JP4731596B2 - 通信資源管理装置、移動端末及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、一般に通信資源を管理する装置に関し、特に、制御チャネルの伝送速度を変更するための通信資源管理装置、移動端末及び方法に関する。

移動通信システムにおける移動端末のユーザは、呼毎に設定された通信チャネル（又は情報チャネル）を利用して、所望の相手と通信を行うことが可能である。通信チャネルの設定及び管理は、制御チャネルを介して行われる。この場合において、制御チャネルに求められるデータ伝送能力は、通信システム又はネットワーク毎に異なるのが一般的である。従って、通信資源の有効活用の観点からは、制御チャネル用の通信資源の割り当ても、通信システム毎に変化させることが望ましい。

この点に関し、特許第３２８２７０８号公報は、制御チャネルと情報チャネルとの時間軸における量的比率をネットワーク毎に適切な値に設定し、通信資源の利用効率を向上させる技術を開示する。この場合における無線端末は、各ネットワークに対応した動作モードを適宜選択することで、チャネル構成の異なるネットワークの何れにも接続することが可能である。しかしながら、たとえ同一の移動通信システム内であっても、制御チャネルに求められる伝送能力やトラフィック量は常に同じではない。例えば、呼の接続時における制御ステップ及び制御情報の伝送量等は多いが、接続中では少なくなるのが一般的であり、上記のような従来技術は、そのような通信状況に柔軟に対処できないという問題点がある。

一方、３ＧＰＰ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）の仕様に基づく符号分割多重接続（ＣＤＭＡ：Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式の通信システムでは、制御チャネルの各々に所定の伝送帯域（伝送速度）を割り当て、各ネットワーク内で制御チャネルにおける一定の伝送速度を保証する。そして、ある移動端末に関する制御チャネルの伝送速度を向上させる際には、他の移動端末の制御チャネルに対する伝送帯域の割り当て内容を変更することなく、更に伝送帯域をその移動端末に割り当てる。これにより、その制御チャネルでは、一定時間内に伝送することの可能なデータ量が増加し、通信速度を向上させることが可能になる。この様子を図１を参照しながら説明する。

図１左側に示されているように、移動通信システム全体で使用可能な伝送帯域の内、一部が制御チャネル（１０２）に使用され、一部が通信チャネル（１０４）に使用され、残りが空き伝送帯域（１０６）となっている。例えば、Ｎ個の移動端末に対して一定の伝送速度を保証するために、各移動端末の制御チャネルの各々にＴｗの伝送帯域が割り当てられ、システム全体ではＮ×Ｔｗの伝送帯域資源が制御チャネル（１０２）に使用されていたとする。ある移動端末の制御チャネルの伝送速度を向上させるため、その移動端末に２つ分（２×Ｔｗ）の伝送帯域を割り当てたとすると、図１右側に示されているように、制御チャネルに使用される伝送帯域は、システム全体で、（Ｎ＋１）×Ｔｗとなる。この移動端末は、２×Ｔｗの伝送帯域を利用することができるので、制御チャネルの伝送速度を向上させることが可能になる。

しかしながら、このようにして制御チャネルの伝送速度を向上させると、システム全体で使用可能な伝送帯域の内、固定的に割り当てる伝送帯域が増加することに起因して、空き帯域１０６が少なくなるという問題が生じる。なお、通信チャネル１０２には、音声チャネルやＩＳＤＮチャネルのような、移動通信システムで提供される各種のサービス提供に必要な固定の伝送帯域が含まれている。

空き帯域１０６が少なくなると、先ず、システムに更に収容することの可能なユーザ数が少なくなってしまう。また、制御チャネルの占める伝送帯域の変化に応じて、空き伝送帯域が変化するので、空き伝送帯域の監視等を含む伝送帯域管理を行うことが必要となり、例えば無線基地局及び無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣ）における管理負担が増えるという問題点がある。更に、これらのことを考慮して、システム設計、設備投資等を行う必要もあるので、システム構築が必ずしも容易ではないという問題点がある。

本発明は、これらの問題点に鑑みてなされたものであり、移動端末に関する制御チャネルの伝送速度を通信状況に応じて変更し、通信資源を有効に活用することが可能な通信資源管理装置を提供することを課題とする。

本発明の一形態による通信資源管理装置は、
複数の移動端末に関する複数の制御チャネル用の伝送帯域を管理する通信資源管理装置において、
所定の周期で送信可能な制御チャネルであって、あるタイミングで第１の移動端末に対する制御信号の伝送用として用いた第１の制御チャネルを、前記所定の周期に従った次のタイミングで、第２の移動端末に対する制御信号の伝送用として用いる際に、該第１の制御チャネルが、前回該第２の移動端末に対する制御信号の伝送に用いられていない制御チャネルであっても、該第２の移動端末との間で信号のやりとりをせずに、一方的に該第２の移動端末に対して該第２の移動端末が該第１の制御チャネルを用いて制御信号を受信することを通知して、該第１の制御チャネルを該第２の移動端末に対する制御信号の送信に適用する割り当て手段、
を備えたことを特徴とする通信資源管理装置である。

本発明の一形態による方法は、
複数の移動端末に関する複数の制御チャネル用の伝送帯域を管理する通信資源管理装置を備えた移動通信システムにおける制御チャネルの割り当て方法において、
所定の周期で送信可能な制御チャネルであって、あるタイミングで第１の移動端末に対する制御信号の伝送用として用いた第１の制御チャネルを、前記所定の周期に従った次のタイミングで、第２の移動端末に対する制御信号の伝送用として用いる際に、該第１の制御チャネルが、前回該第２の移動端末に対する制御信号の伝送に用いられていない制御チャネルであっても、該第２の移動端末との間で信号のやりとりをせずに、一方的に該第２の移動端末に対して該第２の移動端末が該第１の制御チャネルを用いて制御信号を受信することを通知して、該第１の制御チャネルを該第２の移動端末に対する制御信号の送信に適用し、
前記第２の移動端末は、該第１の制御チャネルを用いて送信される該制御信号を受信する、
ことを特徴とする制御チャネルの割り当て方法である。

本発明の一形態による移動端末は、
複数の移動端末に関する複数の制御チャネル用の伝送帯域を管理する通信資源管理装置を備えた移動通信システムにおいて用いられる移動端末において、
所定の周期で送信され得る制御チャネルであって、あるタイミングで他の移動端末に対する制御信号の伝送用として用いられた第１の制御チャネルが、前記所定の周期に従った次のタイミングで、該移動端末に対する制御信号の伝送用として用いられる際に、該第１の制御チャネルが、前回該移動端末に対する制御信号の伝送に用いられていない制御チャネルであっても、該移動端末との間で信号のやりとりがなされずに、該移動端末が該第１の制御チャネルを用いて制御信号を受信する旨の通知を受信して、該第１の制御チャネルを用いて送信される制御信号を受信する受信手段、
を備えたことを特徴とする移動端末である。

本発明によれば、移動端末に関する制御チャネルの伝送速度を通信状況に応じて変更し、通信資源を有効に活用することが可能な通信資源管理装置を提供することができる。

以下に説明される本発明の一形態によれば、移動端末に関する制御チャネルの伝送速度を通信状況に応じて変更し、通信資源を有効に活用することができる。更に、本発明の一形態によれば、複数の移動端末に割り当てられる各制御チャネルの伝送帯域の総和を変更することなしに、移動端末に関する制御チャネルの伝送速度を変更することが可能になる。

図２は、本発明を適用することの可能な移動通信システムの概略図を示す。移動通信システム２００は、例えば３ＧＰＰの仕様に基づくＣＤＭＡ通信システムである。移動通信システム２００は、例えばインターネット網のようなネットワーク２０２を含み、ネットワーク２０２には、移動通信システム２００を、例えば固定電話網のような他の通信システムに接続する交換機２０１が設けられている。移動通信システム２００は、ネットワーク２０２に接続された無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣ；Ｒａｄｉｏ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）２０４を有する。無線ネットワーク制御装置２０４は、配下に接続された複数の無線基地局２０６を制御する。各無線基地局２０６は、各自の領域（セル）に属する移動端末２０８と無線通信を行う。移動端末への伝送帯域（伝送速度）等の通信資源の割り当ては、無線ネットワーク制御装置２０４により管理される。図中、Ｉｕはネットワーク２０２内の交換機２０１と無線ネットワーク制御装置２０４との間のインターフェースを、Ｉｕｂは無線ネットワーク制御装置２０４と無線基地局２０６との間のインターフェースを、Ｕｕは無線基地局２０６と移動端末２０８との間のインターフェースを表現する。

図３は、本願実施例による通信資源管理装置３００の主要な機能に関するブロック図を示す。説明の便宜上、本実施例の通信資源管理装置３００は、無線ネットワーク制御装置２０４に設けられているが、このことは本発明に必須ではなく、無線ネットワーク制御装置２０４と別々に設けることも可能である。なお、この図には、本発明で特に重要な制御チャネルに関連する主要なブロックが示されており、通信チャネルの処理に関するブロック等は省略されている点に留意を要する。

通信資源管理装置３００は、上位の交換機２０１との通信に対する第１インターフェース手段３０２と、下位の無線基地局２０６との通信に対する第２インターフェース手段３０４を有する。第１及び第２インターフェース手段３０２，３０４は、通信資源管理装置３００内で適切に信号を配信するためのスイッチング手段３０６を有する。通信資源管理装置３００は、スイッチング手段３０６に接続された、送受信処理手段３０８と、制御信号処理手段３１０と、伝送帯域管理手段３１２とを有する。

送受信処理手段３０８は、第１又は第２インターフェース手段３０２，３０４及びスイッチング手段３０６を介して受信した、各移動端末からの制御信号（制御チャネルで伝送される信号）を複数系列の信号として受信し、それらを１つの信号系列に変換する合成手段３１４を有する。合成手段３１４の出力は、スイッチング手段３０６に接続される。送受信処理手段３０８は、各移動端末に対する制御信号をどのように無線基地局へ伝送するかを定める割当手段３１６と、割当手段３１６の出力信号を伝送するために複数の信号系列に分配する分配手段３１８を有する。

割当手段３１６は、移動端末に伝送すべき制御信号を、通信資源管理装置３００内での配信用の信号フォーマットから、Ｉｕｂ用の信号フォーマットに変換する変換手段３２０を有する。変換手段３２０の出力は、信号の送信間隔（ＴＴＩ：Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｔｉｍｅ Ｉｎｔｅｒｖａｌ）、又はＴＴＩの送信周期の各時点で一度に伝送するデータサイズ（ＴＦＳ：Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｆｏｒｍａｔ Ｓｅｔ）を調節する送信間隔／サイズ調整手段３２２を有する。送信間隔／サイズ調整手段３２２の出力は、分配手段３１８に接続される。送信間隔／サイズ調整手段３２２における調整内容は、送信間隔等を指定するパラメータを管理するパラメータ管理手段３２４の制御の下に設定される。なお、割当手段３１６は、移動端末に送信すべき送信ブロック（ＴＢ：Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｂｌｏｃｋ）が存在しない場合に、移動端末に送信する特殊な信号（Ｉｕｂヘッダのみの信号）を作成する特殊信号生成手段３２６を有する。

制御信号処理手段３１０は、スイッチング手段３０６を介して、合成手段３１４の出力信号を受信し、制御信号の分析や判断等を行うための処理手段３２８を有する。また、処理手段３２８は、移動端末に送信する制御信号を作成するためにも使用され得る。制御信号処理手段３１０は、必要に応じて（例えば、送信すべき信号の種類やデータ量に応じて）、制御チャネルの伝送速度を変更すべきか否かを判定する第１判定手段３３０を有する。好ましくは、制御信号処理手段３１０は、制御チャネルに（現在）設定されている伝送速度と、その制御チャネルで実際に伝送しなければならない信号のデータ量とに基づいて、ある期間における不使用の通信資源（伝送帯域）が生じるか否かを判定する第２判定手段３３２を更に有する。即ち、第１判定手段３３０における伝送速度の変更の要否、及び第２判定手段３３２の判定結果を加味することも可能である。この第２判定手段３３２の判定結果も、割り当て手段（パラメータ管理手段３２４）に与えられる。

伝送帯域管理手段３１２は、現在使用されている制御チャネルの伝送帯域（又は残りの伝送帯域）に基づいて、移動通信システムに出入りする移動端末の制御チャネル用の伝送帯域を付与する又はそれを解放する制御を行う。また、空き帯域の増減に応じて、交換機や無線基地局に所定の通知を行う。

図４，図５及び図６を参照しながら、通信資源管理装置３００の動作を説明する。図４は、移動通信システムの伝送帯域の内訳を示す概略図である。システム全体で利用可能な伝送帯域の内、一部は制御チャネル４０２に利用され、一部は通信チャネル４０４に利用され、残りが空き帯域４０６である点は、図１のものと同様である。しかしながら、本実施例では、ある移動端末の制御チャネルの伝送速度を変えたとしても、制御チャネルを利用して通信を行う移動端末の数（Ｎ）が変わらない限り、システム全体で利用可能な伝送帯域の内、制御チャネルの占める伝送帯域４０２の量は一定に維持される。一定に維持される伝送帯域は、Ｎ×Ｔｗ で表現され、ここで、Ｎは制御チャネルを利用して通信を行う移動端末の数であり、Ｔｗは、各移動端末が制御チャネルを利用して通信を行う場合に、移動通信システムで設定されている最低保証の伝送速度である。Ｎ及びＴｗ自体の意味は、図１で説明したものと同様である。従って、各移動端末が、各自の制御チャネルで通信を行う場合には、従来と同様に、各移動端末はＴｗの帯域を利用する。

ところで、上りリンク又は下りリンクにおける各制御チャネルでは、所定のデータサイズ（ＴＦＳ）以下のデータを、所定の送信間隔（ＴＴＩ）で伝送している。この場合において、各制御チャネルは、所定の送信間隔で常にデータを送信しているとは限らない。制御信号として送信すべきデータの無い期間、すなわちデータ送信に使用されていない不使用の通信資源が存在し得る。

本実施例では、このように不使用となる通信資源を見出し、それを他の移動端末に関する制御チャネルに割り当てることで、その制御チャネルの伝送速度の高速化を図るものである。これにより、制御チャネルの高速化の要請に応じることが可能になることに加えて、使用をすることが未定であった通信資源を、他の制御チャネルで使用するので、通信資源の有効活用にもなる。更に、システム全体で利用可能な伝送帯域の内、制御チャネル用の全伝送帯域４０２を一定に維持するので、通信チャネルの伝送帯域４０４及び残りの伝送帯域４０６を減らさずに済む。従って、残りの伝送帯域４０６を減少させることに起因する様々な問題を回避することが可能になる。

図５は、４つの制御チャネルＣＨ１〜ＣＨ４で各々伝送されるべき送信ブロック５０２（１−１，１−２，．．．，１−６，２−１，．．．，４−４）が、時間軸５０４に対して、どのようにして伝送されるかを示す。図示の例は、無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣ）２０４が、自ら作成した又は上位の交換機２０１から受信した制御信号の内容（送信ブロック）を、配下の無線基地局２０６（及び移動端末２０８）に送信する際の信号の様子（Ａ）及び（Ｂ）を示す。（Ａ）は、システムで保証される伝送速度内で各移動端末に送信する場合を示し、（Ｂ）は制御チャネル１の伝送速度を高速化させるが、他の制御チャネルの伝送速度はそのまま維持する場合を示す。

先ず、無線ネットワーク制御装置に、各制御チャネルで伝送する送信ブロックが蓄積される（バッファリングされる）。制御チャネル１（ＣＨ１）に対しては、送信ブロック１−１ないし１−４が連続的に受信又は作成され、その後に送信ブロック１−５及び１−６が受信され、送信に備えて蓄積される。制御チャネル２（ＣＨ２）に対しては、送信ブロック２−１、２−２及び２−３が間欠的に受信され、それぞれ送信に備えて蓄積される。制御チャネル３（ＣＨ３）及び制御チャネル４（ＣＨ４）についても同様に、送信ブロック３−１〜３−４，４−１〜４−４が受信され、蓄積される。なお、簡単のため、送信ブロックをバッファリングするタイミングと、送信ブロックを送信するタイミングが同時であるかのように描かれているが、実際には、各送信ブロックは、バッファリングした後の一定時間経過後に、送信される。

先ず、（Ａ）では、システムで保証されている最低帯域Ｔｗを利用して、各制御チャネルにおける信号の伝送を行うことが可能である。図示されているように、データがあれば遅くとも４０ｍｓ毎に、各制御チャネルの送信ブロックを送信することができる。この点に関しては、本願実施例による手法及び従来の手法（図１）は、同様な結果になる。

次に、制御チャネル１（ＣＨ１）の伝送速度を高速化させる場合について説明する。制御チャネル１を高速化させるか否かの判断については、例えば、制御チャネル１で伝送すべきデータ量（トラフィック量）が所定値より多くなった場合に、高速化を試みるようにすることが可能である。また、呼の接続時や解放時のように、所定の制御ステップが開始される場合や、所定メッセージの送信時等の場合に、高速化を試みるようにすることも可能である。いずれにせよ、制御チャネルを介して行われる移動局への制御ステップ数又は伝送される制御信号量が多くなる場合に、高速化を試みるようにすることが望ましい。この判断は、制御信号処理手段３１０の第１判定手段３３０で行われ、パラメータ管理手段３２４に通知される。

好ましくは、更に、第２判定手段３３２で、制御チャネル１以外の制御チャネルで、将来不使用となる通信資源が生じるか否かが判定される。不使用となる通信資源は、各制御チャネルで現在設定されている伝送速度と、各制御チャネルで実際に送信するために蓄積した送信ブロックのデータ量に基づいて見出すことが可能である。例えば、４０ｍｓ毎の一定期間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４等を想定すると、制御チャネル２で伝送する送信ブロック２−１は、Ｔ１の期間内で送信が完了するので（その程度のデータサイズであるので）、参照場号５０６の中の波線のブロックで示されるような、制御チャネル２のために確保されている通信資源は、Ｔ２及びＴ３の期間に不使用になる。制御チャネル３，４についても同様に、Ｔ２及びＴ３の期間における通信資源は不使用になることが判明する。不使用の通信資源を見出すために想定する一定期間の長さは、上記の４０ｍｓのような最低保証速度の場合の送信間隔に一致させることは必須ではなく、他の長さの期間を想定することも可能である。

このようにして見出された第２制御チャネル及び第３制御チャネルの不使用となる通信資源を、第１制御チャネルに割り当てることで、（Ｂ）に示されるような信号の伝送が行われる。すなわち、第１制御チャネルは、Ｔ１の期間では４０ｍｓ毎に送信ブロックを送信し、Ｔ２及びＴ３の期間では、第１制御チャネルは１０ｍｓ毎に送信ブロックを送信し、Ｔ３の期間内で、送信ブロック１−６までの送信を完了する。これにより、（Ａ）の場合に比べて、約半分の時間で制御チャネル１の信号送信を完了させることが可能になる。

好ましくは、通信資源管理装置３００内では、第１判定手段３３０及び第２判定手段３３２の肯定的な判定結果（変更要であって、不使用資源が将来発生する予定であること）が、割当手段３１６に伝送され、どのタイミングで何を送信すべきかが設定される。例えば、制御チャネル１に関して、Ｔ１の期間では４０ｍｓ毎に送信ブロックを送信する。Ｔ２の期間内では４０ｍｓ毎に送信ブロックを送信するのではなく、制御チャネル２，３の通信資源を利用して、１０ｍｓ毎に送信ブロック１−２，１−３，１−４を伝送する。Ｔ３の期間でも１０ｍｓ毎に送信ブロック１−５，１−６を伝送する。このような伝送を実現するように、各種パラメータが調整される。パラメータ管理手段３２４は、Ｔ１の期間では、システムで保証される最低速度を実現するように、Ｔ２，Ｔ３の期間では、より速い速度を実現するように、送信間隔／サイズ調整手段３２２に指示を送る。この指示に応じて、送信間隔／サイズ調整手段３２２は、送信間隔又はデータサイズを調整する。

制御信号処理手段３１０及び割当手段３１６により変更された、送信間隔ＴＴＩ、送信データサイズＴＦＳ等の設定事項は、対応する無線基地局及び変更対象の制御チャネルに関する無線基地局及び移動端末にも通知される。そして、無線ネットワーク制御装置は、新たに設定された伝送速度の制御チャネルを通じて、通信をすることが可能になる。この場合において、帯域管理手段３１２は、無線基地局との間の各移動端末用の各制御チャネルでどのような通信資源の割当が行われるかを具体的に管理する必要はない点に留意を要する。上述したように、帯域管理装置３１２は、移動通信システムに出入りする移動端末に対して制御チャネル用の通信資源の付与又は解放を制御するので、システム全体として空き帯域がどれだけ残っているかを把握すればよい。本実施例では、従来とは異なり、制御チャネルを利用して通信を行っている移動端末数（Ｎ）が変わらなければ、システム全体として使用する制御チャネルの伝送帯域４０２（＝Ｎ×Ｔｗ）は変わらないので、空き帯域４０６も変わらない。制御チャネルの帯域４０２内で、各制御チャネルにどのように伝送帯域を割り当てるかについては、帯域制御手段３１２によらず、制御信号処理手段３１０及び割り当て手段３１６で決定することが可能である。更には、無線ネットワーク制御装置が、変更した設定事項を無線基地局の変更開始前に移動端末に一方的に送信し、移動端末との間で信号のやりとりをせずに、制御チャネルの伝送速度を変更するようにすることも可能である。

図５に示した例では、４０ｍｓ毎に送信する速度、及び１０ｍｓ毎に送信する際の速度について言及したが、送信速度の種類を更に増やすことも可能である。例えば、１０，２０，３０又は４０ｍｓ毎に送信するような選択肢を設け、適宜選択されるようにすることも可能である。

１０ｍｓや４０ｍｓのような送信間隔は、信号をバッファリングして送信するまでの遅延時間、すなわち通信品質（ＱｏＳ：Ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ）に関連付けることが可能である。例えば、１０ｍｓの送信周期の直後に受信した信号は、約１０ｍｓの間バッファリングされて、次の送信タイミングで送信される。従って、送信間隔が１０ｍｓの場合と４０ｍｓの場合とでは信号の遅延時間が異なり、通信品質も異なることになる。そこで、システムで実現する通信品質を、予め２以上の階級（クラス）に分け（例えば、送信間隔ＴＴＩ＝４０ｍｓを第１クラスＱｏＳ１とし、送信間隔ＴＴＩ＝１０ｍｓを第２クラスＱｏＳ２とする。）、必要に応じて適切なクラスを選択し、制御チャネルの伝送速度を調整するようにして、周波数帯域の割当を管理することも有利である。例えば、通信品質ＱｏＳは、ＡＲＱ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｒｅｐｅａｔ Ｒｅｑｕｅｓｔ）における管理タイマの動作にも使用されることも可能であり、伝送帯域割当以外の他の信号処理にも利用可能である。

ところで、図１の右側の図で説明したような従来の手法であっても、図５の（Ｂ）に示すような制御チャネル１の高速化を図ること自体は可能である。しかしながら、その場合には、制御チャネルの高速化と引き替えに、空き帯域を減らすことになる。本願実施例によれば、制御チャネル内の不使用の通信資源が見出されることを条件に、空き帯域を減らすことなく、いずれかの制御チャネルの高速化を図ることが可能になる点に留意を要する。

一方、通信資源管理装置３００の第２判定手段３３２の判定結果が、否定的であった場合は、それは、制御チャネル１以外の制御チャネルの通信資源に関し、Ｔ２やＴ３等の所定期間にて不使用となる通信資源が生じないことを意味する。総ての制御チャネルは所定の通信速度以上で通信を行い得ることを保証することが望ましく、ある制御チャネルの通信速度を向上させるために、送信すべきデータがある他の制御チャネルの通信速度を落とすことは好ましくない。従って、図６に示されるように、各制御チャネルで送信すべきデータ量が多く、輻輳している場合には、第１判定手段３３０の判定結果が変更を要するものであっても、第２判定手段３３２が資源発生の予定はない旨の通知をするので、割当手段３１６は伝送速度の変更を認めず、各制御チャネルは、システムで保証されている最低速度で各自の送信ブロックを送信することとなる。図示の例では、制御チャネル１〜４の各々は、４０ｍｓ毎に各自の送信ブロックを送信している。

以上の説明では、制御チャネルの伝送速度を変化させるために、送信間隔（ＴＴＩ）を調節した。しかしながら、伝送速度を変化させるには、送信間隔だけでなく、一度に伝送するデータサイズ（ＴＦＳ）を変化させてもよい。

図７は、送信間隔又はデータサイズを変化させることで、伝送速度を変化させる様子を示す。各タイミングチャートは、いずれも送信ノードから受信ノードへ、それぞれが所定のデータサイズを有する送信ブロックＴＢ１ないしＴＢ４を伝送する様子を示す。（Ａ）に示すタイミングチャートでは、第１期間Ｄ１の送信間隔毎に、１つの送信ブロックを伝送している。（Ｂ）に示すタイミングチャートでは、第１期間Ｄ１の半分の第２期間Ｄ２の送信間隔毎に、１つの送信ブロックを伝送している。これにより、（Ａ）の場合に比べて２倍高速の伝送速度を達成している。（Ｃ）に示すタイミングチャートでは、第１期間Ｄ１の送信間隔毎に、２つの送信ブロックを伝送している。このようにしても、（Ａ）の場合に比べて２倍高速の伝送速度を達成することが可能である。なお、図示されてはいなが、送信間隔及びデータサイズの双方を調整することで、更なる高速化又は低速化を図ることも可能である。

以上のように、本実施例によれば、移動端末に関する制御チャネルの伝送速度を通信状況に応じて変更することで、通信資源を有効に活用することが可能になる。更に、本実施例によれば、制御チャネルの伝送帯域の総和を変更することなしに、各移動端末に関する制御チャネルの伝送速度を変更することが可能になる。

以上の説明では高速化を図る制御チャネルは１つだけであったが、更に多くの制御チャネルの高速化を図ることも可能である。尚、伝送速度の変更（例えば２倍）に伴う無線基地局及び移動端末間の無線区間上の変更については、特に言及しなかったが、例えば拡散符号Ａ（拡散レートｘ）を利用して無線通信していた場合は、新たに拡散符号Ｂ（拡散レートｘ）を割り当てることで、無線区間についても伝送速度を変更することができる。

送信ノードから受信ノードへのデータ伝送は、１０ｍｓや４０ｍｓのような所定の送信間隔（ＴＴＩ）毎に、１ブロックや２ブロックのような所定のデータサイズ（ＴＦＳ）の信号を伝送するようにして行われる。無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣ）が送受信する信号形式は、一般的には、例えば図８に示されるようなものであり、ヘッダ８０２と、これに続くペイロード８０４より成り、ペイロード８０４には伝送される送信ブロック１，２，３，．．．が含まれる。ヘッダ８０２には、ヘッダの後に続く送信ブロック（ＴＢ）の個数ないし量を示す送信フォーマット・インジケータ（ＴＦＩ：Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｆｏｒｍａｔ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）が含まれている。実際のＴＦＩは、送信ブロックのデータ量に関連する値であることに変わりはないが、それが送信ブロック数を直接的に表す数値であるとは限らない。しかし、説明の便宜上、ＴＦＩが直ちに送信ブロック数を表すものとする。例えば、ＴＦＩ＝３ならば、図８に示されるように、３つの送信ブロック（ＴＢ１，ＴＢ２，ＴＢ３）がペイロードに含まれる。なお、１送信ブロックのデータ量も予め定められており、例えば４０バイト／パケットである。

送信ブロックを伝送する場合に、上記のような信号フォーマットを利用して、所定の送信間隔毎に、送信ブロックを伝送するのは当然であるが、送信すべき送信ブロックがない場合にも何らかの信号を送信間隔毎に送信することが従来行われている。例えば、呼の接続時は比較的多くの信号伝送が行われるが、接続後の安定期になると、制御チャネルを利用して伝送すべき送信ブロックは極端に減少する。この場合において、ＴＴＩで定められる送信周期が訪れた際に、何らの信号も伝送しないようにすることも可能であるが、そのようにすると、送信及び受信ノード間で同期外れになってしまうことが懸念される。そこで、伝送すべき送信ブロックが無い場合であっても、送信周期が訪れると、例えばヘッダ８０２のみのような特殊な信号（特殊信号又はＮｏＤＡＴＡ信号）を伝送することとしている。無線基地局が所定の時間枠内に何らの信号も受信しなかった場合には、無線基地局は時間調整信号（ＴＡ：Ｔｉｍｅ Ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ）を送信することで、ノード間の同期を維持することが可能になる。ＮｏＤＡＴＡに含まれるＴＦＩは、送信ブロック数が０であることを示す（ＴＦＩ＝０）。

このような技術を上記第１実施例に応用することを考える。例えば、最低速度の４０ｍｓ毎の送信を行う第１モードと、最高速度の１０ｍｓ毎の送信を行う第２モードが用意されているとする。この場合に、第１モードでは、送信ブロックＴＢ又は特殊信号が４０ｍｓ毎に送信される。第２モードでは、送信ブロックＴＢ又は特殊信号が１０ｍｓ毎に送信される。

しかしながら、第２モードは、送信ブロックを高速伝送するのが本来の目的であり、送信すべき送信ブロックが無い場合には、他の制御チャネルの周波数資源を使用してまでトラフィックを増やして高速伝送を行わせることは実益に乏しい。

そこで、本実施例では、送信ブロックＴＢを伝送するための送信間隔とは別に、特殊信号（ＮｏＤＡＴＡ信号）を伝送するための送信間隔を用意し、前者より後者を長く設定する。上記の例では、第２モードにおいて、送信ブロックは１０ｍｓ毎に送信されるが、送信ブロックが無い場合には、特殊信号（ＮｏＤＡＴＡ）が、１０ｍｓ毎ではなく４０ｍｓ毎に送信されるようにすることが可能になる。ちなみに、第１モードにおける送信ブロック及び特殊信号は、４０ｍｓ毎に送信される。

図９は、第２実施例によるダウンリンクの信号伝送の様子を示すタイミング図である。図９は、無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣ）（より正確には、通信資源管理装置３００）が、上位の交換機２０１から制御信号（送信ブロックとなる）１−１，１−２を受信する場合の様子（Ａ）と、配下の無線基地局へ送信する場合の様子（Ｂ）を示す。説明の便宜上、通信資源管理装置３００は、上記の高速の第２モードで動作するよう設定されている。従って、（Ｂ）に示されるように、送信すべき送信ブロック１−１，１−２は、１０ｍｓの送信間隔で配下に送信される。それ以上の送信ブロックは無いので、送信ブロック１−２を送信した後は、特殊信号Ｓが、４０ｍｓ毎に送信される。特殊信号Ｓは、割当手段３１６内のパラメータ管理手段３２４の管理の下に、特殊信号生成手段３３６にて作成され、送信間隔／サイズ調整手段３２２に与えられる。なお、（Ｂ）に示されている波線は、特殊信号Ｓ用のＴＴＩを用意しなかったならば、作成及び送信していたであろうところの特殊信号を示す。

図示した例では、特殊信号Ｓ用に設定された所定の時点から４０ｍｓ毎に、特殊信号Ｓが送信されるように描かれている。しかしながら、このことは本発明に必須ではなく、送信ブロック１−２を送信した後の任意の時点から送信することも可能である。例えば、最後に送信した送信ブロック（１−２）を基準にして、以後４０ｍｓ毎に送信することも可能である。

図１０は、第２実施例による上りリンクの信号伝送の様子を示すタイミング図である。図１０は、通信資源管理装置３００が、下位の移動端末２０８及び無線基地局２０６から制御信号（送信ブロックとなる）１−１，１−２を受信する場合の様子（Ｂ）と、それらを上位の交換機２０１へ送信する場合の様子（Ａ）を示す。この場合も、通信資源管理装置３００は、上記の高速の第２モードで動作するよう設定されている。従って、（Ａ）に示されるように、受信した送信ブロック１−１，１−２は、１０ｍｓの間隔で上位の交換機に送信される。それ以上の送信ブロックは無いが、通信資源管理装置３００は、送信ブロック１−２を受信した後も、特殊信号Ｓを、４０ｍｓ毎に受信する。なお、（Ｂ）に示されている波線は、特殊信号Ｓ用のＴＴＩを用意しなかったならば、受信していたであろうところの特殊信号を示す。図示した例では、特殊信号Ｓ用に設定された時点から４０ｍｓ毎に、特殊信号Ｓが送信されるように描かれているが、図９で説明したのと同様に、他の時点を基準にすることも可能である。

本実施例によれば、制御チャネルの高速化を図る第１実施例による効果に加えて、ＮｏＤＡＴＡのような特殊信号を頻繁に伝送しなくて済むので、トラフィックの減少した分に関する通信資源を、他の通信に使用することが可能になり、更なる通信資源の有効利用を図ることが可能になる。

以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明はこれに限定されるわけではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

以下、本発明により教示される手段を例示的に列挙する。
（付記１）
少なくとも第１及び第２移動端末を含む複数の移動端末に関する複数の制御チャネルの伝送帯域を管理する通信資源管理装置であって、
前記第１移動端末に関する第１制御チャネルの伝送速度を変更すべきか否かを判定する第１判定手段と、
前記第１判定手段の変更すべき旨の判定結果に基づいて、ある期間前記第２制御チャネル用の伝送帯域を、前記第１制御チャネルに割り当てる割当手段
を有することを特徴とする通信資源管理装置。
（付記２）
更に、前記第２移動端末に関する第２制御チャネルの現在の伝送速度と、前記第２制御チャネルにて伝送しようとする信号のデータ量とに基づいて、所定の期間にて前記第２制御チャネルの空き伝送帯域の有無を判定する第２判定手段を有することを特徴とする付記項１記載の通信資源管理装置。
（付記３）
前記ある期間が、信号の送信間隔（ＴＴＩ）の自然数倍であることを特徴とする付記項１記載の通信資源管理装置。
（付記４）
前記第１判定手段が、呼の接続時又は解放時に伝送速度を変更すべきであると判定するよう形成されることを特徴とする付記項１記載の通信資源管理装置。
（付記５）
前記第１判定手段が、前記第１制御チャネルのトラフィック量の変化に基づいて判定するよう形成されることを特徴とする付記項１記載の通信資源管理装置。
（付記６）
前記第１及び第２制御チャネルが、少なくとも所定の第１又は第２の通信品質（ＱｏＳ）を有するよう制御されることを特徴とする付記項１記載の通信資源管理装置。
（付記７）
前記所定の第１及び第２の通信品質で伝送される信号の送信間隔（ＴＴＩ）が、互いに異なるよう設定されることを特徴とする付記項６記載の通信資源管理装置。
（付記８）
前記第１制御チャネルを利用して移動端末に伝送するデータ信号が、狭い送信間隔で伝送され、前記移動端末に伝送するデータ信号の無い期間では、前記移動端末との間の同期を維持するための信号（ＮｏＤＡＴＡ）が、広い送信間隔で伝送されるよう形成されることを特徴とする付記項７記載の通信資源管理装置。
（付記９）
前記所定の第１及び第２の通信品質で伝送される信号の単位時間当たりの信号サイズ（ＴＦＳ）が、互いに異なるよう設定されることを特徴とする付記項６記載の通信資源管理装置。
（付記１０）
前記所定の第１の通信品質が、通信システムで保証される最低のデータ伝送速度で信号を伝送するよう規定され、前記所定の第２の通信品質が、前記最低のデータ伝送速度以上の速度で信号を伝送するよう規定されることを特徴とする付記項６記載の通信資源管理装置。
（付記１１）
付記項１記載の通信資源管理装置を有し、複数の移動端末と通信を行う複数の無線基地局を制御することを特徴とする無線ネットワーク制御装置。

移動通信システムで使用可能な伝送帯域の内訳を示す概略図である。 本発明を適用することの可能な移動通信システムの概略図を示す。 本願実施例による通信資源管理装置の主要な機能に関するブロック図を示す。 移動通信システムで使用可能な伝送帯域の内訳を示す概略図である。 各制御チャネルで伝送されるべき送信ブロックが、時間軸上でどのようにして伝送されるかを示す説明図である。 各制御チャネルで伝送されるべき送信ブロックが、時間軸上でどのようにして伝送されるかを示す説明図である。 伝送速度と送信間隔（ＴＴＩ）及び送信信号サイズ（ＴＦＳ）の関係を示すタイミングチャートである。 一般的な信号フォーマット図を示す。 第２実施例による下りリンクの信号伝送の様子を示すタイミング図である。 第２実施例による上りリンクの信号伝送の様子を示すタイミング図である。

Claims (3)

1. 複数の移動端末に関する複数の制御チャネル用の伝送帯域を管理する通信資源管理装置において、
   所定の周期で送信可能な制御チャネルであって、あるタイミングで第１の移動端末に対する制御信号の伝送用として用いた第１の制御チャネルを、前記所定の周期に従った次のタイミングで、第２の移動端末に対する制御信号の伝送用として用いる際に、該第１の制御チャネルが、前回該第２の移動端末に対する制御信号の伝送に用いられていない制御チャネルであっても、該第２の移動端末との間で信号のやりとりをせずに、一方的に該第２の移動端末に対して該第２の移動端末が該第１の制御チャネルを用いて制御信号を受信することを通知して、該第１の制御チャネルを該第２の移動端末に対する制御信号の送信に適用する割り当て手段、
   を備えたことを特徴とする通信資源管理装置。
2. 複数の移動端末に関する複数の制御チャネル用の伝送帯域を管理する通信資源管理装置を備えた移動通信システムにおける制御チャネルの割り当て方法において、
   所定の周期で送信可能な制御チャネルであって、あるタイミングで第１の移動端末に対する制御信号の伝送用として用いた第１の制御チャネルを、前記所定の周期に従った次のタイミングで、第２の移動端末に対する制御信号の伝送用として用いる際に、該第１の制御チャネルが、前回該第２の移動端末に対する制御信号の伝送に用いられていない制御チャネルであっても、該第２の移動端末との間で信号のやりとりをせずに、一方的に該第２の移動端末に対して該第２の移動端末が該第１の制御チャネルを用いて制御信号を受信することを通知して、該第１の制御チャネルを該第２の移動端末に対する制御信号の送信に適用し、
   前記第２の移動端末は、該第１の制御チャネルを用いて送信される該制御信号を受信する、
   ことを特徴とする制御チャネルの割り当て方法。
3. 複数の移動端末に関する複数の制御チャネル用の伝送帯域を管理する通信資源管理装置を備えた移動通信システムにおいて用いられる移動端末において、
   所定の周期で送信され得る制御チャネルであって、あるタイミングで他の移動端末に対する制御信号の伝送用として用いられた第１の制御チャネルが、前記所定の周期に従った次のタイミングで、該移動端末に対する制御信号の伝送用として用いられる際に、該第１の制御チャネルが、前回該移動端末に対する制御信号の伝送に用いられていない制御チャネルであっても、該移動端末との間で信号のやりとりがなされずに、該移動端末が該第１の制御チャネルを用いて制御信号を受信する旨の通知を受信して、該第１の制御チャネルを用いて送信される制御信号を受信する受信手段、
   を備えたことを特徴とする移動端末。

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