JP2009094808A - 移動機および帯域割当て要求方法 - Google Patents

Abstract

【課題】上り帯域割当て要求を効率的に行うこと。
【解決手段】割当てを要求する帯域のサイズがパケットやブロック単位で表される。このパケットやブロック単位は、バイトより大きい単位である。したがって、任意の帯域サイズを表す際に、バイト単位で表す場合より、パケットやブロック単位で表す場合の方が、帯域サイズを短く表現でき、帯域サイズを表すために必要なデータ量を少なくすることができる。この結果、移動機１０が基地局２０に帯域割当てを要求する場合に、移動機は例えばＸビットの記録領域を用いて２^Ｘbytesより大きい帯域サイズを表現できる。つまり、要求帯域サイズが例えばＸビットの記録領域を用いてバイト単位で表現可能な最大のサイズである２^Ｘbytesを超える場合に、移動機は上り帯域割当ての要求を複数回にわたって繰り返すことを抑制でき、効率的な帯域割当て要求を行うことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、移動機および帯域割当て要求方法に関するものである。

従来、IEEE(米国電気電子学会)で承認された固定無線通信の標準規格であるWiMAX（Worldwide Interoperability for Microwave Access）が知られている（非特許文献１〜２を参照）。このWiMAXの標準規格の元では、特にノンリアルタイム通信を行う際には、DAMA（Demand Assign Multiple Access）による帯域割り当てが行われる。

図１１は、WiMAXの標準規格の元でDAMAによる帯域割当ての手順を示すシーケンス図である。図１１に示すように、基地局への上り通信により送信すべきデータ（以下、「上りデータ」という。）が発生すると（ステップＳ０１）、まず、移動機が、後述するBW Request (Header)を基地局に送信するための帯域（以下、「ヘッダ送信帯域」という。）を当該基地局に要求する。この要求は、移動機がBW Request (CDMA code)を基地局に送信することで行われる（ステップＳ０２）。次に、基地局が、UL-MAP (CDMA allocation IE)を移動機に送信することにより、ヘッダ送信帯域を移動機に割当てる（ステップＳ０３）。

次に、移動機が、上りデータを送信するための帯域（以下、「上りデータ送信帯域」という。）を割当てるよう基地局に要求する。この要求は、移動機が上記割当てられたヘッダ送信帯域を用いてBW Request (Header)を基地局に送信することで行われる。BW Request (Header)の例えばBR fieldと呼ばれる記録領域には上りデータ送信帯域のサイズがバイト単位で記録される（ステップＳ０４）。次に、基地局が、UL-MAPを移動機に送信することにより、上りデータ送信帯域を移動機に割当てる（ステップＳ０５）。最後に、移動機が、当該割当てられた上りデータ送信帯域を用いて上りデータを基地局に送信する（ステップＳ０６）。
"IEEE Std 802.16-2004", The Instituteof Electrical and Electronics Engineers, 2004. "IEEE Std 802.16e-2005", The Instituteof Electrical and Electronics Engineers, 2005.

移動機による上り帯域割当ての要求（例えば上記ステップＳ０４）は規格の仕様に基づいて行われる。このため、移動機は、１回の上り帯域割当て要求で、WiMAXの標準規格におけるBandwidth request (Header)に設けられた記録領域を用いてバイト単位で表現可能な最大のサイズまでの帯域を基地局側に要求することができる。すなわち、例えば、Bandwidth request (Header)に記録領域としてＸビットが設けられている場合に、移動機は、１回の上り帯域割当て要求で、最大で２^Ｘbytesまでの帯域を基地局側に要求することができる。言い換えれば、このことは、移動機が基地局に要求する帯域のサイズがＸビットの記録領域を用いてバイト単位で表現可能な最大のサイズである２^Ｘbytesを超えるというオーバーヘッドの場合には、移動機は上り帯域割当ての要求を複数回にわたって繰り返して行う必要があるということであり、効率的とは言えない。

そこで、本発明は上記に鑑みてなされたもので、上り帯域割当て要求を効率的に行うことが可能な移動機および帯域割当て要求方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の移動機は、上り通信により基地局へデータを送信する際に、上り通信のための帯域の割当てを基地局に要求する移動機であって、基地局へ送信すべきデータを所定のパケット単位で格納する格納手段と、割当てを要求する帯域のサイズをパケット単位で表して基地局に通知することにより、当該帯域割当てを基地局に要求する割当て要求手段と、割当て要求手段の当該帯域割当て要求に応じて基地局が割当てた帯域を用いて、格納手段に格納されたデータをパケット単位で基地局に送信するデータ送信手段と、を備える。

また、本発明の帯域割当て要求方法は、上り通信により基地局へデータを送信する際に、上り通信のための帯域の割当てを基地局に要求する移動機における帯域割当て要求方法であって、移動機の格納手段には、基地局へ送信すべきデータが所定のパケット単位で格納されており、移動機の割当て要求手段が、割当てを要求する帯域のサイズをパケット単位で表して基地局に通知することにより、当該帯域割当てを基地局に要求する割当て要求ステップと、移動機のデータ送信手段が、割当て要求手段の当該帯域割当て要求に応じて基地局が割当てた帯域を用いて、格納手段に格納されたデータをパケット単位で基地局に送信するデータ送信ステップと、を備える。

このような本発明の移動機および帯域割当て要求方法によれば、割当てを要求する帯域のサイズがパケット単位で表される。このパケット単位は、通常、バイト単位より大きい単位である。したがって、任意の帯域サイズを表す際に、バイト単位で表す場合より、パケット単位で表す場合の方が、当該帯域サイズを短く表現でき、一定の記録領域を用いてより大きいサイズの帯域を表現でき、且つ一定の帯域サイズを表すために必要なデータ量をより少なくすることができる。

この結果、本発明によれば、移動機が基地局に帯域割当て要求を行う場合に、移動機は、例えばＸビットの記録領域を用いて２^Ｘbytesより大きい帯域サイズを表現することができる。つまり、移動機が基地局に要求する帯域のサイズが例えばＸビットの記録領域を用いてバイト単位で表現可能な最大のサイズである２^Ｘbytesを超える場合に、移動機は、２^Ｘbytesより大きい帯域サイズを表現できることから、Ｘビットの記録領域がオーバーヘッドすることを抑制し、上り帯域割当ての要求を複数回にわたって繰り返して行うことを抑制できる。その結果、移動機は、効率的な帯域割当て要求を行うことができる。

また、本発明の移動機において、割当て要求手段は、割当てを要求する帯域のサイズをパケット単位で表したものを、基地局との間の通信状態を報告するための情報に書き加えて、基地局に送信しても良い。

この発明によれば、移動機が基地局に割当てを要求する帯域のサイズを表す情報（以下、「サイズ情報」という。）のために必要なデータ量が少なくなったため、基地局との間の通信状態を報告するための情報（以下、「通信状態報告情報」という。）に当該少量のサイズ情報を書き加えることができる。すなわち、WiMAXの標準規格の元でバイト単位で帯域サイズを表現すると例えば１９ビットの記録領域が必要だった場合に、本発明にしたがってパケット単位で表現すると例えば３ビットだけの少ない記録領域で済む。この３ビットだけの少量のデータは、そのデータ量が少量であることから、WiMAXの標準規格でのようにBandwidth request (Header)として別途で送信せずに、CQI (Channel Quality Indicator)やHARQ ACK (Hybrid AutomaticRepeat request ACKnowledgments)等の通信状態報告情報を送信する際についでに上乗せして送信することができる。したがって、WiMAXの標準規格でのBandwidth request (Header)を送信する手順（例えば図１１のステップＳ０４）等が省略可能となり、結果的には、移動機が基地局に帯域割当て要求を行うために必要な手順数を減らすことができる。

WiMAXの標準規格の元では、特にノンリアルタイム通信を行う際には、上りデータが発生する度に上記図１１のステップＳ０２〜ステップＳ０５のような帯域割当て手順を行う必要があるため、伝送遅延が大きくなるおそれがある。特に、パケット通信においては、例えばTCP等を用いたノンリアルタイム通信のトラフィックが支配的であるため、頻繁に帯域割当て手順を行うことにより伝送遅延が増加することは大きな問題となるおそれがある。そこで、本発明によれば、移動機が基地局に帯域割当て要求を行うために必要な手順数を減らすことができるので、移動機が効率的な帯域割当て要求を行えることはもちろんであり、上記伝送遅延の発生を抑制することができる。

また、本発明の移動機は、割当てを要求する帯域のサイズがパケット単位で表される旨の情報、および当該パケット単位の大きさを表す情報を基地局に送信する単位通知手段を更に備えても良い。

この発明によれば、基地局は、移動機が帯域サイズをパケット単位で表していること、および当該パケット単位の大きさを認識することができる。

また、本発明の移動機は、上り通信により基地局へデータを送信する際に、上り通信のための帯域の割当てを基地局に要求する移動機であって、基地局へ送信すべきデータを格納する格納手段と、格納手段に格納されたデータをバイト単位より大きい所定のブロック単位に分割するデータ分割手段と、割当てを要求する帯域のサイズをブロック単位で表して基地局に通知することにより、当該帯域割当てを基地局に要求する割当て要求手段と、割当て要求手段の当該帯域割当て要求に応じて基地局が割当てた帯域を用いて、データ分割手段によりブロック単位に分割されたデータをブロック単位で基地局に送信するデータ送信手段と、を備える。

また、本発明の帯域割当て要求方法は、上り通信により基地局へデータを送信する際に、上り通信のための帯域の割当てを基地局に要求する移動機における帯域割当て要求方法であって、移動機の格納手段には、基地局へ送信すべきデータが格納されており、移動機のデータ分割手段が、格納手段に格納されたデータを所定のブロック単位に分割するデータ分割ステップと、移動機の割当て要求手段が、割当てを要求する帯域のサイズをブロック単位で表して基地局に通知することにより、当該帯域割当てを基地局に要求する割当て要求ステップと、移動機のデータ送信手段が、割当て要求手段の当該帯域割当て要求に応じて基地局が割当てた帯域を用いて、データ分割手段によりブロック単位に分割されたデータをブロック単位で基地局に送信するデータ送信ステップと、を備える。

このような本発明の移動機および帯域割当て要求方法によれば、割当てを要求する帯域のサイズがブロック単位で表される。このブロック単位は、バイト単位より大きい任意の単位である。したがって、任意の帯域サイズを表す際に、バイト単位で表す場合より、ブロック単位で表す場合の方が、当該帯域サイズを短く表現でき、帯域サイズを表すために必要なデータ量を少なくすることができる。この結果、本発明によれば、移動機が基地局に帯域割当て要求を行う場合に、移動機は例えばＸビットの記録領域を用いて２^Ｘbytesより大きい帯域サイズを表現することができる。つまり、移動機が基地局に要求する帯域のサイズが例えばＸビットの記録領域を用いてバイト単位で表現可能な最大のサイズである２^Ｘbytesを超える場合に、移動機は上り帯域割当ての要求を複数回にわたって繰り返して行うことを抑制でき、効率的な帯域割当て要求を行うことができる。

また、本発明の移動機において、割当て要求手段は、割当てを要求する帯域のサイズをブロック単位で表したものを、基地局との間の通信状態を報告するための情報に書き加えて、基地局に送信しても良い。

この発明によれば、サイズ情報のために必要なデータ量が少なくなったため、通信状態報告情報に当該少量のサイズ情報を書き加えることができる。すなわち、WiMAXの標準規格の元でバイト単位で帯域サイズを表現すると例えば１９ビットの記録領域が必要だった場合に、本発明にしたがってブロック単位で表現すると例えば３ビットだけの少ない記録領域で済む。この３ビットだけの少量のデータは、そのデータ量が少量であることから、WiMAXの標準規格でのようにBandwidth request (Header)として別途で送信せずに、CQIやHARQ ACK等の通信状態報告情報を送信する際についでに上乗せして送信することができる。したがって、WiMAXの標準規格でのBandwidth request (Header)を送信する手順（例えば図１１のステップＳ０４）が省略可能となり、結果的には、移動機が基地局に帯域割当て要求を行うために必要な手順数を減らすことができる。

WiMAXの標準規格の元では、特にノンリアルタイム通信を行う際には、上りデータが発生する度に上記図１１のステップＳ０２〜ステップＳ０５のような帯域割当て手順を行う必要があるため、伝送遅延が大きくなるおそれがある。特に、パケット通信においては、例えばTCP等を用いたノンリアルタイム通信のトラフィックが支配的であるため、頻繁に帯域割当て手順を行うことにより伝送遅延が増加することは大きな問題となるおそれがある。そこで、本発明によれば、移動機が基地局に帯域割当て要求を行うために必要な手順数を減らすことができるので、移動機が効率的な帯域割当て要求を行えることはもちろんであり、上記伝送遅延の発生を抑制することができる。

また、本発明の移動機は、割当てを要求する帯域のサイズがブロック単位で表される旨の情報、および当該ブロック単位の大きさを表す情報を基地局に送信する単位通知手段を更に備えても良い。

この発明によれば、基地局は、移動機が帯域サイズをブロック単位で表していること、および当該ブロック単位の大きさを認識することができる。

本発明によれば、上り帯域割当て要求を効率的に行うことが可能な移動機および帯域割当て要求方法を提供することができる。

以下、添付図面を参照して本発明にかかる移動機および帯域割当て要求方法の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法や比率は、説明のものと必ずしも一致していない。

（通信システム１の全体構成）
まず、本発明の実施形態に係る移動機１０を含む通信システム１の全体の構成について、図１を参照しながら説明する。図１は、通信システム１の構成概要図である。図１に示すように、通信システム１には、移動機１０および基地局２０が含まれている。図示はしないが、移動機１０は基地局２０が形成する無線ゾーン（セル）に在圏しており、移動機１０と基地局２０との間ではデータの送受信が可能なように構成されている。以下、通信システム１の各構成要素について詳細に説明する。

（基地局２０の構成）
まず、基地局２０について説明する。基地局２０は、マルチキャリア伝送方式の一種である直交周波数分割多重（OFDM，Orthogonal Frequency Division Multiplexing）や直交周波数分割多元接続（OFDMA，Orthogonal FrequencyDivision Multiple Access）技術が適用されたWiMAXを使用して移動機１０から伝送される上りデータを受信する通信基地局（BS: Base Station）である。基地局２０は、図示はしないが、移動機１０より上りデータを受信するための受信手段を備えていても良く、移動機１０が上りデータを送信する際に使用する通信帯域を当該移動機１０の要求に応じて割当てるための割当て手段を更に備えていても良い。

また、基地局２０は、図示はしないが、物理的には、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等の主記憶装置、キーボード及びマウス等の入力デバイス、ディスプレイ等の出力デバイス、移動機１０との間でデータの送受信を行うためのネットワークカード等の通信モジュール、ハードディスク等の補助記憶装置などを含む通常のコンピュータシステムとして構成される。後述する基地局２０の各機能は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等のハードウェア上に所定のコンピュータソフトウェアを読み込ませることにより、ＣＰＵの制御の元で入力デバイス、出力デバイス、通信モジュールを動作させると共に、主記憶装置や補助記憶装置におけるデータの読み出し及び書き込みを行うことで実現される。

（移動機１０の構成）
次に、本発明の実施形態に係る移動機１０について詳細に説明する。移動機１０は、マルチキャリア伝送方式の一種であるOFDMやOFDMA技術が適用されたWiMAXを使用して基地局２０への上り通信を行う移動通信端末（MS: Mobile Station）である。図２は移動機１０のハードウェア構成図である。図２に示すように、移動機１０は、物理的には、ＣＰＵ１１、主記憶装置であるＲＯＭ１２及びＲＡＭ１３、操作ボタンなどの入力デバイス１４、ＬＣＤや有機ＥＬディスプレイなどの出力デバイス１５、基地局２０との間でデータの送受信を行う通信モジュール１６、メモリディバイス等の補助記憶装置１７を備えて構成される。後述する移動機１０の各機能は、ＣＰＵ１１、ＲＯＭ１２、ＲＡＭ１３等のハードウェア上に所定のソフトウェアを読み込ませることにより、ＣＰＵ１１の制御の元で入力デバイス１４、出力デバイス１５、通信モジュール１６を動作させると共に、主記憶装置１２，１３や補助記憶装置１７におけるデータの読み出し及び書き込みを行うことで実現される。

図１に戻り、移動機１０は、機能的には、受信部１１０、格納部１２０（格納手段）、単位通知部１３０（単位通知手段）、フラグメント部１４０（データ分割手段）、割当て要求部１５０（割当て要求手段）およびデータ送信部１６０（データ送信手段）を備えて構成される。以下、移動機１０の各構成要素について詳細に説明する。

受信部１１０は、基地局２０へ送信すべきデータである上りデータを上りデータ供給装置３０より受信するものである。上りデータ供給装置３０は、上りデータを移動機１０に供給する所定の装置であって、移動機１０とデータ送受信が可能なように通信接続された例えばＰＣ等の端末である。または、移動機１０内に搭載されてユーザ向けの様々なサービスを実行する通常のアプリケーションを上りデータ供給装置３０として設けても良い。受信部１１０は、上りデータ供給装置３０より受信した上りデータを格納部１２０に出力する。

格納部１２０は、受信部１１０より入力された上りデータを格納するものである。格納部１２０は、上りデータをバイト単位より大きい単位である所定のパケット単位で格納することができる。このとき、受信部１１０は上りデータ供給装置３０より上りデータを当該所定のパケット単位で受信しても良く、このときのIPパケット長は固定されているのが一般的である。図３（Ａ）および図４（Ａ）は、格納部１２０がパケット単位で上りデータを格納することをイメージしている。図３（Ａ）に示すように、一つのIPパケットにおいて、例えば、IPv6ヘッダが４０bytesに設定され、TCPヘッダが２０bytesに設定され、上りデータセグメント長が１４４０bytesに設定されており、このときのIPパケット長は１５００bytesとなる。なお、この一例は、IPパケット長と、イーサネット（Ethernet、登録商標）で送信できる最大リンクMTU (Maximum Transmission Unit)とが等しい場合の一例である。

また、格納部１２０は、上りデータをバイト単位より大きい単位である所定のブロック単位で格納することができる。このとき、フラグメント部１４０は、格納部１２０に例えば上記パケット単位で格納されている上りデータを読み出して、当該読み出した上りデータを上記ブロック単位にフラグメント(fragment)化した後に、格納部１２０に再び格納させても良い。または、フラグメント部１４０がフラグメント化した上りデータを一時的に格納する例えばバッファ等が別途備えられていても良い。また、フラグメント部１４０が上りデータ供給装置３０からの上りデータを受信部１１０より直接入力して、当該上りデータをフラグメント化しても良い。このように、ブロック単位とは、フラグメント部１４０が上りデータをフラグメント化する際の単位である。

図３（Ｂ）は、フラグメント部１４０が格納部１２０にパケット単位で格納されている上りデータを読み出してブロック単位にフラグメント化することをイメージしている図である。本実施形態においては、図３（Ｂ）に示すように、フラグメント部１４０が、IPパケット長１５００bytesの上りデータの一つのパケットを例えば２５０bytesの６つのブロックに分割している。このようなフラグメント部１４０のフラグメント化の態様は、通信システム１の構成状況により適宜に調整することができる。

図１に戻り、割当て要求部１５０は、格納部１２０に格納されている上りデータを後述するデータ送信部１６０が基地局２０に送信するために必要な通信帯域（上りデータ送信帯域）を割当てることを当該基地局２０に要求するものである。割当て要求部１５０は、割当てを要求する帯域のサイズを上記パケット単位または上記ブロック単位で表して基地局２０に通知することにより、上りデータ送信帯域の割当てを基地局２０に要求することができる。

割当て要求部１５０は割当てを要求する帯域のサイズを上記説明したパケット単位またはブロック単位で表しているため、例えばWiMAXの標準規格の元でバイト単位で帯域サイズを表す場合に比べると、少量の記録領域を用いながらも大きいサイズの帯域を表現できる。すなわち、WiMAXの標準規格の元でバイト単位で表現する場合には、帯域割当て要求ヘッダ(Bandwidth request (Header))に設けられている例えばＸビットの記録領域を用いて最大にしても２^Ｘbytesしか表現できない。一方、本実施形態によれば、上記パケットや上記ブロックの一つが例えばＹbytesである場合に、帯域割当て要求ヘッダに設けられている例えばＸビットの記録領域を用いて最大でY*２^Ｘbytesまでの帯域サイズを表現することができる。

つまり、本実施形態によれば、WiMAXの標準規格の元でバイト単位で帯域サイズを表現する場合に比べて、同じ大きさの記憶領域を用いてＹ倍もの大容量のサイズを表現することができる。言い換えれば、本実施形態によれば、WiMAXの標準規格の元でバイト単位で帯域サイズを表現する場合に比べて、同じサイズの帯域を表現するために１／Ｙだけの少ない記憶領域を必要とする。

割当て要求部１５０は、割当てを要求する帯域のサイズを上記説明したパケット単位またはブロック単位で表したものを、Bandwidth request (Header)に設けられている記録領域（例えば、BR field）に記録した後に、当該記録後のBandwidth request (Header)を基地局２０に送信する。このことにより、割当て要求部１５０は、Bandwidthrequest (Header)に記録したサイズだけの帯域を上りデータ送信帯域として割当てるよう、基地局２０に要求することとなる。

一方、割当て要求部１５０は、割当てを要求する帯域のサイズを上記説明したパケット単位またはブロック単位で表したもの（サイズ情報）を、基地局２０との間の通信状態を報告するための情報（通信状態報告情報）に書き加えて、当該通信状態報告情報を基地局２０に送信する際についでに送信することができる。例えば、基地局２０との通信セッションを開始する際には、Bandwidth request (CDMA Code)と同じフレームで基地局２０に送信されるCQIにサイズ情報を上乗せして送信することができる。または、例えば、基地局２０との通信セッションが継続中の場合には、基地局２０から送信された下りデータのHARQ ACKにサイズ情報を上乗せして送信することができる。このように、CQIやHARQ ACKの通信状態報告情報にサイズ情報を上乗せできることは、割当て要求部１５０が帯域サイズをバイト単位ではなくパケット単位またはブロック単位で表すため、少量の記録領域を用いても大容量の帯域サイズを表現できるからである。割当て要求部１５０は、CQIやHARQ ACKの通信状態報告情報に書き加えたサイズだけの帯域を上りデータ送信帯域として割当てるよう、基地局２０に要求することとなる。

単位通知部１３０は、割当て要求部１５０が帯域サイズを表現する態様を基地局２０に事前に通知するものである。具体的に、単位通知部１３０は、割当て要求部１５０が帯域サイズをパケット単位で表す場合には、Bandwidthrequest (Header)、またはCQIやHARQ ACKの通信状態報告情報にパケット単位の帯域サイズが記録される旨を基地局２０に通知する。一方、単位通知部１３０は、割当て要求部１５０が帯域のサイズをブロック単位で表す場合には、Bandwidth request(Header) または通信状態報告情報にブロック単位の帯域サイズが記録される旨を基地局２０に通知する。また、単位通知部１３０は、それぞれのパケット単位やブロック単位の大きさを表す情報を基地局２０に送信する。すなわち、単位通知部１３０は、上記パケット単位やブロック単位が例えば何バイトであるかを表す情報を基地局２０に送信する。

データ送信部１６０は、上記説明した割当て要求部１５０の帯域割当て要求に応じて基地局２０が割当てた帯域を用いて、上りデータを当該基地局２０に送信するものである。データ送信部１６０は、単位通知部１３０によりパケット単位で帯域サイズが記録される旨が基地局２０に通知され、更に割当て要求部１５０がパケット単位で帯域サイズを表すことにより当該サイズの帯域が基地局２０に要求された場合には、格納部１２０にパケット単位で格納された上りデータを基地局２０に当該パケット単位で送信する。一方、データ送信部１６０は、単位通知部１３０によりブロック単位で帯域サイズが記録される旨が基地局２０に通知され、更に割当て要求部１５０がブロック単位で帯域サイズを表すことにより当該サイズの帯域が基地局２０に要求された場合には、フラグメント部１４０によりブロック単位に分割された上りデータを基地局２０に当該ブロック単位で送信する。

図３（Ｃ）および図４（Ｂ）は、データ送信部１６０が上りデータを基地局２０に送信することをイメージしている図である。図３（Ｃ）に示すように、データ送信部１６０は、フラグメント部１４０によりブロック単位に分割された上りデータを一つまたは複数のブロックにパッキング(packing)した状態で基地局２０に送信することができる。または、図４（Ｃ）に示すように、データ送信部１６０は、格納部１２０にパケット単位で格納された上りデータを一つまたは複数のパケットにパッキングした状態で基地局２０に送信することができる。

以上、移動機１０の構成について説明した。移動機１０において、フラグメント部１４０がフラグメント化を行うか否かの可否や、データ送信部１６０がパッキングを行うか否かの可否は、上り通信における伝搬状況によって判断されるものである。図示はしないが、この判断を行うために、移動機１０は別途の判断手段を更に備えていても良い。また、このようにフラグメント化の可否やパッキングの可否を調整することにより、伝搬状況が考慮された通信制御を行うことができる。

（通信システム１の動作）
続いて、通信システム１により行われる動作について、図５〜図１０を参照しながら説明する。図５〜図１０は、通信システム１の動作を示すシーケンス図である。

（セッション開始時の動作、その１）
まず、移動機１０と基地局２０との間の通信セッションが開始される際に通信システム１により行われる動作について、図５のシーケンス図を参照しながら説明する。

図５に示すように、上りデータが発生すると（ステップＳ１０１）、まず、移動機１０が、BW Request (Header)を基地局２０に送信するための帯域（ヘッダ送信帯域）を基地局２０に要求する。この要求は、移動機１０がBW Request (CDMA code)を基地局２０に送信することで行われる（ステップＳ１０２）。

次に、基地局２０が、UL-MAP (CDMA allocation IE)を移動機１０に送信することにより、ステップＳ１０２にて要求されたヘッダ送信帯域を移動機１０に割当てる（ステップＳ１０３）。

次に、移動機１０が、上りデータを送信するための帯域（上りデータ送信帯域）を割当てるよう基地局２０に要求する。この要求は、移動機１０がステップＳ１０３にて割当てられたヘッダ送信帯域を用いてBW Request (Header)を基地局２０に送信することで行われる。BW Request (Header)の例えばBR fieldと呼ばれる記録領域には上りデータ送信帯域のサイズが前述したパケット単位やブロック単位で記録されている（ステップＳ１０４）。

次に、基地局２０が、UL-MAPを移動機１０に送信することにより、上りデータ送信帯域を移動機１０に割当てる（ステップＳ１０５）。

最後に、移動機１０が、ステップＳ１０５にて割当てられた上りデータ送信帯域を用いて上りデータを基地局２０に送信する。この送信の際には、図３（Ｃ）および図４（Ｂ）を参照しながら前述したように、上りデータを一つまたは複数のブロックやパケットにパッキングした状態で基地局２０に送信することができる（ステップＳ１０６）。

以上、移動機１０と基地局２０との間の通信セッションが開始される際に行われる動作について説明した。移動機１０は、割当てを要求する帯域のサイズをパケット単位またはブロック単位で表している。このため、例えばWiMAXの標準規格の元でバイト単位で帯域サイズを表す場合に比べると、少量の記録領域を用いながらも大きいサイズの帯域を表現できる。したがって、BW Request (Header)の例えばBR fieldと呼ばれる記録領域に割当てを要求する帯域のサイズを記録する際にオーバーヘッドが発生することを抑制できる。

（セッション開始時の動作、その２）
続いて、移動機１０と基地局２０との間の通信セッションが開始される際に通信システム１により行われる別の動作について、図６のシーケンス図を参照しながら説明する。

図６に示すように、上りデータが発生すると（ステップＳ２０１）、移動機１０がBW Request (CDMA code)を基地局２０に送信する際のフレームと同じフレームでCQIを基地局２０に送信する。このCQIには上りデータ送信帯域のサイズが前述したパケット単位やブロック単位で記録されているため、移動機１０はCQIを基地局２０に送信することにより上りデータ送信帯域を割当てるよう基地局２０に要求することができる（ステップＳ２０２）。

次に、基地局２０が、UL-MAP (CDMA allocation IE)を移動機１０に送信すると共に、ステップＳ２０２にて要求された上りデータ送信帯域を移動機１０に割当てる（ステップＳ２０３）。

最後に、移動機１０が、ステップＳ２０３にて割当てられた上りデータ送信帯域を用いて上りデータを基地局２０に送信する。この送信の際には、図３（Ｃ）および図４（Ｂ）を参照しながら前述したように、上りデータを一つまたは複数のブロックやパケットにパッキングした状態で基地局２０に送信することができる（ステップＳ２０４）。

以上、移動機１０と基地局２０との間の通信セッションが開始される際に行われる別の動作について説明した。移動機１０は、割当てを要求する帯域のサイズをパケット単位またはブロック単位で表している。このため、例えばWiMAXの標準規格の元でバイト単位で帯域サイズを表す場合に比べると、一定のサイズの帯域を表現するために必要な記憶領域が少なくて済む。このように上りデータ送信帯域のサイズを表現するために少量の記録領域のみが必要となったため、当該少量のデータは、図５を参照しながら前述したようにBandwidthrequest (Header)として別途で送信せずに、通信状態報告情報であるCQIを送信する際についでに上乗せして送信することができる。つまり、図５のステップＳ１０４に相当する手順が省略可能となる。

また、上記CQIはBandwidth request (CDMACode)と同じフレームで基地局２０に送信されるため、基地局２０はUL-MAP (CDMA allocation IE)の送信と共に上りデータ送信帯域を割当てることができる。つまり、図５のステップＳ１０３に相当する手順とテップＳ１０５に相当する手順との二つの手順が一つの手順と短縮される。したがって、結果的に、移動機１０が基地局２０に帯域割当て要求を行うために必要な手順数を例えば図５の動作形態に比べて１往復減らすことができる。

（セッション継続中の動作、その１）
続いて、移動機１０と基地局２０との間の通信セッションが継続中である場合に通信システム１により行われる動作について、図７のシーケンス図を参照しながら説明する。

図７に示すように、移動機１０側で上りデータが発生し（ステップＳ３０１）、更に基地局２０からの下りデータを移動機１０側で受信すると（ステップＳ３０１）、移動機１０は、まず、HARQ ACKを基地局２０に送信する（ステップＳ３０３）。

次に、移動機１０が、ヘッダ送信帯域を基地局２０に要求する。この要求は、移動機１０がBW Request (CDMA code)を基地局２０に送信することで行われる（ステップＳ３０４）。

次に、基地局２０が、UL-MAP (CDMA allocation IE)を移動機１０に送信することにより、ステップＳ３０４にて要求されたヘッダ送信帯域を移動機１０に割当てる（ステップＳ３０５）。

次に、移動機１０が、上りデータ送信帯域を割当てるよう基地局２０に要求する。この要求は、移動機１０がステップＳ３０５にて割当てられたヘッダ送信帯域を用いてBW Request (Header)を基地局２０に送信することで行われる。BW Request (Header)の例えばBR fieldと呼ばれる記録領域には上りデータ送信帯域のサイズが前述したパケット単位やブロック単位で記録されている（ステップＳ３０６）。

次に、基地局２０が、UL-MAPを移動機１０に送信することにより、上りデータ送信帯域を移動機１０に割当てる（ステップＳ３０７）。

最後に、移動機１０が、ステップＳ３０７にて割当てられた上りデータ送信帯域を用いて上りデータを基地局２０に送信する。この送信の際には、図３（Ｃ）および図４（Ｂ）を参照しながら前述したように、上りデータを一つまたは複数のブロックやパケットにパッキングした状態で基地局２０に送信することができる（ステップＳ３０８）。

以上、移動機１０と基地局２０との間の通信セッションが継続中である場合に行われる動作について説明した。移動機１０は、割当てを要求する帯域のサイズをパケット単位またはブロック単位で表している。このため、例えばWiMAXの標準規格の元でバイト単位で帯域サイズを表す場合に比べると、少量の記録領域を用いながらも大きいサイズの帯域を表現できる。したがって、BW Request (Header)の例えばBR fieldと呼ばれる記録領域に割当てを要求する帯域のサイズを記録する際にオーバーヘッドが発生することを抑制できる。

（セッション継続中の動作、その２）
続いて、移動機１０と基地局２０との間の通信セッションが継続中である場合に通信システム１により行われる別の動作について、図８のシーケンス図を参照しながら説明する。

図８に示すように、移動機１０側で上りデータが発生し（ステップＳ４０１）、更に基地局２０からの下りデータを移動機１０側で受信すると（ステップＳ４０１）、移動機１０は、まず、HARQ ACKを基地局２０に送信する。このHARQ ACKには上りデータ送信帯域のサイズが前述したパケット単位やブロック単位で記録されているため、移動機１０はHARQ ACKを基地局２０に送信することにより上りデータ送信帯域を割当てるよう基地局２０に要求することができる（ステップＳ４０３）。

次に、基地局２０が、UL-MAPを移動機１０に送信することにより、上りデータ送信帯域を移動機１０に割当てる（ステップＳ４０４）。

最後に、移動機１０が、ステップＳ４０４にて割当てられた上りデータ送信帯域を用いて上りデータを基地局２０に送信する。この送信の際には、図３（Ｃ）および図４（Ｂ）を参照しながら前述したように、上りデータを一つまたは複数のブロックやパケットにパッキングした状態で基地局２０に送信することができる（ステップＳ４０５）。

以上、移動機１０と基地局２０との間の通信セッションが継続中である場合に行われる別の動作について説明した。移動機１０は、割当てを要求する帯域のサイズをパケット単位またはブロック単位で表している。このため、例えばWiMAXの標準規格の元でバイト単位で帯域サイズを表す場合に比べると、一定のサイズの帯域を表現するために必要な記憶領域が少なくて済む。このように上りデータ送信帯域のサイズを表現するために少量の記録領域のみが必要となったため、当該少量のデータは、図７を参照しながら前述したようにBandwidthrequest (Header)として別途で送信せずに、通信状態報告情報であるHARQ ACKを送信する際についでに上乗せして送信することができる。つまり、図７のステップＳ３０４〜ステップＳ３０６に相当する手順が省略可能となる。したがって、結果的に、移動機１０が基地局２０に帯域割当て要求を行うために必要な手順数を例えば図７の動作形態に比べて１．５往復減らすことができる。

（単位通知時の動作）
続いて、移動機１０と基地局２０との間の通信セッションが開始される前に、帯域サイズの表現単位や記録位置に関して、移動機１０と基地局２０との間でサービスフローを追加するために行われる動作について、図９および図１０のシーケンス図を参照しながら説明する。

図９は、移動機１０からサービスフロー追加動作がスタートする場合を示す。図９に示すように、移動機１０が、まず、帯域サイズの表現単位や記録位置に関して基地局２０に通知する。この動作は、移動機１０が、上りデータをフラグメント化するか否かに関する情報、フラグメント化をする場合には一つのブロックが何バイトであるかを表す情報、フラグメント化をしない場合には一つのパケットが何バイトであるかを表す情報、要求する帯域のサイズをBandwidth request (Header)に記録するかまたはCQIやHARQ ACK等の通信状態報告情報に記録するかに関する情報等を、DSA-REQ (Dynamic Service Addition Request)に記載して基地局２０に送信することで行われる（ステップＳ５０１）。

ステップＳ５０１にて基地局２０に送信されたDSA-REQに記録された要求値に問題なければ、基地局２０は、当該要求値をDSA-RVD (Dynamic Service Addition Received)を用いて承認する（ステップＳ５０２）

一方、ステップＳ５０１にて送信された要求値に変更がある場合には、基地局２０は、当該変更値をDSA-RSP (Dynamic Service Addition Response)を用いて移動機１０に通知する（ステップＳ５０３）。そして、移動機１０は、当該変更値をDSA-ACK (Dynamic Service Addition Acknowledge)を用いて承認する（ステップＳ５０４）。

図１０は、基地局２０からサービスフロー追加動作がスタートする場合を示す。図１０に示すように、基地局２０が、まず、帯域サイズの表現単位や記録位置に関して移動機１０に通知する。この動作は、基地局２０が、上りデータをフラグメント化するか否かに関する情報、フラグメント化をする場合には一つのブロックが何バイトであるかを表す情報、フラグメント化をしない場合には一つのパケットが何バイトであるかを表す情報、要求する帯域のサイズをBandwidth request (Header)に記録するかまたはCQIやHARQ ACK等の通信状態報告情報に記録するかに関する情報等を、DSA-REQに記載して移動機１０に送信することで行われる（ステップＳ６０１）。

次に、移動機１０は、DSA-RSPやDSA-ACKを基地局２０との間で送受信し、ステップＳ６０１にて通知された要求値を採用する（ステップＳ６０２〜ステップＳ６０３）。

続いて、本実施形態にかかる通信システム１の作用及び効果について説明する。本実施形態によれば、割当てを要求する帯域のサイズがパケット単位やブロック単位で表される。このパケット単位やブロック単位は、バイト単位より大きい単位である。したがって、任意の帯域サイズを表す際に、バイト単位で表す場合より、パケット単位やブロック単位で表す場合の方が、当該帯域サイズを短く表現でき、一定の記録領域を用いてより大きいサイズの帯域を表現でき、且つ一定の帯域サイズを表すために必要なデータ量をより少なくすることができる。

この結果、本実施形態によれば、移動機１０が基地局２０に帯域割当て要求を行う場合に、移動機１０は、例えばＸビットの記録領域を用いて２^Ｘbytesより大きい帯域サイズを表現することができる。つまり、移動機１０が基地局２０に要求する帯域のサイズが例えばＸビットの記録領域を用いてバイト単位で表現可能な最大のサイズである２^Ｘbytesを超える場合に、移動機１０は、２^Ｘbytesより大きい帯域サイズを表現できることから、Ｘビットの記録領域がオーバーヘッドすることを抑制し、上り帯域割当ての要求を複数回にわたって繰り返して行うことを抑制することができる。その結果、移動機１０は、効率的な帯域割当て要求を行うことができる。

また、本実施形態によれば、移動機１０が基地局２０に割当てを要求する帯域のサイズを表すサイズ情報のために必要なデータ量が少なくなったため、基地局２０との間の通信状態を報告するための通信状態報告情報に当該少量のサイズ情報を書き加えることができる。すなわち、WiMAXの標準規格の元でバイト単位で帯域サイズを表現すると例えば１９ビットの記録領域が必要だった場合に、本実施形態にしたがってパケット単位やブロック単位で表現すると例えば３ビットだけの少ない記録領域で済む。この３ビットだけの少量のデータは、そのデータ量が少量であることから、WiMAXの標準規格でのようにBandwidth request (Header)として別途で送信せずに、CQIやHARQ ACK等の通信状態報告情報を送信する際についでに上乗せして送信することができる。したがって、WiMAXの標準規格でのBandwidth request (Header)を送信する手順等が省略可能となり、結果的には、移動機１０が基地局２０に帯域割当て要求を行うために必要な手順数を減らすことができる。

WiMAXの標準規格の元では、特にノンリアルタイム通信を行う際には、上りデータが発生する度に図１１のステップＳ０２〜ステップＳ０５のような帯域割当て手順を行う必要があるため、伝送遅延が大きくなるおそれがある。特に、パケット通信においては、例えばTCP等を用いたノンリアルタイム通信のトラフィックが支配的であるため、頻繁に帯域割当て手順を行うことにより伝送遅延が増加することは大きな問題となるおそれがある。そこで、本実施形態によれば、移動機１０が基地局２０に帯域割当て要求を行うために必要な手順数を減らすことができるので、移動機１０が効率的な帯域割当て要求を行えることはもちろんであり、上記伝送遅延の発生を抑制することができる。

また、本実施形態によれば、基地局２０は、移動機１０が帯域サイズをパケット単位やブロック単位で表していること、および当該パケット単位やブロック単位の大きさを認識することができる。

通信システムの構成概要図である。 移動機のハードウェア構成図である。 本実施形態における上りデータをイメージしている図である。 本実施形態における上りデータをイメージしている図である。 移動機と基地局との間の通信セッションが開始される際に通信システムにより行われる動作を示すシーケンス図である。 移動機と基地局との間の通信セッションが開始される際に通信システムにより行われる別の動作を示すシーケンス図である。 移動機と基地局との間の通信セッションが継続中である場合に通信システムにより行われる動作を示すシーケンス図である。 移動機と基地局との間の通信セッションが継続中である場合に通信システムにより行われる別の動作を示すシーケンス図である。 移動機と基地局との間の通信セッションが開始される前に、帯域サイズの表現単位や記録位置に関して、移動機と基地局との間でサービスフローを追加するために行われる動作を示すシーケンス図である。 移動機と基地局との間の通信セッションが開始される前に、帯域サイズの表現単位や記録位置に関して、移動機と基地局との間でサービスフローを追加するために行われる動作を示すシーケンス図である。 WiMAXの標準規格の元でDAMAによる帯域割当ての手順を示すシーケンス図である。

符号の説明

１…通信システム、１０…移動機、１１０…受信部、１２０…格納部、１３０…単位通知部、１４０…フラグメント部、１５０…要求部、１６０…データ送信部、２０…基地局、３０…データ供給装置。

Claims (8)

1. 上り通信により基地局へデータを送信する際に、前記上り通信のための帯域の割当てを前記基地局に要求する移動機であって、
   前記基地局へ送信すべきデータを所定のパケット単位で格納する格納手段と、
   割当てを要求する帯域のサイズを前記パケット単位で表して前記基地局に通知することにより、当該帯域割当てを前記基地局に要求する割当て要求手段と、
   前記割当て要求手段の当該帯域割当て要求に応じて前記基地局が割当てた帯域を用いて、前記格納手段に格納された前記データを前記パケット単位で前記基地局に送信するデータ送信手段と、
   を備えることを特徴とする移動機。
2. 前記割当て要求手段は、割当てを要求する帯域のサイズを前記パケット単位で表したものを、前記基地局との間の通信状態を報告するための情報に書き加えて、前記基地局に送信することを特徴とする請求項１記載の移動機。
3. 割当てを要求する帯域のサイズが前記パケット単位で表される旨の情報、および当該パケット単位の大きさを表す情報を前記基地局に送信する単位通知手段を更に備えることを特徴とする請求項１または請求項２記載の移動機。
4. 上り通信により基地局へデータを送信する際に、前記上り通信のための帯域の割当てを前記基地局に要求する移動機であって、
   前記基地局へ送信すべきデータを格納する格納手段と、
   前記格納手段に格納された前記データをバイト単位より大きい所定のブロック単位に分割するデータ分割手段と、
   割当てを要求する帯域のサイズを前記ブロック単位で表して前記基地局に通知することにより、当該帯域割当てを前記基地局に要求する割当て要求手段と、
   前記割当て要求手段の当該帯域割当て要求に応じて前記基地局が割当てた帯域を用いて、前記データ分割手段により前記ブロック単位に分割された前記データを前記ブロック単位で前記基地局に送信するデータ送信手段と、
   を備えることを特徴とする移動機。
5. 前記割当て要求手段は、割当てを要求する帯域のサイズを前記ブロック単位で表したものを、前記基地局との間の通信状態を報告するための情報に書き加えて、前記基地局に送信することを特徴とする請求項４記載の移動機。
6. 割当てを要求する帯域のサイズが前記ブロック単位で表される旨の情報、および当該ブロック単位の大きさを表す情報を前記基地局に送信する単位通知手段を更に備えることを特徴とする請求項４または請求項５記載の移動機。
7. 上り通信により基地局へデータを送信する際に、前記上り通信のための帯域の割当てを前記基地局に要求する移動機における帯域割当て要求方法であって、
   前記移動機の格納手段には、前記基地局へ送信すべきデータが所定のパケット単位で格納されており、
   前記移動機の割当て要求手段が、割当てを要求する帯域のサイズを前記パケット単位で表して前記基地局に通知することにより、当該帯域割当てを前記基地局に要求する割当て要求ステップと、
   前記移動機のデータ送信手段が、前記割当て要求手段の当該帯域割当て要求に応じて前記基地局が割当てた帯域を用いて、前記格納手段に格納された前記データを前記パケット単位で前記基地局に送信するデータ送信ステップと、
   を備えることを特徴とする帯域割当て要求方法。
8. 上り通信により基地局へデータを送信する際に、前記上り通信のための帯域の割当てを前記基地局に要求する移動機における帯域割当て要求方法であって、
   前記移動機の格納手段には、前記基地局へ送信すべきデータが格納されており、
   前記移動機のデータ分割手段が、前記格納手段に格納された前記データを所定のブロック単位に分割するデータ分割ステップと、
   前記移動機の割当て要求手段が、割当てを要求する帯域のサイズを前記ブロック単位で表して前記基地局に通知することにより、当該帯域割当てを前記基地局に要求する割当て要求ステップと、
   前記移動機のデータ送信手段が、前記割当て要求手段の当該帯域割当て要求に応じて前記基地局が割当てた帯域を用いて、前記データ分割手段により前記ブロック単位に分割された前記データを前記ブロック単位で前記基地局に送信するデータ送信ステップと、
   を備えることを特徴とする帯域割当て要求方法。
   

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