JP2011071844A

JP2011071844A - 通信システム、および通信方法

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Publication number: JP2011071844A
Application number: JP2009222370A
Authority: JP
Inventors: Yoichiro Fujitsuka; 洋一郎藤塚
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2009-09-28
Filing date: 2009-09-28
Publication date: 2011-04-07
Anticipated expiration: 2029-09-28
Also published as: JP5289258B2

Abstract

【課題】通信システムにおいて、効率の良いリソース割当を行う。
【解決手段】通信システムにおいて、基地局は、無線端末からの無線リソース割当要求に応じて、無線リソース状況を把握し、制御装置に、当該制御装置が上位と接続するネットワークに関するリソース情報を要求し、制御装置から前記リソース情報を取得し、把握した無線リソース状況と、リソース情報とに応じて、無線端末へ無線リソースを割り当て、制御装置は、基地局からのリソース情報の要求を受け付け、リソース状況を把握し、把握したリソース状況に基づき、リソースを調整し、調整後のリソース状況に基づくリソース情報を、基地局に送信する。
【選択図】図２

Description

本発明は、無線ブロードシステムを利用する通信システム、および通信方法に関する。

近年、インターネット等の通信ネットワークのブロードバンド化が進んでいる。これを実現する手段として、ＦＴＴＨ（Fiber To The Home）、ＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）等の有線接続を利用した有線ブロードバンドシステムと、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ(登録商標)、ＺｉｇＢｅｅ、ＷｉＭＡＸ等に代表される無線通信を通じた無線ブロードバンドシステムとが構築され、また利用されている。

かかるブロードバンドシステム、特に無線ブロードバンドシステムでは、無線端末を利用するユーザにとって最適な通信を可能にする技術が提案されている。

例えば、無線ブロードバンドシステムの基地局では、無線端末に対して無線チャネルの割当を行う際、送受信するデータの種別や、その無線端末の優先度を利用している。

しかしながら、基地局では、基地局より上位である、ネットワーク側の負荷状態を考慮することなく無線チャネルを割り当てていた。そのため、上述する情報を利用して無線チャネルを割当てていると、基地局と無線端末間の無線リソースと、ネットワーク側におけるリソースとに偏りが生じ、最適な割当とならない場合がある。

この問題に対し、無線リソースとネットワーク側のリソースを把握することで無線リソースを設定する技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

特開２００２−３７４３２１号公報

しかしながら、上述する特許文献１は、基地局は、割当時、無線リソースと上位のリソースの状況に基づきリソースを利用しているだけである。そのため、上位のネットワーク部分のリソースの再割当（調整）後の状況を把握した上での無線リソースの割当が行われていない。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、基地局における、無線リソースと上位のネットワーク部分とのリソースを考慮し、効率の良いリソース割当を行うことができる通信システム、および通信方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は、無線端末と無線通信を実行する基地局と、一方で当該基地局と他方で上位装置と接続する制御装置と、を有する通信システムにおいて、前記基地局は、無線端末からの無線リソース割当要求に応じて、無線リソース状況を把握する無線リソース状況把握手段と、前記制御装置に、当該制御装置と前記上位装置との間で割り当て可能なリソースに関するリソース情報を要求する情報要求手段と、前記制御装置から前記リソース情報を取得するリソース情報取得手段と、把握した前記無線リソース状況と、前記リソース情報とに応じて、前記無線端末へ無線リソースを割り当てる割当手段と、を備え、前記制御装置は、前記基地局からの前記リソース情報の要求を受け付ける受付手段と、当該制御装置と前記上位装置とのネットワークに関するリソース状況を把握するリソース状況把握手段と、把握した前記リソース状況に基づき、リソースを調整する調整手段と、前記調整後のリソース状況に基づく前記リソース情報を、前記基地局に送信する送信手段と、を備える。

また、本発明における通信システムは、前記リソース状況は、前記基地局を含む複数の基地局に接続する前記無線端末に対する、前記制御装置と前記上位装置との間のリソース状況、を意味し、前記リソース情報とは、前記リソース状況と、前記基地局と前記上位装置との間の最大リソース量とに基づいて、前記無線リソース割り当て要求を行った無線端末に割当てるリソース量に関する情報、を意味する。

また、本発明における通信システムは、前記制御装置における前記調整手段は、前記リソース状況と、前記最大リソース量と、接続中の前記無線端末の通信状況に応じて、前記無線リソース割り当て要求を行った無線端末に割当てるリソースを調整する。

上記目的を達成するため、本発明は、無線端末と無線通信を実行する基地局と、一方で当該基地局と他方で上位装置と接続する制御装置と、を有する通信システムの通信方法であって、前記基地局は、無線端末からの無線リソース割当要求に応じて、無線リソース状況を把握するステップと、前記制御装置に、当該制御装置と前記上位装置との間で割り当て可能なリソースに関するリソース情報を要求するステップと、前記制御装置は、前記基地局からの前記リソース情報の要求を受け付けるステップと、当該制御装置と前記上位装置とのネットワークに関するリソース状況を把握するステップと、把握した前記リソース状況に基づき、リソースを調整するステップと、前記調整後のリソース状況に基づく前記リソース情報を、前記基地局に送信する送信ステップと、前記基地局は、前記制御装置から前記リソース情報を取得するステップと、把握した前記無線リソース状況と、前記リソース情報とに応じて、前記無線端末へ無線リソースを割り当てるステップと、を有することを特徴とする。

基地局における、無線リソースと上位のネットワーク部分とのリソースを考慮し、効率の良いリソース割当を行うことができる。

本発明の実施形態に係る通信システムを示した概略構成図である。本発明の実施形態に係る通信システムの、基地局と、交換局制御装置との構成を示した機能ブロック図である。本発明の実施形態に係る通信システムにおいて管理される、無線リソース間情報、リソース管理情報のテーブルを示した図である。本発明の実施形態に係る通信システムにおける、動作を示した図である。

次に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
（１）通信システムの構成
まず、本実施形態に係る通信システムの構成について説明する。
（１．１）全体概略構成
図１は、本実施形態に係る通信システムの概略構成図である。図１に示すように、通信システム１０は、無線基地局１００（１００Ａ，１００Ｂ）、交換局制御装置２００、無線端末３００（３００Ａ〜３００Ｅ）、及び、ネットワーク４００、上位装置５００等を備える。
（１．２）通信システムの構成
図２は、本実施形態に係る通信システム１０に含まれる、無線基地局１００と、交換局制御装置２００の構成を示す機能ブロック図である。
（１．２．１）基地局の構成
図２に示すように、無線基地局１００は、アンテナ１０１、無線通信部１０２、バッファ部１０３、記憶部１０４、無線リソース決定部１０５、無線制御部１０６、及び上位側通信部１０７を備える。

無線通信部１０２は、アンテナ１０１を用い、無線端末３００とデータの送受信を行う。

バッファ部１０３は、データ受信時において、受信したデータの順序制御を行うため、データを一時的に記憶する。また、バッファ部１０３は、データ送信時において、データの送信が完了するまで、当該データを一時的に記憶する。

記憶部１０４は、無線リソース決定部１０５、および無線制御部１０６の動作に必要な情報として、無線リソース管理情報を記憶する。無線リソース管理情報とは、無線基地局１００が提供可能な無線リソースを管理する情報である。この情報には、例えば、無線端末３００が無線基地局１００に接続し、割り当てられている無線リソースを使用して実際にデータの送受信を行っている時間（リソース時間）、通信種別、割り当てている無線リソース量（例えば、ｉＢｕｒｓｔ（登録商標）の場合は、無線リソースは時間と周波数により区分されたタイムスロットの数）がある。図３（Ａ）は、無線基地局１００Ａに現在接続中の無線端末３００Ａ，３００Ｂに関し、記憶部１０４に記憶される無線リソース管理情報を示す図である。

無線リソース決定部１０５は、無線端末３００に割り当てる無線リソースを決定する。まず、無線リソース決定部１０５は、無線端末３００からの無線リソース要求（例えば、無線基地局１００への接続要求）を無線基地局１００が受信した場合に、記憶部１０４が記憶する無線リソース管理情報から、当該無線端末３００に割り当て可能な無線リソース量を把握する。そして、この把握した割り当て可能な無線リソース量と、交換局制御装置２００から取得するリソース情報（詳細は後述する）と、から割り当てる無線リソースを決定する。そして、決定した無線リソースに関する情報を、無線制御部１０６に出力する。

無線制御部１０６は、無線端末３００との無線通信に関する制御を行う。例えば、無線端末３００との無線通信時における無線品質に応じて、設定する変調方式を決定する。また、無線リソース要求を行った無線端末３００に対して割り当て可能な無線リソース量を、無線リソース決定部１０５に把握させ、当該無線リソース量に基づく、無線端末３００に割り当て可能な無線最大データ送受信量を、リソース情報を要求する際に、ともに交換局制御装置２００に送信させる。そして、無線リソース要求を行った無線端末３００に、無線リソース決定部１０５から出力された無線リソースを、当該無線端末３００に割り当てる。

上位側通信部１０７は、交換局制御装置２００とデータの送受信を行う。
（１．２．２）交換局制御装置２００の構成
図２に示すように、交換局制御装置２００は、下位側通信部２０１、リソース状況把握部２０２と、リソース情報生成部２０３、記憶部２０４、及び上位側通信部２０５を備える。

下位側通信部２０１は、無線基地局１００（例えば、図１の１００Ａ，１００Ｂ）とデータの送受信を行う。

リソース状況把握部２０２は、リソース調整部２２０を含む。リソース状況把握部２０２は、無線基地局１００からリソース情報要求を受信すると、複数の無線基地局１００に接続している各無線端末３００の上位装置との間の通信状況に関するリソース状況を把握する。このリソース状況の把握においては、記憶部２０４に記憶するリソース管理情報を利用する。このリソース管理情報と、当該交換局制御装置２００から上位装置に送受信可能な最大データ送受信量と、無線基地局１００からリソース情報要求とともに送信された割り当て可能な無線最大データ送受信量と、を利用し、無線リソース要求を行った無線端末３００に対して、当該割り当て可能な無線最大データ送受信量と同一量のリソース量を、当該交換局制御装置２００から上位装置との通信に対して割り当てることが可能かを把握する。そして、リソース状況把握部２０２は、割り当て可能である場合、その旨を、リソース情報生成部２０３に出力する。一方、割り当て不可である場合は、リソース調整部２２０による、リソースの調整が実行される。

リソース調整部２２０は、当該交換局制御装置２００と上位装置との間におけるリソース、つまり、各無線基地局１００に接続する無線端末３００が送信元、および受信先となるデータを送受信するためのリソースを調整する（詳細は後述する）。調整後、記憶部２０４に記憶するリソース管理情報を更新すると共に、調整によって、確保されたリソース量に関する情報をリソース情報生成部２０３に出力する。また、調整によって、リソースが削減された無線端末３００が接続する無線基地局１００に対して送信する、リソース削減に関する情報も、リソース情報生成部２０３に出力する。

リソース情報生成部２０３は、リソース状況把握部２０２から出力された情報に応じて、リソース情報、リソース削減情報を生成し、下位側通信部２０１に出力する。
記憶部２０４は、当該交換局制御装置２００と上位装置との間の通信路におけるリソースの状況である、リソース管理情報を記憶している。記憶している情報としては、交換局制御装置２００に接続している各無線基地局１００に接続中の無線端末３００における、例えば、無線端末３００が当該交換局制御装置２００と上位装置との間の通信路におけるリソースを使用して実際にデータの送受信を行っている時間（リソース時間）、無線基地局１００に接続してからの時間、データ通信種別、無線端末３００が当該交換局制御装置２００と上位装置との間の通信路におけるリソースを使用して送受信したデータ量、割り当てているリソース量がある。図３（Ｂ）は、交換局制御装置２００に接続する無線基地局１００Ａ、１００Ｂに現在接続中の無線端末３００Ａ，３００Ｂ、３００Ｃ，３００Ｄに関し、記憶部２０４に記憶されるリソース管理情報を示す図である。

上位側通信部２０５は、ネットワーク４００を介して、上位装置と、データの送受信を行う。
（２）交換局制御装置２００によるリソース調整、および無線基地局１００の無線リソース割り当て
次に、本実施形態に係る通信システム１０の、交換局制御装置２００におけるリソース調整と、無線基地局１００における、無線リソース割り当てについて、図３を利用して説明する。

無線基地局１００Ａでは、現在、無線端末３００Ａ，３００Ｂが接続中で、図３（Ａ）に示す様に無線リソース管理情報が記憶部１０４に記憶されているとする。このとき、無線端末３００Ｅが無線基地局１００Ａに接続要求したとする。このとき、無線リソース決定部１０５は、無線端末３００Ａ，３００Ｂに割り当てている無線リソース量と、当該無線端末３００Ｅが行いたいデータ通信の種別、現在使用されていない無線リソース量（タイムスロット数）とから、無線端末３００Ｅに割り当て可能な無線リソース量（タイムスロット数）をＭ（Ｍ：１以上の整数）と把握する。そして、無線リソース決定部１０５は、把握した無線リソース量（タイムスロット数）Ｍに基づく、無線端末３００Ｅが送受信可能な無線最大データ送受信量Ｎ（Ｎ：１以上の整数）を、交換局制御装置２００に、リソース情報要求の際、併せて送信する。

交換局制御装置２００は、無線基地局１００Ａから、リソース情報要求を受け付けると、リソース状況把握部２０２は、記憶部２０４に記憶するリソース管理情報から、リソース状況を把握し、さらに、ともに送信された無線端末３００Ｅに関する無線最大送受信データ量と同一量のリソースを、当該交換局制御装置２００と上位装置との間におけるデータ送受信で割り当てることができるか否かを把握する。

このとき、全体のリソース量がＷ（Ｗ：０以上の整数）で、各無線端末３００に割り当てているリソース量を考慮すると、残りのリソース量が、Ｘ（Ｘ：０以上の整数）であり、Ｎ＜Ｘである場合には割り当て可能であるため、当該無線端末３００Ｅにリソース量Ｎを割り当て可能であることを、リソース情報生成部２０３が生成するリソース情報によって、当該無線端末３００Ｅが接続要求を行った無線基地局１００Ａに通知する。

一方、残りのリソース量が、Ｙ（Ｙ：０以上の整数）であり、Ｎ＞Ｙである場合、現在のリソースの割り当て状況では、当該無線端末３００Ｅにリソース量Ｎを割り当てることができない。この場合、リソース調整部２２０は、各無線基地局１００に接続する無線端末３００が送信元、および受信先となるデータを上位装置と送受信するためのリソースを調整する。

リソースの調整においては、リソース調整部２２０は、記憶部２０４に記憶されるリソース管理情報を利用する。まず、現在、各基地局１００に接続している無線端末３００における実際のリソースの使用状況を確認する。例えば、図３（Ｂ）に示される様に、無線端末３００Ａは、ＶｏＩＰによる通信を実施しており、リソースを使用して実際にデータの送受信を行っている時間、無線基地局１００に接続してからの時間を参照すると、実際に使用している比率（Ｐ／Ｆ）は高い。一方、無線端末３００Ｄが、図３（Ｂ）に示される様に、割り当てられているリソース量は比較的多いのにも関わらず、実際に使用されている比率（Ｕ／Ｉ）が他の無線端末３００よりも低かったとする。この場合、例えば、当該無線端末３００Ｄに割り当てているリソース量を無線端末３００Ｄにおける通信に支障をきたさないＺだけ削減する。そして、当該無線端末３００Ｅに残りリソース量Ｙと削減したリソース量Ｚとの和に応じて、無線端末３００Ｅに割り当て可能なリソース量を、当該無線端末３００Ｅが接続要求を行った無線基地局１００Ａに通知する。このとき、Ｎ＜Ｙ＋Ｚである場合は、リソース量Ｎを、一方、Ｎ＞Ｙ＋Ｚである場合は、リソース量Ｙ＋Ｚをリソース情報として通知する。そして、リソース情報を受信した無線基地局１００Ａでは、無線リソース決定部１０５が、無線端末３００Ｅに割り当てる無線リソースを決定して無線制御部１０６に通知し、当該無線制御部１０６は、通知された無線リソースを利用して、無線端末３００Ｅと無線通信を実施するとともに、記憶部１０４に記憶する無線リソース管理情報の更新を行う。

一方、無線端末３００Ｄが接続する無線基地局１００Ｂに対し、当該無線端末３００Ｄのリソース量をＺだけ削減したこと示す情報を、リソース情報生成部２０３が生成するリソース削減情報によって、通知する。この結果、リソース削減情報を受信した無線基地局１００Ｂは、削減されたリソース量Ｚに応じて、無線リソース量の削減を行い、記憶部１０４に記憶する無線リソース管理情報の更新を行う。
（３）通信システム１０の動作
次に、本実施形態に係る通信システム１０における無線基地局１００、及び、交換局制御装置２００の動作について説明する。

図４は、無線基地局１００（１００Ａ，１００Ｂ）、交換局制御装置２００、及び無線端末３００における動作を示す図である。

ステップＳ４０１において、無線端末３００は、無線基地局１００Ａに接続要求する。ステップＳ４０２において、接続要求を受信した無線基地局１００Ａは、無線リソース管理情報から当該無線端末３００に割り当て可能な無線リソース量から、当該無線リソース量に基づく無線最大データ送受信量を把握する。ステップＳ４０３において、無線基地局１００Ａは、リソース情報の要求と、無線端末３００に対する割り当て可能な無線リソース量に基づく最大データ送受信量と、に関する情報を、交換局制御装置２００に送信する。ステップＳ４０４において、交換局制御装置２００は、リソース管理情報から、リソース状況を把握する。

ステップＳ４０５において、交換局制御装置２００は、把握したリソース状況から、無線端末３００に関する最大送受信データ量と同一のリソースを、当該交換局制御装置２００と上位装置との間におけるデータ送受信で割り当てることができるか否かを判定する。割り当て可能な場合（ステップＳ４０５Ｙｅｓに相当）は、ステップＳ４０６に移行し、一方、割り当て不可な場合（ステップＳ４０５Ｎｏに相当）は、ステップＳ４０７に移行する。ステップＳ４０６において、交換局制御装置２００は、無線端末３００に対し、リソースを割り当てる。ステップＳ４０７において、交換局制御装置２００は、リソースの調整を行う。このとき、無線基地局１００Ｂに接続する他の無線端末３００のリソース量を削減したとする。ステップＳ４０８において、交換局制御装置２００は、無線基地局１００Ｂに、接続する無線端末３００のリソース量を削減したことを通知する。ステップＳ４０９において、無線基地局１００Ｂは、交換局制御装置２００からの通知に応じて、無線端末３００の無線リソース量を削減する。

ステップＳ４１０において、交換局制御装置２００は、無線基地局１００Ａに対し、リソース情報を送信する。ステップＳ４１１において、無線基地局１００は、無線端末３００に割り当てる無線リソースを決定する。ステップＳ４１２において、無線基地局１００は、無線端末３００に無線リソースを割り当て、無線通信を行う。一方、ステップＳ４１３において、交換局制御装置２００は、リソース管理情報を更新する。

本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。したがって、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることを留意されたい。例えば、各構成部、各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段やステップなどを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。

１０…通信システム、１００…無線基地局、１０１…アンテナ、１０２…無線通信部、１０３…バッファ部、１０４…記憶部、１０５…無線リソース決定部、１０６…無線制御部、１０７…上位側通信部、２００…交換局制御装置、２０１…下位側通信部、２０２…リソース把握部、２０３…リソース情報生成部、２０４…記憶部、２０５…上位側通信部、２２０…リソース調整部、３００…無線端末、４００…ネットワーク、５００…上位装置。

Claims

無線端末と無線通信を実行する基地局と、一方で当該基地局と他方で上位装置と接続する制御装置と、を有する通信システムにおいて、
前記基地局は、
無線端末からの無線リソース割当要求に応じて、無線リソース状況を把握する無線リソース状況把握手段と、
前記制御装置に、当該制御装置と前記上位装置との間で割り当て可能なリソースに関するリソース情報を要求する情報要求手段と、
前記制御装置から前記リソース情報を取得するリソース情報取得手段と、
把握した前記無線リソース状況と、前記リソース情報とに応じて、前記無線端末へ無線リソースを割り当てる割当手段と、を備え、
前記制御装置は、
前記基地局からの前記リソース情報の要求を受け付ける受付手段と、
当該制御装置と前記上位装置とのネットワークに関するリソース状況を把握するリソース状況把握手段と、
把握した前記リソース状況に基づき、リソースを調整する調整手段と、
前記調整後のリソース状況に基づく前記リソース情報を、前記基地局に送信する送信手段と、
を備えることを特徴とする通信システム。
前記リソース状況は、前記基地局を含む複数の基地局に接続する前記無線端末に対する、前記制御装置と前記上位装置との間のリソース状況、を意味し、
前記リソース情報とは、前記リソース状況と、前記基地局と前記上位装置との間の最大リソース量とに基づいて、前記無線リソース割り当て要求を行った無線端末に割当てるリソース量に関する情報、を意味することを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
前記制御装置における前記調整手段は、
前記リソース状況と、前記最大リソース量と、接続中の前記無線端末の通信状況に応じて、前記無線リソース割り当て要求を行った無線端末に割当てるリソースを調整する、
ことを特徴する請求項２に記載の通信システム。
無線端末と無線通信を実行する基地局と、一方で当該基地局と他方で上位装置と接続する制御装置と、を有する通信システムの通信方法であって、
前記基地局は、
無線端末からの無線リソース割当要求に応じて、無線リソース状況を把握するステップと、
前記制御装置に、当該制御装置と前記上位装置との間で割り当て可能なリソースに関するリソース情報を要求するステップと、
前記制御装置は、
前記基地局からの前記リソース情報の要求を受け付けるステップと、
当該制御装置と前記上位装置とのネットワークに関するリソース状況を把握するステップと、
把握した前記リソース状況に基づき、リソースを調整するステップと、
前記調整後のリソース状況に基づく前記リソース情報を、前記基地局に送信する送信ステップと、
前記基地局は、
前記制御装置から前記リソース情報を取得するステップと、
把握した前記無線リソース状況と、前記リソース情報とに応じて、前記無線端末へ無線リソースを割り当てるステップと、
を備えることを特徴とする通信方法。