JP3994046B2 - リソース割当制御装置、リソース割当制御方法、及び移動通信システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リソース割当制御装置、リソース割当制御方法、及び移動通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）準拠のシステムをはじめとする移動（体）通信システムでは、無線アクセスネットワーク（Radio Access Network；以下「ＲＡＮ」という。）と非同期転送モード（Asynchronous Transfer Mode；以下「ＡＴＭ」という。）によるネットワークとの接続が実現されていた（例えば、非特許文献１参照。）。また、ＩＰｖ４又はＩＰｖ６を通信プロトコルとするコンピュータ・インターネットワーク等のＩＰネットワークとＡＴＭによるネットワークとの接続も試みられている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−４１２９３号公報
【非特許文献１】
ＩＤＧ情報通信シリーズ ワイヤレス・ブロードバンド教科書 第１３４〜２２８頁（ＩＤＧジャパン）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、異種ネットワーク間の接続としてＲＡＮとＩＰネットワークとの接続は実現されていなかった。同種及び異種ネットワーク間の接続は、上記の如く限定された範囲で実現又は試用されており、ＲＡＮとＩＰネットワークとの接続を現状技術で実施し得ることも考えられる。その場合、ＲＡＮ及びＩＰネットワークのそれぞれを交通する通信データの形式（フォーマット）の互換性が担保されるように通信リソース管理を行う必要がある。
【０００５】
そのためには、例えば、ＲＡＮからＩＰネットワークへ送信する場合、ＲＡＮリソースとしての無線アクセスチャネルの単一トランスポートブロック毎に通信データの復号を行い、そのデータ内容を個別に解読して送信先の情報を取得した後、ＩＰネットワーク内の送信先を特定し、その送信先情報に基づいてＩＰパケットへの変換を行うといった方法が考えられる。
【０００６】
ところが、無線アクセスチャネルから送信される膨大なトランスポートブロックの通信データをその都度復号し且つパケット変換するこのような方式では、ネットワーク間通信の制御負荷が増大してしまうと共に、変換に伴って過度の遅延が生じてしまうおそれがある。現在、ＲＡＮと各種ネットワークとの双方向通信に対しては、市場からは高速大容量、高信頼性且つ高品質の通信が当然の如く要求されており、この現状を踏まえると、かかる制御負荷や遅延の増大は大きな問題となる。
【０００７】
そこで、本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、ＲＡＮとＩＰネットワークを接続する際に、制御負荷及び遅延を十分に低減できるリソース割当制御装置及び方法、並びにそのリソース割当制御により高速大容量、高信頼性且つ高品質の双方向通信が可能な移動通信システムを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明によるリソース割当制御装置は、移動局装置（Mobile Station；以下「ＭＳ」という。）が接続される無線基地局装置（Base Transceiver Station；以下「ＢＴＳ」という。）及びそのＢＴＳに接続された基地局制御装置（Base Station Controller；以下「ＢＳＣ」という。）を有するＲＡＮと、ＩＰネットワークとに接続されたものであって、サービス種別またはトラフィックの要求条件に応じて、ＭＳとＢＴＳとの通信に使用される無線アクセスチャネルと、ＲＡＮとＩＰネットワークとの間の通信に使用される送受信ポートとの対応付けを行う対応付手段と、対応付けられた無線アクセスチャネルと送受信ポートとを記憶する記憶手段と、対応付けられた無線アクセスチャネルと送受信ポートとに基づいて、その無線アクセスチャネル及びその送受信ポートの一方を他方に割り当てる又は振り分ける割当振分手段とを備える。
【０００９】
このように構成されたリソース割当制御装置では、まず、対応付手段によってＲＡＮ側の無線アクセスチャネルと送受信ポートとの対応付けが行われる。それから、その対応付けられた無線アクセスチャネルと送受信ポートとの関係が、記憶手段によって、例えば両者の対応テーブルのデータベースとして編集及び再編されて保持される。そして、そのようなデータベース上の対応付情報に基づいて、無線アクセスチャネルと送受信ポートとの言わば動的な割当又は振分が行われる。これにより、ＲＡＮ及びＩＰネットワークそれぞれのデータフォーマットの互換性が保たれるようにトランスポートブロック毎にデータ変換することなく、両者の接続が実現される。
また、ＲＡＮとＩＰネットワークのユーザが利用するサービス種別、又はトラフィックの要求条件等に応じて、無線アクセスチャネルと送受信ポートとを適宜割り当てることができる。よって、各通信に要求されるレスポンスタイムやスループットを確実に達成できる。
【００１０】
具体的には、対応付手段が、ＲＡＮ又はＩＰネットワークから送出されたリソースの割当又は振分要求を受け付ける要求受付部と、要求が受け付けられたときに、無線アクセスチャネル及び送受信ポートの一方を他方に対応付ける対応付処理部とを有すると好ましい。
【００１１】
これにより、ＲＡＮ及びＩＰネットワークのいずれからのアクセス又は通信によるトラフィックの要求に対しても、オンタイムで確実に動的なリソースの割り当てが達成され易くなる。なお、リソースの割当又は振分要求としては、例えば、ＩＰネットワークからはＩＰポート及びそのポートを通ったＩＰパケットの割当要求が挙げられ、ＲＡＮからは無線アクセスチャネルの割当要求が挙げられる。
【００１２】
また、送受信ポートがＩＰポートであるとより好ましい。こうすれば、従来からＩＰネットワークで使用されているＩＰパケットが本来的に所有する情報（固有情報）と、ＲＡＮの無線アクセスチャネルとを円滑に対応付けることができる。よって、従来のＩＰパケットとの互換性を保つことができ、ＩＰネットワーク上のデータフォーマットの改変が不要となる。
【００１３】
さらに、対応付けられる無線アクセスチャネル及び送受信ポートのうち少なくとも一方が複数であると一層好適である。
【００１４】
この場合、単一の無線アクセスチャネルのデータ容量又は送受信ポート数等に制限があっても、対応付けが行われ最終的に割り当てられる無線アクセスチャネル及び／又は送受信ポートを複数にできるので、かような制限に起因する負荷や遅延が抑止される。また、複数のnode（ノード）を有する場合に、マルチキャスト通信に使用されるリソースが低減される。
【００１５】
またさらに、対応付手段が、無線アクセスチャネル及び送受信ポートそれぞれの割当優先順位の情報に基づいて無線アクセスチャネル及び送受信ポートの一方を他方に対応付けるものであると有用である。
【００１６】
このとき、割当優先順位は、無線アクセスチャネル及び／又は送受信ポートの固有情報として予め記憶手段に保持されていてもよいし、トラフィック、ノード数、通信方式等の外的な負荷又は使用条件に応じて動的に発生させ、その都度、随時記憶手段に保持されてもよい。
【００１７】
このようにすれば、ＲＡＮとＩＰネットワークのユーザが利用するサービス種別やその品質（ＱｏＳ）、又はトラフィックの要求条件等に応じて、無線アクセスチャネルと送受信ポートとを適宜割り当てる最適化処理を達成し易くなる。よって、各通信に要求されるレスポンスタイムやスループットを確実に達成できる。
【００１８】
また、本発明によるリソース割当制御方法は、本発明のリソース割当制御装置を用いて有効に実施される方法であり、ＭＳが接続されるＢＴＳ及びそのＢＴＳに接続されたＢＳＣを有するＲＡＮと、ＩＰネットワークとの通信におけるリソースの割当又は振分を制御する方法であって、サービス種別またはトラフィックの要求条件に応じて、ＭＳとＢＴＳとの通信に使用する無線アクセスチャネルと、ＲＡＮとＩＰネットワークとの間の通信に使用する送受信ポートとの対応付けを行う対応付工程と、対応付けられた無線アクセスチャネルと送受信ポートとを記憶する記憶工程と、対応付けられた無線アクセスチャネルと送受信ポートとに基づいて、無線アクセスチャネル及び送受信ポートの一方を他方に割り当てる又は振り分ける割当振分工程とを備える。
【００１９】
より具体的には、対応付工程が、無線アクセスネットワーク又はＩＰネットワークから送出されたリソースの割当又は振分要求を受け付ける要求受付ステップと、要求を受け付けたときに、無線アクセスチャネル及び送受信ポートの一方を他方に対応付ける対応付処理ステップとを有すると好ましい。
【００２０】
さらに、対応付工程においては、無線アクセスチャネル及び送受信ポートそれぞれの割当優先順位の情報に基づいて無線アクセスチャネル及び送受信ポートの一方を他方に対応付けると好適である。
【００２１】
また、本発明による移動通信システムは、本発明のリソース割当制御方法及び装置を用いて構成されるものであり、ＭＳが接続されるＢＴＳ及びそのＢＴＳに接続されたＢＳＣを有するＲＡＮと、ＩＰネットワークと、ＲＡＮ及びＩＰネットワークとに接続されており、サービス種別またはトラフィックの要求条件に応じて、ＭＳとＢＴＳとの通信に使用される無線アクセスチャネルと、ＲＡＮとＩＰネットワークとの間の通信に使用される送受信ポートとの対応付けを行う対応付手段、対応付けられた無線アクセスチャネルと送受信ポートとを記憶する記憶手段、並びに対応付けられた無線アクセスチャネルと送受信ポートとに基づいて無線アクセスチャネル及び送受信ポートの一方を他方に割り当てる又は振り分ける割当振分手段を有するリソース割当制御装置とを備えることを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。図１は、本発明によるリソース割当制御装置を用いた移動通信システムの全体構成例を示す概略ブロック図である。移動通信システム１００は、ＲＡＮ１とＩＰネットワーク２とがリソース割当制御装置３を介して接続されたものである。ＲＡＮ１は、例えば３ＧＰＰに準拠したネットワークシステムであり、ＵＥ（User Equipment）であるＭＳ１１と、これに接続された無線リンク用論理ノード（node B）としての複数のＢＴＳ１２と、これらのＢＴＳ１２に接続されたリソース制御を司るＲＮＣ（Radio Network Controller）としてのＢＳＣ１３とを有している。
【００２３】
一方、ＩＰネットワーク２は、例えば汎用パケット用のＳＧＳＮ（Serving GPRS Support Node）といったゲートウェイとしてのＩＰ転送装置２１を有するものである。なお、「ＳＧＳＮ」とは、より詳しくは、パケットの交換接続を行うＭＳ１１の位置管理、パケットトラフィックの転送制御等を行う装置である。
【００２４】
これらのＲＡＮ１及びＩＰネットワーク２に介在するリソース割当制御装置３は、要求受付部３１、対応付処理部３２、割当データベース３３（記憶手段）及び割当振分処理部３４（割当振分手段）が順次接続されたものである。要求受付部３１及び割当振分処理部３４のそれぞれには、ＲＡＮ１内のＢＳＣ１３とＩＰネットワーク２内のＩＰ転送装置２１が接続されている。
【００２５】
要求受付部３１は、ＢＳＣ１３又はＩＰ転送装置２１から送出されるリソースの割当又は振分要求を受け付けるものであり、対応付処理部３２は、その要求があった場合に無線リソースとしてのＲＡＮ１側の無線アクセスチャネルと、ＲＡＮ１／ＩＰネットワーク２間の通信に使用されるＩＰポート（送受信ポート）とを対応付けるつまり予備的に割り当てる機能を有している。このように、要求受付部３１及び対応付処理部３２から対応付手段が構成されている。
【００２６】
また、割当データベース３３は、その割当情報を記憶・保持するものであり、その情報は対応付処理部３２及び割当振分処理部３４から読み書き可能にされており、情報が変更される度に随時データベースの更新が行われるようになっている。また、割当振分処理部３４は、そのデータベース情報に基づいて、未割当の無線アクセスチャネルとＩＰポートとの割り当て又は振り分けを行うものである。
【００２７】
このように構成された移動通信システム１００において本発明によるリソース割当制御方法を実行する手順の一例について以下に説明する。図２は、本発明によるリソース割当制御方法の第１実施形態を用いた通信処理手順を示すフローである。また、図３は、そのフローに沿って行われる移動通信システム１００の構成要素間の通信状態を示す模式図である。ここでは、ＲＡＮ１からの送信をトリガーとする通信処理の例を示す。なお、図３において実線で示す横矢印は信号又は処理の流れを示し、各構成要素に記した縦破線はその線上において各構成要素での処理が行われることを示し、破線に付した矢印の方向が概ね時系列を示す（図７において同様である）。
【００２８】
まず、ＲＡＮ１内のＢＳＣ１３が、ＭＳ１とＲＲＣ（Radio Resource Control）のコネクションを設定した後、パケット転送路設定要求であるActive PDP Context Request に応じてＭＳ１と各ＢＴＳ１２との間の通信に使用すべき未割当の無線アクセスチャネルを選定すると同時に、ＢＳＣ１３からリソース割当制御装置３の要求受付部３１に対し、その無線アクセスチャネルに未割当のＩＰポートを対応させるように割当要求を送信する（ステップＳＰ１１）。なお、「ＲＲＣ」とは、無線リソースを制御するレイヤ３のプロトコルであり、無線ベアラの設定、ネットワークからＭＳ１１に対するシステム情報や呼出情報の報知等を行うものである。
【００２９】
要求受付部３１は、この割当要求を受け付け（ステップＳＰ３１；要求受付ステップ）、対応付処理部３２に対してその無線アクセスチャネルとＩＰポートとの対応付処理の指示を送信する（ステップＳＰ３２）。その指示を受信した対応付処理部３２は、割当データベース３３の内容を参照し（ステップＳＰ３３）、未割当のＩＰポートを適宜選定し、割当要求のあった無線アクセスチャネルとの対応付けを行う（ステップＳＰ３４；対応付処理ステップ）。このようにステップＳＰ３１〜ＳＰ３４から対応付工程が構成されている。
【００３０】
次に、対応付処理部３２は、対応付けた無線アクセスチャネル及びＩＰポートの情報を割当データベース３３に書き込み、データテーブルを更新する（ステップＳＰ３５；記憶工程）。これにより対応付けられた無線アクセスチャネル及びＩＰポートが割当データベース３３に記憶・保持される。ここで、図４及び５は、それぞれステップＳＰ３４を実行する前後における割当データベース３３の要部を示すデータテーブルである。
【００３１】
両図において、割当データベース３３には、ＲＮＣとしてのＢＳＣ１３配下のnode Bである各ＢＴＳ１２毎に割当済データと未割当データが存在する。図４に示す例では、ステップＳＰ３４以前、すなわち、割当要求のあった無線アクセスチャネル（ここでは、無線アクセスチャネルＡとする。）と割り当てられるべきＩＰポート（ここでは、ＩＰポート３とする。）との対応付けが実行される前は、割当済データのテーブルにおいて無線アクセスチャネルＢ，Ｄ，ＥがそれぞれＩＰポート２，６，４に対応付けられており、無線アクセスチャネルＡ，Ｆ，Ｋが未割当状態で且つＩＰポート３，５，８が空き状態とされている。
【００３２】
ステップＳＰ３４で無線アクセスチャネルＡが未割当のＩＰポート３に対応付けられると、図５に示す如く、割当済データにその組み合わせが追加される一方で未割当データから無線アクセスチャネルＡ及びＩＰポート３が削除されるように、割当データベース３３のデータテーブルが改変される。
【００３３】
次いで、ＢＳＣ１３から送信された無線アクセスチャネルＡ（ステップＳＰ１２）が、割当振分処理部３４へ移送（移管）されると共に、割当振分処理部３４が割当データベース３３の内容を参照し（ステップＳＰ３６）、無線アクセスチャネルＡが割り当てられるべきＩＰポートの情報、つまり「対応付けられたのがＩＰポート３である」ことを認識し、それに基づいて無線アクセスチャネルＡをＩＰポート３に割り当てる。更に他の無線アクセスチャネルに対して割当要求が出された場合には、各無線アクセスチャネルに対して上述したのと同様にして対応付け及びデータテーブルの更新を行い、複数の無線アクセスチャネルを所定のＩＰポートに振り分ける（ステップＳＰ３７；割当振分工程）。
【００３４】
こうして無線アクセスチャネルＡとＩＰポート３とが開通し、ＲＡＮ１から無線アクセスチャネルＡを通じてＩＰネットワーク２とＩＰポート３での通信が許可される（ステップＳＰ２１）。逆に、ＩＰポート３を通ってきたＩＰパケット３は、リソース割当制御装置３の割当振分処理部３４に移送（移管）され、割当振分処理部３４が割当データベース３３を参照し、これに基づいて無線アクセスチャネルＡへ振り分けられる。なお、説明の便宜上、後者のフローについては図２及び３において図示を省略した。
【００３５】
図６は、本発明によるリソース割当制御方法の第２実施形態を用いた通信処理手順を示すフローである。また、図７は、そのフローに沿って行われる移動通信システム１００の構成要素間の通信状態を示す模式図である。ここでは、ＩＰネットワーク２からの送信をトリガーとする通信処理の例を示す。
【００３６】
まず、ＩＰネットワーク２内のＩＰ転送装置２１が、ＲＡＮ１のＭＳ１へ送信すべきＩＰパケットを受信し、そのＩＰパケットに対してＩＰポートを割り当てると同時に、ＩＰ転送装置２１からリソース割当制御装置３の要求受付部３１に対し、そのＩＰポートに未割当の無線アクセスチャネルを対応させるように割当要求を送信する（ステップＳＰ５１）。
【００３７】
要求受付部３１は、この割当要求を受け付け（ステップＳＰ６１；要求受付ステップ）、対応付処理部３２に対してそのＩＰポートと無線アクセスチャネルとの対応付処理の指示を送信する（ステップＳＰ６２）。その指示を受信した対応付処理部３２は、割当データベース３３の内容を参照し（ステップＳＰ６３）、未割当の無線アクセスチャネルを適宜選定し、割当要求のあったＩＰポートとの対応付けを行う（ステップＳＰ６４；対応付処理ステップ）。このようにステップＳＰ６１〜ＳＰ６４から対応付工程が構成されている。
【００３８】
次に、対応付処理部３２は、対応付けたＩＰポート及び無線アクセスチャネルの情報を割当データベース３３に書き込みデータテーブルを更新する（ステップＳＰ６５；記憶工程）。これにより対応付けられたＩＰポート及び無線アクセスチャネルが割当データベース３３に記憶・保持される。このとき、割当要求の対象であるＩＰポートがＩＰポート３であり、それに割り当てられるべき無線アクセスチャネルが無線アクセスチャネルＡであるとすると、ステップＳＰ６４を実行する前後における割当データベース３３のデータテーブルは、それぞれ図４及び５に示すものと同様に記述できる。ここでは、重複説明を避けるためそれらの詳細な説明を省略する。
【００３９】
次いで、ＩＰ転送装置２１から送信されたＩＰパケット３（ステップＳＰ５２）が、割当振分処理部３４へ移送（移管）されると共に、割当振分処理部３４が割当データベース３３の内容を参照し（ステップＳＰ６６）、ＩＰパケット３に対応するＩＰポート３が割り当てられるべき無線アクセスチャネルの情報、つまり「対応付けられたのが無線アクセスチャネルＡである」ことを認識し、それに基づいてＩＰポート３を無線アクセスチャネルＡに割り当てる。割当要求が出された他のＩＰポートがある場合には、各ＩＰポートに対して上述したのと同様にして対応付け及びデータテーブルの更新を行い、複数のＩＰポートを所定の無線アクセスチャネルに振り分ける（ＳＰ３７；割当振分工程）。
【００４０】
こうしてＩＰポート３と無線アクセスチャネルＡとが開通し、ＩＰネットワーク２からＩＰポート３を通じてＲＡＮ１と無線アクセスチャネルＡでの通信が許可される（ステップＳＰ４１）。逆に、無線アクセスチャネルＡを通ってきた送信データは、リソース割当制御装置３の割当振分処理部３４に移送（移管）され、割当振分処理部３４が割当データベース３３を参照し、これに基づいてＩＰポート３へ振り分けられる。なお、説明の便宜上、後者のフローについては図６及び７において図示を省略した。
【００４１】
このように構成されたリソース割当制御装置３及びそれを用いたリソース割当制御方法、並びにそれらを用いた移動通信システム１００によれば、まず、要求受付部３１及び対応付処理部３２によって割当要求のあった無線アクセスチャネル及びＩＰポートのいずれか一方が他方に対応付けられる。これにより、言わば仮想的なリソース割当或いはリソース予約が実現する。この対応付けられた無線アクセスチャネルとＩＰポートとの関係は割当データベース３３のデータテーブルに保持され、割当振分処理部３４がその割当データベース３３の内容を参照し、その内容に基づいて、無線アクセスチャネルと送受信ポートとが割当要求に対応して動的に割り当てられる。
【００４２】
よって、ＲＡＮ１及びＩＰネットワーク２それぞれのデータフォーマットをトランスポートブロック毎に互換することなく、両ネットワークの接続を実現できる。したがって、制御負荷の増大を抑止できると共に、データ変換等に起因するデータ遅延を十分に低減できる。また、トラフィックが逼迫している場合のデータ欠損や損失を十分に抑止できる。さらに、このようにして動的なリソース割当が行われるので、リソース及び帯域周波数の使用効率を向上させることができる。その結果、移動通信システム１００において、高速大容量、高信頼性且つ高品質の双方向通信を達成することが可能となる。
【００４３】
また、要求受付部３１に割当要求があったときに無線アクセスチャネルとＩＰポートとの対応付けを行うので、ＲＡＮ１及びＩＰネットワーク２のいずれからのアクセス又は通信によるトラフィック要求に対しても、オンタイムで確実に動的なリソース割当を達成し易くなる。これにより、更なる制御負荷の軽減が可能となる。
【００４４】
さらに、無線アクセスチャネルを割り当てる送受信ポートがＩＰポートであるので、従来からＩＰネットワーク２で使用されているＩＰパケットが元来所有している情報と、ＲＡＮ１における無線アクセスチャネルとを対応付けることが簡易となる。よって、従来のＩＰパケットとの互換性を十分に保つことができ、ＩＰネットワーク２上のデータフォーマットを改変する必要がない。したがって、制御負荷及び遅延を一層低減して更なる高速化の要求に応えることができる。
【００４５】
次に、図８及び９を参照して他の実施形態について説明する。図８及び９は、本発明によるリソース割当制御方法の第３実施形態で無線アクセスチャネルとＩＰポートとの対応付けを実行する前後における割当データベース３３の要部を示すデータテーブルである。本実施形態は、割当データベース３３が、各ＢＴＳ１２毎に無線アクセスチャネル及びＩＰポートの割当及び未割当情報を保持しており、対応付けられる無線アクセスチャネルとＩＰポートの双方が単一のみならず、単一の無線アクセスチャネル又はＩＰポートに複数（ここでは２つ）のＩＰポート又は無線アクセスチャネルを対応づけて割り当てること以外は、図２又は図６に示すのと同様の手順で実行されるものである。
【００４６】
すなわち、図８及び９において、割当データベース３３には、ＲＮＣとしてのＢＳＣ１３配下のnode Bである各ＢＴＳ１２（説明の便宜上、ＢＴＳ１２−１，ＢＴＳ１２−２のように記す。）毎に割当済データと未割当データが存在する。ここでは、一例として、ＢＴＳ１２−１の無線アクセスチャネルＡ，Ｂ及びＢＴＳ１２−２の無線アクセスチャネルＣについて割当要求があり、割り当てられるべきＩＰポートがＩＰポート３とする。
【００４７】
この場合、図８に示すように、無線アクセスチャネルとＩＰポートとの対応付けが実行される前は、ＢＴＳ１２−１の割当済データテーブルには無線アクセスチャネルＣ，Ｄ，Ｅ及びＪが、それぞれＩＰポート２及び９，６，４（Ｃには２，９の両方）に対応付けられている。一方、ＢＴＳ１２−２の割当済データテーブルには無線アクセスチャネルＢ，Ｄ，Ｅ及びＪが、それぞれＩＰポート８，６，４（４にはＥ，Ｊの両方）に対応付けられている。また、ＢＴＳ１２−１の無線アクセスチャネルＡ，Ｂ，Ｋ、及びＢＴＳ１２−２の無線アクセスチャネルＣ，Ｆ，Ｋが未割当状態であり、且つＩＰポート３，５，８が空き状態とされている。
【００４８】
そして、ステップＳＰ３４，ＳＰ６４で無線アクセスチャネルとＩＰポートとが対応付けられると、図９に示す如く、ＢＴＳ１２−１の無線アクセスチャネルＡ，Ｂの両方がＩＰポート３に対応付けられて割当済データにその組み合わせが追加される一方で未割当データから無線アクセスチャネルＡ，Ｂ及びＩＰポート３が削除されるように、割当データベース３３のデータテーブルが改変される。同時に、ＢＴＳ１２−２の無線アクセスチャネルＣにＩＰポート３に対応付けられて割当済データにその組み合わせが追加される一方で未割当データから無線アクセスチャネルＣ及びＩＰポート３が削除されるように、割当データベース３３のデータテーブルが改変される。
【００４９】
このようなリソース割当制御方法を用いると、上述した第１及び第２実施形態と同様の作用効果が奏されると共に、それに加えて、各ＢＴＳ１２の単一の無線アクセスチャネルのデータ容量又はＩＰポートやＩＰアドレス数等に制限がある場合でも、いずれか一方に複数を割り当てることができ、これにより、そのような制限による制御負荷や待ちによる遅延を抑制できる。また、図１に示すようにnode BであるＢＴＳ１２が複数存在する場合に、マルチキャスト通信に使用するリソースを低減でき、リソースの有効利用が図られると共に、システム全体の負荷を一層抑えることが可能となる。
【００５０】
さらに、図１０及び１１を参照して更に他の実施形態について説明する。図１０及び１１は、本発明によるリソース割当制御方法の第４実施形態で無線アクセスチャネルとＩＰポートとの対応付けを実行する前後における割当データベース３３の要部を示すデータテーブルである。本実施形態は、割当データベース３３がＢＴＳ１２の未割当データテーブルに無線アクセスチャネル及びＩＰポートそれぞれの割当優先順位の情報を保持していること以外は、図２又は図６に示すのと同様の手順で実行されるものである。
【００５１】
すなわち、図１０に示す如く、無線アクセスチャネルとＩＰポートとの対応付けが実行される前は、ＢＴＳ１２の割当済データテーブルには無線アクセスチャネルＢ，Ｄ，ＥがそれぞれＩＰポート２，６，４に対応付けられており、ＢＴＳ１２の無線アクセスチャネルＡ，Ｆ，Ｋが未割当状態であり、且つＩＰポート３，５，８が空き状態とされている。
【００５２】
さらに、割当要求があった場合に割り当てられる順番（優先順位）がそれら未割当の無線アクセスチャネル又はＩＰポート毎に関連付けされて同じデータテーブルに記憶されている。この例では、無線アクセスチャネルＡが‘１’番，同Ｆが‘２’番，同Ｋが‘３’番の順とされ、また、ＩＰポート８が‘１’番，同３が‘２’番，同５が‘３’番の順とされており、割当要求があった場合、この順に両者が組み合わされるように対応づけが行われる。
【００５３】
そして、例えば一つの割当要求があると、ステップＳＰ３４，ＳＰ６４ではその優先順位に従って‘１番’の無線アクセスチャネルＡとＩＰポート８とが対応付けられ、図１１に示す如く、割当済データにその組み合わせが追加される一方で、未割当データから無線アクセスチャネルＡ及びＩＰポート８が削除されるように、割当データベース３３のデータテーブルが改変される。同時に、未割当データテーブルに含まれる無線アクセスチャネル及びＩＰポートの優先順位がそれぞれ一つ繰り上がり、次の割当要求に対応する。
【００５４】
このようなリソース割当制御方法を用いても、上述した第１及び第２実施形態と同様の作用効果が奏されると共に、それに加えて、ＲＡＮ１とＩＰネットワーク２のユーザが利用するサービス種別やその品質（ＱｏＳ）、又はトラフィックの要求条件等に応じて、無線アクセスチャネルとＩＰポートとの割当を最適化し易くなる利点がある。よって、各通信に要求されるレスポンスタイムやスループットの達成が容易となり、ＲＡＮ１とＩＰネットワーク２間の高速通信を確実にを実現できる。
【００５５】
以上、本発明をその実施形態に基づいて詳細に説明したが、本発明は上記の各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。例えば、ＢＴＳ１２が単一でもよく、ＭＳ１１及びＢＳＣ１３が複数であってもよい。また、無線アクセスチャネルに割り当てられる送受信ポートがＩＰポートの代りに、或いはそれに加えてＩＰアドレスでもよい。さらに、複数の無線アクセスチャネルに複数のＩＰポート又はＩＰアドレスを割り当てるようにしても構わない。またさらに、割当優先順位は、無線アクセスチャネル及び／又は送受信ポートの固有情報として予め割当データベース３３に保持してもよいし、トラフィック、ノード数、通信方式等の外的な負荷又は使用条件に応じて動的に発生させ、割当データベースに随時保持されてもよい。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のリソース割当制御装置及びリソース割当制御方法によれば、サービス種別またはトラフィックの要求条件に応じて、ＲＡＮとＩＰネットワークとの通信に使用される無線アクセスチャネルと送受信ポートとを対応づけて両者を割り当て又は振り分けるので、ＲＡＮとＩＰネットワークとを接続する際に、通信データの復号及び変換が不要となり、よって、制御負荷及び遅延を十分に低減することができる。また、本発明の移動通信システムによれば、本発明のリソース割当制御装置及びリソース割当制御方法を用いるので、高速大容量、高信頼性且つ高品質の双方向通信を実現できる。
また、ＲＡＮとＩＰネットワークのユーザが利用するサービス種別、又はトラフィックの要求条件等に応じて、無線アクセスチャネルと送受信ポートとを適宜割り当てることができる。よって、各通信に要求されるレスポンスタイムやスループットを確実に達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるリソース割当制御装置を用いた移動通信システムの全体構成例を示す概略ブロック図である。
【図２】本発明によるリソース割当制御方法の第１実施形態を用いた通信処理手順を示すフローである。
【図３】図２に示すフローに沿って行われる移動通信システム１００の構成要素間の通信状態を示す模式図である。
【図４】ステップＳＰ３４を実行する前における割当データベース３３の要部を示すデータテーブルである。
【図５】ステップＳＰ３４を実行した後における割当データベース３３の要部を示すデータテーブルである。
【図６】本発明によるリソース割当制御方法の第２実施形態を用いた通信処理手順を示すフローである。
【図７】図６に示すフローに沿って行われる移動通信システム１００の構成要素間の通信状態を示す模式図である。
【図８】本発明によるリソース割当制御方法の第３実施形態で無線アクセスチャネルとＩＰポートとの対応付けを実行する前における割当データベース３３の要部を示すデータテーブルである。
【図９】本発明によるリソース割当制御方法の第３実施形態で無線アクセスチャネルとＩＰポートとの対応付けを実行した後における割当データベース３３の要部を示すデータテーブルである。
【図１０】本発明によるリソース割当制御方法の第４実施形態で無線アクセスチャネルとＩＰポートとの対応付けを実行する前における割当データベース３３の要部を示すデータテーブルである。
【図１１】本発明によるリソース割当制御方法の第４実施形態で無線アクセスチャネルとＩＰポートとの対応付けを実行した後における割当データベース３３の要部を示すデータテーブルである。
【符号の説明】
１…ＲＡＮ、２…ＩＰネットワーク、３…リソース割当制御装置、１１…ＭＳ、１２…ＢＴＳ、１３…ＢＳＣ、２１…ＩＰ転送装置、３１…要求受付部、３２…対応付処理部、３３…割当データベース（記憶手段）、３４…割当振分処理部（割当振分手段）、１００…移動通信システム。
【発明の属する技術分野】
本発明は、リソース割当制御装置、リソース割当制御方法、及び移動通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）準拠のシステムをはじめとする移動（体）通信システムでは、無線アクセスネットワーク（Radio Access Network；以下「ＲＡＮ」という。）と非同期転送モード（Asynchronous Transfer Mode；以下「ＡＴＭ」という。）によるネットワークとの接続が実現されていた（例えば、非特許文献１参照。）。また、ＩＰｖ４又はＩＰｖ６を通信プロトコルとするコンピュータ・インターネットワーク等のＩＰネットワークとＡＴＭによるネットワークとの接続も試みられている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−４１２９３号公報
【非特許文献１】
ＩＤＧ情報通信シリーズ ワイヤレス・ブロードバンド教科書 第１３４〜２２８頁（ＩＤＧジャパン）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、異種ネットワーク間の接続としてＲＡＮとＩＰネットワークとの接続は実現されていなかった。同種及び異種ネットワーク間の接続は、上記の如く限定された範囲で実現又は試用されており、ＲＡＮとＩＰネットワークとの接続を現状技術で実施し得ることも考えられる。その場合、ＲＡＮ及びＩＰネットワークのそれぞれを交通する通信データの形式（フォーマット）の互換性が担保されるように通信リソース管理を行う必要がある。
【０００５】
そのためには、例えば、ＲＡＮからＩＰネットワークへ送信する場合、ＲＡＮリソースとしての無線アクセスチャネルの単一トランスポートブロック毎に通信データの復号を行い、そのデータ内容を個別に解読して送信先の情報を取得した後、ＩＰネットワーク内の送信先を特定し、その送信先情報に基づいてＩＰパケットへの変換を行うといった方法が考えられる。
【０００６】
ところが、無線アクセスチャネルから送信される膨大なトランスポートブロックの通信データをその都度復号し且つパケット変換するこのような方式では、ネットワーク間通信の制御負荷が増大してしまうと共に、変換に伴って過度の遅延が生じてしまうおそれがある。現在、ＲＡＮと各種ネットワークとの双方向通信に対しては、市場からは高速大容量、高信頼性且つ高品質の通信が当然の如く要求されており、この現状を踏まえると、かかる制御負荷や遅延の増大は大きな問題となる。
【０００７】
そこで、本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、ＲＡＮとＩＰネットワークを接続する際に、制御負荷及び遅延を十分に低減できるリソース割当制御装置及び方法、並びにそのリソース割当制御により高速大容量、高信頼性且つ高品質の双方向通信が可能な移動通信システムを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明によるリソース割当制御装置は、移動局装置（Mobile Station；以下「ＭＳ」という。）が接続される無線基地局装置（Base Transceiver Station；以下「ＢＴＳ」という。）及びそのＢＴＳに接続された基地局制御装置（Base Station Controller；以下「ＢＳＣ」という。）を有するＲＡＮと、ＩＰネットワークとに接続されたものであって、サービス種別またはトラフィックの要求条件に応じて、ＭＳとＢＴＳとの通信に使用される無線アクセスチャネルと、ＲＡＮとＩＰネットワークとの間の通信に使用される送受信ポートとの対応付けを行う対応付手段と、対応付けられた無線アクセスチャネルと送受信ポートとを記憶する記憶手段と、対応付けられた無線アクセスチャネルと送受信ポートとに基づいて、その無線アクセスチャネル及びその送受信ポートの一方を他方に割り当てる又は振り分ける割当振分手段とを備える。
【０００９】
このように構成されたリソース割当制御装置では、まず、対応付手段によってＲＡＮ側の無線アクセスチャネルと送受信ポートとの対応付けが行われる。それから、その対応付けられた無線アクセスチャネルと送受信ポートとの関係が、記憶手段によって、例えば両者の対応テーブルのデータベースとして編集及び再編されて保持される。そして、そのようなデータベース上の対応付情報に基づいて、無線アクセスチャネルと送受信ポートとの言わば動的な割当又は振分が行われる。これにより、ＲＡＮ及びＩＰネットワークそれぞれのデータフォーマットの互換性が保たれるようにトランスポートブロック毎にデータ変換することなく、両者の接続が実現される。
また、ＲＡＮとＩＰネットワークのユーザが利用するサービス種別、又はトラフィックの要求条件等に応じて、無線アクセスチャネルと送受信ポートとを適宜割り当てることができる。よって、各通信に要求されるレスポンスタイムやスループットを確実に達成できる。
【００１０】
具体的には、対応付手段が、ＲＡＮ又はＩＰネットワークから送出されたリソースの割当又は振分要求を受け付ける要求受付部と、要求が受け付けられたときに、無線アクセスチャネル及び送受信ポートの一方を他方に対応付ける対応付処理部とを有すると好ましい。
【００１１】
これにより、ＲＡＮ及びＩＰネットワークのいずれからのアクセス又は通信によるトラフィックの要求に対しても、オンタイムで確実に動的なリソースの割り当てが達成され易くなる。なお、リソースの割当又は振分要求としては、例えば、ＩＰネットワークからはＩＰポート及びそのポートを通ったＩＰパケットの割当要求が挙げられ、ＲＡＮからは無線アクセスチャネルの割当要求が挙げられる。
【００１２】
また、送受信ポートがＩＰポートであるとより好ましい。こうすれば、従来からＩＰネットワークで使用されているＩＰパケットが本来的に所有する情報（固有情報）と、ＲＡＮの無線アクセスチャネルとを円滑に対応付けることができる。よって、従来のＩＰパケットとの互換性を保つことができ、ＩＰネットワーク上のデータフォーマットの改変が不要となる。
【００１３】
さらに、対応付けられる無線アクセスチャネル及び送受信ポートのうち少なくとも一方が複数であると一層好適である。
【００１４】
この場合、単一の無線アクセスチャネルのデータ容量又は送受信ポート数等に制限があっても、対応付けが行われ最終的に割り当てられる無線アクセスチャネル及び／又は送受信ポートを複数にできるので、かような制限に起因する負荷や遅延が抑止される。また、複数のnode（ノード）を有する場合に、マルチキャスト通信に使用されるリソースが低減される。
【００１５】
またさらに、対応付手段が、無線アクセスチャネル及び送受信ポートそれぞれの割当優先順位の情報に基づいて無線アクセスチャネル及び送受信ポートの一方を他方に対応付けるものであると有用である。
【００１６】
このとき、割当優先順位は、無線アクセスチャネル及び／又は送受信ポートの固有情報として予め記憶手段に保持されていてもよいし、トラフィック、ノード数、通信方式等の外的な負荷又は使用条件に応じて動的に発生させ、その都度、随時記憶手段に保持されてもよい。
【００１７】
このようにすれば、ＲＡＮとＩＰネットワークのユーザが利用するサービス種別やその品質（ＱｏＳ）、又はトラフィックの要求条件等に応じて、無線アクセスチャネルと送受信ポートとを適宜割り当てる最適化処理を達成し易くなる。よって、各通信に要求されるレスポンスタイムやスループットを確実に達成できる。
【００１８】
また、本発明によるリソース割当制御方法は、本発明のリソース割当制御装置を用いて有効に実施される方法であり、ＭＳが接続されるＢＴＳ及びそのＢＴＳに接続されたＢＳＣを有するＲＡＮと、ＩＰネットワークとの通信におけるリソースの割当又は振分を制御する方法であって、サービス種別またはトラフィックの要求条件に応じて、ＭＳとＢＴＳとの通信に使用する無線アクセスチャネルと、ＲＡＮとＩＰネットワークとの間の通信に使用する送受信ポートとの対応付けを行う対応付工程と、対応付けられた無線アクセスチャネルと送受信ポートとを記憶する記憶工程と、対応付けられた無線アクセスチャネルと送受信ポートとに基づいて、無線アクセスチャネル及び送受信ポートの一方を他方に割り当てる又は振り分ける割当振分工程とを備える。
【００１９】
より具体的には、対応付工程が、無線アクセスネットワーク又はＩＰネットワークから送出されたリソースの割当又は振分要求を受け付ける要求受付ステップと、要求を受け付けたときに、無線アクセスチャネル及び送受信ポートの一方を他方に対応付ける対応付処理ステップとを有すると好ましい。
【００２０】
さらに、対応付工程においては、無線アクセスチャネル及び送受信ポートそれぞれの割当優先順位の情報に基づいて無線アクセスチャネル及び送受信ポートの一方を他方に対応付けると好適である。
【００２１】
また、本発明による移動通信システムは、本発明のリソース割当制御方法及び装置を用いて構成されるものであり、ＭＳが接続されるＢＴＳ及びそのＢＴＳに接続されたＢＳＣを有するＲＡＮと、ＩＰネットワークと、ＲＡＮ及びＩＰネットワークとに接続されており、サービス種別またはトラフィックの要求条件に応じて、ＭＳとＢＴＳとの通信に使用される無線アクセスチャネルと、ＲＡＮとＩＰネットワークとの間の通信に使用される送受信ポートとの対応付けを行う対応付手段、対応付けられた無線アクセスチャネルと送受信ポートとを記憶する記憶手段、並びに対応付けられた無線アクセスチャネルと送受信ポートとに基づいて無線アクセスチャネル及び送受信ポートの一方を他方に割り当てる又は振り分ける割当振分手段を有するリソース割当制御装置とを備えることを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。図１は、本発明によるリソース割当制御装置を用いた移動通信システムの全体構成例を示す概略ブロック図である。移動通信システム１００は、ＲＡＮ１とＩＰネットワーク２とがリソース割当制御装置３を介して接続されたものである。ＲＡＮ１は、例えば３ＧＰＰに準拠したネットワークシステムであり、ＵＥ（User Equipment）であるＭＳ１１と、これに接続された無線リンク用論理ノード（node B）としての複数のＢＴＳ１２と、これらのＢＴＳ１２に接続されたリソース制御を司るＲＮＣ（Radio Network Controller）としてのＢＳＣ１３とを有している。
【００２３】
一方、ＩＰネットワーク２は、例えば汎用パケット用のＳＧＳＮ（Serving GPRS Support Node）といったゲートウェイとしてのＩＰ転送装置２１を有するものである。なお、「ＳＧＳＮ」とは、より詳しくは、パケットの交換接続を行うＭＳ１１の位置管理、パケットトラフィックの転送制御等を行う装置である。
【００２４】
これらのＲＡＮ１及びＩＰネットワーク２に介在するリソース割当制御装置３は、要求受付部３１、対応付処理部３２、割当データベース３３（記憶手段）及び割当振分処理部３４（割当振分手段）が順次接続されたものである。要求受付部３１及び割当振分処理部３４のそれぞれには、ＲＡＮ１内のＢＳＣ１３とＩＰネットワーク２内のＩＰ転送装置２１が接続されている。
【００２５】
要求受付部３１は、ＢＳＣ１３又はＩＰ転送装置２１から送出されるリソースの割当又は振分要求を受け付けるものであり、対応付処理部３２は、その要求があった場合に無線リソースとしてのＲＡＮ１側の無線アクセスチャネルと、ＲＡＮ１／ＩＰネットワーク２間の通信に使用されるＩＰポート（送受信ポート）とを対応付けるつまり予備的に割り当てる機能を有している。このように、要求受付部３１及び対応付処理部３２から対応付手段が構成されている。
【００２６】
また、割当データベース３３は、その割当情報を記憶・保持するものであり、その情報は対応付処理部３２及び割当振分処理部３４から読み書き可能にされており、情報が変更される度に随時データベースの更新が行われるようになっている。また、割当振分処理部３４は、そのデータベース情報に基づいて、未割当の無線アクセスチャネルとＩＰポートとの割り当て又は振り分けを行うものである。
【００２７】
このように構成された移動通信システム１００において本発明によるリソース割当制御方法を実行する手順の一例について以下に説明する。図２は、本発明によるリソース割当制御方法の第１実施形態を用いた通信処理手順を示すフローである。また、図３は、そのフローに沿って行われる移動通信システム１００の構成要素間の通信状態を示す模式図である。ここでは、ＲＡＮ１からの送信をトリガーとする通信処理の例を示す。なお、図３において実線で示す横矢印は信号又は処理の流れを示し、各構成要素に記した縦破線はその線上において各構成要素での処理が行われることを示し、破線に付した矢印の方向が概ね時系列を示す（図７において同様である）。
【００２８】
まず、ＲＡＮ１内のＢＳＣ１３が、ＭＳ１とＲＲＣ（Radio Resource Control）のコネクションを設定した後、パケット転送路設定要求であるActive PDP Context Request に応じてＭＳ１と各ＢＴＳ１２との間の通信に使用すべき未割当の無線アクセスチャネルを選定すると同時に、ＢＳＣ１３からリソース割当制御装置３の要求受付部３１に対し、その無線アクセスチャネルに未割当のＩＰポートを対応させるように割当要求を送信する（ステップＳＰ１１）。なお、「ＲＲＣ」とは、無線リソースを制御するレイヤ３のプロトコルであり、無線ベアラの設定、ネットワークからＭＳ１１に対するシステム情報や呼出情報の報知等を行うものである。
【００２９】
要求受付部３１は、この割当要求を受け付け（ステップＳＰ３１；要求受付ステップ）、対応付処理部３２に対してその無線アクセスチャネルとＩＰポートとの対応付処理の指示を送信する（ステップＳＰ３２）。その指示を受信した対応付処理部３２は、割当データベース３３の内容を参照し（ステップＳＰ３３）、未割当のＩＰポートを適宜選定し、割当要求のあった無線アクセスチャネルとの対応付けを行う（ステップＳＰ３４；対応付処理ステップ）。このようにステップＳＰ３１〜ＳＰ３４から対応付工程が構成されている。
【００３０】
次に、対応付処理部３２は、対応付けた無線アクセスチャネル及びＩＰポートの情報を割当データベース３３に書き込み、データテーブルを更新する（ステップＳＰ３５；記憶工程）。これにより対応付けられた無線アクセスチャネル及びＩＰポートが割当データベース３３に記憶・保持される。ここで、図４及び５は、それぞれステップＳＰ３４を実行する前後における割当データベース３３の要部を示すデータテーブルである。
【００３１】
両図において、割当データベース３３には、ＲＮＣとしてのＢＳＣ１３配下のnode Bである各ＢＴＳ１２毎に割当済データと未割当データが存在する。図４に示す例では、ステップＳＰ３４以前、すなわち、割当要求のあった無線アクセスチャネル（ここでは、無線アクセスチャネルＡとする。）と割り当てられるべきＩＰポート（ここでは、ＩＰポート３とする。）との対応付けが実行される前は、割当済データのテーブルにおいて無線アクセスチャネルＢ，Ｄ，ＥがそれぞれＩＰポート２，６，４に対応付けられており、無線アクセスチャネルＡ，Ｆ，Ｋが未割当状態で且つＩＰポート３，５，８が空き状態とされている。
【００３２】
ステップＳＰ３４で無線アクセスチャネルＡが未割当のＩＰポート３に対応付けられると、図５に示す如く、割当済データにその組み合わせが追加される一方で未割当データから無線アクセスチャネルＡ及びＩＰポート３が削除されるように、割当データベース３３のデータテーブルが改変される。
【００３３】
次いで、ＢＳＣ１３から送信された無線アクセスチャネルＡ（ステップＳＰ１２）が、割当振分処理部３４へ移送（移管）されると共に、割当振分処理部３４が割当データベース３３の内容を参照し（ステップＳＰ３６）、無線アクセスチャネルＡが割り当てられるべきＩＰポートの情報、つまり「対応付けられたのがＩＰポート３である」ことを認識し、それに基づいて無線アクセスチャネルＡをＩＰポート３に割り当てる。更に他の無線アクセスチャネルに対して割当要求が出された場合には、各無線アクセスチャネルに対して上述したのと同様にして対応付け及びデータテーブルの更新を行い、複数の無線アクセスチャネルを所定のＩＰポートに振り分ける（ステップＳＰ３７；割当振分工程）。
【００３４】
こうして無線アクセスチャネルＡとＩＰポート３とが開通し、ＲＡＮ１から無線アクセスチャネルＡを通じてＩＰネットワーク２とＩＰポート３での通信が許可される（ステップＳＰ２１）。逆に、ＩＰポート３を通ってきたＩＰパケット３は、リソース割当制御装置３の割当振分処理部３４に移送（移管）され、割当振分処理部３４が割当データベース３３を参照し、これに基づいて無線アクセスチャネルＡへ振り分けられる。なお、説明の便宜上、後者のフローについては図２及び３において図示を省略した。
【００３５】
図６は、本発明によるリソース割当制御方法の第２実施形態を用いた通信処理手順を示すフローである。また、図７は、そのフローに沿って行われる移動通信システム１００の構成要素間の通信状態を示す模式図である。ここでは、ＩＰネットワーク２からの送信をトリガーとする通信処理の例を示す。
【００３６】
まず、ＩＰネットワーク２内のＩＰ転送装置２１が、ＲＡＮ１のＭＳ１へ送信すべきＩＰパケットを受信し、そのＩＰパケットに対してＩＰポートを割り当てると同時に、ＩＰ転送装置２１からリソース割当制御装置３の要求受付部３１に対し、そのＩＰポートに未割当の無線アクセスチャネルを対応させるように割当要求を送信する（ステップＳＰ５１）。
【００３７】
要求受付部３１は、この割当要求を受け付け（ステップＳＰ６１；要求受付ステップ）、対応付処理部３２に対してそのＩＰポートと無線アクセスチャネルとの対応付処理の指示を送信する（ステップＳＰ６２）。その指示を受信した対応付処理部３２は、割当データベース３３の内容を参照し（ステップＳＰ６３）、未割当の無線アクセスチャネルを適宜選定し、割当要求のあったＩＰポートとの対応付けを行う（ステップＳＰ６４；対応付処理ステップ）。このようにステップＳＰ６１〜ＳＰ６４から対応付工程が構成されている。
【００３８】
次に、対応付処理部３２は、対応付けたＩＰポート及び無線アクセスチャネルの情報を割当データベース３３に書き込みデータテーブルを更新する（ステップＳＰ６５；記憶工程）。これにより対応付けられたＩＰポート及び無線アクセスチャネルが割当データベース３３に記憶・保持される。このとき、割当要求の対象であるＩＰポートがＩＰポート３であり、それに割り当てられるべき無線アクセスチャネルが無線アクセスチャネルＡであるとすると、ステップＳＰ６４を実行する前後における割当データベース３３のデータテーブルは、それぞれ図４及び５に示すものと同様に記述できる。ここでは、重複説明を避けるためそれらの詳細な説明を省略する。
【００３９】
次いで、ＩＰ転送装置２１から送信されたＩＰパケット３（ステップＳＰ５２）が、割当振分処理部３４へ移送（移管）されると共に、割当振分処理部３４が割当データベース３３の内容を参照し（ステップＳＰ６６）、ＩＰパケット３に対応するＩＰポート３が割り当てられるべき無線アクセスチャネルの情報、つまり「対応付けられたのが無線アクセスチャネルＡである」ことを認識し、それに基づいてＩＰポート３を無線アクセスチャネルＡに割り当てる。割当要求が出された他のＩＰポートがある場合には、各ＩＰポートに対して上述したのと同様にして対応付け及びデータテーブルの更新を行い、複数のＩＰポートを所定の無線アクセスチャネルに振り分ける（ＳＰ３７；割当振分工程）。
【００４０】
こうしてＩＰポート３と無線アクセスチャネルＡとが開通し、ＩＰネットワーク２からＩＰポート３を通じてＲＡＮ１と無線アクセスチャネルＡでの通信が許可される（ステップＳＰ４１）。逆に、無線アクセスチャネルＡを通ってきた送信データは、リソース割当制御装置３の割当振分処理部３４に移送（移管）され、割当振分処理部３４が割当データベース３３を参照し、これに基づいてＩＰポート３へ振り分けられる。なお、説明の便宜上、後者のフローについては図６及び７において図示を省略した。
【００４１】
このように構成されたリソース割当制御装置３及びそれを用いたリソース割当制御方法、並びにそれらを用いた移動通信システム１００によれば、まず、要求受付部３１及び対応付処理部３２によって割当要求のあった無線アクセスチャネル及びＩＰポートのいずれか一方が他方に対応付けられる。これにより、言わば仮想的なリソース割当或いはリソース予約が実現する。この対応付けられた無線アクセスチャネルとＩＰポートとの関係は割当データベース３３のデータテーブルに保持され、割当振分処理部３４がその割当データベース３３の内容を参照し、その内容に基づいて、無線アクセスチャネルと送受信ポートとが割当要求に対応して動的に割り当てられる。
【００４２】
よって、ＲＡＮ１及びＩＰネットワーク２それぞれのデータフォーマットをトランスポートブロック毎に互換することなく、両ネットワークの接続を実現できる。したがって、制御負荷の増大を抑止できると共に、データ変換等に起因するデータ遅延を十分に低減できる。また、トラフィックが逼迫している場合のデータ欠損や損失を十分に抑止できる。さらに、このようにして動的なリソース割当が行われるので、リソース及び帯域周波数の使用効率を向上させることができる。その結果、移動通信システム１００において、高速大容量、高信頼性且つ高品質の双方向通信を達成することが可能となる。
【００４３】
また、要求受付部３１に割当要求があったときに無線アクセスチャネルとＩＰポートとの対応付けを行うので、ＲＡＮ１及びＩＰネットワーク２のいずれからのアクセス又は通信によるトラフィック要求に対しても、オンタイムで確実に動的なリソース割当を達成し易くなる。これにより、更なる制御負荷の軽減が可能となる。
【００４４】
さらに、無線アクセスチャネルを割り当てる送受信ポートがＩＰポートであるので、従来からＩＰネットワーク２で使用されているＩＰパケットが元来所有している情報と、ＲＡＮ１における無線アクセスチャネルとを対応付けることが簡易となる。よって、従来のＩＰパケットとの互換性を十分に保つことができ、ＩＰネットワーク２上のデータフォーマットを改変する必要がない。したがって、制御負荷及び遅延を一層低減して更なる高速化の要求に応えることができる。
【００４５】
次に、図８及び９を参照して他の実施形態について説明する。図８及び９は、本発明によるリソース割当制御方法の第３実施形態で無線アクセスチャネルとＩＰポートとの対応付けを実行する前後における割当データベース３３の要部を示すデータテーブルである。本実施形態は、割当データベース３３が、各ＢＴＳ１２毎に無線アクセスチャネル及びＩＰポートの割当及び未割当情報を保持しており、対応付けられる無線アクセスチャネルとＩＰポートの双方が単一のみならず、単一の無線アクセスチャネル又はＩＰポートに複数（ここでは２つ）のＩＰポート又は無線アクセスチャネルを対応づけて割り当てること以外は、図２又は図６に示すのと同様の手順で実行されるものである。
【００４６】
すなわち、図８及び９において、割当データベース３３には、ＲＮＣとしてのＢＳＣ１３配下のnode Bである各ＢＴＳ１２（説明の便宜上、ＢＴＳ１２−１，ＢＴＳ１２−２のように記す。）毎に割当済データと未割当データが存在する。ここでは、一例として、ＢＴＳ１２−１の無線アクセスチャネルＡ，Ｂ及びＢＴＳ１２−２の無線アクセスチャネルＣについて割当要求があり、割り当てられるべきＩＰポートがＩＰポート３とする。
【００４７】
この場合、図８に示すように、無線アクセスチャネルとＩＰポートとの対応付けが実行される前は、ＢＴＳ１２−１の割当済データテーブルには無線アクセスチャネルＣ，Ｄ，Ｅ及びＪが、それぞれＩＰポート２及び９，６，４（Ｃには２，９の両方）に対応付けられている。一方、ＢＴＳ１２−２の割当済データテーブルには無線アクセスチャネルＢ，Ｄ，Ｅ及びＪが、それぞれＩＰポート８，６，４（４にはＥ，Ｊの両方）に対応付けられている。また、ＢＴＳ１２−１の無線アクセスチャネルＡ，Ｂ，Ｋ、及びＢＴＳ１２−２の無線アクセスチャネルＣ，Ｆ，Ｋが未割当状態であり、且つＩＰポート３，５，８が空き状態とされている。
【００４８】
そして、ステップＳＰ３４，ＳＰ６４で無線アクセスチャネルとＩＰポートとが対応付けられると、図９に示す如く、ＢＴＳ１２−１の無線アクセスチャネルＡ，Ｂの両方がＩＰポート３に対応付けられて割当済データにその組み合わせが追加される一方で未割当データから無線アクセスチャネルＡ，Ｂ及びＩＰポート３が削除されるように、割当データベース３３のデータテーブルが改変される。同時に、ＢＴＳ１２−２の無線アクセスチャネルＣにＩＰポート３に対応付けられて割当済データにその組み合わせが追加される一方で未割当データから無線アクセスチャネルＣ及びＩＰポート３が削除されるように、割当データベース３３のデータテーブルが改変される。
【００４９】
このようなリソース割当制御方法を用いると、上述した第１及び第２実施形態と同様の作用効果が奏されると共に、それに加えて、各ＢＴＳ１２の単一の無線アクセスチャネルのデータ容量又はＩＰポートやＩＰアドレス数等に制限がある場合でも、いずれか一方に複数を割り当てることができ、これにより、そのような制限による制御負荷や待ちによる遅延を抑制できる。また、図１に示すようにnode BであるＢＴＳ１２が複数存在する場合に、マルチキャスト通信に使用するリソースを低減でき、リソースの有効利用が図られると共に、システム全体の負荷を一層抑えることが可能となる。
【００５０】
さらに、図１０及び１１を参照して更に他の実施形態について説明する。図１０及び１１は、本発明によるリソース割当制御方法の第４実施形態で無線アクセスチャネルとＩＰポートとの対応付けを実行する前後における割当データベース３３の要部を示すデータテーブルである。本実施形態は、割当データベース３３がＢＴＳ１２の未割当データテーブルに無線アクセスチャネル及びＩＰポートそれぞれの割当優先順位の情報を保持していること以外は、図２又は図６に示すのと同様の手順で実行されるものである。
【００５１】
すなわち、図１０に示す如く、無線アクセスチャネルとＩＰポートとの対応付けが実行される前は、ＢＴＳ１２の割当済データテーブルには無線アクセスチャネルＢ，Ｄ，ＥがそれぞれＩＰポート２，６，４に対応付けられており、ＢＴＳ１２の無線アクセスチャネルＡ，Ｆ，Ｋが未割当状態であり、且つＩＰポート３，５，８が空き状態とされている。
【００５２】
さらに、割当要求があった場合に割り当てられる順番（優先順位）がそれら未割当の無線アクセスチャネル又はＩＰポート毎に関連付けされて同じデータテーブルに記憶されている。この例では、無線アクセスチャネルＡが‘１’番，同Ｆが‘２’番，同Ｋが‘３’番の順とされ、また、ＩＰポート８が‘１’番，同３が‘２’番，同５が‘３’番の順とされており、割当要求があった場合、この順に両者が組み合わされるように対応づけが行われる。
【００５３】
そして、例えば一つの割当要求があると、ステップＳＰ３４，ＳＰ６４ではその優先順位に従って‘１番’の無線アクセスチャネルＡとＩＰポート８とが対応付けられ、図１１に示す如く、割当済データにその組み合わせが追加される一方で、未割当データから無線アクセスチャネルＡ及びＩＰポート８が削除されるように、割当データベース３３のデータテーブルが改変される。同時に、未割当データテーブルに含まれる無線アクセスチャネル及びＩＰポートの優先順位がそれぞれ一つ繰り上がり、次の割当要求に対応する。
【００５４】
このようなリソース割当制御方法を用いても、上述した第１及び第２実施形態と同様の作用効果が奏されると共に、それに加えて、ＲＡＮ１とＩＰネットワーク２のユーザが利用するサービス種別やその品質（ＱｏＳ）、又はトラフィックの要求条件等に応じて、無線アクセスチャネルとＩＰポートとの割当を最適化し易くなる利点がある。よって、各通信に要求されるレスポンスタイムやスループットの達成が容易となり、ＲＡＮ１とＩＰネットワーク２間の高速通信を確実にを実現できる。
【００５５】
以上、本発明をその実施形態に基づいて詳細に説明したが、本発明は上記の各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。例えば、ＢＴＳ１２が単一でもよく、ＭＳ１１及びＢＳＣ１３が複数であってもよい。また、無線アクセスチャネルに割り当てられる送受信ポートがＩＰポートの代りに、或いはそれに加えてＩＰアドレスでもよい。さらに、複数の無線アクセスチャネルに複数のＩＰポート又はＩＰアドレスを割り当てるようにしても構わない。またさらに、割当優先順位は、無線アクセスチャネル及び／又は送受信ポートの固有情報として予め割当データベース３３に保持してもよいし、トラフィック、ノード数、通信方式等の外的な負荷又は使用条件に応じて動的に発生させ、割当データベースに随時保持されてもよい。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のリソース割当制御装置及びリソース割当制御方法によれば、サービス種別またはトラフィックの要求条件に応じて、ＲＡＮとＩＰネットワークとの通信に使用される無線アクセスチャネルと送受信ポートとを対応づけて両者を割り当て又は振り分けるので、ＲＡＮとＩＰネットワークとを接続する際に、通信データの復号及び変換が不要となり、よって、制御負荷及び遅延を十分に低減することができる。また、本発明の移動通信システムによれば、本発明のリソース割当制御装置及びリソース割当制御方法を用いるので、高速大容量、高信頼性且つ高品質の双方向通信を実現できる。
また、ＲＡＮとＩＰネットワークのユーザが利用するサービス種別、又はトラフィックの要求条件等に応じて、無線アクセスチャネルと送受信ポートとを適宜割り当てることができる。よって、各通信に要求されるレスポンスタイムやスループットを確実に達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるリソース割当制御装置を用いた移動通信システムの全体構成例を示す概略ブロック図である。
【図２】本発明によるリソース割当制御方法の第１実施形態を用いた通信処理手順を示すフローである。
【図３】図２に示すフローに沿って行われる移動通信システム１００の構成要素間の通信状態を示す模式図である。
【図４】ステップＳＰ３４を実行する前における割当データベース３３の要部を示すデータテーブルである。
【図５】ステップＳＰ３４を実行した後における割当データベース３３の要部を示すデータテーブルである。
【図６】本発明によるリソース割当制御方法の第２実施形態を用いた通信処理手順を示すフローである。
【図７】図６に示すフローに沿って行われる移動通信システム１００の構成要素間の通信状態を示す模式図である。
【図８】本発明によるリソース割当制御方法の第３実施形態で無線アクセスチャネルとＩＰポートとの対応付けを実行する前における割当データベース３３の要部を示すデータテーブルである。
【図９】本発明によるリソース割当制御方法の第３実施形態で無線アクセスチャネルとＩＰポートとの対応付けを実行した後における割当データベース３３の要部を示すデータテーブルである。
【図１０】本発明によるリソース割当制御方法の第４実施形態で無線アクセスチャネルとＩＰポートとの対応付けを実行する前における割当データベース３３の要部を示すデータテーブルである。
【図１１】本発明によるリソース割当制御方法の第４実施形態で無線アクセスチャネルとＩＰポートとの対応付けを実行した後における割当データベース３３の要部を示すデータテーブルである。
【符号の説明】
１…ＲＡＮ、２…ＩＰネットワーク、３…リソース割当制御装置、１１…ＭＳ、１２…ＢＴＳ、１３…ＢＳＣ、２１…ＩＰ転送装置、３１…要求受付部、３２…対応付処理部、３３…割当データベース（記憶手段）、３４…割当振分処理部（割当振分手段）、１００…移動通信システム。
Claims (9)
- 移動局装置が接続される無線基地局装置、及び該無線基地局装置に接続された基地局制御装置を有する無線アクセスネットワークと、ＩＰネットワークとに接続されたリソース割当制御装置であって、
サービス種別またはトラフィックの要求条件に応じて、前記移動局装置と前記無線基地局装置との通信に使用される無線アクセスチャネルと、前記無線アクセスネットワークと前記ＩＰネットワークとの間の通信に使用される送受信ポートとの対応付けを行う対応付手段と、
対応付けられた前記無線アクセスチャネルと前記送受信ポートとを記憶する記憶手段と、
対応付けられた前記無線アクセスチャネルと前記送受信ポートとに基づいて、該無線アクセスチャネル及び該送受信ポートの一方を他方に割り当てる又は振り分ける割当振分手段と、
を備えるリソース割当制御装置。 - 前記対応付手段が、
前記無線アクセスネットワーク又は前記ＩＰネットワークから送出されたリソースの割当又は振分要求を受け付ける要求受付部と、
前記要求が受け付けられたときに、前記無線アクセスチャネル及び前記送受信ポートの一方を他方に対応付ける対応付処理部と、
を有する請求項１記載のリソース割当制御装置。 - 前記送受信ポートがＩＰポートである、
請求項１又は２に記載のリソース割当制御装置。 - 対応付けられる前記無線アクセスチャネル及び前記送受信ポートのうち少なくとも一方が複数である、
請求項１〜３のいずれか一項に記載のリソース割当制御装置。 - 前記対応付手段が、前記無線アクセスチャネル及び前記送受信ポートそれぞれの割当優先順位の情報に基づいて前記無線アクセスチャネル及び前記送受信ポートの一方を他方に対応付けるものである、
請求項１〜４のいずれか一項に記載のリソース割当制御装置。 - 移動局装置が接続される無線基地局装置、及び該無線基地局装置に接続された基地局制御装置を有する無線アクセスネットワークと、ＩＰネットワークとの通信におけるリソースの割当又は振分を制御するリソース割当制御方法であって、
サービス種別またはトラフィックの要求条件に応じて、前記移動局装置と前記無線基地局装置との通信に使用する無線アクセスチャネルと、前記無線アクセスネットワークと前記ＩＰネットワークとの間の通信に使用する送受信ポートとの対応付けを行う対応付工程と、
対応付けられた前記無線アクセスチャネルと前記送受信ポートとを記憶する記憶工程と、
対応付けられた前記無線アクセスチャネルと前記送受信ポートとに基づいて、該無線アクセスチャネル及び該送受信ポートの一方を他方に割り当てる又は振り分ける割当振分工程と、
を備えるリソース割当制御方法。 - 前記対応付工程が、
前記無線アクセスネットワーク又は前記ＩＰネットワークから送出されたリソースの割当又は振分要求を受け付ける要求受付ステップと、
前記要求を受け付けたときに、前記無線アクセスチャネル及び前記送受信ポートの一方を他方に対応付ける対応付処理ステップと、
を有する請求項６記載のリソース割当制御方法。 - 前記対応付工程においては、
前記無線アクセスチャネル及び前記送受信ポートそれぞれの割当優先順位の情報に基づいて前記無線アクセスチャネル及び前記送受信ポートの一方を他方に対応付ける、
請求項６又は７に記載のリソース割当制御方法。 - 移動局装置が接続される無線基地局装置、及び該無線基地局装置に接続された基地局制御装置を有する無線アクセスネットワークと、
ＩＰネットワークと、
前記無線アクセスネットワーク及び前記ＩＰネットワークとに接続されており、サービス種別またはトラフィックの要求条件に応じて、前記移動局装置と前記無線基地局装置との通信に使用される無線アクセスチャネルと、前記無線アクセスネットワークと前記ＩＰネットワークとの間の通信に使用される送受信ポートとの対応付けを行う対応付手段、対応付けられた前記無線アクセスチャネルと前記送受信ポートとを記憶する記憶手段、並びに対応付けられた前記無線アクセスチャネルと前記送受信ポートとに基づいて該無線アクセスチャネル及び該送受信ポートの一方を他方に割り当てる又は振り分ける割当振分手段を有するリソース割当制御装置と、
を備える移動通信システム。
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