
両メッセージを１つのメッセージに含ませることができ
る。従って、ここでのメッセージには、割当要求のみの
メッセージと、割当メッセージに対するレスポンスのみ
のメッセージと、割当要求とレスポンスの両方を含むメ
ッセージとがある。

【００２８】レスポンスを受信する前に、割当要求のみ
のメッセージを受信した場合は、レスポンスを待つ状態
を維持しつつ割当処理を開始する。また、レスポンスの
みメッセージを受信した場合は、割り当てた通信チャネ
ルを用いた通信を開始する。更に、割当要求＋レスポン
スのメッセージを受信した場合は、レスポンス内容に応
じて割り当てた通信チャネルを用いた通信を開始すると
同時に、再度、割当要求に対する割当処理を開始する。

【００２９】図７は、本発明による無線端末から送信さ
れるメッセージの構成図である。該メッセージは、割当
要求メッセージと、無線基地局が送信した割当メッセー
ジに対するレスポンスとを、１つのメッセージに含ませ
たものである。これは、両メッセージを単に１つに合成
するか、又は新規のメッセージとして定義したものを用
いている。

【００３０】図８は、図６の無線基地局側の処理に対す
る、本発明の無線端末のメッセージ送信のフローチャー
トである。

【００３１】無線端末において、最初に、割当メッセー
ジを受信し、そのレスポンスの送信処理を開始する。次
に、割当要求をする必要があるか否かを決定する。ここ
での判断要因としては、無線端末の送信データを蓄積す
るバッファの状態又は新規コネクション確立の要求など
確認することにより行う。この判断に基づいて、割当要
求があった場合はレスポンス＋割当要求のメッセージを
送信し、割当要求がない場合はレスポンスのみのメッセ
ージを送信する。

【００３２】前述では、無線通信システムにおける一実
施形態を説明した。しかし、本発明の技術思想及び見地
の範囲の種々の変更、修正及び省略は、当業者によれば
容易に行うことができる。前述の説明はあくまで例であ
って、何等制約されるものではない。例えば、インター
ネットのような網状に張り巡らされた有線通信システム
においても、要求量及び割当量をリンクコネクション数
として考えることもできる。従って、本発明は、特許請
求の範囲及びその等価物として限定されるものにのみ制
約される。

【００３３】

【発明の効果】図９は、従来の固定の通信帯域割当方法
と、本発明による通信帯域制御方法との効果の違いを説
明するグラフである。従来の固定の通信帯域割当方法
は、破線で表されている。この方法では、ユーザ情報レ
ートが変化した場合、無線リソースを余計に割り当てる
結果となり、無線リソースの利用効率を低下する。一
方、本発明による通信帯域制御方法は、実線で表されて
おり、送信要求量に応じて段々に変化している。この方
法では、ユーザ情報レート又は発生するデータレートに
応じて通信帯域をダイナミックに割り当てる制御を行う
ため、無線リソースの有効利用ができる。

【００３４】また、本発明は、ユーザ情報レートを周期
的に参照するため、該レートの変化が激しい場合に処理
負荷が異常に重くなってしまうことを避けることができ
ると共に、複数の無線端末に対して無線リソースを割り
当てる優先順位を考慮した上で、割当処理を行うことが
できる。従って、特定の無線端末のスループットが低下
若しくは増加することなく、全無線端末に対して公平な
スループットを達成するようにサービス性を向上するこ
とができる。

【００３５】更に、処理手順を短縮するため、本発明で
は、同時に発生する処理についてはメッセージを同時に
送信できるようにしたため、処理遅延が少なく済み、ス
ループットの向上および無線リソースの利用効率の向上
を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】無線基地局における従来の通信帯域割当方法の
フローチャートである。

【図２】無線基地局における従来の通信帯域解放方法の
フローチャートである。

【図３】無線端末における従来の通信帯域割当方法のフ
ローチャートである。

【図４】無線基地局における本発明による通信帯域割当
方法のフローチャートである。

【図５】無線基地局における本発明による通信帯域解放
方法のフローチャートである。

【図６】無線基地局における本発明によるメッセージ送
信のフローチャートである。

【図７】本発明によるメッセージの構成図である。

【図８】図６の無線基地局に対する、無線端末の本発明
によるメッセージ送信のフローチャートである。

【図９】従来の方法と本発明の方法との効果を比較する
ためのユーザ情報レートと時間とのグラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 寺島 徹 東京都港区港南一丁目９番１号 エヌ・テ ィ・ティ・コミュニケーションウェア株式 会社内 Ｆターム(参考） 5K067 AA11 DD11 DD26 DD51 EE02 EE10 EE65 JJ12

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の通信装置が複数の第２の通信装置
   と通信するために行われる通信帯域制御方法において、 前記第１の通信装置が、周期的に、通信帯域の割当を行
   う必要があるか否かを決定する段階と、該段階で通信帯
   域の割当が必要な場合のみ通信帯域の割当を行う段階と
   を有することを特徴とする方法。
2. 【請求項２】 前記第１の通信装置が、周期的に、通信
   帯域の解放を行う必要があるか否かを決定する段階と、
   該段階で通信帯域の解放が必要な場合のみ通信帯域の解
   放を行う段階とを有することを特徴とする請求項１に記
   載の方法。
3. 【請求項３】 前記通信帯域の割当を行う段階と、前記
   通信帯域の解放を行う段階との中で、割当又は解放メッ
   セージを、前記第２の通信装置へ送信することを特徴と
   する請求項１又は２に記載の方法。
4. 【請求項４】 前記第１の通信装置の前記割当又は解放
   メッセージの送信に対して、前記第２の通信装置がレス
   ポンスメッセージを送信する際、該第２の通信装置にお
   いても割当又は解放の処理が開始され当該メッセージを
   送信する必要がある場合、当該第２の通信装置は、レス
   ポンスと割当又は解放との内容で構成されるメッセージ
   を用いて送信することを特徴とする請求項１から３のい
   ずれか１項に記載の方法。