JP4675794B2

JP4675794B2 - 基地局装置及び通信方法

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Publication number: JP4675794B2
Application number: JP2006032064A
Authority: JP
Inventors: 英毅森田
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2006-02-09
Filing date: 2006-02-09
Publication date: 2011-04-27
Anticipated expiration: 2026-02-09
Also published as: JP2007214844A

Description

本発明は基地局装置及び通信方法に関し、特にＱｏＳ保証されたＴＣＨ(Traffic CHannel)通信の再接続に関する。

近年、通信ユーザに一定以上の通信品質を保証するためのＱｏＳ(サービス品質)と呼ばれる帯域保証技術が注目されている。

ＱｏＳでは、保証される帯域を示すＱｏＳマーキングデータがネットワークを流れる通信データに含められる。通信経路上にある通信装置（ルータなど）は、このＱｏＳマーキングデータを含む通信データを受信すると、該ＱｏＳマーキングデータにより示される帯域をこの通信データに保証する。つまり、処理しなければならない他の通信データが多量にあったとしても、保証される帯域までは、ＱｏＳ保証された通信データを優先的に処理する。

なお、特許文献１には、移動体通信システムにおいて通信品質を維持することに関する発明が記載されている。
特開２００４−１８０１０８号公報

上記通信経路が移動体通信システムを含む場合、無線環境が悪くなるとＱｏＳ保証の有無に関わらず通信が切断される。無線環境が悪いと通信が継続できないからである。こうして切断されるのは無線レイヤにおける通信であり、無線レイヤにかかる通信が切断された後も上位レイヤにかかる通信は暫く継続される。ただし、当然ながら無線レイヤが切断されていると通信データの送受信はできないので、無線レイヤの再接続が試みられることになる。

この場合において、無線環境が少しでも改善し次第すぐにこの再接続が実現するようにすれば、ＱｏＳにより保証される帯域を満たすことができる可能性が高まる。

しかしながら、従来の移動体通信システムは、再接続しようとする上記通信と、他の通信と、をＱｏＳ保証の有無に関わらない優先順位（例えば無線環境に基づく優先順位）で通信開始させていたため、通信が多い場合にはある程度無線環境が改善してからでないと上記再接続が実現せず、ＱｏＳ保証により保証される帯域を満たすことができる可能性が低くなってしまっていた。

従って、本発明の課題の一つは、帯域保証される通信の通信経路に移動体通信システムが含まれる場合において、無線レイヤの通信が無線環境の悪化により切断されたとしても、できるだけ早急に再接続させることを実現する基地局装置及び通信方法を提供することにある。

上記課題を解決するための本発明にかかる基地局装置は、複数の移動局装置がそれぞれ他の通信装置との間で行う通信を中継する基地局装置において、帯域保証されている通信を行っている移動局装置を示す移動局装置情報を記憶する移動局装置情報記憶手段と、前記複数の移動局装置のうちの１又は複数から中継開始要求がなされた場合に、前記移動局装置情報記憶手段に記憶される移動局装置情報に応じて、中継開始する移動局装置を選択する選択手段と、を含むことを特徴とする。

これによれば、帯域保証される通信の通信経路に移動体通信システムが含まれる場合において、無線レイヤの通信が無線環境の悪化により切断されたとしても、上記基地局装置は、上位レイヤで帯域保証されているか否かに応じて再接続させる移動局装置を選択しているので、帯域保証される通信をできるだけ早急に再接続させることが実現される。

また、上記基地局装置において、前記中継開始要求の受信は、所定の到来方向推定処理による空間分割受信により行われ、当該基地局装置は、前記移動局装置情報記憶手段の記憶状況に応じて、前記到来方向推定処理により空間分割受信する前記中継開始要求の数を制御する受信中継開始要求数制御手段、をさらに含む、こととしてもよい。

アレーアンテナを使って空間分割受信を行うための到来方向推定処理技術が知られている。具体的には、ＭＵＳＩＣ(MUltiple SIgnal Classification)、ＥＳＰＲＩＴ(Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Techniques)などが挙げられる。これらはいずれも特許庁の標準技術集に記載されているものである。これらの到来方向推定処理で空間分割受信できるのは、原理的にアンテナ数−１個の通信までであることが知られている。

ある周波数チャネルのあるタイムスロットにおいて、同時に複数の移動局装置が中継開始要求を送信した場合、基地局装置は上記到来方向推定処理によりこれらを空間分割受信する。この空間分割受信において、原理的には上述のようにアンテナ数−１個の中継開始要求を受信することができるが、実際にはより少ない個数の中継開始要求のみを受信するようにしている。ある周波数チャネルのあるタイムスロットにおいて複数の中継開始要求があったとしても、結局そのうちの１つにかかる通信しか開始することはできず、また、その選択される１つはＳＩＮＲ（Signal to Interference plus Noise Ratio：信号対干渉＋雑音電力比)が最も高いものとなるため、ＳＩＮＲが比較的小さいものをいくつも受信したとしても処理量が無駄に増えるだけであるからである。

しかしながらこれでは、上位レイヤで帯域保証されているか否かに応じて再接続される移動局装置を決定しようとしても、その移動局装置の無線環境が比較的悪い場合、そもそも中継開始要求が受信されなくなってしまい、基地局装置はこの移動局装置を選択しようがない。この点、上記基地局装置では移動局装置記憶手段の記憶状況に応じて空間分割受信する中継開始要求数を制御しているので、中継開始要求がそもそも受信されない状況が生じにくいようにすることができる。

また、上記各基地局装置において、前記移動局装置情報記憶手段に記憶される移動局装置情報により示される移動局装置が当該基地局装置との間での通信を行っていない場合、所定時間経過後に、該移動局装置情報を前記移動局装置情報記憶手段から削除する削除手段、をさらに含むこととしてもよい。

これによれば、帯域保証されている通信を行っている移動局装置について無線環境の悪化等により無線通信が切断されたとしても、上記所定時間の間は移動局装置情報記憶手段に該移動局装置を示す移動局装置情報が保持される。このため、無線通信が切断された移動局装置から中継開始要求があった場合、上記基地局装置は、該移動局装置を示す移動局装置情報に応じて、中継開始する移動局装置を選択することができる。

また、本発明にかかる通信方法は、複数の移動局装置と、前記複数の移動局装置がそれぞれ他の通信装置との間で行う通信を中継する基地局装置と、を含む通信システムにおける通信方法であって、前記基地局装置において、帯域保証されている通信を行っている移動局装置を示す移動局装置情報を、移動局装置情報記憶手段に記憶させる移動局装置情報記憶ステップと、前記複数の移動局装置のうちの１又は複数からの中継開始要求に基づき、前記移動局装置情報記憶手段に記憶される移動局装置情報に応じて、中継開始する移動局装置を選択する選択ステップと、を含むことを特徴とする。

また、上記通信方法において、前記移動局装置情報記憶手段に記憶される移動局装置情報により示される移動局装置が当該基地局装置との間での通信を行っていない場合、所定時間経過後に、該移動局装置情報を前記移動局装置情報記憶手段から削除する削除ステップ、をさらに含むこととしてもよい。

本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の実施の形態にかかる通信システム１のシステム構成を示す図である。同図に示すように、通信システム１は複数の移動局装置１０、基地局装置２０、ＰＤＳＮ（パケット交換機）３０、ネットワーク４０、ＩＰ通信装置５０を含んで構成される。

各移動局装置１０、基地局装置２０、ＰＤＳＮ３０は移動体通信システムの構成要素である。ここでは、各移動局装置１０はそれぞれ、移動体通信システムの網外にある複数のＩＰ通信装置５０のうちのいずれかとの間でＩＰ通信を行う。基地局装置２０は移動局装置１０との間で無線通信を行うとともに、ＰＤＳＮ３０との間で有線通信を行う。これにより、基地局装置２０は移動局装置１０とＰＤＳＮ３０を通信接続し、上記ＩＰ通信を中継する。また、ＰＤＳＮ３０は基地局装置２０との間、及びネットワーク４０との間、でそれぞれ有線通信を行う。これにより、ＰＤＳＮ３０は基地局装置２０とネットワーク４０を通信接続し、上記ＩＰ通信を中継する。ネットワーク４０は、例えばインターネットであり、インターネット上のコンピュータであるＩＰ通信装置５０とＰＤＳＮ３０とを接続して、上記ＩＰ通信を中継する。

各移動局装置１０と基地局装置２０の間で行われる無線通信について説明する。各移動局装置１０と基地局装置２０の間では、いくつかの論理チャネルが設定される。ここでは特に、移動局装置１０ごとに設定される通信データ送受信用の通信チャネル、及び基地局装置２０と複数の移動局装置１０との間における通信制御用データ送受信用のＲＡＣＨ（Random Access Channel：ランダムアクセスチャネル）の２種類の論理チャネルについて説明する。

また、基地局装置２０は、複数の無線通信を周波数分割多重、時分割多重、及び空間分割多重により多重化することにより複数の物理チャネルを設定する。この物理チャネルは、具体的には周波数チャネル／タイムスロット／重み係数などにより特定される。これらの詳細については後述する。そして、各物理チャネルに上記論理チャネルを１つずつ割り当てる。各移動局装置１０及び基地局装置２０は、各論理チャネルにおいて送信すべきデータを、各論理チャネルに割り当てられた物理チャネルを使用して、送信する。

通信チャネルでは、各移動局装置１０及び基地局装置２０は、各移動局装置１０がＩＰ通信装置５０との間で行うＩＰ通信にかかる無線通信を行う。具体的には、各移動局装置１０及び基地局装置２０は、ＩＰ通信が行われる通信レイヤ（上位レイヤ）にかかる通信データ（以下、上位レイヤ通信データと称する。）を、無線通信が行われる通信レイヤ（無線レイヤ）にかかる通信データ（以下、無線レイヤ通信データと称する。）に含める。そして、通信チャネルに割り当てられた物理チャネルを使用して、無線レイヤ通信データを送受信する。

ＲＡＣＨでは、基地局装置２０と各移動局装置１０との間で通信制御用データの送受信が行われる。具体的には、移動局装置１０から基地局装置２０に対してはＲＡ(Random Access)と呼ばれる信号が送信され、このＲＡは通信制御用データを含んでいる。また、ＲＡを受信した基地局装置２０は、ＲＡを送信した移動局装置１０に対してＡＡ(Access Assignment)と呼ばれる信号を送信する。このＡＡもやはり通信制御用データを含んでいる。

なお、基地局装置２０は、通信チャネルが割り当てられていない物理チャネルを、ＲＡＣＨに割り当てる。換言すれば、通信チャネルが割り当てられていない物理チャネルにおいて、ＲＡを受信する。

ある移動局装置１０がＩＰ通信装置５０との通信を開始する場合、初めに、移動局装置１０が、基地局装置２０に対して、当該移動局装置１０との間で無線通信を開始し、通信の中継を開始するよう要求することを示す中継開始要求を送信する。具体的には、移動局装置１０は、ＣＣＨ(Configuration Channel)を利用した基地局装置２０との通信において、当該基地局装置から、現在使用されていない物理チャネル（通信チャネルに割り当てられていない物理チャネル）を示す情報を取得し、該情報により示される物理チャネルを使用して、この中継開始要求を含むＲＡを送信する。この中継開始要求を受信した基地局装置２０は、当該基地局装置２０の物理チャネルに空きがある場合に、該中継開始要求を送信した移動局装置１０との間で無線レイヤの通信を確立する。具体的には、空いている物理チャネルを、該中継開始要求を送信した移動局装置１０に割り当て、該物理チャネルを示す物理チャネル情報をＡＡに含めて送信する。このＡＡを受信した移動局装置１０は、該ＡＡに含まれる物理チャネル情報に含まれる物理チャネルを使用して、基地局装置２０との間で通信チャネルを設定する。そして、設定した通信チャネルを使用して、無線レイヤの通信を開始する。

無線レイヤの通信が確立すると、移動局装置１０は、ＩＰ通信装置５０との間で上位レイヤの通信を確立する。このとき、移動局装置１０及びＩＰ通信装置５０は、こうして確立した通信にかかる上位レイヤ通信データの種類によって、上位レイヤの帯域保証を行う。具体的には、例えば上位レイヤの通信がストリーミング通信である場合、通信開始から終了までの通信レートの平均値（又は所定時間ごとの通信レートの移動平均値）が所定値以上であることが望ましく、このような場合に帯域保証がなされる。帯域保証をする場合、移動局装置１０及びＩＰ通信装置５０は上位レイヤ通信データに所定のＱｏＳマーキングデータを含める。

しかし、上位レイヤ通信データに上記ＱｏＳマーキングデータが含まれているか否かに関わらず、上位レイヤの通信が確立された後の無線環境悪化により、基地局装置２０と移動局装置１０との間で行われる無線通信の継続が不可能になる場合がある。この場合には、無線レイヤが切断されることになるが、上位レイヤは暫くの間維持される。この間、移動局装置１０は、無線レイヤの通信を再開させるために、基地局装置２０に対し、上記中継開始要求を送信する。

ところで、基地局装置２０は、上記中継開始要求を複数の移動局装置１０から受信することがある。この場合、基地局装置２０は、これら複数の移動局装置１０の中から１つを選択し、該選択した移動局装置１０に対して空いている物理チャネルを割り当てる。ここでは、この選択にかかる選択処理は、上位レイヤが帯域保証（ＱｏＳ保証）されているか否かに応じて行われる。以下、この選択処理を行うための基地局装置２０の構成及び機能について詳細に説明する。

基地局装置２０はＣＰＵ及びメモリを備えるコンピュータである。ＣＰＵは、メモリに記憶されるプログラムを実行するための処理ユニットであり、基地局装置２０の各部を制御する処理を行うとともに、後述する各機能を実現する。メモリは本実施の形態を実施するためのプログラムやデータを記憶している。また、ＣＰＵのワークメモリとしても動作する。

図２は、基地局装置２０の機能ブロックを示す図である。同図に示すように、基地局装置２０は機能的に、通信処理部２１、無線通信部２２、有線通信部２３、ＱｏＳ対象リスト記憶部２４を含んで構成される。通信処理部２１は、ここでは上位レイヤ機能部２１０と無線レイヤ機能部２１１の各機能部から構成される。上位レイヤ機能部２１０はさらに、ＱｏＳ保証有無判断部２１００、受信数制御部２１０１、通信開始移動局装置選択部２１０２、拡張ＲＡＣＨ使用決定部２１０３を含んで構成され、無線レイヤ機能部２１１はさらに、無線通信切断部２１１０、ＲＡＣＨ通信部２１１１を含んで構成される。

無線レイヤ機能部２１１は、移動局装置１０ごとに通信チャネルを設定する。そして各通信チャネルに、複数の周波数チャネル（周波数分割多重の分割単位）のうちいずれか少なくとも１つを割り当て、さらに該周波数チャネルにおける複数のタイムスロット（時分割多重の分割単位）のうちいずれか少なくとも１つを割り当てる。また、後述する無線通信部２２が複数の移動局装置１０について空間分割多重可能であると判定した場合には、これら複数の移動局装置１０にそれぞれ設定した複数の通信チャネルを、同一周波数チャネルの同一タイムスロットに割り当てる。

上位レイヤ機能部２１０は、有線通信部２３から上位レイヤ通信データが入力されると、該上位レイヤ通信データの宛先となる移動局装置１０を取得し、該移動局装置１０を示す宛先情報とともに無線レイヤ機能部２１１に出力する。無線レイヤ機能部２１１は、上位レイヤ機能部２１０から入力された上位レイヤ通信データを、その宛先情報により示される移動局装置１０に対して設定した通信チャネルにおいて送信される無線レイヤ通信データに含め、該無線レイヤ通信データを無線通信部２２に出力する。一方、無線レイヤ機能部２１１は、無線通信部２２から無線レイヤ通信データが入力されると、該無線レイヤ通信データに含まれる上位レイヤ通信データを取得し、上位レイヤ機能部２１０に出力する。上位レイヤ機能部２１０は、無線レイヤ機能部２１１から入力された上位レイヤ通信データを有線通信部２３に出力する。

無線通信部２２は、アレーアンテナを備えており、アレーアンテナを構成する各アンテナで受信された各移動局装置１０からの信号の受信電力及び位相に基づき、移動局装置１０ごとに、その存在方向を示す重み係数を算出する。無線通信部２２は、こうして算出した重み係数が所定量以上互いに異なっている複数の移動局装置１０について、空間分割多重可能であると判定する。

無線通信部２２は、通信処理部２１から無線レイヤ通信データが入力されると、その無線レイヤ通信データが送受信される通信チャネルが設定された移動局装置１０について上記算出した重み係数を乗算する。さらに、その通信チャネルに割り当てられた周波数チャネル及びタイムスロットにおいて、上記アレーアンテナを構成する各アンテナから無線区間に出力する。

一方、無線通信部２２は、移動局装置１０から無線レイヤ通信データを受信すると、該無線レイヤ通信データが送受信される通信チャネルと対応付けて、通信処理部２１に出力する。

また、無線通信部２２は、タイムスロットごとに通信チャネルが割り当てられているか否かを管理している。あるタイムスロットに空きが発生すると、無線通信部２２は、この空きタイムスロットにおいて上記中継開始要求を受信する。具体的には、上記アレーアンテナを利用して所定の到来方向推定処理を行うことにより、上記空きタイムスロットにおいて複数の移動局装置１０からの中継開始要求を空間分割受信する。無線通信部２２は、空間分割受信した複数の中継開始要求を通信処理部２１に出力する。

複数の中継開始要求の入力を受けた通信処理部２１は、上位レイヤ機能部２１０において実行される所定の選択処理（詳細は後述する。）によりその中の１つを選択し、該選択した中継開始要求を送信した移動局装置１０に対し、通信チャネルを設定する。こうして基地局装置２０は、新たに移動局装置１０との無線レイヤの通信を確立する。

有線通信部２３は、ＰＤＳＮ３０から上位レイヤ通信データを受信し、通信処理部２１に出力するとともに、通信処理部２１から入力された上位レイヤ通信データをＰＤＳＮ３０に対して送信する。

ＱｏＳ対象リスト記憶部２４は、基地局装置２０が中継中の通信のうち、帯域保証されている通信を行っている移動局装置１０を示す移動局装置情報を、ＱｏＳ対象リストとして記憶する。

以下、通信処理部２１の機能について詳細に説明する。

ＱｏＳ保証有無判断部２１００は、各移動局装置１０について、上位レイヤ通信データに上記ＱｏＳマーキングデータが含まれているか否かを判断する。そして、ＱｏＳマーキングデータが含まれている上位レイヤ通信データの送信又は受信を行っている移動局装置１０を示す移動局装置情報を、上記ＱｏＳ対象リストに記憶させる。また、ＱｏＳ保証有無判断部２１００は、ＱｏＳ対象リストに記憶させた移動局装置情報により示される移動局装置１０が当該基地局装置２０との間での通信を行っていない場合、所定時間経過後に、該移動局装置情報をＱｏＳ対象リストから削除する。すなわち、ＱｏＳマーキングデータが含まれている上位レイヤ通信データの送信又は受信を行わなくなってから所定時間が経過した場合には、該移動局装置情報をＱｏＳ対象リストから削除する。

無線通信切断部２１１０は、無線環境に応じて、中継中の通信を切断する。具体的には、無線通信切断部２１１０は、通信チャネルごとにその無線環境を監視する。この無線環境としては、エラーレート、受信電力、ＳＩＮＲ、通信レートなどが好適である。そして、無線環境が所定水準以下に悪化すると、該通信チャネルの上記設定を解除することにより、該通信チャネルにおいて行われる無線通信を切断する。無線通信切断部２１１０は、こうして切断した無線通信を行っていた移動局装置１０を示す移動局装置情報が上記ＱｏＳ対象リストに記憶されている場合、該移動局装置情報に無線通信が切断されている旨を示す切断情報を含める。

無線通信切断部２１１０により通信チャネルの上記設定が解除されると、該通信チャネルに割り当てられていたタイムスロットが空きタイムスロットとなる場合がある。この場合、上述のように該空きタイムスロットにおいて無線通信部２２が中継開始要求を空間分割受信し、当該通信処理部２１に入力してくることになる。

受信数制御部２１０１は、このとき無線通信部２２において空間分割受信される中継開始要求の数を、ＱｏＳ対象リストの記憶状況に応じて、制御する。無線通信部２２は、この制御に応じて、空間分割受信する中継開始要求の数を変更する。具体的には、受信数制御部２１０１は、ＱｏＳ対象リストに切断情報と対応付けて記憶される移動局装置情報が含まれている場合、空間分割受信される中継開始要求の数を最大限（アンテナ本数−１）まで増加させる。このように、最大限度数の中継開始要求を空間分割受信するモードを、以下ではエンハンスト受信モードと称する。これに対し、通常の受信モードを、以下ではノーマル受信モードと称する。

ＲＡＣＨ通信部２１１１は、上記ＲＡＣＨにおける通信制御用データの送受信を行う。ここでは、ＲＡＣＨ通信部２１１１は、無線通信部２２が受信した１又は複数の中継開始要求を取得し、通信開始移動局装置選択部２１０２に出力する。また、ＲＡＣＨ通信部２１１１は、通信開始移動局装置選択部２１０２が選択した移動局装置１０に対して物理チャネルを割り当て、該移動局装置１０に対し、該物理チャネルを示す情報を含むＡＡを送信する処理も行う。

通信開始移動局装置選択部２１０２は、ＲＡＣＨ通信部２１１１から１又は複数の中継開始要求が入力されると、ＱｏＳ対象リストに記憶される移動局装置情報に応じて、中継開始する移動局装置１０を選択する。具体的には、通信開始移動局装置選択部２１０２は、ＱｏＳ対象リストに記憶される移動局装置情報に切断情報が含まれる移動局装置１０を優先的に選択する。

以上のようにして、上位レイヤが帯域保証（ＱｏＳ保証）されているか否かに応じて、中継開始する移動局装置１０の選択処理が実施される。

ところで、上記選択処理では、ＲＡＣＨ通信部２１１１がＲＡを受信してからＡＡを送信するまでに要する時間（ＲＡ処理時間）が相当長くなってしまう場合がある。この主な原因は、上位レイヤ機能部２１０と無線レイヤ機能部２１１の間の通信に時間がかかることにあり、特に通信処理量が多い場合にＲＡ処理時間が長くなる傾向がある。ＲＡ処理時間が許容値を超えて長くなると、移動局装置１０においてＡＡ待ちタイマーがタイムアウトしてしまい、物理チャネルを割り当てたとしても無線通信を確立できないことになる。そこで本実施の形態では、以下に示す拡張ＲＡＣＨを利用することにより、通信処理量が多い場合でも、移動局装置１０においてＡＡ待ちタイマーがタイムアウトすることのないようにしている。以下、詳細に説明する。

まず、拡張ＲＡＣＨ使用決定部２１０３は、通信処理部２１の通信処理量を監視する。具体的な通信処理量としては、物理チャネルの通信チャネル割当率（全タイムスロットのうち通信チャネルが割り当てられているものの割合など）などを使用することが好適である。

通信処理量が所定値Ｘを上回った場合、拡張ＲＡＣＨ使用決定部２１０３は拡張ＲＡＣＨの使用を決定し、ＲＡＣＨ通信部２１１１に対し、拡張ＲＡＣＨの使用を指示する。一方、通信処理量が所定値Ｙ（Ｘ≦Ｙ）を下回った場合、拡張ＲＡＣＨ使用決定部２１０３は拡張ＲＡＣＨの使用停止を決定し、ＲＡＣＨ通信部２１１１に対し、拡張ＲＡＣＨの使用停止を指示する。

ＲＡＣＨ通信部２１１１は、拡張ＲＡＣＨの使用指示がなされると、ＲＡを受信した場合に、ＡＡではなくＡＡ＿Ｐｅｎｄｉｎｇと呼ばれる信号を送信する。このＡＡ＿Ｐｅｎｄｉｎｇは、移動局装置１０に対し、所定時間待機し、その後再度ＲＡを送信するよう指示するための情報を含む信号である。なお、ＲＡＣＨ通信部２１１１は、拡張ＲＡＣＨの使用停止指示がなされると、ＲＡを受信した場合に、通常通りＡＡを送信する。

ＡＡ＿Ｐｅｎｄｉｎｇを受信した移動局装置１０は、所定時間待機し、その後再度ＲＡを送信する。この所定時間の間に、基地局装置２０では上記選択処理がなされ、ＲＡＣＨ通信部２１１１はその結果選択された移動局装置１０を示す移動局装置情報を保持する。そして、所定時間後に、こうして保持している移動局装置情報により示される移動局装置１０からＲＡが受信されると、ＲＡＣＨ通信部２１１１は、通信開始移動局装置選択部２１０２に再度選択処理にかかる処理を行わせることなく、該移動局装置１０に対し物理チャネルを割り当て、該物理チャネルを示す物理チャネル情報をＡＡに含めて送信する。

こうして、基地局装置２０及び移動局装置１０は、基地局装置２０の通信処理量が多い場合でも、移動局装置１０においてＡＡ待ちタイマーがタイムアウトすることのないようにしている。

なお、無線レイヤ機能部２１１は、ＲＡＣＨ通信部２１１１がＡＡ＿Ｐｅｎｄｉｎｇを送信した場合、ＲＡを受信した物理チャネルを、移動局装置１０から再度ＲＡが受信される予定時刻に空き状態としておくようにする。こうすることにより、移動局装置１０は所定時間後、確実に再度ＲＡを送信することができる。

以上説明したＱｏＳ対象リストの生成処理及び移動局装置１０の選択処理について、基地局装置２０の処理フロー図を参照しながら、再度より詳細に説明する。なおここでは、上位レイヤの処理を無線レイヤ機能部２１１に分散させて処理する場合について説明する。そしてこの場合は、拡張ＲＡＣＨを使用しない場合についても考えることができ、拡張ＲＡＣＨを使用しない場合には、移動局装置１０を上述のように所定時間待機させる必要がないので、ＱｏＳ保証された通信を行う移動局装置１０をさらに早く再接続させることが可能になる。

図３は、ＱｏＳ対象リストの生成処理の処理フローを示す図である。通信が開始される（Ｓ１）と、基地局装置２０は、無線レイヤが通信中であるか否かを判断する（Ｓ２）。無線レイヤが通信中であると判断した場合、該無線レイヤの上位レイヤで送信又は受信されるデータにＱｏＳマーキングデータが含まれているか否かを判断する（Ｓ３）。その結果、ＱｏＳマーキングデータが含まれていると判断した場合、該無線レイヤの通信を行っている移動局装置１０を示す移動局装置情報をＱｏＳ対象リストに追加する（Ｓ４）。そして、タイマーα（後述）をクリアして０に戻す（Ｓ５）。Ｓ３における判断の結果、ＱｏＳマーキングデータが含まれていないと判断した場合には、これらの処理を行わない。次に、基地局装置２０は、１フレーム期間（例えば５ｍｓ）のウエイト処理を行ってから、Ｓ２に処理を戻す（Ｓ６）。すなわち、基地局装置２０はＳ２乃至Ｓ６にかかる処理を定期的に行っている。

Ｓ２において無線レイヤが通信中でないと判断した場合、基地局装置２０は、該無線レイヤの通信を行っていた移動局装置１０を示す移動局装置情報がＱｏＳ対象リストに含まれるか否か判断する（Ｓ７）。その結果、ＱｏＳ対象リストに含まれていなければ、処理を終了する。一方、含まれていれば、上記タイマーαを１インクリメントし（Ｓ８）、αが所定閾値βより大きいか否かを判断する（Ｓ９）。αが所定閾値βより大きければ、移動局装置情報をＱｏＳ対象リストから削除し、処理を終了する（Ｓ１０）。一方、αが所定閾値βより大きくなければ、Ｓ２に処理を戻す。すなわち、基地局装置２０は、通信チャネル切断後も所定閾値βにより示される所定時間はＱｏＳ対象リストに記憶される情報を維持し、その後削除するようにしている。

図４は、移動局装置１０の選択処理の処理フローを示す図である。基地局装置２０は、空きタイムスロットが発生する（Ｓ２０）と、ＱｏＳ対象リストに切断情報を含む移動局装置情報が記憶されているか否かを判断する（Ｓ２１）。

まず、Ｓ２１においてＱｏＳ対象リストに切断情報を含む移動局装置情報が記憶されていると判断した場合、基地局装置２０は、上記空きタイムスロットにて中継開始要求が１つでも受信されているか否かを判断する（Ｓ２２）。なお、基地局装置２０は、ＲＡが受信されているか否かにより、中継開始要求が受信されているか否かを判断するようにすることが好適である。上記空きタイムスロットにて中継開始要求が１つも受信されていなければ、Ｓ２１に処理を戻す。すなわち、最初の中継開始要求が受信されるまでの間、基地局装置２０はＳ２１の処理を繰り返す。

上記空きタイムスロットにて中継開始要求が受信されると、基地局装置２０は、上記エンハンスト受信モードでのＲＡ受信を開始する（Ｓ２３）。基地局装置２０は、このＲＡ受信を所定時間にわたり行う。これにより、基地局装置２０は、ノーマル受信モードでは受信されないＲＡまでも受信できるようになる。そして基地局装置２０は、エンハンスト受信モードで受信されたＲＡであって、中継開始要求を含むＲＡの中に、ＱｏＳ対象リストに含まれる移動局装置情報により示される移動局装置１０からのものが含まれているか否かを判断する（Ｓ２４）。含まれている場合には、基地局装置２０は、ＱｏＳ対象リストに記憶される移動局装置情報により示される移動局装置１０を選択する（Ｓ２５）。含まれていなければ、通常の処理（例えば、最もＳＩＮＲが高いものを選択する処理）により、通信開始させる移動局装置１０を選択する（Ｓ２８）。

次に、Ｓ２１においてＱｏＳ対象リストに切断情報を含む移動局装置情報が記憶されていないと判断した場合、基地局装置２０は、上記空きタイムスロットにて中継開始要求が１つでも受信されているか否かを判断する（Ｓ２６）。上記空きタイムスロットにて中継開始要求が１つも受信されていなければ、Ｓ２１に処理を戻す。すなわち、最初の中継開始要求が受信されるまでの間、基地局装置２０はＳ２１の処理を繰り返す。

上記空きタイムスロットにて中継開始要求が受信されると、基地局装置２０は、上記ノーマル受信モードでのＲＡ受信を開始する（Ｓ２７）。基地局装置２０は、このＲＡ受信を所定時間にわたり行う。そして基地局装置２０は、上記通常の処理により、通信開始させる移動局装置１０を選択する（Ｓ２８）。

以上説明したように、帯域保証される通信の通信経路に移動体通信システムが含まれる場合において、無線レイヤの通信が無線環境の悪化により切断されたとしても、基地局装置２０は、上位レイヤで帯域保証されているか否かに応じて再接続させる移動局装置を選択しているので、帯域保証される通信をできるだけ早急に再接続させることができる。

また、基地局装置２０は、ＱｏＳ対象リストの記憶状況に応じて空間分割受信する中継開始要求数を制御しているので、中継開始要求がそもそも受信されない状況が生じにくいようにすることができる。

本発明の実施の形態にかかる通信システムのシステム構成を示す図である。本発明の実施の形態にかかる基地局装置の機能ブロックを示す図である。本発明の実施の形態にかかるＱｏＳ対象リスト生成処理の処理フローを示す図である。本発明の実施の形態にかかる選択処理の処理フローを示す図である。

符号の説明

１通信システム、１０移動局装置、２０基地局装置、２１通信処理部、２２無線通信部、２３有線通信部、２４ＱｏＳ対象リスト記憶部、３０ＰＤＳＮ、４０ネットワーク、５０ＩＰ通信装置、２１０上位レイヤ機能部、２１１無線レイヤ機能部、２１００ＱｏＳ保証有無判断部、２１０１受信数制御部、２１０２通信開始移動局装置選択部、２１０３拡張ＲＡＣＨ使用決定部、２１１０無線通信切断部、２１１１ＲＡＣＨ通信部。

Claims

移動局装置からの中継開始要求に応じて、該移動局装置との間で無線レイヤを確立するとともに、該無線レイヤを介して上位レイヤの通信の中継を開始する無線接続手段と、
前記無線接続手段により確立された無線レイヤを介して中継が開始された上位レイヤの通信が上位レイヤで帯域保証されるものである場合、該通信を行う移動局装置を示す移動局装置情報を帯域保証リストに記憶させ、該確立された無線レイヤが切断されてから所定時間経過後に該移動局装置情報を前記帯域保証リストから削除する帯域保証判断手段と、
を含み、
前記無線接続手段は、前記中継開始要求が複数なされた場合に、該中継開始要求の中に前記帯域保証リストに記憶される移動局装置情報により示される移動局装置からのものが含まれていれば、該移動局装置を前記中継開始要求に応じる対象として選択する、
ことを特徴とする基地局装置。
移動局装置からの中継開始要求に応じて、該移動局装置との間で無線レイヤを確立するとともに、該無線レイヤを介して上位レイヤの通信の中継を開始する無線接続ステップと、
前記無線接続ステップで確立された無線レイヤを介して中継が開始された上位レイヤの通信が上位レイヤで帯域保証されるものである場合、該通信を行う移動局装置を示す移動局装置情報を帯域保証リストに記憶させる記憶ステップと、
前記帯域保証される上位レイヤの通信の中継に用いる無線レイヤが切断されてから所定時間経過後に該通信を行う移動局装置を示す移動局装置情報を前記帯域保証リストから削除する削除ステップと、
を含み、
前記無線接続ステップでは、前記中継開始要求が複数なされた場合に、該中継開始要求の中に前記帯域保証リストに記憶される移動局装置情報により示される移動局装置からのものが含まれていれば、該移動局装置を前記中継開始要求に応じる対象として選択する、
ことを特徴とする基地局装置の通信方法。