JP4708478B2 - 無線通信システムにおける仮想回線交換方式を用いた通信資源割り当て方法と装置及びこれを用いた端末のデータ送受信方法 - Google Patents

Description

本発明は、無線通信システムにおける通信資源割り当て方法及び装置に関し、特に回線交換方式とパケット交換方式を用いる無線通信システムにおいて、通信資源割り当てと運用を効率的に遂行することができる通信資源割り当て方法と装置及びこれを用いた端末のデータ送受信方法に関する。

一般に、無線通信システムで使われる通信資源割り当て方法は、回線交換（Circuit Switching、以下、ＣＳ）方式とパケット交換（Packet Switching；以下、ＰＳ）方式の２つの方法に大別される。まず、ＣＳ方式は、固定された量の無線資源、即ち専用チャネル（dedicated channel）が特定ユーザに割り当てられて、専用チャネルを用いてデータを送受信する通信方法をいう。

図１は、従来の回線交換（ＣＳ）方式を用いたデータ送信過程を示すフローチャートであって、図１では専用チャネル割り当てを遂行する基地局送信機の例を挙げて、従来のＣＳ方式を簡略に説明する。

図１のステップＳ１０１で、基地局送信機は無線網を通じて接続された特定ユーザに通信資源割り当てのためのスケジューリングを遂行して専用チャネルを割り当てる。ステップＳ１０１の代表的な例として、符号分割多重接続（Code Division Multiple Access：ＣＤＭＡ）方式を使用する無線通信システムにおいて、チャネルの区分のための特定ウォルシュ（Walsh）コードを特定ユーザに専用に割り当てることを挙げることができる。他の例として、直交周波数分割多重接続（Orthogonal Frequency Division Multiple Access：ＯＦＤＭＡ）方式を使用する無線通信システムにおいて、特定副搬送波（sub-carrier）資源を特定ユーザに専用に割り当てることを挙げることができる。

通常的に、専用チャネル割り当てのために、特定ウォルシュコード、または副搬送波資源を特定ユーザに割り当てる過程は、呼設定過程やハンドオフ（Hand-off）遂行時に起こる。図１において、ステップＳ１０３、ステップＳ１０５、及びステップＳ１０７の動作は、特定ユーザの呼が接続された間に割り当てられた専用チャネルを介してデータが送信される過程を図示したものである。即ち、ステップＳ１０３で、基地局送信機は、該当転送区間で、ステップＳ１０１で専用チャネルが割り当てられたＣＳ方式により接続されたユーザ（以下、ＣＳユーザ）に転送するデータが存在するか否かを判断する。ここで、転送区間とは、１つのパケットデータが転送される時間単位であって、ＴＴＩ（Transmission Time Interval）あるいはフレームを意味する。

ステップＳ１０３の判断結果、今度の転送区間で、該当ＣＳユーザに転送するデータが存在する場合、基地局送信機は、ステップＳ１０５で、ＣＳユーザに割り当てられた専用チャネルを介してデータを送信する。そして、ステップＳ１０３で、今度の転送区間で、ＣＳユーザに転送するデータが存在しない場合、ステップＳ１０５に従って転送チャネルを介してデータを送信した基地局送信機は、次の転送区間へ移動して、該当ＣＳユーザに転送するデータが存在するか否かをまた判断し、呼終了時まで以後の過程を繰り返して遂行する。図１のＣＳ方式に従う通信資源割り当て過程で注目する点は、特定ＣＳユーザに割り当てられた専用チャネルは、該当転送区間でＣＳユーザに転送するデータが存在しない場合、同一転送区間の異なるユーザに再割り当てできないという点である。

図２は、従来のパケット交換（ＰＳ）方式を用いたデータ送信過程を示すフローチャートであって、図２では共有チャネル（Shared Channel）割り当てを遂行する基地局送信機の例を挙げて、従来のＰＳ方式を簡略に説明する。

まず、ＰＳ方式はＣＳ方式とは異なり、特定ユーザに専用チャネルを割り当てる代わり、共有されたシステム資源（例えば、ＣＤＭＡシステムでウォルシュコード、ＯＦＤＭＡシステムで副搬送波等）を使用することを特徴とする。即ち、ＰＳ方式を使用する無線通信システムは、システム資源を毎転送時点毎にどのユーザに割り当てるかを決定してスケジューリングを遂行する。したがって、図２のステップＳ２０１で、基地局送信機は、内部スケジューラ（図示せず）を通じて今度の転送区間でどのユーザにデータを送信するかを決定してスケジューリングを遂行（perform）して、該当ユーザに共有チャネルを割り当てる。上記スケジューリング結果、多数のユーザに同時に上記共有されたチャネルが割り当てられることができる。

また、ステップＳ２０１のスケジューリングでは、ユーザ別データ転送量とデータ転送に要求される通信資源量が設定される。そして、ステップＳ２０３で、基地局送信機は、スケジューリングの結果に従い、ユーザに割り当てられた共有チャネルを用いてデータを送信することは勿論、共有制御チャネル（Shared Control Channel；以下、ＳＣＣＨ）を用いて共有チャネル受信のための共有チャネル制御情報を送信する。上記共有チャネル制御情報は、一般的に、ユーザＩＤ、資源情報、データ転送率、変調情報、コーディング情報などを含む。

上記ユーザＩＤは、呼設定過程、またはハンドオフ遂行過程でユーザに与えられ、端末は共有制御チャネルからユーザＩＤを検出して多数のユーザが共有チャネルを同時に受信する場合、該当転送区間で自身の転送データを検出することができる。そして、上記資源情報はデータ転送に使われた通信資源の情報を表し、上記データ転送率情報は各転送区間で転送されるデータの転送率情報を表す。上記変調情報は、ＱＰＳＫ、８ＰＳＫ、１６ＱＡＭなど、データ転送時に使われた変調方式を表す。また、上記コーディング情報は、送信過程で使われたコーディング方法とコードレート（code rate）情報を表す。

一方、ステップＳ２０３で、共有制御チャネルと共有チャネルとを介してデータと制御情報とを転送した基地局送信機は、ステップＳ２０５で、次の転送区間へ移動して呼終了時までステップＳ２０１以後の動作を繰り返す。

前述したＣＳまたはＰＳ方式は、各々次のような長短所を有する。

まず、ＣＳ方式は、専用チャネルを割り当てて、これを通じてデータ転送を行うので、転送されるデータに対する制御情報の量を減らすことができる一方、専用チャネルが割り当てられたユーザに転送するデータがない場合、該当専用チャネルの資源を異なるユーザに使用できないため、通信資源活用の効率性が落ちる短所を有する。そして、ＰＳ方式は、無線チャネル環境の良いユーザを選択して、無線チャネルの割り当てをスケジューリングすることで、チャネル依存（channel-dependent）スケジューリング利得を最大化して、可用通信資源が限定された無線通信システムの処理量を向上させることができるが、共有チャネルを使用することにより、毎度相当量の制御情報がデータと共に転送されなければならないという短所を有する。併せて、上記ＣＳ方式の場合、上記ＰＳ方式で保証されるチャネル依存スケジューリング利得を期待することが困難である。

一方、前述したＣＳ方式またはＰＳ方式が適用できる通信サービスの一例として、ＩＰ網を介して音声サービスを提供しようと提案されたＶｏＩＰ（Voice over Internet Protocol）サービスを挙げることができる。インターネットのようなＩＰ網の発達により、上記ＶｏＩＰサービスは、回線網の５６ｋｂｐｓ音声帯域幅を克服して高品質の音声通話を提供し、インターネット使用料だけで、低廉に国際電話を利用できるという点の他にも、各種応用ソリューションと付加サービスを提供することで、その利用者の数が急速に増加している。

図３は、従来のＶｏＩＰサービスにおいて、音声トラフィックの転送過程を示したものである。

図３において、参照番号３０１は、アナログ音声信号をデジタル音声信号に符号化するボコーダ（Vocoder）の出力を図示したものであって、図３のように、音声トラフィックの特徴中の１つは、ボコーダの出力がユーザが話す有音区間での出力であるか、またはユーザが話さない黙音区間での出力であるかによって、オン周期（On period）とオフ周期（Off period）とに分けられるという点である。そして、従来の音声トラフィックは、小さな容量のデータが短い周期（例えば、２０ｍｓ）で持続的に発生されるので、上記ＶｏＩＰトラフィックがＩＰ網を経て基地局に到達する場合、受信信号は参照番号３０２のように、ＶｏＩＰパケットが互いに異なるＩＰ網遅延時間を有する不規則的な特徴を有する。

上記のような特徴を有するＶｏＩＰパケットの転送のために、現在、前述したようなＣＳ方式、またはＰＳ方式を使用しているが、ＣＳ方式によりＶｏＩＰパケットを転送するシステムは、図３の参照番号３０１のように、オフ周期（Off period）の間、通信資源の浪費が大きくなるので、通信資源の効率的な運用が困難である。一方、ＰＳ方式によりＶｏＩＰパケットを転送するシステムは、小さな容量のデータを有するＶｏＩＰパケットを短い周期で転送する。この際、図３の参照番号３０２のように、不規則的な特徴を有するので、データは毎度パケット受信のための制御情報と共に転送されなければならないという問題点がある。

したがって、無線通信システムにおけるシステム容量を増加させ、システム資源を最小化するための装置及び方法が必要である。

本発明の目的は、回線交換方式とパケット交換方式を用いる無線通信システムにおいて、通信資源割り当てと運用を効率的に遂行することができる仮想回線方式を用いる通信資源割り当て方法及び装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、不規則的な遅延時間を持って、小さな容量のデータのトラフィックを頻繁に転送する無線通信システムにおいて、通信資源の浪費を最小化できる仮想回線方式を用いる通信資源割り当て方法及び装置を提供することにある。

本発明の更に他の目的は、回線交換方式とパケット交換方式を用いる無線通信システムにおいて、通信資源割り当てと運用を効率的に遂行することができる仮想回線方式を用いる端末のデータ送受信方法及び装置を提供することにある。

本発明の実施形態に従う無線通信システムにおける複数のユーザ端末へデータを転送するための通信資源割り当て方法は、特定ユーザ端末に専用チャネルを割り当てる過程と、上記特定ユーザ端末へ転送すべきデータが存在するか否かを確認する過程と、上記特定ユーザ端末へ転送すべきデータが存在しない場合、上記専用チャネルの資源を共有チャネルの資源に割り当てる過程とを含むことを特徴とする。

また、本発明の実施形態に従う無線通信システムにおける複数のユーザ端末へデータを転送するための通信資源割り当て方法は、特定ユーザ端末に専用チャネルを割り当てる過程と、上記特定ユーザ端末へ転送すべきデータ量が上記割り当てられた専用チャネルの容量より大きい場合、上記特定ユーザ端末に共有チャネルをさらに割り当てる過程とを含むことを特徴とする。

また、本発明の実施形態に従う無線通信システムにおける複数のユーザ端末へデータを転送するように資源割り当てを遂行する基地局装置は、上記複数のユーザ端末へ転送すべきユーザ別データを一時格納するデータバッファと、特定ユーザ端末に対して専用チャネルを割り当てて、上記特定ユーザ端末へ転送すべきデータが存在しない場合、上記特定ユーザ端末に割り当てられた専用チャネル資源を共有チャネル資源に再割り当てするスケジューリングを遂行する資源割り当て器と、上記スケジューリング結果に従い、上記データバッファから出力されるユーザ別データを定めた区間で各ユーザに割り当てられた無線チャネルに送信する送信機とを含むことを特徴とする。

また、本発明の実施形態に従う無線通信システムにおけるユーザ端末のデータ受信方法は、基地局から上記データ受信のための専用チャネルの割り当てを受ける過程と、共有チャネルを監視して上記データ受信のための制御情報を受信する過程と、上記専用チャネルを介して転送されるデータを受信すると共に、上記制御情報の受信結果に従い、上記共有チャネルを介して自身のデータが転送されることと確認された場合、上記共有チャネルからデータを受信する過程とを含むことを特徴とする。

また、本発明の実施形態に従う無線通信システムにおける基地局からデータを受信する端末装置は、ダウンリンク信号を復調して共有チャネルと関連した制御情報を受信する制御チャネル復調器と、無線チャネルから受信された信号を復調してパケットデータを出力するデータチャネル復調器と、専用チャネルの受信を制御することは勿論、上記制御情報の受信結果に従い、上記共有チャネルを介して自身のデータが転送されることと確認された場合、上記共有チャネルから受信された信号を復調するように上記データチャネル復調器を制御するデータ復調制御器とを含むことを特徴とする。

また、本発明の実施形態に従う通信システムにおけるユーザ端末のデータ送信方法は、基地局から上記データ送信のための専用チャネルの割り当てを受ける過程と、共有チャネルを監視して上記データ送信のための制御情報を受信する過程と、上記制御情報を通じて上記専用チャネルの資源が異なるユーザ端末に割り当てられるか否かを確認する過程と、上記異なるユーザ端末に対する資源割り当てが固定資源割り当てである場合、上記専用チャネルの資源から上記固定資源割り当てを除外した、残りの資源を用いて上記データ送信を遂行する過程とを含むことを特徴とする。

本発明によると、回線交換方式とパケット交換方式の通信資源割り当てを並行して遂行して、通信資源割り当てと運用を効率よく遂行することができる仮想回線方式を用いる通信資源割り当て方式を提供することができる。

また、本発明によると、遅延時間に敏感な、小さな容量を有するトラフィックを頻繁に転送する無線通信システムにおいて、通信資源の浪費を最小化してシステム容量を増大させることができる。

以下、本発明に従う好ましい実施形態を添付図面を参照しつつ詳細に説明する。下記の説明では、本発明に従う動作を理解することに必要とされる部分のみ説明され、その以外の部分の説明は本発明の要旨を曖昧にしないように省略されることに留意しなければならない。

まず、本発明を説明する前に、本発明で定義された用語と本発明の基本概念を簡略に説明する。

本発明における通信資源を割り当てる基本的な方式を説明すると、専用チャネルを割り当てるＣＳ方式と共有チャネルを割り当てるＰＳ方式を利用するに当たり、特定ユーザに従来のＣＳ方式により専用チャネルを割り当てた後、転送区間に特定ユーザに転送するデータが存在する場合、割り当てられた専用チャネルを用いて特定ユーザのデータを転送する。そして、転送区間に特定ユーザに転送するデータが存在しない場合、該当専用チャネルに割り当てられた通信資源をＰＳ方式の共有チャネル資源に転換して、異なるユーザのデータ転送に用いる。前述した通信資源割り当て方式を利用すると、データ転送がない転送区間で専用チャネルの通信資源を共有チャネル資源に再割り当てすることによって、通信資源の利用効率を向上させることができる。

以下、本明細書では、前述した本発明の通信資源割り当て方式を仮想回線交換（Virtual Circuit Switching：ＶＣＳ）方式と定義し、ＶＣＳ方式で初期転送パケットの転送時点を規定して、小さな容量のトラフィックを頻繁に転送する場合、制御情報の転送量を減らすとか、ＶＣＳ方式により専用チャネル及び／または共有チャネルを送受信する多様な実施形態を説明する。

図４は、本発明の実施形態に従う仮想回線交換（ＶＣＳ）方式を用いた通信資源割り当て方法を示すフローチャートであって、図４は基地局送信機でＶＣＳ方式により通信資源を割り当てて運用する例を挙げたものである。

図４のステップＳ４０１で、基地局送信機は無線網を通じて接続された特定ユーザに通信資源割り当てのためのスケジューリングを遂行して専用チャネルを割り当てる。専用チャネル割り当ての例としては、ＣＤＭＡシステムでチャネル識別のための特定ウォルシュコードを特定ユーザに専用で割り当てることと、ＯＦＤＭＡシステムで特定副搬送波資源を特定ユーザに専用で割り当てることを挙げることができる。通常的に、専用チャネルの割り当てのために特定ウォルシュコードまたは副搬送波資源を特定ユーザに割り当てる過程は、呼設定過程やハンドオフ（Hand-off）遂行時に発生される。

一方、図５は、図４のステップＳ４０１で、基地局が専用チャネルの資源を２人のユーザＡ、Ｂに割り当てた例を示している。図５において、横軸は時間、縦軸は通信資源を意味する。ＣＤＭＡシステムにおいて、上記通信資源はウォルシュ符号を表し、ＯＦＤＭＡシステムにおいて、上記通信資源は副搬送波を表す。図５の上部に陰影で図示された部分はユーザＡに割り当てられた通信資源を表し、図５の下部に陰影で図示された部分はユーザＢに専用で割り当てられた通信資源を表したものである。そして、各陰影の間の領域は専用チャネルが割り当てられず、共有チャネルが割り当てられた通信資源を示すものである。

図４のステップＳ４０３で、基地局送信機は今度の転送区間に専用チャネルが割り当てられたＣＳユーザに転送するデータが存在するか否かを判断する。ここで、転送区間とは、１つのパケットデータが転送される時間単位であって、ＴＴＩあるいはフレームを意味する、あるいは通信システムでデータが転送される相異する時間間隔を区分する区分要素としても良い。ステップＳ４０３で、今度の転送区間でＣＳユーザに転送するデータが存在しない場合、基地局送信機は、ステップＳ４０５で、該当転送区間の間、ＣＳユーザに割り当てられた専用チャネルの資源を共有チャネルの資源に転換する。ステップＳ４０５で、その共有チャネルを用いて異なるＰＳユーザのデータを転送する。この場合、共有チャネルを介したデータ転送と共に、共有チャネルのデータ復調などのための制御情報が転送されても良いが、端末受信機で上記制御情報の内容を既に知っている場合には、上記制御情報が転送される必要がないこともある。

ステップＳ４０３の判断結果、今度の転送区間で、該当ＣＳユーザに転送するデータが存在する場合、ステップＳ４０７で、基地局送信機は転送するデータパケットが初期転送パケットであるか否かを確認して、初期転送パケットでない場合は、従来のＣＳ方式のように、割り当てられた専用チャネルを用いてデータを転送する。一方、ステップＳ４０７で、転送するデータパケットが初期転送パケットと確認された場合、基地局送信機はフレーム境界開始点で割り当てられた専用チャネルを用いてデータを転送する。以後、ステップＳ４０９またはステップＳ４１１に従い、専用チャネルを介してデータを送信した基地局送信機は、ステップＳ４１３で次の転送区間へ移動して、該当ＣＳユーザに転送するデータが存在するか否かを判断し、呼終了時まで上記過程を繰り返して遂行する。

以下、図５を参照して、ステップＳ４０７及びステップＳ４１１の動作をより詳細に説明する。まず、本発明で専用チャネルの資源を割り当てる場合、図５の参照番号５０１と５０２に図示されたように、ユーザ別に固有のフレーム境界（frame boundary）が設定される。このように、ユーザ固有のフレーム境界を定義する理由は、ＨＡＲＱ（Hybrid Automatic repeat request）を支援するシステムにおいて、フレーム境界の開始点で初期転送パケットを転送するように制限するためである。ＨＡＲＱを支援するシステムでは、１つのエンコーダパケット（Encoder Packet）を初期転送、最初の再転送、第２の再転送、・・・のように、数回に分けて転送する。ここで、各転送をサブパケット（sub-packet）転送と称するが、基地局送信機では、各再転送に対する識別子、即ち各サブパケットの転送が何番目の転送であるかを端末の受信機に知らせるために、サブパケット識別子を制御情報として転送する。

したがって、本発明において、上記のようにユーザ別に固有のフレーム境界を定義する理由は、各ユーザに対するサブパケットを転送する場合、該当ユーザのフレーム境界開始点で初期転送がなされるようにすることで、制御情報の量を最小化するためである。参考に、一般的なパケットに対して上記のようにユーザ固有のフレーム境界を定義し、フレーム境界開始点のみで初期転送がなされて、パケットの遅延時間を増やすことになって、よくない影響をもたらし得るが、ＶｏＩＰトラフィックのように、小さな容量のパケットを短い周期で転送する場合、制御情報の量を低減する本発明の効果を期待することができる。

また、図４の実施形態では、図５の参照番号５０３のように、ＨＡＲＱ基盤の過程で端末の物理階層（Physical Layer）からＡＣＫ／ＮＡＣＫ応答時間を考えて、専用チャネルの資源を等間隔で割り当てることができる。そして、前述した図４の実施形態は、ＣＳユーザに転送するデータがない場合、該当転送区間に割り当てられた専用チャネルの資源を共有チャネルの資源に転換して、異なるＰＳユーザのデータ転送に利用することを特徴とする。ステップＳ４０７、ステップＳ４１１のように、フレーム境界で初期転送を始める時、特に通信システムがＨＡＲＱを支援する場合、制御情報の転送量を減らすことができるように、ステップＳ４０７、ステップＳ４１１の動作が選択的に遂行できることに留意すべきである。

図６は、本発明の実施形態に従って専用チャネルの資源を共有チャネルの資源に割り当てる過程を示す図である。

図６において、横軸は時間、縦軸は通信資源を意味する。ＣＤＭＡシステムにおいて、通信資源はウォルシュ符号を表し、ＯＦＤＭＡシステムにおいて、通信資源は副搬送波を表す。図６の上部に陰影で図示された部分は、ユーザＡに割り当てられた専用通信資源を表し、図６の下部に陰影で図示された部分は、ユーザＢに割り当てられた専用通信資源を表す。そして、各陰影の間の領域は専用チャネルが割り当てられないが、共有チャネルが割り当てられた通信資源を表したものである。

図６の参照番号６０１は、図５で参照番号５０１と表示された部分と同一に、ユーザＡに対する固有のフレーム境界を図示したものであり、参照番号６０２は、ユーザＡの専用チャネル資源が該当転送区間にユーザＡに転送するデータが存在しない時、異なるユーザが利用できるように、共有チャネルの資源に割り当てられた状態を図示したものであって、図４のステップＳ４０５の動作に該当する。

図６の参照番号６０３は、図５で参照番号５０２と表示された部分と同一に、ユーザＢの固有のフレーム境界を図示したものであり、参照符号６０５は該当転送区間にユーザＢに転送するデータが存在しないことにより、ユーザＢの専用チャネル資源が異なるユーザに対する共有チャネルの資源に割り当てられた状態を図示したものであって、これはユーザＢのフレーム境界開始点で初期転送が始まってユーザＢに転送されるパケットの第２の転送で端末からＡＣＫ応答を受けて、これ以上の再転送を必要としない場合に該当する。

図７は、本発明の他の実施形態に従う仮想回線交換（ＶＣＳ）方式を用いた通信資源割り当て方法を示すフローチャートであって、これはユーザの転送データ量に従って共有チャネルの資源を追加的に用いる実施形態を示すものである。

図７のステップＳ７０１で、基地局送信機は無線網を通じて接続された特定ユーザに通信資源割り当てのためのスケジューリングを遂行して専用チャネルを割り当てる。専用チャネルの具体的な割り当て例は、図４の実施形態と同一であるので、その詳細な説明は省略する。

以後、ステップＳ７０３で、基地局送信機は以前の転送区間で専用チャネルを割り当てたユーザに転送すべきデータ量が上記専用チャネルの容量以下であるか否かを判断して、専用チャネルの容量以下の場合、ステップＳ７０５で、通常的なＣＳ方式のように、割り当てられた専用チャネルを用いてデータを転送する。一方、ステップＳ７０３で、専用チャネルを割り当てたユーザに転送すべきデータ量が該当ユーザに割り当てられた専用チャネルの容量より大きい場合、基地局送信機は、ステップＳ７０７で該当ユーザに追加的に共有チャネル資源を割り当てた後、ステップＳ７０９で既に割り当てされた専用チャネルとステップＳ７０７で割り当てられた共有チャネルを全て用いてユーザのデータを転送する。この過程で、図７には図示していないが、ステップＳ７０９で、該当ユーザのデータ転送のために共有チャネルを用いるので、従来のＰＳ方式のように、共有制御チャネルを介して制御情報を転送する。

一方、図７の実施形態のように、全てのユーザが専用チャネルと共有チャネルとを共に利用できないことに留意すべきである。即ち、専用チャネルと共有チャネルとを共に利用できるユーザの端末は、呼接続中、持続的に共有制御チャネルを監視して、共有チャネルを介して自身のデータが転送されるか否かを確認しなければならないし、このようなユーザの端末は、図７のステップＳ７０１で、専用チャネルを割り当てる過程で予め選択される。そして、ステップＳ７０５またはステップＳ７０９に従い、専用チャネル及び／または共有チャネルを介してデータを送信した基地局送信機は、ステップＳ７１１で次の転送区間へ移動して、該当ユーザに転送するデータが存在するか否かを判断し、呼終了時まで上記の過程を繰り返して遂行する。

以下、図８を参照して本発明のＶＣＳ方式を用いるユーザ端末の受信方法を説明する。

図８は、本発明の実施形態に従う仮想回線交換（ＶＣＳ）方式を用いる端末の受信方法を示すフローチャートである。

図８のステップＳ８０１で、ユーザ端末は基地局から専用チャネルの割り当てを受ける。この際、基地局はチャネル割り当て過程で共有チャネルの支援の可否を知らせるメッセージをユーザ端末へ転送する。一方、端末と基地局との間に共有チャネルの支援の可否が予め設定されており、これによって、ユーザ端末に共有チャネルの支援の可否を予め設定した場合、ステップＳ８０１のように、基地局が端末に共有チャネルの支援の可否を知らせるメッセージを転送する動作は省略されることができる。ステップＳ８０３で、ユーザ端末は、従来のＣＳ方式のように、割り当てられた専用チャネルを用いてデータを受信すると共に、ステップＳ８０５で、共有制御チャネルを持続的にモニタリングして、共有チャネルを介して自身のデータが転送されるか否かを確認する。説明の便宜のために、図８では専用チャネルを受信するステップＳ８０３の以後に共有制御チャネルを監視するステップＳ８０５が遂行されることと図示したが、実際に、専用チャネルの受信動作と共有チャネルの受信動作は独立的に遂行されることに留意すべきである。

したがって、ユーザ端末は、ステップＳ８０５で、共有制御チャネルを持続的に監視して制御情報を復調し、ステップＳ８０７で、制御情報に自身のユーザＩＤが含まれている場合、共有チャネルを介して自身のデータが転送されることと判定する。一方、制御情報に自身のユーザＩＤが含まれていない場合は、共有チャネルを介して転送される自身のデータがないことと判定する。ステップＳ８０７の判定結果、自身のデータが共有チャネルを介して転送されることと確認された場合、ユーザ端末はステップＳ８０９に従い、該当転送区間で共有チャネルを復調して自身のデータを受信する。自身のデータが存在せず、共有チャネルの受信が完了された場合、ユーザ端末はステップＳ８１１で次の転送区間へ移動して、呼終了時までステップＳ８０３の以後の動作を繰り返して遂行する。

以下、図９と図１０を参照して、前述した通信資源割り当て方法及び受信方法が適用された基地局と端末の装置構成を説明する。

図９は、本発明の実施形態に従う基地局送信機の構成を示すブロック図であって、図９はＯＦＤＭ転送方式を用いる通信システムに適用される基地局送信機の一構成例を示すものである。

図９において、データバッファ９０１には通信網の上位階層から受信されて、各ユーザにダウンリンク（downlink）で転送するデータが一時格納される。データバッファ９０１のデータ格納量に従い、資源割り当て器９０３は各ユーザに転送するデータとデータ転送に用いられる各ユーザの通信資源をスケジューリングする。ここで、資源割り当て器９０３のスケジューリング動作は、前述した図４乃至図７の方法を用いて遂行する。ＯＦＤＭシンボル生成器９０５は、データバッファ９０１から転送対象データの入力を受けて、資源割り当て器９０３の制御下に、転送するＯＦＤＭシンボルを生成する。ＯＦＤＭシンボル生成器９０５は、ＯＦＤＭシステムに用いられる符号化器、インターリーバ、シンボルマッピング器などを含んで構成しても良い。

ＯＦＤＭシンボル生成器９０５から生成されたＯＦＤＭシンボルは、ＯＦＤＭシンボル送信機９０７を通じて保護区間（guard interval）が挿入されて無線網に転送される。そして、ＯＦＤＭシンボル送信機９０７は、資源割り当て器９０３のスケジューリング結果に従い、ユーザ別データを定めた転送区間で該当無線チャネルに送信する。ＯＦＤＭシンボル送信機９０７は、保護区間挿入器、ＲＦプロセッサ（processor）、アンテナなどを含んで構成される。

一方、図９の基地局装置は，ＯＦＤＭシステムの例を挙げたものであるが、図４乃至図７の方法を適用した資源割り当て器９０３を一般的な３Ｇ網の基地局装置やパケット通信可能な他の通信網の送信装置に適用することは当業者には自明な事項である。

図１０は、本発明の実施形態に従う端末受信機の構成を示すブロック図である。

図１０において、制御チャネル復調器１００１は、所定の過程を経て制御チャネルを復調してダウンリンク信号から制御情報を出力する。ここで、上記制御情報は端末が共有チャネルを用いる場合、ユーザＩＤ、資源情報、データ転送率情報、変調情報、コーディング情報などが含まれた共有チャネルの制御情報を含む。制御チャネル復調器１００１の出力は、データ復調制御器１００３に入力され、データ復調制御器１００３は、データチャネル復調器１００５が図８の受信方法のように、専用チャネル及び／または共有チャネルを受信するように制御する。

データ復調制御器１００３は、上記制御情報の受信結果に従い、上記共有チャネルを介して自身のデータが転送されることと確認された場合、該当転送区間で共有チャネルから受信された信号を復調するようにデータチャネル復調器１００５を制御する。そして、データチャネル復調器１００５は、データ復調制御器１００３の制御下に、専用チャネル及び／または共有チャネルとして割り当てられるデータチャネルを復調して出力する。一方、図１０において、制御チャネル復調器１００１とデータチャネル復調器１００５は、各々復号器が含まれた構成である。

図１１は、本発明の実施形態に従う仮想回線交換（ＶＣＳ）方式を用いる端末の送信方法を示すフローチャートである。図１１では、本発明の方法が逆方向データ転送に使われる場合、端末の動作を説明しているが、順方向データ転送でも同一な方法が使用できることに留意すべきである。

図１１を参照すると、ステップＳ１１０１で、端末は基地局から固定資源、即ち専用チャネルの割り当てを受ける。ステップＳ１１０３で、固定資源の割り当てを受けた端末は、共有制御チャネル（Shared control channel または data control channel）を受信して復調する。ステップＳ１１０５で、端末は上記復調された共有制御チャネルから共有制御情報を検索して、自分に割り当てられた固定資源が本発明の仮想回線交換（ＶＣＳ）方式により異なるユーザに割り当てられるか否かを判断する。ステップＳ１１０５で、端末は自分に割り当てられている固定資源が異なるユーザに割り当てられない場合、ステップＳ１１０７で自分に割り当てられている固定資源は変動がないことと判断して、その固定資源を用いてデータを転送する。

一方、ステップＳ１１０５で、端末は自分に割り当てられている固定資源が異なるユーザに割り当てられていると判断されると、ステップＳ１１０９で、共有制御チャネルから共有制御情報を検索し、異なるユーザに対する資源割り当てが固定資源割り当てであるか否かを判断する。ステップＳ１１０９で、異なるユーザに対する資源割り当てが固定資源割り当てでないと判断されると、端末はステップＳ１１１１に進行して、自分に割り当てられている固定資源は変動がないが、該当時点に自身がデータ転送に使用できる自身の固定資源から異なるユーザに一時的に割り当てられた資源を引いた、残りの資源であることを確認し、その残りの資源を用いてデータを転送する。

ステップＳ１１１１で、前述した動作、即ち端末が自身のデータ転送に使用できる固定資源から異なるユーザに一時的に割り当てられた資源を引いた、残りの資源を用いてデータを転送するに当たり、異なるユーザに資源を一時的に割り当てられる時間区間は、該当時点のみに適用される、または上記共有制御チャネルを介して定義される時間区間である、または基地局と端末との間に予め決まった時間であっても良い。また、上記時間区間は、図６の参照番号６０３と表示された端末固有のフレーム境界区間で、次の境界の開始点までであっても良い。

一方、ステップＳ１１０９で、異なるユーザに対する資源割り当てが固定資源割り当てと判断されると、端末は自分に割り当てられた固定資源が変動されたことと判断する。即ち、ステップＳ１１１３で、端末は現在自分に割り当てられている固定資源の中で、異なるユーザに固定資源に割り当てられた資源を引いた、残りの資源を自分に割り当てられた新たな固定資源と判断する。そして、上記新たな固定資源を用いてデータを転送する。この際、上記新たな固定資源は、資源の変動の以後に続けて適用されることに留意すべきである。そして、端末は次の時間区間（または、スロット）からステップＳ１１０３以後の動作をまた繰り返す。

前述した図１１の送信方法が適用される端末送信機の構成は、図１０で説明した端末受信機の構成を用いて簡単に具現されることができる。例えば、制御チャネル復調器１００１はそのまま維持し、データ復調制御器１００３とデータチャネル復調器１００５に対応するように、各々データ変調制御器とデータチャネル変調器を具備すると、本発明に従う端末送信機の構成が可能である。

一方、本発明の具体的な実施形態に関して詳細に説明したが、本発明の範囲を逸脱することなく、様々な変形が可能であることは勿論である。したがって、本発明の範囲は、前述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲及びこの特許請求の範囲と均等なものに基づいて定められるべきである。

従来の回線交換（ＣＳ）方式を用いたデータ送信過程を示すフローチャートである。 従来のパケット交換（ＰＳ）方式を用いたデータ送信過程を示すフローチャートである。 従来のＶｏＩＰサービスで音声トラフィックの転送過程を示す図である。 本発明の実施形態に従う仮想回線交換（ＶＣＳ）方式を用いた通信資源割り当て方法を示すフローチャートである。 図４で、基地局から専用チャネルの資源を２人のユーザに割り当てた例を示す図である。 本発明の実施形態に従い専用チャネルの資源を共有チャネルの資源に割り当てる過程を示す図である。 本発明の実施形態に従う仮想回線交換（ＶＣＳ）方式を用いる通信資源割り当て方法を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に従う仮想回線交換（ＶＣＳ）方式を用いる端末の受信方法を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に従う基地局送信機の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に従う端末受信機の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に従う仮想回線交換（ＶＣＳ）方式を用いる端末の送信方法を示すフローチャートである。

符号の説明

４０１ ステップＳ４０１
４０３ ステップＳ４０３
４０５ ステップＳ４０５
４０７ ステップＳ４０７
４０９ ステップＳ４０９
４１１ ステップＳ４１１
４１３ ステップＳ４１３

Claims (24)

1. 無線通信システムにおける複数のユーザ端末へデータを転送するための通信資源割り当て方法であって、
   特定ユーザ端末に専用チャネルを割り当てる過程と、
   前記特定ユーザ端末へ転送すべきデータが存在するか否かを確認する過程と、
   第１の区間の間に、前記特定ユーザ端末へ転送すべきデータが存在しない場合、前記第１の区間の間に前記専用チャネルの資源を共有チャネルの資源に臨時に割り当てる過程と、
   次の区間の間に、前記特定ユーザ端末へ転送すべきデータが存在する場合、前記専用チャネルの割り当て情報なしに前記専用チャネルを介してデータを前記特定ユーザ端末へ転送する過程と、
   を含むことを特徴とする通信資源割り当て方法。
2. 共有チャネルを介して異なるユーザデータを転送する過程をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の通信資源割り当て方法。
3. 前記特定ユーザ端末へ転送すべきデータが存在する場合、前記データが初期転送パケットであるか否かを確認する過程と、
   前記転送すべきデータが前記初期転送パケットと確認された場合、前記特定ユーザのフレーム境界開始点で前記専用チャネルを用いてデータを転送する過程と、
   をさらに含み、
   無線通信システムは、ＨＡＲＱ（Hybrid Automatic repeat request）を支援することを特徴とする請求項１記載の通信資源割り当て方法。
4. 前記専用チャネルの資源は、一定周期を置いて割り当てられることを特徴とする請求項１記載の通信資源割り当て方法。
5. 前記データは、ＶｏＩＰ（Voice over Internet Protocol）パケットを含むことを特徴とする請求項１記載の通信資源割り当て方法。
6. 前記特定ユーザ端末へ転送すべきデータ量が前記割り当てられた専用チャネルの容量より大きい場合、前記特定ユーザ端末に共有チャネルを第２の区間の間に追加に臨時的に割り当てる過程を含み、
   前記共有チャネルは、前記第２の区間の間に転送すべきデータが存在しない、異なるユーザの専用チャネルを用いて割り当てられる
   ことを特徴とする請求項１記載の通信資源割り当て方法。
7. 前記専用チャネルを割り当てる過程は、前記特定ユーザ端末に前記共有チャネルの支援の可否を知らせるメッセージを転送することを特徴とする請求項６記載の通信資源割り当て方法。
8. 無線通信システムにおける複数のユーザ端末へデータを転送するように資源割り当てを遂行する基地局装置であって、
   前記複数のユーザ端末へ転送すべきユーザ別データを一時格納するデータバッファと、
   特定ユーザ端末に対して専用チャネルを割り当てて、第１の区間の間に前記特定ユーザ端末へ転送すべきデータが存在しない場合、前記特定ユーザ端末に割り当てられた専用チャネル資源を前記第１の区間の間に臨時に共有チャネル資源に再割り当てするスケジューリングを遂行する資源割り当て器と、
   次の区間の間に、前記特定ユーザ端末へ転送すべきデータが存在する場合、前記専用チャネルの割り当て情報なしに前記専用チャネルを介してデータを前記特定ユーザ端末に送信する送信機と、
   を含むことを特徴とする基地局装置。
9. 前記資源割り当て器は、前記特定ユーザ端末へ転送すべきデータ量が前記特定ユーザ端末に割り当てられた前記専用チャネルの容量より大きい場合、前記特定ユーザ端末に前記共有チャネルをさらに第２の区間の間に臨時的に割り当て、
   前記共有チャネルは、前記第２の区間の間に転送すべきデータが存在しない、異なるユーザの専用チャネルを用いて割り当てられることを特徴とする請求項８記載の基地局装置。
10. 前記資源割り当て器は、前記送信機を通じて前記特定ユーザ端末に前記共有チャネルの支援の可否を知らせるメッセージを転送するように構成されることを特徴とする請求項９記載の基地局装置。
11. 前記資源割り当て器は、前記特定ユーザ端末へ転送すべきデータが初期転送パケットと確認された場合、前記特定ユーザのフレーム境界開始点で、前記専用チャネルを用いたデータの転送をスケジューリングするように構成され、
    前記無線通信システムは、ＨＡＲＱ（Hybrid Automatic repeat request）を支援することを特徴とする請求項８記載の基地局装置。
12. 前記データは、ＶｏＩＰ（Voice over Internet Protocol）パケットを含むことを特徴とする請求項１１記載の基地局装置。
13. 無線通信システムにおけるユーザ端末のデータ受信方法であって、
    基地局から前記データ受信のための専用チャネルの割り当てを受ける過程と、
    共有チャネルを監視して前記データ受信のための制御情報を受信する過程と、
    前記専用チャネルを介して転送されるデータを受信すると共に、前記制御情報の受信結果に従い、前記共有チャネルを介して自身のデータが転送されることと確認された場合、前記共有チャネルから第１の区間の間にデータを受信する過程と、
    を含み、
    前記共有チャネルは、前記第１の区間の間に転送すべきデータが存在しない、異なるユーザの専用チャネルを用いて割り当てられることを特徴とするユーザ端末のデータ受信方法。
14. 前記基地局から前記共有チャネルの支援の可否を知らせるメッセージを受信する過程をさらに含むことを特徴とする請求項１３記載のユーザ端末のデータ受信方法。
15. 前記転送されるデータが初期転送パケットである場合、フレーム境界開始点で前記データを受信する過程をさらに含み、前記無線通信システムは、ＨＡＲＱ（Hybrid Automatic repeat request）を支援することを特徴とする請求項１３記載のユーザ端末のデータ受信方法。
16. 前記データは、ＶｏＩＰ（Voice over Internet Protocol）パケットを含むことを特徴とする請求項１５記載のユーザ端末のデータ受信方法。
17. 無線通信システムにおける基地局からデータを受信する端末装置であって、
    ダウンリンク信号を復調して共有チャネルと関連した制御情報を受信する制御チャネル復調器と、
    無線チャネルから受信された信号を復調してパケットデータを出力するデータチャネル復調器と、
    専用チャネルの受信を制御することは勿論、前記制御情報の受信結果に従い前記共有チャネルを介して自身のデータが転送されることと確認された場合、前記第１の区間の間に、前記共有チャネルから受信された信号を復調するように前記データチャネル復調器を制御するデータ復調制御器と、
    を含み、
    前記共有チャネルは、前記第１の区間の間に転送すべきデータが存在しない、異なるユーザの専用チャネルを用いて割り当てられることを特徴とする端末装置。
18. 前記制御チャネル復調器は、前記基地局から前記共有チャネルの支援の可否を知らせるメッセージを受信するように、さらに構成されることを特徴とする請求項１７記載の端末装置。
19. 前記データ復調制御器は、前記転送されるデータが初期転送パケットである場合、フレーム境界開始点で前記データの受信を制御するように、さらに構成され、
    無線通信システムは、ＨＡＲＱ（Hybrid Automatic repeat request）を支援することを特徴とする請求項１７記載の端末装置。
20. 前記データは、ＶｏＩＰ（Voice over Internet Protocol）パケットを含むことを特徴とする請求項１９記載の端末装置。
21. 無線通信システムにおけるユーザ端末のデータ送信方法であって、
    基地局から前記データ送信のための専用チャネルの割り当てを受ける過程と、
    共有チャネルを監視して前記データ送信のための制御情報を受信する過程と、
    前記制御情報を通じて前記専用チャネルの資源が異なるユーザ端末に固定的にあるいは臨時的に割り当てられるか否かを確認する過程と、
    前記専用チャネルの資源が異なるユーザ端末に固定的に割り当てられた場合、前記専用チャネルの資源から前記異なるユーザ端末に固定的に割り当てられた資源を除外した、残りの資源を用いて前記データ送信を遂行する過程と、
    を含み、
    前記制御情報は、前記専用チャネルの資源が異なるユーザ端末に固定的にあるいは臨時的に割り当てられるか否かを指示する情報を含むことを特徴とするユーザ端末のデータ送信方法。
22. 前記専用チャネルの資源が異なるユーザ端末に臨時的に割り当てられた場合、前記異なるユーザ端末に対する資源割り当ての満了以後、前記異なるユーザ端末に臨時的に割り当てられた資源を含む資源を用いてデータを送信する過程をさらに含むことを特徴とする請求項２１記載のユーザ端末のデータ送信方法。
23. 無線通信システムにおけるデータを基地局へ送信する端末装置であって、
    ダウンリンク信号を復調して共有チャネルと関連した制御情報を受信する制御チャネル復調器と、
    無線チャネルへの送信信号を変調して出力するデータチャネル変調器と、
    前記制御情報の受信結果に従い、専用チャネルの資源が異なるユーザ端末に固定的にあるいは臨時的に割り当てられるか否かを確認し、前記専用チャネルの資源が異なるユーザ端末に固定的に割り当てられた場合、前記専用チャネルの資源から異なるユーザ端末に固定的に割り当てられた資源を除外した、残りの資源を用いて前記データ送信を遂行するように、前記データチャネル変調器を制御するデータ変調制御器と、
    を含み、
    前記制御情報は、前記専用チャネルの資源が異なるユーザ端末に固定的にあるいは臨時的に割り当てられるか否かを指示する情報を含むことを特徴とする端末装置。
24. 前記データ変調制御器は、前記専用チャネルの資源が臨時的に割り当てられた場合、前記異なるユーザ端末に対する資源割り当ての満了以後、前記異なるユーザ端末に臨時的に割り当てられた資源を含む資源を用いてデータを送信するように前記データチャネル変調器を制御することを特徴とする請求項２３記載の端末装置。

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