JP2007251668A

JP2007251668A - 無線通信システム、無線基地局、伝送レート決定方法、および無線通信システムのプログラム

Info

Publication number: JP2007251668A
Application number: JP2006073315A
Authority: JP
Inventors: Ryuichi Saida; 隆一歳田
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2006-03-16
Filing date: 2006-03-16
Publication date: 2007-09-27
Anticipated expiration: 2026-03-16
Also published as: US20070217334A1; JP4757672B2; US8310966B2

Abstract

【課題】無線基地局による各伝送レートへの接続制御をより柔軟に行うことで、無線通信端末からの電波強度などに基づいた効率的な伝送レート決定を行いながらも、無線基地局の接続能力に余裕がある限り高速な伝送レートで接続させることができるようにする。
【解決手段】無線基地局２の接続能力に対して、さらに１台の無線通信端末を接続させてさらに余裕がある場合、換言すれば、送受信トラフィックが予め定められた余裕閾値以下である場合（ステップＳ３；Ｙｅｓ）、接続させる伝送レートを決定するためのレート決定閾値を予め定められた値だけ下げ、デフォルト（初期値）のレート決定閾値で決定される伝送レートよりもより高速な伝送レートで接続できるようにして伝送レートを決定し（ステップＳ４）、接続させる（ステップＳ６）。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えば無線ＬＡＮ（Local Area Network）など、無線通信に当たって複数の伝送レートをサポートする無線通信システム、無線基地局、伝送レート決定方法、および無線通信システムのプログラムに関する。

従来より、無線ＬＡＮなどの無線通信システムでは、複数の伝送レートをサポートしたマルチレート通信が行われている。
例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格に定められる無線ＬＡＮでは、１１，５．５，２，１Ｍｂｐｓの４つ、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格では５４，４８，３６，２４，１８，１２，９，６Ｍｂｐｓの８つ（５４，４８，３６，１８，９Ｍｂｐｓはオプション）の伝送レートがそれぞれ規定されている。

こうしたマルチレート通信では、基本的に伝送レートが低いほど長い距離の通信を行うことができるため、図６に示すように、無線基地局は自局近傍の無線通信端末とは高い伝送レートで通信を行い、自局から遠くの無線通信端末とは低いレートに切り替えて通信を行うと、広いエリアで効率的に無線通信を行うことができる。

一般に、マルチレート通信方式でダイナミックにレートが切り替わると占有帯域の正確な計算が困難であるため、特に無線音声端末を使用する場合などでは、無線通信による音声品質を確保するために、電波強度に応じて割り当てられる伝送レートを上述した図６のように固定する方法が用いられている。
この無線基地局で割り当てる伝送レートは、経験的な値により予め定められることとなっていた。

また、従来のＣＤＭＡ通信システムとして、基地局が自局を通じた通信のトラフィック量に余裕があると、移動局との間に複数の通信リンクを確立するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−３３１１２３号公報

しかしながら、マルチレート通信方式として上述した従来の無線通信システムでは、電波強度に応じて予め定められた伝送レートで接続されるため、例えばトラフィック量が少ないなど、無線基地局が有する接続能力に余裕がある場合であっても、予め定められた伝送レートで接続されてしまっていた。すなわち、無線基地局が有する接続能力を最大限に活用すればより高速な伝送レートでの接続が可能な場合であっても、電波強度に応じて予め定められた伝送レートで接続されてしまっていた。

また、上述した特許文献１のものは、単一の伝送レートにおける無線通信で高速化を図るものであり、各伝送レートへの接続制御を工夫することでより高速な伝送レートに接続させることについてまで考慮されたものではなかった。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、無線基地局による各伝送レートへの接続制御をより柔軟に行うことで、無線通信端末からの電波強度などに基づいた効率的な伝送レート決定を行いながらも、無線基地局の接続能力に余裕がある限り高速な伝送レートで接続させることができる無線通信システム、無線基地局、伝送レート決定方法、および無線通信システムのプログラムを提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために、本発明の第１の態様としての無線通信システムは、無線通信端末との無線通信接続を制御する無線基地局と、無線基地局での通信における各種制御を行うシステム制御装置とを備え、複数の伝送レートをサポートする無線通信システムであって、トラフィック量が閾値以下であるか否かを判定するトラフィック判定手段と、接続させる伝送レートを決定する伝送レート決定手段と、トラフィック判定手段による判定結果に基づいて、伝送レート決定手段による伝送レートの決定方法を変更する決定方法変更手段と、を備えたことを特徴とする。

上記した決定方法変更手段は、伝送レート決定手段が伝送レートを決定するための閾値を変更することが好ましい。

上記した決定方法変更手段は、トラフィック判定手段により、無線基地局におけるトラフィック量が所定値以下であるという判定結果がなされた場合に、伝送レート決定手段がより高速な伝送レートに決定を行うように決定方法を変更することが好ましい。

上記した伝送レート決定手段は、無線通信端末からの受信信号の電波強度に応じて伝送レートを決定することが好ましい。
上記した伝送レート決定手段は、無線通信端末からの受信信号の信号対雑音比に応じて伝送レートを決定することであってもよい。

また、本発明の第２の態様としての無線基地局は、複数の伝送レートをサポートし、無線通信端末との無線通信接続を制御する無線基地局であって、トラフィック量が閾値以下であるか否かを判定するトラフィック判定手段と、接続させる伝送レートを決定する伝送レート決定手段と、トラフィック判定手段による判定結果に基づいて、伝送レート決定手段による伝送レートの決定方法を変更する決定方法変更手段と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明の第３の態様としての伝送レート決定方法は、無線通信端末との無線通信接続を制御する無線基地局と、無線基地局での通信における各種制御を行うシステム制御装置とを備え、複数の伝送レートをサポートする無線通信システムにおける伝送レート決定方法であって、トラフィック量が閾値以下であるか否かを判定するトラフィック判定工程と、トラフィック判定工程による判定結果に基づいて、接続させる伝送レートの決定方法を変更する決定方法変更工程と、決定方法変更工程で定められた決定方法により伝送レートを決定する伝送レート決定工程と、を備えたことを特徴とする。

上記した決定方法変更工程では、接続させる伝送レートを決定するための閾値を変更することが好ましい。

上記した決定方法変更工程では、トラフィック判定工程により、無線基地局におけるトラフィック量が所定値以下であるという判定結果がなされた場合に、伝送レート決定工程でより高速な伝送レートに決定が行われるように決定方法を変更することが好ましい。

上記した伝送レート決定工程では、無線通信端末からの受信信号の電波強度に応じて伝送レートを決定することが好ましい。
上記した伝送レート決定工程では、無線通信端末からの受信信号の信号対雑音比に応じて伝送レートを決定することであってもよい。

また、本発明の第４の態様としての無線通信システムのプログラムは、無線通信端末との無線通信接続を制御する無線基地局と、無線基地局での通信における各種制御を行うシステム制御装置とを備え、複数の伝送レートをサポートする無線通信システムのプログラムであって、コンピュータに、トラフィック量が閾値以下であるか否かを判定するトラフィック判定処理と、トラフィック判定処理による判定結果に基づいて、接続させる伝送レートの決定方法を変更する決定方法変更処理と、決定方法変更処理で定められた決定方法により伝送レートを決定する伝送レート決定処理と、を実行させることを特徴とする。

上記した決定方法変更処理では、接続させる伝送レートを決定するための閾値を変更することが好ましい。

上記した決定方法変更処理では、トラフィック判定処理により、無線基地局におけるトラフィック量が所定値以下であるという判定結果がなされた場合に、伝送レート決定処理でより高速な伝送レートに決定が行われるように決定方法を変更することが好ましい。

上記した伝送レート決定処理では、無線通信端末からの受信信号の電波強度に応じて伝送レートを決定することが好ましい。
上記した伝送レート決定処理では、無線通信端末からの受信信号の信号対雑音比に応じて伝送レートを決定することであってもよい。

以上のように、本発明によれば、無線基地局による各伝送レートへの接続制御をトラフィック量に基づいて柔軟に行うことで、無線通信端末からの電波強度などに基づいた効率的な伝送レート決定を行いながらも、無線基地局の接続能力に余裕がある限り高速な伝送レートで接続させることができる。

次に、本発明に係る無線通信システム、無線基地局、伝送レート決定方法、および無線通信システムのプログラムを、無線ＬＡＮによる無線通信システムと無線通信端末に適用した一実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。

本実施形態としての無線通信システム１００は、図１に示すように、システム制御装置１（コントローラ）に、無線基地局２（２ａ，２ｂ・・・）（ＡＰ：アクセスポイント）が接続されて構成され、この無線基地局２と無線通信端末３とが無線通信可能となっている。

システム制御装置１は、複数の無線基地局２間におけるハンドオーバーなど、無線通信システム１００における各種の制御を行う。

無線基地局２は、図２に示すように、無線通信端末３などとの間で無線通信を行うための無線通信部２１と、システム制御装置１などとの間で有線による通信を行うための有線通信部２２と、無線基地局２全体の制御を行う制御部２３と、伝送レート決定テーブル２４ａなどを記憶する記憶部２４とを備えて構成される。

次に、本実施形態としての無線通信システム１００における通信接続動作について、図３のフローチャートを参照して説明する。
まず、無線基地局２が無線通信端末３から接続要求を受信すると、無線基地局２は、その時点での無線基地局２における送受信トラフィックが、その無線基地局２の有する接続能力に対してさらに１台の無線通信端末を接続させることができる許容範囲内であるか、換言すれば、送受信トラフィックが予め定められた接続可能閾値以下であるか否かの情報を取得する（ステップＳ１）。

ここで、その無線基地局２の有する接続能力に対して、所定の通信品質を確保してさらに１台の無線通信端末を接続させる余裕がすでにない場合（ステップＳ１；Ｎｏ）、接続要求を不許可とし、通信を切断する（ステップＳ２）。
無線基地局２の接続能力に対して、さらに１台の無線通信端末を接続させてさらに余裕がある場合、換言すれば、送受信トラフィックが予め定められた余裕閾値以下である場合（ステップＳ３；Ｙｅｓ）、接続させる伝送レートを決定するためのレート決定閾値を予め定められた値だけ下げ、デフォルト（初期値）のレート決定閾値で決定される伝送レートよりもより高速な伝送レートで接続できるようにして伝送レートを決定し（ステップＳ４）、接続させる（ステップＳ６）。

図４は、無線通信端末３からの受信信号における電波強度に応じて接続させる伝送レートを決定するための伝送レート決定テーブル２４ａの一例を示す。
無線通信端末３の制御部２３は、無線通信部２１から受信信号における電波強度の情報を取得し、伝送レート決定テーブル２４ａを参照することで、受信した接続要求信号の電波強度に応じた伝送レートを決定し、その伝送レートでの接続を行う。

ここで、上述のように制御部２３が送受信トラフィックの情報を取得し、無線基地局２の接続能力に対して、さらに１台の無線通信端末を接続させてさらに余裕がある場合（ステップＳ３；Ｙｅｓ）、制御部２３は、伝送レート決定テーブル２４ａにおける伝送レート決定のためのレート決定閾値、すなわち対応する電波強度の値の範囲を予め定められた値に下げるよう変更し、その変更されたレート決定閾値に基づいて、受信した接続要求信号の電波強度に応じた伝送レートを決定し（ステップＳ４）、その伝送レートでの接続を行う（ステップＳ６）。

また、無線基地局２の接続能力に対して、さらに１台の無線通信端末を所定の通信品質を確保して接続させることはできるが、それ以上の余裕はない場合、換言すれば、送受信トラフィックが接続可能範囲を示す接続可能閾値以下ではあるが予め定められた余裕閾値以上である場合（ステップＳ３；Ｎｏ）、上述した伝送レート決定テーブル２４ａのデフォルトのレート決定閾値により、受信した接続要求信号の電波強度に応じた伝送レートを決定し（ステップＳ５）、その伝送レートでの接続を行う（ステップＳ６）。

こうして接続が確立された後、通信接続中の動作について、図５のフローチャートを参照して説明する。
接続が確立された後も、制御部２３は、無線通信部２１から電波強度、Ｒ値（音声品質：E-modelの計算式により音質、遅延、エコー等より算出）、および送受信トラフィック量の情報を、通信接続中であれば常時取得する。

この電波強度、Ｒ値それぞれが予め定められた品質閾値以上であり、送受信トラフィック量が予め定められた品質閾値以下である場合、そのまま通信を継続させる（ステップＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１３；Ｙｅｓ）。

電波強度、Ｒ値の何れかでも予め定められた品質閾値以下であったり、送受信トラフィック量が予め定められた品質閾値以上であったりする場合、無線基地局２はシステム制御装置１に対して、接続中の無線通信端末３との間での無線通信を他の無線基地局にハンドオーバーさせることができるかどうかを問い合わせる（ステップＳ１４）。

ハンドオーバーさせることが可能な無線基地局２が他に存在する場合、その無線基地局２に通信をハンドオーバーさせる（ステップＳ１５）。
ハンドオーバーさせることが可能な無線基地局２が他に存在しない場合、伝送レートを順次一段階ずつ落としていき（ステップＳ１６〜Ｓ１９）、Ｒ値や送受信トラフィックの上述した閾値を満足すればその満足した伝送レートで通信させ（ステップＳ１７，Ｓ１８）、最低の伝送レートでも通話品質を満足しない場合に限り（ステップＳ１９；Ｙｅｓ）、無線通信端末３との間での接続中の通信を切断する（ステップＳ２０）。

以上のように、本発明の実施形態によれば、無線基地局２の同時接続台数を固定的に定めず、所定の通信品質を確保して接続させることができるかどうかにより接続許可を行うため、無線基地局２が持つ同時接続能力をより柔軟に活用することができ、無線基地局２が持つ同時接続能力における活用できない部分を減らし、より多くの無線通信端末３に対して同時接続させることができる。

また、無線基地局２の接続能力に対して、さらに１台の無線通信端末を接続させてさらに余裕がある場合に、伝送レート決定テーブル２４ａにおける閾値を所定量下げるように変更することで、無線基地局２による各伝送レートへの接続制御をより柔軟に行うことができ、無線通信端末３からの電波強度などに基づいた効率的な伝送レート決定を行いながらも、無線基地局２の接続能力に余裕がある限り高速な伝送レートで接続させることができる。

このように、無線基地局２が受信するシステム内の情報や通信データなどを利用することで、自動的に利用環境に合わせた音声品質を確保するために必要な通話数や通信帯域を自動的に決定することができる。

なお、上述した各実施形態は本発明の好適な実施形態であり、本発明はこれに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々変形して実施することが可能である。
例えば、上述した実施形態では、受信信号の電波強度に応じて伝送レートを決定することとして説明したが、良好な通信状態を確保できるか否かを判定できる判定基準であればこの電波強度により決定することに限定されず、例えば受信信号の信号対雑音比（ＳＮＲ；Signal to Noise Ratio）に応じて伝送レートを決定する構成であってもよい。

また、上述した実施形態では、音声品質判定基準としてＲ値を用いることとして説明したが、音声品質を判定する基準となるものであればこのものに限定されず、例えばより正確な音声通話品質試験であるＰＥＳＱ（ＩＴＵ−ＴのＰ．８６２で定義）を用いても同様に実現することができる。

また、上述した実施形態では、無線基地局２におけるトラフィック量に基づいて、「さらに１台を接続可能かどうか（ステップＳ１）」、「１台を接続させてさらに十分な余裕があるか（ステップＳ３）」を判定することとして説明したが、無線基地局２がサポートしている各伝送レート毎のトラフィック量に基づいて判定する構成であってもよい。
この場合、電波強度と伝送レート決定テーブル２４ａのデフォルトの閾値とにより定められる伝送レートと、少なくとも１つのより高速な伝送レートとの両方について、判定時点でのトラフィック量を参照して無線基地局２の接続能力に対して余裕があれば、上述したステップＳ４の動作として、伝送レート決定テーブル２４ａの閾値を所定量下げて伝送レートを決定することとなる。

また、上述した実施形態では、システム制御装置１と無線基地局２との間が有線により通信されることとして説明したが、通信可能であればこのものに限定されず、無線通信であってもよい。

また、上述した実施形態で無線基地局２が備える手段や機能は、無線通信システム１００全体として実現できればよく、例えばシステム制御装置が備えてもよく、システム制御装置と無線基地局との共同作業により実現される構成であってもよい。

また、上述した実施形態では、１台のシステム制御装置に無線基地局が接続された構成として説明したが、複数の無線基地局間でのハンドオーバー可能な構成であればこの構成に限定されず、複数のシステム制御装置が接続され、それぞれのシステム制御装置に無線基地局が接続された構成であっても、本発明は同様に適用可能である。

また、上述した実施形態としての無線通信システムを実現するための処理手順をプログラムとして記録媒体に記録することにより、本発明の各実施形態による上述した各機能を、その記録媒体から供給されるプログラムによって、システムを構成するコンピュータのＣＰＵに処理を行わせて実現させることができる。
この場合、上記の記録媒体により、あるいはネットワークを介して外部の記録媒体から、プログラムを含む情報群を出力装置に供給される場合でも本発明は適用されるものである。
すなわち、記録媒体から読み出されたプログラムコード自体が本発明の新規な機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記録媒体および該記録媒体から読み出された信号は本発明を構成することになる。
この記録媒体としては、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク，ハードディスク，光ディスク，光磁気ディスク，ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，磁気テープ，不揮発性のメモリカード，ＲＯＭ，ＥＥＰＲＯＭ等を用いてよい。

この本発明に係るプログラムによれば、当該プログラムによって制御される無線通信システムや無線基地局に、上述した本発明に係る各実施形態としての無線通信システムにおける各機能を実現させることができる。

本発明の実施形態としての無線通信システムの構成例を示すブロック図である。該無線通信システムの無線基地局２の構成例を示すブロック図である。該無線通信システムにおける通信接続動作を示すフローチャートである。伝送レート決定テーブル２４ａの一例を示す図である。接続が確立された後、通信接続中の動作を示すフローチャートである。従来の無線基地局について、伝送レートの割り当て例を示す図である。

符号の説明

１システム制御装置
２（２ａ，２ｂ，・・・）無線基地局
２１無線通信部
２３制御部
２４記憶部
２４ａ伝送レート決定テーブル
３（３ａ，３ｂ，・・・）無線通信端末

Claims

無線通信端末との無線通信接続を制御する無線基地局と、前記無線基地局での通信における各種制御を行うシステム制御装置とを備え、複数の伝送レートをサポートする無線通信システムであって、
トラフィック量が閾値以下であるか否かを判定するトラフィック判定手段と、
接続させる伝送レートを決定する伝送レート決定手段と、
前記トラフィック判定手段による判定結果に基づいて、前記伝送レート決定手段による伝送レートの決定方法を変更する決定方法変更手段と、を備えたことを特徴とする無線通信システム。
前記決定方法変更手段は、前記伝送レート決定手段が伝送レートを決定するための閾値を変更することを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
前記決定方法変更手段は、前記トラフィック判定手段により、前記無線基地局におけるトラフィック量が所定値以下であるという判定結果がなされた場合に、前記伝送レート決定手段がより高速な伝送レートに決定を行うように決定方法を変更することを特徴とする請求項１または２記載の無線通信システム。
前記伝送レート決定手段は、無線通信端末からの受信信号の電波強度に応じて伝送レートを決定することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の無線通信システム。
前記伝送レート決定手段は、無線通信端末からの受信信号の信号対雑音比に応じて伝送レートを決定することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の無線通信システム。
複数の伝送レートをサポートし、無線通信端末との無線通信接続を制御する無線基地局であって、
トラフィック量が閾値以下であるか否かを判定するトラフィック判定手段と、
接続させる伝送レートを決定する伝送レート決定手段と、
前記トラフィック判定手段による判定結果に基づいて、前記伝送レート決定手段による伝送レートの決定方法を変更する決定方法変更手段と、を備えたことを特徴とする無線基地局。
前記決定方法変更手段は、前記伝送レート決定手段が伝送レートを決定するための閾値を変更することを特徴とする請求項６記載の無線基地局。
前記決定方法変更手段は、前記トラフィック判定手段により、前記無線基地局におけるトラフィック量が所定値以下であるという判定結果がなされた場合に、前記伝送レート決定手段がより高速な伝送レートに決定を行うように決定方法を変更することを特徴とする請求項６または７記載の無線基地局。
前記伝送レート決定手段は、無線通信端末からの受信信号の電波強度に応じて伝送レートを決定することを特徴とする請求項６から８の何れか１項に記載の無線基地局。
前記伝送レート決定手段は、無線通信端末からの受信信号の信号対雑音比に応じて伝送レートを決定することを特徴とする請求項６から８の何れか１項に記載の無線基地局。
無線通信端末との無線通信接続を制御する無線基地局と、前記無線基地局での通信における各種制御を行うシステム制御装置とを備え、複数の伝送レートをサポートする無線通信システムにおける伝送レート決定方法であって、
トラフィック量が閾値以下であるか否かを判定するトラフィック判定工程と、
前記トラフィック判定工程による判定結果に基づいて、接続させる伝送レートの決定方法を変更する決定方法変更工程と、
前記決定方法変更工程で定められた決定方法により伝送レートを決定する伝送レート決定工程と、を備えたことを特徴とする伝送レート決定方法。
前記決定方法変更工程では、接続させる伝送レートを決定するための閾値を変更することを特徴とする請求項１１記載の伝送レート決定方法。
前記決定方法変更工程では、前記トラフィック判定工程により、前記無線基地局におけるトラフィック量が所定値以下であるという判定結果がなされた場合に、前記伝送レート決定工程でより高速な伝送レートに決定が行われるように決定方法を変更することを特徴とする請求項１１または１２記載の伝送レート決定方法。
前記伝送レート決定工程では、無線通信端末からの受信信号の電波強度に応じて伝送レートを決定することを特徴とする請求項１１から１３の何れか１項に記載の伝送レート決定方法。
前記伝送レート決定工程では、無線通信端末からの受信信号の信号対雑音比に応じて伝送レートを決定することを特徴とする請求項１１から１３の何れか１項に記載の伝送レート決定方法。
無線通信端末との無線通信接続を制御する無線基地局と、前記無線基地局での通信における各種制御を行うシステム制御装置とを備え、複数の伝送レートをサポートする無線通信システムのプログラムであって、
コンピュータに、
トラフィック量が閾値以下であるか否かを判定するトラフィック判定処理と、
前記トラフィック判定処理による判定結果に基づいて、接続させる伝送レートの決定方法を変更する決定方法変更処理と、
前記決定方法変更処理で定められた決定方法により伝送レートを決定する伝送レート決定処理と、を実行させることを特徴とする無線通信システムのプログラム。
前記決定方法変更処理では、接続させる伝送レートを決定するための閾値を変更することを特徴とする請求項１６記載の無線通信システムのプログラム。
前記決定方法変更処理では、前記トラフィック判定処理により、前記無線基地局におけるトラフィック量が所定値以下であるという判定結果がなされた場合に、前記伝送レート決定処理でより高速な伝送レートに決定が行われるように決定方法を変更することを特徴とする請求項１６または１７記載の無線通信システムのプログラム。
前記伝送レート決定処理では、無線通信端末からの受信信号の電波強度に応じて伝送レートを決定することを特徴とする請求項１６から１８の何れか１項に記載の無線通信システムのプログラム。
前記伝送レート決定処理では、無線通信端末からの受信信号の信号対雑音比に応じて伝送レートを決定することを特徴とする請求項１６から１８の何れか１項に記載の無線通信システムのプログラム。