JP2004228702A - 移動通信システム、移動通信制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】無線区間のチャネルについて、複数の端末に共通使用される共通チャネルから単一の端末に占有使用される個別チャネルへの伝送路設定処理を行う場合に、通信区間のＥｎｄ−ｔｏ−Ｅｎｄについて所定の通信品質を満足させるとともに、移動高速通信のサービス性を向上させる。
【解決手段】上記の伝送路設定処理と連携させて無線区間以外の通信区間についても伝送路設定処理を行い、伝送路設定処理後のチャネルを利用して通信を行う。すなわち、無線チャネル状態が変化する毎に、例えば、無線装置とコアネットワークとの間、コアネットワーク内、及び、コアネットワークと情報サーバとの間において、制御信号の送受によるコネクション設定を行い、そのコネクションがユーザデータ処理の優先度に対応することにより、高優先のユーザデータについての通信品質が向上する。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は移動通信システム、移動通信制御方法に関し、特に複数の端末に共通使用される共通チャネルと単一の端末に占有使用される個別チャネルとの間で相互にチャネル切替えを行いつつ移動通信を実現する移動通信システム、移動通信制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
移動通信においては、無線アクセスネットワークのトラヒックの監視を行う無線制御局において、時々刻々と変化する移動端末の個々のトラヒックを監視している。この監視においては、トラヒックを所定閾値と比較する。トラヒックを所定閾値と比較した結果、すなわちトラヒックが所定閾値を超えているかどうかに応じて、無線チャネルを複数端末で共通使用させるチャネル状態、又は、個別に単一の端末で占有させるチャネル状態、に制御している。このようにチャネル状態を制御することにより、無線リソースの有効利用を図ることができる。
【０００３】
ここで、パケット伝送において、データトラヒックに応じて、個別チャネルと共通チャネルとを適応的に切替える方式が知られている（例えば、非特許文献１参照）。この方式では、送信すべきユーザデータが大量にある場合は個別チャネルを割当てて送信電力制御により必要最小限電力を使用し、データ量が少なく閑散なトラヒックに対しては共通チャネルを割当てて効率を高めている。
【０００４】
なお本明細書では、「伝送路」には、無線区間におけるチャネルまたは、無線区間以外の通信区間におけるコネクションが含まれるものとする。また、無線チャネルを複数端末で共通使用するチャネル状態を「共通チャネル」と定義し、無線チャネルを単一の端末で占有するチャネル状態を「個別チャネル」と定義する。
【０００５】
無線アクセスネットワークにおけるチャネル状態遷移と、コアネットワークから情報サーバまでの間のコネクション処理の一例が図１１に示されている。同図（ａ）においては、移動端末１０１、１０２、及び、１０３が、無線基地局１０４と無線制御局１０５とを含む無線アクセスネットワーク１０６、及び、エッジノード１０７とゲートノード１０８とを含むコアネットワーク１０９、並びに、情報サーバ１１０と接続されている。このような構成からなる従来の移動通信システムにおいては、各移動端末１０１、１０２、１０３の無線アクセスネットワーク１０６における各トラヒック量が無線制御局１０５で設定されている閾値よりも小さい場合、無線アクセスネットワーク１０６においては、無線リソースの有効利用のため、各移動端末１０１、１０２、１０３へのユーザデータが同一のチャネルに収容される。この時、無線制御局１０５からコアネットワーク１０９を経て情報サーバ１１０までの各移動端末のユーザデータは同一コネクションに収容されているものとする。
【０００６】
ここで、移動端末１０１のトラヒック量のみが増加し、無線制御局１０５で設定されている閾値を超えた時に無線アクセスネットワーク１０６でのチャネル遷移となり、移動端末１０１用に個別チャネルが無線アクセスネットワーク１０６において割当てられる。この状態が同図（ｂ）に示されている。この状態において、無線制御局１０５からコアネットワーク１０９を経て情報サーバ１１０までの間のコネクション状態や、ユーザデータ転送の優先度は無線アクセスネットワーク１０６のチャネル状態に依存しない。
【０００７】
【非特許文献１】
立川敬二 監修「Ｗ−ＣＤＭＡ移動通信方式」丸善出版、２００１年６月２５日、ｐ．１０１−１０２
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１１中の無線アクセスネットワーク１０６において厳密な無線チャネルの状態遷移を行っていたとしても、移動端末から通信先装置である情報サーバ１１０までの通信区間についてトータルで考えると、無線アクセスネットワーク１０６におけるトラヒック量監視による状態遷移制御の効果は薄れてしまい、移動端末から情報サーバ１１０までの間におけるＥｎｄ−ｔｏ−Ｅｎｄの通信品質を満足できない可能性がある。このことについて、以下説明する。
【０００９】
無線アクセスネットワーク１０６において、チャネルを複数端末で共通使用している状態（共通チャネルを使用している状態）と単一の端末で占有している状態（個別チャネルを使用している状態）とでパケットロス時の影響を比較する。
両状態においてコアネットワーク１０９から情報サーバ１１０までの間で共に１パケットがロスしたとすると、無線アクセスネットワーク１０６でチャネルを単一の端末で占有している状態は連続したトラヒックであるため、移動端末に現れるスループット低下は無線アクセスネットワーク１０６を複数チャネルで共通使用する状態よりも大きくなる。また、高速通信サービスを提供するサービスにおいて、トラヒック混雑時においてある所定以上のスループットを提供したい場合、無線状態が判断できないコアネットワーク１０９から情報サーバ１１０までの間でパケットロスが発生すると、所定以上のスループットは期待できなくなり、サービス性が低くなる可能性がある。
【００１０】
本発明は上述した従来技術の欠点を解決するためになされたものであり、その目的は無線アクセスネットワークとコアネットワークから情報サーバまでの間についてネットワークとの無線チャネル状態の連携を行い、単一の端末で無線アクセスネットワークのチャネルを占有することにより、移動端末から情報サーバまでの間におけるＥｎｄ−ｔｏ−Ｅｎｄについて所定の通信品質を満足させるとともに、移動高速通信のサービス性を向上させることのできる移動通信システム、移動通信制御方法を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１による移動通信システムは、無線区間の伝送路について、複数の端末に共通使用される共通伝送路と単一の端末に占有使用される個別伝送路とのいずれか一方を設定する伝送路設定処理を行う移動通信システムであって、前記伝送路設定処理と連携して前記無線区間以外の通信区間について前記伝送路の設定を行う伝送路設定手段を含み、この伝送路設定手段による伝送路の設定処理後の伝送路を利用して通信を行うことを特徴とする。このように、伝送路、例えば無線チャネルの状態が変化する毎に、例えば、無線装置とコアネットワークとの間、コアネットワーク内、及び、コアネットワークと情報サーバとの間において、制御信号の送受によるコネクション設定を行い、そのコネクションがユーザデータ処理の優先度に対応することにより、高優先のユーザデータについての通信品質が向上する。
【００１２】
本発明の請求項２による移動通信システムは、請求項１において、前記伝送路設定手段による前記伝送路の設定処理は、制御信号の送受信によって、通信対象のデータについての優先度に応じた伝送路を設定する処理であることを特徴とする。制御信号の送受信によってコネクションを設定することにより、特別な識別子をデータに付与せずに、高優先のユーザデータについての通信品質が向上する。
【００１３】
本発明の請求項３による移動通信システムは、無線区間の伝送路について、複数の端末に共通使用される共通伝送路と単一の端末に占有使用される個別伝送路とのいずれか一方を設定する伝送路設定処理を行う移動通信システムであって、通信優先度を示す優先制御識別子を通信対象のデータに付与する優先制御識別子付与手段と、前記通信対象のデータに付与されている優先制御識別子の値に応じて前記伝送路設定処理を行う伝送路設定手段とを含み、前記伝送路設定手段による設定処理後の伝送路を利用して通信を行うことを特徴とする。このように、伝送路、例えば無線チャネルの状態やトラヒック状態が変化する毎に、例えば、無線装置とコアネットワークとの間、コアネットワーク内、及び、コアネットワークと情報サーバとの間において、制御信号を送受することなく、ユーザデータに優先制御識別子を付与することで、高優先のユーザデータについての通信品質が向上する。
【００１４】
本発明の請求項４による移動通信システムは、請求項３において、前記伝送路設定手段による前記伝送路設定処理は、前記優先制御識別子が優先度の高い値であるとき、該優先制御識別子が付与されているデータが優先的に通信されるようにコネクションを設定する処理であることを特徴とする。付与されている優先制御識別子の優先度が高い場合に、例えば個別チャネルを利用させることにより、高優先のユーザデータについての通信品質が向上する。
【００１５】
本発明の請求項５による移動通信システムは、無線区間の伝送路について、複数の端末に共通使用される共通伝送路と単一の端末に占有使用される個別伝送路とのいずれか一方を設定する伝送路設定処理を行う移動通信システムであって、無線区間以外の通信区間について予め設定されている前記共通伝送路に対応するコネクションと前記個別伝送路に対応するコネクションとについて、通信対象のデータに付与されている伝送路識別子の値に応じて、いずれか一方を該データに割当てる伝送路設定手段を含み、前記伝送路設定手段による設定処理後の伝送路を利用して通信を行うことを特徴とする。このように、伝送路、例えば無線チャネルの状態やトラヒック状態が変化する毎に、例えば、無線装置とコアネットワークとの間、コアネットワーク内、及び、コアネットワークと情報サーバとの間で制御信号を送受することなく、ユーザデータにコネクション識別子を付与し、その識別子に対応した常時設定されているコネクションにユーザデータを割当てることで、高優先のユーザデータについての通信品質が向上する。
【００１６】
本発明の請求項６による移動通信システムは、請求項５において、前記伝送路設定手段による前記伝送路設定処理は、前記コネクション識別子が前記個別伝送路用コネクションを示す値であるとき、該コネクション識別子が付与されているデータに予め設定されている前記個別伝送路用コネクションを割当てて優先的に通信されるようにする処理であることを特徴とする。個別伝送路用コネクションを示すコネクション識別子が付与されている場合に、個別伝送路を割当て通信させることにより、高優先のユーザデータについての通信品質が向上する。
【００１７】
本発明の請求項７による移動通信システムは、請求項１乃至６のいずれか１項において、前記伝送路設定手段による前記伝送路設定処理は、前記端末から該端末と通信を行う通信先装置までの通信区間に含まれるいずれかの装置において行われることを特徴とする。通信区間のＥｎｄ−ｔｏ−Ｅｎｄのいずれかの位置において、上記伝送路設定処理を行えば、高優先のユーザデータについての通信品質が向上する。
【００１８】
本発明の請求項８による移動通信システムは、請求項４において、前記無線区間と前記無線区間以外の通信区間との少なくとも一方においてトラヒックが所定閾値を超えたことに応答して、前記通信対象のデータに付与されている優先制御識別子の値を変更する優先制御識別子変更手段を更に含むことを特徴とする。優先制御識別子の値を変更することにより、通信区間内の他の装置において、変更後の優先制御識別子の値を判断してコネクション設定を行うことができる。
【００１９】
本発明の請求項９による移動通信システムは、請求項８において、前記優先制御識別子変更手段による優先制御識別子の値の変更は、前記端末から該端末と通信を行う通信先装置までの通信区間に含まれるいずれかの装置において行われることを特徴とする。通信区間のＥｎｄ−ｔｏ−Ｅｎｄのいずれかの位置において、上記優先制御識別子の内容を変更すれば、高優先のユーザデータについての通信品質が向上する。
【００２０】
本発明の請求項１０による移動通信システムは、請求項６において、前記無線区間と前記無線区間以外の通信区間との少なくとも一方においてトラヒックが所定閾値を超えたことに応答して、前記通信対象のデータに付与されているコネクション識別子の値を変更するコネクション識別子変更手段を更に含むことを特徴とする。コネクション識別子の値を変更することにより、通信区間内の他の装置において、変更後のコネクション識別子の値を判断してコネクション設定を行うことができる。
【００２１】
本発明の請求項１１による移動通信システムは、請求項１０において、前記コネクション識別子変更手段によるコネクション識別子の値の変更は、前記端末から該端末と通信を行う通信先装置までの通信区間に含まれるいずれかの装置において行われることを特徴とする。通信区間のＥｎｄ−ｔｏ−Ｅｎｄのいずれかの位置において、上記コネクション識別子の内容を変更すれば、高優先のユーザデータについての通信品質が向上する。
【００２２】
本発明の請求項１２による移動通信システムは、請求項１乃至１１のいずれか１項において、前記伝送路設定手段は、前記無線区間と前記無線区間以外の通信区間との少なくとも一方においてトラヒックが所定閾値を超えたときに前記伝送路設定処理を行うことを特徴とする。無線区間におけるトラヒックが大になったときにのみ上記チャネル変更処理を行えば、必要に応じて効率良い処理を実現できる。
【００２３】
本発明の請求項１３による移動通信制御方法は、無線区間の伝送路のトラヒックが所定閾値を超えたときに複数の端末に共通使用される共通伝送路と単一の端末に占有使用される個別伝送路とのいずれか一方を設定する伝送路設定処理を行う移動通信制御方法であって、前記無線区間において前記個別伝送路を割当てる前記伝送路設定処理を行うステップと、このステップと連携して前記無線区間以外の通信区間について前記個別伝送路用のコネクションを割当てて通信対象のデータが優先的に通信されるように伝送路設定処理を行うステップとを含み、設定された伝送路を利用して前記通信対象のデータを優先的に通信することを特徴とする。こうすることにより、請求項１の場合と同様に、高優先のユーザデータについての通信品質が向上する。
【００２４】
本発明の請求項１４による移動通信制御方法は、無線区間の伝送路のトラヒックと前記無線区間以外の通信区間におけるトラヒックとの少なくとも一方が所定閾値を超えたときに複数の端末に共通使用される共通伝送路と単一の端末に占有使用される個別伝送路とのいずれか一方を設定する伝送路設定処理を行う移動通信制御方法であって、通信対象のデータに付与されている優先制御識別子の値を判定するステップと、このステップにより高優先を示す優先制御識別子が付与されていると判定された場合に前記伝送路設定処理を行うステップとを含み、設定された伝送路を利用して前記通信対象のデータが優先的に通信されるようにしたことを特徴とする。こうすることにより、請求項３の場合と同様に、高優先のユーザデータについての通信品質が向上する。
【００２５】
本発明の請求項１５による移動通信制御方法は、請求項１４において、前記所定閾値を超えたことに応答して、前記通信対象のデータに付与されている優先制御識別子の値を変更するステップを更に含むことを特徴とする。優先制御識別子の内容を変更することにより、通信区間内の他の装置において優先制御識別子の内容を判断してユーザデータについて優先制御を行うことができる。
【００２６】
本発明の請求項１６による移動通信制御方法は、無線区間のチャネルのトラヒックと前記無線区間以外の通信区間におけるトラヒックとの少なくとも一方が所定閾値を超えたときに複数の端末に共通使用される共通チャネルから単一の端末に占有使用される個別チャネルへのチャネル変更処理を行う移動通信制御方法であって、前記共通チャネル及び前記個別チャネルのためのコネクションを予め設定するステップと、通信対象のデータに付与されているコネクション識別子の値を判定するステップと、このステップにより判定されたコネクション識別子の値に応じて前記共通チャネル及び前記個別チャネルのいずれか一方を割当てるように前記チャネル変更処理を行うステップとを含み、変更された伝送路を利用して前記通信対象のデータが優先的に通信されるようにしたことを特徴とする。こうすることにより、請求項５の場合と同様に、高優先のユーザデータについての通信品質が向上する。
【００２７】
本発明の請求項１７による移動通信制御方法は、請求項１６において、前記所定閾値を超えたことに応答して、前記通信対象のデータに付与されているコネクション識別子の値を変更するステップを更に含むことを特徴とする。コネクション識別子の内容を変更することにより、通信区間内の他の装置においてコネクション識別子の内容を判断してデータのコネクション振り分けを行うことができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
次に、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の説明において参照する各図においては、他の図と同等部分に同一符号が付されている。
（移動通信システム）
図１は本発明による移動通信システムの実施の一形態を示すブロック図である。同図に示されているように、本実施形態による移動通信システムでは、移動端末１０１、１０２、１０３は、無線基地局１０４と無線制御局１０５とを含む無線アクセスネットワーク１０６、及び、エッジノード１０７とゲートノード１０８とを含むコアネットワーク１０９、並びに、情報サーバ１１０と接続され、データ通信を行っている。また、無線制御局１０５において、時々刻々と変化する移動端末の個々のトラヒックを監視している。この監視においては、トラヒックを所定閾値と比較する。トラヒックを所定閾値と比較した結果、すなわちトラヒックが所定閾値を超えているかどうかに応じて、無線チャネルを複数端末で共通使用させるチャネル状態、又は、個別に単一の端末で占有させるチャネル状態、に制御している。この時、無線制御局１０５からコアネットワーク１０９を経て情報サーバ１１０までの各移動端末のユーザデータは、同一のコネクションに収容されているものとする。
【００２９】
以下、本システムの第１の方式、第２の方式、第３の方式について順に説明する。
（第１の方式）
本発明の実施の形態における移動通信システムの第１の方式について説明する。本方式では、制御信号の送受によって無線アクセスネットワークとの連携をとる。図２はユーザデータの優先制御を無線アクセスネットワーク１０６におけるチャネル状態遷移と連携させるための一実施例の構成を示すブロック図である。図３は図２中の各部の動作を示すシーケンス図である。
【００３０】
図２（ａ）において、まず、移動端末１０１、１０２、１０３の無線チャネル状態は共通チャネルとする。移動端末１０１のトラヒックデータ量が増加し、無線制御局１０５のトラヒック量の閾値を超過することで、無線制御局１０５と移動端末との間でチャネル状態を共通チャネルから個別チャンネルに遷移するためのネゴシエーションを従来技術の場合と同様に行う。これと並行して、無線制御局１０５からコアネットワーク１０９を経て情報サーバ１１０までの間においてもチャネル状態が共通チャネルから個別チャネルに遷移したことを通知するネゴシエーンョンを行う。
【００３１】
すなわち、図３に示されているように、チャネル切替Ｓ０を行う場合、無線制御局１０５から無線基地局１０４にチャネル状態遷移要求Ｓ１が送られた後、逆に無線基地局１０４から無線制御局１０５にチャネル状態遷移応答Ｓ２が送られる。この要求Ｓ１及び応答Ｓ２の送受信と並行して、状態変更設定処理３１１が行われる。この状態変更設定処理３１１においては、無線制御局１０５からエッジノード１０７及びゲートノード１０８を経由して情報サーバ１１０に向かってチャネル切替要求Ｓ３が送られた後、逆に情報サーバ１１０からゲートノード１０８及びエッジノード１０７を経由して無線制御局１０５に向かってチャネル切替応答Ｓ４が送られる。
【００３２】
この状態変更設定処理３１１によるネゴシエーションにおいては、各ノード間における移動端末１０１に相当する識別子を新たに定義した共通チャネルコネクションから個別チャネルコネクションに設定変更する。これにより、図２（ｂ）に示されているように、無線制御局１０５から情報サーバ１１０までの間においても共通チャネル、及び、個別チャネル相当のコネクションが、物理的もしくは論理的に分離される。したがって、各ノードにおける内部処理では、個別チャネル用コネクションの優先順位が共通チャネル用コネクションの優先順位よりも高い値に設定される。
【００３３】
図４には、本システム内の各ノードの構成例が示されている。同図を参照すると、各ノードは、個別チャネル用コネクション３０３及び共通チャネル用コネクション３０４からデータを入力する入力インタフェース部４０１と、プロトコルに対応した処理を行うプロトコル処理部４０２と、個別チャネル用コネクション３０３及び共通チャネル用コネクション３０４にデータを出力する出力インタフェース部４０３とを含んで構成されている。
【００３４】
同図において、各ノードにおける内部処理は以下のようになる。すなわち、個別チャネル用コネクション３０３のユーザデータと共通チャネル用コネクション３０４のユーザデータとで競合が起こった場合、処理優先順位の高い個別チャネル用コネクションのユーザデータが処理される。このとき、個別チャネルにおいては、パケットロスによるスループット低下の可能性は低くなる。
【００３５】
移動端末１０１の無線アクセスネットワーク１０６のチャネル状態が個別チャネルから共通チャネルに遷移した場合にも、図３中の状態変更設定処理３１１と同じ設定変更を行うことで、無線制御局１０５から情報サーバ１１０までの間のコネクションも共通チャネル用コネクションに遷移する。
以上の処理によるチャネル状態遷移後の状態が、図２（ｂ）に示されている。
同図に示されているように、移動端末１０１については、無線基地局１０４と無線制御局１０５との間すなわち無線アクセスネットワーク１０６に設定されている個別チャネル３０２、及び、無線制御局１０５と情報サーバ１１０との間すなわちコアネットワーク１０９等に設定されている個別チャネル用コネクション３０３を利用してユーザデータの通信が行われる。
【００３６】
移動端末１０２及び１０３については、チャネル状態が遷移せず、共通チャネル３０１及び共通チャネル用コネクション３０４を利用してユーザデータの通信が行われる。
以上のように、本方式では、無線チャネル状態が変化する毎に無線装置とコアネットワークとの間、コアネットワーク内、及び、コアネットワークと情報サーバとの間で制御信号の送受によるコネクション設定を行い、そのコネクションがユーザデータ処理の優先度に対応することにより、高優先のユーザデータにおける品質は向上する。これにより、所定の通信品質を満足させるとともに移動高速通信のサービス性を向上させることができる。
【００３７】
なお、状態変更設定処理３１１による個別チャネル用コネクション設定時に、共通チャネル用コネクションよりも広帯域をノード間において割当てることでも個別チャネル用コネクション中のバケットロスによるスループット低下の可能性を低くすることができる。
（第２の方式）
次に、本発明の実施の形態における第２の方式について説明する。本方式では、制御信号の送受ではなく、ユーザデータのみで無線アクセスネットワークとの連携をとる。図５は、ユーザデータのみで無線アクセスネットワーク１０６におけるチャネル状態遷移と連携させるための一実施例の構成を示すブロック図である。
【００３８】
同図（ａ）には、移動端末１０１乃至１０３についての無線チャネルが共通チャネルである状態が示されている。この状態において、移動端末１０１についての無線チャネルが共通チャネルから個別チャネルに遷移した状態が同図（ｂ）に示されている状態である。同図（ｂ）に示されている状態、すなわち無線チャネルが共通チャネルから個別チャネルに遷移した時の無線制御局１０５から情報サーバ１１０までの間のコネクション状態は、無線アクセスネットワーク１０６と連携をとってはいないので、コネクションとしては変化していない。
【００３９】
図６にはユーザデータの構造の一例が示されている。同図において、ユーザデータは、ヘッダ部６０１とペイロード部６０２とから構成されている。そして、ヘッダ部６０１内に、優先制御識別子６０３が含まれている。
図５（ｂ）中の移動端末１０１から情報サーバ１１０への方向では、トラヒック量を監視している無線制御局１０５において、移動端末１０１の無線アクセスネットワーク１０６における状態が個別チャネルに遷移した場合、優先制御識別子を、「高優先」を示す値に設定変更して、次ノードであるコアネットワーク１０９のエッジノード１０７へユーザデータを転送する。同様に情報サーバ１１０に到着するまでは優先制御識別子を、「高優先」を示す値に設定したまま、ユーザデータを転送する。
【００４０】
一方、同図（ｂ）中の情報サーバ１１０から移動端末に転送する方向において、ユーザデータでの優先制御を行うためには、情報サーバ１１０においてトラヒック量の監視を行うことが必要となる。これにより、図６に示されている優先制御識別子６０３を、「高優先」を示す値に設定し、無線制御局１０５までは優先制御識別子６０３を、「高優先」を示す値に設定したまま、ユーザデータを転送する。また、優先制御識別子６０３が属するヘッダ部６０１のレイヤがノード間によって終端する場合、受信側レイヤのヘッダ部６０１にある優先制御識別子６０３に設定されている値を、送信側レイヤのヘッダ部６０１にある優先制御識別子６０３に設定する。
【００４１】
図７には、本システム内の各ノードの構成例が示されている。同図を参照すると、各ノードは、コネクション７０１からデータを入力する入力インタフェース部４０１と、プロトコルに対応した処理を行うプロトコル処理部４０２と、コネクション７０１にデータを出力する出力インタフェース部４０３とを含んで構成されている。
【００４２】
同図において、各ノードにおける内部処理は以下のようになる。すなわち、入力インタフェース部４０１によって入力されるユーザデータがプロトコル処理部４０２に転送されると、ヘッダ部６０１の内容が判別される。このことによって、ヘッダ部６０１内の優先制御識別子６０３に「高優先」を示す値が設定されているかどうかが判定する。そして、プロトコル処理部４０２においては、優先制御識別子６０３が「高優先」を示す値に設定されているユーザデータを、それが「低優先」を示す値に設定されているユーザデータよりも優先して出力インタフェース部４０３に転送する。例えば、「高優先」を示す値に設定されているユーザデータが、「低優先」を示す値に設定されているユーザデータを追い越すように転送される。
【００４３】
このような処理を行うことにより、個別チャネルに相当する高優先ユーザデータが共通チャネルユーザデータに相当する低優先ユーザデータよりも優先的に転送されるので、高優先ユーザデータのパケットロスによるスループット低下の可能性は低くなる。
ところで、優先制御識別子の値は、ユーザデータの送信元である、移動端末または情報サーバにおいて設定されることになる。一旦設定された優先制御識別子の値を、通信区間内のいずれかの装置において変更すれば、それ以降はそのユーザデータを優先的に送信することができる。この場合、トラヒックが予め定められた閾値を超えたことを検出して優先制御識別子の値を変更すれば良い。こうすれば、優先度の低い優先制御識別子が付与されているデータは、トラヒックが大になった場合に、優先度の高い優先制御識別子に変更することで、その後は他のユーザデータよりも優先して送信することができる。
【００４４】
以上のように、本方式では、無線チャネル状態、及び、情報サーバにおけるトラヒック状態が変化する毎に無線装置とコアネットワークとの間、コアネットワーク内、及び、コアネットワークと情報サーバとの間で制御信号を送受することなく、ユーザデータに優先制御識別子を付与することで、高優先のユーザデータにおける品質は向上する。これにより、所定の通信品質を満足させるとともに移動高速通信のサービス性を向上させることができる。
【００４５】
なお、優先制御識別子に速度情報を追加し、通信速度を識別できるようにしても良い。こうすれば、低優先ユーザパケットよりも高優先ユーザパケットに広帯域を設定することができ、これにより高優先ユーザパケットのバケットロスによるスループット低下の可能性を低くすることができる。
（第３の方式）
次に、本発明の実施の形態における移動通信システムの第３の方式について説明する。本方式では、ユーザデータのみで無線アクセスネットワーク１０６と連携をとる。図８（ａ）は、無線区間以外の通信区間において、共通コネクションと個別コネクションとを常時設定しておく場合の構成を示すブロック図である。
同図に示されているように、本方式では、無線アクセスネットワーク１０６の区間に、共通チャネル３０１と個別チャネル３０２とを設定し、かつ、コアネットワーク１０９等のその他の区間に、共通コネクション３０３と個別コネクション３０４とを設定しておく。つまり、無線制御局１０５から情報サーバ１１０までの間の各ノード間で予め個別チャネルに相当する個別チャネル用コネクションと共通チャネルに相当する共通チャネル用コネクションを設定する。
【００４６】
トラヒック量の監視は、無線制御局１０５、及び、情報サーバ１１０で行う。
そして、ユーザデータには、個別チャネル用コネクションか共通チャネル用コネクションかを判別するコネクション識別子を設けておく。各ノードでは、このコネクション識別子を確認し、その確認結果に応じてユーザデータをどちらか一方のコネクションに転送する。
【００４７】
図９にはユーザデータの構造の一例が示されている。同図において、ユーザデータはヘッダ部６０１とペイロード部６０２とから構成されている。そして、ヘッダ部６０１内に、コネクション識別子９０１が含まれている。
図８（ａ）に示されている状態は、移動端末１０１乃至１０３についての無線チャネルが共通チャネル３０１で、共通チャネル用コネクション３０４を利用している状態が示されている。この状態において、移動端末１０１についての無線チャネルが共通チャネルから個別チャネルに遷移した状態が同図（ｂ）に示されている状態である。
【００４８】
同図（ｂ）中の移動端末１０１から情報サーバ１１０の方向では、無線制御局１０５に到着したユーザデータのコネクション識別子を、個別チャネル用コネクションを示す値に設定変更して、次ノードであるコアネットワーク１０９のエッジノード１０７へ転送する。そして、情報サーバ１１０に到着するまではコネクション識別子を、個別チャネル用コネクションを示す値に設定して、ユーザデータを転送する。
【００４９】
一方、同図（ｂ）中の情報サーバ１１０から移動端末の方向においても、情報サーバ１１０でトラヒック量の監視を行い、無線制御局１０５まではユーザデータのコネクション識別子を、個別チャネル用コネクションを示す値に設定して、ユーザデータを転送する。
各ノードにおける内部処理は、図４を参照して既に説明した内容と同様の処理である。すなわち、入力インタフェース部、出力インタフェース部、及び、プロトコル処理部において、個別チャネル用コネクションのユーザデータと共通チャネル用コネクションのユーザデータで競合が起こった場合、処理優先順位の高い個別チャネル用コネクションのユーザデータが優先的に処理される。これにより、個別チャネルにおけるパケットロスによるスループット低下の可能性は低くなる。
【００５０】
ところで、コネクション識別子の値は、ユーザデータの送信元である、移動端末または情報サーバにおいて設定されることになる。一旦設定されたコネクション識別子の値を、通信区間内のいずれかの装置において変更すれば、それ以降はその識別子の値に対応したコネクションを利用してユーザデータを送信することができる。この場合、トラヒックが予め定められた閾値を超えたことを検出してコネクション識別子の値を変更すれば良い。こうすれば、トラヒックが大になっても優先度の高いユーザデータを他のユーザデータよりも優先して送信することができる。
【００５１】
また、本方式の場合、データの内容分析が必要な第２の方式の場合とは異なり、コネクション識別子の値を確認するだけの処理を行うだけで、コネクションを選択することができる。このため、迅速に処理することができる。
以上のように、本方式では、無線チャネル状態、及び、情報サーバにおけるトラヒック状態が変化する毎に無線装置とコアネットワークとの間、コアネットワーク内、及び、コアネットワークと情報サーバとの間で制御信号を送受することなく、ユーザデータにコネクション識別子を付与し、その識別子に対応した常時設定されているコネクションにユーザデータを割当てることで、高優先のユーザデータにおける品質は向上する。これにより、所定の通信品質を満足させるとともに、移動高速通信のサービス性を向上させることができる。
【００５２】
なお、個別チャネル用コネクションの帯域を予め共通チャネル用コネクションよりも広帯域に設定しておいても良い。これにより、個別チャネル用コネクション中のパケットロスによるスループット低下の可能性を低くすることができる。（変形例）
以上の各方式においては無線アクセスネットワーク内の装置においてチャネル変更処理を行う場合について説明したが、チャネル変更処理は他の装置において行っても良いことは明白である。すなわち、図１中の無線アクセスネットワーク１０６に属する無線基地局１０４及び無線制御局１０５のみならず、エッジノード１０７やゲートノード１０８、情報サーバ１１０においてチャネル変更処理を行っても良い。要するに、通信端末から、その端末と通信を行う通信先装置までの通信区間に含まれるいずれかの装置において、チャネル変更処理を行えば良い。
【００５３】
なお、以上説明した、第１の方式、第２の方式、第３の方式を任意に組み合わせたシステムを構築しても、良いことは明白である。
（移動通信制御方法）
ところで、上述した移動通信システムにおいては、以下のような移動通信制御方法が用いられている。すなわち、図１０（ａ）に示されているように、トラヒックが大であるかどうか（具体的には無線区間のトラヒックと無線区間以外の通信区間におけるトラヒックとの少なくとも一方が所定閾値を越えているかどうか）を判断し（ステップＳ１０１）、トラヒックが大である場合には伝送路設定処理（ステップＳ１０１→Ｓ１０２）を行う、移動通信制御方法が用いられている。
【００５４】
そして、上述した第１の方式に対応する制御方法では、チャネル変更処理（ステップＳ１０２）において、以下の処理が行われる。すなわち、同図（ｂ）に示されているように、無線区間において、共通チャネルを個別チャネルに変更した後（ステップＳ２０１）、無線区間以外の通信区間についても連携して、共通伝送路すなわち共通チャネルに対応するコネクションを、個別伝送路すなわち個別チャネルに対応するコネクションに変更する（ステップＳ２０２）。つまり、個別チャネルを割当てるステップと連携して、無線区間以外の通信区間について個別チャネル用コネクションを割当てて通信対象のデータが優先的に通信されるようにチャネル変更処理を行う。このように制御すれば、第１の方式の場合と同様に、制御信号の送受によるコネクション設定を行い、そのコネクションがユーザデータ処理の優先度に対応することにより、高優先のユーザデータについての通信品質が向上する。
【００５５】
また、上述した第２の方式に対応する制御方法では、伝送路設定処理（ステップＳ１０２）において、以下の処理が行われる。すなわち、同図（ｃ）に示されているように、最初に、移動端末において、優先制御識別子に値が設定される（ステップＳ３００）。この場合、「高優先」又は「低優先」を示す値が設定される。
【００５６】
次に、データに付与されている優先制御識別子の値が判定され（ステップＳ３０１）、優先制御識別子の値が「高優先」を示す値である場合にのみ、共通伝送路（共通チャネル）を個別伝送路（個別チャネル）に変更する（ステップＳ３０２）。なお、伝送路を変更するのは無線区間のみであり、無線区間以外の通信区間についてはコネクションの変更は行われない。このように制御すれば、第２の方式の場合と同様に、制御信号を送受することなく、ユーザデータに優先制御識別子を付与することで、高優先のユーザデータについての通信品質が向上する。
【００５７】
さらに、優先制御識別子の値を変更すれば（Ｓ３０３）、通信区間内の他の装置において、変更後の優先制御識別子の値を判断してユーザデータについて優先制御を行うことができる。
また、上述した第３の方式に対応する制御方法では、伝送路設定処理（ステップＳ１０２）において、以下の処理が行われる。すなわち、同図（ｄ）に示されているように、最初に共通チャネル及び個別チャネルのためのコネクションを設定しておく（ステップＳ４０１）。次に、データに付与されているコネクション識別子の値が判定される（ステップＳ４０２）。コネクション識別子の値が共通チャネル用コネクションに対応するものである場合、そのデータに共通チャネル用コネクションを割当てる（ステップＳ４０２→Ｓ４０３）。一方、コネクション識別子の値が個別チャネル用コネクションに対応するものである場合、そのデータに個別チャネル用コネクションを割当てる（ステップＳ４０２→Ｓ４０４）。つまり、コネクション識別子の値に応じて共通チャネル用コネクション及び個別チャネル用コネクションのいずれか一方を割当てる（ステップＳ４０２、ステップＳ４０３、ステップＳ４０４）ことで、通信対象のデータが優先的に通信されるように伝送路設定処理を行う。このように制御すれば、第３の方式の場合と同様に、制御信号を送受することなく、ユーザデータにコネクション識別子を付与し、その識別子に対応した常時設定されているコネクションにユーザデータを割当てることで、高優先のユーザデータについての通信品質が向上する。
さらに、コネクション識別子の値を変更すれば（Ｓ４０５）、通信区間内の他の装置において、変更後のコネクション識別子の値を判断してコネクション選択をし、データの振り分けを行うことができる。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、無線伝送路の状態が変化する毎に、各装置間で制御信号の送受による伝送路設定を行い、その伝送路がユーザデータ処理の優先度に対応することにより、高優先のユーザデータにおける品質が向上し、所定の通信品質を満足させるとともに、移動高速通信のサービス性を向上させることができるという効果がある。
【００５９】
また、各装置間で制御信号を送受することなく、ユーザデータに優先制御識別子を付与し、その値に応じて伝送路を設定することで、高優先のユーザデータにおける品質が向上し、所定の通信品質を満足させるとともに、移動高速通信のサービス性を向上させることができるという効果がある。
さらに、ユーザデータにコネクション識別子を付与し、その識別子に対応した常時設定されているコネクションにユーザデータを割当てることにより、高優先のユーザデータにおける品質が向上し、所定の通信品質を満足させるとともに、移動高速通信のサービス性を向上させることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による移動通信システムの実施の一形態を説明するためのブロック図である。
【図２】ユーザデータの優先制御を無線アクセスネットワークにおけるチャネル状態遷移と連携させるための一実施例の構成を示すブロック図であり、（ａ）は状態遷移前の構成、（ｂ）は状態遷移後の構成を示す。
【図３】図２中の各部の動作を示すシーケンス図である。
【図４】図２の移動通信システムにおける、各ノードの内部構成例を示すブロック図である。
【図５】ユーザデータのみで無線アクセスネットワークにおけるチャネル状態遷移と連携させるための一実施例の構成を示すブロック図であり、（ａ）は状態遷移前の構成、（ｂ）は状態遷移後の構成を示す。
【図６】図５の移動通信システムにおける、優先制御識別子を含むデータの構成例を示す図である。
【図７】図５の移動通信システムにおける、各ノードの内部構成例を示すブロック図である。
【図８】ユーザデータのみで無線アクセスネットワークにおけるチャネル状態遷移と連携し、予め優先度別に設定されたコネクションが割り付けられた一実施例の構成を示すブロック図であり、（ａ）は状態遷移前の構成、（ｂ）は状態遷移後の構成を示す。
【図９】図８の移動通信システムにおける、コネクション識別子を含むデータの構成例を示す図である。
【図１０】本発明による移動通信制御方法の例を示すフローチャートである。（ａ）は方法全体を示し、（ｂ）は第１の方式に対応する制御方法を示し、（ｃ）は第２の方式に対応する制御方法を示し、（ｄ）は第３の方式に対応する制御方法を示している。
【図１１】従来の移動通信システムを説明するためのブロック図であり、（ａ）は状態遷移前の構成、（ｂ）は状態遷移後の構成を示す。
【符号の説明】
１０１、１０２、１０３ 移動端末
１０４ 無線基地局
１０５ 無線制御局
１０６ 無線アクセスネットワーク
１０７ エッジノード
１０８ ゲートノード
１０９ コアネットワーク
１１０ 情報サーバ
３０１ 共通チャネル
３０２ 個別チャネル
３０３ 個別チャネル用コネクション
３０４ 共通チャネル用コネクション
３１１ 状態変更設定処理
４０１ 入力インタフェース部
４０２ ブロトコル処理部
４０３ 出力インタフェース部
４０４ 移動通信ノード
６０１ ヘッダ部
６０２ ペイロード部
６０３ 優先制御識別子
９０１ コネクション識別子

Claims (17)

1. 無線区間の伝送路について、複数の端末に共通使用される共通伝送路と単一の端末に占有使用される個別伝送路とのいずれか一方を設定する伝送路設定処理を行う移動通信システムであって、前記伝送路設定処理と連携して前記無線区間以外の通信区間について前記伝送路の設定を行う伝送路設定手段を含み、この伝送路設定手段による伝送路の設定処理後の伝送路を利用して通信を行うことを特徴とする移動通信システム。
2. 前記伝送路設定手段による前記伝送路の設定処理は、制御信号の送受信によって、通信対象のデータについての優先度に応じた伝送路を設定する処理であることを特徴とする請求項１記載の移動通信システム。
3. 無線区間の伝送路について、複数の端末に共通使用される共通伝送路と単一の端末に占有使用される個別伝送路とのいずれか一方を設定する伝送路設定処理を行う移動通信システムであって、通信優先度を示す優先制御識別子を通信対象のデータに付与する優先制御識別子付与手段と、前記通信対象のデータに付与されている優先制御識別子の値に応じて前記伝送路設定処理を行う伝送路設定手段とを含み、前記伝送路設定手段による設定処理後の伝送路を利用して通信を行うことを特徴とする移動通信システム。
4. 前記伝送路設定手段による前記伝送路設定処理は、前記優先制御識別子が優先度の高い値であるとき、該優先制御識別子が付与されているデータが優先的に通信されるようにコネクションを設定する処理であることを特徴とする請求項３記載の移動通信システム。
5. 無線区間の伝送路について、複数の端末に共通使用される共通伝送路と単一の端末に占有使用される個別伝送路とのいずれか一方を設定する伝送路設定処理を行う移動通信システムであって、無線区間以外の通信区間について予め設定されている前記共通伝送路に対応するコネクションと前記個別伝送路に対応するコネクションとについて、通信対象のデータに付与されている伝送路識別子の値に応じて、いずれか一方を該データに割当てる伝送路設定手段を含み、前記伝送路設定手段による設定処理後の伝送路を利用して通信を行うことを特徴とする移動通信システム。
6. 前記伝送路設定手段による前記伝送路設定処理は、前記コネクション識別子が前記個別伝送路用コネクションを示す値であるとき、該コネクション識別子が付与されているデータに予め設定されている前記個別伝送路用コネクションを割当てて優先的に通信されるようにする処理であることを特徴とする請求項５記載の移動通信システム。
7. 前記伝送路設定手段による前記伝送路設定処理は、前記端末から該端末と通信を行う通信先装置までの通信区間に含まれるいずれかの装置において行われることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の移動通信システム。
8. 前記無線区間と前記無線区間以外の通信区間との少なくとも一方においてトラヒックが所定閾値を超えたことに応答して、前記通信対象のデータに付与されている優先制御識別子の値を変更する優先制御識別子変更手段を更に含むことを特徴とする請求項４記載の移動通信システム。
9. 前記優先制御識別子変更手段による優先制御識別子の値の変更は、前記端末から該端末と通信を行う通信先装置までの通信区間に含まれるいずれかの装置において行われることを特徴とする請求項８記載の移動通信システム。
10. 前記無線区間と前記無線区間以外の通信区間との少なくとも一方においてトラヒックが所定閾値を超えたことに応答して、前記通信対象のデータに付与されているコネクション識別子の値を変更するコネクション識別子変更手段を更に含むことを特徴とする請求項６記載の移動通信システム。
11. 前記コネクション識別子変更手段によるコネクション識別子の値の変更は、前記端末から該端末と通信を行う通信先装置までの通信区間に含まれるいずれかの装置において行われることを特徴とする請求項１０記載の移動通信システム。
12. 前記伝送路設定手段は、前記無線区間と前記無線区間以外の通信区間との少なくとも一方においてトラヒックが所定閾値を超えたときに前記伝送路設定処理を行うことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の移動通信システム。
13. 無線区間の伝送路のトラヒックが所定閾値を超えたときに複数の端末に共通使用される共通伝送路と単一の端末に占有使用される個別伝送路とのいずれか一方を設定する伝送路設定処理を行う移動通信制御方法であって、前記無線区間において前記個別伝送路を割当てる前記伝送路設定処理を行うステップと、このステップと連携して前記無線区間以外の通信区間について前記個別伝送路用のコネクションを割当てて通信対象のデータが優先的に通信されるように伝送路設定処理を行うステップとを含み、設定された伝送路を利用して前記通信対象のデータを優先的に通信することを特徴とする移動通信制御方法。
14. 無線区間の伝送路のトラヒックと前記無線区間以外の通信区間におけるトラヒックとの少なくとも一方が所定閾値を超えたときに複数の端末に共通使用される共通伝送路と単一の端末に占有使用される個別伝送路とのいずれか一方を設定する伝送路設定処理を行う移動通信制御方法であって、通信対象のデータに付与されている優先制御識別子の値を判定するステップと、このステップにより高優先を示す優先制御識別子が付与されていると判定された場合に前記伝送路設定処理を行うステップとを含み、設定された伝送路を利用して前記通信対象のデータが優先的に通信されるようにしたことを特徴とする移動通信制御方法。
15. 前記所定閾値を超えたことに応答して、前記通信対象のデータに付与されている優先制御識別子の値を変更するステップを更に含むことを特徴とする請求項１４記載の移動通信制御方法。
16. 無線区間の伝送路のトラヒックと前記無線区間以外の通信区間におけるトラヒックとの少なくとも一方が所定閾値を超えたときに複数の端末に共通使用される共通伝送路と単一の端末に占有使用される個別伝送路とのいずれか一方を設定する伝送路設定処理を行う移動通信制御方法であって、前記共通伝送路及び前記個別伝送路に対応するコネクションを予め設定するステップと、通信対象のデータに付与されているコネクション識別子の値を判定するステップと、このステップにより判定されたコネクション識別子の値に応じて前記共通伝送路及び前記個別伝送路のいずれか一方を割当てるように前記伝送路設定処理を行うステップとを含み、設定された伝送路を利用して前記通信対象のデータが優先的に通信されるようにしたことを特徴とする移動通信制御方法。
17. 前記所定閾値を超えたことに応答して、前記通信対象のデータに付与されているコネクション識別子の値を変更するステップを更に含むことを特徴とする請求項１６記載の移動通信制御方法。

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