JP5167883B2 - 無線通信システム、移動局、無線基地局及びデータ転送方法 - Google Patents

Description

本発明は、移動局と無線基地局を有する無線通信システム、その移動局と無線基地局及びデータ転送方法に関する。

３ＧＰＰ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）では、無線基地局と移動局との間において、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）による無線通信システムが提案されている。

ＬＴＥでは、パケット交換型のアクセス方式が採用され、ＶｏＩＰ（Ｖｏｉｃｅ ｏｖｅｒ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）サービスにおいて、最初にデータを移動局から無線基地局に転送する場合、無線帯域を有効利用するために、上りリンク（ＵＬ）帯域が割り当てられていない。このため、データを送信したい移動局（ＵＥ：Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）は、無線基地局（ｅＮＢ：ｅｖｏｌｖｕｄ Ｎｏｄｅ Ｂ）に対して自移動局がデータを送るための上りリンク帯域割り当てを要求する。

図１に従来の上りリンク帯域割り当て要求の様子を示す。同図中、データを送信したい移動局１，２，３はＲＡＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｈａｎｎｅｌ）を用いて無線基地局に対し上りリンク帯域割り当てを要求する。このうち、例えば移動局２の上りリンク帯域割り当て要求が無線基地局で識別される。なお、移動局４は既に上りリンク帯域が割り当てられており、割り当てられた上りリンク帯域でＶｏＩＰデータを送信している。

図２に従来の上りリンク帯域割り当てのシーケンスを示す。同図中、移動局（ＵＥ）からの上りリンク帯域割り当て要求に対して、無線基地局（ｅＮＢ）は応答（ＤＬ−ＳＣＨ）により上りリンク帯域情報を移動局に返す。移動局は、これにより割り当てられた上りリンク帯域にてＶｏＩＰデータを転送する。

なお、キューにデータパケットが格納されると、可変ビットレート信号（ＶｏＩＰ，圧縮映像）でＭＡＣ拡張ヘッダにてアップストリーム帯域要求をピギーバックとしてデータと共に送ることが提案されている（特許文献１参照）。
特開２００２−９４５３３号公報

図３は、従来技術によるＶｏＩＰデータ転送シーケンスを示す。

ここで、移動局は、無音状態（音声データが無い状態）では、音声データが発生するまで上りリンク帯域を要求しない。

ステップＳ１．音声データが発生すると、移動局はＲＡＣＨシーケンスを使って上りリンク帯域を要求する。

ステップＳ２．無線基地局は、所定の周期（例えば１０ｍｓｅｃ）で、この上りリンク帯域要求で当該移動局に上りリンク帯域を割り当てる。なお、移動局からの指示が無い限り、移動局に割り当てた上りリンク帯域は維持される。

ステップＳ３．移動局は割り当てられた上りリンク帯域を用いて音声データ（ＶｏＩＰデータ）を転送する。

ステップＳ４．無音状態になると、移動局は上りリンク帯域割り当て解除要求を無線基地局に転送する。

その後、再び音声データが発生すると、再びステップＳ１からステップＳ４を実行する。

上記のシーケンスでは、移動局で無音状態から音声データが発生した時、必ずＲＡＣＨシーケンス（ステップＳ１）が発生する。ＲＡＣＨシーケンスは他の移動局との競合によって無線基地局に識別されない場合があるため、その場合は発生した音声データの転送が遅れ、データ転送効率が悪化するという問題が生じる。

開示の無線通信システムは、上記の点に鑑みなされたものであり、データ転送の遅れを低減できることを目的とする。

開示の一実施態様による無線通信システムは、無線基地局の帯域割り当てを受信した移動局から割り当てられた帯域で前記無線基地局にデータを転送する無線通信システムであって、
移動局で次に転送するデータが無い状態を検出した時、次の帯域割り当て周期を延長する要求を今回転送するデータに相乗りさせて前記無線基地局に転送し、
前記無線基地局で前記要求に基づいて次の帯域割り当て周期を延長し、
前記次に転送するデータが無い状態の検出が連続した場合に、次の帯域割り当て周期を更に延長した要求を無効データに相乗りさせて前記無線基地局に転送する。

開示の一実施態様による移動局は、無線基地局の帯域割り当てを受信した移動局から割り当てられた帯域で前記無線基地局にデータを転送する無線通信システムの移動局であって、
次に転送するデータが無い状態を検出する検出手段と、
前記検出手段で次に転送するデータが無い状態を検出した時、次の帯域割り当て周期を延長する要求を今回転送するデータに相乗りさせて前記無線基地局に転送する第１の相乗り転送手段と、
前記次に転送するデータが無い状態の検出が連続した場合に、次の帯域割り当て周期を更に延長した要求を無効データに相乗りさせて前記無線基地局に転送する第２の相乗り転送手段と、を有する。

開示の一実施態様によるデータ転送方法は、無線基地局の帯域割り当てを受信した移動局から割り当てられた帯域で前記無線基地局にデータを転送する無線通信システムのデータ転送方法であって、
移動局で次に転送するデータが無い状態を検出した時、次の帯域割り当て周期を延長する要求を今回転送するデータに相乗りさせて前記無線基地局に転送し、
前記無線基地局で前記要求に基づいて次の帯域割り当て周期を延長し、
前記次に転送するデータが無い状態の検出が連続した場合に、次の帯域割り当て周期を更に延長した要求を無効データに相乗りさせて前記無線基地局に転送する。

開示の無線通信システムによれば、データ転送の遅れを低減できる。

以下、図面に基づいて実施形態について説明する。

＜実施形態の概要＞
本実施形態においては、ＶｏＩＰサービス等で、移動局から無線基地局に所定の周期（例えば無線フレーム周期の１０ｍｓｅｃ）でＶｏＩＰデータを転送している際に、移動局で無音状態が検出された場合には、次の上りリンク帯域を要求する周期をＭＡＣ制御情報としてＶｏＩＰデータに相乗りさせて移動局から無線基地局に送信することで、余分な上りリンク帯域割り当てを抑えながら、移動局中心の無駄なデータ転送を行わず、迅速で動的な上りリンク帯域の取得を可能とする。

また、無線基地局が上りリンク帯域を割り当てる上りリンク帯域割り当て周期を移動局から可変することで、上りリンク帯域を要求できるようになった時にＲＡＣＨシーケンスを発生させずに無線基地局からの上りリンク帯域割り当てを受けることができ、上りリンク帯域割り当て周期が延びることで帯域の有効利用を可能とする。

ここで、次の上りリンク帯域割り当て周期は、システムパラメータ（経験値）で決めるが、移動局で無音状態が検出されない場合に無線基地局から次の上りリンク帯域が割り当てられる所定の周期を無線フレーム周期（例えば１０ｍｓｅｃ）として説明する。

無線基地局から次の上りリンク帯域が割り当てられた時点で、最初の無音検出時には、上りリンク帯域割り当て周期を例えば５０ｍｓｅｃ（又は２０ｍｓｅｃ）として上りリンク帯域割り当てを無線基地局から実施する。

連続して２回目の無音検出時には、上りリンク帯域割り当て周期を例えば１００ｍｓｅｃとして上りリンク帯域割り当てを無線基地局から実施する。

連続して３回目の無音検出時には、上りリンク帯域割り当て周期を例えば２００ｍｓｅｃとして上りリンク帯域割り当てを無線基地局から実施する。

連続して４回目の無音検出時には、上りリンク帯域割り当て周期を例えば１ｓｅｃとして上りリンク帯域割り当てを無線基地局から実施する。

更に、次の上りリンク帯域割り当て周期が、たまたま長周期（例えば１００ｍｓｅｃや２００ｍｓｅｃ）になっている時に突然音声データが発生した場合、突然発生した音声データをキューにバッファリングしたとしても、数百ミリ秒程度の遅れであるため使用上は何ら問題無い。

つまり、無線基地局ではＶｏＩＰデータに相乗りされてきた上りリンク帯域割り当て周期要求情報（以下、「周期要求情報」という）をデコードすれば、移動局が次に要求している上りリンク帯域の周期を認識できる。これによって無音になる前の最終ＶｏＩＰデータに周期要求情報を相乗りすることで、上りリンク帯域周期要求メッセージ用の帯域を不要とすることができる。

＜移動局と無線基地局のプロトコルスタック構成＞
図４は、移動局と無線基地局の一実施形態のプロトコルスタック構成例を示す。同図中、移動局（ＵＥ）１０は、ユーザプレーン１１とコントロールプレーン１２を有する。ユーザプレーン１１は、例えば多人数接続を行う場合を想定して、ユーザプレーン１１ａ，１１ｂを有する。ユーザプレーン１１ａは上りリンク（ＵＬ）と下りリンク（ＤＬ）を有し、ユーザプレーン１１ｂには上りリンク（ＵＬ）を有する。

ユーザプレーン１１ａ，１１ｂの上りリンクにおいては、ＰＤＣＰ（Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）層１３ａ，１３ｂとＲＬＣ（Ｒａｄｉｏ Ｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ）層１４ａ，１４ｂとの間にキュー（データバッファ）１５ａ，１５ｂが設けられており、また、ＲＬＣ層１４ａ，１４ｂとＭＡＣ（Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）層１６との間にキュー１７ａ，１７ｂが設けられている。

また、ユーザプレーン１１ａの下りリンクではＲＬＣ層１４ｃとＭＡＣ層１６との間にキュー１７ｃが設けられている。コントロールプレーン１２ではＲＬＣ層１４ｄとＭＡＣ層１６との間にキュー１７ｄ，１７ｅが設けられている。

ＭＡＣ層１６から物理層１８への転送時はキュー１７ａ，１７ｂからデータを収集し、ＭＡＣ−ＰＤＵ（Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｄａｔａ Ｕｎｉｔ）を生成する。この時、ＭＡＣ制御情報（ＭＣ）はＭＡＣ層１６にて生成され、物理層１８に転送する際にＭＡＣ−ＰＤＵに結合される。ＭＡＣ制御情報（ＭＣ）には帯域要求情報や周期要求情報などの情報が入る。

なお、移動局１０のＭＡＣ層１６では、キュー１５ａ，１５ｂとキュー１７ａ，１７ｂの双方に蓄積データが無く、該当ユーザプレーンの無音検出タイマ１６ｔ１がタイムアウトしていることを真の判定条件として無音状態を検出する。無音検出時はＭＡＣ制御情報（ＭＣ）に周期要求情報を該当領域（フォーマット内の規定されたフィールド）に挿入する。なお、無音検出タイマ１６ｔ１はＭＡＣ層１６がベアラ（ユーザプレーン）毎に生成するタイマである。

無線基地局（ｅＮＢ）２０は、複数のユーザプレーン２１＃１〜２１＃５１２とコントロールプレーン２２を有する。各ユーザプレーン２２の上りリンク及び下りリンクにおいて、ＲＬＣ層２４ａ，２４ｂとＭＡＣ層２６との間にキュー２７ａ，２７ｂが設けられている。

ＭＡＣ制御情報（ＭＣ）はＭＡＣ層１６，２６のみで認識解読されるので、無線基地局２０では、ＭＡＣ制御情報（ＭＣ）は帯域要求情報又は周期要求情報として、ＭＡＣ層２６からコントロールプレーン２２のキュー２７ｅ，ＲＬＣ層２４ｄ，ＰＤＣＰ層２３ｄを介さずに、直接、コントロールプレーン２２のＲＲＣ（Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）層２９に転送され、ＲＲＣ層２９からＲＲＭ（Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｍａｎｅｇｅｍｅｎｔ）層３０に供給される。

ＲＲＭ層３０は、その帯域要求情報又は周期要求情報を基にユーザプレーン２１＃１〜２１＃５１２毎の無音検出タイマ１６ｔ１を起動し、該当移動局に次の割り当てタイミングで上りリンク帯域割り当て処理を実施する。

＜ＭＡＣ−ＰＤＵのフォーマット＞
図５は、ＭＡＣ層で使用するＭＡＣ−ＰＤＵの一実施形態のフォーマットを示す。同図中、ＭＡＣ−ＰＤＵは、ＭＡＣヘッダと、ＭＡＣ制御ＳＤＵ（Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｄａｔａ Ｕｎｉｔ）と、ＭＡＣ−ＳＤＵを有する。

ＭＡＣ−ＳＤＵは、ＶｏＩＰデータを含むユーザアプリケーションデータにＰＤＣＰにヘッダとＲＬＣヘッダを付加した構成である。

このＭＡＣ制御ＳＤＵが前述のＭＡＣ制御情報（ＭＣ）であり、４種類のタイプと、４種類のサブタイプと、次の割り当て周期と、送信電力情報とを有している。タイプはバイナリ表示で‘００’が上りリンク帯域要求（「帯域要求」と略す）であることを通知し、‘１１’が無音時の割り当て周期要求（「周期要求」と略す）であることを通知し、この場合に以下のサブタイプが有効となる。

サブタイプは、例えばバイナリ表示で‘００’が割り当てられた周期を取りやめることを通知する。

サブタイプの‘０１’は実際に次の周期を要求することを通知する。この時にのみ、「次の割り当て周期」が有効になる。

この「次の割り当て周期」の周期分が経過した時に、無線基地局は該当移動局の上りリンク帯域割り当てを下りリンクの制御チャンネルに入れて通知する。移動局は、随時、その下りリンクの制御チャンネルをデコードしているので、自移動局が上りリンク帯域を割り当てられたことを検出できる。

サブタイプの‘１０’は割り当て周期を変更することを通知する。このフォーマットを用いて割り当て周期を変更することが可能となる。

なお、タイプが‘００’で上りリンク帯域要求である場合、通常、ＶｏＩＰデータは固定長としても処理が可能であるので上りリンク帯域の要求値を設定する必要は無いが、必要があれば「次の割り当て周期」の欄に、要求する上りリンク帯域の値を設定する。

＜動作シーケンス＞
図６は、無線通信システムの一実施形態のＶｏＩＰデータ転送シーケンスを示す。

ステップＳ１１．音声データが発生すると、移動局はＲＡＣＨシーケンスを使って上りリンク帯域を要求する。

ステップＳ１２．無線基地局は、この上りリンク帯域要求で当該移動局に上りリンク帯域を割り当てる。なお、移動局からの指示が無い限り、移動局に割り当てた上りリンク帯域は無線基地局に維持される。

ステップＳ１３．移動局は割り当てられた上りリンク帯域を用いて音声データ（ＶｏＩＰデータ）を転送する。

ここで、ユーザプレーン１１ａの無音状態を検出する場合、キュー１７ａ，１７ｂにＲＬＣ−ＳＤＵデータが入っており、かつ、キュー１５ａ，１５ｂにＰＤＣＰ−ＰＤＵデータが入っていない時に、無音検出タイマ１６ｔ１を例えば１０ｍｓｅｃに設定して無線フレーム周期（１０ｍｓｅｃ）と一致させて起動する。この無音検出タイマ１６ｔ１がタイムアウトした時点でキュー１７ａ，１７ｂ，１５ａ，１５ｂの全てにデータが無い状態を検出した時に無音検出と判断する。

なお、無音検出タイマ１６ｔ１はＭＡＣ層１６でベアラ（ユーザプレーン）毎に設けられている。つまり、ユーザプレーン１１ａの無音検出はキュー１７ａ，１７ｂ，１５ａ，１５ｂにデータが無い状態で、該当の無音検出タイマ１６ｔ１がタイムアウトした時点で行われる。

上記の無音検出が行われると、ステップＳ１３では、次の上りリンク帯域を要求する周期（例えば５０ｍｓｅｃ）の周期要求情報をＭＡＣ制御情報として音声データ（ＶｏＩＰデータ）に相乗りさせて移動局から無線基地局に送信する。

ステップＳ１４．無線基地局では、次の割り当て周期を、周期要求情報で通知された時間（Ｔ１）後とし、その分遅らせて該当移動局に上りリンク帯域を割り当てる。この時、割り当てる帯域は、前回の割り当て帯域と同一とする。

すなわち、無線基地局のＲＲＭ層３０では、該当移動局の次の要求周期（Ｔ１）を周期タイマ３０ｔ１で測り、周期タイマ３０ｔ１がタイムアウトした時点で上りリンク帯域割り当て情報を下りリンク（ＤＬ−ＳＣＨ）によって通知する。

ステップＳ１５．該当移動局は自身が希望する時間（先に、周期要求情報で通知した時間Ｔ１）で上りリンク帯域割り当てがあったことを認識し、次に発生したＶｏＩＰデータのＰａｙｌｏａｄ＃２，＃３をまとめて無線基地局へ送信する。

この時、ＲＡＣＨシーケンスは実行されない。また、移動局自身が希望する時間とは、ＶｏＩＰデータが自移動局の所持するキュー１７ａ，１７ｂ，１５ａ，１５ｂに溜めることができるだけのデータ量である。

ここでキューがあふれた場合は移動局にてシュエーピングを実施することで対応できる。ＶｏＩＰ等ではパケットが多少遅れても、また廃棄されても問題無いサービスと考えられるので、このような処理で良い。ＶｏＩＰでは、通常の転送フレーム間隔は１０ｍｓｅｃからであるが、６０ｍｓｅｃまでまとめて転送しても４８０バイト程度の容量なので、ＭＴＵ（Ｍａｘ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｕｎｉｔ：最大転送単位）値を通常１５００バイトとすると、１２０ｍｓｅｃまで延ばすことも可能である。なお、１８０ｍｓｅｃとした場合もキューの容量さえあれば実施可能である。

このように、該当移動局は自身が希望する時間で上りリンク帯域割り当てがあったことを認識すると、次に発生したＶｏＩＰデータを無線基地局へ送信し、この時、ＲＡＣＨシーケンスは実行されない。このため、他の移動局がステップＳ１６でＲＡＣＨシーケンスを使って上りリンク帯域を要求した場合、このＲＡＣＨシーケンスが無線基地局で別の移動局のＲＡＣＨシーケンスと競合する確率は低減し、データ転送の遅れを低減できる。

＜移動局の処理＞
図７は、移動局が実行する上りリンク帯域要求処理のフローチャートを示す。この処理のポイントは移動局で無音状態（データが無い状態）を認識すると、次の割り当て周期を要求するＭＡＣ制御情報を生成し転送する点である。

図７において、ステップＳ３１で、ＶｏＩＰデータに相乗りして帯域要求する処理のフラグである常時帯域要求実施フラグをオフとする。また、次回割り当てまでの周期（遅延時間）を要求する処理のフラグである周期割り当てフラグをオフとする。

ステップＳ３２でＶｏＩＰの終了か否かを判別し、終了でなければステップＳ３３で上りリンクデータ（ＵＬデータ）が発生したか否かを判別する。

上りリンクデータが発生した場合にはステップＳ３４で現在のＭＡＣ−ＰＤＵデータ量を計算する。次に、ステップＳ３５で常時帯域要求実施フラグがオン、又は、周期割り当てフラグがオンであるかを判別する。

初回のＶｏＩＰデータが発生した場合にはステップＳ３６でＲＡＣＨ処理による帯域要求を実施し、ステップＳ３７で無線基地局からの上りリンク帯域の割り当てを検出するとステップＳ３８に進む。

一方、ステップＳ３５で常時帯域要求実施フラグがオン、又は、周期割り当てフラグがオンの場合は、ステップＳ３９で無線基地局からの上りリンク帯域の割り当てを検出するとステップＳ３８に進む。

ステップＳ３８では常時帯域要求実施フラグをオンにし、周期割り当てフラグをオフにする。また、周期更新タイマ１６ｔ２をリセットかつ停止して要求周期の初期化を行う。なお、周期更新タイマ１６ｔ２はＭＡＣ層１６がベアラ（ユーザプレーン）毎に生成するタイマであり、無音検出タイマ１６ｔ１設定値（例えば１０ｍｓｅｃ）のｎ倍（例えばｎは２〜８程度の値）の値が自動的に設定される。

次に、ステップＳ４０で次の音声データがキュー１５ａ，１５ｂに滞留しているか否かを判別する。音声データが滞留していればステップＳ４１で無音検出タイマ１６ｔ１をクリアし、ステップＳ４２で次の送信データ量（キュー１７ａ，１７ｂの音声データ滞留量）を上りリンク帯域要求量とするＭＡＣ制御情報（タイプ‘００’）を有し、音声データをＭＡＣ−ＳＤＵに乗せた図５に示すＭＡＣ−ＰＤＵを生成する。

この後、ステップＳ４３で上りリンクデータのスケジューリングを行い、ステップＳ４４で上りリンクデータの転送を行った後、ステップＳ３２に進む。

ステップＳ４０で音声データが滞留していない場合は、ステップＳ４６で無音検出タイマ１６ｔ１を起動し、ステップＳ４７で常時帯域要求実施フラグをオフにし、周期割り当てフラグをオンにする。また、周期更新タイマ１６ｔ２を起動する。

次に、ステップＳ４８で無音検出タイマ１６ｔ１の設定値が無線フレーム周期と同一であるかを判別し、同一であればステップＳ４９で次の上りリンク帯域割り当て周期及び無音検出タイマ１６ｔ１の設定値を例えば５０ｍｓｅｃに設定し、これに応じて周期更新タイマ１６ｔ２の設定値をｎ×５０ｍｓｅｃに設定し、周期要求情報つまり無音時処理のＭＡＣ制御情報（タイプ‘１１’）を生成する。そして、ステップＳ４３で上りリンクデータのスケジューリングを行い、ステップＳ４４で上りリンクデータの転送を行った後、ステップＳ３２に進む。

ステップＳ４８で同一で無ければステップＳ５０で次の送信データ量、つまり、上りリンク帯域を最小限としてＭＡＣ制御情報（タイプ‘００’）を生成する。そして、ステップＳ４３で上りリンクデータのスケジューリングを行い、ステップＳ４４で上りリンクデータの転送を行った後、ステップＳ３２に進む。

一方、ステップＳ３３で上りリンクデータの発生が無い場合には、ステップＳ５１で周期割り当てフラグがオンか否かを判別し、周期割り当てフラグがオンであればステップＳ５２に進む。周期割り当てフラグがオフであればステップＳ６０に進む。このステップＳ６０に進むパスは、初回のみ、つまり、ＲＡＣＨシーケンスの上りリンク帯域要求を実施するまでである。

ステップＳ５２では無線基地局からの上りリンク帯域の割り当てを検出し、これが検出された場合にのみステップＳ５３に進む。

ステップＳ５３では、周期更新タイマ１６ｔ２のタイムアップを判別し、周期更新タイマ１６ｔ２がタイムアップした時にのみステップＳ５４を実行する。ステップＳ５４では次の上りリンク帯域割り当て周期及び無音検出タイマ１６ｔ１の設定値を１００ｍｓｅｃ（直前の設定値が５０ｍｓｅｃの場合）又は２００ｍｓｅｃ（直前の設定値が１００ｍｓｅｃの場合）又は１ｓｅｃ（直前の設定値が２００ｍｓｅｃの場合）に延長して更新し、これに応じて周期更新タイマ１６ｔ２の設定値を延長して更新し、この周期更新タイマ１６ｔ２を起動する。

次に、ステップＳ５６で無音検出タイマ１６ｔ１がタイムアウトしているか否かを判別する。タイムアウトしているか場合にはステップＳ５７で次の上りリンク帯域割り当て周期を用いて周期要求情報つまり無音時処理のＭＡＣ制御情報（タイプ‘１１’）を生成する。この際にペイロード部分（図５におけるＭＡＣ−ＳＤＵ部分）は無効データで埋める。そして、ステップＳ５８で無音検出タイマ１６ｔ１を再起動する。

一方、ステップＳ５６で無音検出タイマ１６ｔ１がタイムアウトしていない場合にはステップＳ５９で疑似データ（無効データで埋める）を生成する。なお、無音検出タイマ１６ｔ１と上りリンク帯域割り当て周期は一致しているが、移動局と無線基地局とで異なるタイマを用いているため、頻度は極めて低いものの各タイマのタイミングがずれ、ステップＳ５９を実施する場合もあり得る。しかし、疑似データを転送する頻度は極めて低いため、データ転送効率を向上することができる。

この後、ステップＳ６０でリフレッシュタイマ１６ｔ３がタイムアウトしているか否かを判別し、リフレッシュタイマ１６ｔ３がタイムアウトしている時はステップＳ６１で常時帯域要求実施フラグをオフとし、周期割り当てフラグをオフとする。この後、ステップＳ３２に進む。なお、リフレッシュタイマ１６ｔ３は、ＭＡＣ層１６がベアラ（ユーザプレーン）毎に生成するタイマであり、数分から数１０分程度の所定期間、上りリンク帯域割り当て周期を長周期（例えば１００ｍｓｅｃや２００ｍｓｅｃ）として無音処理した後に、改めてＲＡＣＨシーケンスから処理を再開するために設けられたものであり、必ずしもステップＳ６０，Ｓ６１を設ける必要は無い。

＜無線基地局の処理＞
図８は、無線基地局が実行する処理のフローチャートを示す。無線基地局が実行する処理は３つのタスクから構成されている。即ち、図８（Ａ）に示すＲＲＭ層３０の処理と、図８（Ｂ）に示すＲＲＣ層２９の処理と、図８（Ｃ）に示すＭＡＣ層２６の処理である。

図８（Ｃ）において、ＭＡＣ層２６はステップＳ７１で移動局から受信した信号にＭＡＣ制御情報（ＭＣ）があるか否かを判別する。ＭＡＣ制御情報がある場合にはステップＳ７２でＭＡＣ制御情報のタイプを判別し、ＭＡＣ制御情報のタイプが上りリンク帯域要求であればステップＳ７３でＲＲＣ層２９に対し帯域要求を通知する。一方、ＭＡＣ制御情報のタイプが無音時の割り当て周期要求であればステップＳ７４でＲＲＣ層２９に対し周期要求を通知する。

図８（Ｂ）において、ＲＲＣ層２９はステップＳ７５でＲＡＣＨシーケンス又はＭＡＣ制御情報のイベントがあるか否かを判別する。ＲＡＣＨシーケンス又はＭＡＣ制御情報のイベントがある場合はステップＳ７６で上記イベントに帯域要求又は周期要求があるか否かを判別し、帯域要求又は周期要求がある場合にはステップＳ７７でＲＲＭ層３０に帯域要求又は周期要求を通知する。一方、帯域要求又は周期要求が無い場合にはステップＳ７８でその他のイベントに応じた応答を行う。

図８（Ａ）において、ＲＲＭ層３０はステップＳ８１で基地局リセットであるか否かを判別し、基地局リセットでは無い場合にステップＳ８２で帯域要求又は周期要求があるか否かを判別し、帯域要求又は周期要求がある場合にステップＳ８３に進む。ステップＳ８３では帯域割り当て又は周期割り当ての処理を実施する。この後、ステップＳ８４で割り当てた上りリンク帯域又は上りリンク帯域割り当て周期をＭＡＣ層２６に通知する。

＜上りリンク帯域割り当てタイミング＞
図９は、上りリンク帯域割り当てタイミングを説明するためのシーケンスを示す。ここでは無線フレーム周期をＴＴＩ（例えばＴＴＩ＝１０ｍｓｅｃ）とする。また、無音検出タイマの周期も最初は１０ｍｓｅｃとしている。

移動局から音声（Ａ）を乗せた上りリンクを送信する際に、次に送信する音声（Ｂ）の上りリンク帯域を要求するＭＡＣ制御情報をＶｏＩＰデータに相乗りさせ無線基地局に通知する。また、音声（Ｂ）を乗せた上りリンクを送信する際に、次に送信する音声（Ｃ）の上りリンク帯域を要求するＭＡＣ制御情報をＶｏＩＰデータに相乗りさせ無線基地局に通知する。

移動局から音声（Ｃ）を乗せた上りリンクを送信する際には、無音検出がされているため、次の上りリンク帯域割り当て周期として例えば２０ｍｓｅｃを要求するＭＡＣ制御情報（周期要求情報）をＶｏＩＰデータに相乗りさせ無線基地局に通知する。

周期要求情報を受け取った無線基地局では、その周期要求情報を基に周期タイマを起動し、次の割り当て時間に下りリンク制御チャンネルに上りリンク割り当て情報を乗せて送信する。

それを受信した移動局は音声データが無ければ、無効データに次の帯域割り当て周期を相乗りさせて送信し、音声があれば、音声データに上りリンク帯域要求を相乗りさせて無線基地局に送信する。

なお、リフレッシュを行う場合は、上りリンク割り当て周期の要求をしないで、データ発生を待ち、移動局は音声（Ｄ）の発生によりＲＡＣＨシーケンスで帯域を要求する。

これによって無線基地局と移動局が、あたかも初めてデータをやり取りするかのように動作する。このリフレッシュ処理は同期を取ることに似ており、例えば無線基地局側の周期タイマの異常を回避するために利用される。

＜移動局の構成＞
図１０は、移動局の一実施形態の実装例を示す。同図中、図４と同一部分には同一符号を付す。図１０において、入力データはメモリ領域５０に格納される。ＰＤＣＰ層１３ａはメモリ領域５０の入力データから１回で送信するＰＤＣＰペイロードを生成しＲＬＣ層１４ａに供給する。ＲＬＣ層１４ａは上記のＰＤＣＰペイロード情報からＰＬＣペイロードのＰＬＣヘッダを生成しＰＬＣ−ＰＤＵ情報としてＭＡＣ層１６に供給する。

ＭＡＣ層１６は上記のＰＬＣ−ＰＤＵ情報からＭＡＣ−ＳＤＵ情報を生成することでＭＡＣ−ＰＤＵのＭＡＣヘッダを生成する。また、ＭＡＣ層１６は次回に送信するデータがメモリ領域５０に格納されていない状態においては、次の割り当て周期を例えば２０ｍｓｅｃとする周期要求情報のＭＡＣ制御ＳＤＵを生成する。ＭＡＣ層１６は上記ＭＡＣヘッダ及びＭＡＣ制御ＳＤＵ及びＭＡＣ−ＳＤＵからなるＭＡＣ−ＰＤＵを物理層１８に転送して送信する。

なお、上記実施形態では、ＶｏＩＰデータの転送を例にとって説明を行っているが、音声データに限らず、転送するべきデータがバースト的に発生するような場合に適用することができる。
（付記１）
無線基地局の帯域割り当てを受信した移動局から割り当てられた帯域で前記無線基地局にデータを転送する無線通信システムであって、
移動局で次に転送するデータが無い状態を検出した時、次の帯域割り当て周期を延長する要求を今回転送するデータに相乗りさせて前記無線基地局に転送し、
前記無線基地局で前記要求に基づいて次の帯域割り当て周期を延長する
ことを特徴とする無線通信システム。
（付記２）
付記１記載の無線通信システムにおいて、
前記次に転送するデータが無い状態の検出が連続した場合に、次の帯域割り当て周期を更に延長した要求を無効データに相乗りさせて前記無線基地局に転送する
ことを特徴とする無線通信システム。
（付記３）
無線基地局の帯域割り当てを受信した移動局から割り当てられた帯域で前記無線基地局にデータを転送する無線通信システムの移動局であって、
次に転送するデータが無い状態を検出する検出手段と、
前記検出手段で次に転送するデータが無い状態を検出した時、次の帯域割り当て周期を延長する要求を今回転送するデータに相乗りさせて前記無線基地局に転送する相乗り転送手段と、
を有することを特徴とする移動局。
（付記４）
無線基地局の帯域割り当てを受信した移動局から割り当てられた帯域で前記無線基地局にデータを転送する無線通信システムの無線基地局であって、
前記移動局から転送された次の帯域割り当て周期を延長する要求を相乗りさせたデータから前記要求を取り出す要求取出手段と、
前記要求取出手段で取り出した要求に基づいて次の帯域割り当て周期を延長する周期延長手段と、
を有することを特徴とする無線基地局。
（付記５）
無線基地局の帯域割り当てを受信した移動局から割り当てられた帯域で前記無線基地局にデータを転送する無線通信システムのデータ転送方法であって、
移動局で次に転送するデータが無い状態を検出した時、次の帯域割り当て周期を延長する要求を今回転送するデータに相乗りさせて前記無線基地局に転送し、
前記無線基地局で前記要求に基づいて次の帯域割り当て周期を延長する
ことを特徴とするデータ転送方法。
（付記６）
付記３記載の移動局において、
前記相乗り転送手段は、次に転送するデータが無い状態の検出が連続した場合に、次の帯域割り当て周期を更に延長した要求を無効データに相乗りさせて前記無線基地局に転送することを特徴とする移動局。
（付記７）
付記５記載のデータ転送方法において、
前記次に転送するデータが無い状態の検出が連続した場合に、次の帯域割り当て周期を更に延長した要求を無効データに相乗りさせて前記無線基地局に転送する
ことを特徴とするデータ転送方法。

従来の上りリンク帯域割り当て要求の様子を示す図である。 従来の上りリンク帯域割り当てのシーケンスを示す図である。 従来技術によるＶｏＩＰデータ転送シーケンスを示す図である。 移動局と無線基地局の一実施形態のプロトコルスタック構成例を示す図である。 ＭＡＣ−ＰＤＵの一実施形態のフォーマットを示す図である。 無線通信システムの一実施形態のＶｏＩＰデータ転送シーケンスを示すである。 移動局が実行する上りリンク帯域要求処理のフローチャートを示す図である。 無線基地局が実行する処理のフローチャートを示す図である。 上りリンク帯域割り当てタイミングを説明するためのシーケンスを示す図である。 移動局の一実施形態の実装例を示す図である。

符号の説明

１０ 移動局
１１ ユーザプレーン
１２ コントロールプレーン
１３ａ，１３ｂ ＰＤＣＰ層
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ ＲＬＣ層
１５ａ，１５ｂ，１７ａ〜１７ｅ キュー
１６ ＭＡＣ層
１６ｔ１ 無音検出タイマ
１６ｔ２ 周期更新タイマ
１６ｔ３ リフレッシュタイマ
１８ 物理層
２０ 無線基地局
２１＃１〜２１＃５１２ ユーザプレーン
２２ コントロールプレーン
２３ｄ ＰＤＣＰ層
２４ａ，２４ｂ ＲＬＣ層
２６ ＭＡＣ層
２７ａ〜２７ｅ キュー
２６ ＭＡＣ層
２９ ＲＲＣ層
３０ ＲＲＭ層
３０ｔ１ 周期タイマ

Claims (3)

1. 無線基地局の帯域割り当てを受信した移動局から割り当てられた帯域で前記無線基地局にデータを転送する無線通信システムであって、
   移動局で次に転送するデータが無い状態を検出した時、次の帯域割り当て周期を延長する要求を今回転送するデータに相乗りさせて前記無線基地局に転送し、
   前記無線基地局で前記要求に基づいて次の帯域割り当て周期を延長し、
   前記次に転送するデータが無い状態の検出が連続した場合に、次の帯域割り当て周期を更に延長した要求を無効データに相乗りさせて前記無線基地局に転送する
   ことを特徴とする無線通信システム。
2. 無線基地局の帯域割り当てを受信した移動局から割り当てられた帯域で前記無線基地局にデータを転送する無線通信システムの移動局であって、
   次に転送するデータが無い状態を検出する検出手段と、
   前記検出手段で次に転送するデータが無い状態を検出した時、次の帯域割り当て周期を延長する要求を今回転送するデータに相乗りさせて前記無線基地局に転送する第１の相乗り転送手段と、
   前記次に転送するデータが無い状態の検出が連続した場合に、次の帯域割り当て周期を更に延長した要求を無効データに相乗りさせて前記無線基地局に転送する第２の相乗り転送手段と、
   を有することを特徴とする移動局。
3. 無線基地局の帯域割り当てを受信した移動局から割り当てられた帯域で前記無線基地局にデータを転送する無線通信システムのデータ転送方法であって、
   移動局で次に転送するデータが無い状態を検出した時、次の帯域割り当て周期を延長する要求を今回転送するデータに相乗りさせて前記無線基地局に転送し、
   前記無線基地局で前記要求に基づいて次の帯域割り当て周期を延長し、
   前記次に転送するデータが無い状態の検出が連続した場合に、次の帯域割り当て周期を更に延長した要求を無効データに相乗りさせて前記無線基地局に転送する
   ことを特徴とするデータ転送方法。