JP3902560B2 - チャネル割当方法ならびにそれを利用した基地局装置および通信システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はチャネル割当技術ならびにそれを利用した基地局技術および通信技術に関する。特に端末装置で使用するアプリケーションの種類に応じたチャネル割当方法ならびにそれを利用した基地局装置および通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
マルチメディアサービスの進展によって、画像等の様々な非音声通信が行われている。このような非音声通信における情報量は様々であるが、送信元から受信先まで伝送する場合において、伝送時間のばらつきを小さくしたいという要求が存在する。例えば、非音声通信の対象として動画像ストリーミング再生を想定した場合、動画像データの情報量は映像の変化量に応じて変動するが、受信先において滑らかに再生するために、伝送時間のばらつきの小さいほうが望ましい。また、伝送時間に加えて、所定の伝送品質すなわち通信品質も満足したいという要求も存在する。
【０００３】
以上のような要求を満たすためのひとつのアプローチとして、伝送対象の情報量すなわちパケットのサイズに応じて、基地局装置と端末装置との間の通信速度を決定し、パケットのサイズが大きくなれば通信速度を大きくし、パケットのサイズが小さくなれば通信速度を小さくすることによって、基地局装置と端末装置との間の伝送時間のばらつきを小さくしている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−３７４３２１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
非音声通信の対象となる情報が動画像ストリーミングである場合、伝送時間のばらつきの小さいほうが望ましいが、テレビ会議である場合、一般にさらに伝送時間自体が小さいことが要求される。一方、通信対象の情報がファイル転送やＷｅｂブラウザのデータである場合、伝送時間よりも伝送されたデータの正確性が要求される。すなわち、端末装置で使用するアプリケーションの種類によって、通信における要求が異なる。また、一般的に基地局装置は複数の端末装置を多重化によって接続し、それぞれの端末装置に所定のチャネルを割当てて通信しているため、有限の無線リソースが複数の端末装置で使用されている。そのような状況下において、所定のひとつの端末装置がファイル転送を実行しているにもかかわらず、伝送時間を短くするために多くの無線リソースを使用した場合、それ以外の端末装置におけるストーリミング再生が希望通りに実行されないこともある。さらに、基地局装置と端末装置間の通信手段が無線通信であれば、伝搬路の特性が通信にも影響を及ぼす可能性も有する。
【０００６】
本発明者はこうした状況を認識して、本発明をなしたものであり、その目的は基地局装置で多重化された複数の基地局に対するチャネル割当方法ならびにそれを利用した基地局装置および通信システムを提供することにある。また、アプリケーションの種類を考慮したチャネル割当方法ならびにそれを利用した基地局装置および通信システムを提供することにある。また、基地局装置における現在のチャネルの使用状況に応じたチャネル割当方法ならびにそれを利用した基地局装置および通信システムを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のある態様は、基地局装置である。この装置は、通信対象の端末装置からの信号を受信する受信部と、受信した信号から、端末装置で使用されるアプリケーションに対応したデータの通信における許容遅延時間を検出する許容遅延時間検出部と、検出した許容遅延時間に応じて、複数のチャネルを含んだ通信回線の中で、端末装置に割当てるべきチャネルあたりの通信速度とチャネル数を決定する決定部と、端末装置に、決定したチャネルあたりの通信速度とチャネル数によるアプリケーションに対応したデータの通信を指示する指示部とを含む。
【０００８】
「許容遅延時間」は、許容される遅延時間であるが、時間に限らず遅延時間に対応付けられるその他の情報、例えばアプリケーションがリアルタイム性を要求するなどの情報であってもよい。
以上の装置により、許容遅延時間をもとにチャネルあたりの通信速度とチャネル数を決定するため、アプリケーションに適した通信を実行可能である。
【０００９】
本発明の別の態様も、基地局装置である。この装置は、通信対象の端末装置からの信号を受信する受信部と、受信した信号から、端末装置で使用されるアプリケーションに対応したデータの通信における許容遅延時間を検出する許容遅延時間検出部と、受信した信号から、通信回線の品質を示した値を導出する品質導出部と、検出した許容遅延時間、導出した通信回線の品質を示した値、ならびに複数のチャネルを含んだ通信回線における現在のチャネルの使用率に応じて、端末装置に割当てるべきチャネルあたりの通信速度とチャネル数を決定する決定部と、端末装置に、決定したチャネルあたりの通信速度とチャネル数によるアプリケーションに対応したデータの通信を指示する指示部とを含む。
【００１０】
決定部は、検出した許容遅延時間が所定のしきい値より大きい場合に導出した通信回線の品質を示した値に応じて、チャネルあたりの通信速度を高く、チャネル数を少なくするように決定し、検出した許容遅延時間が所定のしきい値以下の場合にチャネルの使用率に応じて、チャネルあたりの通信速度を低く、チャネル数を多くするように決定してもよい。
【００１１】
以上の装置により、許容遅延時間に加えて通信回線の品質とチャネル使用率をもとにチャネルあたりの通信速度とチャネル数を決定するため、アプリケーションに適した通信を有限の無線リソースの中で実行可能である。
【００１２】
本発明のさらに別の態様は、通信システムである。このシステムは、所定のアプリケーションを使用する端末装置と、複数のチャネルを含んだ通信回線において、端末装置と通信する基地局装置を含む。このシステムにおいて、端末装置は、使用するアプリケーションに対応したデータの通信における許容遅延時間を無線基地局に送信し、基地局装置は、通信回線の品質とチャネルの使用率を検出し、検出した通信回線の品質およびチャネルの使用率に加えて、受信した前記許容遅延時間をもとにして、端末装置に割当てるべきチャネルあたりの通信速度とチャネル数を決定する。
以上のシステムにより、端末装置におけるアプリケーションを問題なく実行させ、さらにより多くの端末装置を多重化できる。
【００１３】
本発明のさらに別の態様は、チャネル割当方法である。この方法は、通信対象の端末装置で使用されるアプリケーションに対応したデータの通信における許容遅延時間をもとにして、端末装置との通信回線に含まれた複数のチャネルに対して、端末装置に割当てるべきチャネルあたりの通信速度とチャネル数を決定する。
【００１４】
本発明のさらに別の態様も、チャネル割当方法である。この方法は、通信対象の端末装置からの信号を受信するステップと、受信した信号から、端末装置で使用されるアプリケーションに対応したデータの通信における許容遅延時間を検出するステップと、検出した許容遅延時間に応じて、複数のチャネルを含んだ通信回線の中で、端末装置に割当てるべきチャネルあたりの通信速度とチャネル数を決定するステップと、端末装置に、決定したチャネルあたりの通信速度とチャネル数によるアプリケーションに対応したデータの通信を指示するステップとを含む。
【００１５】
本発明のさらに別の態様も、チャネル割当方法である。この方法は、通信対象の端末装置からの信号を受信するステップと、受信した信号から、端末装置で使用されるアプリケーションに対応したデータの通信における許容遅延時間を検出するステップと、受信した信号から、通信回線の品質を示した値を導出するステップと、検出した許容遅延時間、導出した通信回線の品質を示した値、ならびに複数のチャネルを含んだ通信回線における現在のチャネルの使用率に応じて、端末装置に割当てるべきチャネルあたりの通信速度とチャネル数を決定するステップと、端末装置に、決定したチャネルあたりの通信速度とチャネル数によるアプリケーションに対応したデータの通信を指示するステップとを含む。
【００１６】
チャネルあたりの通信速度とチャネル数を決定するステップは、検出した許容遅延時間が所定のしきい値より大きい場合に導出した通信回線の品質を示した値に応じて、チャネルあたりの通信速度を高く、チャネル数を少なくするように決定し、検出した許容遅延時間が所定のしきい値以下の場合にチャネルの使用率に応じて、チャネルあたりの通信速度を低く、チャネル数を多くするように決定してもよい。
【００１７】
本発明のさらに別の態様はプログラムである。このプログラムは、通信対象の端末装置からの信号を受信するステップと、受信した信号から、端末装置で使用されるアプリケーションに対応したデータの通信における許容遅延時間を検出するステップと、検出した許容遅延時間に応じて、複数のチャネルを含んだ通信回線の中で、端末装置に割当てるべきチャネルあたりの通信速度とチャネル数を決定するステップと、端末装置に、前記決定したチャネルあたりの通信速度とチャネル数によるアプリケーションに対応したデータの通信を指示するステップと含む。
【００１８】
本発明のさらに別の態様も、プログラムである。このプログラムは、通信対象の端末装置からの信号を受信するステップと、受信した信号から、端末装置で使用されるアプリケーションに対応したデータの通信における許容遅延時間を検出するステップと、受信した信号から、通信回線の品質を示した値を導出するステップと、検出した許容遅延時間、導出した通信回線の品質を示した値、ならびに複数のチャネルを含んだ通信回線における現在のチャネルの使用率に応じて、端末装置に割当てるべきチャネルあたりの通信速度とチャネル数を決定するステップと、端末装置に、決定したチャネルあたりの通信速度とチャネル数によるアプリケーションに対応したデータの通信を指示するステップとを含む。
【００１９】
チャネルあたりの通信速度とチャネル数を決定するステップは、検出した許容遅延時間が所定のしきい値より大きい場合に導出した通信回線の品質を示した値に応じて、チャネルあたりの通信速度を高く、チャネル数を少なくするように決定し、検出した許容遅延時間が所定のしきい値以下の場合にチャネルの使用率に応じて、チャネルあたりの通信速度を低く、チャネル数を多くするように決定してもよい。
【００２０】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本実施の形態は、複数の端末装置の接続を可能にした基地局装置に関する。基地局装置が生成するフレームには複数のチャネルが含まれており、それぞれのチャネルを所定の端末装置に割当てる。また、ひとつのチャネルあたりの通信速度、すなわち基地局装置と端末装置における変調方式は可変に設定される。一方、端末装置に接続したＰＣでは、所定のアプリケーションが使用されており、端末装置は当該アプリケーションのために通信されるデータの許容遅延時間を基地局装置に通知する。本実施の形態における基地局装置は、許容遅延時間に応じて当該端末装置に対する変調方式とチャネル数を決定し、決定したチャネルを当該端末装置に割当てる。すなわち、アプリケーションのデータに設定された許容遅延時間が小さい場合、例えばテレビ会議システムでは、変調方式を誤りに強いＢＰＳＫなどにし、チャネル数を多く割当てて、データの再送を減らす。また、アプリケーションのデータに設定された許容遅延時間が大きい場合、例えばファイル転送では、変調方式を多くのデータを伝送可能な１６ＱＡＭなどにし、チャネル数を少なく割り当てて、他の端末装置も基地局装置に接続できるようにする。
【００２２】
さらに、基地局装置と端末装置間の通信手段の無線通信では、変調方式の決定が伝搬路の特性の影響を受け、また複数の端末装置を接続している基地局装置では、割当てるチャネル数の決定が既に割当て済みのチャネル数の影響を受けるため、本実施の形態における基地局装置は、上述の許容遅延時間に加えて、通信品質とチャネル使用率を検出して、これらも考慮している。
【００２３】
図１は、本実施の形態に係る通信システム１００を示す。通信システム１００は、ＰＣ１０、端末装置１２、端末用アンテナ１４、基地局用アンテナ１６、基地局装置１８、ネットワーク２０を含む。
【００２４】
ＰＣ１０は、ユーザによって所定のアプリケーションが実行される。アプリケーションとしては、テレビ会議システム、動画像再生、ファイル転送、Ｗｅｂブラウザなどがある。
【００２５】
端末装置１２は、ＰＣ１０に接続された無線装置であり、さらに端末用アンテナ１４を有して後述の基地局装置１８に接続して、ＰＣ１０のアプリケーションに必要なデータを通信する。図１においては、ひとつの端末装置１２のみを示したが、通信システム１００には複数のＰＣ１０が含まれていてもよい。
【００２６】
基地局装置１８は、複数の端末装置１２に対して所定のチャネルを割当てることによって、それぞれの端末装置１２と通信可能な無線装置である。さらに、端末装置１２と接続するために、基地局用アンテナ１６を有する。
ネットワーク２０は、インターネットや公衆回線などであり、ＰＣ１０の通信対象となるサーバや他のユーザによって使用されるＰＣ１０が接続される。
【００２７】
図２は、本実施の形態に係るフレームフォーマットを示す。図２のフレームフォーマットは簡易型携帯電話システムと同一であり、ひとつのフレームが８個のチャネルによって構成されている。さらに、８個のチャネルのうち、４個のチャネルが下り回線に使用され、残りの４個のチャネルが上り回線に使用される。また、ひとつのチャネルの変調方式は、それぞれ個別に設定されるが、ここでは、ＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）、π／４シフトＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）、１６ＱＡＭ（１６ Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）のいずれかであるとする。
【００２８】
図３は、端末装置１２の構成を示す。端末装置１２は、記憶部２２、ＲＦ部２４、復調部２６、変調部２８、品質検出部３０、制御部３２を含み、制御部３２は、変調方式チャネル数検出部３４、指示部３６を含み、記憶部２２は、品質情報部４２、アプリケーション情報部４４、変調方式情報部４６、チャネル数情報部４８を含む。また、ＰＣ１０は、アプリケーションソフトウエア３８を含み、アプリケーションソフトウエア３８は、アプリケーション通知部４０を含む。
【００２９】
ＲＦ部２４は、後述の変調部２８や復調部２６で処理されるベースバンドの信号と無線周波数の信号間の周波数変換処理、増幅処理、ＡＤまたはＤＡ変換処理等を行う。
【００３０】
復調部２６は、ＲＦ部２４でベースバンドに変換された受信信号に対して復調処理を実行する。ここでは、受信信号の変調方式によって、復調処理も変更されるものとし、例えば１６ＱＡＭは同期検波されるが、π／４シフトＱＰＳＫは遅延検波される。さらに、同期検波に必要なキャリア同期回路、ＡＦＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ）も含むものとする。
【００３１】
品質検出部３０は、受信信号から通信回線の回線品質を測定する。回線品質は、任意のものでよく、例えば受信電力、希望波電力対干渉波電力比、遅延スプレッド、ビット誤り率などでよい。さらに、品質検出部３０は、測定した回線品質に関する情報をまとめ、後述する記憶部２２の品質情報部４２に記憶する。なお、上り回線の回線品質のみを測定して、下り回線の回線品質はこれと等価であると仮定する場合は、品質検出部３０は不要となる。
【００３２】
変調方式チャネル数検出部３４は、基地局装置１８からの受信信号に含まれたメッセージ内に設定されている変調方式とチャネル使用情報を検出し、それぞれを後述する記憶部２２の変調方式情報部４６とチャネル数情報部４８に記憶する。
アプリケーションソフトウエア３８は、ＰＣ上で動作するソフトウエアであり、端末装置１２が備えるプロトコルの最上位に該当する。
【００３３】
アプリケーション通知部４０は、アプリケーションソフトウエア３８に含まれ、アプリケーションソフトウエア３８の下位レイヤのプロトコルを制御する制御部３２に対してアプリケーション情報を通知する。アプリケーション情報には許容遅延時間に関する情報が含まれており、許容遅延時間そのものや許容遅延時間に相当するソフトウエアの分類情報が含まれている。ソフトウエアの分類情報の一例には、許容遅延時間が小さいものをタイプ１とし、許容遅延時間が大きいものをタイプ２とするものが挙げられる。
【００３４】
記憶部２２は、各種の情報を記憶する記憶媒体である。品質情報部４２は品質検出部３０で測定された回線品質に関する情報を、アプリケーション情報部４４はアプリケーション通知部４０から通知されたアプリケーション情報を、変調方式情報部４６とチャネル数情報部４８は変調方式チャネル数検出部３４で検出した変調方式とチャネル使用情報を記憶する。なお、記憶部２２は端末装置１２の内部に配置されてもよい。
【００３５】
指示部３６は、基地局装置１８に送信するメッセージ内にアプリケーション通知部４０から通知されたアプリケーション情報と、品質検出部３０で測定した回線品質に関する情報を設定する。
【００３６】
変調部２８は、指示部３６で設定したメッセージとアプリケーションソフトウエア３８のデータに対して変調処理を行う。なお、変調処理に使用する変調方法とチャネル数に関する情報は、それぞれ変調方式情報部４６とチャネル数情報部４８に記憶されたものを使用する。
制御部３２は、上述の動作の外に、受信した復調データを解析しその内容に従った動作、呼の確立、タイミング制御などの動作も行う。
【００３７】
この構成は、ハードウエア的には、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、その他のＬＳＩで実現でき、ソフトウエア的にはメモリのロードされた予約管理機能のあるプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ソフトウエアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。
【００３８】
図４は、基地局装置１８の構成を示す。基地局装置１８は、ＲＦ部５０、復調部５２、変調部５４、品質検出部５６、制御部５８、ネットワークインターフェース部６０、記憶部６２を含む。また、制御部５８は、指示部６４、変調方式チャネル数決定部６６、アプリケーション検出部６８、使用率検出部７０を含み、記憶部６２は、品質情報部７２、使用率情報部７４、アプリケーション情報部７６、変調方式情報部７８を含む。
【００３９】
ＲＦ部５０は、後述の復調部５２や変調部５４で処理されるベースバンドの信号と無線周波数の信号間の周波数変換処理、増幅処理、ＡＤまたはＤＡ変換処理等を行う。
【００４０】
復調部５２は、ＲＦ部５０でベースバンドに変換された受信信号に対して復調処理を実行する。ここでは、前述の復調部２６と同様に、受信信号の変調方式によって、復調処理も変更される。
【００４１】
品質検出部５６は、通信回線の回線品質を検出するが、下り回線の回線品質については、端末装置１２からの受信信号の中のメッセージに設定された回線品質に関する情報を検出する。また、上り回線の回線品質については、任意の手段で例えば受信電力、希望波電力対干渉波電力比、遅延スプレッド、ビット誤り率などを測定する。さらに、品質検出部５６は、これらの回線品質に関する情報をまとめ、後述する記憶部６２の品質情報部７２に記憶する。なお、上り回線あるいは下り回線の回線品質のいずれかのみでよい場合は、上述の処理の一方がなされる。
【００４２】
アプリケーション検出部６８は、端末装置１２からの受信信号の中のメッセージに設定されたアプリケーション情報を検出する。さらに、アプリケーション検出部６８は、検出したアプリケーション情報を後述する記憶部６２のアプリケーション情報部７６に記憶する。
【００４３】
記憶部６２は、各種の情報を記憶する記憶媒体である。品質情報部７２は品質検出部５６で検出した回線品質に関する情報を、アプリケーション情報部７６はアプリケーション検出部６８から通知されたアプリケーション情報を、使用率情報部７４と変調方式情報部７８は制御部５８でスケジューリングしているチャネル使用情報と変調方式に関する情報を記憶する。なお、記憶部６２は基地局装置１８の内部に配置されてもよい。
【００４４】
使用率検出部７０は、記憶部６２の使用率情報部７４から現在のチャネル使用率を検出する。これは、現在使用しているチャネル数でもよい。
変調方式チャネル数決定部６６は、アプリケーション検出部６８から通知されるアプリケーション情報、品質検出部５６から通知される検出した回線品質に関する情報、使用率検出部７０から通知されるチャネル使用率をもとに、通信対象の端末装置１２に割当てる変調方式とチャネル数を決定する。決定方法の詳細は後述する。
【００４５】
指示部６４は、変調方式チャネル数決定部６６で決定した変調方式とチャネル数に応じて、複数の端末装置１２のスケジューリングを行う。また、決定した変調方式とチャネル数の情報を端末装置１２に送信するメッセージ内に設定する。
【００４６】
ネットワークインターフェース部６０は、ネットワーク２０とのインターフェースである。
制御部５８は、上述の動作の外に、受信した復調データを解析しその内容に従った動作、呼の確立、タイミング制御などの動作も行う。
【００４７】
図５は、変調方式と使用チャネル数に対する通信速度の関係を示す。ここでは、前述の通り変調方式をＢＰＳＫ、π／４シフトＱＰＳＫ、１６ＱＡＭとしているので、それらに対してチャネルの使用数を変化させた場合に実現される通信速度を示している。例えば、ＢＰＳＫに１チャネルを割当てた場合、通信速度は１６ｋｂｐｓとなり、１６ＱＡＭに４チャネルを割当てた場合、通信速度は２５６ｋｂｐｓとなる。
【００４８】
図６は、チャネル割当て手順を示すシーケンスである。基地局装置１８は、複数の端末装置１２に対して制御信号を送信する（Ｓ１０）。端末装置１２は指示部３６でアプリケーション情報をメッセージに設定する（Ｓ１２）。端末装置１２は、基地局装置１８にＬＣＨ確立要求、すなわち通信用チャネルの割当要求を送信する（Ｓ１４）。基地局装置１８は、ＬＣＨ割当を端末装置１２に通知する（Ｓ１６）。さらに、端末装置１２は基地局装置１８に同期バーストを送信し（Ｓ１８）、基地局装置１８は端末装置１２に同期バーストを送信する（Ｓ２０）。端末装置１２は指示部３６で回線品質に関する情報をメッセージに設定する（Ｓ２２）。端末装置１２は、基地局装置１８に変調方式割当要求を送信する（Ｓ２４）。基地局装置１８は、変調方式チャネル数決定部６６において変調方式および使用チャネル数を決定し、さらに決定結果を指示部６４でメッセージ内に設定する（Ｓ２６）。基地局装置１８は、メッセージ内に含まれた変調方式割当通知を端末装置１２に送信する（Ｓ２８）。端末装置１２から基地局装置１８に同期確立のメッセージが通知された後（Ｓ３０）、端末装置１２と基地局装置１８の間でアプリケーションを使用するための通信処理が実行される（Ｓ３２）。
【００４９】
図７は、チャネル割当て手順を示すフローチャートである。図４の変調方式チャネル数決定部６６は、アプリケーション検出部６８から通知されたアプリケーション情報における許容遅延時間をしきい値と比較する。またはアプリケーション情報におけるアプリケーションの分類情報をもとに比較してもよい。アプリケーションの許容遅延時間がしきい値以下の場合（Ｓ４０のＹ）、短遅延時間用処理を実行し（Ｓ４２）、アプリケーションの許容遅延時間がしきい値以下でない場合（Ｓ４０のＮ）、長遅延時間用処理を実行する（Ｓ４４）。短遅延時間用処理と長遅延時間用処理については後述する。
【００５０】
図８は、短遅延時間用処理の手順を示すフローチャートである。図４の変調方式チャネル数決定部６６は、使用率検出部７０から通知されたチャネル使用率をもとに空きチャネル数を調査し、空きチャネル数が４以上あれば（Ｓ５０のＹ）、通信対象の端末装置１２に変調方式ＢＰＳＫで４チャネルを割当てる（Ｓ５２）。一方、空きチャネル数が４以上でなく（Ｓ５０のＮ）、空きチャネル数が２または３であり（Ｓ５４のＹ）、品質検出部５６から通知された回線品質に関する情報をもとにπ／４シフトＱＰＳＫが使用可能であれば（Ｓ５６のＹ）、変調方式π／４シフトＱＰＳＫを２チャネル割当てる（Ｓ５８）。
【００５１】
また、π／４シフトＱＰＳＫが使用可能でなければ（Ｓ５６のＮ）、変調方式ＢＰＳＫを２または３チャネル割当てる（Ｓ６０）。一方、空きチャネル数が２または３でなく（Ｓ５４のＮ）、１６ＱＡＭが使用可能であれば（Ｓ６２のＹ）、変調方式１６ＱＡＭを１チャネル割当てる（Ｓ６４）。１６ＱＡＭが使用可能でなく（Ｓ６２のＮ）、π／４シフトＱＰＳＫが使用可能であれば（Ｓ６６のＹ）、変調方式π／４シフトＱＰＳＫを１チャネルを割り当て（Ｓ６８）、π／４シフトＱＰＳＫが使用可能でなければ（Ｓ６６のＮ）、変調方式ＢＰＳＫを１チャネルを割り当てる（Ｓ７０）。
【００５２】
図９は、長遅延時間用処理の手順を示すフローチャートである。図４の変調方式チャネル数決定部６６は、品質検出部５６から通知された回線品質に関する情報をもとに、１６ＱＡＭが使用可能であれば（Ｓ８０のＹ）、通信対象の端末装置１２に変調方式１６ＱＡＭを１チャネル割当てる（Ｓ８２）。１６ＱＡＭが使用可能でなく（Ｓ８０のＮ）、π／４シフトＱＰＳＫが使用可能であれば（Ｓ８４のＹ）、使用率検出部７０から通知されたチャネル使用率をもとに空きチャネル数を調査する。その結果、空きチャネル数が２以上あれば（Ｓ８６のＹ）、変調方式π／４シフトＱＰＳＫを２チャネル割当てるが（Ｓ８８）、空きチャネル数が２以上なければ（Ｓ８６のＮ）、変調方式π／４シフトＱＰＳＫを１チャネル割当てる（Ｓ９０）。
【００５３】
一方、π／４シフトＱＰＳＫが使用可能でなく（Ｓ８４のＮ）、空きチャネル数が４以上あれば（Ｓ９２のＹ）、変調方式ＢＰＳＫを４チャネル割当てる（Ｓ８８）。空きチャネル数が４以上なく（Ｓ９２のＮ）、空きチャネル数が２または３であれば（Ｓ９６のＹ）、変調方式ＢＰＳＫを２または３チャネル割当てる（Ｓ９８）。また、空きチャネル数が２または３なければ（Ｓ９６のＮ）、変調方式ＢＰＳＫを１チャネル割当てる（Ｓ１００）。
【００５４】
以上の構成による通信システム１００の動作を説明する。端末装置１２は、基地局装置１８からの受信信号に基づいた回線品質と、アプリケーションソフトウエア３８からのアプリケーション情報を同時にあるいは別々にメッセージに設定して基地局装置１８に送信する。基地局装置１８における変調方式チャネル数決定部６６では、検出した回線品質、アプリケーション情報、チャネル使用率に応じて、変調方式とチャネル数の割当てを決定する。例えば、許容遅延時間がしきい値より短く、空きチャネル数が２で、π／４シフトＱＰＳＫで通信可能であれば、当該端末装置１２に対して変調方式π／４シフトＱＰＳＫで２チャネル割当てる。この割当結果は、指示部６４が端末装置１２に通知する。
【００５５】
本実施の形態によれば、アプリケーションの種類に応じた許容遅延時間に応じて、変調方式とチャネル数の割当を決定するために、許容遅延時間が小さければより誤りを少なくできる変調方式で多くのチャネルを使用し、許容遅延時間が大きければ多くのデータを伝送できる変調方式で少しのチャネルを使用することによって、許容遅延時間を満足しながらも、複数の端末装置の多重化を可能にする。
【００５６】
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００５７】
本実施の形態において、通信システム１００は、ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）としたがこれに限らず、ＦＤＭＡ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）やＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）でもよい。本変形例によれば、広い範囲に本発明を適用できる。つまり、基地局が複数の端末装置を多重化していればよい。
【００５８】
本実施の形態において、ひとつのチャネルあたりの通信速度は変調方式によってのみ決定されるとして、変調方式チャネル数決定部６６は変調方式のみを決定している。しかし、これに限らず例えば、誤り訂正における符号化率を考慮してもよい。本変形例によれば、通信速度をより細かく設定可能である。つまり、通信速度を決定する項目であればよい。
【００５９】
【発明の効果】
本発明によれば、基地局装置で多重化された複数の基地局に対するチャネル割当方法ならびにそれを利用した基地局装置および通信システムを提供できる。また、アプリケーションの種類を考慮したチャネル割当方法ならびにそれを利用した基地局装置および通信システムを提供できる。また、基地局装置における現在のチャネルの使用状況に応じたチャネル割当方法ならびにそれを利用した基地局装置および通信システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本実施の形態に係る通信システムを示す構成図である。
【図２】 本実施の形態に係るフレームフォーマットを示す図である。
【図３】 図１の端末装置の構成を示す図である。
【図４】 図１の基地局装置の構成を示す図である。
【図５】 図１の変調方式と使用チャネル数に対する通信速度の関係を示す図である。
【図６】 図１のチャネル割当て手順を示すシーケンス図である。
【図７】 図４のチャネル割当て手順を示すフローチャートである。
【図８】 図７の短遅延時間用処理の手順を示すフローチャートである。
【図９】 図７の長遅延時間用処理の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０ ＰＣ、 １２ 端末装置、 １４ 端末用アンテナ、 １６ 基地局用アンテナ、 １８ 基地局装置、 ２０ ネットワーク、 ２２ 記憶部、 ２４ ＲＦ部、 ２６ 復調部、 ２８ 変調部、 ３０ 品質検出部、 ３２ 制御部、 ３４ 変調方式チャネル数検出部、 ３６ 指示部、 ３８ アプリケーションソフトウエア、 ４０ アプリケーション通知部、 ４２ 品質情報部、 ４４ アプリケーション情報部、 ４６ 変調方式情報部、 ４８ チャネル数情報部、 ５０ ＲＦ部、 ５２ 復調部、 ５４ 変調部、 ５６ 品質検出部、 ５８ 制御部、 ６０ ネットワークインターフェース部、 ６２記憶部、 ６４ 指示部、 ６６ 変調方式チャネル数決定部、 ６８ アプリケーション検出部、 ７０ 使用率検出部、 ７２ 品質情報部、 ７４ 使用率情報部、 ７６ アプリケーション情報部、 ７８ 変調方式情報部、 １００ 通信システム。
【発明の属する技術分野】
本発明はチャネル割当技術ならびにそれを利用した基地局技術および通信技術に関する。特に端末装置で使用するアプリケーションの種類に応じたチャネル割当方法ならびにそれを利用した基地局装置および通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
マルチメディアサービスの進展によって、画像等の様々な非音声通信が行われている。このような非音声通信における情報量は様々であるが、送信元から受信先まで伝送する場合において、伝送時間のばらつきを小さくしたいという要求が存在する。例えば、非音声通信の対象として動画像ストリーミング再生を想定した場合、動画像データの情報量は映像の変化量に応じて変動するが、受信先において滑らかに再生するために、伝送時間のばらつきの小さいほうが望ましい。また、伝送時間に加えて、所定の伝送品質すなわち通信品質も満足したいという要求も存在する。
【０００３】
以上のような要求を満たすためのひとつのアプローチとして、伝送対象の情報量すなわちパケットのサイズに応じて、基地局装置と端末装置との間の通信速度を決定し、パケットのサイズが大きくなれば通信速度を大きくし、パケットのサイズが小さくなれば通信速度を小さくすることによって、基地局装置と端末装置との間の伝送時間のばらつきを小さくしている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−３７４３２１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
非音声通信の対象となる情報が動画像ストリーミングである場合、伝送時間のばらつきの小さいほうが望ましいが、テレビ会議である場合、一般にさらに伝送時間自体が小さいことが要求される。一方、通信対象の情報がファイル転送やＷｅｂブラウザのデータである場合、伝送時間よりも伝送されたデータの正確性が要求される。すなわち、端末装置で使用するアプリケーションの種類によって、通信における要求が異なる。また、一般的に基地局装置は複数の端末装置を多重化によって接続し、それぞれの端末装置に所定のチャネルを割当てて通信しているため、有限の無線リソースが複数の端末装置で使用されている。そのような状況下において、所定のひとつの端末装置がファイル転送を実行しているにもかかわらず、伝送時間を短くするために多くの無線リソースを使用した場合、それ以外の端末装置におけるストーリミング再生が希望通りに実行されないこともある。さらに、基地局装置と端末装置間の通信手段が無線通信であれば、伝搬路の特性が通信にも影響を及ぼす可能性も有する。
【０００６】
本発明者はこうした状況を認識して、本発明をなしたものであり、その目的は基地局装置で多重化された複数の基地局に対するチャネル割当方法ならびにそれを利用した基地局装置および通信システムを提供することにある。また、アプリケーションの種類を考慮したチャネル割当方法ならびにそれを利用した基地局装置および通信システムを提供することにある。また、基地局装置における現在のチャネルの使用状況に応じたチャネル割当方法ならびにそれを利用した基地局装置および通信システムを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のある態様は、基地局装置である。この装置は、通信対象の端末装置からの信号を受信する受信部と、受信した信号から、端末装置で使用されるアプリケーションに対応したデータの通信における許容遅延時間を検出する許容遅延時間検出部と、検出した許容遅延時間に応じて、複数のチャネルを含んだ通信回線の中で、端末装置に割当てるべきチャネルあたりの通信速度とチャネル数を決定する決定部と、端末装置に、決定したチャネルあたりの通信速度とチャネル数によるアプリケーションに対応したデータの通信を指示する指示部とを含む。
【０００８】
「許容遅延時間」は、許容される遅延時間であるが、時間に限らず遅延時間に対応付けられるその他の情報、例えばアプリケーションがリアルタイム性を要求するなどの情報であってもよい。
以上の装置により、許容遅延時間をもとにチャネルあたりの通信速度とチャネル数を決定するため、アプリケーションに適した通信を実行可能である。
【０００９】
本発明の別の態様も、基地局装置である。この装置は、通信対象の端末装置からの信号を受信する受信部と、受信した信号から、端末装置で使用されるアプリケーションに対応したデータの通信における許容遅延時間を検出する許容遅延時間検出部と、受信した信号から、通信回線の品質を示した値を導出する品質導出部と、検出した許容遅延時間、導出した通信回線の品質を示した値、ならびに複数のチャネルを含んだ通信回線における現在のチャネルの使用率に応じて、端末装置に割当てるべきチャネルあたりの通信速度とチャネル数を決定する決定部と、端末装置に、決定したチャネルあたりの通信速度とチャネル数によるアプリケーションに対応したデータの通信を指示する指示部とを含む。
【００１０】
決定部は、検出した許容遅延時間が所定のしきい値より大きい場合に導出した通信回線の品質を示した値に応じて、チャネルあたりの通信速度を高く、チャネル数を少なくするように決定し、検出した許容遅延時間が所定のしきい値以下の場合にチャネルの使用率に応じて、チャネルあたりの通信速度を低く、チャネル数を多くするように決定してもよい。
【００１１】
以上の装置により、許容遅延時間に加えて通信回線の品質とチャネル使用率をもとにチャネルあたりの通信速度とチャネル数を決定するため、アプリケーションに適した通信を有限の無線リソースの中で実行可能である。
【００１２】
本発明のさらに別の態様は、通信システムである。このシステムは、所定のアプリケーションを使用する端末装置と、複数のチャネルを含んだ通信回線において、端末装置と通信する基地局装置を含む。このシステムにおいて、端末装置は、使用するアプリケーションに対応したデータの通信における許容遅延時間を無線基地局に送信し、基地局装置は、通信回線の品質とチャネルの使用率を検出し、検出した通信回線の品質およびチャネルの使用率に加えて、受信した前記許容遅延時間をもとにして、端末装置に割当てるべきチャネルあたりの通信速度とチャネル数を決定する。
以上のシステムにより、端末装置におけるアプリケーションを問題なく実行させ、さらにより多くの端末装置を多重化できる。
【００１３】
本発明のさらに別の態様は、チャネル割当方法である。この方法は、通信対象の端末装置で使用されるアプリケーションに対応したデータの通信における許容遅延時間をもとにして、端末装置との通信回線に含まれた複数のチャネルに対して、端末装置に割当てるべきチャネルあたりの通信速度とチャネル数を決定する。
【００１４】
本発明のさらに別の態様も、チャネル割当方法である。この方法は、通信対象の端末装置からの信号を受信するステップと、受信した信号から、端末装置で使用されるアプリケーションに対応したデータの通信における許容遅延時間を検出するステップと、検出した許容遅延時間に応じて、複数のチャネルを含んだ通信回線の中で、端末装置に割当てるべきチャネルあたりの通信速度とチャネル数を決定するステップと、端末装置に、決定したチャネルあたりの通信速度とチャネル数によるアプリケーションに対応したデータの通信を指示するステップとを含む。
【００１５】
本発明のさらに別の態様も、チャネル割当方法である。この方法は、通信対象の端末装置からの信号を受信するステップと、受信した信号から、端末装置で使用されるアプリケーションに対応したデータの通信における許容遅延時間を検出するステップと、受信した信号から、通信回線の品質を示した値を導出するステップと、検出した許容遅延時間、導出した通信回線の品質を示した値、ならびに複数のチャネルを含んだ通信回線における現在のチャネルの使用率に応じて、端末装置に割当てるべきチャネルあたりの通信速度とチャネル数を決定するステップと、端末装置に、決定したチャネルあたりの通信速度とチャネル数によるアプリケーションに対応したデータの通信を指示するステップとを含む。
【００１６】
チャネルあたりの通信速度とチャネル数を決定するステップは、検出した許容遅延時間が所定のしきい値より大きい場合に導出した通信回線の品質を示した値に応じて、チャネルあたりの通信速度を高く、チャネル数を少なくするように決定し、検出した許容遅延時間が所定のしきい値以下の場合にチャネルの使用率に応じて、チャネルあたりの通信速度を低く、チャネル数を多くするように決定してもよい。
【００１７】
本発明のさらに別の態様はプログラムである。このプログラムは、通信対象の端末装置からの信号を受信するステップと、受信した信号から、端末装置で使用されるアプリケーションに対応したデータの通信における許容遅延時間を検出するステップと、検出した許容遅延時間に応じて、複数のチャネルを含んだ通信回線の中で、端末装置に割当てるべきチャネルあたりの通信速度とチャネル数を決定するステップと、端末装置に、前記決定したチャネルあたりの通信速度とチャネル数によるアプリケーションに対応したデータの通信を指示するステップと含む。
【００１８】
本発明のさらに別の態様も、プログラムである。このプログラムは、通信対象の端末装置からの信号を受信するステップと、受信した信号から、端末装置で使用されるアプリケーションに対応したデータの通信における許容遅延時間を検出するステップと、受信した信号から、通信回線の品質を示した値を導出するステップと、検出した許容遅延時間、導出した通信回線の品質を示した値、ならびに複数のチャネルを含んだ通信回線における現在のチャネルの使用率に応じて、端末装置に割当てるべきチャネルあたりの通信速度とチャネル数を決定するステップと、端末装置に、決定したチャネルあたりの通信速度とチャネル数によるアプリケーションに対応したデータの通信を指示するステップとを含む。
【００１９】
チャネルあたりの通信速度とチャネル数を決定するステップは、検出した許容遅延時間が所定のしきい値より大きい場合に導出した通信回線の品質を示した値に応じて、チャネルあたりの通信速度を高く、チャネル数を少なくするように決定し、検出した許容遅延時間が所定のしきい値以下の場合にチャネルの使用率に応じて、チャネルあたりの通信速度を低く、チャネル数を多くするように決定してもよい。
【００２０】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本実施の形態は、複数の端末装置の接続を可能にした基地局装置に関する。基地局装置が生成するフレームには複数のチャネルが含まれており、それぞれのチャネルを所定の端末装置に割当てる。また、ひとつのチャネルあたりの通信速度、すなわち基地局装置と端末装置における変調方式は可変に設定される。一方、端末装置に接続したＰＣでは、所定のアプリケーションが使用されており、端末装置は当該アプリケーションのために通信されるデータの許容遅延時間を基地局装置に通知する。本実施の形態における基地局装置は、許容遅延時間に応じて当該端末装置に対する変調方式とチャネル数を決定し、決定したチャネルを当該端末装置に割当てる。すなわち、アプリケーションのデータに設定された許容遅延時間が小さい場合、例えばテレビ会議システムでは、変調方式を誤りに強いＢＰＳＫなどにし、チャネル数を多く割当てて、データの再送を減らす。また、アプリケーションのデータに設定された許容遅延時間が大きい場合、例えばファイル転送では、変調方式を多くのデータを伝送可能な１６ＱＡＭなどにし、チャネル数を少なく割り当てて、他の端末装置も基地局装置に接続できるようにする。
【００２２】
さらに、基地局装置と端末装置間の通信手段の無線通信では、変調方式の決定が伝搬路の特性の影響を受け、また複数の端末装置を接続している基地局装置では、割当てるチャネル数の決定が既に割当て済みのチャネル数の影響を受けるため、本実施の形態における基地局装置は、上述の許容遅延時間に加えて、通信品質とチャネル使用率を検出して、これらも考慮している。
【００２３】
図１は、本実施の形態に係る通信システム１００を示す。通信システム１００は、ＰＣ１０、端末装置１２、端末用アンテナ１４、基地局用アンテナ１６、基地局装置１８、ネットワーク２０を含む。
【００２４】
ＰＣ１０は、ユーザによって所定のアプリケーションが実行される。アプリケーションとしては、テレビ会議システム、動画像再生、ファイル転送、Ｗｅｂブラウザなどがある。
【００２５】
端末装置１２は、ＰＣ１０に接続された無線装置であり、さらに端末用アンテナ１４を有して後述の基地局装置１８に接続して、ＰＣ１０のアプリケーションに必要なデータを通信する。図１においては、ひとつの端末装置１２のみを示したが、通信システム１００には複数のＰＣ１０が含まれていてもよい。
【００２６】
基地局装置１８は、複数の端末装置１２に対して所定のチャネルを割当てることによって、それぞれの端末装置１２と通信可能な無線装置である。さらに、端末装置１２と接続するために、基地局用アンテナ１６を有する。
ネットワーク２０は、インターネットや公衆回線などであり、ＰＣ１０の通信対象となるサーバや他のユーザによって使用されるＰＣ１０が接続される。
【００２７】
図２は、本実施の形態に係るフレームフォーマットを示す。図２のフレームフォーマットは簡易型携帯電話システムと同一であり、ひとつのフレームが８個のチャネルによって構成されている。さらに、８個のチャネルのうち、４個のチャネルが下り回線に使用され、残りの４個のチャネルが上り回線に使用される。また、ひとつのチャネルの変調方式は、それぞれ個別に設定されるが、ここでは、ＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）、π／４シフトＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）、１６ＱＡＭ（１６ Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）のいずれかであるとする。
【００２８】
図３は、端末装置１２の構成を示す。端末装置１２は、記憶部２２、ＲＦ部２４、復調部２６、変調部２８、品質検出部３０、制御部３２を含み、制御部３２は、変調方式チャネル数検出部３４、指示部３６を含み、記憶部２２は、品質情報部４２、アプリケーション情報部４４、変調方式情報部４６、チャネル数情報部４８を含む。また、ＰＣ１０は、アプリケーションソフトウエア３８を含み、アプリケーションソフトウエア３８は、アプリケーション通知部４０を含む。
【００２９】
ＲＦ部２４は、後述の変調部２８や復調部２６で処理されるベースバンドの信号と無線周波数の信号間の周波数変換処理、増幅処理、ＡＤまたはＤＡ変換処理等を行う。
【００３０】
復調部２６は、ＲＦ部２４でベースバンドに変換された受信信号に対して復調処理を実行する。ここでは、受信信号の変調方式によって、復調処理も変更されるものとし、例えば１６ＱＡＭは同期検波されるが、π／４シフトＱＰＳＫは遅延検波される。さらに、同期検波に必要なキャリア同期回路、ＡＦＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ）も含むものとする。
【００３１】
品質検出部３０は、受信信号から通信回線の回線品質を測定する。回線品質は、任意のものでよく、例えば受信電力、希望波電力対干渉波電力比、遅延スプレッド、ビット誤り率などでよい。さらに、品質検出部３０は、測定した回線品質に関する情報をまとめ、後述する記憶部２２の品質情報部４２に記憶する。なお、上り回線の回線品質のみを測定して、下り回線の回線品質はこれと等価であると仮定する場合は、品質検出部３０は不要となる。
【００３２】
変調方式チャネル数検出部３４は、基地局装置１８からの受信信号に含まれたメッセージ内に設定されている変調方式とチャネル使用情報を検出し、それぞれを後述する記憶部２２の変調方式情報部４６とチャネル数情報部４８に記憶する。
アプリケーションソフトウエア３８は、ＰＣ上で動作するソフトウエアであり、端末装置１２が備えるプロトコルの最上位に該当する。
【００３３】
アプリケーション通知部４０は、アプリケーションソフトウエア３８に含まれ、アプリケーションソフトウエア３８の下位レイヤのプロトコルを制御する制御部３２に対してアプリケーション情報を通知する。アプリケーション情報には許容遅延時間に関する情報が含まれており、許容遅延時間そのものや許容遅延時間に相当するソフトウエアの分類情報が含まれている。ソフトウエアの分類情報の一例には、許容遅延時間が小さいものをタイプ１とし、許容遅延時間が大きいものをタイプ２とするものが挙げられる。
【００３４】
記憶部２２は、各種の情報を記憶する記憶媒体である。品質情報部４２は品質検出部３０で測定された回線品質に関する情報を、アプリケーション情報部４４はアプリケーション通知部４０から通知されたアプリケーション情報を、変調方式情報部４６とチャネル数情報部４８は変調方式チャネル数検出部３４で検出した変調方式とチャネル使用情報を記憶する。なお、記憶部２２は端末装置１２の内部に配置されてもよい。
【００３５】
指示部３６は、基地局装置１８に送信するメッセージ内にアプリケーション通知部４０から通知されたアプリケーション情報と、品質検出部３０で測定した回線品質に関する情報を設定する。
【００３６】
変調部２８は、指示部３６で設定したメッセージとアプリケーションソフトウエア３８のデータに対して変調処理を行う。なお、変調処理に使用する変調方法とチャネル数に関する情報は、それぞれ変調方式情報部４６とチャネル数情報部４８に記憶されたものを使用する。
制御部３２は、上述の動作の外に、受信した復調データを解析しその内容に従った動作、呼の確立、タイミング制御などの動作も行う。
【００３７】
この構成は、ハードウエア的には、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、その他のＬＳＩで実現でき、ソフトウエア的にはメモリのロードされた予約管理機能のあるプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ソフトウエアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。
【００３８】
図４は、基地局装置１８の構成を示す。基地局装置１８は、ＲＦ部５０、復調部５２、変調部５４、品質検出部５６、制御部５８、ネットワークインターフェース部６０、記憶部６２を含む。また、制御部５８は、指示部６４、変調方式チャネル数決定部６６、アプリケーション検出部６８、使用率検出部７０を含み、記憶部６２は、品質情報部７２、使用率情報部７４、アプリケーション情報部７６、変調方式情報部７８を含む。
【００３９】
ＲＦ部５０は、後述の復調部５２や変調部５４で処理されるベースバンドの信号と無線周波数の信号間の周波数変換処理、増幅処理、ＡＤまたはＤＡ変換処理等を行う。
【００４０】
復調部５２は、ＲＦ部５０でベースバンドに変換された受信信号に対して復調処理を実行する。ここでは、前述の復調部２６と同様に、受信信号の変調方式によって、復調処理も変更される。
【００４１】
品質検出部５６は、通信回線の回線品質を検出するが、下り回線の回線品質については、端末装置１２からの受信信号の中のメッセージに設定された回線品質に関する情報を検出する。また、上り回線の回線品質については、任意の手段で例えば受信電力、希望波電力対干渉波電力比、遅延スプレッド、ビット誤り率などを測定する。さらに、品質検出部５６は、これらの回線品質に関する情報をまとめ、後述する記憶部６２の品質情報部７２に記憶する。なお、上り回線あるいは下り回線の回線品質のいずれかのみでよい場合は、上述の処理の一方がなされる。
【００４２】
アプリケーション検出部６８は、端末装置１２からの受信信号の中のメッセージに設定されたアプリケーション情報を検出する。さらに、アプリケーション検出部６８は、検出したアプリケーション情報を後述する記憶部６２のアプリケーション情報部７６に記憶する。
【００４３】
記憶部６２は、各種の情報を記憶する記憶媒体である。品質情報部７２は品質検出部５６で検出した回線品質に関する情報を、アプリケーション情報部７６はアプリケーション検出部６８から通知されたアプリケーション情報を、使用率情報部７４と変調方式情報部７８は制御部５８でスケジューリングしているチャネル使用情報と変調方式に関する情報を記憶する。なお、記憶部６２は基地局装置１８の内部に配置されてもよい。
【００４４】
使用率検出部７０は、記憶部６２の使用率情報部７４から現在のチャネル使用率を検出する。これは、現在使用しているチャネル数でもよい。
変調方式チャネル数決定部６６は、アプリケーション検出部６８から通知されるアプリケーション情報、品質検出部５６から通知される検出した回線品質に関する情報、使用率検出部７０から通知されるチャネル使用率をもとに、通信対象の端末装置１２に割当てる変調方式とチャネル数を決定する。決定方法の詳細は後述する。
【００４５】
指示部６４は、変調方式チャネル数決定部６６で決定した変調方式とチャネル数に応じて、複数の端末装置１２のスケジューリングを行う。また、決定した変調方式とチャネル数の情報を端末装置１２に送信するメッセージ内に設定する。
【００４６】
ネットワークインターフェース部６０は、ネットワーク２０とのインターフェースである。
制御部５８は、上述の動作の外に、受信した復調データを解析しその内容に従った動作、呼の確立、タイミング制御などの動作も行う。
【００４７】
図５は、変調方式と使用チャネル数に対する通信速度の関係を示す。ここでは、前述の通り変調方式をＢＰＳＫ、π／４シフトＱＰＳＫ、１６ＱＡＭとしているので、それらに対してチャネルの使用数を変化させた場合に実現される通信速度を示している。例えば、ＢＰＳＫに１チャネルを割当てた場合、通信速度は１６ｋｂｐｓとなり、１６ＱＡＭに４チャネルを割当てた場合、通信速度は２５６ｋｂｐｓとなる。
【００４８】
図６は、チャネル割当て手順を示すシーケンスである。基地局装置１８は、複数の端末装置１２に対して制御信号を送信する（Ｓ１０）。端末装置１２は指示部３６でアプリケーション情報をメッセージに設定する（Ｓ１２）。端末装置１２は、基地局装置１８にＬＣＨ確立要求、すなわち通信用チャネルの割当要求を送信する（Ｓ１４）。基地局装置１８は、ＬＣＨ割当を端末装置１２に通知する（Ｓ１６）。さらに、端末装置１２は基地局装置１８に同期バーストを送信し（Ｓ１８）、基地局装置１８は端末装置１２に同期バーストを送信する（Ｓ２０）。端末装置１２は指示部３６で回線品質に関する情報をメッセージに設定する（Ｓ２２）。端末装置１２は、基地局装置１８に変調方式割当要求を送信する（Ｓ２４）。基地局装置１８は、変調方式チャネル数決定部６６において変調方式および使用チャネル数を決定し、さらに決定結果を指示部６４でメッセージ内に設定する（Ｓ２６）。基地局装置１８は、メッセージ内に含まれた変調方式割当通知を端末装置１２に送信する（Ｓ２８）。端末装置１２から基地局装置１８に同期確立のメッセージが通知された後（Ｓ３０）、端末装置１２と基地局装置１８の間でアプリケーションを使用するための通信処理が実行される（Ｓ３２）。
【００４９】
図７は、チャネル割当て手順を示すフローチャートである。図４の変調方式チャネル数決定部６６は、アプリケーション検出部６８から通知されたアプリケーション情報における許容遅延時間をしきい値と比較する。またはアプリケーション情報におけるアプリケーションの分類情報をもとに比較してもよい。アプリケーションの許容遅延時間がしきい値以下の場合（Ｓ４０のＹ）、短遅延時間用処理を実行し（Ｓ４２）、アプリケーションの許容遅延時間がしきい値以下でない場合（Ｓ４０のＮ）、長遅延時間用処理を実行する（Ｓ４４）。短遅延時間用処理と長遅延時間用処理については後述する。
【００５０】
図８は、短遅延時間用処理の手順を示すフローチャートである。図４の変調方式チャネル数決定部６６は、使用率検出部７０から通知されたチャネル使用率をもとに空きチャネル数を調査し、空きチャネル数が４以上あれば（Ｓ５０のＹ）、通信対象の端末装置１２に変調方式ＢＰＳＫで４チャネルを割当てる（Ｓ５２）。一方、空きチャネル数が４以上でなく（Ｓ５０のＮ）、空きチャネル数が２または３であり（Ｓ５４のＹ）、品質検出部５６から通知された回線品質に関する情報をもとにπ／４シフトＱＰＳＫが使用可能であれば（Ｓ５６のＹ）、変調方式π／４シフトＱＰＳＫを２チャネル割当てる（Ｓ５８）。
【００５１】
また、π／４シフトＱＰＳＫが使用可能でなければ（Ｓ５６のＮ）、変調方式ＢＰＳＫを２または３チャネル割当てる（Ｓ６０）。一方、空きチャネル数が２または３でなく（Ｓ５４のＮ）、１６ＱＡＭが使用可能であれば（Ｓ６２のＹ）、変調方式１６ＱＡＭを１チャネル割当てる（Ｓ６４）。１６ＱＡＭが使用可能でなく（Ｓ６２のＮ）、π／４シフトＱＰＳＫが使用可能であれば（Ｓ６６のＹ）、変調方式π／４シフトＱＰＳＫを１チャネルを割り当て（Ｓ６８）、π／４シフトＱＰＳＫが使用可能でなければ（Ｓ６６のＮ）、変調方式ＢＰＳＫを１チャネルを割り当てる（Ｓ７０）。
【００５２】
図９は、長遅延時間用処理の手順を示すフローチャートである。図４の変調方式チャネル数決定部６６は、品質検出部５６から通知された回線品質に関する情報をもとに、１６ＱＡＭが使用可能であれば（Ｓ８０のＹ）、通信対象の端末装置１２に変調方式１６ＱＡＭを１チャネル割当てる（Ｓ８２）。１６ＱＡＭが使用可能でなく（Ｓ８０のＮ）、π／４シフトＱＰＳＫが使用可能であれば（Ｓ８４のＹ）、使用率検出部７０から通知されたチャネル使用率をもとに空きチャネル数を調査する。その結果、空きチャネル数が２以上あれば（Ｓ８６のＹ）、変調方式π／４シフトＱＰＳＫを２チャネル割当てるが（Ｓ８８）、空きチャネル数が２以上なければ（Ｓ８６のＮ）、変調方式π／４シフトＱＰＳＫを１チャネル割当てる（Ｓ９０）。
【００５３】
一方、π／４シフトＱＰＳＫが使用可能でなく（Ｓ８４のＮ）、空きチャネル数が４以上あれば（Ｓ９２のＹ）、変調方式ＢＰＳＫを４チャネル割当てる（Ｓ８８）。空きチャネル数が４以上なく（Ｓ９２のＮ）、空きチャネル数が２または３であれば（Ｓ９６のＹ）、変調方式ＢＰＳＫを２または３チャネル割当てる（Ｓ９８）。また、空きチャネル数が２または３なければ（Ｓ９６のＮ）、変調方式ＢＰＳＫを１チャネル割当てる（Ｓ１００）。
【００５４】
以上の構成による通信システム１００の動作を説明する。端末装置１２は、基地局装置１８からの受信信号に基づいた回線品質と、アプリケーションソフトウエア３８からのアプリケーション情報を同時にあるいは別々にメッセージに設定して基地局装置１８に送信する。基地局装置１８における変調方式チャネル数決定部６６では、検出した回線品質、アプリケーション情報、チャネル使用率に応じて、変調方式とチャネル数の割当てを決定する。例えば、許容遅延時間がしきい値より短く、空きチャネル数が２で、π／４シフトＱＰＳＫで通信可能であれば、当該端末装置１２に対して変調方式π／４シフトＱＰＳＫで２チャネル割当てる。この割当結果は、指示部６４が端末装置１２に通知する。
【００５５】
本実施の形態によれば、アプリケーションの種類に応じた許容遅延時間に応じて、変調方式とチャネル数の割当を決定するために、許容遅延時間が小さければより誤りを少なくできる変調方式で多くのチャネルを使用し、許容遅延時間が大きければ多くのデータを伝送できる変調方式で少しのチャネルを使用することによって、許容遅延時間を満足しながらも、複数の端末装置の多重化を可能にする。
【００５６】
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００５７】
本実施の形態において、通信システム１００は、ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）としたがこれに限らず、ＦＤＭＡ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）やＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）でもよい。本変形例によれば、広い範囲に本発明を適用できる。つまり、基地局が複数の端末装置を多重化していればよい。
【００５８】
本実施の形態において、ひとつのチャネルあたりの通信速度は変調方式によってのみ決定されるとして、変調方式チャネル数決定部６６は変調方式のみを決定している。しかし、これに限らず例えば、誤り訂正における符号化率を考慮してもよい。本変形例によれば、通信速度をより細かく設定可能である。つまり、通信速度を決定する項目であればよい。
【００５９】
【発明の効果】
本発明によれば、基地局装置で多重化された複数の基地局に対するチャネル割当方法ならびにそれを利用した基地局装置および通信システムを提供できる。また、アプリケーションの種類を考慮したチャネル割当方法ならびにそれを利用した基地局装置および通信システムを提供できる。また、基地局装置における現在のチャネルの使用状況に応じたチャネル割当方法ならびにそれを利用した基地局装置および通信システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本実施の形態に係る通信システムを示す構成図である。
【図２】 本実施の形態に係るフレームフォーマットを示す図である。
【図３】 図１の端末装置の構成を示す図である。
【図４】 図１の基地局装置の構成を示す図である。
【図５】 図１の変調方式と使用チャネル数に対する通信速度の関係を示す図である。
【図６】 図１のチャネル割当て手順を示すシーケンス図である。
【図７】 図４のチャネル割当て手順を示すフローチャートである。
【図８】 図７の短遅延時間用処理の手順を示すフローチャートである。
【図９】 図７の長遅延時間用処理の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０ ＰＣ、 １２ 端末装置、 １４ 端末用アンテナ、 １６ 基地局用アンテナ、 １８ 基地局装置、 ２０ ネットワーク、 ２２ 記憶部、 ２４ ＲＦ部、 ２６ 復調部、 ２８ 変調部、 ３０ 品質検出部、 ３２ 制御部、 ３４ 変調方式チャネル数検出部、 ３６ 指示部、 ３８ アプリケーションソフトウエア、 ４０ アプリケーション通知部、 ４２ 品質情報部、 ４４ アプリケーション情報部、 ４６ 変調方式情報部、 ４８ チャネル数情報部、 ５０ ＲＦ部、 ５２ 復調部、 ５４ 変調部、 ５６ 品質検出部、 ５８ 制御部、 ６０ ネットワークインターフェース部、 ６２記憶部、 ６４ 指示部、 ６６ 変調方式チャネル数決定部、 ６８ アプリケーション検出部、 ７０ 使用率検出部、 ７２ 品質情報部、 ７４ 使用率情報部、 ７６ アプリケーション情報部、 ７８ 変調方式情報部、 １００ 通信システム。
Claims (7)
- 通信対象の端末装置からの信号であって、かつ複数の変調方式のいずれかに対応すべき信号を受信する受信部と、
前記受信した信号から、前記端末装置で使用されるアプリケーションに対応したデータの通信における許容遅延時間を検出する許容遅延時間検出部と、
変調方式とチャネル数とによって定められる通信速度が所定の値に近づくように、前記検出した許容遅延時間に応じて、複数のチャネルを含んだ通信回線の中で、前記端末装置に割当てるべき変調方式とチャネル数を決定する決定部と、
前記端末装置に、前記決定した変調方式とチャネル数による前記アプリケーションに対応したデータの通信を指示する指示部と、
を含むことを特徴とする基地局装置。 - 前記決定部は、前記検出した許容遅延時間が所定のしきい値より大きい場合に、より多くのデータを伝送できる変調方式を使用しながら、前記チャネル数を少なくするように決定し、前記検出した許容遅延時間が所定のしきい値以下の場合にチャネル数を多く使用しながら、より誤りを少なくできる変調方式の使用を決定することを特徴とする請求項１に記載の基地局装置。
- 通信対象の端末装置からの信号であって、かつ複数の変調方式のいずれかに対応すべき信号を受信する受信部と、
前記受信した信号から、前記端末装置で使用されるアプリケーションに対応したデータの通信における許容遅延時間を検出する許容遅延時間検出部と、
前記受信した信号から、通信回線の品質を示した値を導出する品質導出部と、
変調方式とチャネル数とによって定められる通信速度が所定の値に近づくように、前記検出した許容遅延時間、前記導出した通信回線の品質を示した値、ならびに複数のチャネルを含んだ通信回線における空きチャネル数に応じて、前記端末装置に割当てるべき変調方式とチャネル数を決定する決定部と、
前記端末装置に、前記決定した変調方式とチャネル数による前記アプリケーションに対応したデータの通信を指示する指示部と、
を含むことを特徴とする基地局装置。 - 前記決定部は、前記検出した許容遅延時間が所定のしきい値より大きい場合に前記導出した通信回線の品質を示した値に応じて、より多くのデータを伝送できる変調方式を使用しながら、前記チャネル数を少なくするように決定し、前記検出した許容遅延時間が所定のしきい値以下の場合に空きチャネル数に応じて、チャネル数を多く使用しながら、より誤りを少なくできる変調方式の使用を決定することを特徴とする請求項３に記載の基地局装置。
- 所定のアプリケーションを使用する端末装置と、
複数のチャネルを含んだ通信回線において、前記端末装置と通信する基地局装置を含み、
前記端末装置は、前記使用するアプリケーションに対応したデータの通信における許容遅延時間を前記基地局装置に送信し、
前記基地局装置は、通信回線の品質と空きチャネル数を検出し、変調方式とチャネル数とによって定められる通信速度が所定の値に近づくように、前記検出した通信回線の品質および空きチャネル数に加えて、受信した前記許容遅延時間をもとにして、前記端末装置に割当てるべき変調方式とチャネル数を決定することを特徴とする通信システム。 - 変調方式とチャネル数とによって定められる通信速度が所定の値に近づくように、通信対象の端末装置で使用されるアプリケーションに対応したデータの通信における許容遅延時間をもとにして、前記端末装置との通信回線に含まれた複数のチャネルに対して、前記端末装置に割当てるべき変調方式とチャネル数を決定することを特徴とするチャネル割当方法。
- 通信対象の端末装置からの信号であって、かつ複数の変調方式のいずれかに対応すべき信号を受信するステップと、
前記受信した信号から、前記端末装置で使用されるアプリケーションに対応したデータの通信における許容遅延時間を検出するステップと、
変調方式とチャネル数とによって定められる通信速度が所定の値に近づくように、前記検出した許容遅延時間に応じて、複数のチャネルを含んだ通信回線の中で、前記端末装置に割当てるべき変調方式とチャネル数を決定するステップと、
前記端末装置に、前記決定した変調方式とチャネル数による前記アプリケーションに対応したデータの通信を指示するステップと、
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
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