JP2005217649A

JP2005217649A - 基地局装置

Info

Publication number: JP2005217649A
Application number: JP2004020308A
Authority: JP
Inventors: Masaharu Suzuki; 政晴鈴木
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2004-01-28
Filing date: 2004-01-28
Publication date: 2005-08-11

Abstract

【課題】パケット交換の多重化に伴うスループットの低下を軽減するＰＨＳ基地局装置を提供する。
【解決手段】複数のチャネル４０を介して、ネットワーク３０に接続されている基地局装置１０であって、複数の無線端末２０との間で通信を行う無線通信部１２と、所定のルールに基づいて、前記複数のチャネル４０又は、そのうちの少なくとも１つのうちに設定した複数の仮想チャネルのいずれかを通信チャネルとして選択し、当該選択した通信チャネルに、前記無線端末２０からの所定呼を割り当てる制御部１４と、を含み、前記所定呼を前記割り当てた通信チャネルを用いて前記ネットワーク３０側に接続する基地局装置１０とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＰＨＳ等におけるパケット交換を行う基地局装置に関する。

ＰＨＳ（personal handy-phone system）の基地局は、ＩＳＤＮ（integrated services digital network）回線網に有線接続されている。このＰＨＳ基地局は、当該基地局のカバーエリア内にある最大４台までの無線端末（ＰＨＳ端末）との間で時分割多重通信を行うとともに、ＩＳＤＮ回線網を介して、当該ＰＨＳ端末と他の通信装置（電話機やパケット交換システムなど）との間で通信を行っている。

具体的にこのＰＨＳ基地局は、ＩＳＤＮ回線網に対するＩＳＤＮ回線として、ＩＮＳ６４（information network system ６４）回線を用いている。ＩＮＳ６４回線では、１回線内にデータ伝送路としての２つの論理チャネル（Ｂチャネル）が含まれる。従来のＰＨＳ基地局では、パケット交換通信を行うときに、１つのＢチャネルを用いてＩＳＤＮ回線網と通信を行っており、他方のＢチャネルはメンテナンス用のデータを転送するために空けられていた。このため例えば４台のＰＨＳ端末がいずれもパケット交換通信を要求する場合、これら複数のパケット呼をＩＳＤＮ回線網を介して接続する場合には、当該パケット交換用の１つのＢチャネル内に複数の多重化用仮想チャネル（virtual channel：VC）を設定し、各仮想チャネルを用いてパケット呼を接続する、いわゆるＶＣ多重通信を行っていた。なお、特許文献１には、通信装置間の複数の回線の輻輳状態に応じて負荷分散を行い、輻輳によるパケットの廃棄を最小限にするパケット通信システムが開示されている。
特開平７−３０３１１４号公報

したがって、上記従来のＰＨＳ基地局においては、例えば上述のように４台のＰＨＳ端末が一斉にパケット交換を行う場合、ＶＣ多重化によりＩＳＤＮ回線側でのデータ伝送速度はＢチャネルの伝送速度６４kbpsの１／４、つまり１６kbpsとなってしまう。一方、ＰＨＳ端末側との伝送速度は最大３２kbpsであるので、この場合は、有線区間の伝送速度がボトルネックとなってデータ伝送速度が低下することがあった。

本発明は、上記の問題に鑑みて為されたものであり、パケット交換の多重化に伴うデータ伝送速度の低下を軽減するＰＨＳ基地局装置を提供することをその目的の一つとする。

上記の問題を解決するため、本発明に係る基地局装置は、複数のチャネルを介して、ネットワークに接続されている基地局装置であって、複数の無線端末との間で通信を行う手段と、所定のルールに基づいて、前記複数のチャネル又は、そのうちの少なくとも１つのうちに設定した複数の仮想チャネルのいずれかを通信チャネルとして選択し、当該選択した通信チャネルに、前記無線端末からの所定呼を割り当てる割当手段と、を含み、前記所定呼を前記割り当てた通信チャネルを用いて前記ネットワーク側に接続することを特徴としている。

ここで前記割当手段の所定ルールは、割当の対象となる所定呼のスループットに関するルールであることとしてもよいし、各チャネルに設定されている仮想チャネルの多重数に関するルールであることとしてもよい。

また前記割当手段が仮想チャネル数に関するルールを用いて割当を行う場合に、複数のチャネルにおいて仮想チャネルの多重数が等しい場合には、各チャネルを用いて行われる通信のスループットに関するルールに基づいて割当を行う、こととしてもよい。

また、前記チャネルはＩＳＤＮ回線における論理チャネルであることとしてもよい。

以下、本発明の一実施形態に係る基地局装置について、図面を参照しつつ説明する。図１に、本実施形態に係る基地局装置１０の主な構成及びこれを用いた通信システムの一例を示す。基地局装置１０は、ＰＨＳの基地局装置であり、ＩＳＤＮ回線４０を介してネットワーク（ＩＳＤＮ回線網）３０と接続されている。ここで、ＩＳＤＮ回線４０は、１回線内にデータ伝送路としての２つのＢチャネルを含むＩＮＳ６４回線である。

基地局装置１０は、そのカバーエリア内に存する複数の無線端末（ＰＨＳ端末）２０との間で無線によるパケットデータや音声信号の送受信を行う。また、この基地局装置１０は、このＩＳＤＮ回線４０内の１つのＢチャネルを用いてメンテナンス用のデータの転送を行う。さらに、基地局装置１０は、所定呼（ＰＨＳ端末２０からのパケット呼）の接続要求を受け入れると、ＩＳＤＮ回線４０内のいずれかのＢチャネルを通信チャネルとして選択し、また選択したＢチャネル内に仮想チャネルを設定した場合は、当該仮想チャネルのいずれかを通信チャネルとして選択して、当該通信チャネルを介してＩＳＤＮ回線網３０との間で、上記要求に係るパケット呼を接続する。

具体的にこの基地局装置１０は、図１に示すように、無線通信部１２と、制御部１４と、有線通信部１６とを含んで構成される。

無線通信部１２は、ＲＦ（radio frequency）回路、変復調回路などを含んで構成され、アンテナを介して複数のＰＨＳ端末２０との間で無線通信を行う。例えば無線通信部１２は、通信相手となるＰＨＳ端末２０から無線にてパケット呼に係る信号を受信すると、この受信した信号を復調してパケットデータを生成し、このパケットデータを制御部１４に出力する。また、無線通信部１２は、制御部１４からパケットデータを受け入れ、このパケットデータを変調して信号を生成し、当該生成した信号を、アンテナを介して通信相手となるＰＨＳ端末２０に送信する。

制御部１４は、無線通信部１２から受け取ったパケットデータを蓄積するバッファ回路や、基地局装置１０の通信に係るデータを記憶する記憶部などを含んで構成され、無線通信部１２及び有線通信部１６を制御する。具体的にこの制御部１４は、ＰＨＳ端末２０からのパケット呼を、ＩＳＤＮ回線４０内のＢチャネル又は仮想チャネルのいずれか１つに選択的に割り当てる処理（割当処理）を行う。そして制御部１４は、当該割り当てられた通信チャネルを用いて、当該パケット呼をＩＳＤＮ回線４０側に接続するよう有線通信部１６に指示する。制御部１４が行う上記割当処理の具体的な内容については後に詳しく説明する。

有線通信部１６は、ＩＳＤＮ回線網３０との間で有線通信を行うためのインターフェース回路などを含んで構成されている。この有線通信部１６は、制御部１４から指示されたＩＳＤＮ回線４０内の通信チャネルを用いて、制御部１４から受け入れたパケットデータをＩＳＤＮ回線網３０へと送信する。また、この有線通信部１６は、ＩＳＤＮ回線網３０からメンテナンス用のデータが転送されてきたときには、ＩＳＤＮ回線４０内のＢチャネルの一方を当該転送用に割り当てて、メンテナンス用のデータを受信する。

ここで制御部１４による割当処理の具体的内容について説明する。図２は、制御部１４の割当処理の内容例を表す機能ブロック図である。制御部１４の割当処理は、機能的には、図２に示すように、参考情報管理部５０と、情報取得部５２と、チャネル割当部５４とを含む。

参考情報管理部５０は、記憶部（不図示）に格納されている参考情報を読み出す。具体的にこの参考情報は、割当処理に利用するスループット閾値や、Ｂチャネル内に設定される仮想チャネルの最大数（多重数上限値）などである。

情報取得部５２は、基地局装置１０が行っている現在の通信状態を表す情報（通信状態情報）を取得する。ここで通信状態情報は、無線通信部１２や有線通信部１６から取得でき、その内容は、例えば各パケット呼に係るスループットの情報などである。また、この情報取得部５２は、現在、各Ｂチャネル内に設定されている仮想チャネルのチャネル数（多重数）を取得してもよい。

チャネル割当部５４は、情報取得部５２が取得した通信状態情報と、参考情報管理部５０が読み出した参考情報との入力を受けて、これらの情報に関する所定のルールに基づいて、ＰＨＳ端末２０からの割当の対象となるパケット呼を接続するための通信チャネルの割当を行う。本実施の形態において特徴的なことの１つは、ここでの割当において、平常時は利用されていない、メンテナンス用のＢチャネルを用いて割当処理を行うことである。すなわち、このチャネル割当部５４は、ＩＳＤＮ回線４０内の２つのＢチャネル（以下、各Ｂチャネルを、第１、第２のＢチャネルと呼び、各々を符号Ｂ１,Ｂ２と区別して示す）の双方を通信チャネルの割当処理の対象として選択する。そして、チャネル割当部５４は、現在の各Ｂチャネルにおける多重数、及び各パケット呼のスループットの情報などの通信状態情報と、参考情報とを比較しながら、どちらのＢチャネルに通信チャネルを設定するかを決定する。

具体的に、第１のＢチャネルＢ１の多重数が参考情報に示された多重数上限値未満である間は、第１のＢチャネルＢ１に多重化した仮想チャネルを通信チャネルとして選択し、当該通信チャネルに、接続要求に係るパケット呼を割り当てる。一方、第１のＢチャネルＢ１の多重数が参考情報に示された多重数を越えるときには、他のＢチャネルのうち使用中のものから優先的に多重数を調べ、参考情報に示された多重数未満であるＢチャネルを選び、当該チャネル内の仮想チャネルの多重化数を増やして、通信チャネルを生成し、当該生成した通信チャネルに、接続要求に係るパケット呼を割り当てる。

なお、これとともにスループットの情報も用いられ、例えば第１のＢチャネルＢ１を介して行われている通信のスループットが、参考情報に示されたスループット閾値よりも小さくなっており、かつ第２のＢチャネルＢ２が現在通信に使われていないときには、接続要求に係るパケット呼を、第２のＢチャネルＢ２内に設定した通信チャネルに割り当てる。また、第１のＢチャネルＢ１を介して行われている通信のスループットが、参考情報に示されたスループット閾値よりも大きく、かつ当該第１のＢチャネルＢ１内に設定されている仮想チャネルの多重数が、参考情報に含まれる多重数未満である場合は、当該第１のＢチャネルＢ１内に接続要求に係るパケット呼を割り当てる。

すなわちチャネル割当部５４は、１つのＢチャネルに多重される仮想チャネルの各伝送速度が、ＰＨＳ端末２０と無線通信部１２との間の伝送速度を下回るまでは、なるべく１つのＢチャネルを以ってパケット呼を接続しようとするものであるが、その割当のための所定の条件として、上述のように通信のスループットや多重数が用いられ、これらが所定の条件を満足しないときには、他のＢチャネル内に通信チャネルを確立する。このような条件を用いた割当の規則が、本発明の所定のルールに相当する。

次に、具体的な例を挙げて、基地局装置１０によるパケット呼の割当処理について説明する。この例では、基地局装置１０が４つのＰＨＳ端末２０から順次パケット呼の接続要求を受けて、これらの接続要求に応じて順次通信チャネルの割当を行う場合を説明する。また、以下の説明では、参考情報として設定される多重数の上限値は「２」と設定されているものとする。

図３は、この例において、基地局装置１０の制御部１４が行う対象チャネルの選択処理の一例を表すフロー図である。また、図４は、制御部１４が図３に示す割当処理を行うことによって、ＩＳＤＮ回線４０内の２つのＢチャネルＢ１,Ｂ２が、（ａ）〜（ｆ）に示すように４つのパケット呼I〜IVの接続に順次用いられていく過程を表した説明図である。

当初は、図４（ａ）に示すように、第１のチャネルＢ１及び第２のチャネルＢ２のいずれも使用されていない状態にある。ここでＰＨＳ端末２０の１つ（以下区別のため、ＰＨＳ端末２０ａなど、符号を違えて説明する）が１つ目のパケット呼Iの接続要求を送出すると、基地局装置１０の無線通信部１２がこの接続要求を受信し、当該受信した接続要求が制御部１４に出力される。すると制御部１４が、割当処理を開始し、その情報取得部５２の処理として、例えば有線通信部１６から有線区間でのスループットに関する情報を取得する。ここではいずれのＢチャネルも利用されていないので、有線区間でのスループットに関する情報は「０」となる。そしてチャネル割当部５４は、まず使用中のＢチャネルがあるか否かを判断する（Ｓ１１０）。

この段階では、各Ｂチャネルは図４（ａ）の状態にあり、チャネル割当部５４は使用中のＢチャネルはないと判断し（Ｓ１１０において「Ｎ」）、未使用の第１、第２のＢチャネルＢ１,Ｂ２の両方のうち、メンテナンス用のデータを伝送するためのＢチャネルとしての第２のＢチャネルＢ２を避けて、第１のＢチャネル内に通信チャネルを選択的に設定する（Ｓ１４４）。こうしてパケット呼Iは、第１のチャネルＢ１を介してネットワークに接続される（図４（ｂ））。

次に、他のＰＨＳ端末２０ｂから２つ目のパケット呼IIの接続要求がなされると、制御部１４が、割当処理を開始し、その情報取得部５２の処理として、例えば有線通信部１６から有線区間でのスループットに関する情報を取得する。この段階では第１のＢチャネルＢ１が使用されており、有線区間でのスループットに関する情報は第１のＢチャネルＢ１においては例えば「６４kbps」となり、第２のＢチャネルＢ２においては「０」となる。そしてチャネル割当部５４は、使用中のＢチャネルがあるか否かを判断する（Ｓ１１０）。この段階では、使用中のＢチャネルがあると判断し（Ｓ１１０においてＹ）、さらに使用中である第１のチャネルＢ１内に設定された仮想チャネルの多重数（この時点では「１」となっている）が上限値「２」以上か否かを判断する（Ｓ１２０）。

ここでは多重数が上限値以上ではないので（Ｓ１２０においてＮ）、通信を行っている第１のＢチャネルＢ１に、さらに通信チャネルを設定する。この場合は、従来と同様にすでに行われているパケット呼の通信にＶＣ多重され、第１のＢチャネルＢ１内の仮想チャネルに当該通信チャネルが割り当てられる（Ｓ１４０）。この結果、有線通信部１６は、第１のチャネルＢ１を用いて２つ目のパケット交換呼IIの接続を行う。すなわち、有線接続部１６は、第１のＢチャネルＢ１を介して２つのパケット交換呼I,IIを多重接続する（図４（ｃ））。このように本実施の形態では、なるべくＢチャネルに空きを残すように割当が行われる。

このパケット呼IIを受け入れた段階で、使用中の第１のＢチャネルＢ１に係るスループットと、予め参考情報として定められたスループット閾値とを比較し（Ｓ１５０）、例えば当該スループットが「８kbps」まで低下していてスループット閾値を下回っている場合（Ｓ１５０において「Ｙ」）には、処理Ｓ１３０に移行して、さらに他のＢチャネル（この場合は第２のＢチャネルＢ２）に使用中のものがないかを調べる（Ｓ１３０）。ここでは第２のＢチャネルＢ２は使用中ではないので（Ｓ１３０において「Ｎ」）、当該未使用のＢチャネル、つまり第２のＢチャネルＢ２内に通信チャネルが設定され、パケット呼IIは、この第２のＢチャネルＢ２内の通信チャネルを介して接続されるよう、割当が行われることになる（図４（ｆ））。すなわち、チャネル割当部５４は、パケット呼の接続に用いるＢチャネルの数を増加させる。なお、処理Ｓ１５０において第１のＢチャネルＢ１のスループットがスループット閾値を越えている場合（Ｓ１５０において「Ｎ」）には、そのまま第１のＢチャネルＢ１を用いた多重接続が行われる（図４（ｃ））。

さて、図４（ｃ）の状態からさらに他のＰＨＳ端末２０ｃが３つ目のパケット呼IIIの接続要求を行った場合について説明を続けると、この場合は、使用中のＢチャネルがあるが（Ｓ１１０において「Ｙ」）、当該使用中である第１のＢチャネルＢ１の多重数が「２」となっており、上限値「２」を越えているので（Ｓ１２０においても「Ｙ」）、さらに他のＢチャネル（この場合は第２のＢチャネルＢ２）に使用中のものがないかを調べる（Ｓ１３０）。ここでは第２のＢチャネルＢ２は使用中ではないので（Ｓ１３０において「Ｎ」）、当該未使用のＢチャネル、つまり第２のＢチャネルＢ２内に通信チャネルが設定され、パケット呼IIIは、この第２のＢチャネルＢ２内の通信チャネルを介して接続されるよう、割当が行われる（図４（ｄ））。

なお、この段階では、有線区間でのスループットに関する情報は第１のＢチャネルＢ１においては例えば「３２kbps」となっており、Ｂ２においては「０」となっているとする。

以下、同様にして、さらに４つ目のパケット呼IVの接続要求があったときには、処理Ｓ１３０において第２のＢチャネルＢ２も使用中（Ｓ１３０において「Ｙ」）なので、使用中の第１のＢチャネルＢ１の多重数「２」と第２のＢチャネルＢ２の多重数「１」とを比較して、多重数の小さい第２のＢチャネルＢ２に対して４つ目のパケット呼IVを割り当てるべき通信チャネルを設定する（Ｓ１４２）。この場合も、既に使用中の第３のパケット呼IIIに多重化されて、次の第４のパケット呼IVは、第２のＢチャネルＢ２内の仮想チャネルを介してＩＳＤＮ回線網３０側に接続されることになる（図４（ｅ））。

なお、図４（ｆ）にあるように、第１のＢチャネルＢ１と第２のＢチャネルＢ２にそれぞれ１チャネルずつ仮想チャネルが割り当てられている場合や、ＩＳＤＮ回線４０内にＢチャネルが３つ以上あり、どのＢチャネルも多重数が「２」であるときにパケット呼の接続要求があった場合には、多重数上限値を越えて通信チャネルを割り当てることができることとする。この場合、多重数が最小であるＢチャネルが複数あれば、処理Ｓ１４２における選択のための追加的な所定ルールとして、当該複数の（多重数の等しい）Ｂチャネルのスループットを比較して、スループットが最も大きいＢチャネル内に通信チャネルをさらに多重化して生成し、当該生成した通信チャネルに、接続要求に係るパケット呼を割り当てるようにしてもよい。あるいは、ＩＳＤＮ回線４０内にＢチャネルが３つ以上あり、多重した結果、該多重したＢチャネルのスループットが所定値を下回る場合に、空きＢチャネルがある場合には該空いているＢチャネルを使用することとしてもよい。

なお、本発明は、本実施形態に限られない。例えば第２のＢチャネルＢ２がメンテナンス用のデータ転送に使用されるタイミングなど表す情報（メンテナンス情報）をあらかじめ記憶しておき、チャネル割当部５４が、このメンテナンス情報と、図示しない時計とを参照して、パケット呼の接続要求があったときに上記メンテナンス用のデータ転送の開始までの時間が所定閾値を下回っているときには、第２のＢチャネルＢ２（や、その内に設定される仮想チャネル）への割当を行わないように制御してもよい。

また、ＩＳＤＮ回線４０は、ＩＮＳ１５００など、さらにＢチャネル数の多い回線であっても構わない。さらにＩＳＤＮ回線４０を複数引き込んでもよい。これらの場合、使用可能な全てのＢチャネルから通信チャネルの設定先を選択する。

本発明の一実施形態に係る基地局装置の主な構成及びこれを用いた通信システムの一例を表す説明図である。本発明の一実施形態に係る基地局装置の制御部が行う処理の内容例を表す機能ブロック図である。本発明の一実施形態に係る基地局装置の制御部が行う処理の一例を表すフロー図である。本発明の一実施形態に係る基地局装置が図３に示す処理を行う場合の多重接続の過程を表す説明図である。

符号の説明

１０基地局装置、１２無線通信部、１４制御部、１６有線通信部、２０ＰＨＳ端末、３０ＩＳＤＮ回線網、４０ＩＳＤＮ回線、５０参考情報管理部、５２情報取得部、５４チャネル割当部。

Claims

複数のチャネルを介して、ネットワークに接続されている基地局装置であって、
複数の無線端末との間で通信を行う手段と、
所定のルールに基づいて、前記チャネル又は、前記チャネルのうち少なくとも１つのチャネル上に設定した複数の仮想チャネルのいずれかを通信チャネルとして選択し、当該選択した通信チャネルに、前記無線端末からの所定呼を割り当てる割当手段と、
を含み、
前記所定呼を前記割り当てた通信チャネルを用いて前記ネットワーク側に接続することを特徴とする基地局装置。
請求項１に記載の基地局装置において、
前記割当手段の所定ルールは、割当の対象となる所定呼のスループットに関するルールであることを特徴とする基地局装置。
請求項１に記載の基地局装置において、
前記割当手段の所定ルールは、各チャネルに設定されている仮想チャネルの多重数に関するルールであることを特徴とする基地局装置。
請求項３に記載の基地局装置において、
前記割当手段は、複数のチャネルにおいて仮想チャネルの多重数が等しい場合には、各チャネルを用いて行われる通信のスループットに関するルールに基づいて割当を行う、
ことを特徴とする基地局装置。
請求項１乃至４のいずれかに記載の基地局装置において、
前記チャネルはＩＳＤＮ回線における論理チャネルであることを特徴とする基地局装置。