JP2004304636A - 無線基地局装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】無線基地局装置と移動端末装置との間の無線回線での伝送がベストエフォート型で行われるような通信システムにおいて、バッファでの待ち時間を小さくすること。
【解決手段】転送レート決定部３０８が、伝送レート算出部３０７で算出された平均伝送レートと待ち時間測定部３０６で測定された待ち時間とから、「転送レート＝平均伝送レート×α（αは待ち時間に応じて定まる係数であり、０〜１の間で変化し、待ち時間が大きくなるほど小さくなる）」に従って、無線ネットワーク制御装置５００から無線基地局装置３００へ転送されるデータの転送レートを決定する。
【選択図】 図１
【解決手段】転送レート決定部３０８が、伝送レート算出部３０７で算出された平均伝送レートと待ち時間測定部３０６で測定された待ち時間とから、「転送レート＝平均伝送レート×α（αは待ち時間に応じて定まる係数であり、０〜１の間で変化し、待ち時間が大きくなるほど小さくなる）」に従って、無線ネットワーク制御装置５００から無線基地局装置３００へ転送されるデータの転送レートを決定する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動端末装置と無線基地局装置との間の通信にいわゆるベストエフォート型の伝送方式が適用される移動体通信システムにおける無線基地局装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、移動体通信システムにおいては、移動端末装置と無線基地局装置との間のデータ伝送に対するＨＳＤＰＡ（Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｐａｃｋｅｔ Ａｃｃｅｓｓ）技術の適用に関し、様々な検討が行われている。ＨＳＤＰＡは、３ＧＰＰ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）において標準化が進められている技術である（たとえば非特許文献１、非特許文献２参照）。ＨＳＤＰＡでは、適応変調やＨ−ＡＲＱ（Ｈｙｂｒｉｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｒｅｐｅａｔ ｒｅＱｕｅｓｔ）、通信先移動端末装置の高速選択、無線回線の状況に応じた伝送パラメータの適応制御等を無線回線に適用することにより、無線基地局装置から移動端末装置への下り回線の高速化を実現している。
【０００３】
ＨＳＤＰＡでは、１つの無線チャネルを複数の移動端末装置で共有する伝送方式であるため、いわゆるベストエフォート型の通信となる。ＨＳＤＰＡでは、複数の移動端末装置が下りチャネルの回線状態を無線基地局装置に報告し、無線基地局装置が、複数の移動端末装置へのデータの送信順序をスケジューリングする。
【０００４】
ＨＡＤＰＡのような移動端末装置および無線基地局装置の間の無線区間における高速データ伝送を実現するために、無線基地局装置と無線ネットワーク制御装置との間の有線区間におけるデータ伝送のスループットを向上できるフロー制御技術が強く求められている。以下、無線基地局装置と無線ネットワーク制御装置との有線区間における従来のフロー制御について説明する。図６は、従来の移動体通信システムの構成を示すブロック図である。
【０００５】
図６に示す移動体通信システムは、移動端末装置１、無線基地局装置３、無線ネットワーク制御装置５、コアネットワーク６により構成されている。移動端末装置１と無線基地局装置３との間は無線回線２により接続されている。また、無線基地局装置３と無線ネットワーク制御装置５との間は有線回線４により接続されている。
【０００６】
無線ネットワーク制御装置５は、コアネットワーク６から入力されるデータをフロー制御に従って無線基地局装置３に有線回線４を介して転送する。転送されたデータは、受信部３８によって受信され、バッファ３４に一時的に蓄積される。この一時的に蓄積されたデータは、下りチャネルの回線状態に応じてスケジューリング部３３によって決定されるスケジューリングに従って無線送信部３１に入力され、無線送信部３１で所定の無線処理を施された後、無線回線２を介して移動端末装置１へ送信される。また、転送パラメータ決定部３５は、バッファ３４に蓄積されているデータ量に基づいてフロー制御のための転送パラメータを決定する。その転送パラメータは、送信部３７から有線回線４を介して無線ネットワーク制御装置５に送られる。
【０００７】
なお、送信部３７および受信部３８は無線基地局装置３のＦＰ（Ｆｒａｍｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）処理部３６に存在し、ＨＳ−ＤＳＣＨ ＦＰ（Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｓｈａｒｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｆｒａｍｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）に基づいた送受信を行う。また、スケジューリング部３３、バッファ３４、転送パラメータ決定部３５は、無線基地局装置３のＭＡＣ−ｈｓ（Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｕｓｅｄ ｆｏｒ ｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄ）処理部３２に存在する。
【０００８】
次いで、従来のフロー制御について説明する。従来のフロー制御は、バッファ３４に蓄積されているデータ量に基づいて行われる。すなわち、転送パラメータ決定部３５が、バッファ３４に蓄積されているデータ量にしきい値を設け、バッファ３４に蓄積されているデータ量がしきい値以上の場合は無線ネットワーク制御装置５に対してデータ転送の停止を指示する転送パラメータを決定し、その後バッファ３４に蓄積されているデータ量がしきい値以下になった場合にデータ転送の再開を無線ネットワーク制御装置５に対して指示する転送パラメータを決定する。
【０００９】
なお、転送パラメータは、１回のデータ転送処理において転送すべきデータの量を示すクレジット（Ｃｒｅｄｉｔｓ）、データ転送処理を実行する間隔を示すインターバル（Ｉｎｔｅｒｖａｌ）およびデータ転送処理を繰り返す回数を示すレピティション・ピリオド（Ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ Ｐｅｒｉｏｄ）からなる。
【００１０】
このように、無線基地局装置３が、バッファ３４に蓄積されているデータ量に基づいて転送停止、転送再開を無線ネットワーク制御装置５に指示することにより、無線ネットワーク制御装置から転送されたデータがバッファ３４から溢れてしまうことや、バッファ３４が空になってしまい移動端末装置１へのデータ送信が中断してしまうことを防ぐことができる。
【００１１】
【非特許文献１】
３ＧＰＰ， ＴＳ２５．４０１ ＵＴＲＡＮ ｏｖｅｒａｌｌ ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ， Ｖ３．１０．０
【非特許文献２】
３ＧＰＰ， ＴＲ２５．８５８ Ｐｈｙｓｉｃａｌ ｌａｙｅｒ ａｓｐｅｃｔｓ ｏｆ ＵＴＲＡ Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｐａｃｋｅｔ Ａｃｃｅｓｓ， Ｖ５．０．０
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、ＨＳＤＰＡでは、無線基地局装置３から移動端末装置１への無線回線２でのデータ伝送はベストエフォート型で行われるため、データの伝送レートが時間的に変化する。また、上記従来のフロー制御では、無線基地局装置３と移動端末装置１との間の伝送レートの変化にかかわらず、無線基地局装置３のバッファ３４に蓄積されるデータ量を常に一定に保とうとする。よって、無線基地局装置３と移動端末装置１との間の伝送レートに応じて、データがバッファ３４に蓄積されている時間（待ち時間）が変化する。例えば、バッファ３４に蓄積されているデータ量が６４ｋｂｉｔｓの場合、伝送レートが６４ｋｂｐｓなら待ち時間は１ｓｅｃ、伝送レートが３２ｋｂｐｓなら待ち時間は２ｓｅｃ、伝送レートが１６ｋｂｐｓなら待ち時間は４ｓｅｃとなる。つまり、無線基地局装置３と移動端末装置１との間の伝送レートが低いほど、待ち時間が大きくなってしまう。
【００１３】
また、無線基地局装置３と移動端末装置１との間の伝送中に生じる伝送誤りによりデータが廃棄されると、移動端末装置１からの再送要求に応じて無線ネットワーク制御装置５からデータが再送される。再送されたデータは、無線基地局装置３と移動端末装置１との間の伝送レートが低いと、バッファ３４での待ち時間が大きくなるため、移動端末装置１に直ちに届かない。所定時間経過しても移動端末装置１にデータが届かない場合、無線ネットワーク制御装置５は、同一データの再送を繰り返し行ってしまう。そして、再送回数が所定のしきい値に達すると、無線ネットワーク制御装置５は、移動端末装置１に対してリセットメッセージを送信する。このリセットメッセージを受信した移動端末装置１は、リセットメッセージに対するＡＣＫ（ＡＣＫｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ：肯定応答）を無線ネットワーク制御装置５に送信するとともに、自装置内に保持しているデータをすべて廃棄する。また、ＡＣＫを受信した無線ネットワーク制御装置５も、自装置内に保持しているデータをすべて廃棄する。このように、移動端末装置１および無線ネットワーク制御装置５が保持しているデータをすべて廃棄すると、通信の中断が生じてしまう。
【００１４】
また、無線ネットワーク制御装置５が送信したリセットメッセージが、無線基地局装置３のバッファ３４での遅延により移動端末装置１に直ちに届かず、その結果、無線ネットワーク制御装置５が、リセットメッセージの再送を繰り返し行ってしまうことも考えられる。この場合、リセットメッセージの再送回数が所定のしきい値に達すると、無線ネットワーク制御装置５は、無線回線２に異常があると判断し、移動端末装置１が使用している無線回線２の切断を行う。このようにして無線回線２が切断されてしまうと、移動端末装置１は、利用していた通信サービスを受けられなくなってしまう。
【００１５】
以下、上記課題についてシーケンス図を用いて具体的に説明する。図７は、従来の移動体通信システムの動作シーケンス図である。
【００１６】
まず、無線基地局装置３の転送パラメータ決定部３５がバッファ３４に蓄積されているデータ量がしきい値以下であることを確認して、データの転送を許可する転送パラメータを決定する。この転送パラメータは送信部３７から無線ネットワーク制御装置５に送信される。
【００１７】
無線ネットワーク制御装置５は、受信した転送パラメータの指示に従って、データの転送を開始する。無線ネットワーク制御装置５から転送されたデータ０〜１２７は、無線基地局装置３のバッファ３４に蓄積される。その後、スケジューリング部３３でのスケジューリングに従い、バッファ３４に蓄積されているデータは無線送信部３１から順に移動端末装置１に送信される。
【００１８】
このとき、データ０が無線回線２での伝送誤りにより破棄されたものとする。移動端末装置１は、次のデータ１を受信すると、シーケンス番号の不連続から、データ０が伝送中に廃棄されたことを検出する。そして、受信状態の通知としてデータ０の再送要求（再送要求０）を無線ネットワーク制御装置５に対して送信する。同時に、受信状態の通知の間隔を制御するためのタイマを起動させる。無線ネットワーク制御装置５は、再送要求０を受信すると、データ０を再送する。
【００１９】
再送されたデータ０は、無線基地局装置３のバッファ３４に蓄積される。しかし、先に蓄積されているデータがすべて送信されていないため、再送されたデータ０は移動端末装置１に直ちには送信されない。再送されたデータ０が移動端末装置１に送信されるまでの間に、無線基地局装置３からはバッファ３４に蓄積されている他のデータ（データ２〜１２７）が順に移動端末装置１に送信される。つまり、再送されたデータ０はデータ１２７が送信されるまでバッファ３４に蓄積されたままになる。この結果、図７に示すように、バッファ３４におけるデータ０の待ち時間が非常に大きくなってしまう。
【００２０】
そして、移動端末装置１は、タイマが満了しても未だ再送要求したデータ０を受信できていないため、再度、再送要求０を無線ネットワーク制御装置５に対して送信する。無線ネットワーク制御装置５は、同一のデータ（データ０）を再送するたびに送信回数（Ｄ）をカウントアップし、この値が所定回数（図７の例では４回）に達すると移動端末装置１に対してリセットメッセージを送信する。これにより、上記のように、無線ネットワーク制御装置５および移動端末装置１に保持されているデータがすべて廃棄されてしまう。
【００２１】
さらに、無線ネットワーク制御装置５が送信したリセットメッセージがバッファ３４での遅延により移動端末装置１に直ちに届かない場合、無線ネットワーク制御装置５は、タイマが満了するたびに、リセットメッセージを再送する。無線ネットワーク制御装置５は、リセットメッセージを送信するたびに送信回数（Ｒ）をカウントアップし、この値が所定回数（図７の例では３回）に達すると、無線回線２の異常と判断し、移動端末装置１が使用している無線回線２の切断を行う。
【００２２】
このように、バッファでの待ち時間のみに基づいた従来のフロー制御では、無線基地局装置と移動端末装置との間の無線回線での伝送がベストエフォート型で行われるような通信システム（例えば、上記ＨＳＤＰＡ）には対応できない。
【００２３】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、無線基地局装置と移動端末装置との間の無線回線での伝送がベストエフォート型で行われるような通信システムにおいて、バッファでの待ち時間を小さくすることができる無線基地局装置を提供することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
本発明の無線基地局装置は、無線ネットワーク制御装置から転送されるデータの転送レートを決定する決定手段と、前記無線ネットワーク制御装置から前記転送レートで転送されたデータを一時的に蓄積する蓄積手段と、前記蓄積手段に蓄積されたデータを移動端末装置へ無線送信する送信手段と、前記蓄積手段におけるデータの待ち時間を測定する待ち時間測定手段と、前記移動端末装置へ無線送信されるデータの平均伝送レートを算出する伝送レート算出手段と、を具備し、前記決定手段は、前記平均伝送レートに前記待ち時間に応じた係数を乗じた値を前記転送レートとする構成を採る。
【００２５】
この構成によれば、無線基地局装置と移動端末装置との間の無線回線での伝送レートが時間的に変化する場合においても、バッファにおけるデータの待ち時間を小さくすることができる。その結果、無線ネットワーク制御装置および移動端末装置に保持されているデータがすべて廃棄されてしまうことを防止できるとともに、移動端末装置が使用している無線回線が切断されてしまうことを防止できる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係る移動体通信システムの構成を示すブロック図である。
【００２７】
図１に示す移動体通信システムは、移動端末装置１００、無線基地局装置３００、無線ネットワーク制御装置５００、コアネットワーク６００により構成されている。移動端末装置１００と無線基地局装置３００との間は無線回線２００により接続されている。また、無線基地局装置３００と無線ネットワーク制御装置５００との間は有線回線４００により接続されている。また、無線回線２００での伝送はベストエフォート型で行われるため、伝送レートは時間と共に変化する。
【００２８】
無線ネットワーク制御装置５００は、コアネットワーク６００から入力されるデータを、無線基地局装置３００から指示される転送レートで、無線基地局装置３００に有線回線４００を介して転送する。転送されたデータは、無線基地局装置３００の受信部３１１によって受信され、バッファ３０４に一時的に蓄積される。この一時的に蓄積されたデータは、下りチャネルの回線状態に応じてスケジューリング部３０３によって決定されるスケジューリングに従って無線送信部３０１に入力され、無線送信部３０１で所定の無線処理を施された後、無線回線２００を介して移動端末装置１００へ送信される。
【００２９】
データ量測定部３０５は、バッファ３０４に蓄積されたデータ量を測定する。測定されたデータ量は待ち時間測定部３０６および伝送レート算出部３０７に知らされる。
【００３０】
伝送レート算出部３０７は、スケジューリング部３０３からの情報に基づいて、移動端末装置１００へ無線送信されるデータの平均伝送レートを算出する。スケジューリング部３０３は、スケジューリング結果、すなわち、どのタイムスロット（どの時刻）で、どの移動端末装置に、どれだけのデータを実際に送信したのか、または、仮に常に送信機会を得られるような通信環境であったとした場合にどれだけのデータを送信することが可能であったのかを示す情報を伝送レート算出部３０７に送る。よって、伝送レート算出部３０７では、移動端末装置毎に、実際の平均伝送レートまたは仮想の平均伝送レートを求めることができる。たとえば、１０秒間に合計で３２０ｋｂｉｔｓのデータが移動端末装置１００に実際に送信された場合には、実際の平均伝送レートが３２ｋｂｐｓと算出される。また、実際には１０秒間に合計で３２０ｋｂｉｔｓのデータを送信する機会しか得られなかったが、仮に１０秒間常に送信できる機会を得られていれば合計で３Ｍｂｉｔｓのデータを送信することが可能であった場合は、仮想の平均伝送レートが３００ｋｂｐｓと算出される。そして、伝送レート算出部３０７は、データ量測定部３０５によって測定されたデータ量に応じて、実際の平均伝送レートまたは仮想の平均伝送レートのいずれかを算出する。すなわち、データ量測定部３０５によって測定されたデータ量がしきい値以上の場合は実際の平均伝送レートを算出し、データ量測定部３０５によって測定されたデータ量がしきい値未満の場合は仮想の平均伝送レートを算出する。このように、バッファ３０４に蓄積されているデータ量に基づいて平均伝送レートの算出方法を切り替えることにより、バースト的なトラヒックが発生した場合でも、無線基地局装置３００は無線ネットワーク制御装置５００に対して最適な転送レートを指示することができる。そして、このようにして算出された平均伝送レートは、待ち時間測定部３０６および転送レート決定部３０８に知らされる。
【００３１】
なお、バースト的なトラヒックが発生することがほとんどない場合は、処理を簡単にするために、上記のような平均伝送レートの算出方法の切り替えを行わず、実際の平均伝送レートまたは仮想の平均伝送レートの一方を固定的に用いるようにしてもよい。
【００３２】
待ち時間測定部３０６は、バッファ３０４におけるデータの待ち時間を測定する。待ち時間測定部３０６は、データ量測定部３０５で測定されたデータ量と伝送レート算出部３０７で算出された伝送レートとから、以下の式（１）に従って、バッファ３０４におけるデータの待ち時間を測定する。
待ち時間＝バッファ３０４におけるデータ量／平均伝送レート …（１）
【００３３】
つまり、待ち時間測定部３０６は、データ量測定部３０５によって測定されたデータ量を伝送レート算出部３０７によって算出された平均伝送レートで除した値を、バッファ３０４におけるデータの待ち時間とする。このようにして待ち時間を求めることにより、将来の待ち時間も予測することができ、その結果適切なフロー制御を行うことができる。そして、このようにして測定された待ち時間は、転送レート決定部３０８に知らされる。
【００３４】
転送レート決定部３０８は、伝送レート算出部３０７で算出された平均伝送レートと待ち時間測定部３０６で測定された待ち時間とから、以下の式（２）に従って、無線ネットワーク制御装置５００から無線基地局装置３００へ転送されるデータの転送レートを決定する。
転送レート＝平均伝送レート×α …（２）
【００３５】
ここで、上式（２）における係数αは、待ち時間に応じて定まる係数であり、０〜１の間で変化し、待ち時間が大きくなるほど小さくなる。たとえば、転送レート決定部３０８は、図２に示すテーブルを有し、待ち時間に応じた係数αを求まる。図２の例では、待ち時間が０以上１００ｍｓ未満の場合はα＝１となり、待ち時間が１００ｍｓ以上２００ｍｓ未満の場合はα＝０．７となり、待ち時間が２００ｍｓ以上３００ｍｓ未満の場合はα＝０．５となり、待ち時間が３００ｍｓ以上４００ｍｓ未満の場合はα＝０．３となり、待ち時間が５００ｍｓ以上の場合はα＝０となる。よって、上式（２）より、待ち時間が大きくなるほど転送レートは小さくなり、待ち時間が５００ｍｓ以上では転送レートは０になる。つまり、待ち時間が５００ｍｓ以上では無線ネットワーク制御装置５００から無線基地局装置３００へのデータの転送は停止される。このように、転送レート決定部３０８は、平均伝送レートに待ち時間に応じた係数αを乗じた値を転送レートとして決定する。そして、決定した転送レートを転送パラメータ決定部３０９に知らせる。
【００３６】
転送パラメータ決定部３０９は、転送レート決定部３０８から知らされた転送レートになるように、転送パラメータのクレジット（１回のデータ転送処理において転送すべきデータの量）、インターバル（データ転送処理を実行する間隔）、およびレピティション・ピリオド（データ転送処理を繰り返す回数）を決定する。このようにして決定された転送パラメータは、送信部３１２から有線回線４００を介して無線ネットワーク制御装置５００に送られる。
【００３７】
ここで、図３に示す構成により待ち時間を測定することも可能である。すなわち、無線基地局装置３００はＴＳ（タイムスタンプ）付与部３１３を有し、データがバッファ３０４に入力される際に、ＴＳ付与部３１３によって、そのデータに時刻情報であるタイムスタンプが付与される。待ち時間測定部３０６は、タイムスタンプが付与されているデータがバッファ３０４から出力される際に、そのタイムスタンプによって示される時刻と、そのデータがバッファ３０４から出力された時刻との差を待ち時間として測定する。このようにして待ち時間を測定することにより、現時点における正確な待ち時間を測定することができ、その結果、精度の高いフロー制御を行うことができる。
【００３８】
なお、送信部３１０および受信部３１１は無線基地局装置３００のＦＰ（Ｆｒａｍｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）処理部３１０に存在し、ＨＳ−ＤＳＣＨ ＦＰ（Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｓｈａｒｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｆｒａｍｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）に基づいた送受信を行う。また、スケジューリング部３０３、バッファ３０４、データ量測定部３０５、待ち時間測定部３０６、伝送レート算出部３０７、転送レート決定部３０８、転送パラメータ決定部３０９およびＴＳ付与部３１３は、無線基地局装置３００のＭＡＣ−ｈｓ（Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｕｓｅｄ ｆｏｒ ｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄ）処理部３０２に存在する。
【００３９】
次いで、無線ネットワーク制御装置５００の構成について説明する。図４は、本発明の一実施の形態に係る無線ネットワーク制御装置の構成を示すブロック図である。ＦＰ（Ｆｒａｍｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）処理部５０１は、無線基地局装置３００から送信された転送パラメータを、ＨＳ−ＤＳＣＨ ＦＰ（Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｓｈａｒｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｆｒａｍｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）に基づいて受信する。そして、その転送パラメータに従って、無線基地局装置３００へデータを転送する。つまり、ＦＰ処理部５０１は、無線基地局装置３００で決定された転送レートでデータを転送する。また、ＦＰ処理部５０１は、無線基地局装置３００へ転送するデータの転送レートと、ＲＬＣ（Ｒａｄｉｏ Ｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ）処理部５０３から出力されるデータのレートとを一致させるために、受信した転送パラメータをＲＬＣ処理部５０３に送る。すなわち、ＦＰ処理部５０１は、無線基地局装置３００で決定された転送レートをＲＬＣ処理部５０３にも通知する。ここで、ＦＰ処理部５０１は、転送レートをＲＬＣ処理部５０３へ直接通知してもよいし、ＭＡＣ−ｄ処理部５０２を介して通知してもよい。ＲＬＣ処理部５０３は、選択再送型の再送制御プロトコルに基づいてデータの再送制御を行う機能を有し、ＭＡＣ−ｄ処理部５０２に出力するデータのレートを、ＦＰ処理部５０１から通知された転送レートに制御する。ＭＡＣ−ｄ（Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｕｓｅｄ ｆｏｒ ｄｅｄｉｃａｔｅｄ）処理部５０２は、ＲＬＣ処理部５０３から入力されるデータに対してＭＡＣ−ｄ処理を施してＦＰ処理部５０１に入力する。このようにして、無線基地局装置３００へ転送するデータの転送レートとＲＬＣ処理部５０３から出力されるデータのレートとを一致させることにより、ＦＰ処理部５０１が有するバッファにおいてデータの待ち時間が発生しなくなる。よって、無線ネットワーク制御装置５００から移動端末装置１００までの間の伝送遅延をより抑えることができる。
【００４０】
なお、ＲＬＣ処理部５０３で行われる選択再送型の再送制御プロトコルのＲＬＣ処理では、移動端末装置１００から通知されるＡＣＫまたはＮＡＣＫ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ ＡＣＫｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ：否定応答）に基づき、送信済のデータの中からＮＡＣＫと通知されたデータを選択して再送する。また、ＭＡＣ−ｄ処理部５０２で行われるＭＡＣ−ｄ処理では、ＲＬＣ処理部５０３から入力されるデータにＭＡＣ−ｄヘッダを付与して、ＦＰ処理部５０１へ送る。なお、ＲＬＣ処理およびＭＡＣ−ｄ処理の詳細については、３ＧＰＰ， ＴＳ２５．３２１ Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ （ＭＡＣ） ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ， Ｖ３．１４．０に記載されている。
【００４１】
次に、動作シーケンスについて図５を用いて説明する。
【００４２】
まず、無線基地局装置３００がデータの転送を許可する転送パラメータ１を決定し、無線ネットワーク制御装置５００に送信する。
【００４３】
この転送パラメータ１を受信した無線ネットワーク制御装置５００は、受信した転送パラメータ１の指示に従って、データの転送を開始する。無線ネットワーク制御装置５００から転送されたデータ０〜１０は、無線基地局装置３００のバッファ３０４に蓄積される。その後、スケジューリング部３０３でのスケジューリングに従い、バッファ３０４に蓄積されているデータは順に移動端末装置１００に送信される。
【００４４】
このとき、データ０が無線回線２００での伝送誤りにより破棄されたものとする。移動端末装置１００は、次のデータ１を受信すると、シーケンス番号の不連続から、データ０が伝送中に廃棄されたことを検出する。そして、受信状態の通知としてデータ０の再送要求（再送要求０）を無線ネットワーク制御装置５００に対して送信する。同時に、受信状態の通知の間隔を制御するためのタイマを起動させる。無線ネットワーク制御装置５００は、再送要求０を受信すると、転送パラメータ２によって指示された転送レートでデータ０を再送する。なお、転送パラメータ１の送信から所定時間経過する毎に、上記のようにして決定された転送レートを指示するための転送パラメータ２および転送パラメータ３が無線基地局装置３００から無線ネットワーク制御装置５００に送信される。
【００４５】
再送されたデータ０は、無線基地局装置３００のバッファ３０４に蓄積される。ここで、無線基地局装置３００が上記のようにして転送レートを決定し、バッファ３０４での待ち時間を、移動端末装置１００からの受信状態の通知の間隔（移動端末装置１００のタイマ起動から満了までの時間）よりも小さく抑えるようにするので、再送されたデータ０は、受信状態の通知間隔よりも小さい時間内にバッファ３０４から出力され、移動端末装置１００へ送信される。この結果、図５に示すように、バッファ３０４におけるデータ０の待ち時間を小さく抑えることができる。
【００４６】
そして、データ０を受信した移動端末装置１００は、タイマが満了すると、再送されたデータ０も含めデータ１１までのデータがすべて正常に受信できたことを無線ネットワーク制御装置５００に通知する。
【００４７】
その後、正常受信の通知を受けた無線ネットワーク制御装置５００は、転送パラメータ３によって指示された転送レートで、データ１２以降を転送する。
【００４８】
このように、本実施の形態によれば、無線基地局装置から移動端末装置への平均伝送レートと無線基地局装置のバッファにおける待ち時間の双方を考慮して無線ネットワーク制御装置から無線基地局装置への転送レートを決定し、さらに、その転送レートと無線ネットワーク制御装置のＲＬＣ処理部から出力されるデータのレートとを一致させるため、無線ネットワーク制御装置が過剰な量のデータを下位レイヤへ転送することを防ぐことができる。また、データの再送が発生した場合においても、再送されたデータが移動端末装置に届くまでに要する時間を小さくし、その結果、無線ネットワーク制御装置および移動端末装置に保持されているデータがすべて廃棄されてしまうことを防止できるとともに、移動端末装置が使用している無線回線が切断されてしまうことを防止できる。
【００４９】
なお、無線基地局装置３００のバッファ３０４におけるデータ量にしきい値を設け、バッファ３０４に蓄積されたデータ量がしきい値以上となる場合は、転送レートを０に設定することで無線ネットワーク制御装置５００に対してデータの転送を停止させ、逆に、バッファ３０４に蓄積されたデータ量がしきい値未満の場合は、上述したような転送レート決定方法によりフロー制御を行うようにしてもよい。このようにすることにより、無線ネットワーク制御装置５００から転送されたデータがバッファ３０４から溢れてしまうことを確実に防ぐことができる。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、無線基地局装置と移動端末装置との間の無線回線での伝送がベストエフォート型で行われるような通信システムにおいて、バッファでの待ち時間を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る移動体通信システムの構成を示すブロック図
【図２】本発明の一実施の形態に係る無線基地局装置が有するテーブル
【図３】本発明の一実施の形態に係る別の無線基地局装置の構成を示すブロック図
【図４】本発明の一実施の形態に係る無線ネットワーク制御装置の構成を示すブロック図
【図５】本発明の一実施の形態に係る移動体通信システムの動作シーケンス
【図６】従来の移動体通信システムの構成を示すブロック図
【図７】従来の移動体通信システムの動作シーケンス
【符号の説明】
１００ 移動端末装置
２００ 無線回線
３００ 無線基地局装置
３０１ 無線送信部
３０２ ＭＡＣ−ｈｓ処理部
３０３ スケジューリング部
３０４ バッファ
３０５ データ量測定部
３０６ 待ち時間測定部
３０７ 伝送レート算出部
３０８ 転送レート決定部
３０９ 転送パラメータ決定部
３１０ ＦＰ処理部
３１１ 受信部
３１２ 送信部
３１３ ＴＳ付与部
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動端末装置と無線基地局装置との間の通信にいわゆるベストエフォート型の伝送方式が適用される移動体通信システムにおける無線基地局装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、移動体通信システムにおいては、移動端末装置と無線基地局装置との間のデータ伝送に対するＨＳＤＰＡ（Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｐａｃｋｅｔ Ａｃｃｅｓｓ）技術の適用に関し、様々な検討が行われている。ＨＳＤＰＡは、３ＧＰＰ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）において標準化が進められている技術である（たとえば非特許文献１、非特許文献２参照）。ＨＳＤＰＡでは、適応変調やＨ−ＡＲＱ（Ｈｙｂｒｉｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｒｅｐｅａｔ ｒｅＱｕｅｓｔ）、通信先移動端末装置の高速選択、無線回線の状況に応じた伝送パラメータの適応制御等を無線回線に適用することにより、無線基地局装置から移動端末装置への下り回線の高速化を実現している。
【０００３】
ＨＳＤＰＡでは、１つの無線チャネルを複数の移動端末装置で共有する伝送方式であるため、いわゆるベストエフォート型の通信となる。ＨＳＤＰＡでは、複数の移動端末装置が下りチャネルの回線状態を無線基地局装置に報告し、無線基地局装置が、複数の移動端末装置へのデータの送信順序をスケジューリングする。
【０００４】
ＨＡＤＰＡのような移動端末装置および無線基地局装置の間の無線区間における高速データ伝送を実現するために、無線基地局装置と無線ネットワーク制御装置との間の有線区間におけるデータ伝送のスループットを向上できるフロー制御技術が強く求められている。以下、無線基地局装置と無線ネットワーク制御装置との有線区間における従来のフロー制御について説明する。図６は、従来の移動体通信システムの構成を示すブロック図である。
【０００５】
図６に示す移動体通信システムは、移動端末装置１、無線基地局装置３、無線ネットワーク制御装置５、コアネットワーク６により構成されている。移動端末装置１と無線基地局装置３との間は無線回線２により接続されている。また、無線基地局装置３と無線ネットワーク制御装置５との間は有線回線４により接続されている。
【０００６】
無線ネットワーク制御装置５は、コアネットワーク６から入力されるデータをフロー制御に従って無線基地局装置３に有線回線４を介して転送する。転送されたデータは、受信部３８によって受信され、バッファ３４に一時的に蓄積される。この一時的に蓄積されたデータは、下りチャネルの回線状態に応じてスケジューリング部３３によって決定されるスケジューリングに従って無線送信部３１に入力され、無線送信部３１で所定の無線処理を施された後、無線回線２を介して移動端末装置１へ送信される。また、転送パラメータ決定部３５は、バッファ３４に蓄積されているデータ量に基づいてフロー制御のための転送パラメータを決定する。その転送パラメータは、送信部３７から有線回線４を介して無線ネットワーク制御装置５に送られる。
【０００７】
なお、送信部３７および受信部３８は無線基地局装置３のＦＰ（Ｆｒａｍｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）処理部３６に存在し、ＨＳ−ＤＳＣＨ ＦＰ（Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｓｈａｒｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｆｒａｍｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）に基づいた送受信を行う。また、スケジューリング部３３、バッファ３４、転送パラメータ決定部３５は、無線基地局装置３のＭＡＣ−ｈｓ（Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｕｓｅｄ ｆｏｒ ｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄ）処理部３２に存在する。
【０００８】
次いで、従来のフロー制御について説明する。従来のフロー制御は、バッファ３４に蓄積されているデータ量に基づいて行われる。すなわち、転送パラメータ決定部３５が、バッファ３４に蓄積されているデータ量にしきい値を設け、バッファ３４に蓄積されているデータ量がしきい値以上の場合は無線ネットワーク制御装置５に対してデータ転送の停止を指示する転送パラメータを決定し、その後バッファ３４に蓄積されているデータ量がしきい値以下になった場合にデータ転送の再開を無線ネットワーク制御装置５に対して指示する転送パラメータを決定する。
【０００９】
なお、転送パラメータは、１回のデータ転送処理において転送すべきデータの量を示すクレジット（Ｃｒｅｄｉｔｓ）、データ転送処理を実行する間隔を示すインターバル（Ｉｎｔｅｒｖａｌ）およびデータ転送処理を繰り返す回数を示すレピティション・ピリオド（Ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ Ｐｅｒｉｏｄ）からなる。
【００１０】
このように、無線基地局装置３が、バッファ３４に蓄積されているデータ量に基づいて転送停止、転送再開を無線ネットワーク制御装置５に指示することにより、無線ネットワーク制御装置から転送されたデータがバッファ３４から溢れてしまうことや、バッファ３４が空になってしまい移動端末装置１へのデータ送信が中断してしまうことを防ぐことができる。
【００１１】
【非特許文献１】
３ＧＰＰ， ＴＳ２５．４０１ ＵＴＲＡＮ ｏｖｅｒａｌｌ ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ， Ｖ３．１０．０
【非特許文献２】
３ＧＰＰ， ＴＲ２５．８５８ Ｐｈｙｓｉｃａｌ ｌａｙｅｒ ａｓｐｅｃｔｓ ｏｆ ＵＴＲＡ Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｐａｃｋｅｔ Ａｃｃｅｓｓ， Ｖ５．０．０
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、ＨＳＤＰＡでは、無線基地局装置３から移動端末装置１への無線回線２でのデータ伝送はベストエフォート型で行われるため、データの伝送レートが時間的に変化する。また、上記従来のフロー制御では、無線基地局装置３と移動端末装置１との間の伝送レートの変化にかかわらず、無線基地局装置３のバッファ３４に蓄積されるデータ量を常に一定に保とうとする。よって、無線基地局装置３と移動端末装置１との間の伝送レートに応じて、データがバッファ３４に蓄積されている時間（待ち時間）が変化する。例えば、バッファ３４に蓄積されているデータ量が６４ｋｂｉｔｓの場合、伝送レートが６４ｋｂｐｓなら待ち時間は１ｓｅｃ、伝送レートが３２ｋｂｐｓなら待ち時間は２ｓｅｃ、伝送レートが１６ｋｂｐｓなら待ち時間は４ｓｅｃとなる。つまり、無線基地局装置３と移動端末装置１との間の伝送レートが低いほど、待ち時間が大きくなってしまう。
【００１３】
また、無線基地局装置３と移動端末装置１との間の伝送中に生じる伝送誤りによりデータが廃棄されると、移動端末装置１からの再送要求に応じて無線ネットワーク制御装置５からデータが再送される。再送されたデータは、無線基地局装置３と移動端末装置１との間の伝送レートが低いと、バッファ３４での待ち時間が大きくなるため、移動端末装置１に直ちに届かない。所定時間経過しても移動端末装置１にデータが届かない場合、無線ネットワーク制御装置５は、同一データの再送を繰り返し行ってしまう。そして、再送回数が所定のしきい値に達すると、無線ネットワーク制御装置５は、移動端末装置１に対してリセットメッセージを送信する。このリセットメッセージを受信した移動端末装置１は、リセットメッセージに対するＡＣＫ（ＡＣＫｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ：肯定応答）を無線ネットワーク制御装置５に送信するとともに、自装置内に保持しているデータをすべて廃棄する。また、ＡＣＫを受信した無線ネットワーク制御装置５も、自装置内に保持しているデータをすべて廃棄する。このように、移動端末装置１および無線ネットワーク制御装置５が保持しているデータをすべて廃棄すると、通信の中断が生じてしまう。
【００１４】
また、無線ネットワーク制御装置５が送信したリセットメッセージが、無線基地局装置３のバッファ３４での遅延により移動端末装置１に直ちに届かず、その結果、無線ネットワーク制御装置５が、リセットメッセージの再送を繰り返し行ってしまうことも考えられる。この場合、リセットメッセージの再送回数が所定のしきい値に達すると、無線ネットワーク制御装置５は、無線回線２に異常があると判断し、移動端末装置１が使用している無線回線２の切断を行う。このようにして無線回線２が切断されてしまうと、移動端末装置１は、利用していた通信サービスを受けられなくなってしまう。
【００１５】
以下、上記課題についてシーケンス図を用いて具体的に説明する。図７は、従来の移動体通信システムの動作シーケンス図である。
【００１６】
まず、無線基地局装置３の転送パラメータ決定部３５がバッファ３４に蓄積されているデータ量がしきい値以下であることを確認して、データの転送を許可する転送パラメータを決定する。この転送パラメータは送信部３７から無線ネットワーク制御装置５に送信される。
【００１７】
無線ネットワーク制御装置５は、受信した転送パラメータの指示に従って、データの転送を開始する。無線ネットワーク制御装置５から転送されたデータ０〜１２７は、無線基地局装置３のバッファ３４に蓄積される。その後、スケジューリング部３３でのスケジューリングに従い、バッファ３４に蓄積されているデータは無線送信部３１から順に移動端末装置１に送信される。
【００１８】
このとき、データ０が無線回線２での伝送誤りにより破棄されたものとする。移動端末装置１は、次のデータ１を受信すると、シーケンス番号の不連続から、データ０が伝送中に廃棄されたことを検出する。そして、受信状態の通知としてデータ０の再送要求（再送要求０）を無線ネットワーク制御装置５に対して送信する。同時に、受信状態の通知の間隔を制御するためのタイマを起動させる。無線ネットワーク制御装置５は、再送要求０を受信すると、データ０を再送する。
【００１９】
再送されたデータ０は、無線基地局装置３のバッファ３４に蓄積される。しかし、先に蓄積されているデータがすべて送信されていないため、再送されたデータ０は移動端末装置１に直ちには送信されない。再送されたデータ０が移動端末装置１に送信されるまでの間に、無線基地局装置３からはバッファ３４に蓄積されている他のデータ（データ２〜１２７）が順に移動端末装置１に送信される。つまり、再送されたデータ０はデータ１２７が送信されるまでバッファ３４に蓄積されたままになる。この結果、図７に示すように、バッファ３４におけるデータ０の待ち時間が非常に大きくなってしまう。
【００２０】
そして、移動端末装置１は、タイマが満了しても未だ再送要求したデータ０を受信できていないため、再度、再送要求０を無線ネットワーク制御装置５に対して送信する。無線ネットワーク制御装置５は、同一のデータ（データ０）を再送するたびに送信回数（Ｄ）をカウントアップし、この値が所定回数（図７の例では４回）に達すると移動端末装置１に対してリセットメッセージを送信する。これにより、上記のように、無線ネットワーク制御装置５および移動端末装置１に保持されているデータがすべて廃棄されてしまう。
【００２１】
さらに、無線ネットワーク制御装置５が送信したリセットメッセージがバッファ３４での遅延により移動端末装置１に直ちに届かない場合、無線ネットワーク制御装置５は、タイマが満了するたびに、リセットメッセージを再送する。無線ネットワーク制御装置５は、リセットメッセージを送信するたびに送信回数（Ｒ）をカウントアップし、この値が所定回数（図７の例では３回）に達すると、無線回線２の異常と判断し、移動端末装置１が使用している無線回線２の切断を行う。
【００２２】
このように、バッファでの待ち時間のみに基づいた従来のフロー制御では、無線基地局装置と移動端末装置との間の無線回線での伝送がベストエフォート型で行われるような通信システム（例えば、上記ＨＳＤＰＡ）には対応できない。
【００２３】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、無線基地局装置と移動端末装置との間の無線回線での伝送がベストエフォート型で行われるような通信システムにおいて、バッファでの待ち時間を小さくすることができる無線基地局装置を提供することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
本発明の無線基地局装置は、無線ネットワーク制御装置から転送されるデータの転送レートを決定する決定手段と、前記無線ネットワーク制御装置から前記転送レートで転送されたデータを一時的に蓄積する蓄積手段と、前記蓄積手段に蓄積されたデータを移動端末装置へ無線送信する送信手段と、前記蓄積手段におけるデータの待ち時間を測定する待ち時間測定手段と、前記移動端末装置へ無線送信されるデータの平均伝送レートを算出する伝送レート算出手段と、を具備し、前記決定手段は、前記平均伝送レートに前記待ち時間に応じた係数を乗じた値を前記転送レートとする構成を採る。
【００２５】
この構成によれば、無線基地局装置と移動端末装置との間の無線回線での伝送レートが時間的に変化する場合においても、バッファにおけるデータの待ち時間を小さくすることができる。その結果、無線ネットワーク制御装置および移動端末装置に保持されているデータがすべて廃棄されてしまうことを防止できるとともに、移動端末装置が使用している無線回線が切断されてしまうことを防止できる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係る移動体通信システムの構成を示すブロック図である。
【００２７】
図１に示す移動体通信システムは、移動端末装置１００、無線基地局装置３００、無線ネットワーク制御装置５００、コアネットワーク６００により構成されている。移動端末装置１００と無線基地局装置３００との間は無線回線２００により接続されている。また、無線基地局装置３００と無線ネットワーク制御装置５００との間は有線回線４００により接続されている。また、無線回線２００での伝送はベストエフォート型で行われるため、伝送レートは時間と共に変化する。
【００２８】
無線ネットワーク制御装置５００は、コアネットワーク６００から入力されるデータを、無線基地局装置３００から指示される転送レートで、無線基地局装置３００に有線回線４００を介して転送する。転送されたデータは、無線基地局装置３００の受信部３１１によって受信され、バッファ３０４に一時的に蓄積される。この一時的に蓄積されたデータは、下りチャネルの回線状態に応じてスケジューリング部３０３によって決定されるスケジューリングに従って無線送信部３０１に入力され、無線送信部３０１で所定の無線処理を施された後、無線回線２００を介して移動端末装置１００へ送信される。
【００２９】
データ量測定部３０５は、バッファ３０４に蓄積されたデータ量を測定する。測定されたデータ量は待ち時間測定部３０６および伝送レート算出部３０７に知らされる。
【００３０】
伝送レート算出部３０７は、スケジューリング部３０３からの情報に基づいて、移動端末装置１００へ無線送信されるデータの平均伝送レートを算出する。スケジューリング部３０３は、スケジューリング結果、すなわち、どのタイムスロット（どの時刻）で、どの移動端末装置に、どれだけのデータを実際に送信したのか、または、仮に常に送信機会を得られるような通信環境であったとした場合にどれだけのデータを送信することが可能であったのかを示す情報を伝送レート算出部３０７に送る。よって、伝送レート算出部３０７では、移動端末装置毎に、実際の平均伝送レートまたは仮想の平均伝送レートを求めることができる。たとえば、１０秒間に合計で３２０ｋｂｉｔｓのデータが移動端末装置１００に実際に送信された場合には、実際の平均伝送レートが３２ｋｂｐｓと算出される。また、実際には１０秒間に合計で３２０ｋｂｉｔｓのデータを送信する機会しか得られなかったが、仮に１０秒間常に送信できる機会を得られていれば合計で３Ｍｂｉｔｓのデータを送信することが可能であった場合は、仮想の平均伝送レートが３００ｋｂｐｓと算出される。そして、伝送レート算出部３０７は、データ量測定部３０５によって測定されたデータ量に応じて、実際の平均伝送レートまたは仮想の平均伝送レートのいずれかを算出する。すなわち、データ量測定部３０５によって測定されたデータ量がしきい値以上の場合は実際の平均伝送レートを算出し、データ量測定部３０５によって測定されたデータ量がしきい値未満の場合は仮想の平均伝送レートを算出する。このように、バッファ３０４に蓄積されているデータ量に基づいて平均伝送レートの算出方法を切り替えることにより、バースト的なトラヒックが発生した場合でも、無線基地局装置３００は無線ネットワーク制御装置５００に対して最適な転送レートを指示することができる。そして、このようにして算出された平均伝送レートは、待ち時間測定部３０６および転送レート決定部３０８に知らされる。
【００３１】
なお、バースト的なトラヒックが発生することがほとんどない場合は、処理を簡単にするために、上記のような平均伝送レートの算出方法の切り替えを行わず、実際の平均伝送レートまたは仮想の平均伝送レートの一方を固定的に用いるようにしてもよい。
【００３２】
待ち時間測定部３０６は、バッファ３０４におけるデータの待ち時間を測定する。待ち時間測定部３０６は、データ量測定部３０５で測定されたデータ量と伝送レート算出部３０７で算出された伝送レートとから、以下の式（１）に従って、バッファ３０４におけるデータの待ち時間を測定する。
待ち時間＝バッファ３０４におけるデータ量／平均伝送レート …（１）
【００３３】
つまり、待ち時間測定部３０６は、データ量測定部３０５によって測定されたデータ量を伝送レート算出部３０７によって算出された平均伝送レートで除した値を、バッファ３０４におけるデータの待ち時間とする。このようにして待ち時間を求めることにより、将来の待ち時間も予測することができ、その結果適切なフロー制御を行うことができる。そして、このようにして測定された待ち時間は、転送レート決定部３０８に知らされる。
【００３４】
転送レート決定部３０８は、伝送レート算出部３０７で算出された平均伝送レートと待ち時間測定部３０６で測定された待ち時間とから、以下の式（２）に従って、無線ネットワーク制御装置５００から無線基地局装置３００へ転送されるデータの転送レートを決定する。
転送レート＝平均伝送レート×α …（２）
【００３５】
ここで、上式（２）における係数αは、待ち時間に応じて定まる係数であり、０〜１の間で変化し、待ち時間が大きくなるほど小さくなる。たとえば、転送レート決定部３０８は、図２に示すテーブルを有し、待ち時間に応じた係数αを求まる。図２の例では、待ち時間が０以上１００ｍｓ未満の場合はα＝１となり、待ち時間が１００ｍｓ以上２００ｍｓ未満の場合はα＝０．７となり、待ち時間が２００ｍｓ以上３００ｍｓ未満の場合はα＝０．５となり、待ち時間が３００ｍｓ以上４００ｍｓ未満の場合はα＝０．３となり、待ち時間が５００ｍｓ以上の場合はα＝０となる。よって、上式（２）より、待ち時間が大きくなるほど転送レートは小さくなり、待ち時間が５００ｍｓ以上では転送レートは０になる。つまり、待ち時間が５００ｍｓ以上では無線ネットワーク制御装置５００から無線基地局装置３００へのデータの転送は停止される。このように、転送レート決定部３０８は、平均伝送レートに待ち時間に応じた係数αを乗じた値を転送レートとして決定する。そして、決定した転送レートを転送パラメータ決定部３０９に知らせる。
【００３６】
転送パラメータ決定部３０９は、転送レート決定部３０８から知らされた転送レートになるように、転送パラメータのクレジット（１回のデータ転送処理において転送すべきデータの量）、インターバル（データ転送処理を実行する間隔）、およびレピティション・ピリオド（データ転送処理を繰り返す回数）を決定する。このようにして決定された転送パラメータは、送信部３１２から有線回線４００を介して無線ネットワーク制御装置５００に送られる。
【００３７】
ここで、図３に示す構成により待ち時間を測定することも可能である。すなわち、無線基地局装置３００はＴＳ（タイムスタンプ）付与部３１３を有し、データがバッファ３０４に入力される際に、ＴＳ付与部３１３によって、そのデータに時刻情報であるタイムスタンプが付与される。待ち時間測定部３０６は、タイムスタンプが付与されているデータがバッファ３０４から出力される際に、そのタイムスタンプによって示される時刻と、そのデータがバッファ３０４から出力された時刻との差を待ち時間として測定する。このようにして待ち時間を測定することにより、現時点における正確な待ち時間を測定することができ、その結果、精度の高いフロー制御を行うことができる。
【００３８】
なお、送信部３１０および受信部３１１は無線基地局装置３００のＦＰ（Ｆｒａｍｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）処理部３１０に存在し、ＨＳ−ＤＳＣＨ ＦＰ（Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｓｈａｒｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｆｒａｍｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）に基づいた送受信を行う。また、スケジューリング部３０３、バッファ３０４、データ量測定部３０５、待ち時間測定部３０６、伝送レート算出部３０７、転送レート決定部３０８、転送パラメータ決定部３０９およびＴＳ付与部３１３は、無線基地局装置３００のＭＡＣ−ｈｓ（Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｕｓｅｄ ｆｏｒ ｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄ）処理部３０２に存在する。
【００３９】
次いで、無線ネットワーク制御装置５００の構成について説明する。図４は、本発明の一実施の形態に係る無線ネットワーク制御装置の構成を示すブロック図である。ＦＰ（Ｆｒａｍｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）処理部５０１は、無線基地局装置３００から送信された転送パラメータを、ＨＳ−ＤＳＣＨ ＦＰ（Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｓｈａｒｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｆｒａｍｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）に基づいて受信する。そして、その転送パラメータに従って、無線基地局装置３００へデータを転送する。つまり、ＦＰ処理部５０１は、無線基地局装置３００で決定された転送レートでデータを転送する。また、ＦＰ処理部５０１は、無線基地局装置３００へ転送するデータの転送レートと、ＲＬＣ（Ｒａｄｉｏ Ｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ）処理部５０３から出力されるデータのレートとを一致させるために、受信した転送パラメータをＲＬＣ処理部５０３に送る。すなわち、ＦＰ処理部５０１は、無線基地局装置３００で決定された転送レートをＲＬＣ処理部５０３にも通知する。ここで、ＦＰ処理部５０１は、転送レートをＲＬＣ処理部５０３へ直接通知してもよいし、ＭＡＣ−ｄ処理部５０２を介して通知してもよい。ＲＬＣ処理部５０３は、選択再送型の再送制御プロトコルに基づいてデータの再送制御を行う機能を有し、ＭＡＣ−ｄ処理部５０２に出力するデータのレートを、ＦＰ処理部５０１から通知された転送レートに制御する。ＭＡＣ−ｄ（Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｕｓｅｄ ｆｏｒ ｄｅｄｉｃａｔｅｄ）処理部５０２は、ＲＬＣ処理部５０３から入力されるデータに対してＭＡＣ−ｄ処理を施してＦＰ処理部５０１に入力する。このようにして、無線基地局装置３００へ転送するデータの転送レートとＲＬＣ処理部５０３から出力されるデータのレートとを一致させることにより、ＦＰ処理部５０１が有するバッファにおいてデータの待ち時間が発生しなくなる。よって、無線ネットワーク制御装置５００から移動端末装置１００までの間の伝送遅延をより抑えることができる。
【００４０】
なお、ＲＬＣ処理部５０３で行われる選択再送型の再送制御プロトコルのＲＬＣ処理では、移動端末装置１００から通知されるＡＣＫまたはＮＡＣＫ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ ＡＣＫｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ：否定応答）に基づき、送信済のデータの中からＮＡＣＫと通知されたデータを選択して再送する。また、ＭＡＣ−ｄ処理部５０２で行われるＭＡＣ−ｄ処理では、ＲＬＣ処理部５０３から入力されるデータにＭＡＣ−ｄヘッダを付与して、ＦＰ処理部５０１へ送る。なお、ＲＬＣ処理およびＭＡＣ−ｄ処理の詳細については、３ＧＰＰ， ＴＳ２５．３２１ Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ （ＭＡＣ） ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ， Ｖ３．１４．０に記載されている。
【００４１】
次に、動作シーケンスについて図５を用いて説明する。
【００４２】
まず、無線基地局装置３００がデータの転送を許可する転送パラメータ１を決定し、無線ネットワーク制御装置５００に送信する。
【００４３】
この転送パラメータ１を受信した無線ネットワーク制御装置５００は、受信した転送パラメータ１の指示に従って、データの転送を開始する。無線ネットワーク制御装置５００から転送されたデータ０〜１０は、無線基地局装置３００のバッファ３０４に蓄積される。その後、スケジューリング部３０３でのスケジューリングに従い、バッファ３０４に蓄積されているデータは順に移動端末装置１００に送信される。
【００４４】
このとき、データ０が無線回線２００での伝送誤りにより破棄されたものとする。移動端末装置１００は、次のデータ１を受信すると、シーケンス番号の不連続から、データ０が伝送中に廃棄されたことを検出する。そして、受信状態の通知としてデータ０の再送要求（再送要求０）を無線ネットワーク制御装置５００に対して送信する。同時に、受信状態の通知の間隔を制御するためのタイマを起動させる。無線ネットワーク制御装置５００は、再送要求０を受信すると、転送パラメータ２によって指示された転送レートでデータ０を再送する。なお、転送パラメータ１の送信から所定時間経過する毎に、上記のようにして決定された転送レートを指示するための転送パラメータ２および転送パラメータ３が無線基地局装置３００から無線ネットワーク制御装置５００に送信される。
【００４５】
再送されたデータ０は、無線基地局装置３００のバッファ３０４に蓄積される。ここで、無線基地局装置３００が上記のようにして転送レートを決定し、バッファ３０４での待ち時間を、移動端末装置１００からの受信状態の通知の間隔（移動端末装置１００のタイマ起動から満了までの時間）よりも小さく抑えるようにするので、再送されたデータ０は、受信状態の通知間隔よりも小さい時間内にバッファ３０４から出力され、移動端末装置１００へ送信される。この結果、図５に示すように、バッファ３０４におけるデータ０の待ち時間を小さく抑えることができる。
【００４６】
そして、データ０を受信した移動端末装置１００は、タイマが満了すると、再送されたデータ０も含めデータ１１までのデータがすべて正常に受信できたことを無線ネットワーク制御装置５００に通知する。
【００４７】
その後、正常受信の通知を受けた無線ネットワーク制御装置５００は、転送パラメータ３によって指示された転送レートで、データ１２以降を転送する。
【００４８】
このように、本実施の形態によれば、無線基地局装置から移動端末装置への平均伝送レートと無線基地局装置のバッファにおける待ち時間の双方を考慮して無線ネットワーク制御装置から無線基地局装置への転送レートを決定し、さらに、その転送レートと無線ネットワーク制御装置のＲＬＣ処理部から出力されるデータのレートとを一致させるため、無線ネットワーク制御装置が過剰な量のデータを下位レイヤへ転送することを防ぐことができる。また、データの再送が発生した場合においても、再送されたデータが移動端末装置に届くまでに要する時間を小さくし、その結果、無線ネットワーク制御装置および移動端末装置に保持されているデータがすべて廃棄されてしまうことを防止できるとともに、移動端末装置が使用している無線回線が切断されてしまうことを防止できる。
【００４９】
なお、無線基地局装置３００のバッファ３０４におけるデータ量にしきい値を設け、バッファ３０４に蓄積されたデータ量がしきい値以上となる場合は、転送レートを０に設定することで無線ネットワーク制御装置５００に対してデータの転送を停止させ、逆に、バッファ３０４に蓄積されたデータ量がしきい値未満の場合は、上述したような転送レート決定方法によりフロー制御を行うようにしてもよい。このようにすることにより、無線ネットワーク制御装置５００から転送されたデータがバッファ３０４から溢れてしまうことを確実に防ぐことができる。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、無線基地局装置と移動端末装置との間の無線回線での伝送がベストエフォート型で行われるような通信システムにおいて、バッファでの待ち時間を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る移動体通信システムの構成を示すブロック図
【図２】本発明の一実施の形態に係る無線基地局装置が有するテーブル
【図３】本発明の一実施の形態に係る別の無線基地局装置の構成を示すブロック図
【図４】本発明の一実施の形態に係る無線ネットワーク制御装置の構成を示すブロック図
【図５】本発明の一実施の形態に係る移動体通信システムの動作シーケンス
【図６】従来の移動体通信システムの構成を示すブロック図
【図７】従来の移動体通信システムの動作シーケンス
【符号の説明】
１００ 移動端末装置
２００ 無線回線
３００ 無線基地局装置
３０１ 無線送信部
３０２ ＭＡＣ−ｈｓ処理部
３０３ スケジューリング部
３０４ バッファ
３０５ データ量測定部
３０６ 待ち時間測定部
３０７ 伝送レート算出部
３０８ 転送レート決定部
３０９ 転送パラメータ決定部
３１０ ＦＰ処理部
３１１ 受信部
３１２ 送信部
３１３ ＴＳ付与部
Claims (7)
- 無線ネットワーク制御装置から転送されるデータの転送レートを決定する決定手段と、
前記無線ネットワーク制御装置から前記転送レートで転送されたデータを一時的に蓄積する蓄積手段と、
前記蓄積手段に蓄積されたデータを移動端末装置へ無線送信する送信手段と、
前記蓄積手段におけるデータの待ち時間を測定する待ち時間測定手段と、
前記移動端末装置へ無線送信されるデータの平均伝送レートを算出する伝送レート算出手段と、を具備し、
前記決定手段は、前記平均伝送レートに前記待ち時間に応じた係数を乗じた値を前記転送レートとする、
ことを特徴とする無線基地局装置。 - 前記蓄積手段に蓄積されたデータ量を測定するデータ量測定手段、をさらに具備し、
前記待ち時間測定手段は、前記データ量測定手段によって測定されたデータ量を前記伝送レート算出手段によって算出された平均伝送レートで除した値を前記待ち時間とする、
ことを特徴とする請求項１記載の無線基地局装置。 - 前記蓄積手段に蓄積されたデータ量を測定するデータ量測定手段、をさらに具備し、
前記伝送レート算出手段は、
前記データ量測定手段によって測定されたデータ量がしきい値以上の場合は、実際の平均伝送レートを算出し、
前記データ量測定手段によって測定されたデータ量がしきい値未満の場合は、仮想の平均伝送レートを算出する、
ことを特徴とする請求項１記載の無線基地局装置。 - データが前記蓄積手段に入力される際にそのデータに時刻情報を付与する付与手段、をさらに具備し、
前記待ち時間測定手段は、前記時刻情報によって示される時刻と、前記データが前記蓄積手段から出力される時刻とから前記待ち時間を測定する、
ことを特徴とする請求項１記載の無線基地局装置。 - 請求項１記載の無線基地局装置によって決定された転送レートで前記無線基地局装置へデータを転送する転送手段と、
選択再送型の再送制御プロトコルに基づいてデータの再送制御を行う制御手段と、を具備し、
前記転送手段が前記制御手段に対して前記転送レートを通知して、前記転送手段における転送レートと前記制御手段における転送レートとを一致させる、
ことを特徴とする無線ネットワーク制御装置。 - 無線ネットワーク制御装置から転送されるデータの転送レートを決定し、前記無線ネットワーク制御装置から前記転送レートで転送されたデータを一時的にバッファに蓄積し、前記バッファに蓄積されたデータを移動端末装置へ無線送信する無線基地局装置において使用される転送レート決定方法であって、
前記移動端末装置へ無線送信されるデータの平均伝送レートに前記バッファにおけるデータの待ち時間に応じた係数を乗じた値を無線ネットワーク制御装置から転送されるデータの転送レートとする、
ことを特徴とする転送レート決定方法。 - 前記バッファに蓄積されたデータ量がしきい値以上となる場合に、前記無線ネットワーク制御装置から転送されるデータの転送レートを０に設定してデータの転送を停止させる、
ことを特徴とする請求項６記載の転送レート決定方法。
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