JP2019062289A

JP2019062289A - 通信制御装置、端末、並びに、移動通信システム

Info

Publication number: JP2019062289A
Application number: JP2017183691A
Authority: JP
Inventors: 山本　慎也; Shinya Yamamoto; 慎也山本
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2017-09-25
Filing date: 2017-09-25
Publication date: 2019-04-18

Abstract

【課題】端末の無線回線品質の劣化に伴う無線リソースの増加によってセルで収容可能な端末数が減少する。【解決手段】通信制御装置は、端末と基地局との間の無線回線品質が劣化するに連れ前記端末と前記基地局との間の音声データのサイズをより小さくするコーデックを選択するコーデック選択部と、選択された前記コーデックを前記端末に通知する通信部と、を備える。【選択図】図４

Description

本発明は、通信制御装置、端末、移動通信システム等に関する。

移動通信システムの標準化プロジェクトである３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）では、ＬＴＥ（Long Term Evolution）方式の移動通信システムにおける、無線回線品質に応じた変調方式の自動設定機能と、無線リソースの自動割り当て制御機能が規定されている。特許文献１には、無線回線品質に応じて変調方式を切替える技術が開示されている。

国際公開第２０１０／０２９６４３号

例えば、基地局のセル境界にいる端末は、電波強度が低下して無線回線品質が劣化する。これに伴い、基地局は、無線回線品質が劣化した端末に対して変調方式を変更して無線リソースを増加する。このとき、基地局が、セル内の端末に無線リソース（データ量）を増加すると、１つのセルで収容可能な端末の数が減少する。

本発明の目的は、端末の無線回線品質の劣化に伴う無線リソースの増加によってセルで収容可能な端末数が減少することを抑制できる、通信制御装置等を提供することにある。

本発明の通信制御装置の一態様は、端末と基地局との間の無線回線品質が劣化するに連れ前記端末と前記基地局との間の音声データのサイズをより小さくするコーデックを選択するコーデック選択部と、選択された前記コーデックを前記端末に通知する通信部と、を備える。

本発明の通信制御装置の通信制御方法の一態様は、端末と基地局との間の無線回線品質が劣化するに連れ前記端末と前記基地局との間の音声データのサイズをより小さくするコーデックを選択し、選択された前記コーデックを前記端末に通知する。

本発明の通信制御プログラムの一態様は、端末と基地局との間の無線回線品質が劣化するに連れ前記端末と前記基地局との間の音声データのサイズをより小さくするコーデックを選択し、選択された前記コーデックを前記端末に通知する、ことをコンピュータに実行させる。

本発明の端末の一態様は、基地局との無線回線品質によって変調方式が変更される端末であって、前記無線回線品質が劣化するに連れ前記端末と前記基地局との間の音声データのサイズをより小さくするコーデックが通信制御装置で選択され、選択された前記コーデックを前記通信制御装置から受信する通信部と、前記端末のコーデックを、選択された前記コーデックに変更するコーデック変更部と、を備える。

本発明の端末の制御方法の一態様は、基地局との無線回線品質によって変調方式が変更される端末の制御方法であって、前記無線回線品質が劣化するに連れ前記端末と前記基地局との間の音声データのサイズをより小さくするコーデックが通信制御装置で選択され、選択された前記コーデックを前記通信制御装置から受信し、前記端末のコーデックを、選択された前記コーデックに変更する。

本発明の制御プログラムの一態様は、基地局との無線回線品質によって変調方式が変更される端末の制御プログラムであって、前記無線回線品質が劣化するに連れ前記端末と前記基地局との間の音声データのサイズをより小さくするコーデックが通信制御装置で選択され、選択された前記コーデックを前記通信制御装置から受信し、前記端末のコーデックを、選択された前記コーデックに変更する、ことをコンピュータに実行させる。

本発明の移動通信システムの一態様は、基地局との無線回線品質によって変調方式が変更される端末を備える移動通信システムであって、通信制御装置が、前記無線回線品質が劣化するに連れ前記端末と前記基地局との間の音声データのサイズがより小さくなるコーデックを選択し、選択された前記コーデックを前記端末へ通知し、前記端末が、前記音声データのコーデックを選択された前記コーデックに変更する。

本発明によれば、端末の無線回線品質の劣化に伴う無線リソースの増加によってセルで収容可能な端末数が減少することを抑制できる。

第１の実施形態における移動体構成を示すブロック図である。第１の実施形態における端末の構成を示すブロック図である。第１の実施形態における基地局の構成を示すブロック図である。第１の実施形態における通信制御装置の構成を示すブロック図である。第１の実施形態における移動通信システムの動作を示すシーケンス図である。ＬＴＥ方式におけるＣＱＩ表である。図６に示すＣＱＩ表にコーデックが関連付けされたデータシートである。第１の実施形態における端末、基地局、通信制御装置をコンピュータで実現するためのハードウエア構成を示すブロック図である。

第１の実施形態おける通信制御装置、端末、及び、移動通信システムを、図面を用いて説明する。

図１は、第１の実施形態における移動通信システムの構成を示すブロック図である。図１に示す移動通信システムは、端末１１０、基地局１２０、通信制御装置１３０を備える。以下、第１の実施形態における移動通信システムとしてＬＴＥ方式に適用した例を説明する。

＜端末＞
図２は、第１の実施形態における端末１１０の構成を示すブロック図である。図２に示す端末１１０は、通信部１１１、変調方式変更部１１２、コーデック変更部１１３を備える。端末１１０の一例は、ＬＴＥ方式の移動通信システムにおけるＵＥ（User Equipment）である。

通信部１１１は、端末１１０と基地局１２０との間の無線回線品質を基地局１２０、及び、通信制御装置１３０に通知する。より具体的には、端末１１０は、基地局１２０からの電波の受信レベルを測定し、無線回線品質として基地局１２０に通知する。また、通信部１１１は、基地局１２０で選択された変調方式の通知、及び、通信制御装置１３０で選択されたコーデックの通知を受信する。

変調方式変更部１１２は、基地局１２０からの変調方式の通知を受信し、基地局１２０で選択された変調方式に基づいて、端末１１０で使用する音声データの変調方式を変更する。コーデック変更部１１３は、通信制御装置１３０が選択したコーデックに基づいて、使用するコーデックを変更する。

＜基地局＞
図３は、第１の実施形態における基地局１２０の構成を示すブロック図である。図３に示す基地局１２０は、通信部１２１、変調方式選択部１２２を備える。基地局１２０の一例は、ＬＴＥ方式の移動通信システムにおけるｅＮｏｄｅＢ（evolved Node B）である。

通信部１２１は、端末１１０からの無線回線品質を受信し、受信した無線回線品質を変調方式選択部１２２に渡す。また、通信部１２１は、変調方式選択部１２２で選択された変調方式を端末１１０に通知する。通信部１２１の一例は、ＬＴＥ方式の基地局におけるＲＲＨ（Remote Radio Head）、及び、ＢＢＵ（Base Band Unit）である。

変調方式選択部１２２は、端末１１０と基地局１２０との間の無線回線品質に基づいて基地局１２０と端末１１０との間における音声データに使用する変調方式を選択する。変調方式選択部１２２の一例は、ＬＴＥ方式の基地局におけるＢＢＵ（Base Band Unit）である。

例えば、変調方式選択部１２２は、無線回線品質が劣化すると、音声データを搬送するためのサブキャリアの変調方式を６４ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）、又は、１６ＱＡＭからＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）に変更する。変調方式の変更によって、無線回線品質の劣化した端末１１０向けの１通信あたりの無線リソースを増加させる。

＜通信制御装置＞
図４は、第１の実施形態における通信制御装置１３０の構成を示すブロック図である。図４に示す通信制御装置１３０は、通信部１３１、コーデック選択部１３２を備える。

通信部１３１は、端末１１０から送信された無線回線品質を受信し、受信した無線回線品質をコーデック選択部１３２に渡す。

コーデック選択部１３２は、端末１１０と基地局１２０との間の無線回線品質が劣化するに連れ端末１１０と基地局１２０との間の音声データのサイズをより小さくするコーデックを選択する。例えば、端末１１０からの無線回線品質が、基地局１２０が音声データの変調方式を変更するレベルに劣化した場合、コーデック選択部１３２は、端末１１０が使用中の音声データのサイズをより小さくするコーデックを選択する。

端末１１０が使用可能な複数のコーデックは、通信制御装置１３０に予め登録されており、登録されている複数のコーデックには、データ圧縮率が異なるコーデックが含まれている。通信制御装置１３０に登録されるコーデックの例は、ＥＶＳ（Enhanced Voice Services）、ＡＭＲ（Adaptive Multi-Rate）、ＡＭＲ−ＷＢ（Adaptive Multi-Rate − Wide Band）、ＡＭＢＥ＋＋（Advanced Multi-Band Excitation plus plus）である。

通信制御装置１３０は、例えば、ＬＴＥ方式の移動通信システムにおけるＥＰＣ（Evolved Packet Core）内に配置されてもよい。また、ＥＰＣ内のＰＧＷ（Packet data network Gate-Way）に通信制御装置１３０の機能を持たせてもよい。あるいは、ＬＴＥ方式の移動通信システムにおけるＩＭＳ（IP Multimedia Subsystem）内に通信制御装置１３０を配置してもよい。

次に、第１の実施形態における移動通信システムの動作について、図面を用いて説明する。図５は、第１の実施形態における移動通信システムの動作を示すシーケンス図である。

端末１１０の通信部１１１は、通話中に基地局１２０との間の電波の受信レベルを測定し（Ｓ２１）、測定結果を無線回線品質として基地局１２０、及び、通信制御装置１３０に通知する（Ｓ２２）。ＬＴＥ方式の場合、ＵＥがｅＮｏｄｅＢから送信されたＤＬＲＳ（Downlink Reference Signal）の受信品質を測定し、測定結果をＣＱＩ（Channel Quality Indicator）として基地局に通知する。

次に、基地局１２０の通信部１２１は、端末１１０からの無線回線品質を受信する。変調方式選択部１２２は、無線回線品質と変調方式が関連付けされたデータシートを参照して、受信した無線回線品質に対応する変調方式を選択し（Ｓ２３）、変調方式を変更する。無線回線品質の劣化に応じて、無線リソースが大きくなる変調方式が、無線回線品質の所定範囲ごとに関連付けされている。当該データシートは予め基地局１２０に登録されているものとする。通信部１２１は、選択された変調方式を通知する（Ｓ２４）。

図６は、無線回線品質と変調方式が関連付けされたＬＴＥ方式におけるＣＱＩ表である。図中、ＣＱＩの値が小さいほど、無線回線品質が劣化していることを表す。図６に示す例では、ＣＱＩ１〜６の範囲でＱＰＳＫ、ＣＱＩ７〜９の範囲で１６ＱＡＭ、ＣＱＩ１０〜１５の範囲で６４ＱＡＭが関連付けされている。図６のＣＱＩ表を用いたＬＴＥ方式例では、ｅＮｏｄｅＢは、ＵＥから通知されたＣＱＩが７の場合、１６ＱＡＭを選択し、ＣＱＩが６の場合、ＱＰＳＫを選択して、変調方式を変更する。

一方、通信制御装置１３０の通信部１３１は、端末１１０からの無線回線品質を受信する。コーデック選択部１３２は、無線回線品質とコーデックが関連付けされたデータシートを参照して、受信した無線回線品質に対応するコーデックを選択する（Ｓ２６）。当該データシートは予め通信制御装置１３０に登録されているものとする。通信部１３１は、選択されたコーデックを端末１１０に通知する（Ｓ２７）。

図７は、図６に示すＣＱＩ表にコーデックが関連付けされたデータシートである。図７中、ＣＱＩ１〜６の範囲でＡＭＢＥ＋＋、ＣＱＩ７〜９の範囲でＡＭＲ−ＷＢ、ＣＱＩ１０〜１５の範囲でＡＭＲが関連付けされている。図７のデータシートを用いたＬＴＥ方式の例では、ＥＰＣ内のＰＧＷは、ＵＥから通知されたＣＱＩが７の場合、コーデックとしてＡＭＲ−ＷＢを選択し、ＣＱＩが６の場合、コーデックとしてＡＭＢＥ＋＋を選択する。

次に、端末１１０の通信部１１１は、選択されたコーデックの通知を受信し、コーデック変更部１１３は、端末１１０のコーデックを通信制御装置１３０で選択されたコーデックに変更する（Ｓ２８）。なお、端末１１０におけるコーデックの変更の前段階では、通話先の端末（図示せず）とのコーデック交渉が実行される。

（第１の実施形態の効果）
第１の実施形態によれば、端末の無線回線品質の劣化に伴う無線リソースの増加によってセルで収容可能な端末数が減少することを抑制できる。その理由は、通信処理装置のコーデック選択部が、端末と基地局との間の無線回線品質が劣化するに連れ端末と基地局との間の音声データのサイズをより小さくするコーデックを選択し、通信部が選択されたコーデックを端末に通知するからである。無線回線品質が劣化した端末においてコーデックを変更して音声データのサイズを小さくすることで通信におけるデータ量が小さくなる。結果、基地局によって端末に割り当てる無線リソースの増加が抑制されて、セル内の端末収容数の減少を抑制することが可能となる。

第１の実施形態による移動通信システムでは、セル内の端末収容数の減少を抑制し、音声データのサイズの縮小によりトラフィックの増加を抑えることができる。このためＰＳ−ＬＴＥ方式のような大ゾーン基地局を備える移動通信システムに適用することで、トラフィック増加を見込んだ基地局を追加で設置する必要がなくなり、設備投資を削減することもできる。
（ハードウエア構成）
図８は、第１の実施形態における通信制御装置、端末、基地局をコンピュータで実現したハードウエア構成を示す図である。

第１の実施形態において、図２の端末、図３の基地局、図４の通信制御装置の各構成は、機能単位のブロックを示している。各構成の一部又は全部は、例えば、図８に示すコンピュータ６００とプログラムとの任意の組み合わせにより実現される。コンピュータ６００は、一例として、以下のような構成を含む。
ＣＰＵ（Central Processing Unit）６０１、
ＲＯＭ（Read Only Memory）６０２、
ＲＡＭ（Random Access Memory）６０３、
ＲＡＭ６０３にロードされるプログラム６０４、
プログラム６０４を格納する記憶装置６０５、
通信インターフェース６０６、
データの入出力を行う入出力インターフェース６０７、
端末、基地局、通信制御装置の各構成は、これらの機能を実現するプログラム６０４をＣＰＵ６０１が取得して実行することで実現される。各構成の機能を実現するプログラム６０４は、例えば、予め記憶装置６０５又はＲＡＭ６０３に格納されており、必要に応じてＣＰＵ６０１が読み出す。

端末、基地局、通信制御装置の実現方法には、様々な変形例がある。例えば、端末、基地局、通信制御装置は、各構成にそれぞれ別個のコンピュータとプログラムとの任意の組み合わせにより実現されてもよい。

また、端末、基地局、通信制御装置の各構成の一部又は全部は、その他の汎用または専用の回路、プロセッサ等やこれらの組み合わせによって実現される。これらは、単一のチップによって構成されてもよいし、バスを介して接続される複数のチップによって構成されてもよい。また、コンピュータの代わりにＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）のようなプログラマブルロジックデバイスを用いてもよい。

さらに、端末、基地局、通信制御装置の各構成の一部又は全部は、上述した回路等とプログラムとの組み合わせによって実現されてもよい。

また、端末、基地局、通信制御装置の各構成の一部又は全部が複数のコンピュータや回路等により実現される場合には、複数のコンピュータや回路等は、集中配置されてもよいし、分散配置されてもよい。例えば、コンピュータや回路等は、クライアントアンドサーバ、クラウドコンピューティング等、各々が通信ネットワークを介して接続される形態として実現されてもよい。

以上、実施形態を参照して説明したが、上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることが

１１０端末
１１１通信部
１１２変調方式変更部
１１３コーデック変更部
１２０基地局
１２１通信部
１２２変調方式選択部
１３０通信制御装置
１３１通信部
１３２コーデック選択部
６００コンピュータ
６０１ＣＰＵ
６０２ＲＯＭ（Read Only Memory）
６０３ＲＡＭ（Random Access Memory）
６０４プログラム
６０５記憶装置
６０６通信インターフェース
６０７入出力インターフェース

Claims

端末と基地局との間の無線回線品質が劣化するに連れ前記端末と前記基地局との間の音声データのサイズをより小さくするコーデックを選択するコーデック選択部と、
選択された前記コーデックを前記端末に通知する通信部と、
を備える通信制御装置。
前記コーデック選択部は、前記基地局が変調方式を変更する無線回線品質の場合に、前記コーデックを選択する、
請求項１に記載の通信制御装置。
前記無線回線品質は、前記端末で測定された受信レベル示す指標である、
請求項１又は２に記載の通信制御装置。
端末と基地局との間の無線回線品質が劣化するに連れ前記端末と前記基地局との間の音声データのサイズをより小さくするコーデックを選択し、
選択された前記コーデックを前記端末に通知する、
通信制御装置の通信制御方法。
端末と基地局との間の無線回線品質が劣化するに連れ前記端末と前記基地局との間の音声データのサイズをより小さくするコーデックを選択し、
選択された前記コーデックを前記端末に通知する、
ことをコンピュータに実行させる通信制御プログラム。
基地局との無線回線品質によって変調方式が変更される端末であって、
前記無線回線品質が劣化するに連れ前記端末と前記基地局との間の音声データのサイズをより小さくするコーデックが通信制御装置で選択され、選択された前記コーデックを前記通信制御装置から受信する通信部と、
前記端末のコーデックを、選択された前記コーデックに変更するコーデック変更部と、
を備える端末。
前記通信制御装置は、前記基地局が変調方式を変える無線回線品質の場合に、前記音声データのサイズをより小さくするコーデックを選択する、
請求項６に記載の端末。
基地局との無線回線品質によって変調方式が変更される端末の制御方法であって、
前記無線回線品質が劣化するに連れ前記端末と前記基地局との間の音声データのサイズをより小さくするコーデックが通信制御装置で選択され、選択された前記コーデックを前記通信制御装置から受信し、
前記端末のコーデックを、選択された前記コーデックに変更する、
端末の制御方法。
基地局との無線回線品質によって変調方式が変更される端末の制御プログラムであって、
前記無線回線品質が劣化するに連れ前記端末と前記基地局との間の音声データのサイズをより小さくするコーデックが通信制御装置で選択され、選択された前記コーデックを前記通信制御装置から受信し、
前記端末のコーデックを、選択された前記コーデックに変更する、
ことをコンピュータに実行させる制御プログラム。
基地局との無線回線品質によって変調方式が変更される端末を備える移動通信システムであって、
通信制御装置が、前記無線回線品質が劣化するに連れ前記端末と前記基地局との間の音声データのサイズがより小さくなるコーデックを選択し、選択された前記コーデックを前記端末へ通知し、
前記端末が、前記音声データのコーデックを選択された前記コーデックに変更する、
移動通信システム。