JP2803637B2 - 移動体通信の共通資源割付方法 - Google Patents

移動体通信の共通資源割付方法

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JP2803637B2 JP8142218A JP14221896A JP2803637B2 JP 2803637 B2 JP2803637 B2 JP 2803637B2 JP 8142218 A JP8142218 A JP 8142218A JP 14221896 A JP14221896 A JP 14221896A JP 2803637 B2 JP2803637 B2 JP 2803637B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は移動体通信資源割付
方法に関し、特に、移動体通信の音声処理機構、例えば
ボコーダ(VOCODER)、例えばCDMA(符号分
割多重アクセス)におけるソフトハンドオーバ処理機構
の資源割付方法に関する。
【0002】
【従来の技術】移動体通信システムでは、無線資源の有
効利用のため、低ビットレートの音声コードが用いら
れ、音声CODEC(VOCODER;ボコーダ)が必
要とされる。
【0003】TDMA(時分割多重アクセス)を採用し
た移動体通信システムでは、基地局とセンタ局間の伝送
路の使用効率を上げるために、VOCODERをセンタ
局に設置し、伝送路上において、無線チャネルと、VO
CODERと、を1対1対応として、低ビットレートの
複数チャネル間で時分割多重を行っている。
【0004】従来方式では、これらCODECは、無線
基地局が有するチャネル数だけ用意することが一般的で
あり、このため通信トラフィック量以上のVOCODE
Rを備えることが必要とされ、コストの高騰を招いてい
た。
【0005】一方、CDMA(符号分割多重アクセス)
のように、音声フレームに対しソフトハンドオーバを行
うシステムでは、複数音声フレーム間の選択合成を行う
ソフトハンドオーバ処理機構が必要となる。なお、ソフ
トハンドオーバとはCDMA方式において、1つのセル
地域から他のセル地域に移動中の移動無線電話が同一の
無線チャネルで2つのセルと同時に通信していることを
いい、ソフトハンドオーバ処理は、2つのセルにおいて
受信される1台の移動電話から重複した通信をシステム
内の共通の呼処理点に経路選択して送り、その一方を実
時間で選択すると共に他方の重複する通信を捨てる、返
信を複製し、2つのセルに経路選択して送ること、2つ
のセルが重複する返信を移動電話に同時に送信するよう
に2つのセルの動作を調和させることが、必要とされ
る。
【0006】また、音声フレームも音声状態に応じた可
変レートのフレーム長を採用している。例えばTIA標
準のIS−95で採用されているQCELPがある。
【0007】このようなCDMAシステムにおいては下
記に示す各米国特許あるいは特許公開公報に示されるよ
うに、基地局とセンタ局の間をフレームリレー形式で伝
送させ、無線チャネルとVOCODER及びハンドオー
バ処理機構の関係は任意に設定できるという「共通資源
化」された方法を採っている。
【0008】USP−5305308、USP−519
5090、USP−5278892、USP−5195
091、USP−5184347、特開平6−2533
63号公報、特開平6−253364号公報、特開平6
−252908号公報、特開平6−252909号公
報。
【0009】また、低ビットレートの伝送にフレームリ
レー或いはATM(非同期転送方式)を用いた場合、実
際の音声情報に対し、ヘッダ等の付加情報の割合が大き
くなり伝送路の効率を低下させるという問題がある。
【0010】この問題を解決するためITU/SG−1
3での提案(ITU−T SG−131995/7月会
合提案番号:D899、D900(添付資料))に示す
ように、1ATMセル上に複数の音声フレームを乗せる
コンポジットセル(Composite Cell)形
式が提案されている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
上記した従来の方式は下記記載の問題点を有している。
【0012】その第1の問題点として、基地局とセンタ
局間での音声フレームをパケット形式で伝送する場合
の、伝送遅延変動という問題がある。TDMAシステム
のように、時分割多重の形式で伝送する場合には、一度
多重位置が設定されれば、通信中は、遅延の変動は殆ど
ない。しかし、パケット形式の場合、伝送システム中の
各所に待ち行列及びその処理機構が存在しており、伝送
量の変化により、伝送遅延も変化してしまう。
【0013】第2の問題点は、ソフトハンドオーバ機構
の処理能力の問題である。処理遅延を規定値以内で、い
くつかのソフトハンドオーバの選択合成を行い得るか
は、処理機構の処理能力自体と、処理要求の平準化にあ
る。
【0014】従って、本発明は、上記事情に鑑みてなさ
れたものであって、その目的は、伝送遅延の変動を抑
え、ソフトハンドオーバ処理機能等の処理平準化を達成
すると共に、VOCODER、ソフトハンドオーバ処理
機能等の通信資源の大群化効果を得るための通信資源の
共通資源化をすることにより、小型、軽量化、装置の高
性能化(高速化)を得るようにした移動体通信資源割付
方法を提供することにある。同時に、本発明は、可変・
低ビットレートの音声フレームの効率的伝送を容易に実
現する方法を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、無線基地局と音声処理機構を有すセンタ
局からなる移動体通信システムにおいて、無線インタフ
ェースの位相の異なった音声フレームを群分けし、該群
分けに対応した音声処理機構単位を設け、特定基地局の
特定音声フレーム群と特定音声処理機構単位で音声チャ
ネルを形成する、ことを特徴とする移動体通信資源割付
方法を提供する。
【0016】本発明の概要を以下に説明する。無線イン
タフェースの一定時間単位に送受信される音声フレーム
において、その音声フレーム間で一定の位相差を持つこ
とが可能である。例えば20ms周期の音声フレームに
16の位相を設定することは、米国TIAのCDMA標
準(IS−95)でも行われている。
【0017】本発明においては、この位相差を持つ音声
フレームを群分けし、その群分けした音声フレームに対
応し分割した音声処理機構単位を持つよう構成されてい
る。ここで「音声処理機構」とはVOCODER、ソフ
トハンドオーバ処理機構をいう。
【0018】本発明は、呼の発生(ハンドオーバでの新
しいチャネル形成も含む)時、無線インタフェースの特
定音声フレーム群のチャネルとセンタ局の音声処理機構
の任意の位置に設定できる特定音声処理機構単位内のチ
ャネルで音声チャネルを形成するようにして移動体通信
の資源割付を行うものである。
【0019】本発明によれば、基地局とセンタ局の音声
処理機構間の伝送において、音声フレームの流れの平準
化が可能になり、結果として、伝送遅延の変動を小さく
できる。且つ、音声処理機構に対する処理能力要求を低
める等の効果が期待できる。
【0020】更に、音声処理機構の割付を自由にできる
ことにより、通信システム内の資源の使用に際し、大群
化効果が期待できる。
【0021】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を参照にして以下に詳細に説明する。
【0022】図1を参照すると、本発明の実施の形態
は、複数の無線基地局BS1〜BSnとセンタ局100
より構成される移動体通信システムにおいて、センタ局
100にはソフトハンドオーバ処理機構(SHO)10
3と、ボコーダ(VOCODER)104とが設置さ
れ、ソフトハンドオーバ処理機構(SHO)103及び
VOCODER104と基地局110の間にはスイッチ
機構102、105が設けられている。
【0023】ボコーダ(VOCODER)104は、複
数のVOCODERカードVCD1〜VCDmから構成
され、更にそれぞれのカードは複数のチャネルから構成
される。カード上の各チャネルは音声フレームの位相を
群分けした音声フレーム位相群に対応するように仮想的
に分割されている。図1においては、フレーム位相群
(フレームオフセットグループ)FOG1〜FOG4の
4群に分割している。
【0024】ソフトハンドオーバ処理機構(SHO)1
03は、VOCODERカード(VCD)104と対応
している。
【0025】基地局(BSi)110とセンタ局100
との間はインタフェース回路(INF)112、101
によって相対しており、外部伝送路との接続を行ってい
る。
【0026】次に、本発明の実施の形態の動作につい
て、図2〜図4を参照して詳細に説明する。図2は、音
声フレームの群化を模式的に説明するための図であり、
例として1フレーム周期に8位相を設定している。
【0027】通常、音声フレームは各フレーム周期に1
回のパケットを送受信する。音声フレーム位相を群化す
る例として、0,1位相をまとめて音声フレーム群1
(FOG1)、2,3位相をまとめてFOG2等々とし
て、ここでは4群に分割した例を示している。すなわ
ち、オフセット数を8、オフセット群を4群(各群に2
相)とし、音声チャネル2、3はFOG2に属する。
【0028】図3は、呼の発生、又はハンドオーバの発
生に伴い、通信チャネルを形成する際の基地局における
フレーム位相群とセンタ局のVOCODERカード上で
規定したフレーム位相群との関係を示している。
【0029】センタ局100において、VOCODER
カード(VCDj)104とソフトハンドオーバ処理機
構(SHO)103との関係は、1つのソフトハンドオ
ーバ処理機構(SHO)103に対し、複数チャネルの
VOCODERが対応する構成とされる。
【0030】このため、ソフトハンドオーバ処理機構
(SHO)103は、複数チャネルのソフトハンドオー
バ処理を順次処理していくため、同時に多数の処理要求
が来た場合には、後から来た要求は前の要求の処理が終
わるまでの待ち合わせが生じる。その結果、音声フレー
ムの伝送に遅延が発生することになる。
【0031】また、通常、基地局(BSi)110とセ
ンタ局100とは互いに距離的に離れて設置されている
ため、伝送路を経由しており、そこに準備される伝送容
量は通信トラフィックの最大値を考慮した値に設定され
なければならない。
【0032】パケット形式で伝送される場合、パケット
転送要求に時運的粗密が有った場合、密の部分に合わせ
た伝送容量に設定した場合には、準備すべき伝送路容量
が大きくなり、運用コストに影響が出る。
【0033】逆に、伝送路上に待ち行列を置き、平準化
したパケットの流れにした場合には、密の場合のパケッ
ト転送遅延が大きくなり、通信品質の劣化をきたす。
【0034】以上の問題を解決するためには、パケット
生成の時点でパケットの流れを平準化する必要がある。
図3は、本発明の実施の形態における、平準化の方法を
示したものである。
【0035】平準化の前提として、基地局110でのフ
レーム位相は、平準化されるように、チャネルアサイン
(割当)時にフレーム位相の設定がされているものとす
る。これは、基地局内の閉じた処理で容易に実現でき
る。例えば、呼(ハンドオーバも含める)の発生時に、
その位相に既にアサインされているチャネル数が最小の
位相をアサインするような方法で実現できる。
【0036】次に、基地局110と、センタ局100の
VCD104との関係を説明する。
【0037】仮に基地局110とセンタ局100のVC
D104を1対1の固定の対応関係とすれば、基地局1
10で平準化されたパケットの流れは、そのままVCD
104に到着し、伝送路及びソフトハンドオーバ処理機
構(SHO)103での処理に問題はなくなるが、基地
局110とVCD104が1対1対応のため、センタ局
100に設けるVCDの数は、各基地局の最大トラフィ
ック数の総和分だけ必要とされることになる。
【0038】通常、基地局間ではトラフィックに偏りが
あるため、同時に使用するVOCODERのチャネル数
は準備したチャネル数に比べてかなり少ない数となる。
すなわち、使用していないVCD内のチャネルが多数存
在することとなり、使用効率が低い状態となる。
【0039】本発明の実施の形態においては、呼の生成
要求(ハンドオーバも含む)があった場合、以下に示す
方法で基地局110上のチャネルとセンタ局100の通
信資源、ここではVCD104とソフトハンドオーバ処
理機構(SHO)103を関係付けることにより、通信
資源の有効利用を図っている。なお、図3で示す例で
は、基地局(BSi)110は64チャネルの容量を持
ち、フレーム位相は4群に分けている。
【0040】一方、センタ局110のVOCODER群
は、複数のVOCODERカード(VCDj)からな
る。各VCDjは16チャネルのVOCODERからな
るが、これを4つのフレームオフセットグループ(FO
G)に分けている。このVCDj(j=1〜16)の各
FOGに特定の関係を持たせた状態を「BOX」(ボッ
クス)という。
【0041】すなわち、BOX内は同一基地局の同一F
OGのチャネルを収容できる仮想容器といえ、BOX
(BSi−VCDj−FOGm)と表現する。
【0042】図3に示す例では、BOXの容量は4チャ
ネルである。
【0043】(1)まず、前述した通り、基地局110
においてフレーム位相間で平準化を図ったフレーム位相
設定を行う。これにより、FOG間での平準化が計られ
ている。
【0044】(2)BOXが設定されていない状態で、
新チャネルのアサイン(割当)要求が発生した場合、新
BOXの設定、すなわち、図3に示す例では、BOX1
(BSi−VCDa−FOG3)の設定を行い、このB
OX内に、新チャネルをアサインする。そして、呼が消
滅した時点で、BOX内からチャネルを取り外す。
【0045】なお、BOXの設置場所は、任意のVOC
ODERカード(VCDj)に割り振ることができる。
【0046】(3)次に、BOX内に空きがある限り、
同一BOX内に新チャネルがアサインされる。
【0047】(4)BOX(BOX1)が満杯になった
時点で、次のBOX(BOX2)を設定し、BOX2内
に新チャネルをアサインする。
【0048】(5)複数BOXが存在した時に、新チャ
ネルアサイン要求があった場合は最若番のBOXから順
次空きチャネルあるか探し、空きチャネルのあるBOX
にチャネルをアサインする。
【0049】(6)BOX内の全てのチャネルが解放さ
れた時点で、そのBOX自体を解放する。
【0050】上記(5)、(6)より、設定するBOX
の数を少ない状態にすることができる。
【0051】本発明の実施の形態の方法において、VO
CODERのアサインをした場合に必要とされるVOC
ODER数を図4に示す。
【0052】図4(a)は、フレームオフセットグルー
プ(FOG)内チャネル数をパラメータとして、通話チ
ャネル数に対する必要VOCODER数をプロットした
図であり、FOG内チャネル数をそれぞれ2,4,8,
16としている。実際のシステムは、通話チャネル数が
1000以上の値となるが、理解を容易とするため、す
なわち、差が分かることを目的として、小さい値のみ示
している。
【0053】図4(b)は、基地局全体のチャネル数を
16とし、実トラフィック(通話チャネル数)を6とし
た場合に必要とされるVOCODER数を示している。
FOG内チャネル数=1、すなわち完全に自由にVOC
ODERアサインができる場合には、必要とされるVO
CODER数は6、FOG内チャネル数=4の場合は8
となる。
【0054】従って、FOG群の設定を行っても、基地
局(BSi)110のチャネル数に比例したVOCOD
ER数の配備(図4(b)では16)に比して、VOC
ODER数の大幅な減少を実現できる。
【0055】次に、コンポジットセル(Composi
te Cell)との関連を示す。
【0056】コンポジットセル(Composite
Cell)の実装場所としては以下が考えられる。
【0057】(1)基地局−センタ局インタフェース部
(図1のインタフェース112、101)。
【0058】(2)センタ局のソフトハンドオーバ処理
機構(SHO)103。
【0059】(1)の場合、パケットの流れを平準化さ
れることにより、コンポジットセル(Composit
e Cell)処理部の負担の軽減、例えば、バッファ
容量の軽減、処理遅延の軽減が図れるという利点を有す
る。
【0060】(2)の場合、フレーム位相群単位に複数
チャネルを同一パケットに相乗り方法を採ることによ
り、同一のハードウェア資源でコンポジットセル(Co
mposite Cell)を容易に実現できるという
利点を有する。
【0061】なお、VOCODERカード(VCD)1
04は増減設定単位の物理的形態を示しているが、本発
明はこれに限定されるものでない。
【0062】また、VCD内でのFOG形成は物理的に
分かれている必要はない。例えば、1つのDSP(デジ
タル信号処理プロセッサ)で多チャネルのVOCODE
Rを形成した場合は、同一DSP内で異なったFOGを
形成することもできる。逆にDSPで異なったFOGを
形成した場合、DSPの処理の均等化が計れるメリット
が生じる。
【0063】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、下記記
載の効果を有する。
【0064】本発明の第1の効果は、伝送品質を向上す
ることができるということである。これは、音声等の実
時間性を要求される通話パスには強く要求される条件で
ある。この理由は、パケットを使った伝送では伝送シス
テム中の各所に待ち行列が存在し、通話トラフィックに
粗密が有った場合、密の場所では伝送遅延が生じること
になるが、本発明においては、フレーム位相の平準化を
行うことにより、伝送遅延の変動を抑えることができる
ようにしたことによる。
【0065】本発明の第2の効果は、ソフトハンドオー
バ処理機構等の通信資源の効率的使用ができ、同一トラ
フィックに対し準備する通信資源の量を縮減することが
できるということである。この理由は、本発明において
は、処理の平準化を実現することで、一定時間の処理遅
延(処理待ちも含む)許容範囲での処理量を増加させる
ことができることによる。
【0066】本発明の第3の効果は、VOCODER、
ソフトハンドオーバ処理機構等の通信資源の量を低減す
ることができるということである。この理由は、本発明
においては、大群化効果を得るための通信資源の共通資
源化が実現できることによる。
【0067】本発明の第4の効果は、可変・低ビットレ
ートの音声フレームを効率的に伝送する方法を容易に実
現するということである。この理由は、本発明において
は、基地局とセンタ局間のインタフェースをコンポジッ
トセル(CompositeCell)とするための方
法として、フレーム位相群単位に複数チャネルを同一パ
ケットに相乗り方法が容易に実現できるようにしたこと
による。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を示すブロック図である。
【図2】本発明の実施の形態を説明するためのタイムチ
ャートを模式的に示した図である。
【図3】本発明の実施の形態を説明するための図であ
る。
【図4】本発明の実施の形態を説明するための図であ
る。
【符号の説明】
100 センタ局 101、112 インタフェース回路 102、105 スイッチ(Switch) 103 ソフトハンドオーバ処理機能(SHO、Sof
t HandoverProcessing Uni
t) 104 VCD(VOCODERカード/音声CODE
Cカード) 110 基地局、BS(Base Station) FOG フレームオフセットグループ(Frame O
ffset Group)/フレーム位相
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H04Q 7/36

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】無線基地局と、音声処理機構を有するセン
    タ局からなる移動体通信システムにおいて、 無線インタフェースの位相の異なった音声フレームを群
    分けし、 該群分けに対応した音声処理機構単位を設け、 特定基地局の特定音声フレーム群と特定音声処理機構単
    位とで音声チャネルを形成する、 ことを特徴とする移動体通信資源割付方法。
  2. 【請求項2】前記特定基地局の特定音声フレーム群に対
    応する音声処理機構単位が、音声処理共通機構の任意の
    位置に設定されることを特徴とする請求項1項の移動体
    通信資源割付方法。
  3. 【請求項3】前記音声処理機構単位がソフトハンドオー
    バ処理機構及び/又はボコーダからなることを特徴とす
    る請求項1項の移動体通信資源割付方法。
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