JP2007259031A - 移動通信システム及びフロー制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】移動局と基地局と基地局制御局とを含む移動無線システム及びフロー制御方に関し、全体のスループット向上を図る。
【解決手段】基地局2は、移動局1との間の無線区間Uuを介して無線送受信を行う無線部11と、基地局制御局との間の有線区間Iubを介して送受信する回線処理部13と、呼処理部14と、フロー制御部19とを含む構成を有し、呼処理部14は、有線区間Iubの帯域使用率を基に求めた伝送可能レートと無線区間Uuの最大伝送可能レートとにより、有線区間Iubの最大許容伝送レートを求めて、フロー制御部19に設定する手段を備え、フロー制御部19は、最大許容伝送レートが、移動局1の伝送能力に基づく最大伝送可能レート以下で、且つ有線区間Iubの帯域使用率が閾値以下の時に、最大許容伝送レートの更新要求を呼処理部14に通知する手段を備えている。
【選択図】図1
【解決手段】基地局2は、移動局1との間の無線区間Uuを介して無線送受信を行う無線部11と、基地局制御局との間の有線区間Iubを介して送受信する回線処理部13と、呼処理部14と、フロー制御部19とを含む構成を有し、呼処理部14は、有線区間Iubの帯域使用率を基に求めた伝送可能レートと無線区間Uuの最大伝送可能レートとにより、有線区間Iubの最大許容伝送レートを求めて、フロー制御部19に設定する手段を備え、フロー制御部19は、最大許容伝送レートが、移動局1の伝送能力に基づく最大伝送可能レート以下で、且つ有線区間Iubの帯域使用率が閾値以下の時に、最大許容伝送レートの更新要求を呼処理部14に通知する手段を備えている。
【選択図】図1
Description
本発明は、トラヒック状況に応じて基地局と基地局制御局との間の有線区間に於ける最大許容伝送レートを更新可能とした移動通信システム及びフロー制御方法に関する。
移動通信システムは、例えば、図5に示すように、移動局(MS)51と、基地局(BTS)52と、基地局制御局(RNC)53と、コアネットワーク(CN)54とを含み、移動局51は、基地局52のサービスエリア内の任意の位置に於いて又は異なる基地局52のサービスエリアを移動しながら無線通信する機能を有し、各基地局52は、移動局51との間の通信チャネル設定等の無線通信に必要な制御を行う機能を有し、基地局制御局53は、基地局52とコアネットワーク54との間の有線区間に於ける通信制御を行う機能を有するものである。又コアネットワーク54は、図示を省略した交換機等を介して一般電話機や端末装置を接続した構成を含むものである。
移動局51と基地局52との間の無線通信方式として、例えば、W−CDMA(Wide−Code Dibision Multiple Access)方式や、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式等が適用されている。又基地局52は、移動局51からのパイロット信号等の受信レベル(受信品質)に応じて、移動局51に対し、送信電力を制御する送信電力制御情報(TPC;Transmit Power Control)を一定間隔で送信し、送受信品質を維持する制御を行うことができる。又W−CDMA方式に於いて、下りリンクのパケット伝送速度を高速化することができるHSDPA(High Speed Downlink Packet Access)方式が規定されている。この方式は、無線区間の状態等に対応して、例えば、QPSK方式と16値QAM方式とを選択する手段を含むものである。
又高速パケット伝送を可能とするHSDPA方式を適用した基地局52に於いて、呼設定時に、基地局制御局53との間の最大許容伝送レート(MAXレート)を決定する。このMAXレートは、呼設定時に於ける有線区間の帯域使用状況から決まる伝送可能レートと、移動局51の伝送能力に依存する無線区間の最大伝送可能レートとの小さい方を採用して設定すると共に、基地局52から基地局制御局53に通知する。基地局制御局53は、基地局52から通知されたMAXレートを、初期伝送レートとして設定してユーザデータの伝送制御を行う。又呼設定後の基地局52に於ける基地局制御局53との間のフロー制御は、無線区間と有線区間との伝送品質状況に応じて、初期設定されたMAXレートを超えない条件で、伝送容量割当信号(CA(Capacity Allocation)信号)として、基地局52から基地局制御局53に通知する。
又基地局制御局に於いて、移動局が個別チャネルにより通信を開始した時、通信開始時の状況に応じた伝送レートを決定して、この伝送レートを基地局に通知し、通信開始時の回線状況に適合した伝送レートで、継続して個別チャネルによる通信を行う手段が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2004−282169号公報
従来の移動通信システムの図1に示す構成に於いて、基地局52と基地局制御局53との間のフロー制御は、呼設定時の有線区間の帯域使用状況によってMAXレートを設定するものであり、この設定したMAXレートは、移動局51の最大伝送能力を下回る場合が多いものである。又呼接続継続中は、CA(Capacity Allocation)信号によって、無線区間と有線区間との伝送品質状況に応じて求めた伝送可能レートを、基地局52から基地局制御局53へ通知するものであるが、呼設定時に決定したMAXレートはそのまま維持され、それ以上の伝送可能レートには更新できないものである。従って、呼設定時に比較して、無線区間及び有線区間の伝送品質が向上し、移動局51の最大伝送能力を発揮可能の状態となっても、呼設定時に初期設定したMAXレート以上の伝送レートでユーザデータの伝送を行うことができないものである。従って、システム全体として、移動局51の最大伝送可能レートを有効に利用できない問題がある。
本発明は、前述の従来例の問題点を解決するものであり、呼設定後に於いて前述のMAXレートを増加可能とすることを目的とする。
本発明の移動通信システムは、移動局と無線区間を介して通信し、且つ基地局制御局と有線区間を介して通信する基地局を含む移動通信システムに於いて、前記基地局は、前記無線区間を介して無線送受信を行う無線部と、前記有線区間を介して送受信する回線処理部と、呼処理部と、フロー制御部とを含む構成を有し、前記呼処理部は、前記有線区間の帯域使用率を基に求めた伝送可能レートと前記無線区間の最大伝送可能レートとにより、前記有線区間の最大許容伝送レートを求めて前記フロー制御部に設定する手段を備え、前記フロー制御部は、前記呼処理部から設定された最大許容伝送レートが前記移動局の伝送能力に基づく最大伝送可能レート以下で、且つ前記有線区間の帯域使用率が閾値以下の時に、前記有線区間の最大許容伝送レートの更新要求を前記呼処理部に通知する手段を備えている。
又前記基地局は、前記フロー制御部からの最大許容伝送レートの更新要求に従って更新処理を行う前記呼処理部が参照する伝送データの複数種類の優先度に対応した更新幅を格納したデータベースを備えている。
本発明のフロー制御方法は、移動局と無線区間を介して通信し、且つ基地局制御局と有線区間を介して通信する基地局を含む移動通信システムに於けるフロー制御方法に於いて、呼設定時に前記有線区間の帯域使用状況による伝送可能レートと、前記無線区間の伝送可能レートとの何れか小さい方を、前記有線区間の最大許容伝送レートとして設定すると共に前記基地局制御局へ通知し、設定した前記有線区間の最大許容伝送レートを上限として、有線区間の伝送可能レートを更新すると共に、前記基地局制御局へ通知し、前記最大許容伝送レートが前記移動局の伝送能力に基づく最大伝送可能レート以下で、且つ前記有線区間の帯域使用率が閾値以下の時に、前記有線区間の最大許容伝送レートを更新設定し、且つ前記基地局制御局へ通知する過程を含むものである。
又前記有線区間の最大許容伝送レートの更新時に、伝送データの優先度に対応した更新幅に従って更新する過程を含むものである。
又前記有線区間の最大許容伝送レートの更新対象移動局が複数存在し、且つ伝送データの優先度が異なる場合、優先度の高い伝送データに対する最大許容伝送レートを優先的に更新する過程を含むものである。
基地局に於いて、呼設定時に設定した有線区間の最大許容伝送レートが、移動局の伝送能力に基づく最大伝送可能レート以下の場合、通信継続中に伝送品質の向上等により、最大許容伝送レートの更新要求を行い、移動局の最大伝送可能レートに基づいた最大許容伝送レートに再設定可能とするものであり、それにより、移動通信システム全体のスループット向上を図ることが可能となる。
本発明の移動通信システムは、図1を参照すると、移動局1と無線区間Uuを介して通信し、且つ基地局制御局3と有線区間Iubを介して通信する基地局2を含む移動通信システムに於いて、基地局2は、無線区間Uuを介して無線送受信を行う無線部11と、有線区間Iubを介して送受信する回線処理部13と、呼処理部14と、フロー制御部19とを含む構成を有し、呼処理部14は、有線区間Iubの帯域使用率を基に求めた伝送可能レートと無線区間Uuの最大伝送可能レートとにより、有線区間Iubの最大許容伝送レートを求めて、フロー制御部19に設定する手段を備え、フロー制御部19は、呼処理部14から設定された最大許容伝送レートが、移動局1の伝送能力に基づく最大伝送可能レート以下で、且つ有線区間Iubの帯域使用率が閾値以下の時に、有線区間Iubの最大許容伝送レートの更新要求を呼処理部14に通知する手段を備えている。
本発明のフロー制御方法は、移動局1と無線区間Uuを介して通信し、且つ基地局制御局3と有線区間Uuを介して通信する基地局2を含む移動通信システムに於けるフロー制御方法に於いて、呼設定時に有線区間Iubの帯域使用状況による伝送可能レートと、無線区間Uuの伝送可能レートとの何れか小さい方を、有線区間Iubの最大許容伝送レートとして設定すると共に、基地局制御局3へ通知し、設定した有線区間Iubの最大許容伝送レートを上限として、有線区間Iubの伝送可能レートを更新すると共に、基地局制御局3へ通知し、最大許容伝送レートが移動局1の伝送能力に基づく最大伝送可能レート以下で、且つ有線区間Iubの帯域使用率が閾値以下の時に、有線区間Iubの最大許容伝送レートを更新設定し、且つ基地局制御局3へ通知する過程を含むものである。
図1は、本発明の実施例1の説明図であり、1は移動局(MS)、2は基地局(BTS)、3は基地局制御局(RNC)、11は無線部、12は移動局対応部、13は回線処理部、14は呼制御部、15はデータベース、16は回線監視部、17はバッファ、18は信号処理部、19はフロー制御部を示す。又Iubは基地局2と基地局制御局3との間の有線区間、Uuは基地局2と移動局1との間の無線区間を示す。
基地局2の無線部11は、移動局1との間の無線区間Uuに於けるユーザデータや制御情報の変調、復調の機能を含めて送受信処理を行う機能を有するものであり、又移動局対応部12は、回線処理部16とバッファ17と信号処理部18とフロー制御部19とを含む構成を有し、回線処理部16とバッファ17と信号処理部18とを、移動局1側へのユーザデータの送信経路を示すように図示しているが、移動局1側からのユーザデータを基地局制御局3側へ転送する手段も含むものであって、これについての構成は図示を省略している。又回線処理部13は、有線区間Iubを介して基地局制御局3との間のユーザデータ及び制御情報の送受信を行う機能と、有線区間Iubの帯域使用率を求めて呼処理部14に通知する機能とを含むものである。
又フロー制御部19は、移動局1との間の無線区間Uuの伝送品質情報と、基地局制御局3との間の有線区間Iubの伝送品質情報とを基に、所定の周期毎又は所定の条件を満たす時に、MAXレート更新要求を呼処理部14に転送する機能と、呼処理部14からのMAXレートの初期設定及び更新設定の通知に従って、伝送可能レートを基地局制御局3へ回線処理部13を介して通知する機能とを含むものである。又データベース15は、複数の伝送データに対する優先度を設定している場合、それぞれの優先度対応に伝送レートの更新幅データ等を格納している。又呼処理部14は、基地局制御局3との間の有線区間Iub帯域使用率の情報と、MAXレート更新要求とにより、データベース15を参照して、MAXレートの更新処理等を行う機能を有するものである。
HSDPA方式を適用した場合の呼設定時に、呼処理部14は、有線区間Iub帯域使用率から決まる伝送可能レートと、移動局1の伝送能力に依存する無線区間Uuの最大伝送可能レートとを比較し、小さい方の伝送レートを最大許容伝送レート(MAXレート)として、基地局制御局3へCA(Capacity Allocation)信号により通知する。そして、フロー制御部19は、呼接続継続中、このMAXレートを上限とした伝送可能レートを求めて、変更した伝送可能レートをCA信号により基地局制御局3へ通知する。呼設定時に求めたMAXレートは、基地局1に於ける収容移動局数が多いことにより、有線区間Iub帯域使用率が高いと、低くなり、従って、初期設定時のMAXレートが、移動局1の伝送能力で決まる最大可能レート以下になる場合が起こり得るものである。そこで、初期設定時の状況から時間の経過に従って、有線区間Iubと無線区間Uuとの伝送品質が良好となって、基地局制御局3へ通知する伝送可能レートが、移動局1の伝送可能レートより低い初期設定MAXレートとなり、再計算による伝送可能レートがMAXレートとなる継続時間が所定時間継続した場合、フロー制御部19は、呼処理部14に対してMAXレート更新要求を行う。
呼処理部14は、フロー制御部19からのMAXレート更新要求により、その時点の有線区間Iubの帯域使用率を回線処理部13から収集する。帯域使用率が或る閾値以下である場合には更新可能と判定し、呼設定時と同様の処理により、更新要求を受けた時点の帯域使用率からMAXレートを再度算出し、フロー制御部19に対してMAXレートの更新を通知する。この場合、帯域使用率が或る閾値以上の場合は更新要求を拒否する。又呼処理部14は、MAXレートの更新を行う際に、送信データの優先度毎に有線区間Iubの最大許容伝送レートの更新幅を定義したデータベース15を参照し、該当する優先度に対応する更新幅でMAXレートの更新を行う。この場合、優先度の高い送信データに対しては更新幅を大きい値とし、反対に優先度の低いデータに対しては更新幅を小さくすることができる。
フロー制御部19は、更新されたMAXレートをフロー制御の上限値として再設定し、以降のフロー制御を実施する。無線区間Uu及び有線区間Iubの伝送品質状況に応じた伝送可能レートを定期的に算出し、CA(Capacity Allocation)信号により基地局制御局3へ通知する。又フロー制御部19から呼処理部14に対してのMAXレートの更新要求が同時に複数発生した場合は、該当する送信データの優先度に応じて更新を行う。この送信データの優先度が総て等しく且つ総ての更新要求を実施しても、有線区間Iubの帯域使用率が或る閾値以下に収まる場合は、該当する総ての更新要求に対して更新を実施する。又総ての更新要求を実施すると、有線区間Iubの帯域使用率が或る閾値以上となってしまう場合は、閾値以下に収まる範囲で更新要求に対して更新処理を実施する。又送信データの優先度に差がある場合は、優先度の高い送信データに該当する更新要求に対して優先的に更新を実施する。
図2は、本発明の実施例1の基地局(BTS)2と基地局制御局(RNC)3との間のシーケンスチャートを示すもので、基地局2は、基地局制御局3からのHSDPA方式の呼設定通知を受信すると、移動局(MS)1の伝送能力と、有線区間Iubの帯域使用状況とからMAXレートを算出し、このMAXレートを含むHSDPA呼設定応答を基地局制御局3に送信する。基地局制御局3は、移動局1に対するユーザデータの初期送信レートをMAXレートとして伝送制御を行う。基地局2は、無線/有線区間の品質変動により、MAXレートの更新を行った場合、CA(Capacity Allocation)信号により基地局制御局3に通知する。基地局制御局3は、基地局2から通知された伝送レートに従ってユーザデータの伝送処理を行う。それにより、呼設定初期のMAXレートを、伝送状況の好転により、増加可能の場合は、移動局1の能力に対応して増加するように更新することができる。即ち、呼設定時の伝送状態が好転した場合、移動局の伝送能力に従ってMAXレートを増加する更新設定を行うことができる。
図3及び図4は、本発明の実施例1のフローチャートを示し、(A)はフローチャートで使用する略号の説明であり、又(B)は伝送レートの変更を含むフロー制御方法をステップ(b1)〜(b17)により説明するフローチャートである。呼設定後、最大許容伝送レート更新周期Tが経過したか否かを判定し(b1)、経過した場合は、呼処理部14に於いて有線区間(Iub区間)の平均帯域使用率Z=X/Yを求める(b2)。なお、Xは前回の更新から時間T経過する間の有線区間(Iub)の平均占有帯域、YはHSDPA呼に対して許容する有線区間(Iub)の占有帯域を示す。そして、Z<Zthか否かを判定する(b3)。平均帯域使用率Zが閾値Zthより小さい場合は、ステップ(b1)に移行し、ステップ(b2),(b3)の処理を行い、又大きい場合は、設定されている最大許容伝送レートが移動局(MS)1の能力以下となっている呼接続中の移動局数を確認し(b4)、Xtemp=Xとする(b5)。この最大許容伝送レートが移動局の能力以下に設定されている優先度P1の移動局数をNP1、優先度P2(>P1)の移動局数をNP2とする。なお、優先度は、更に多種類とすることも可能である。
次に、NP2≠0か否かを判定する(b6)(図4参照)。優先度P2の移動局数が0の場合は、ステップ(b12)に移行し、又優先度P2の移動局数が0でない場合、最大許容伝送レートが移動局の能力以下となっている優先度P2の移動局の中の1台の移動局に対して最大許容伝送レートを更新した場合の有線区間(Iub)占有帯域を、Xtemp=Xtemp+ΔXP2により算出する(b7)。そして、(Xtemp/Y)<Zthか否かを判定する(b8)。この判定条件を満たさない場合は、ステップ(b1)に移行し、又判定条件を満たす場合は、ステップ(b7)に於いて想定した優先度P2の移動局に対して、最大許容伝送レートをΔXP2増加させ(b9)、優先度P2の移動局数を、NP2=NP2−1とする(b10)。そして、NP2が0か否かを判定し(b11)、0でない場合は、ステップ(b7)に移行し、前述のステップ(b7)〜(b11)を繰り返し、又0の場合は、ステップ(b12)に移行する。
ステップ(b12)に於いては、優先度P1の移動局数NP1が0か否かを判定し、0の場合は、ステップ(b1)に移行し、0でない場合は、最大許容伝送レートが移動局の能力以下となっている優先度P1の移動局の中の1台の移動局に対して最大許容伝送レートを更新した場合の有線区間(Iub)占有帯域を、Xtemp=Xtemp+ΔXP1により算出する(b14)。そして、(Xtemp/Y)<Zthか否かを判定する(b8)。この判定条件でない場合は、ステップ(b1)に移行し、又判定条件となる場合は、ステップ(b13)に於いて想定した優先度P1の移動局の最大許容伝送レートをΔXP1増加させ(b15)、優先度P1の移動局数を、NP1=NP1−1とする(b16)。
そして、優先度P1の移動局数NP1が0か否かを判定し(b17)、0でない場合は、ステップ(b13)に移行して、前述のステップ(b13)〜(b17)を繰り返し、0の場合は、ステップ(b1)に移行する。以下ステップ(b1)〜(b17)により、呼設定時のMAXレートを、移動局の伝送能力と伝送状況とを基に、増加可能の場合は増加する設定変更処理を行い、システム全体としての伝送効率を向上することができる。又最大許容伝送レートの更新幅ΔXP1,ΔXP2については、図1に示すデータベース15に、優先度P1,P2対応に設定しておくことができる。
1 移動局
2 基地局
3 基地局制御局
11 無線部
12 移動局対応部
13 回線処理部
14 呼処理部
15 データベース
16 回線監視部
17 バッファ
18 信号処理部
19 フロー制御
2 基地局
3 基地局制御局
11 無線部
12 移動局対応部
13 回線処理部
14 呼処理部
15 データベース
16 回線監視部
17 バッファ
18 信号処理部
19 フロー制御
Claims (5)
- 移動局と無線区間を介して通信し、且つ基地局制御局と有線区間を介して通信する基地局を含む移動通信システムに於いて、
前記基地局は、前記無線区間を介して無線送受信を行う無線部と、前記有線区間を介して送受信する回線処理部と、呼処理部と、フロー制御部とを含む構成を有し、前記呼処理部は、前記有線区間の帯域使用率を基に求めた伝送可能レートと前記無線区間の最大伝送可能レートとにより、前記有線区間の最大許容伝送レートを求めて前記フロー制御部に設定する手段を備え、前記フロー制御部は、前記呼処理部から設定された最大許容伝送レートが前記移動局の伝送能力に基づく最大伝送可能レート以下で、且つ前記有線区間の帯域使用率が閾値以下の時に、前記有線区間の最大許容伝送レートの更新要求を前記呼処理部に通知する手段を備えた
ことを特徴とする移動通信システム。 - 前記基地局は、前記フロー制御部からの最大許容伝送レートの更新要求に従って更新処理を行う前記呼処理部が参照する伝送データの複数種類の優先度に対応した更新幅を格納したデータベースを備えたことを特徴とする請求項1記載の移動通信システム。
- 移動局と無線区間を介して通信し、且つ基地局制御局と有線区間を介して通信する基地局を含む移動通信システムに於けるフロー制御方法に於いて、
呼設定時に前記有線区間の帯域使用状況による伝送可能レートと、前記無線区間の伝送可能レートとの何れか小さい方を、前記有線区間の最大許容伝送レートとして設定すると共に前記基地局制御局へ通知し、設定した前記有線区間の最大許容伝送レートを上限として、有線区間の伝送可能レートを更新すると共に、前記基地局制御局へ通知し、前記最大許容伝送レートが前記移動局の伝送能力に基づく最大伝送可能レート以下で、且つ前記有線区間の帯域使用率が閾値以下の時に、前記有線区間の最大許容伝送レートを更新設定し、且つ前記基地局制御局へ通知する過程を含む
ことを特徴とするフロー制御方法。 - 前記有線区間の最大許容伝送レートの更新時に、伝送データの優先度に対応した更新幅に従って更新する過程を含むことを特徴とする請求項3記載のフロー制御方法。
- 前記有線区間の最大許容伝送レートの更新対象移動局が複数存在し、且つ伝送データの優先度が異なる場合、優先度の高い伝送データに対する最大許容伝送レートを優先的に更新する過程を含むことを特徴とする請求項3記載のフロー制御方法。
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