JP2009232167A - 無線通信システム及びサーバ装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 無線端末装置からデータの配信を行う際に、一定期間だけ帯域を確保することができる無線通信システム及びサーバ装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 複数の無線端末装置T、無線端末装置と無線で通信しIP網1に接続される無線基地局装置BS、IP網1に接続されるサーバ装置Sとを有する無線通信システムにおいて、サーバ装置Sには、一斉同報配信を行う際に使用する無線基地局装置および使用するチャネル、一斉同報配信の開始および終了の時刻、および予約に関する情報を記憶する予約管理テーブル25aを有する。サーバ装置Sが無線端末装置Tから一斉同報配信の配信要求を受信すると、一斉同報配信に使用する無線基地局装置BSを判断し、チャネルを予約可能であれば予約管理テーブル25aを更新し、その無線基地局装置BSへチャネルの予約を要求する。
【選択図】 図1

Description

本発明は、無線端末装置から一斉同報配信を提供する無線通信システム及びサーバ装置に関する。
近年、携帯電話やPHSなどの無線端末装置で、動画や音楽などのデータ量の多いコンテンツをダウンロードする技術が発展している。このような技術は、無線通信事業者が提供するサーバにコンテンツをアップロードしておき、このコンテンツを無線端末装置のユーザからの要求に応じて、無線端末装置へダウンロードするようになっている。しかしながら、多数のユーザがこのようなデータ量の多いコンテンツを個々にダウンロードするには、無線基地局装置で使用可能な回線の帯域が充分に確保されておらず、そのデータ量の多いコンテンツをダウンロードできるような通信プランの料金は高額である。また、回線の帯域の利用効率を向上させないまま通信料金を低価格化すると、限られた回線の帯域を使用して多くのユーザがデータ量の多いコンテンツのダウンロードを行うようになるため、回線の混雑による接続不可能状態を招く。
このような問題を解決する手段として、複数のユーザが同一のコンテンツをダウンロードする際は、無線基地局装置のチャネルをそれらのユーザの無線端末装置に同一のチャネルを割当てして回線の帯域を効率よく使用する技術が知られている(特許文献1)。
また、今後は、無線基地局装置の回線が大容量である無線公衆網が整備されるようになるため、データ量の多いコンテンツのダウンロードが活発になると予想される。さらに、この無線公衆網は、無線端末装置へコンテンツをダウンロードするだけでなく、無線端末装置側からコンテンツのネットワーク配信を行うような柔軟なサービスが期待される。
特開2003−283422号公報
しかしながら、上記の従来技術では、無線端末装置からサーバへアップロードするような無線通信システムは構成されておらず、無線端末装置側からネットワーク配信を行うことはできない。それに加えて、例え無線端末装置からサーバへアップロードすることができたとしても、そのコンテンツのネットワーク配信を行うために必要な帯域を確保できるとは限らないという問題がある。例えば、帯域を確保できないままネットワークを使用した教育で、ネットワーク配信を行う場合は、講義のコンテンツを受信できないという問題が生じる。
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、無線端末装置からデータの配信を行う際に、一定期間だけ帯域を確保することができる無線通信システムを提供することを目的とする。
本発明による無線通信システムは、複数の無線端末装置と、前記無線端末装置と無線で通信し、IP網に接続される無線基地局装置と、前記IP網に接続されるサーバ装置とを有する無線通信システムにおいて、前記サーバ装置には、一斉同報配信を行う際に使用する無線基地局装置および使用するチャネル、一斉同報配信の開始および終了の時刻、および予約に関する情報を記憶する予約管理テーブルと、無線端末装置から受信した一斉同報配信の配信要求を基に、一斉同報配信に使用する無線基地局装置を判断し、前記チャネルが予約可能である場合に予約管理テーブルを更新する予約管理手段と、前記無線基地局装置へ、チャネルの使用予約を要求する要求手段とを有し、前記無線基地局装置には、前記要求手段によってチャネルの使用予約を要求された場合に、チャネルの割当てを行う無線チャネル割当手段と、前記無線チャネル割当手段によって割当てられたチャネルを前記サーバ装置へ通知する手段とを有することを特徴としている。
また、本発明によるサーバ装置は、複数の無線端末装置と、前記無線端末装置と無線で通信し、IP網に接続される無線基地局装置と、前記IP網に接続されるサーバ装置とを有する無線通信システムにおいて使用されるサーバ装置であって、一斉同報配信を行う際に使用する無線基地局装置および使用するチャネル、一斉同報配信の開始および終了の時刻、および予約に関する情報を記憶する予約管理テーブルと、無線端末装置から受信した一斉同報配信の配信要求を基に、一斉同報配信に使用する無線基地局装置を判断し、前記チャネルが予約可能である場合に予約管理テーブルを更新する予約管理手段と、前記無線基地局装置へ、チャネルの使用予約を要求する要求手段とを有することを特徴としている。
本発明によれば、無線端末装置からデータの配信を行う際に、一定期間だけ帯域を確保することができる無線通信システム及びサーバ装置を提供することができる。
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
図1は、この発明に関わる無線通信システムの一実施の形態を示し、特に、無線端末装置から一斉同報配信を行うためのシステム構成図である。
このシステムは、無線端末装置T1、T2、T3が無線で通信を行うための無線基地局装置BS1、BS2、…、BSnがIP網1に接続されて構成されている。このIP網1には、無線通信システムの事業者の管理の下で無線端末装置からの一斉同報配信を管理するサーバ装置Sが接続されている。なお、無線端末装置Tは3個のみ示しているが、各無線基地局装置BS1乃至BSnのそれぞれには多数の無線端末装置Tが接続可能である。また、これらの無線端末装置Tは、携帯電話やPHSなどの無線端末装置だけでなく、PDA(パーソナル・デジタル・アシスタント)やパーソナルコンピュータなどに無線インターフェースを内蔵または外付けで備えているものでもよい。図1では、無線基地局装置BS1と無線で通信可能な無線ゾーン2に無線端末装置T1、T2、T3が在圏している様子を示している。
図2は、無線基地局装置BS(BS1乃至BSn共通)の機能ブロック図である。無線基地局装置BSには、無線部100、有線インターフェース部14、主制御部15、メモリ16、無線チャネル割当部17が備えられている。無線部100には、無線インターフェース部11、無線制御部12、メモリ13が備えられている。この無線制御部12は、メモリ13に記憶されている情報を基に、無線で送受信する無線インターフェース部11を制御するようになっている。有線インターフェース部14は、IP網1と接続するものである。また、主制御部15は、無線部100、有線インターフェース部14、メモリ16、無線チャネル割当部(無線チャネル割当手段)17と接続され、各部を制御するようになっている。メモリ16には、有線インターフェース部14から受信したデータを一斉同報配信するために必要な情報を記憶するチャネル予約テーブル16aが記憶されるようになっている。無線チャネル割当部17は、無線インターフェース部11または有線インターフェース部14から受信した接続要求に係る情報を基に、その接続要求に係る無線端末装置に無線チャネルを割当てするようになっている。
図3は、サーバ装置Sの機能ブロック図である。サーバ装置Sには、インターフェース部21、主制御部22、認証部(認証手段)23、予約管理部(予約管理手段)24、メモリ25が備えられている。
インターフェース部21は、IP網1と有線で接続するためのものである。また、主制御部22は、インターフェース部21、認証部23、予約管理部24、及びメモリ25と接続され、各部を制御するようになっている。認証部23は、無線端末装置Tからインターフェース部21を介して受信した一斉同報配信情報の受信をしてよいか否かを、前記無線端末装置から受信する認証情報を基に認証を行うようになっている。また、メモリ25には、予約管理テーブル25aが備えられ、一斉同報配信を行う際に使用する無線基地局装置やその使用するチャネル、一斉同報配信の開始および終了の時刻、一斉同報配信を受信する際に必要なパスワードなどの認証情報、及び予約に関する情報を記憶するものである。予約管理部24は、無線端末装置Tからインターフェース部21を介して受信した一斉同報配信の配信要求を基に、どの無線基地局装置BSを使用して配信するか、予約可能か否かなどのチャネル予約の可否を判断し、予約管理テーブル25aを更新するようになっている。
図4は、サーバ装置Sに記憶されている予約管理テーブル25aの一例である。この予約管理テーブル25aには、無線基地局装置BS毎に、一斉同報配信の配信要求を行った無線端末装置Tのユーザの識別情報、一斉同報配信の開始および終了時刻、送信および受信に使用するチャネル、及びユーザのメールアドレス、パスワードが記憶されている。送信および受信に使用するチャネルについては、後に詳述する。
なお、ユーザの識別情報の代わりに、無線端末装置Tの電話番号やIPアドレスなどの識別情報を記憶してもよい。また、これらの他にも、一斉同報配信を受信させたい無線端末装置Tの識別情報やメールアドレスなどを記憶するようにしてもよい。
図4では、無線基地局装置BS1にはユーザ1およびユーザ2が予約されており、ユーザ1の予約開始時刻は「10:15:00」、予約終了時刻は「11:00:00」、後述するチャネルは送信の場合は「#1」、受信の場合は「#1」である。また、ユーザのメールアドレスは「xxx@aa.com」、パスワードは「abc123」である。
図5は、無線基地局装置BSに記憶されているチャネル予約テーブル16aの一例である。このチャネル予約テーブル16aには、予約管理テーブル25aのうち自らの無線基地局装置BSの情報のみを記憶するようになっている。図5では、予約管理テーブル25aの無線基地局装置BS1に関する情報のみ記憶されており、その記憶内容は図4と同じであるため、説明を省略する。
次に、図6を参照してチャネルについて説明する。
図6は、無線通信システムで使用される無線帯域を周波数と時間軸にチャネルを多重したフレーム構成を示したものである。
フレームF1は、ダウンリンクサブフレームDL1、送信/受信切り替えのギャップTTG1、アップリンクサブフレームUL1で構成される。また、フレームF1と次のフレーム(次のフレームのうち、ダウンリンクサブフレームDL2のみ図に記載)の間には、受信/送信切り替えのギャップRTG1が設けられている。
ダウンリンクサブフレームDL1は、プリアンブル、後に続く最初のダウンリンクサブフレームDL1のプロファイルを規定する情報を示すフレーム制御ヘッダFCH、ダウンリンクサブフレームDL1の割当情報DL−MAP、アップリンクサブフレームUL1の割当情報UL−MAP、無線基地局装置BSから無線端末装置Tへデータを送信する場合に使用される多数のチャネルDL−Burst#1、…、DL−Burst#6で構成されている。
また、アップリンクサブフレームUL1は、初期レンジングRanging subchannel、無線端末装置Tから無線基地局装置BSへデータを送信する場合に使用される多数のチャネルUL−Burst#1、…、UL−Burst#3で構成されている。
例えば無線端末装置T1がデータを送信する場合には、特定のチャネルを占有してそのチャネルを使用してデータを送信する。この特定のチャネルは、1つのみでも、複数でもよいが、1つのチャネルを複数の無線端末装置Tが使用してデータを送信することはできない。次に、例えば無線端末装置T2がデータを受信する場合には、特定のチャネルを使用してデータを受信する。このとき、無線端末装置T2が受信するデータと同じデータを無線端末装置T3が受信する場合には、無線端末装置T2が使用しているチャネルを無線端末装置T3も使用して無線端末装置T2が受信するデータと同じデータを受信することができるようになっている。
次に、図7を参照して、無線端末装置Tが一斉同報配信を配信要求してから一斉同報配信を行い、終了するまでの無線通信システム全体の流れを説明する。
ここでは、無線端末装置T1、T2、T3が無線基地局装置BS1の無線ゾーン2に在圏し、無線端末装置T1が一斉同報配信を行い、無線端末装置T2、T3が一斉同報配信を受信する場合を例に示す。
まず、無線端末装置T1が無線基地局装置BS1を介してサーバ装置Sへ一斉同報配信の配信要求を行う(S101)。この配信要求には、配信に使用する無線基地局装置BSを決定するために必要な、配信時の無線端末装置T1の所在地、配信の開始および終了時刻、一斉同報配信を受信する無線端末装置T2、T3の情報やその他の情報が含まれる。この一斉同報配信の配信要求をサーバ装置Sが受信すると、一斉同報配信に使用する無線基地局装置BS、および一斉同報配信の送受信者を制限するためのパスワードを決定する(S102)。サーバ装置Sは、この内容を予約管理テーブル25aに記憶して更新する。
予約管理テーブル25aを更新すると、サーバ装置Sは、予約管理テーブル25aの無線基地局装置BS1に関する情報を無線基地局装置BS1へ送信してチャネルの予約を要求する(要求手段)(S103)。この情報を受信した無線基地局装置BS1は、受信した情報を基にチャネルを割当てしてチャネル予約テーブルに記憶する(S104)。チャネル予約テーブルに記憶すると、無線基地局装置BS1はサーバ装置Sへ割当てしたチャネルの情報を通知する(S105)。
サーバ装置Sが、割当したチャネルに関する情報を無線基地局装置BS1から受信すると、一斉同報配信の許可の通知および一斉同報配信に使用するパスワードを無線基地局装置BS1を介して無線端末装置T1へ通知する(S106)。また、サーバ装置Sが無線端末装置T1へ通知した後、一斉同報配信の受信の許可がなされたことの通知を一斉同報配信を受信する無線端末装置T2、T3へ送信する(S107、S108)。
無線端末装置T1は、一斉同報配信の受信に必要なパスワードを無線端末装置T2、T3へ無線基地局装置BS1を介して送信する(S109、S110)。
無線端末装置T1は、一斉同報配信の開始時刻になると、終了時刻まで送信チャネル#1を占有して無線基地局装置BS1へ一斉同報配信のデータを送信し続ける(S111)。
無線端末装置T2が一斉同報配信を受信する場合は、無線端末装置T2が無線基地局装置BS1を介してサーバ装置Sへ受信要求およびパスワードを送信する(S112)。サーバ装置Sは、無線端末装置T2が受信可能であるか否かを無線端末装置T2から受信するパスワード等の認証情報を基に認証する(S113)。認証の結果、受信可能であれば、サーバ装置Sは受信を認証したことを示す受信認証通知を、無線基地局装置BS1へ送信する(S114)。無線基地局装置BS1は無線端末装置T2への一斉同報配信が許可されたことを受信すると、無線端末装置T1が配信している一斉同報配信のデータを受信チャネル#1を使用して無線端末装置T2でも受信できるように変更する(S115)。このようにして、受信要求があった無線端末装置T2に対する一斉同報配信のデータの受信ができるようになる。
次に、無線端末装置T3が一斉同報配信を受信する場合は、無線端末装置T3が無線基地局装置BS1を介してサーバ装置Sへ受信要求およびパスワードを送信する(S116)。サーバ装置Sは、無線端末装置T3が受信可能であるか否かを受信したパスワードに基づいて認証する(S117)。受信可能であれば、サーバ装置Sは受信を認証したことを、無線基地局装置BS1へ通知する(S118)。無線基地局装置BS1は無線端末装置T3への一斉同報配信が許可されたことを受信すると、無線端末装置T1が配信している一斉同報配信のデータを受信チャネル#1を使用して無線端末装置T3でも受信できるように変更する(S119)。このようにして、受信要求があった無線端末装置T3に対する一斉同報配信のデータの受信ができるようになる。 一斉同報配信の終了時刻になると、サーバ装置Sは、一斉同報配信の終了通知を無線基地局装置BS1へ送信する(S120)。
次に、図8のフローチャートを参照してサーバ装置Sの処理について説明する。
まず、サーバ装置Sは無線端末装置Tから一斉同報配信の配信要求があるか否かを判断する(S201)。一斉同報配信の配信要求が無い場合はステップS201の処理を繰り返す。一斉同報配信の配信要求がある場合は、一斉同報配信の配信要求と共に送られてくる情報を基に、一斉同報配信に使用する無線基地局装置BSを判断する(S202)。無線基地局装置BSを判断すると、その無線基地局装置BSの予約情報および無線基地局装置BSから送られてくるその無線基地局装置BSのチャネルの割当て情報から、その無線基地局装置BSに送信および受信チャネルを設定可能か否かを判断する(S203)。その無線基地局装置BSに送信および受信チャネルを設定できなければ、処理を終了する。その無線基地局装置BSに送信および受信チャネルを設定可能であれば、その無線基地局装置BSへ一斉同報配信に使用するチャネルなどの一斉同報配信に必要な情報を送信する(S204)。
その無線基地局装置BSへ一斉同報配信に必要な情報を送信すると、一斉同報配信の許可の通知および一斉同報配信に使用するパスワードを一斉同報配信の配信要求を行った無線端末装置Tへ送信する(S205)。また、一斉同報配信の受信の許可がなされたことを示す一斉同報配信受信可能通知を、一斉同報配信を受信する無線端末装置Tへ送信する(S206)。
一斉同報配信を受信する無線端末装置Tへ一斉同報配信受信可能通知を送信した後は、無線端末装置Tが一斉同報配信を受信するためにアクセスしてきたか否かを判断する(S207)。アクセスが無い場合はステップS207の処理を繰り返す。アクセスがある場合は、その無線端末装置Tの受信を許可するか否かをその無線端末装置Tから受信したパスワード等の認証情報を基に判断する(S208)。許可できない場合は、処理を終了する。受信を許可できた場合は、無線基地局装置BSへ受信を許可したことを示す受信認証通知を送信する(S209)。受信認証通知を送信した後は、予約終了時刻になったか否かを判断し(S210)、予約終了時刻になっていなければステップS207以降の処理を繰り返す。予約終了時刻になった場合は、処理を終了する。
以上のように、一斉同報配信を行う際の送信および受信チャネルを占有することを予め予約しておくことで、安定した一斉同報配信を行うことができる無線通信システムを提供することが可能である。
また、一斉同報配信のデータを多くの無線端末装置が受信する場合に、受信に使用するチャネルを共通にしておくことで、同一データのダウンロードを行うチャネルを効率よく使用することができる。
さらに、無線端末装置からの一斉同報配信の配信要求をサーバ装置が管理するようにし、一斉同報配信を行う際にサーバ装置にアップロードせず無線基地局装置BSを経由して配信するため、配信する膨大なデータをサーバに蓄積することなく、無線端末装置からデータの配信を行うことができる。
なお、本発明は、以上の構成に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
例えば、図8のフローチャートのステップS203で無線基地局装置BSおよびチャネルを決定できない場合、処理を終了するように記載したが、ステップS202およびステップS203の処理は、無線端末装置から接続要求が生じた場合に行う無線リソース(帯域)の割当て方法と同様であるため、無線リソースの割当てに優先順位を設けて一斉同報配信の配信要求を許可するように構成してもよい。
また、実施例1では、無線端末装置T2、T3が一斉同報配信を受信する認証を受けるために、受信要求と共に認証用のパスワードを送信するようにした。しかしながら、無線端末装置T2、T3が受信要求を送信して一斉同報配信を受信可能となった後に、無線端末装置T2、T3が一斉同報配信によって配信されているデータを自らの無線端末装置T2、T3で再生(視聴)を開始する際に、パスワード等を用いて認証を行うように構成してもよい。
本発明の一実施の形態に係る無線通信システムを示した図。 本発明の一実施の形態に係る無線基地局装置の構成を示した図。 本発明の一実施の形態に係るサーバ装置の構成を示した図。 本発明の一実施の形態に係るサーバ装置に記憶されている無線基地局装置毎のチャネルの予約状況を管理する予約管理テーブルを示した図。 本発明の一実施の形態に係る無線基地局装置のチャネルの予約状況を記憶するチャネル予約テーブルを示した図 本発明の一実施の形態に係る無線基地局装置と無線端末装置の間の通信に使用するフレーム構成の概略図。 本発明の一実施の形態に係る無線端末装置から一斉同報配信を行う際のシーケンス図。 本発明の一実施の形態に係る無線端末装置から一斉同報配信を行う際にチャネルの予約管理を行うサーバ装置の動作フローチャート。
符号の説明
T1、T2、T3、…無線端末装置
BS1、BS2、…、BSn…無線基地局装置
S…サーバ装置
1…IP網
2…無線ゾーン
11…無線インターフェース部
12…無線制御部
13、16、25…メモリ
14…有線インターフェース部
15、22…主制御部
16a…チャネル予約テーブル
17…無線チャネル割当部
21…インターフェース部
23…認証部
24…予約管理部
25a…予約管理テーブル
F1…フレーム
DL1、DL2…ダウンリンクサブフレーム
UL1…アップリンクサブフレーム
TTG…送信/受信切り替えのギャップ
RTG…受信/送信切り替えのギャップ

Claims (3)

  1. 複数の無線端末装置と、前記無線端末装置と無線で通信し、IP網に接続される無線基地局装置と、前記IP網に接続されるサーバ装置とを有する無線通信システムにおいて、
    前記サーバ装置には、
    一斉同報配信を行う際に使用する無線基地局装置および使用するチャネル、一斉同報配信の開始および終了の時刻、および予約に関する情報を記憶する予約管理テーブルと、
    無線端末装置から受信した一斉同報配信の配信要求を基に、一斉同報配信に使用する無線基地局装置を判断し、前記チャネルが予約可能である場合に予約管理テーブルを更新する予約管理手段と、
    前記無線基地局装置へ、チャネルの使用予約を要求する要求手段とを有し、
    前記無線基地局装置には、
    前記要求手段によってチャネルの使用予約を要求された場合に、チャネルの割当てを行う無線チャネル割当手段と、
    前記無線チャネル割当手段によって割当てられたチャネルを前記サーバ装置へ通知する手段とを有することを特徴とする無線通信システム。
  2. 前記無線チャネル割当手段は、無線端末装置が受信に使用するダウンリンクのチャネルを無線端末装置に割当てる場合、前記一斉同報配信を受信する複数の無線端末装置に同一のチャネルを割当てることを特徴とする請求項1に記載の無線通信システム。
  3. 複数の無線端末装置と、前記無線端末装置と無線で通信し、IP網に接続される無線基地局装置と、前記IP網に接続されるサーバ装置とを有する無線通信システムにおいて使用されるサーバ装置であって、
    一斉同報配信を行う際に使用する無線基地局装置および使用するチャネル、一斉同報配信の開始および終了の時刻、および予約に関する情報を記憶する予約管理テーブルと、
    無線端末装置から受信した一斉同報配信の配信要求を基に、一斉同報配信に使用する無線基地局装置を判断し、前記チャネルが予約可能である場合に予約管理テーブルを更新する予約管理手段と、
    前記無線基地局装置へ、チャネルの使用予約を要求する要求手段とを有することを特徴とするサーバ装置。
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