JP5925566B2 - Wireless communication system, base station, and mobile router - Google Patents

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本発明は、無線通信システム、並びに該無線通信システムにおける基地局、及びモバイルルータに関するものである。   The present invention relates to a radio communication system, a base station in the radio communication system, and a mobile router.

近年、複数の情報機器と無線通信を行い、それぞれのネットワークの中継を行うモバイルルータ(MR)が盛んに開発されている。例えば、家庭内で無線通信機能を有する情報機器(ノートPC、タブレットPC、携帯ゲーム機、携帯音楽プレーヤー、デジタルカメラなど)とモバイルルータとの間でPAN(Personal Area Network)を形成し、モバイルルータを通じて外部ネットワークと接続することが想定される。   In recent years, mobile routers (MR) that perform wireless communication with a plurality of information devices and relay respective networks have been actively developed. For example, a PAN (Personal Area Network) is formed between an information device having a wireless communication function in a home (notebook PC, tablet PC, portable game machine, portable music player, digital camera, etc.) and a mobile router. It is assumed that it is connected to an external network through.

PAN内の無線通信システムとしては、近距離無線通信規格である、Bluetooth(登録商標)、UWB(Ultra Wide Band)、ZigBeeなどが研究開発されているが、現在のところ、無線LANを使用する場合が大半である。無線LANの規格は、IEEE802.11a/b/g/nなど種々あり、QoS(Quality of Service)に関してはIEEE802.11eで定められている。IEEE802.11eでは、図6(a)に示すように、端末に4種類の優先順位(音声/映像/ベストエフォート/バックグラウンド)をつけ、優先度の高いフレームの送信までの待ち時間を低くする、EDCA(Enhanced Distributed Channel Access)という優先制御方法が規定されている。また、図6(b)に示すように、優先度の高いフレームを送ろうとする端末に対して占有してデータを送信できる時間を割り当てる、HCCA(Hybrid Coordination Function Controlled Channel Access)という帯域確保方法が規定されている。HCCAは、端末が平均データレート、フレームサイズ、必要な帯域、タイミングなどTSPEC(Traffic Specification)をアクセスポイントのスケジューラに通知し実現するものである。   As a wireless communication system in the PAN, short-range wireless communication standards such as Bluetooth (registered trademark), UWB (Ultra Wide Band), ZigBee, and the like have been researched and developed, but at present, when a wireless LAN is used. Is the majority. There are various wireless LAN standards such as IEEE802.11a / b / g / n, and QoS (Quality of Service) is defined in IEEE802.11e. In IEEE802.11e, as shown in FIG. 6 (a), four types of priority (audio / video / best effort / background) are assigned to the terminal, and the waiting time until transmission of a frame with high priority is lowered. A priority control method called EDCA (Enhanced Distributed Channel Access) is defined. Also, as shown in FIG. 6B, there is a band securing method called HCCA (Hybrid Coordination Function Controlled Channel Access) that allocates a time during which data can be transmitted exclusively to a terminal that wants to send a frame with a high priority. It is prescribed. HCCA is realized by a terminal notifying an access point scheduler of TSPEC (Traffic Specification) such as average data rate, frame size, necessary bandwidth, timing, and the like.

一方、モバイルルータからは無線LAN,WiMAX,3G,HSPA(High Speed Packet Access),LTE(Long Term Evolution)回線などを通じ、最終的にインターネット網に接続することが可能である。その場合のQoSは、それぞれの規格にて規定されている。例えばLTEであれば、下記の表1に示すように、9段階のQCI(QoS Class Identifier)に応じて、帯域制御の有無、遅延許容時間、パケットロス率などを定めることが知られている(例えば、非特許文献1参照)。QCIが1〜4の場合には帯域保証されるGBR(Guaranteed Bit Rate)が設定され、QCIが5〜9の場合には帯域保証されないNon−GBRが設定される。例えば、音声(VoIP)のようにリアルタイム性が要求されるアプリケーションの場合には、優先度が高く設定され、帯域保証される。一方、Web閲覧や電子メールのようにリアルタイム性が低いアプリケーションの場合には、優先度が低く設定され、帯域保証されない。   On the other hand, the mobile router can be finally connected to the Internet network through a wireless LAN, WiMAX, 3G, HSPA (High Speed Packet Access), LTE (Long Term Evolution) line, or the like. The QoS in that case is defined by each standard. For example, in the case of LTE, as shown in Table 1 below, it is known to determine the presence / absence of bandwidth control, the allowable delay time, the packet loss rate, etc. according to nine stages of QCI (QoS Class Identifier) ( For example, refer nonpatent literature 1). When the QCI is 1 to 4, a GBR (Guaranteed Bit Rate) with a guaranteed bandwidth is set, and when the QCI is 5 to 9, a non-GBR with no bandwidth guaranteed is set. For example, in the case of an application such as voice (VoIP) that requires real-time performance, the priority is set high and the bandwidth is guaranteed. On the other hand, in the case of an application with a low real-time property such as Web browsing or e-mail, the priority is set low and the bandwidth is not guaranteed.

Figure 0005925566
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なお、LTEシステムアーキテクチャーや全体を通してのベアライメージは、例えば非特許文献2に開示されている。   The LTE system architecture and the bearer image throughout are disclosed in Non-Patent Document 2, for example.

”3GPP TS 23.203”, Release 10, 3GPP, 2011.06, p34-36“3GPP TS 23.203”, Release 10, 3GPP, 2011.06, p34-36 ”3GPP TS 23.401”, Release 10, 3GPP, 2011.06, p16,61“3GPP TS 23.401”, Release 10, 3GPP, 2011.06, p16,61

PAN内の情報機器を、モバイルルータを通じて公衆無線網に接続する場合、情報端末〜モバイルルータ、モバイルルータ〜無線基地局のそれぞれの通信方式によりQoSの実施方法及び通信速度が異なり、エンド・ツー・エンドのトータルセッションで見た場合の一貫したQoSを確保することは考慮されていない。例えば、PAN内で現在主に用いられている無線LAN通信方式(例えばIEEE802.11gなど)は、3G回線よりは高速であるが、LTE回線よりは低速である。PAN内での回線速度に応じたQoSレベルを選択し、無線部分のQoSもそれに合わせて決定した場合、公衆無線上の回線速度がPANより高速である場合は、ハイレベル過ぎるQoSを無駄に選択するおそれがある。   When connecting information devices in a PAN to a public wireless network through a mobile router, the QoS implementation method and communication speed differ depending on the communication method of the information terminal to the mobile router and the mobile router to the wireless base station. Ensuring consistent QoS when viewed in the end total session is not considered. For example, a wireless LAN communication method (for example, IEEE802.11g) that is mainly used in the PAN is faster than a 3G line but slower than an LTE line. If the QoS level corresponding to the line speed in the PAN is selected and the QoS of the radio part is determined accordingly, if the line speed on the public radio is faster than the PAN, the QoS that is too high is wasted. There is a risk.

また、電波状況も異なる場合が多いがそれについても考慮されておらず、無線区間トータルで連携したQoS制御は行われていない。例えば、PAN内の電波状況が悪ければ、いくら公衆無線網側でハイレベルのQoSを実施しても、トータルでは無駄になる可能性が高い。   In addition, there are many cases where the radio wave conditions are different, but this is not also taken into consideration, and QoS control in cooperation with the total wireless section is not performed. For example, if the radio wave condition in the PAN is bad, no matter how much high-level QoS is implemented on the public wireless network side, there is a high possibility that it will be wasted in total.

なお、高いリアルタイム性が要求されるアプリケーションなどでは、QoSの確保が重要であり、帯域が限られ輻輳しがちな無線区間ではIntServ(Integrated Service)を適用し、オーバープロビジョンされていて、リソースに比較的余裕がある有線区間ではDiffServ(Differentiated Service)を使用するという考え方もあるが、RSVP(Resource reSerVation Protocol)をはじめとするIntServは拡張性に乏しく、なかなか流通していないのが現実である。   In applications that require high real-time performance, it is important to secure QoS. In the radio section where the bandwidth is limited and tends to be congested, IntServ (Integrated Service) is applied, and over-provisioning is performed. Although there is an idea that DiffServ (Differentiated Service) is used in a wired section having a relatively large margin, IntServ including RSVP (Resource reSerVation Protocol) is poorly expandable and is not easily distributed.

また、PAN内通信に限れば、無線区間であっても比較的リソースに余裕があると考えられるが、公衆無線部分のリソースは逼迫することも多々考えられる。プライベートネットワークとは異なり、公衆網として緊急呼の受け入れも考慮すると、必要のないリソース使用を避けたいという要望がある。   Further, as far as intra-PAN communication is concerned, it can be considered that there is a relatively large amount of resources even in the wireless section, but there are many cases where the resources of the public wireless portion are tight. Unlike a private network, considering the acceptance of emergency calls as a public network, there is a desire to avoid unnecessary resource use.

さらに、実際の通信速度は回線速度だけではなく、端末及びルータ(モバイルルータを含む)の処理能力・性能や負荷状態に依存するところも大きく、アプリケーションに対する端末の処理が追いつかず、実際にはそれほど速い速度が要求されない場合でも、アプリケーションに応じたQoS設定がされてしまい、公衆無線上、無駄にハイレベルのQoSが実施され、リソースを消費するケースも考えられる。   Furthermore, the actual communication speed depends not only on the line speed, but also on the processing capacity / performance and load status of the terminal and router (including the mobile router), and the processing of the terminal for the application cannot catch up. Even when a high speed is not required, QoS setting according to the application is performed, and high-level QoS is unnecessarily performed on the public radio, and resources may be consumed.

本発明の目的は、上記問題を解決するため、無駄なリソース使用を避け、周波数の有効利用を図ることが可能な無線通信システム、基地局、及びモバイルルータを提供することにある。   In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a radio communication system, a base station, and a mobile router capable of avoiding wasteful use of resources and achieving effective use of frequencies.

上記課題を解決するため、本発明に係る無線通信システムは、
基地局と、モバイルルータと、を備える無線通信システムであって、
前記モバイルルータは、モバイルルータと通信する情報端末の実際の電波状態を示す情報と、該情報端末がモバイルルータとの通信に必要な電波状態を示す情報とがアプリケーションごとに生成され、ぞれぞれの情報を含む通信情報を前記基地局に通知する通信情報通知部を備え、
前記基地局は、前記モバイルルータから前記通信情報を取得し、前記アプリケーションごとに生成された前記実際の電波状態及び前記必要な電波状態を用いて、無線ベアラに割り当てられているリソースブロック量を変更するスケジューリング部を備えることを特徴とする。
In order to solve the above problems, a wireless communication system according to the present invention provides:
A wireless communication system comprising a base station and a mobile router,
The mobile router generates, for each application, information indicating an actual radio wave state of an information terminal communicating with the mobile router and information indicating a radio wave state necessary for the information terminal to communicate with the mobile router. the communication information including information Les a communication information notification unit configured to notify the base station,
The base station acquires the communication information from the mobile router, and changes the resource block amount allocated to the radio bearer using the actual radio wave state and the necessary radio wave state generated for each application. And a scheduling unit that performs the processing.

さらに、本発明に係る無線通信システムにおいて、
前記基地局は、前記実際の電波状態が前記必要な電波状態よりも悪い場合には、前記アプリケーションごとに生成された前記実際の電波状態及び前記必要な電波状態を用いて、前記無線ベアラに割り当てられているリソースブロック量の削減処理を行うことを特徴とする。
Furthermore, in the wireless communication system according to the present invention,
When the actual radio wave condition is worse than the required radio wave condition, the base station allocates the radio bearer using the actual radio wave condition and the required radio wave condition generated for each application. The present invention is characterized in that a reduction processing of the amount of resource blocks that are being performed is performed.

さらに、本発明に係る無線通信システムにおいて、
前記基地局は、前記実際の電波状態が前記必要な電波状態よりも悪くない場合には、前記無線ベアラに割り当てられているリソースブロック量の削減処理が既に行われているか否かを判定し、リソースブロック量の削減処理が既に行われている場合にのみ、前記無線ベアラに割り当てられているリソースブロック量を元に戻すことを特徴とする。
Furthermore, in the wireless communication system according to the present invention,
If the actual radio wave condition is not worse than the required radio wave condition, the base station determines whether or not the resource block amount allocated to the radio bearer has already been reduced, The resource block amount allocated to the radio bearer is restored only when the resource block amount reduction process has already been performed.

また、本発明に係る基地局は、
モバイルルータと通信を行う基地局であって、
前記モバイルルータから、モバイルルータと通信する情報端末の実際の電波状態を示す情報と、該情報端末がモバイルルータとの通信に必要な電波状態を示す情報とがアプリケーションごとに生成され、ぞれぞれの情報を含む通信情報を取得し、前記アプリケーションごとに生成された前記実際の電波状態及び前記必要な電波状態を用いて、無線ベアラに割り当てられているリソースブロック量を変更するスケジューリング部を備えることを特徴とする。
Further, the base station according to the present invention is:
A base station that communicates with a mobile router,
From the mobile router, information indicating an actual radio wave condition of an information terminal communicating with the mobile router and information indicating a radio wave condition required for the information terminal to communicate with the mobile router are generated for each application. A scheduling unit that acquires communication information including the information and changes the resource block amount allocated to the radio bearer using the actual radio wave state and the necessary radio wave state generated for each application; It is characterized by that.

また、本発明に係るモバイルルータは、
基地局と通信を行うモバイルルータであって、
情報端末の実際の電波状態を示す情報と、該情報端末がモバイルルータとの通信に必要な電波状態を示す情報とをアプリケーションごとに生成し、ぞれぞれの情報を含む通信情報を前記基地局に通知する通信情報通知部を備えることを特徴とする。
The mobile router according to the present invention is
A mobile router that communicates with a base station,
Information indicating the actual radio wave condition of the information terminal and information indicating the radio wave condition necessary for the information terminal to communicate with the mobile router are generated for each application, and communication information including each information is generated in the base A communication information notification unit for notifying a station is provided.

本発明によれば、PAN内の電波状態を考慮することにより、周波数の有効利用を図ることができる。よって、緊急呼などの通信用にリソースを確保し易くなる。また、通信状況が変動する可能性が高い、無線区間を複数経由した通信であったとしても、無線区間トータルで連携したQoS制御を実施することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to effectively use the frequency by considering the radio wave state in the PAN. Therefore, it becomes easy to secure resources for communications such as emergency calls. Moreover, even if the communication status is highly likely to fluctuate and communication is performed via a plurality of wireless sections, it is possible to perform QoS control in cooperation with the total wireless section.

本発明の一実施形態に係る無線通信システムの概略構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a schematic configuration of a wireless communication system according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る無線通信システムにおける情報端末の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the information terminal in the radio | wireless communications system which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る無線通信システムにおけるモバイルルータの概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the mobile router in the radio | wireless communications system which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る無線通信システムにおける基地局の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the base station in the radio | wireless communications system which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る無線通信システムにおける基地局の動作を示すフローチャートである。5 is a flowchart illustrating an operation of a base station in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention. IEEE802.11eに規定されたEDCA及びHCCAについて説明する図である。It is a figure explaining EDCA and HCCA prescribed | regulated to IEEE802.11e.

以下、本発明による無線通信システムの実施形態について、PAN側の通信方式が無線LAN、公衆無線基地局がLTE基地局である場合を例に説明する。   Hereinafter, embodiments of the wireless communication system according to the present invention will be described by taking as an example a case where the communication system on the PAN side is a wireless LAN and the public wireless base station is an LTE base station.

(第1の実施形態)
図1は、本発明の一実施形態に係る無線通信システムの概略構成を示すブロック図である。図1に示すように、無線通信システム1は、基地局10と、モバイルルータ20と、情報端末30と、を備える。図1では、基地局10の例として、無線LANアクセスポイント10−1、3G基地局10−2、及びLTE基地局10−3を示し、情報端末30の例として、携帯音楽プレーヤー又は携帯ゲーム機30−1,30−3、タブレットPC30−2、ノートPC30−4、及びデジタルカメラ30−5を示している。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a radio communication system according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the wireless communication system 1 includes a base station 10, a mobile router 20, and an information terminal 30. In FIG. 1, a wireless LAN access point 10-1, a 3G base station 10-2, and an LTE base station 10-3 are shown as examples of the base station 10, and a portable music player or a portable game machine is shown as an example of the information terminal 30. 30-1, 30-3, tablet PC 30-2, notebook PC 30-4, and digital camera 30-5 are shown.

モバイルルータ20及び情報端末30はPANを形成している。モバイルルータ20は、基地局10及び情報端末30と信号を送受信し、基地局10に対しては端末として機能し、情報端末30に対しては無線LAN方式のアクセスポイントとして機能する。基地局10は、QoSレベルに応じて各ベアラの優先度を決定し、無線スケジューリングを実施する。QoSの設定は、3GPP(3rd Generation Partnership Project:第3世代パートナーシッププロジェクト)の規格上、公衆網側の主体で行われる。具体的には、Qosは、MME/Serving−Gateway経由のPCRF(Policy and Charging Rules Function)により設定される。   The mobile router 20 and the information terminal 30 form a PAN. The mobile router 20 transmits and receives signals to and from the base station 10 and the information terminal 30, functions as a terminal for the base station 10, and functions as a wireless LAN access point for the information terminal 30. The base station 10 determines the priority of each bearer according to the QoS level, and performs radio scheduling. The QoS setting is performed by the public network side subject to the 3GPP (3rd Generation Partnership Project) standard. Specifically, QoS is set by a PCRF (Policy and Charging Rules Function) via the MME / Serving-Gateway.

従来、移動局(UE:User Equipment)がモバイルルータ20である場合は、モバイルルータ20の先のPAN側の通信方式にて実施されているQoSレベルを示す指針がモバイルルータ20から基地局10へ通知され、同等のQoSがLTEシステム上でも実施されると考えられる。しかし、QoSが統一されたとしても、実際の通信速度は電波状態に応じて刻々と変化する。モバイルルータ20〜基地局10間の電波状態が良くても、情報端末30〜モバイルルータ20間の電波状態が悪ければ、モバイルルータ20〜基地局10間の通信速度を高くする必要はない。この場合、QoS設定によらず、モバイルルータ20〜基地局10のリソースを他で利用するようスケジューリングしたほうがリソースを有効活用することができる。よって、本発明の無線通信システム1は、公衆網側により設定された、QoS設定に基づくスケジューリングに、PAN側(情報端末30〜モバイルルータ20間)の電波状態を反映させる。   Conventionally, when the mobile station (UE: User Equipment) is the mobile router 20, a guideline indicating the QoS level implemented in the communication method on the PAN side ahead of the mobile router 20 is sent from the mobile router 20 to the base station 10. It is assumed that equivalent QoS is also implemented on the LTE system. However, even if QoS is unified, the actual communication speed changes every moment according to the radio wave condition. Even if the radio wave condition between the mobile router 20 and the base station 10 is good, there is no need to increase the communication speed between the mobile router 20 and the base station 10 if the radio wave condition between the information terminal 30 and the mobile router 20 is bad. In this case, regardless of the QoS setting, it is possible to effectively use the resources by scheduling to use the resources of the mobile router 20 to the base station 10 elsewhere. Therefore, the radio communication system 1 of the present invention reflects the radio wave state on the PAN side (between the information terminal 30 and the mobile router 20) in the scheduling based on the QoS setting set by the public network side.

図2は、本発明の一実施形態に係る無線通信システム1における情報端末30の概略構成を示すブロック図である。図2に示すように、情報端末30は、端末制御部31と、端末無線送信部32と、端末無線受信部33と、を備える。   FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of the information terminal 30 in the wireless communication system 1 according to the embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the information terminal 30 includes a terminal control unit 31, a terminal radio transmission unit 32, and a terminal radio reception unit 33.

情報端末30は、モバイルルータ20との間でPANを形成し、端末無線受信部33によりモバイルルータ20から信号を受信し、端末無線送信部32によりモバイルルータ20に信号を送信する。端末制御部31は、端末無線送信部32、及び端末無線受信部33の動作を制御する。また、端末制御部31は、通信情報生成部311を備える。   The information terminal 30 forms a PAN with the mobile router 20, receives a signal from the mobile router 20 by the terminal radio reception unit 33, and transmits a signal to the mobile router 20 by the terminal radio transmission unit 32. The terminal control unit 31 controls operations of the terminal wireless transmission unit 32 and the terminal wireless reception unit 33. Further, the terminal control unit 31 includes a communication information generation unit 311.

通信情報生成部311は、モバイルルータ20から端末無線受信部33を介して電波状態測定用のリファレンス信号を受信し、受信レベルを測定して通信情報を生成する。無線LANの受信レベルとしてはRSSI(Receive Signal Strength Indication)、SNR(Signal to Noise Ratio)、RSRQ(Reference Signal Received Quality)などを用いることができる。そして、通信情報生成部311は、通信情報の変動量を監視して変動量が所定値を超えるか否かを判定し、変動量が所定値を超えるたびに、通信情報を端末無線送信部32を介してモバイルルータ20に送信する。   The communication information generation unit 311 receives the reference signal for radio wave state measurement from the mobile router 20 via the terminal radio reception unit 33, measures the reception level, and generates communication information. As the reception level of the wireless LAN, RSSI (Receive Signal Strength Indication), SNR (Signal to Noise Ratio), RSRQ (Reference Signal Received Quality), or the like can be used. Then, the communication information generation unit 311 monitors the fluctuation amount of the communication information and determines whether or not the fluctuation amount exceeds a predetermined value. Every time the fluctuation amount exceeds the predetermined value, the communication information is transmitted to the terminal wireless transmission unit 32. To the mobile router 20 via

通信情報とは、情報端末30の端末ID、実際の電波状態を示す情報、及び必要な電波状態を示す情報を含む情報である。なお、通信情報は、さらにリンク速度や、スループットの情報を含んでもよい。また、通信情報生成部311は、アプリケーションごとに実際の電波状態を示す情報、及び必要な電波状態を示す情報を生成することもでき、その場合には通信情報としてさらにアプリケーションIDも含めるものとする。   The communication information is information including the terminal ID of the information terminal 30, information indicating an actual radio wave state, and information indicating a required radio wave state. Note that the communication information may further include link speed and throughput information. In addition, the communication information generation unit 311 can generate information indicating an actual radio wave state and information indicating a necessary radio wave state for each application, and in that case, an application ID is further included as communication information. .

ここで、「実際の電波状態」とは、モバイルルータ20と通信する各情報端末30の実際の電波状態(受信感度)を示す指標である。「実際の電波状態」は、測定した受信レベル値としてもよいし、受信レベル値をその情報端末30のスペック上の最大受信レベル値で割った値や、それを簡略的に5段階で表した値でもよい。   Here, the “actual radio wave condition” is an index indicating the actual radio wave condition (reception sensitivity) of each information terminal 30 communicating with the mobile router 20. The “actual radio wave condition” may be a measured reception level value, or a value obtained by dividing the reception level value by the maximum reception level value on the specifications of the information terminal 30 or simply expressed in five stages. It may be a value.

また、「必要な電波状態」とは、各情報端末30がモバイルルータ20との通信に必要とされる電波状態を示す指標である。「必要な電波状態」は、例えば、情報端末30とモバイルルータ20間の通信方式のスペックと、情報端末30が実施するアプリケーションに必要な通信スペックとから求めることができる。簡略的に5段階で表した値とする場合には、それほど厳密なスペックを使う必要はなく、例えば、通信スペック上の最大スループットと、対象アプリケーションに必要なスループットの比から求めることができる。また、「必要な電波状態」は、情報端末30が今までの通信状況から独自に判断してもよい。例えば、音声通信であれば、100kbps程度のスループットがあれば十分であるが、ジッタなどもの影響があるため正確な「必要な電波状態」を求めるのは困難と考えられる。その場合には、過去の通信状況で、問題なく通信可能であった電波状態を記憶しておき、その値としてもよい。その他、メールアプリケーションならば、データが途切れたり再送があったりしても、影響は少ないと考えられるので、「必要な電波状態」を5段階のうちの“2”程度にするなど、アプリケーションに応じて予め決定しておいてもよい。   The “necessary radio wave condition” is an index indicating the radio wave condition required for each information terminal 30 to communicate with the mobile router 20. The “necessary radio wave state” can be obtained from, for example, the specifications of the communication method between the information terminal 30 and the mobile router 20 and the communication specifications necessary for the application executed by the information terminal 30. When the values are simply expressed in five levels, it is not necessary to use a very strict specification. For example, it can be obtained from the ratio of the maximum throughput on the communication specification and the throughput required for the target application. Further, the “necessary radio wave condition” may be uniquely determined by the information terminal 30 based on the communication status so far. For example, in the case of voice communication, a throughput of about 100 kbps is sufficient, but it is considered difficult to obtain an accurate “necessary radio wave condition” because of influences such as jitter. In that case, it is possible to store a radio wave state that can be communicated without any problem in the past communication state and set the value. In addition, in the case of a mail application, even if data is interrupted or retransmitted, it is considered that the effect is small, so the “required radio wave condition” is set to “2” out of 5 levels, etc. May be determined in advance.

なお、実際の電波状態及び必要な電波状態は、電波の受信レベルに限定されるものではなく、電波状態を要因に変化する他のパラメータであってもよい。例えば、実際の電波状態及び必要な電波状態は、実際のスループット及び必要なスループット(ただし、情報端末30とモバイルルータ20間のスループット)としてもよいし、実際に割り当てられているリソースブロック数、及び必要なリソースブロック数としてもよい。   The actual radio wave state and the necessary radio wave state are not limited to the radio wave reception level, and may be other parameters that change due to the radio wave state. For example, the actual radio wave condition and the necessary radio wave condition may be the actual throughput and the necessary throughput (however, the throughput between the information terminal 30 and the mobile router 20), the number of actually allocated resource blocks, and It may be the number of necessary resource blocks.

通信情報の例を下記の表2に示す。この例では、実際の電波状態及び必要な電波状態を簡略的に5段階で表した値とし、1がとても悪い状態、2が悪い状態、3が普通の状態、4が良い状態、5がとても良い状態を表している。   An example of communication information is shown in Table 2 below. In this example, the actual radio wave condition and the required radio wave condition are simply expressed in five levels, where 1 is very bad, 2 is bad, 3 is normal, 4 is good, and 5 is very much. It represents a good state.

Figure 0005925566
Figure 0005925566

図3は、本発明の一実施形態に係る無線通信システム1におけるモバイルルータ20の概略構成を示すブロック図である。図3に示すように、モバイルルータ20は、MR制御部21と、MR無線送信部22と、MR無線受信部23と、を備える。   FIG. 3 is a block diagram showing a schematic configuration of the mobile router 20 in the wireless communication system 1 according to the embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the mobile router 20 includes an MR control unit 21, an MR wireless transmission unit 22, and an MR wireless reception unit 23.

モバイルルータ20は、情報端末30との間でPANを形成し、MR無線受信部23により情報端末30から信号を受信し、MR無線送信部22により情報端末30に信号を送信する。また、モバイルルータ20は、基地局10に対しては端末として機能し、MR無線受信部23により基地局10から信号を受信し、MR無線送信部22により基地局10に信号を送信する。MR制御部21は、MR無線送信部22、及びMR無線受信部23の動作を制御する。また、MR制御部21は、通信情報通知部211を備える。   The mobile router 20 forms a PAN with the information terminal 30, receives a signal from the information terminal 30 by the MR wireless reception unit 23, and transmits a signal to the information terminal 30 by the MR wireless transmission unit 22. The mobile router 20 functions as a terminal for the base station 10, receives a signal from the base station 10 by the MR radio reception unit 23, and transmits a signal to the base station 10 by the MR radio transmission unit 22. The MR control unit 21 controls operations of the MR radio transmission unit 22 and the MR radio reception unit 23. Further, the MR control unit 21 includes a communication information notification unit 211.

通信情報通知部211は、情報端末30からMR無線受信部23を介して通信情報を取得し、MR無線送信部22を介して通信情報を基地局10に送信(転送)する。MR無線送信部22は、通信情報を、通信開始時及び通信情報に変化が生じたときのみ基地局10に送信してもよいし、定期的に基地局10に送信するようにしてもよい。なお、通信情報通知部211は、情報端末30から取得した通信情報に、モバイルルータ20から情報端末30へのリソース割当て状況や、PANに接続された情報端末30の数(ベアラ数)の情報を加えて、基地局10に送信してもよい。   The communication information notification unit 211 acquires communication information from the information terminal 30 via the MR wireless reception unit 23 and transmits (transfers) the communication information to the base station 10 via the MR wireless transmission unit 22. The MR radio transmission unit 22 may transmit the communication information to the base station 10 only at the start of communication and when the communication information has changed, or may be transmitted to the base station 10 periodically. Note that the communication information notification unit 211 includes information on the resource allocation status from the mobile router 20 to the information terminal 30 and the number of information terminals 30 connected to the PAN (number of bearers) in the communication information acquired from the information terminal 30. In addition, it may be transmitted to the base station 10.

図4は、本発明の一実施形態に係る無線通信システム1における基地局10の概略構成を示すブロック図である。図4に示すように、基地局10は、基地局制御部11と、基地局無線送信部12と、基地局無線受信部13と、を備える。   FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of the base station 10 in the wireless communication system 1 according to the embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, the base station 10 includes a base station control unit 11, a base station radio transmission unit 12, and a base station radio reception unit 13.

基地局10は、基地局10に対して端末として機能するモバイルルータ20と通信し、基地局無線受信部13によりモバイルルータ20から信号を受信し、基地局無線送信部12によりモバイルルータ20に信号を送信する。また、基地局10は、基地局無線受信部13により公衆網側から信号を受信し、基地局無線送信部12により公衆網側に信号を送信する。基地局制御部11は、基地局無線送信部12、及び基地局無線受信部13の動作を制御する。また、基地局制御部11は、スケジューリング部111を備える。   The base station 10 communicates with the mobile router 20 functioning as a terminal with respect to the base station 10, receives a signal from the mobile router 20 by the base station radio reception unit 13, and transmits a signal to the mobile router 20 by the base station radio transmission unit 12. Send. Further, the base station 10 receives a signal from the public network side by the base station radio reception unit 13 and transmits a signal to the public network side by the base station radio transmission unit 12. The base station control unit 11 controls the operations of the base station radio transmission unit 12 and the base station radio reception unit 13. The base station control unit 11 includes a scheduling unit 111.

ここで、既知のスケジューリング方式として、Maximum CIR(Carrier to Interference Ration)法、MTA−ISIR(Minimum Throughput Assured Instantaneous−SIR)法といった、無線品質が良いものに多くスケジューリングする方法がある。また、その他のスケジューリング方法として、ラウンドロビン法や、Proportional fairness法(無線品質に基づく制御を行うが、ユーザへの公平性も加味する)などがある。   Here, as a known scheduling method, there are many scheduling methods such as Maximum CIR (Carrier to Interference Ration) method and MTA-ISIR (Minimum Throughput Assured Instantaneous-SIR) method which have good radio quality. As other scheduling methods, there are a round robin method and a proportional fairness method (control based on radio quality is performed, but also imparts fairness to users).

スケジューリング部111は、前者のような無線品質が良いものに多くスケジューリングする方式、又は後者のうち、Proportional fairness法のように無線品質に基づく方式を採用しているものとする。スケジューリング部111は、モバイルルータ20から通信情報を取得し、実際の電波状態及び必要な電波状態の比較結果に応じて、無線リソースの有効活用の観点から、無線ベアラに割り当てられているリソースブロック量を変更する。   It is assumed that the scheduling unit 111 adopts a scheme that performs scheduling with a high quality such as the former, or a scheme based on radio quality such as the Proportional fairness method among the latter. The scheduling unit 111 obtains communication information from the mobile router 20, and the resource block amount allocated to the radio bearer from the viewpoint of effective use of radio resources according to the comparison result of the actual radio wave state and the required radio wave state To change.

図5は、本発明の一実施形態に係る無線通信システム1における基地局10のスケジューリング部111の動作を示すフローチャートである。スケジューリング部111は、MME/Serving−Gateway経由のPCRFにより設定されるQoS値と、公衆網側の電波状態に応じて、無線ベアラごとにリソースブロックを割り当てる(ステップS101)。次に、モバイルルータ20から基地局無線受信部13を介して通信情報を取得すると(ステップS102)、通信情報に含まれる実際の電波状態及び必要な電波状態を比較する(ステップS103)。   FIG. 5 is a flowchart showing an operation of the scheduling unit 111 of the base station 10 in the wireless communication system 1 according to an embodiment of the present invention. The scheduling unit 111 allocates a resource block for each radio bearer according to the QoS value set by the PCRF via the MME / Serving-Gateway and the radio wave state on the public network side (step S101). Next, when communication information is acquired from the mobile router 20 via the base station radio reception unit 13 (step S102), the actual radio wave state and the necessary radio wave state included in the communication information are compared (step S103).

実際の電波状態のほうが必要な電波状態よりも悪い場合には(ステップS103−Yes)、当該無線ベアラに多くのリソースブロックを割り当てる必要はない。そこで、スケジューリング部111は、PAN側の実際の電波状態の悪化度合いに応じて、無線スケジューラにより現在割り当てられているリソースブロック量の削減処理を行う(ステップS104)。例えば、現状のリソースブロック割り当て量をRとすると、削減後のリソースブロック割り当て量R’を次の式(1)により求める。   When the actual radio wave condition is worse than the necessary radio wave condition (step S103-Yes), it is not necessary to allocate many resource blocks to the radio bearer. Therefore, the scheduling unit 111 performs a process of reducing the amount of resource blocks currently allocated by the wireless scheduler according to the degree of deterioration of the actual radio wave condition on the PAN side (step S104). For example, assuming that the current resource block allocation amount is R, the resource block allocation amount R ′ after reduction is obtained by the following equation (1).

R'=R×{1−(必要な電波状態−実際の電波状態)/電波状態段階数} (1)
表2の例のように、電波状態段階数=5、必要な電波状態=3、実際の電波状態=2とすると、削減後のリソースブロック割り当て量R’は、R×{1−(3−2)/5}=4R/5(すなわち、20%の削減)となる。
R ′ = R × {1− (required radio wave state−actual radio wave state) / number of radio wave state steps} (1)
As in the example of Table 2, assuming that the number of radio wave state stages = 5, the required radio wave state = 3, and the actual radio wave state = 2, the resource block allocation amount R ′ after reduction is R × {1- (3- 2) / 5} = 4R / 5 (ie, a 20% reduction).

ただし、公衆網(LTE)側の電波状況が悪くなっているなどで、そもそも無線ベアラに割り当てられているリソースブロック量が、所望の量を満たさなくなっている場合を除く。ここで、無線ベアラ毎のリソースブロックの所望の量は、PCRFからP−GW、S−GW、MMEを経由してのQoS通知などで基地局10が認識しており、基地局10は無駄のないリソース割り当て制御を行っているものとする。   However, this excludes the case where the amount of resource blocks allocated to the radio bearer does not satisfy the desired amount in the first place because the radio wave condition on the public network (LTE) side has deteriorated. Here, the desired amount of resource blocks for each radio bearer is recognized by the base station 10 from the PCRF via QoS notification via the P-GW, S-GW, and MME, and the base station 10 is wasted. It is assumed that there is no resource allocation control.

一方、実際の電波状態のほうが必要な電波状態よりも良いか、両者が等しい場合には(ステップS103−No)、スケジューリング部111は、ステップS104により無線リソースブロックの削減処理が既に行われているか否かを判定する(ステップS105)。ステップS104により削減処理が行われていない場合には(ステップS105−No)処理を終了し、ステップS104により削減処理が行われている場合には(ステップS105−Yes)、無線スケジューラにより現在割り当てられているリソースブロック量Rを元に戻す(ステップS106)。すなわち、スケジューリング部111は、ステップS101と同様に、PCRFにより設定されるQoS値と、公衆網側の電波状態に応じて、リソースブロックを割り当てる。   On the other hand, if the actual radio wave condition is better than the required radio wave condition or if both are equal (step S103-No), the scheduling unit 111 has already performed the radio resource block reduction process in step S104. It is determined whether or not (step S105). If the reduction process is not performed in step S104 (step S105-No), the process is terminated. If the reduction process is performed in step S104 (step S105-Yes), the wireless scheduler currently assigns it. The resource block amount R being restored is restored (step S106). That is, the scheduling unit 111 allocates resource blocks according to the QoS value set by the PCRF and the radio wave state on the public network side, as in step S101.

このように、モバイルルータ20は、実際の電波状態及び必要な電波状態を示す情報を含む通信情報を基地局10に通知する通信情報通知部211を備える。基地局10は、モバイルルータ20から通信情報を取得し、実際の電波状態及び必要な電波状態の比較結果に応じて、無線ベアラに割り当てられているリソースブロック量を変更するスケジューリング部111を備える。このため、無線通信システム1によれば、周波数の有効利用を図ることができるようになる。   As described above, the mobile router 20 includes the communication information notification unit 211 that notifies the base station 10 of communication information including information indicating an actual radio wave state and a necessary radio wave state. The base station 10 includes a scheduling unit 111 that acquires communication information from the mobile router 20 and changes the resource block amount allocated to the radio bearer according to the comparison result of the actual radio wave state and the required radio wave state. For this reason, according to the wireless communication system 1, the frequency can be effectively used.

上述の実施形態は、代表的な例として説明したが、本発明の趣旨及び範囲内で、多くの変更及び置換ができることは当業者に明らかである。したがって、本発明は、上述の実施形態によって制限するものと解するべきではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。   Although the above embodiments have been described as representative examples, it will be apparent to those skilled in the art that many changes and substitutions can be made within the spirit and scope of the invention. Therefore, the present invention should not be construed as being limited by the above-described embodiments, and various modifications and changes can be made without departing from the scope of the claims.

例えば、上述した実施の形態では、モバイルルータ20が情報端末30から通信情報を取得し、取得した通信情報を基地局10に送信するが、モバイルルータ20側で情報端末30への電波状態が分かる場合は、モバイルルータ20が通信情報を生成するようにしてもよい。   For example, in the above-described embodiment, the mobile router 20 acquires communication information from the information terminal 30 and transmits the acquired communication information to the base station 10, but the mobile router 20 side knows the radio wave state to the information terminal 30. In this case, the mobile router 20 may generate communication information.

1 無線通信システム
10 基地局
11 基地局制御部
12 基地局無線送信部
13 基地局無線受信部
20 モバイルルータ
21 MR制御部
22 MR無線送信部
23 MR無線受信部
30 情報端末
31 端末制御部
32 端末無線送信部
33 端末無線受信部
111 スケジューリング部
211 通信情報通知部
311 通信情報生成部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Wireless communication system 10 Base station 11 Base station control part 12 Base station radio | wireless transmission part 13 Base station radio | wireless reception part 20 Mobile router 21 MR control part 22 MR radio | wireless transmission part 23 MR radio | wireless reception part 30 Information terminal 31 Terminal control part 32 Terminal Wireless transmission unit 33 Terminal wireless reception unit 111 Scheduling unit 211 Communication information notification unit 311 Communication information generation unit

Claims (5)

基地局と、モバイルルータと、を備える無線通信システムであって、
前記モバイルルータは、モバイルルータと通信する情報端末の実際の電波状態を示す情報と、該情報端末がモバイルルータとの通信に必要な電波状態を示す情報とがアプリケーションごとに生成され、ぞれぞれの情報を含む通信情報を前記基地局に通知する通信情報通知部を備え、
前記基地局は、前記モバイルルータから前記通信情報を取得し、前記アプリケーションごとに生成された前記実際の電波状態及び前記必要な電波状態を用いて、無線ベアラに割り当てられているリソースブロック量を変更するスケジューリング部を備えることを特徴とする無線通信システム。
A wireless communication system comprising a base station and a mobile router,
The mobile router generates, for each application, information indicating an actual radio wave state of an information terminal communicating with the mobile router and information indicating a radio wave state necessary for the information terminal to communicate with the mobile router. the communication information including information Les a communication information notification unit configured to notify the base station,
The base station acquires the communication information from the mobile router, and changes the resource block amount allocated to the radio bearer using the actual radio wave state and the necessary radio wave state generated for each application. A wireless communication system comprising a scheduling unit for performing
前記基地局は、前記実際の電波状態が前記必要な電波状態よりも悪い場合には、前記アプリケーションごとに生成された前記実際の電波状態及び前記必要な電波状態を用いて、前記無線ベアラに割り当てられているリソースブロック量の削減処理を行うことを特徴とする、請求項1に記載の無線通信システム。 When the actual radio wave condition is worse than the required radio wave condition, the base station allocates the radio bearer using the actual radio wave condition and the required radio wave condition generated for each application. The wireless communication system according to claim 1, wherein processing for reducing the amount of the resource block being performed is performed. 前記基地局は、前記実際の電波状態が前記必要な電波状態よりも悪くない場合には、前記無線ベアラに割り当てられているリソースブロック量の削減処理が既に行われているか否かを判定し、リソースブロック量の削減処理が既に行われている場合にのみ、前記無線ベアラに割り当てられているリソースブロック量を元に戻すことを特徴とする、請求項2に記載の無線通信システム。   If the actual radio wave condition is not worse than the required radio wave condition, the base station determines whether or not the resource block amount allocated to the radio bearer has already been reduced, The radio communication system according to claim 2, wherein the resource block amount allocated to the radio bearer is restored only when the resource block amount reduction processing has already been performed. モバイルルータと通信を行う基地局であって、
前記モバイルルータから、モバイルルータと通信する情報端末の実際の電波状態を示す情報と、該情報端末がモバイルルータとの通信に必要な電波状態を示す情報とがアプリケーションごとに生成され、ぞれぞれの情報を含む通信情報を取得し、前記アプリケーションごとに生成された前記実際の電波状態及び前記必要な電波状態を用いて、無線ベアラに割り当てられているリソースブロック量を変更するスケジューリング部を備えることを特徴とする基地局。
A base station that communicates with a mobile router,
From the mobile router, information indicating an actual radio wave condition of an information terminal communicating with the mobile router and information indicating a radio wave condition required for the information terminal to communicate with the mobile router are generated for each application. A scheduling unit that acquires communication information including the information and changes the resource block amount allocated to the radio bearer using the actual radio wave state and the necessary radio wave state generated for each application; A base station characterized by that.
基地局と通信を行うモバイルルータであって、
情報端末の実際の電波状態を示す情報と、該情報端末がモバイルルータとの通信に必要な電波状態を示す情報とをアプリケーションごとに生成し、ぞれぞれの情報を含む通信情報を前記基地局に通知する通信情報通知部を備えることを特徴とするモバイルルータ。
A mobile router that communicates with a base station,
Generates information indicating the actual radio conditions of the information terminal, the information to which the information terminal indicates a signal strength necessary for communication with the mobile router for each application, the communication information comprising information Zorezore base A mobile router comprising a communication information notification unit for notifying a station.
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