JP4534893B2 - 移動通信システム、無線制御局及びそれらに用いる伝送レート制御方法、伝送レート制御プログラム - Google Patents

Description

本発明は、移動通信システム、無線制御局及びそれらに用いる伝送レート制御方法、伝送レート制御プログラムに関し、特にパケット通信中に無線回線の伝送レートを変更できる移動通信システム、無線制御局及びそれらに用いる伝送レート制御方法、伝送レート制御プログラムに関する。

従来の伝送レート制御方法の一例が、非特許文献１に記載されている。Ｗ−ＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ−Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）無線通信方式において、無線基地局と移動局との間でパケット通信を開始するとき、個別の無線回線が確立される。個別無線回線には、伝送レートの上限が異なる数種類の回線（例えば、64kbps、128kbps、及び256kbpsが上限の回線）が存在する。移動局との無線通信を制御する無線制御局または無線基地局にはバッファが存在し、ネットワークから移動局へのデータはそれらのバッファに停留する。特定の伝送レートの無線回線を使用中に、無線制御局内のバッファに存在するデータ量が所定の閾値を超えた状態が一定時間維持されると高い伝送レートの無線回線を割り当て、別の所定の閾値以下の状態が一定時間維持されると低い伝送レートの無線回線を割り当てる。ただし、伝送レート割り当ての可否は、無線回線の負荷と所定の閾値とを比較して決定される。無線回線の負荷は、無線回線の所要受信品質（SIR: Signal to Interference Ratio）を拡散率（SF: Spreading Factor）で割った値で定義される個別無線回線の負荷を、セル内で確立されている全ての個別無線回線に対して加算したものとし、無線リソースである拡散符号や無線基地局の送信電力の消費状況に対応する。

立川敬二監修「Ｗ−ＣＤＭＡ移動通信方式」丸善株式会社、平成１３年６月２５日、ｐｐ．１７１−１７４,１９３−１９４

上述した伝送レート制御方法では、バッファ内のデータ量が一定時間以上継続して所定の閾値を上回った（下回った）場合に伝送レートを切り替える。この「一定時間」は、現在の伝送レートに関わり無く一定の値を用いている。そうすると、伝送レートが無線リソースの使用量が多い高い伝送レートの場合も、無線リソースの使用量が少ない低い伝送レートの場合も、無線リソースの解放が同頻度で発生することになる。
そのため、高い伝送レートを割り当てられている個別無線回線は、本来は解放することができ、新たな個別無線回線の確立等に使用できるはずの拡散符号や無線基地局の送信電力といった無線リソースを長時間にわたって占有してしまい、無線リソースの利用効率が低くなるという問題があった。

そこで、本発明は、無線制御局で実施する伝送レート切り替えの頻度を一定にしたまま、無線リソースの利用効率を増加することができる移動通信システム、無線制御局及びそれらに用いる伝送レート制御方法、伝送レート制御プログラムを提供することを目的とする。

本発明に係る無線制御局の伝送レート切替え部は、トラヒック測定部からバッファに格納されているデータ量が上限閾値を超えて切替え起動時間以上維持されている旨の情報がなされた場合、個別無線回線の伝送レートを増加させるように切り替える。
ここで、切替え起動時間は、伝送レート毎に、伝送レートが高くなるほど短くなるように設定されている（請求項１ないし請求項６）。

上記無線制御局によれば、バッファ内のデータ量が上限閾値を超える状態が一定時間（切替え起動時間）以上続いた場合、すなわち、送信データ量が多く通信が滞り気味の場合に伝送レートを増加させるように切替える。前記の切替え起動時間は伝送レートが高いほど短く設定されているから、個別無線回線の伝送レートが高いほど、伝送レートの切り替えが早く行われ、大量のデータの送受信を短時間で終わらせることができる。
そのため、個別無線回線が高い伝送レートを必要とする状態を短時間に抑えることができ、無線制御局で行われる伝送レートの切り替え頻度を全体としては一定にしたまま、無線リソースの利用効率を増加させることができる。

上記無線制御局において、伝送レート切替え部が、バッファ内のデータ量が予め設定した下限閾値を下回って切替え起動時間維持されている旨の情報がトラヒック測定部から成された場合に作動し、伝送レートを低下させるように切り替えるレート低下切換え機能を備えるようにしても良い（請求項２）。
このようにすれば、個別無線回線に割り当てられている伝送レートに余裕がある場合に、現在の伝送レートが高いほど伝送レートを低下させるように切替える確率が高くなる。
そのため、高い伝送レートを割り当てられた個別無線回線が必要以上長時間にわたって無線リソースを大量に占有し続けることがなくなり、無線制御局で行われる伝送レートの切り替え頻度を全体としては一定にしたまま、無線リソースの利用効率を増加させることができる。

上記無線制御局において、切替え起動時間を、伝送レートを低下させる方向に切り替える場合と、伝送レートを増加させる方向に切り替える場合とで異なる値としてもよい（請求項３）。
このようにすれば、切り替えのタイミングをより細かく制御することができ、無線リソースの利用効率をさらに向上させることができる。

上記無線制御局において、伝送レートを低下させる方向に切り替える場合は、切り替え前の伝送レートに関わらず、予め定められた所定値に切り替えるようにしても良い（請求項４）。この所定値は、割り当て可能な最低の伝送レートとしても良い（請求項５）。
このようにすれば、伝送レートを低下させる方向に切り替える際に、大量の無線リソースを解放することができる。

上記無線制御局において、無線基地局の負荷を測定する負荷測定部を伝送レート切替え部に併設し、セルの負荷が負荷閾値よりも大きい場合には、伝送レートを増加させるように切り替えないようにしても良い（請求項６）。
このようにすれば、セルの負荷が高い場合に、現在確立されている個別無線回線がより多くの無線リソースを消費する方向に伝送レートを変更されることはないから、セル全体としての無線リソース消費を抑制し無線リソースが枯渇することを防止することができる。

本発明に係る伝送レート制御方法では、バッファに格納されているデータ量が切替え起動時間以上の間継続して上限閾値を超えた場合、個別無線回線の伝送レートを増加させるように切り替える。また、バッファに格納されているデータ量が切替え起動時間以上の間継続して下限閾値を下回った場合、個別無線回線の伝送レートを低下させるように切り替える。
ここで、切替え起動時間は、伝送レート毎に、伝送レートが高くなるほど短くなるように設定されている。（請求項７）

上記伝送レート制御方法によれば、切替え起動時間は伝送レートが高いほど短く設定されているから、個別無線回線の伝送レートが高いほど、伝送レートの切り替えが早く行われる。すなわち、通信データ量が多い場合には伝送レートを増加させデータ処理を促進し、通信データ量が少ない場合には伝送レートを低下させて余分な無線リソースを解放するということが、伝送レートが高い場合ほど頻繁に行われる。
そのため、無線制御局で行われる伝送レートの切り替え頻度を全体としては一定にしたまま、無線リソースの利用効率を増加させることができる。

本発明に係る伝送レート制御プログラムは、バッファに格納されているデータ量が切替え起動時間以上の間継続して上限閾値を超えた場合に個別無線回線の伝送レートを増加させるように切り替えるステップと、バッファに格納されているデータ量が切替え起動時間以上の間継続して下限閾値を下回った場合に個別無線回線の伝送レートを低下させるように切り替えるステップをコンピュータに実行させる。
ここで、切替え起動時間は、伝送レート毎に、伝送レートが高くなるほど短くなるように設定されている（請求項８）。

上記プログラムによれば、切替え起動時間は伝送レートが高いほど短く設定されているから、コンピュータは、個別無線回線の伝送レートが高いほど、伝送レートの切り替えを早く行う。すなわち、通信データ量が多い場合には伝送レートを増加させデータ処理を促進し、通信データ量が少ない場合には伝送レートを低下させて余分な無線リソースを解放するということが、伝送レートが高い場合ほど頻繁に行われる。
そのため、無線制御局で行われる伝送レートの切り替え頻度を全体としては一定にしたまま、無線リソースの利用効率を増加させることができる。

本発明に係る無線通信システムでは、無線制御局が無線基地局と移動局との間で行われるパケット通信を制御する。
無線制御局は、伝送レート切り替え部を有し、この伝送レート切り替え部は、バッファに格納されているデータ量が切替え起動時間以上の間継続して上限閾値を超えている旨の報告がトラヒック測定部からされた場合、個別無線回線の伝送レートを増加させるように切り替える。また、伝送レート切り替え部は、バッファに格納されているデータ量が切替え起動時間以上の間継続して下限閾値を下回った旨の報告がトラヒック測定部からされた場合、個別無線回線の伝送レートを低下させるように切り替える。
ここで、切替え起動時間は、伝送レート毎に、伝送レートが高くなるほど短くなるように設定されている（請求項９）。

上記無線通信システムによれば、切替え起動時間は伝送レートが高いほど短く設定されているから、個別無線回線の伝送レートが高いほど、伝送レートの切り替えが早く行われる。すなわち、通信データ量が多い場合には伝送レートを増加させデータ処理を促進し、通信データ量が少ない場合には伝送レートを低下させて余分な無線リソースを解放するということが、伝送レートが高い場合ほど頻繁に行われる。
そのため、無線制御局で行われる伝送レートの切り替え頻度を全体としては一定にしたまま、無線リソースの利用効率を増加させることができる。

本発明によれば、切替え起動時間は伝送レートが高い場合ほど短く設定されているため、伝送レート切替え部は、伝送レートが高いほど、伝送レートの切り替えを早く行い、大量のデータの送受信を早期に終わらせることができる。
そのため、個別無線回線が高い伝送レートを必要とする状態を短時間に抑えることができ、無線制御局で行われる伝送レートの切り替え頻度を全体としては一定にしたまま、無線リソースの利用効率を増加させることができる。

以下、図を参照しながら本発明の第１の実施形態である移動通信システム１０の構成と動作について説明する。

（移動通信システム１０の構成）
図1に、移動通信システム１０の概略構成を示す。
移動通信システム１０は、無線アクセス方式としてＷ−ＣＤＭＡ移動通信方式を採用するものであって、有線であるネットワーク１に直接接続された無線制御局２と、無線制御局２と接続された無線基地局３a、３ｂと、無線基地局３ａ、３ｂのいずれかと無線による通信が行われる移動局５とを有する。移動局５は、たとえば携帯電話機、ＰＤＡ、データ通信カードを装着したパーソナルコンピュータなどである。
図１には、無線基地局３ａが形成するセル４ａに１つの移動局５が属する状態を示してある。なお、図１には無線基地局は２つしか示されていないが、３つ以上であってもよい。また、各無線基地局によって形成されるセルは１つになっているが、１つの無線基地局３ａまたは３ｂが複数のセルを形成することもできる。さらに、１つのセルに属する移動局５の数は複数であってもよい。
無線基地局３ａ、３ｂは、いずれも同じ構成のものであって、それぞれセル４ａ、４ｂを形成しており、それぞれのセルにおいて移動局５との間で無線による通信が可能である。セル４ａ、４ｂは、無線基地局３ａ、３ｂが移動局５との間で無線による通信ができる領域を表す。
移動局５は、無線基地局３ａへの接続を行うにあたって、無線制御局２に個別無線回線確立要求を送信する。
無線制御局２は、無線基地局３ａ、３ｂにおける移動局に対する無線回線の設定を制御するものであって、移動局５から無線回線確立要求を受信する。

図２に、無線制御局２の概略構成を示す。
無線制御局２は、無線制御局２全体を制御するＣＰＵ１１と、ＣＰＵ１１が実行するプログラムとデータを格納する主記憶装置１３と、ＣＰＵ１１の入出力インターフェイスであるＩ／Ｏ１２と、無線基地局３ａおよび３ｂとの間の通信を行う通信部１４と、移動局５へ送信するデータを一時的に格納するバッファ１５と、移動局５と基地局３ａおよび３ｂとの間で確立された個別無線回線の伝送レートを制御する伝送レート制御機能部２０とを有している。

図３に、無線制御局２の伝送レート制御機能部２０の主要な構成を示す。
伝送レート制御機能部２０は、移動局５からの個別無線回線確立要求を受け付ける個別無線回線確立要求受付部２１と、無線回線で使用する初期伝送レートを割り当てる初期伝送レート割り当て部２２と、セル４ａの負荷を測定するセル負荷測定部２３と、伝送レートの切り替えを実施する第1のレート切り替え部２４と、ネットワーク１から移動局５へ送信されるデータ量を移動局毎に測定するトラヒック測定部２５と、データ送信終了後に無線リソースを解放する無線リソース解放部２６とから構成されている。

これらの手段は、それぞれ概略つぎのように動作する。
個別無線回線確立要求受付部２１は、無線回線を全く確立していないか、または共通無線回線を確立している場合に、新規に個別無線回線の確立を要求する移動局５からの個別無線回線確立要求を受信する。

初期伝送レート割り当て部２２は、個別無線回線確立要求が入力されると、新規に確立する個別無線回線の伝送レートを、予め記憶されているN+1個の初期伝送レートうちの一つRi（iは0以上N以下の整数）に設定する。
初期伝送レート割り当て部２２は、Riに対応するセル負荷をセル負荷測定部２３に報告し、セル負荷測定部２３からRiで個別無線回線が確立可能かどうかの判定結果を受信する。個別無線回線を確立可能の場合、伝送レートがRiの個別無線回線を確立する。確立不可の場合、個別無線回線を確立せず、次の個別無線回線確立要求の入力まで待機する。

セル負荷測定部（負荷測定部）２３は、セル内の負荷の測定及び個別無線回線の確立可否の判定を実施する。個別無線回線毎の負荷は、無線回線の所要受信品質（SIR: Signal to Interference Ratio）を拡散率（SF: Spreading Factor）で割った値で定義され、セル内で確立されている全ての個別無線回線の負荷を加算したものをセル負荷とする。
初期伝送レート割り当て部２２または第1のレート切り替え部２４から、新たに個別無線回線に無線リソースを割り当てる旨の報告を受信すると、該個別無線回線の負荷を加算したセル負荷と伝送レート毎に異なる所定のセル負荷閾値Liを比較する。Liは伝送レートRiに対応する閾値である。該セル負荷がLi以下の場合、該個別無線回線に無線リソースを割り当て可能の旨の報告を、初期伝送レート割り当て部２２または第1のレート切り替え部２４に送信する。該セル負荷がLiを超えた場合、該個別無線回線に無線リソースを割り当て不可能の旨の報告を、初期伝送レート割り当て部２２または第1のレート切り替え部２４に送信する。また、セル負荷測定部は、閾値Liを伝送レートと同数個記憶している。

レート切り替え部（伝送レート切り替え部）２４は、個別無線回線に対して、セル内で使用可能なN+1個の伝送レートR0、・・、Ri、・・、RNの間でレートの切り替えを実施する。ただし、伝送レートの値はR0＜・・＜Ri＜・・＜RNとする。iは０以上N以下の整数である。
レートの切り替えは、次のように行う。特定の伝送レートの個別無線回線を使用中に、トラヒック測定部２５から報告されるバッファ１５内のデータ量が上限閾値（以下「Aup」と書く）を超えた状態が切替え起動時間以上にわたって維持されると、切り替え前の伝送レートより高い伝送レートの無線回線を割り当てる。バッファ１５内のデータ量が下限閾値（以下「Adown」と書く）以下の状態が切替え起動時間以上にわたって維持されると、切り替え前の伝送レートより低い伝送レートの無線回線を割り当てる。

Aup（上限閾値）およびAdown（下限閾値）は、伝送レートに関わらず、それぞれ一定の値を設定する。
バッファ内のデータ量に対する条件を満たし伝送レートの切り替えが実施されるまでの所要時間である切替え起動時間は、伝送レート毎に、また、伝送レートを増加させる場合と減少させる場合で異なる値を設定する。具体的には、伝送レート増加に対してTup,1、・・、Tup,i、・・、Tup,NのN個（Tup,1＞・・＞Tup,i＞・・＞Tup,N）、レート減少に対してTdown,0、・・、Tdown,i、・・、Tdown,N-1のN個（Tdown,0＞・・＞Tdown,i＞・・＞Tdown,N-1）それぞれ設定する。ここで、Tup,iは伝送レートをRi-1 からRiに切り替える場合の切替え起動時間を表し、Tdown,iは伝送レートをRi+1 からRiに切り替える場合の切替え起動時間を表す。
上限閾値、下限閾値、切替え起動時間は、たとえばテーブルの形で主記憶装置１３に予め格納しておく。また、切換動作を実装したプログラムのロジックの中に直接組み込んでおいても良い。

トラヒック測定部２５は、ネットワーク１から移動局５に送信され、無線制御局２内のバッファ１５に蓄えられているデータ量を測定する。以降、バッファに蓄えられているデータ量をBV(Buffer Volume)と略記する。単位はバイトである。BVの測定結果は第1のレート切り替え部２４に周期的に報告される。
無線リソース解放部２６は、データ送信終了後に、個別無線回線に割り当てた無線リソースの解放を実施する。

（移動通信システム１０の動作）
次に、図４のフローチャートを参照して、無線制御局２における伝送レート切り替えの動作について詳細に説明する。
伝送レートRiの個別無線回線が確立されているとする（図４のステップＳ１０１）。
BVがトラヒック測定部２５から第1のレート切り替え部２４に報告され、閾値AdownおよびAupとの比較が実施される（ステップＳ１０２及びＳ１０３）。BVが所定の条件を満たさない限り、伝送レートRiが継続して個別無線回線に割り当てられる（ステップＳ１０２及びＳ１０３の判定がいずれもノー、ステップＳ１０１に戻る）。

BVがAupを超えた状態がTup,i+1の間継続すると、割り当てようとする伝送レートをRi+1（Ri+1＞Ri）に設定する（ステップＳ１０３の判定がイエス、ステップＳ１０４）。
Ri+1が割り当て可能かどうかはセル負荷測定部２３で判定される。旧レートRiに対応する負荷を減算し、新レートRi+1に対応する負荷を加算したセル負荷と負荷閾値Li+1とを比較する（ステップＳ１０５）。該セル負荷がLi+1以下（ステップＳ１０５の判定がイエス）の場合、無線リソースの割り当てが許可され、伝送レートRi+1の個別無線回線が確立される（ステップＳ１０６）。該セル負荷がLi+1を超えた（ステップＳ１０５の判定がノーの）場合、無線リソースの割り当ては拒否され、伝送レートはRiのまま変わらない（ステップＳ１０１）。一定時間経過後、BVが所定の条件を満足すると、再度レート増加の試みがなされる。

BVがAdown以下の状態がTdown,i-1の間継続する（ステップＳ１０２の判定がイエス）と、伝送レートをRi-1（Ri-1 < Ri）に設定する（ステップＳ１０７）。新レートRi-1に対応する負荷は、旧レートRiに対応する負荷より小さいので、セル負荷測定部２３における無線リソースの割り当ての判定は実施されず、伝送レートRi-1の個別無線回線が確立される。

本実施形態の伝送レート制御方法は、移動局へ送信するパケットを一時的に格納するバッファに格納されているデータ量が切替え起動時間以上の時間継続して上限閾値を越えたときに前記伝送レートを増加させるように切り替えるステップと、前記データ量が前記切替え起動時間以上の時間継続して下限閾値を下回ったときに前記伝送レートを切り替え前よりも低下させるように切り替えるステップとをコンピュータに実行させ、前記切替え起動時間は、前記切り替え前の前記伝送レートが高いほど短く設定されていることを特徴とする伝送レート制御プログラムとして実施することもできる。

移動通信システム１０によれば、切替え起動時間（Tup,i及びTdown,i）は伝送レートが高いほど短く設定されているから、個別無線回線の伝送レートが高いほど、伝送レートの切り替えが早く行われる。つまり、個別無線回線が多くの無線リソースを使用している場合ほど、伝送レートの切換が頻繁に行われ、多くの無線リソースを解放することができる。
そのため、無線制御局２で行われる伝送レートの切り替え頻度を全体としては一定にしたまま、無線リソースの利用効率を増加させることができる。

次に、図を参照しながら本発明の第２の実施形態である移動通信システム１０ａの構成と動作について説明する。
移動通信システム１０ａ全体の構成は、図１に示した移動通信システム１０と同様に、無線アクセス方式としてＷ−ＣＤＭＡ移動通信方式を採用するものであって、有線であるネットワーク１に直接接続された無線制御局２と、無線制御局２と接続された無線基地局３a、３ｂと、無線基地局３ａ、３ｂのいずれかと無線による通信が行われる移動局５とを有する。移動局５は、たとえば携帯電話機、ＰＤＡ、データ通信カードを装着したパーソナルコンピュータなどである。
無線基地局３ａ、３ｂは、いずれも同じ構成のものであって、それぞれセル４ａ、４ｂを形成しており、それぞれのセルにおいて移動局５との間で無線による通信が可能である。
移動局５は、無線基地局３ａへの接続を行うにあたって、無線制御局２に個別無線回線確立要求を送信する。
無線制御局２は、無線基地局３ａ、３ｂにおける移動局に対する無線回線の設定を制御するものであって、移動局５から無線回線確立要求を受信する。

無線制御局２は、図２に示すように、無線制御局２全体を制御するＣＰＵ１１と、ＣＰＵ１１が実行するプログラムとデータを格納する主記憶装置１３と、ＣＰＵ１１の入出力インターフェイスであるＩ／Ｏ１２と、無線基地局３ａおよび３ｂとの間の通信を行う通信部１４と、移動局５へ送信するデータを一時的に格納するバッファ１５と、移動局５と基地局３ａおよび３ｂとの間で確立された個別無線回線の伝送レートを制御する伝送レート制御機能部２０とを有している。

図５に、無線制御局２の伝送レート制御機能部２０の主要な構成を示す。伝送レート機能制御部２０の構成は、図３と同様であるが、伝送レートを低下させる方向に切り替える場合の第2のレート切り替え部２７の動作が、図３の第1のレート切り替え部２４の場合とは異なる。
レート減少時の、切替え起動時間は、伝送レート毎に異なり、Tdown,1、・・、Tdown,i、・・、Tdown,NのN個（Tdown,1＞・・＞Tdown,i＞・・＞Tdown,N）をそれぞれ設定する。ここで、Tdown,iは伝送レートがRiからR0になるための切替え起動時間を表す。R0は無線制御局２が割り当てることが可能なレートのなかで最低のレートである。
第２のレート切り替え部２７は、伝送レートを低下させる方向に切り替える際は、現在の伝送レートに関わり無く一律に最低レートであるR0まで一気に切り替える。

図６のフローチャートを参照して、無線制御局２におけるレート切り替えの動作について詳細に説明する。
図４の第１の実施形態の場合との相違点は、ステップＳ１０２、Ｓ１０７がそれぞれステップＳ１０２ａ、Ｓ１０７ａに置き換わる点である。
BVがトラヒック測定部２５から第２のレート切り替え部２７に報告され、閾値AdownやAupとの比較が実施される（ステップＳ１０２ａ及びＳ１０３）。BVが所定の条件を満たさない限り、伝送レートRiが継続して個別無線回線に割り当てられる（ステップＳ１０２ａおよびＳ１０３の判定がいずれもノー、ステップＳ１０１）。
BVがAdown以下の状態がTdown,iの間継続（ステップＳ１０２ａの判定がイエス）すると、伝送レートをR0に設定する（ステップＳ１０７ａ）。
伝送レートを増加させる場合の動作（ステップＳ１０４ないしＳ１０６）は図４と同様である。

本実施形態によれば、伝送レート切替え部２７は、伝送レートを低下させる方向に切替える場合は、最低の伝送レートR0まで一気に低下させる。
そのため、大量の無線リソースを一度に解放することができる。

次に、本発明の第１の実施例を、図７を参照して説明する。この実施例は本発明の第１の実施の形態に対応するものである。
セル内で割り当て可能な伝送レートは256kbps、128kbps、及び64kbpsとする（N=2）。このとき、R0=64kbps、R1=128kbps、R2=256kbpsのように対応し、初期伝送レートは64kbpsとする。また、セルの負荷には余裕があるものとする。

図７に示すように、横軸を時間、縦軸をBVとするグラフにおいて、上限閾値Aup及び下限閾値Adownが図のように設定されているとする。時刻ｔ０でBVが閾値Aupを上回り、その状態がTup,1継続すると、時刻ｔ１において伝送レートが64kbpsから128kbpsに切り替わる。
BVが、Aupを上回った状態が維持されたままｔ１からTup,2 (< Tup,1）経過すると、時刻ｔ2において伝送レートが128kbpsから256kbpsに切り替わる。

その後、BVが減少し、閾値Adown以下となる状態がTdown,1継続する時刻ｔ3において、伝送レートが256kbpsから128kbpsに切り替わる。さらに、BVが減少し、レート切り替えを実施してからTdown,0 (> Tdown,1）経過すると、時刻ｔ4において伝送レートが128kbpsから64kbpsに切り替わる。
図7では、伝送レートが256kbpsまで切り替わる場合を示したが、伝送レートが128kbpsのままBVが減少した場合、閾値Adown以下となる状態がTdown,0継続する時刻において64kbpsへの切り替えが実施される。

次に、本発明の第２の実施例を、図８を参照して説明する。この実施例は本発明の第２の実施の形態に対応するものである。
セル内で割り当て可能な伝送レートは256kbps、128kbps、及び64kbpsとする（N=2）。このとき、R0=64kbps、R1=128kbps、R2=256kbpsのように対応し、初期伝送レートは64kbpsとする。また、セルの負荷には余裕があるものとする。

図８に示すように、横軸を時間、縦軸をBVとするグラフにおいて、上限閾値Aup及び下限閾値Adownが図のように設定されているとする。時刻ｔ０でBVが閾値Aupを上回り、その状態がTup,1継続すると、時刻ｔ１において伝送レートが64kbpsから128kbpsに切り替わる。
BVが、Aupを上回った状態が維持されたままｔ１からTup,2 (< Tup,1）経過すると、時刻ｔ2において伝送レートが128kbpsから256kbpsに切り替わる。

その後、BVが減少し、閾値Adown以下となる状態がTdown,2継続する時刻ｔ3において、伝送レートが256kbpsから64kbps、すなわち最低の伝送レート、に切り替わる。図８では、伝送レートが256kbpsまで切り替わる場合を示したが、伝送レートが128kbpsのままBVが減少した場合、閾値Adown以下となる状態がTdown,1（> Tdown,2）継続する時刻において64kbpsへの切り替えが実施される。

本発明の第１の実施形態である移動通信システムの全体図である。 図１の無線制御局の構成を示す機能ブロック図である。 図２の伝送レート制御機能部の構成を示すブロック図である。 図２の伝送レート制御機能部の伝送レート切り替え動作を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態に係る伝送レート制御機能部の構成を示す機能ブロック図である。 図５の伝送レート制御機能部の伝送レート切り替え動作を示すフローチャートである。 図２の伝送レート制御機能部の動作の具体例を示す図である。 図５の伝送レート制御機能部の動作の具体例を示す図である。

符号の説明

１：ネットワーク
２：無線制御局
３ａ、３ｂ：無線基地局
４ａ、４ｂ：セル
５：移動局
１０：移動通信システム
１１：ＣＰＵ
１２：Ｉ／Ｏ
１５：バッファ
２０：伝送レート制御機能部
２１：個別無線回線確立要求受付部
２２：初期伝送レート割り当て部
２３：セル負荷測定部（負荷測定部）
２４：第1のレート切替え部（伝送レート切替え部）
２７：第２のレート切替え部（伝送レート切替え部）
２５：トラヒック測定部
２６：無線リソース解放部

Claims (9)

1. 無線基地局と移動局とのパケット通信の開始時に確立された個別無線回線に割り当てられている伝送レートを切り替えるための伝送レート切替え部を備えた無線制御局において、
   前記伝送レート切替え部に、前記移動局へのデータを一時的に保持するバッファとこのバッファ内のデータ量を測定するトラヒック測定部とを併設し、
   前記伝送レート切換え部が、前記バッファ内のデータ量が予め設定した上限値閾値を越えて切替え起動時間維持されている旨の情報が前記トラヒック測定部から成された場合に作動し、前記伝送レートを増加させるように切り替えるレート増加切換え機能を備え、
   前記切替え起動時間は前記伝送レート毎に、前記切換前の前記伝送レートが高いほど短く設定されていることを特徴とした無線制御局。
2. 前記請求項１記載の無線制御局において、
   前記伝送レート切換え部は、前記バッファ内のデータ量が予め設定した下限閾値を下回って前記切替え起動時間維持されている旨の情報が前記トラヒック測定部から成された場合に作動し、前記伝送レートを低下させるように切り替えるレート低下切替え機能を備えていることを特徴とした無線制御局。
3. 前記切替え起動時間は、前記伝送レートを低下させるように切り替える場合と前記伝送レートを増加させるように切り替える場合とでは異なる値が設定されていることを特徴とする請求項２に記載の無線制御局。
4. 前記伝送レート切替え部は、前記伝送レートを低下させるように切り替える場合は、予め定められた所定値に伝送レートを切り替えることを特徴とする請求項２または３に記載の無線制御局。
5. 前記所定値は、割り当て可能な伝送レートのうち最低のものであることを特徴とする請求項４に記載の無線制御局。
6. 前記無線基地局のセルの負荷を測定する負荷測定部を前記伝送レート切替え部に併設し、
   前記伝送レート切り替え部は、前記セルの負荷が負荷閾値よりも大きい場合には、前記伝送レートを増加させるように切り替えないことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一つに記載の無線制御局。
7. 無線基地局と移動局とのパケット通信の開始時に確立された個別無線回線に割り当てられた伝送レートを切り替える伝送レート制御方法において、
   前記移動局へ送信するパケットを一時的に格納するバッファに格納されているデータ量が切替え起動時間以上の時間継続して予め設定した上限閾値を越えたときに前記伝送レートを増加させるように切り替えるステップと、
   前記データ量が前記切替え起動時間以上の時間継続して予め設定した下限閾値を下回ったときに前記伝送レートを切り替え前よりも低下させるように切り替えるステップとを有し、
   前記切替え起動時間は、前記切り替え前の前記伝送レートが高いほど短く設定されていることを特徴とする伝送レート制御方法。
8. 無線基地局と移動局とのパケット通信の開始時に確立された個別無線回線に割り当てられた伝送レートを切り替える伝送レート切り替えプログラムにおいて、
   前記移動局へ送信するパケットを一時的に格納するバッファに格納されているデータ量が切替え起動時間以上の時間継続して上限閾値を越えたときに前記伝送レートを増加させるように切り替えるステップと、
   前記データ量が前記切替え起動時間以上の時間継続して下限閾値を下回ったときに前記伝送レートを切り替え前よりも低下させるように切り替えるステップとをコンピュータに実行させ、
   前記切替え起動時間は、前記切り替え前の前記伝送レートが高いほど短く設定されていることを特徴とする伝送レート制御プログラム。
9. 無線基地局と移動局との間のパケット通信を無線制御局により制御する無線通信システムにおいて、
   前記無線制御局は、
   前記パケット通信の開始時に確立された個別無線回線に割り当てられた伝送レートを切り替える伝送レート切り替え部を有し、
   前記伝送レート切り替え部には前記移動局へのデータを一時的に保持するバッファとこのバッファ内のデータ量を測定するトラヒック測定部とを併設し、
   前記伝送レート切換え部が、前記バッファ内のデータ量が予め設定した上限値閾値を越えて切替え起動時間維持されている旨の情報が前記トラヒック測定部から成された場合に作動し、前記伝送レートを増加させるように切り替えるレート増加切換え機能と、
   前記バッファ内のデータ量が予め設定した下限閾値を下回って切替え起動時間維持されている旨の情報が前記トラヒック測定部から成された場合に作動し、前記伝送レートを低下させるように切り替えるレート低下切替え機能を備え、
   前記切替え起動時間は、前記切り替え前の前記伝送レートが高いほど短く設定されていることを特徴とする移動通信システム。

Images