JPH0897824A - 移動通信システムにおける無線回線の割り当て方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 大容量回線と小容量回線とを併有する移動通
信システムにおいて、大容量回線の使用要求に対して柔
軟に応答し、大容量回線を高い使用効率で運用する。 【構成】 大容量無線回線または通信者毎に割り当てら
れた小容量無線回線を介して基地局１０１と複数の移動
局１０２_kとの無線通信を行う移動通信システムにおい
て、通常は、小容量無線回線を使用して移動局１０２_k
および基地局１０１間の無線通信を行い、送信する有意
データ量が過剰になる場合は、使用する無線回線をその
時点で未使用の大容量無線回線に変更して通信を行い、
送信するデータ量が小容量回線の容量以下になった場合
は再び個別に割り当てられた小容量回線を使用して通信
を行うようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は移動通信システムにお
ける無線回線の割り当て方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図７は一般的な移動通信システムの構成
を示すブロック図である。この図において、１０１は基
地局、１０２₁〜１０２_n+mは移動局である。従来の移動
通信方式においては、基地局１０１と各移動局１０２₁
〜１０２_n+mの間に回線を設定する時点で通信内容に従
って大容量回線か小容量回線のいずれかを選択して呼接
続を行うようにしていた。また、通話中は通信回線の容
量を変更することはなく、基地局１０１では予め大容量
通信と小容量通信のトラヒックの比率よりソースの回線
分割を行っていた。例えば、図７において、基地局１０
１を経由して同時に通話を行うことができる移動局数の
制限はｎ＋ｍ個であるとする。また、ｎ回線は小容量通
信を希望し、ｍ回線は大容量通信を希望すると予測され
たとする。この場合、基地局１０１は、トラヒック予測
から大容量無線回線がｎ回線に対して小容量無線回線が
ｍ回線として予め回線割り当てを行う。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】一般に音声通信は主に
小容量回線を使い、データ通信は大容量回線を使うが、
データ通信では通信中の有意データの通信量は一定では
なく、そのピーク時と通常時の有意情報通信量は一般に
かなり大きな差があることが知られている。このため通
信中に一定速度の大容量回線を割り当てたのでは回線使
用効率を悪化させることとなる。大容量無線回線の使用
効率の悪化は、小容量無線回線の分配数にも制限を与え
る。さらに、音声通信でも同様の課題があり、アナログ
ベースで考えれば一般に通信中の回線使用率は１／４程
度であることが知られている。パケットやＡＴＭセル方
式の通信では中継回線上でこれらの無駄な使用率を吸収
することができるが無線移動通信等の無線回線使用方式
でこれらの無駄を吸収し効率を高く保つ方式はない。

【０００４】本発明は上述した事情に鑑みてなされたも
のであり、大容量回線と小容量回線とを併有する移動通
信システムにおいて、大容量回線の使用要求に対して柔
軟に応答し、大容量回線を高い使用効率で運用すること
ができる移動通信システムにおける無線回線の割り当て
方法を提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明では、基地局は通
信者共有の大容量回線と通信者毎に割り当てられる小容
量回線を用意し、移動局、基地局間で通信量の大小を判
断する機能を持ち、移動局と基地局での通信において通
常は小容量の通信回線を使用し、送信する有意データ量
が過剰になるときにのみ基地局で空いている大容量無線
回線を指定して、この回線に通信回線を変更し、データ
の送信を行い、データ送信量が小容量無線回線の容量以
下になった場合は再び個別に割り当てられた小容量無線
回線へ通信回線を戻して通信を行うことを特徴とする。

【０００６】

【作用】大容量回線を移動局間で共有にし、通信中に必
要な時だけ大容量回線をアクセスして通信を行い、常時
は通信内容に関わらず小容量回線で接続を行う移動通信
方式となる。

【０００７】

【実施例】図１は本発明を適用した移動通信システムの
構成を示すブロック図である。この図において、１０１
は基地局、１０２_k（ｋ＝１〜ｉ）は移動局である。

【０００８】図２は移動局１０２_kの構成を説明するブ
ロック図である。この図において、３０１は移動局を構
成する装置の外部または内部にある音声またはデータ端
末等の情報発信源、３０２は情報発信源３０１からの送
信情報を一時的に蓄えておくバッファである。ただし、
本実施例において、バッファ３０２は情報発信源３０１
からの情報のうち有意情報のみを蓄積するものである。
３０３は回線切替機能を持った基地局から移動局へ向か
う方向の無線通信のための無線受信インタフェース回
路、３０５は回線切替機能を持った移動局から基地局へ
向かう方向の無線通信のための無線送信インターフェー
ス回路、３０４は無線回線インターフェース回路３０
３，３０５を制御し、無線回線を切替える無線切替え制
御回路、３０７はバッファ３０２を監視して回線切替契
機を検出するバッファ監視回路、３０６はバッファ監視
回路３０７を通じて回線切替契機を検出し無線送信イン
ターフェースを経由して回線切替要求信号を送出する信
号発生回路である。

【０００９】図３は基地局１０１内の各部のうち移動局
からの働きかけにより行う回線切替処理（以下、移動局
契機の回線切替処理という。）に関連した各部を示すも
のである。この図において、４０１₁〜４０１_iは移動局
から基地局へ向かう方向の大容量無線回線の無線受信イ
ンターフェース回路、４０２は大容量回線＃１〜＃ｊ
（無線受信インターフェース回路４０１₁〜４０１_j）の
使用、未使用を管理する状態管理回路、４０３は基地局
から移動局へ向かう方向の小容量無線回路の無線受信イ
ンターフェース回路、４０４は移動局から基地局へ向か
う方向の小容量無線回路の無線受信インターフェース回
路、４０５は回線切替に関する信号情報を解析し、回線
切替の制御を行う信号解析制御回路である。

【００１０】図４は移動局から基地局への送信回線のみ
大容量回線にきりかえた場合のイメージを示す図であ
る。図５は基地局側の通進路の概要を説明する図であ
る。

【００１１】図６は基地局１０１の各部のうち基地局か
らの働きかけにより行う回線切替処理（以下、基地局契
機の回線切替処理という。）に関連した部分の構成を示
すブロック図である。この図において、７０８は基地局
側（網側）の音声またはデータ端末等の情報の発信源、
７０４は情報発信源７０８からの通信情報を一端蓄えて
おくバッファ、７０１₁〜７０１_jは基地局から移動局へ
向かう方向の無線回線の無線送信インターフェース回
路、７０７はバッファ７０４を監視して送信データ量が
一定値を越えることを検知し、信号発生回路７０６へ通
知するバッファ監視回路、７０６はバッファ監視回路７
０７からの要求を受けて回線切り替え要求信号を作り、
信号解析制御回路７０５へ送出する信号発生回路であ
る。ただしバッファ７０４は情報発信源７０８からの情
報のうち有意情報のみを蓄積するものとする。

【００１２】以下、図１〜６を参照し本実施例の動作を
説明する。本実施例は、セルを送受するＡＴＭ方式を基
盤とした無線通信システムでの処理を中心に説明する。
セルを送受する通信方式において、セルにはヘッダが付
加されるので、このヘッダを利用することにより、呼の
接続を行ったまま呼接続処理とは独立に物理回線である
無線回線の切替を行うことができる。基地局以降の交換
局間では、セルに付加されたヘッダの内容に基づいてス
イッチング処理を行えば良いので、交換局は、本実施例
に係る回線切替処理によりスイッチング処理の変更をし
なくて済む。ＴＤＭＡのようにＡＴＭセルやパケットフ
レームを使わない方式では、スイッチング処理のために
物理回線の切替と共に物理回線と呼の論理的結合のため
の信号シーケンスを付加すればよい。

【００１３】図１に示すように基地局１０１では予め大
容量通信回線と小容量通信回線を用意するのは従来の方
式と同様である。図１には仮に大容量回線がｊ回線、小
容量回線がｉ回線用意された場合が示されている。

【００１４】ａ．移動局契機の回線切替処理 図２において、情報発信源３０１の情報速度は一般に一
定であるとは考えられず、短期的には小容量回線の速度
に比べて圧倒的に大きくなる場合も考えられる。ここ
で、情報速度の変動が一過性の変動であれば、バッファ
３０２に余裕のある限り回線切替を行う必要はない。し
かし、バッファの容量から鑑みて一定時間（ある程度の
長さの所定時間）内におけるバッファ３０２の平均蓄積
速度が一定速度を越えたら通信回線を大容量回線に切り
替える必要がある。そこで、本実施例においては、バッ
ファ監視回路３０７がバッファ３０２を定期的に監視
し、例えば下記の方法のいずれかにより一定速度の超過
の計測を行い、この計測結果に従って大容量回線への切
り替えを行う。 バッファ３０２の蓄積速度が一定速度を越えるのを計
測する。 バッファ３０２内の情報蓄積量が一定量を越え、か
つ、情報源が一定速度以上の速度で情報をバッファ３０
２に送るのを検知する。

【００１５】上記方法のいずれかにより情報発信源から
の情報送出速度が大容量回線での通信を必要とすること
を検知したら、バッファ監視回路３０７は信号発生回路
３０６へこれを通知する。

【００１６】また、別の方法として情報発信源３０１か
ら直接信号発信回路３０６へ切替要求信号を送ることも
可能である。

【００１７】信号発生回路３０６は、バッファ監視回路
３０７からの通知（または情報発信源３０１からの直接
の通知）を受けると、基地局向けに回線切替要求信号を
作成し、無線送信インタフェース回路３０５経由で基地
局へ送る。

【００１８】ＡＴＭセルを使う通信方式であれば、信号
発生回路３０６で生成した信号を信号用セルに載せてバ
ッファ３０２からの送出情報セル列に挿入して送出す
る。無線回線がセル（フレーム）方式でない場合は信号
回線に載せて送出する。

【００１９】図３において、移動局１０２_kから基地局
１０１に現在使用中の小容量回線を経由して送られてき
た信号情報は無線インタフェース回路４０４を経由して
信号解析制御回路４０５へ送られる。信号解析制御回路
４０５では信号内容が回線切替要求であることを解析す
ると状態管理回路４０２へ空き大容量無線回線の状況報
告を求める。

【００２０】状態管理回路４０２は、大容量回線＃１〜
＃ｊ（無線受信インタフェース４０１₁〜４０１_j）の使
用状況を管理している。そして、状況報告要求が与えら
れた場合、これに応答し、未使用の回線があればその中
から１つを選択し、信号解析制御回路４０５へ報告す
る。また、未使用の回線がなければ、未使用の回線がな
い旨を信号解析制御回路４０５へ報告する。

【００２１】信号解析制御回路４０５は、未使用の回線
の報告を受けたらこの大容量無線回線への回線切替許可
信号を無線送信インタフェース４０３（現在通信中の無
線回線または信号専用回線）を経由して移動局１０２_k
へ返送する。

【００２２】また、未使用の回線がなかった場合は信号
解析制御回路４０５は状態管理回路４０２を通じて大容
量回線の空きができるまで監視を続け、空きができ次第
移動局へ回線切替許可信号を送出する。

【００２３】図２に示す移動局１０２_kでは、無線受信
インタフェース回路３０３経由で受け取った信号情報
が、信号解析回路３０８へ送られて解析される。

【００２４】この信号情報が回線切替許可信号である場
合、信号解析制御回路３０８は無線切替制御回路３０４
へ回線切替を指示する。無線切替制御回路３０４は無線
送信インタフェース回路３０５の無線回線を回線切替指
示により指示された大容量無線回線へ切り替える。シス
テムによっては上り下り回線を一対で制御することも考
えられるが、このときは無線切替制御回路３０４は無線
送信インタフェース回路３０３、無線受信インタフェー
ス回路３０５の両方を指示された大容量回線へ切り替え
る。

【００２５】また、上記信号情報が回線切替待機信号で
ある場合は、信号解析制御回路３０８は何もしないか、
または信号発信源３０１へ直接データ送信待機の指示を
出す。そして、この状態で基地局から回線切替許可信号
が送られるのを待つ。回線切替許可信号が送られてきた
ら、上記の処理と同様に、大容量回線への切替処理を行
う。なお、大容量回線を使用するのはデータ通信の時だ
けであることが予測されるので端末に対する制御は可能
である。この場合、基地局から回線切替許可信号が来た
場合は信号解析制御回路３０８は情報発信源たる端末に
対してデータ送信再開の指示を出す。

【００２６】回線を切り替えた後は、送信情報を大容量
無線回線によって送出する。ここで、回線切替後の小容
量無線回線は、移動局が再び小容量無線回線を使用する
状態に復帰するまでの間、他の移動局が使用することが
ないように確保される。移動局に大容量と小容量の２つ
の回線を同時に確保する能力があるならば２つの回線を
同時に利用して情報送信を行うこともできる。

【００２７】大容量回線での情報送出を行う間も図２の
バッファ監視回路３０７は常時バッファ３０２を監視す
る。そして、大容量回線への切替を行ったときとは逆
に、送信すべきデータ量が小容量回線の容量以下になり
小容量回線でも通信が可能な状態となったことを検出し
たら信号発生回路３０６を使って小容量回線への回線切
替要求信号を無線送信インタフェース回路３０５経由で
基地局へ送出する。このとき大容量回線への切替契機と
同様に情報発信源３０１が直接信号発生回路３０６へ切
替要求を出してもよい。

【００２８】図４は移動局から基地局への送信回線のみ
大容量回線に切り替えた場合のイメージを示すものであ
る。この図において、移動局１０２_kからの信号情報は
無線受信インタフェース４０１_Xを経由して信号解析制
御回路４０５で解析される。

【００２９】図５に示すように、基地局の全ての無線受
信インタフェースを１つのセルフルーチングスイッチに
集約することで、受信回線に関しては回線切替に関連し
てスイッチング制御を特にする必要はない。よって移動
局は小容量無線回線への回線切替要求を送出したら、た
だちに大容量無線回線を解放して小容量無線回線での通
信状態へ復帰する。

【００３０】信号解析制御回路４０５は、信号が大容量
回線から小容量回線への回線切替要求であれば、状態管
理回路に対して大容量回線４０１_Xの解放を知らせる。

【００３１】ｂ．基地局契機の回線切替処理 次に基地局から移動局に送出する通信回線の切替の動作
を説明する。基本的には移動局契機の時と同じであり、
回線切替要求信号を無線回線で送出する機能を除いて、
移動局と基地局とで機能が反転する。

【００３２】まず、図７において、移動局１０２_kは小
容量回線を使用して通信を行っている状態であるとす
る。移動局契機の切替と同様、バッファ監視回路７０７
はバッファ７０４を監視して回線切替が必要であること
を検知したら、これを信号発生回路７０６へ通知する。
また別の方法として情報発信源７０８から直接信号発生
回路７０６へ切替要求を上げることも可能である。

【００３３】信号発生回路７０６は、バッファ回路７０
７からの通知（または情報発信源７０８からの直接の通
知）を受けると、回線切替要求信号を作成し、信号解析
制御回路７０５へ送る。信号解析制御回路７０５では、
信号内容が回線切替要求であることを解析すると状態管
理回路７０２へ基地局から移動局への方向の空き大容量
無線回線の報告を求める。

【００３４】状態管理回路７０２は、大容量無線回線＃
１〜＃ｊ（無線送信インタフェース７０１₁〜７０１_j）
の使用状況を管理し、状況報告要求に対して未使用の回
線があればこれを１つ選択し、信号解析制御回路７０５
へ報告する。

【００３５】信号解析制御回路７０５は、未使用の回線
の報告を受けたらこの大容量無線回線への回線切替許可
信号を無線送信インタフェース７０３（現在通信中の無
線回線または信号専用回線）を経由して移動機１０２_k
へ返送する。また、未使用の回線がなかった場合は信号
解析制御回路７０５は状態管理回路７０２を通じて大容
量回線の空きができるまで監視を続け、空きができ次第
移動局へ回線切替許可信号を送出する。

【００３６】以降移動局での動作は移動局契機の回線切
替処理の時と同じである。基地局１０１は移動局１０２
_kへの回線を切り替えた後は、送信情報を大容量無線回
線によって送出する。ここで回線切替後の小容量無線回
線は、再び移動局が小容量無線回線を使用した状態に復
帰するまでの間、他の移動局が使用することがないよう
に確保される。移動局、基地局共に大容量と小容量の２
つの回線を同時に確保する能力があるならば２つの回線
を同時に利用して情報送信を行うこともできる。

【００３７】大容量回線での情報送出を行う間もバッフ
ァ監視回路７０７は、常時バッファ７０４を監視し、大
容量回線への切替を行ったときとは逆に小容量でも通信
が可能な状態となったことを検出したら信号発生回路７
０６を使って小容量回線への回線切替要求信号を信号解
析制御回路へ送出する。このとき大容量回線への切替契
機と同様に情報発信源７０８が直接信号発生回路７０６
へ切替要求を出してもよい。基地局は移動局の回線切替
を待つために情報送信を一旦停止する。

【００３８】信号解析制御回路７０５は信号発生回路７
０６からの情報が小容量無線回線への回線切替要求であ
れば状態管理回路に対して大容量回線（切替で使用した
回線）の解放を知らせるとともに小容量無線回線への回
線切替要求信号を無線送信インタフェース回路７０３を
経由して移動局１０２_kへ送出する。

【００３９】移動局１０２_kでは信号解析制御回路３０
８が小容量無線回線への切替要求であることを解析した
らただちに無線切替制御回路３０４を使って無線受信イ
ンタフェース回路３０３を始めに通信していた小容量無
線回線に復帰させる。移動局１０２_kは、小容量無線回
線に復帰したことを基地局に報告するか、基地局で予め
タイミングを見るかして、基地局はもとの小容量無線回
線での情報送信を再開する。

【００４０】上記実施例は、セルを送受するＡＴＭ方式
を基盤とした移動通信システムに本発明を適用したもの
であるが、本発明は、ＡＴＭ方式ではなく物理回線が呼
毎に固定されるような通信方式にも適用可能である。こ
の場合、基地局と移動局で行った回線切替処理の結果を
交換機に知らせ、呼毎に現在使用中の回線の物理的指定
をするような信号の送受を基地局（または移動局）と交
換局との間で行うことで本発明を実施することができ
る。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
大容量回線を複数の移動局が共有できるようにし、通信
中の特に大容量通信が必要となる時にだけこの大容量回
線を使用できるので、予め大容量通信が期待される顧客
に対して大容量回線を通信前から固定的に割り付ける従
来の方式に比べ、リソース使用効率を高めることができ
る。また、通信内容に関わらず回線割り当て制御を一律
に決定できるので、制御面でも容易である。また、パケ
ット、ＡＴＭ方式などの間欠的にデータを送信するデー
タ通信方式の共有回線アクセス制御として利用すること
も可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例による無線回線の割り当て
方法を適用した移動通信システムの構成を示すブロック
図である。

【図２】 同実施例における移動局の構成を示すブロッ
ク図である。

【図３】 同実施例において基地局の各部のうち移動局
契機の回線切替処理に関連した各部を示すブロック図で
ある。

【図４】 同実施例において移動局から基地局への送信
回線のみ大容量回線に切り替えた場合のイメージを示す
図である。

【図５】 同実施例における基地局側の通進路の概要を
説明する図である。

【図６】 同実施例における基地局の各部のうち基地局
契機の回線切替処理に関連した部分の構成を示すブロッ
ク図である。

【図７】 従来の移動通信システムの回線割り当ての説
明図である。

【符号の説明】

１０１……基地局、 １０２_k……移動局。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基地局と複数の移動局とからなり、前記
   基地局と各移動局とが、各通信者が共有する大容量無線
   回線または通信者毎に割り当てられた小容量無線回線を
   介して無線通信を行う移動通信システムにおける無線回
   線の割り当て方法において、 ａ）通常は、前記小容量無線回線を使用して前記移動局
   および基地局間の無線通信を行い、 ｂ）送信する有意データ量が過剰になる場合は、使用す
   る無線回線をその時点で未使用の大容量無線回線に変更
   して通信を行い、 ｃ）送信するデータ量が前記小容量回線の容量以下にな
   った場合は再び個別に割り当てられた小容量回線を使用
   して通信を行う ことを特徴とする移動通信システムにおける無線回線の
   割り当て方法。