JP4166592B2 - 無線通信システムにおける伝送帯域調整方法、基地局及び無線通信端末 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線通信システムにおける伝送帯域調整方法、基地局及び無線通信端末に関する。
【０００２】
【従来の技術】
サーバーと端末間におけるストリーミングデータの転送方法としては、例えば、可変レートの動画データを伝送するものがある。この第１の先行技術では、一例としてＭＰＥＧ−２などで利用されるＶＢＲのレート変動情報と送受信のバッファ容量に基づき、必要な伝送帯域を算出してデータを送信することで、回線を有効利用している。
また、バッファ量に基づいてデータの通信速度をサーバーが可変させる既知の技術もある。この第２の先行技術では、端末がストリーミングに使用するバッファ容量と再生までの遅延時間から、ストリーミングに必要な目標量を算出し、バッファ容量，遅延時間及び目標量をサーバーに通知し、サーバーは、それに応じて目標容量を超えないように通信速度を可変する手法を用いている。
又、現在、次世代の高速無線通信方式として、ｃｄｍａ２０００ １ｘの拡張方式であるＨＤＲ（Ｈｉｇｈ Ｄａｔａ Ｒａｔｅ）方式が標準化されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−３４４５６０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このＨＤＲ方式を利用した通信の特徴の１つは、基地局と端末間の受信状態によって帯域を決定し、データを速く送れるところを優先してデータを送信する点にあり、ＨＤＲ網を利用したデータ通信においては、ファイルデータのダウンロードなど、一時的に固定のデータを転送する場合は有効であると考えられる。しかし、定量的にデータを送出する動画ストリーミング配信においては、一定量のデータを常時送信するため、受信状態の良いところでは、必要以上の伝送帯域を端末に割り当てることになってしまう。
【０００５】
一方、上記第１の先行技術では、装置全体の情報から、必要な帯域を確保するため、伝送帯域は一定であり、時系列のデータ送信レートを取れば、不必要に大きい帯域を取っている時が存在する。これは固定網においては問題ないが、ＨＤＲ網のように伝送帯域が可変する回線においては、伝送帯域が情報量に追従するわけではないので適応できない。
また、第２の先行技術では、サーバーがデータの通信速度を可変するために、１パケットのストリーミングデータの容量を可変させている。もしくは、１パケットのサイズが固定されている場合は送出間隔を変えて送出することで通信速度を可変している。このようにこの技術は、伝送帯域を可変するものではなく、伝送帯域を有効に利用するものではない。
【０００６】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、ＨＤＲ方式のように伝送帯域が可変の無線通信システムにおいて、伝送帯域を有効に活用でき、受信端末側では動画ストリーミングなどのコンテンツを安定して再生可能とする、無線通信システムにおける伝送帯域調整方法、基地局及び無線通信端末を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る無線通信システムにおける伝送帯域調整方法は、基地局と無線通信端末間の無線通信区間における伝送帯域を可変できる無線通信システムにおいて、前記無線通信端末は、前記基地局から受信したデータを蓄積するメモリの容量と当該メモリのバッファリング状況を前記基地局に通知し、前記基地局は、前記無線通信端末から通知されたバッファリング状況から得られる前記無線通信端末のメモリのバッファリング容量と該基地局のメモリのバッファリング容量とを比較し、前記無線通信端末のメモリのバッファリング容量が該基地局のバッファリング容量より小さい場合は、前記無線通信区間の伝送帯域を設定し得る最大の帯域幅とし、前記無線通信端末から通知されたメモリの容量までデータを送信するよう制御することを特徴としている。
【０００８】
また、本発明に係る基地局は、無線通信端末との間の無線通信区間における伝送帯域を可変できる基地局において、サーバから送信されたデータを記憶する記憶手段と、該記憶手段のバッファリング容量を検出する検出手段と、前記無線通信端末に対して前記データを送信する送信手段と、前記データを受信している無線通信端末から該無線通信端末のメモリの容量とバッファリング状況とを受信する受信手段と、前記記憶手段のバッファリング容量と前記無線通信端末のバッファリング状況から得られる該無線通信端末のバッファリング容量とを比較し、前記無線通信端末のバッファリング容量が前記記憶手段のバッファリング容量より小さい場合は、前記無線通信区間の伝送帯域を設定し得る最大の帯域幅とし、前記無線通信端末のメモリの容量までデータを送信するよう制御する制御手段と、
を備えたことを特徴としている。
【０００９】
また、本発明に係る無線通信端末は、基地局との間の無線通信区間における伝送帯域が可変される無線通信端末において、前記基地局からデータを受信する受信手段と、前記受信したデータを一時的に記憶するバッファリング手段と、前記バッファリング手段の容量とバッファリング状況とを前記基地局に送信する送信手段と、を備え、前記受信手段は、前記送信したバッファリング手段の容量とバッファリング状況とに基づいて、調整された伝送帯域にてデータを受信することを特徴としている。
【００１０】
上記発明によれば、安定した動画ストリーミング通信を行う事ができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図を用いて説明する。
図１は本発明によるシステム構成例を示している。なお、本実施の形態は、ＨＤＲ等の伝送帯域が可変の無線通信方式によるものとする。
【００１２】
図１において、１０１は無線基地局であり（以下、基地局と称す）、１０２，１０３は基地局１０１と通信を行う無線端末（以下、端末と称す）である。１０４は無線基地局システム部を示している。１０５は本実施の形態の構成要素である、ストリーミングデータを格納する基地局メモリであり、この基地局メモリ１０５は、単体で持ってもよいし、システムで使用するメモリから確保しても良い。１０６は、この確保したメモリの容量を管理する基地局メモリ管理部である。１０７は無線端末システム部を示している。１１２は端末とデータの送受信を行う無線部である。１０８は本実施の形態の構成要素である、ストリーミングデータを格納する端末メモリである。１０９はこの端末メモリ１０８を管理する端末メモリ管理部である。１１３は基地局とデータの送受信を行う無線部である。１１０はストリーミングデータを送信するストリーミングサーバーである。このストリーミングサーバー１１０と無線基地局１０１との接続は、直接接続しても良いし、１１１のゲートウェイサーバーを介して接続していても良い。
【００１３】
なお、上記端末１０２，１０３としては、携帯電話機やＰＤＡ（Personal Digital Assistants:個人用情報機器）と称される携帯型の端末も含むものとする。また、ＰＤＡの場合、通信手段を内蔵していてもよく、外部から通信手段を接続するものであってもよい。
【００１４】
図２は、本実施の形態の携帯通信システムの状態遷移を示すものである。
基地局と端末間でストリーミングデータの通信を行う場合、２０１無線リンクが確立すると、２０２で端末はストリーミングで使用するメモリ容量を基地局に通知する。なお、３０１はストリーミングサーバーと基地局間におけるストリーミングデータの通信を示すものであり、基地局メモリ内にストリーミングデータが蓄積されていくものとする。この間のストリーミングデータの転送方法としては、既知の技術があり、これらを利用することができる。
【００１５】
次に、２０３で基地局と端末間で使用できる最大伝送帯域を設定し、２０４で、設定した帯域でストリーミングデータ通信が開始される。２０５で端末のメモリに、再生に必要なストリーミングデータのバッファリングが完了し、２０６で再生が開始される。２０７で端末メモリ管理部は、一定時間内に端末メモリ内にバッファリングされたバッファリング容量を計り、基地局は２０８でストリーミングデータが一定時間内にバッファリングされる容量を測定する。端末は２０９でメモリの空き容量又はバッファリング容量を基地局に送信する。
【００１６】
基地局が、送信された情報を受け取ると、２１０で基地局メモリ管理部は、２０８で測定した基地局メモリのバッファリング容量と、２０９で通知された端末メモリ内のバッファリング容量を比較する。２１１で端末側のバッファリング容量が基地局のバッファリングされる容量より大きい場合、２１２で帯域幅を端末のバッファリング容量に最適化して、サーバーから転送されたストリーミングデータを端末に送信する。２１３でこれとは逆に小さい場合は、２１４で、端末が通知したメモリ容量まで、設定できうる最大の帯域幅でストリーミングデータを送信した後、２１５で端末データのバッファリング容量に最適化した帯域幅でデータを送る。以降、２０５から２１５の処理を繰り返す。
なお、ストリーミング通信中に他の端末から接続要求があった場合は、２１４で、端末が通知したメモリ容量まで、設定できうる最大の帯域幅でストリーミングデータを送信した後、他端末との処理を行い、以降２０５から２１５の処理を繰り返す。
【００１７】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、メモリ状態に応じて伝送帯域を可変するため、帯域を有効に活用できる。
また、データのバッファ容量に応じて伝送帯域が変化することで、動画ストリーミングなどのコンテンツを安定して再生できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施の形態である携帯通信システムを含むシステム構成例である。
【図２】 サーバー、基地局、端末間の状態遷移を示すシーケンス図である。
【符号の説明】
１０１…無線基地局（基地局）
１０２、１０３…無線端末（無線通信端末、端末）
１０４…無線基地局システム部
１０５…基地局メモリ
１０６…基地局メモリ管理部
１０７…無線端末システム部
１０８…端末メモリ
１０９…端末メモリ管理部
１１０…ストリーミングサーバー
１１１…ゲートウェイサーバー
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線通信システムにおける伝送帯域調整方法、基地局及び無線通信端末に関する。
【０００２】
【従来の技術】
サーバーと端末間におけるストリーミングデータの転送方法としては、例えば、可変レートの動画データを伝送するものがある。この第１の先行技術では、一例としてＭＰＥＧ−２などで利用されるＶＢＲのレート変動情報と送受信のバッファ容量に基づき、必要な伝送帯域を算出してデータを送信することで、回線を有効利用している。
また、バッファ量に基づいてデータの通信速度をサーバーが可変させる既知の技術もある。この第２の先行技術では、端末がストリーミングに使用するバッファ容量と再生までの遅延時間から、ストリーミングに必要な目標量を算出し、バッファ容量，遅延時間及び目標量をサーバーに通知し、サーバーは、それに応じて目標容量を超えないように通信速度を可変する手法を用いている。
又、現在、次世代の高速無線通信方式として、ｃｄｍａ２０００ １ｘの拡張方式であるＨＤＲ（Ｈｉｇｈ Ｄａｔａ Ｒａｔｅ）方式が標準化されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−３４４５６０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このＨＤＲ方式を利用した通信の特徴の１つは、基地局と端末間の受信状態によって帯域を決定し、データを速く送れるところを優先してデータを送信する点にあり、ＨＤＲ網を利用したデータ通信においては、ファイルデータのダウンロードなど、一時的に固定のデータを転送する場合は有効であると考えられる。しかし、定量的にデータを送出する動画ストリーミング配信においては、一定量のデータを常時送信するため、受信状態の良いところでは、必要以上の伝送帯域を端末に割り当てることになってしまう。
【０００５】
一方、上記第１の先行技術では、装置全体の情報から、必要な帯域を確保するため、伝送帯域は一定であり、時系列のデータ送信レートを取れば、不必要に大きい帯域を取っている時が存在する。これは固定網においては問題ないが、ＨＤＲ網のように伝送帯域が可変する回線においては、伝送帯域が情報量に追従するわけではないので適応できない。
また、第２の先行技術では、サーバーがデータの通信速度を可変するために、１パケットのストリーミングデータの容量を可変させている。もしくは、１パケットのサイズが固定されている場合は送出間隔を変えて送出することで通信速度を可変している。このようにこの技術は、伝送帯域を可変するものではなく、伝送帯域を有効に利用するものではない。
【０００６】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、ＨＤＲ方式のように伝送帯域が可変の無線通信システムにおいて、伝送帯域を有効に活用でき、受信端末側では動画ストリーミングなどのコンテンツを安定して再生可能とする、無線通信システムにおける伝送帯域調整方法、基地局及び無線通信端末を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る無線通信システムにおける伝送帯域調整方法は、基地局と無線通信端末間の無線通信区間における伝送帯域を可変できる無線通信システムにおいて、前記無線通信端末は、前記基地局から受信したデータを蓄積するメモリの容量と当該メモリのバッファリング状況を前記基地局に通知し、前記基地局は、前記無線通信端末から通知されたバッファリング状況から得られる前記無線通信端末のメモリのバッファリング容量と該基地局のメモリのバッファリング容量とを比較し、前記無線通信端末のメモリのバッファリング容量が該基地局のバッファリング容量より小さい場合は、前記無線通信区間の伝送帯域を設定し得る最大の帯域幅とし、前記無線通信端末から通知されたメモリの容量までデータを送信するよう制御することを特徴としている。
【０００８】
また、本発明に係る基地局は、無線通信端末との間の無線通信区間における伝送帯域を可変できる基地局において、サーバから送信されたデータを記憶する記憶手段と、該記憶手段のバッファリング容量を検出する検出手段と、前記無線通信端末に対して前記データを送信する送信手段と、前記データを受信している無線通信端末から該無線通信端末のメモリの容量とバッファリング状況とを受信する受信手段と、前記記憶手段のバッファリング容量と前記無線通信端末のバッファリング状況から得られる該無線通信端末のバッファリング容量とを比較し、前記無線通信端末のバッファリング容量が前記記憶手段のバッファリング容量より小さい場合は、前記無線通信区間の伝送帯域を設定し得る最大の帯域幅とし、前記無線通信端末のメモリの容量までデータを送信するよう制御する制御手段と、
を備えたことを特徴としている。
【０００９】
また、本発明に係る無線通信端末は、基地局との間の無線通信区間における伝送帯域が可変される無線通信端末において、前記基地局からデータを受信する受信手段と、前記受信したデータを一時的に記憶するバッファリング手段と、前記バッファリング手段の容量とバッファリング状況とを前記基地局に送信する送信手段と、を備え、前記受信手段は、前記送信したバッファリング手段の容量とバッファリング状況とに基づいて、調整された伝送帯域にてデータを受信することを特徴としている。
【００１０】
上記発明によれば、安定した動画ストリーミング通信を行う事ができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図を用いて説明する。
図１は本発明によるシステム構成例を示している。なお、本実施の形態は、ＨＤＲ等の伝送帯域が可変の無線通信方式によるものとする。
【００１２】
図１において、１０１は無線基地局であり（以下、基地局と称す）、１０２，１０３は基地局１０１と通信を行う無線端末（以下、端末と称す）である。１０４は無線基地局システム部を示している。１０５は本実施の形態の構成要素である、ストリーミングデータを格納する基地局メモリであり、この基地局メモリ１０５は、単体で持ってもよいし、システムで使用するメモリから確保しても良い。１０６は、この確保したメモリの容量を管理する基地局メモリ管理部である。１０７は無線端末システム部を示している。１１２は端末とデータの送受信を行う無線部である。１０８は本実施の形態の構成要素である、ストリーミングデータを格納する端末メモリである。１０９はこの端末メモリ１０８を管理する端末メモリ管理部である。１１３は基地局とデータの送受信を行う無線部である。１１０はストリーミングデータを送信するストリーミングサーバーである。このストリーミングサーバー１１０と無線基地局１０１との接続は、直接接続しても良いし、１１１のゲートウェイサーバーを介して接続していても良い。
【００１３】
なお、上記端末１０２，１０３としては、携帯電話機やＰＤＡ（Personal Digital Assistants:個人用情報機器）と称される携帯型の端末も含むものとする。また、ＰＤＡの場合、通信手段を内蔵していてもよく、外部から通信手段を接続するものであってもよい。
【００１４】
図２は、本実施の形態の携帯通信システムの状態遷移を示すものである。
基地局と端末間でストリーミングデータの通信を行う場合、２０１無線リンクが確立すると、２０２で端末はストリーミングで使用するメモリ容量を基地局に通知する。なお、３０１はストリーミングサーバーと基地局間におけるストリーミングデータの通信を示すものであり、基地局メモリ内にストリーミングデータが蓄積されていくものとする。この間のストリーミングデータの転送方法としては、既知の技術があり、これらを利用することができる。
【００１５】
次に、２０３で基地局と端末間で使用できる最大伝送帯域を設定し、２０４で、設定した帯域でストリーミングデータ通信が開始される。２０５で端末のメモリに、再生に必要なストリーミングデータのバッファリングが完了し、２０６で再生が開始される。２０７で端末メモリ管理部は、一定時間内に端末メモリ内にバッファリングされたバッファリング容量を計り、基地局は２０８でストリーミングデータが一定時間内にバッファリングされる容量を測定する。端末は２０９でメモリの空き容量又はバッファリング容量を基地局に送信する。
【００１６】
基地局が、送信された情報を受け取ると、２１０で基地局メモリ管理部は、２０８で測定した基地局メモリのバッファリング容量と、２０９で通知された端末メモリ内のバッファリング容量を比較する。２１１で端末側のバッファリング容量が基地局のバッファリングされる容量より大きい場合、２１２で帯域幅を端末のバッファリング容量に最適化して、サーバーから転送されたストリーミングデータを端末に送信する。２１３でこれとは逆に小さい場合は、２１４で、端末が通知したメモリ容量まで、設定できうる最大の帯域幅でストリーミングデータを送信した後、２１５で端末データのバッファリング容量に最適化した帯域幅でデータを送る。以降、２０５から２１５の処理を繰り返す。
なお、ストリーミング通信中に他の端末から接続要求があった場合は、２１４で、端末が通知したメモリ容量まで、設定できうる最大の帯域幅でストリーミングデータを送信した後、他端末との処理を行い、以降２０５から２１５の処理を繰り返す。
【００１７】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、メモリ状態に応じて伝送帯域を可変するため、帯域を有効に活用できる。
また、データのバッファ容量に応じて伝送帯域が変化することで、動画ストリーミングなどのコンテンツを安定して再生できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施の形態である携帯通信システムを含むシステム構成例である。
【図２】 サーバー、基地局、端末間の状態遷移を示すシーケンス図である。
【符号の説明】
１０１…無線基地局（基地局）
１０２、１０３…無線端末（無線通信端末、端末）
１０４…無線基地局システム部
１０５…基地局メモリ
１０６…基地局メモリ管理部
１０７…無線端末システム部
１０８…端末メモリ
１０９…端末メモリ管理部
１１０…ストリーミングサーバー
１１１…ゲートウェイサーバー
Claims (3)
- 基地局と無線通信端末間の無線通信区間における伝送帯域を可変できる無線通信システムにおいて、
前記無線通信端末は、前記基地局から受信したデータを蓄積するメモリの容量と当該メモリのバッファリング状況を前記基地局に通知し、
前記基地局は、前記無線通信端末から通知されたバッファリング状況から得られる前記無線通信端末のメモリのバッファリング容量と該基地局のメモリのバッファリング容量とを比較し、前記無線通信端末のメモリのバッファリング容量が該基地局のバッファリング容量より小さい場合は、前記無線通信区間の伝送帯域を設定し得る最大の帯域幅とし、前記無線通信端末から通知されたメモリの容量までデータを送信するよう制御することを特徴とする無線通信システムにおける伝送帯域調整方法。 - 無線通信端末との間の無線通信区間における伝送帯域を可変できる基地局において、
サーバから送信されたデータを記憶する記憶手段と、
該記憶手段のバッファリング容量を検出する検出手段と、
前記無線通信端末に対して前記データを送信する送信手段と、
前記データを受信している無線通信端末から該無線通信端末のメモリの容量とバッファリング状況とを受信する受信手段と、
前記記憶手段のバッファリング容量と前記無線通信端末のバッファリング状況から得られる該無線通信端末のバッファリング容量とを比較し、前記無線通信端末のバッファリング容量が前記記憶手段のバッファリング容量より小さい場合は、前記無線通信区間の伝送帯域を設定し得る最大の帯域幅とし、前記無線通信端末のメモリの容量までデータを送信するよう制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする基地局。 - 基地局との間の無線通信区間における伝送帯域が可変される無線通信端末において、
前記基地局からデータを受信する受信手段と、
前記受信したデータを一時的に記憶するバッファリング手段と、
前記バッファリング手段の容量とバッファリング状況とを前記基地局に送信する送信手段と、を備え、
前記受信手段は、前記送信したバッファリング手段の容量とバッファリング状況とに基づいて、調整された伝送帯域にてデータを受信することを特徴とする無線通信端末。
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|---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003038016A JP4166592B2 (ja) | 2003-02-17 | 2003-02-17 | 無線通信システムにおける伝送帯域調整方法、基地局及び無線通信端末 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004248160A JP2004248160A (ja) | 2004-09-02 |
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Family
ID=33022652
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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2003
- 2003-02-17 JP JP2003038016A patent/JP4166592B2/ja not_active Expired - Fee Related
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