JP4523916B2 - 基地局装置及びその送信方法 - Google Patents

Description

本発明は、回線交換チャネルにて音声信号を送信し、パケットチャネルにてパケットを送信する基地局装置及びその送信方法に関する。

図１に示すように、通常、携帯電話（ＭＳ）と基地局装置（ＢＳ）との間で送受される音声信号は回線交換チャネルに収容され、回線交換チャネルは従量課金である。一方、パソコンと基地局装置との間で送受されるＩＰパケットはパケットチャネルに収容され、パケットチャネルは定額課金である。

また、図２に示すように、通信の品質は、許容遅延時間及び許容ジッタ時間によって決定され、固定電話、携帯電話では、ＩＰパケットよりも高い品質が要求される。

近年、ジッタの吸収、遅延時間の削減、パケットロスへの対策等、技術的進歩により品質の改善が図られ、パケットチャネルで固定電話、携帯電話並みの品質を確保しつつデータを送受することが可能となってきた。

このため、ＶｏＩＰ（Voice Over IP）等、パケットチャネルを用いた電話が普及してきている。そして、今後は、費用が安いパケットチャネルを用いて音声通話を行うユーザが急増することが予想される。
特表２００２−５３３０３０号公報

しかしながら、従来の基地局装置は、上位局から受信した全てのパケットを、その種類に関係なく、通信端末装置に送信している。このため、パケットチャネルに多量のデータが流入すると、パケットチャネルのサービス品質の低下が生じてしまう恐れがある。

本発明の目的は、パケットチャネルへの音声データの流入を制限し、パケットチャネルのサービス品質の低下を防ぐことができる基地局装置及びその送信方法を提供することである。

本発明の第１の態様に係る基地局装置は、回線交換チャネルにて音声信号を送信し、パケットチャネルにてパケットを送信する基地局装置であって、チャネルの種別が回線交換チャネルかパケットチャネルかをセッション毎に検出するチャネル種別検出手段と、検出されたチャネルの種別がパケットチャネルの場合、パケットチャネルで送信されるパケットを遅延させる遅延付加手段と、を具備する。

本発明の第２の態様に係る基地局装置の送信方法は、回線交換チャネルにて音声信号を送信し、パケットチャネルにてパケットを送信する基地局装置の送信方法であって、チャネルの種別が回線交換チャネルかパケットチャネルかをセッション毎に検出する工程と、検出したチャネルの種別がパケットチャネルの場合、パケットチャネルで送信されるパケットを遅延させる工程と、を具備する。

本発明によれば、チャネルの種別をセッション毎に検出し、あるいは、パケットの種別を検出することにより、ＶｏＩＰであるパケットに対して意図的に遅延を付加して品質を劣化させることができるので、パケットチャネルへの音声データの流入を制限し、パケットチャネルのサービス品質の低下を防ぐことができる。

以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。

（実施の形態１）
実施の形態１では、上位局からの情報に基づいてチャネルの種別をセッション毎に検出し、パケットチャネルで送信するパケットに対して意図的に遅延を付加する場合について説明する。なお、セッションは、ＩＰヘッダに含まれる送信元ＩＰアドレスとあて先ＩＰアドレスによって決定される。

図３は、本発明の実施の形態１に係る基地局装置の構成を示すブロック図である。図３に示す基地局装置は、チャネル種別検出部１０１と、切替え部１０２と、遅延付加部１０３と、スケジューラ１０４と、多重部１０５と、変調部１０６と、送信ＲＦ部１０７、送信アンテナ１０８とから主に構成されている。なお、チャネル種別検出部１０１、切替え部１０２及び遅延付加部１０３は、セッションの数だけ用意される。

チャネル種別検出部１０１は、上位局から受信したチャネル種別を示す情報（以下、「チャネル種別情報」という）に基づいてチャネルの種別がパケットチャネルか回線交換チャネル化をセッション毎に検出する。そして、チャネル種別検出部１０１は、パケットチャネルで送信されるパケットを遅延付加部１０３に出力し、回線交換チャネルで送信される音声信号を多重部１０５に出力するように切替え部１０２を制御する。切替え部１０２は、チャネル種別検出部１０１の制御に基づいてパケットを遅延付加部１０３に出力し、音声信号を多重部１０５に出力する。

遅延付加部１０３は、パケットを遅延させ、スケジューラ１０４に出力する。なお、遅延の付加の方法として、図４Ａに示すように、遅延量を一定とせずに変動させる（ジッタを加える）ようにしてもよく、図４Ｂに示すように、すべてのパケットを対象とせず、一定時間毎に遅延を生じさせるようにしてもよい。なお、図４Ａおよび図４Ｂは、遅延付加部１０３の入力時及び出力時のパケットの伝送状態を示す図である。これらの方法により、音声データの品質は確実に劣化させることができ、かつパケット全体で見たときの品質の劣化を少なくすることができる。

スケジューラ１０４は、各通信端末装置の伝搬環境あるいは受信品質を示す優先度情報に基づいてパケットを送信する通信端末装置及び送信タイミングを決定し（スケジューリング）、決定結果に応じてパケットを多重部１０５に出力する。

多重部１０５は、スケジューラ１０４から出力されたパケットと切替え部１０２から出力された音声信号を多重して変調部１０６に出力する。変調部１０６は、パケットのデータを変調し、変調後のパケットデータ送信ＲＦ部１０７に出力する。送信ＲＦ部１０７は、変調後のパケットデータに対して送信電力制御及びアップコンバートを行い、送信アンテナ１０８より無線送信する。

このように、本実施の形態によれば、上位局からの情報に基づいてチャネルの種別をセッション毎に検出し、パケットチャネルで送信するパケットに対して意図的に遅延を付加することができる。このように遅延を付加してパケットを送信すると、パケットが音声データの場合にはユーザが聴くに堪えない品質のものになるが、パケットがＩＰパケットの場合には何ら支障ない品質のものになる。この結果、パケットチャネルへの音声データの流入を制限し、パケットチャネルのサービス品質の低下を防ぐことができる。

（実施の形態２）
実施の形態２では、ＩＰヘッダ内のプロトコルあるいはフラグに基づいてパケットの種別を検出し、ＶｏＩＰであるパケットに対して意図的に遅延を付加する場合について説明する。

図５は、本発明の実施の形態２に係る基地局装置の構成を示すブロック図である。なお、図５に示す基地局装置において、図３と共通する構成部分には図３と同一の符号を付して説明を省略する。

図５に示す基地局装置は、図３と比較して、プロトコル検出部３０１と、パケット種別検出部３０２と、遅延付加制御部３０３と、切替え部３０４とを追加した構成を採る。なお、プロトコル検出部３０１、パケット種別検出部３０２、遅延付加制御部３０３及び切替え部３０４は、セッションの数だけ用意される。

プロトコル検出部３０１は、パケットのＩＰヘッダに含まれるプロトコルを検出し、検出結果をパケット種別検出部３０２に出力する。なお、プロトコル検出部３０１は、パケットのＩＰヘッダに含まれるフラグを検出し、明示的に音声データであるというフラグがたっている場合にパケットの種別がＶｏＩＰであると検出してもよい。

パケット種別検出部３０２は、プロトコルあるいはフラグに基づいてパケットの種別を検出し、検出結果を遅延付加制御部３０３に出力する。例えば、パケット種別検出部３０２は、プロトコルがＵＤＰのときにはパケットの種別がＶｏＩＰであると検出する。

遅延付加制御部３０３は、パケットの種別に応じて遅延を付加するか否かを決定し、切替え部３０４及び遅延付加部１０３を制御する。具体的には、遅延付加制御部３０３は、パケットがＶｏＩＰである場合、切替え部３０４に対してパケットを遅延付加部１０３に出力するように指示し、遅延付加部１０３に対して遅延を付加するように指示する。また、遅延付加制御部３０３は、パケットがＩＰパケットである場合、切替え部３０４に対してパケットをスケジューラ１０４に出力するように指示する。

切替え部３０４は、遅延付加制御部３０３の制御に基づいてＶｏＩＰのパケットを遅延付加部１０３に出力し、ＩＰパケットをスケジューラ１０４に出力する。遅延付加部１０３は、遅延付加制御部３０３の制御に基づいてパケットを遅延させ、スケジューラ１０４に出力する。

このように、本実施の形態によれば、ＩＰヘッダ内のプロトコルあるいはフラグに基づいてパケットの種別を検出し、音声データ等、パケットチャネルへの流入を制限したい所定の種別のパケットに対して意図的に遅延を付加することができる。

（実施の形態３）
実施の形態３では、パケットの発生周期に基づいてパケットの種別を検出し、ＶｏＩＰであるパケットに対して意図的に遅延を付加する場合について説明する。

図６は、本発明の実施の形態３に係る基地局装置の構成を示すブロック図である。なお、図６に示す基地局装置において、図５と共通する構成部分には図５と同一の符号を付して説明を省略する。

図６に示す基地局装置は、図５と比較して、プロトコル検出部３０１に代えて発生周期検出部４０１を追加した構成を採る。なお、発生周期検出部４０１は、セッションの数だけ用意される。

発生周期検出部４０１は、パケットの発生周期の平均値を算出し、算出した平均発生周期をパケット種別検出部３０２に出力する。なお、データの発生頻度から音声データであると判断するためには、音声エンコーダのエンコード周期情報を入手し、その周期に近い周期で発生しているデータを音声データと判断することにより可能である。また、発生周期検出部４０１は、パケットのジッタ（発生周期のばらつき）を算出し、算出したジッタをパケット種別検出部３０２に出力しても良い。

パケット種別検出部３０２は、平均発生周期と所定の閾値との大小関係に基づいてパケットの種別を検出し、検出結果を遅延付加制御部３０３に出力する。例えば、パケット種別検出部３０２は、平均発生周期が２５ms以下のときにはパケットの種別がＶｏＩＰであると検出する。また、パケット種別検出部３０２は、さらにパケットのジッタと所定の閾値との大小関係に基づいてパケットの種別を検出し、検出結果を遅延付加制御部３０３に出力しても良い。例えば、パケット種別検出部３０２は、平均発生周期が２５ms以下であって、かつ、ジッタが５ms以下のときにはパケットの種別がＶｏＩＰであると検出する。

このように、本実施の形態によれば、平均発生周期と所定の閾値との大小関係に基づいてパケットの種別を検出し、音声データ等、パケットチャネルへの流入を制限したい所定の種別のパケットに対して意図的に遅延を付加することができる。

なお、実施の形態２と実施の形態３は組み合わせることができる。すなわち、パケット種別検出部３０２は、プロトコル（あるいはフラグ）及び平均発生周期（さらにパケットのジッタ）に基づいてパケットを検出しても良い。例えば、パケット種別検出部３０２は、プロトコルがＵＤＰのときであり、かつ、平均発生周期が２５ms以下のときにパケットの種別がＶｏＩＰであると検出する。

（実施の形態４）
実施の形態４では、基地局装置において伝送されるデータ量が増えるに従って、優先度が低いユーザから順にＶｏＩＰであるパケットに対して意図的に遅延を付加する場合について説明する。

図７は、本発明の実施の形態４に係る基地局装置の構成を示すブロック図である。なお、図７に示す基地局装置において、図５と共通する構成部分には図５と同一の符号を付して説明を省略する。

図７に示す基地局装置は、図５と比較して、遅延付加制御の実行を指示する制御情報が上位局から遅延付加制御部３０３に入力される点が異なる。

上位局は、各ユーザの優先度を登録し、また、システムにおいて優先度毎に遅延を付加される基準となるデータ量（以下、「基準データ量」という）が設定されている。なお、優先度が低いほど基準データ量は低く設定される。そして、上位局は、各基地局装置において伝送されるデータ量を監視し、伝送されるデータ量が基準データ量を超えるユーザのセッションに対応する遅延付加制御部３０３に遅延付加制御の実行を指示する制御情報を送信する。

遅延付加制御部３０３は、上位局から制御情報を入力した場合にのみ、パケットの種別に応じて遅延を付加する制御を行う。

この結果、基地局装置において伝送されるデータ量が増えるに従って、優先度が低いユーザから順にＶｏＩＰであるパケットに対して意図的に遅延を付加することができる。

なお、実施の形態４は、図７のプロトコル検出部３０１に代えて発生周期検出部４０１を追加した構成とし、実施の形態３のようにパケットの発生周期に基づいてパケットの種別を検出し、上位局から制御情報を入力した場合に、ＶｏＩＰであるパケットに対して意図的に遅延を付加するようにしてもよい。

上記各実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されても良いし、一部又は全てを含むように１チップ化されても良い。

ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。

また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現しても良い。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用しても良い。

さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行っても良い。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。

本明細書は、２００３年８月１３日出願の特願２００３−２９３１８１に基づく。この内容はすべてここに含めておく。

本発明は、回線交換チャネルにて音声信号を送信し、パケットチャネルにてパケットを送信する際に、パケットチャネルへの音声データの流入を制限し、パケットチャネルのサービス品質の低下を防ぐのに有用である。

チャネルと課金の関係を示す図 各種のパケットと通信の品質との関係を示す図 本発明の実施の形態１に係る基地局装置の構成を示すブロック図 上記実施の形態に係る基地局装置の遅延付加部の入力時及び出力時のパケットの伝送状態を示し、遅延量を変動させた場合を示す図 上記実施の形態に係る基地局装置の遅延付加部の入力時及び出力時のパケットの伝送状態を示し、一定時間毎に遅延を生じさせた場合を示す図 本発明の実施の形態２に係る基地局装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態３に係る基地局装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態４に係る基地局装置の構成を示すブロック図

Claims (5)

1. パケットチャネルにて音声パケットおよび音声パケット以外の通常パケットを送信する基地局装置であって、
   送信パケットの種別を検出するパケット種別検出手段と、
   検出された前記種別が音声パケットの場合、前記パケットチャネルにて送信される前記音声パケットに送信遅延を与える一方で、検出された前記種別が通常パケットの場合、前記パケットチャネルにて送信される前記通常パケットに送信遅延を与えない遅延付加手段と、
   を具備する基地局装置。
2. ＩＰヘッダ内のプロトコルあるいはフラグを検出するプロトコル検出手段を具備し、
   前記パケット種別検出手段は、プロトコルあるいはフラグに基づいてパケットの種別を検出する、
   請求項１記載の基地局装置。
3. パケットの発生周期を検出する発生周期検出手段を具備し、
   前記パケット種別検出手段は、パケットの発生周期の平均値と所定の閾値との大小関係に基づいてパケットの種別を検出する、
   請求項１記載の基地局装置。
4. 前記遅延付加手段は、伝送されるデータ量を監視する上位局装置から遅延処理の実行を指示された場合にのみ、前記音声パケットに送信遅延を与える、
   請求項１記載の基地局装置。
5. パケットチャネルにて音声パケットおよび音声パケット以外の通常パケットを送信する基地局装置における送信方法であって、
   送信パケットの種別を検出する工程と、
   検出した前記種別が音声パケットの場合、前記パケットチャネルにて送信される前記音声パケットに送信遅延を与える一方で、検出された前記種別が通常パケットの場合、前記パケットチャネルにて送信される前記通常パケットに送信遅延を与えない工程と、
   を具備する送信方法。

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