JPWO2006077907A1 - 無線リソース割り当てシステム、無線制御局及びそれらに用いる無線リソース割り当て方法並びにそのプログラム - Google Patents

Abstract

データ送信遅延を低減することが可能な無線制御局を提供する。初期伝送レート割り当て部１２は移動局から個別無線回線確立要求を受取ると、最低伝送レートユーザ数測定部１３に最低伝送レートを使用するパケットユーザ数を問い合わせ、報告された最低伝送レートユーザ数が所定の閾値以下の場合、初期伝送レートを最大値に設定する。初期伝送レート割り当て部１２は最低伝送レートユーザ数が所定の閾値を越えた場合、最低伝送レートユーザの高レート切替え要求を考慮し、初期伝送レートを最大値より小さく設定する。初期伝送レートの設定後、無線リソース割り当て部１４は、負荷測定部１５から報告される負荷が所定の閾値以下であれば、設定された初期伝送レートで個別無線回線を確立する。

Description

本発明は無線リソース割り当てシステム、無線制御局及びそれらに用いる無線リソース割り当て方法並びにそのプログラムに関し、特にトラヒックに応じて初期伝送レートを選択する無線リソース割り当て方法に関する。

Ｗ−ＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ−Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）無線通信方式においては、拡散符号が無線リソースに含まれている。拡散符号は伝送レートと相関があり、伝送レートが高い程、多くの拡散符号を消費する。

無線基地局と移動局との間でパケット通信を開始する時には、個別の無線回線が確立される。その際、拡散符号がパケットユーザ間で静的または動的に分割される。静的分割の場合には、負荷状況を考慮して伝送レートが決定され、決定後の変更を行わない。一方、動的分割の場合には、伝送レートを変更可能である（例えば、非特許文献１参照）。

この伝送レートの変更方法としては、特定の伝送レートを使用中に、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、伝送レートを増加させ、別の所定の閾値以下の状態が一定時間維持されると、伝送レートを減少させる方法がある。但し、伝送レート増加の可否は、無線区間の負荷状況と所定の閾値とを比較して決定される。無線区間の負荷状況は、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（例えば、非特許文献２参照）。
ハリ・ホルマ（Ｈａｒｒｉ Ｈｏｌｍａ）、アンチ・トスカラ（Ａｎｔｔｉ Ｔｏｓｋａｌａ）編集、"ダブリューシーディーエムエー・フォー・ユーエムティーエス・リバイズドエディション（ＷＣＤＭＡ ＦＯＲ ＵＭＴＳ Ｒｅｖｉｓｅｄ ｅｄｉｔｉｏｎ）"（フィンランド、２００１年、ｐｐ．２２１−２２４） 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）

上述した従来の無線リソース割り当て方法では、負荷状況で伝送レートを決定する場合、低負荷であれば、少数のパケットユーザが高い伝送レートを使用し、高負荷であれば、多くのパケットユーザが低い伝送レートを使用する。伝送レートの割り当て後の負荷では、両者の差が小さい。

したがって、従来の無線リソース割り当て方法では、負荷状況の判断が困難になり、状況に応じた伝送レートの選択ができない。この時、従来の無線リソース割り当て方法では、低い伝送レートを割り当てられた場合、高い伝送レートに切替えるために、データ量が所定の閾値を超えた状態が一定時間継続する必要があり、高い伝送レートへの切替えに時間を要するため、データ送信遅延が大きくなるという問題がある。

また、従来の無線リソース割り当て方法では、高い伝送レートを要求するパケットユーザに高い伝送レートを割り当てる場合、新規に個別無線回線を確立するパケットユーザが接続できず、一方で、新規に個別無線回線を確立するパケットユーザに高い伝送レートを割り当てる場合、高い伝送レートを要求するパケットユーザがレートを切替えられないため、高い伝送レートを要求するパケットユーザと新規に個別無線回線を確立するパケットユーザとの間で無線リソースが均等配分されないという問題がある。

そこで、本発明の目的は上記の問題点を解消し、データ送信遅延を低減することができる無線リソース割り当てシステム、無線制御局及びそれらに用いる無線リソース割り当て方法並びにそのプログラムを提供することにある。

また、本発明の他の目的は、無線リソースの均等配分を実現することができる無線リソース割り当てシステム、無線制御局及びそれらに用いる無線リソース割り当て方法並びにそのプログラムを提供することにある。

本発明による無線リソース割り当てシステムは、無線基地局と移動局との間でパケット通信を開始する際に個別無線回線を確立するシステムにおいて、無線基地局と移動局との間のトラヒックに応じて初期伝送レートを選択する無線リソース割り当てシステムであって、伝送レートが所定値以下のユーザ数に基づいて初期伝送レートを選択する初期伝送レート割り当て手段を備えている。

本発明による無線制御局は、無線基地局と移動局との間でパケット通信を開始する際に個別無線回線を確立するシステムにおいて、無線基地局と移動局との間のトラヒックに応じて初期伝送レートを選択する無線制御局であって、伝送レートが所定値以下のユーザ数に基づいて初期伝送レートを選択する初期伝送レート割り当て手段を備えている。

本発明による無線リソース割り当て方法は、無線基地局と移動局との間でパケット通信を開始する際に個別無線回線を確立するシステムにおいて、無線制御局が無線基地局と移動局との間のトラヒックに応じて初期伝送レートを選択する無線リソース割り当て方法であって、無線制御局が、伝送レートが所定値以下のユーザ数に基づいて初期伝送レートを選択する処理を実行している。

本発明による無線リソース割り当て方法のプログラムは、無線基地局と移動局との間でパケット通信を開始する際に個別無線回線を確立するシステムにおいて、無線制御局が無線基地局と移動局との間のトラヒックに応じて初期伝送レートを選択する無線リソース割り当て方法のプログラムであって、無線制御局のコンピュータに、伝送レートが所定値以下のユーザ数に基づいて初期伝送レートを選択する処理を実行させている。

すなわち、本発明の無線リソース割り当て方法は、所定の無線リソースの不足で割り当てられる最低伝送レートを使用中のパケットユーザ数を無線領域毎に測定する最低伝送レートユーザ数測定部と、初期伝送レートを決定する初期伝送レート割り当て部とを備え、個別無線回線を確立する際に、最低伝送レートユーザ数測定部からの測定報告に基づいて初期伝送レートを割り当てるように動作している。

本発明の無線リソース割り当て方法では、上記のような構成を採用し、個別無線回線確立やレート切替えといった無線リソースの要求状況に基づいた初期伝送レートで個別無線回線を確立することによって、上記の課題を解決することが可能となる。

つまり、本発明の無線リソース割り当て方法では、個別無線回線確立時に、高い伝送レートを要求するパケットユーザが存在しなければ、高い初期伝送レートを割り当てられるため、データ送信遅延を低減することが可能となる。

また、本発明の無線リソース割り当て方法では、所定の無線リソースの不足で割り当てられ、かつ高い伝送レートへの切替えを要求する最低伝送レートのパケットユーザの数を指標として無線リソースを割り当てているため、そのパケットユーザが存在する場合、そのパケットユーザへの高い伝送レートの割り当てを考慮して、新規に個別無線回線の確立を要求するパケットユーザに割り当てる初期伝送レートを下げることが可能となるので、無線リソースを均等配分することが可能となる。

本発明の無線リソース割り当て方法は、以下に述べるような構成及び動作とすることで、データ送信遅延を低減することができるという効果が得られる。

本発明の他の無線リソース割り当て方法は、以下に述べるような構成及び動作とすることで、無線リソースの均等配分を実現することができるという効果が得られる。

本発明の実施の形態による移動通信システムの構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施例による無線制御局の無線リソース割り当て機能部の構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施例による無線制御局の無線リソース割り当て動作を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施例による無線制御局の無線リソース割り当て機能部の構成を示すブロック図である。 本発明の第２の実施例による無線制御局の無線リソース割り当て動作を示すフローチャートである。 本発明の第３の実施例による無線制御局の無線リソース割り当て動作を示すフローチャートである。 本発明の第４の実施例による無線制御局の無線リソース割り当て動作を示すフローチャートである。 本発明の第５の実施例による無線リソース割り当てを説明するための図である。 本発明の第５の実施例による無線リソース割り当てを説明するための図である。

符号の説明

１，４ 無線制御局
２ａ，２ｂ 基地局
３ 移動局
１０，４０ ＣＰＵ（無線リソース割り当て機能部）
１１ 個別無線回線確立要求受付部
１２ 初期伝送レート割り当て部
１３ 最低伝送レートユーザ数測定部
１４ 無線リソース割り当て部
１５ 負荷測定部
１６ レート切替え部
１７ 無線リソース解放部
１８，４１ 記録媒体
１００ ネットワーク
２０１，２０２ 無線領域

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態による移動通信システムの構成を示すブロック図である。図１において、本発明の実施の形態による移動通信システムは、無線アクセス方式としてＷ−ＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ−Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）移動通信方式を採用するものである。

この移動通信システムは、有線であるネットワーク１００に直接接続された無線制御局１と、無線制御局１と接続された基地局２ａ，２ｂと、基地局２ａ，２ｂのいずれかと無線による通信が行われる移動局３とから構成されている。図１においては、基地局２ａが形成する無線領域２０１に１つの移動局３が属する状態を示してある。尚、図１中、基地局２ａ，２ｂ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、各基地局２ａ，２ｂによって形成される無線領域２０１，２０２はそれぞれ１つになっているが、１つの基地局が複数の無線領域を形成することもできる。さらに、１つの無線領域に属する移動局３の数は複数であってもよい。

基地局２ａ，２ｂはいずれも同じ構成となっており、それぞれ無線領域２０１，２０２を形成しており、それぞれの無線領域２０１，２０２において移動局３との間で無線による通信が可能である。逆に、無線領域２０１，２０２は、基地局２ａ，２ｂが移動局３との間で無線による通信ができる領域を表す。

移動局３は基地局２ａ，２ｂへの接続を行うにあたって、無線制御局１に個別無線回線確立要求を送信する。無線制御局１は基地局２ａ，２ｂにおける移動局３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３から無線回線確立要求を受信する。

この無線制御局１は所定の無線リソースの不足で割り当てられる最低伝送レートを使用中のパケットユーザ数を無線領域２０１，２０２毎に測定する最低伝送レートユーザ数測定部と、初期伝送レートを決定する初期伝送レート割り当て部とを備え、個別無線回線を確立する際に、最低伝送レートユーザ数測定部からの測定報告に基づいて初期伝送レートを割り当てるように動作している。

本発明の実施の形態では、無線制御局１に上記のような構成を採用し、個別無線回線確立やレート切替えといった無線リソースの要求状況に基づいた初期伝送レートで個別無線回線を確立することによって、上記の課題を解決することができる。

つまり、本発明の実施の形態では、個別無線回線確立時に、高い伝送レートを要求するパケットユーザが存在しなければ、高い初期伝送レートを割り当てられるため、データ送信遅延を低減することができる。

また、本発明の実施の形態では、所定の無線リソースの不足で割り当てられ、かつ高い伝送レートへの切替えを要求する最低伝送レートのパケットユーザの数を指標として無線リソースを割り当てているため、そのパケットユーザが存在する場合、そのパケットユーザへの高い伝送レートの割り当てを考慮して、新規に個別無線回線の確立を要求するパケットユーザに割り当てる初期伝送レートを下げることができるので、無線リソースを均等配分することができる。

図２は本発明の第１の実施例による無線制御局の無線リソース割り当て機能部の構成を示すブロック図である。本発明の第１の実施例による移動通信システムの構成は上記の図１に示す本発明の実施の形態による移動通信システムと同様の構成となっているので、その構成についての説明を省略する。

図２において、無線制御局１はＣＰＵ（中央処理装置）（無線リソース割り当て機能部）１０と、ＣＰＵ１０が実行するプログラムを格納する記録媒体１８とから構成されており、ＣＰＵ１０は個別無線回線確立要求受付部１１と、初期伝送レート割り当て部１２と、最低伝送レートユーザ数測定部１３と、無線リソース割り当て部１４と、負荷測定部１５と、レート切替え部１６と、無線リソース解放部１７とを備えている。

個別無線回線確立要求受付部１１は移動局３からの個別無線回線確立要求を受け付け、初期伝送レート割り当て部１２は無線回線で使用する初期伝送レートを決定する。最低伝送レートユーザ数測定部１３は所定値以下として最低伝送レートで接続しているパケットユーザ数を無線領域２０１，２０２毎に測定する。

無線リソース割り当て部１４は伝送レートに対応する無線リソースを割り当て、負荷測定部１５は無線領域２０１，２０２の負荷を測定する。レート切替え部１６は伝送レートの切替えを行い、無線リソース解放部１７はデータ送信終了後に無線リソースを解放する。

ＣＰＵ１０の各部はそれぞれ、概略、次のように動作する。個別無線回線確立要求受付部１１は無線回線を確立しておらず、新規に個別無線回線の確立を要求する移動局３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１２は個別無線回線確立要求が入力されると、最低伝送レートユーザ数測定部１３に最低伝送レートで接続しているユーザ数を問い合わせ、最低伝送レートユーザ数測定部１３からの報告に基づいて初期伝送レートを決定する。

また、初期伝送レート割り当て部１２は割り当て可能な初期伝送レートの値であるレート０とレート１とレート２とを記憶しており、その値はレート０＜レート１＜レート２となっている。レート０は最低伝送レートである。レート０は無線リソース割り当て部１４から、決定した初期伝送レートを割り当てるのに無線リソースが不足しているという旨の報告を受けた時のみ、初期伝送レートとして選択される。さらに、初期伝送レート割り当て部１２は、初期伝送レートを決定するための最低伝送レートユーザ数に対する閾値Ｒ１を記憶している。

最低伝送レートユーザ数測定部１３は初期伝送レートとしてレート０を選択したパケットユーザ数を測定する。測定は、±１の加減算を必要に応じて行うことで実現される。また、最低伝送レートユーザ数測定部１３は無線リソース割り当て部１４から、初期伝送レートとしてレート０を割り当てた旨の報告を受信した時、＋１の加算を行う。さらに、最低伝送レートユーザ数測定部１３はレート切替え部１６または無線リソース解放部１７から、初期伝送レートにレート０を使用したパケットユーザがレート０の使用を止めた旨の報告を受信した時、−１の減算を行う。

無線リソース割り当て部１４は初期伝送レート割り当て部１２で決定された初期伝送レートに対応する拡散符号や電力を個別無線回線に割り当てる。実際に割り当て可能かどうかは、負荷測定部１５から報告される負荷に応じて判断する。すなわち、負荷が所定の閾値Ｌ１以下の場合には、割り当てを許可する。

負荷測定部１５は無線領域２０１，２０２内の負荷を測定する。無線回線毎の負荷は拡散率と所要受信品質とから決定される。また、負荷測定部１５は無線リソース割り当て部１４またはレート切替え部１６から、新たに個別無線回線に無線リソースを割り当てた旨の報告を受信した時、無線回線の負荷の分だけ加算する。さらに、負荷測定部１５は無線リソース解放部１７またはレート切替え部１６から、無線リソースを解放した旨の報告を受信した時、無線回線の負荷の分だけ減算する。

レート切替え部１６は個別無線回線に対して、無線領域２０１，２０２で使用可能なレート０，・・・，レートｉ，・・・，レート１，・・・，レートｊ，・・・，レート２の間でレートの切替えを一段階ずつ実行する。但し、レートの値はレート０＜レートｉ＜レート１＜レートｊ＜レート２とする。ｉ，ｊは任意の添え字である。レートの切替えは特定の伝送レートを使用中に、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伝送レートを増加させ、別の所定の閾値以下の状態が一定時間維持されると伝送レートを減少させるように行う。

無線リソース解放部１７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行する。

図３は本発明の第１の実施例による無線制御局１の無線リソース割り当て動作を示すフローチャートである。これら図１〜図３を参照して本発明の第１の実施例による無線制御局１の無線リソース割り当て動作について説明する。尚、図３に示す処理動作はＣＰＵ１０が記録媒体１８のプログラムを実行することで実現される。

初期伝送レート割り当て部１２は移動局３から個別無線回線確立要求が供給され（図３ステップＳ１）、最低伝送レートユーザ数測定部１３から個別無線回線確立要求が入力された時点において、レート０（最低レート）を使用するパケットユーザ数が報告されると（図３ステップＳ２）、レート０の使用ユーザ数と所定の閾値Ｒ１との比較を実施する（図３ステップＳ３）。

初期伝送レート割り当て部１２はレート０の使用ユーザ数が所定の閾値Ｒ１を超えた場合、レート１を初期伝送レートとして決定し（図３ステップＳ４）、一方、レート０の使用ユーザ数が所定の閾値Ｒ１以下の場合、レート２（最大レート）を初期伝送レートとして決定する（図３ステップＳ５）。

初期伝送レート割り当て部１２は初期伝送レートの決定値を無線リソース割り当て部１４に入力する（図３ステップＳ６）。無線リソース割り当て部１４では負荷測定部１５から報告される負荷の測定値と所定の閾値Ｌ１との比較を実施する（図３ステップＳ７）。負荷の測定値には、確立しようとする個別無線回線の分の負荷が加算されている。

無線リソース割り当て部１４は負荷が所定の閾値Ｌ１以下の場合、個別無線回線に無線リソースの割り当てを許可する（図３ステップＳ８）。一方、無線リソース割り当て部１４は負荷が所定の閾値Ｌ１を超えた場合、初期伝送レートをレート０に設定し（図３ステップＳ１１）、負荷の測定値と所定の閾値Ｌ１との比較を再度実施する（図３ステップＳ１２）。この時の負荷は、レート０の分の負荷が加算されたものである。

無線リソース割り当て部１４は負荷が所定の閾値Ｌ１以下の場合、個別無線回線に無線リソースの割り当てを許可する（図３ステップＳ８）。一方、無線リソース割り当て部１４は負荷が所定の閾値Ｌ１を超えた場合、個別無線回線を確立せず、動作を終了する。

レート切替え部１６は個別無線回線の確立後、送信するデータ量に応じて、伝送レートの切替えを実施し（図３ステップＳ９）、無線リソース解放部１７はデータの送信が全て終了すると、個別無線回線に割り当てた無線リソースを解放する（図３ステップＳ１０）。

このように、本実施例では、初期伝送レートに最大伝送レートを割り当てているため、最大伝送レートまでの切替えの遅延を省略し、データ送信遅延を低減することができる。

また、本実施例では、無線リソース不足で最低伝送レートが割り当てられたパケットユーザ数を指標として、無線リソースの要求状況を考慮しながら初期伝送レートを決定しているため、新規の個別無線回線確立を要求するパケットユーザと高レートへのレート切替えを要求するパケットユーザとの間で、無線リソースを均等に配分することができる。

図４は本発明の第２の実施例による無線制御局の無線リソース割り当て機能部の構成を示すブロック図である。本発明の第２の実施例による移動通信システムの構成は上記の図１に示す本発明の実施の形態による移動通信システムと同様の構成となっているので、その構成についての説明を省略する。

図４において、無線制御局４はＣＰＵ（中央処理装置）（無線リソース割り当て機能部）４０と、ＣＰＵ４０が実行するプログラムを格納する記録媒体４１とから構成されており、ＣＰＵ４０はレート切替え部１６を外した以外は図２に示す本発明の第１の実施例による無線制御局１のＣＰＵ１０と同様の構成となっており、同一構成要素には同一符号を付してある。

つまり、本発明の第２の実施例による無線制御局４のＣＰＵ４０は、個別無線回線確立要求受付部１１と、初期伝送レート割り当て部１２と、最低伝送レートユーザ数測定部１３と、無線リソース割り当て部１４と、負荷測定部１５と、無線リソース解放部１７とを備えている。また、本発明の第２の実施例による無線制御局４は無線回線確立後、伝送レートを固定し、変更しない。したがって、本実施例では、高レートへのレート切替えを要求するパケットユーザが存在しなくなる。

尚、本実施例では、最低伝送レートユーザ数測定部１３が上述した本発明の第１の実施例による最低伝送レートユーザ数測定部１３の動作と異なる動作を行う。すなわち、−１の減算を行うのは、無線リソース解放部１７から、初期伝送レートにレート０を使用したパケットユーザがレート０の使用を終了した旨の報告を受信する時のみとなる。

また、本実施例では、負荷測定部１５が上述した本発明の第１の実施例による負荷測定部１５の動作と異なる動作を行う。すなわち、無線回線の負荷の分だけ加算するのは、無線リソース割り当て部１４から、新たに個別無線回線に無線リソースを割り当てた旨の報告を受信する時のみとなる。

図５は本発明の第２の実施例による無線制御局４の無線リソース割り当て動作を示すフローチャートである。これら図１と図４と図５とを参照して本発明の第２の実施例による無線制御局４の無線リソース割り当て動作について説明する。尚、図５に示す処理動作はＣＰＵ４０が記録媒体４１のプログラムを実行することで実現される。

初期伝送レート割り当て部１２は移動局３から個別無線回線確立要求が供給され（図５ステップＳ２１）、最低伝送レートユーザ数測定部１３から個別無線回線確立要求が入力された時点において、レート０（最低レート）を使用するパケットユーザ数が報告されると（図５ステップＳ２２）、レート０の使用ユーザ数と所定の閾値Ｒ１との比較を実施する（図５ステップＳ２３）。

初期伝送レート割り当て部１２はレート０の使用ユーザ数が所定の閾値Ｒ１を超えた場合、レート１を初期伝送レートとして決定し（図５ステップＳ２４）、一方、レート０の使用ユーザ数が所定の閾値Ｒ１以下の場合、レート２（最大レート）を初期伝送レートとして決定する（図５ステップＳ２５）。

初期伝送レート割り当て部１２は初期伝送レートの決定値を無線リソース割り当て部１４に入力する（図５ステップＳ２６）。無線リソース割り当て部１４では負荷測定部１５から報告される負荷の測定値と所定の閾値Ｌ１との比較を実施する（図５ステップＳ２７）。負荷の測定値には、確立しようとする個別無線回線の分の負荷が加算されている。

無線リソース割り当て部１４は負荷が所定の閾値Ｌ１以下の場合、個別無線回線に無線リソースの割り当てを許可する（図５ステップＳ２８）。一方、無線リソース割り当て部１４は負荷が所定の閾値Ｌ１を超えた場合、初期伝送レートをレート０に設定し（図５ステップＳ３０）、負荷の測定値と所定の閾値Ｌ１との比較を再度実施する（図５ステップＳ３１）。この時の負荷は、レート０の分の負荷が加算されたものである。

無線リソース割り当て部１４は負荷が所定の閾値Ｌ１以下の場合、個別無線回線に無線リソースの割り当てを許可する（図５ステップＳ２８）。一方、無線リソース割り当て部１４は負荷が所定の閾値Ｌ１を超えた場合、個別無線回線を確立せず、動作を終了する。

無線リソース解放部１７はデータの送信が全て終了すると、個別無線回線に割り当てた無線リソースを解放する（図５ステップＳ２９）。

このように、本実施例では、高い伝送レートから使用することができるように構成されているため、データ送信遅延を低減することができる。

図６は本発明の第３の実施例による無線制御局の無線リソース割り当て動作を示すフローチャートである。本発明の第３の実施例による移動通信システムの構成は上記の図１に示す本発明の実施の形態による移動通信システムと同様の構成となっており、本発明の第３の実施例による無線制御局の構成は上記の図２に示す本発明の第１の実施例による無線制御局１と同様の構成となっているので、それらの構成についての説明を省略する。

これら図１と図２と図６とを参照して本発明の第３の実施例による無線制御局１の無線リソース割り当て動作について説明する。尚、図６に示す処理動作はＣＰＵ１０が記録媒体１８のプログラムを実行することで実現される。但し、本実施例では、図２における初期伝送レート割り当て部１２が、初期伝送レートとしてレート０、レート１、レート２に加えて任意のレートｊを記憶すること、また最低伝送レートユーザ数の閾値としてＲ１，Ｒ２（Ｒ１＜Ｒ２）を記憶することが上述した本発明の第１の実施例とは異なっている。

初期伝送レート割り当て部１２は移動局３から個別無線回線確立要求が供給され（図６ステップＳ４１）、最低伝送レートユーザ数測定部１３から個別無線回線確立要求が入力された時点において、レート０（最低レート）を使用するパケットユーザ数が報告されると（図６ステップＳ４２）、レート０の使用ユーザ数と所定の閾値Ｒ１との比較を実施する（図６ステップＳ４３）。

初期伝送レート割り当て部１２はレート０の使用ユーザ数が所定の閾値Ｒ１を超えた場合、レート０の使用ユーザ数と別の所定の閾値Ｒ２との比較を実施する（図６ステップＳ４５）。初期伝送レート割り当て部１２はレート０の使用ユーザ数が別の所定の閾値Ｒ２を超えた場合、レート１を初期伝送レートとして決定し（図６ステップＳ４６）、レート０の使用ユーザ数が別の所定の閾値Ｒ２以下の場合、レートｊを初期伝送レートとして決定する（図６ステップＳ４７）。

一方、初期伝送レート割り当て部１２はレート０の使用ユーザ数が所定の閾値Ｒ１以下の場合、レート２（最大レート）を初期伝送レートとして決定する（図６ステップＳ４４）。

初期伝送レート割り当て部１２は初期伝送レートの決定値を無線リソース割り当て部１４に入力する（図６ステップＳ４８）。無線リソース割り当て部１４では負荷測定部１５から報告される負荷の測定値と所定の閾値Ｌ１との比較を実施する（図６ステップＳ４９）。負荷の測定値には、確立しようとする個別無線回線の分の負荷が加算されている。

無線リソース割り当て部１４は負荷が所定の閾値Ｌ１以下の場合、個別無線回線に無線リソースの割り当てを許可する（図６ステップＳ５０）。一方、無線リソース割り当て部１４は負荷が所定の閾値Ｌ１を超えた場合、初期伝送レートをレート０に設定し（図６ステップＳ５３）、負荷の測定値と所定の閾値Ｌ１との比較を再度実施する（図６ステップＳ５４）。この時の負荷は、レート０の分の負荷が加算されたものである。

無線リソース割り当て部１４は負荷が所定の閾値Ｌ１以下の場合、個別無線回線に無線リソースの割り当てを許可する（図６ステップＳ５０）。一方、無線リソース割り当て部１４は負荷が所定の閾値Ｌ１を超えた場合、個別無線回線を確立せず、動作を終了する。

レート切替え部１６は個別無線回線の確立後、送信するデータ量に応じて、伝送レートの切替えを実施し（図６ステップＳ５１）、無線リソース解放部１７はデータの送信が全て終了すると、個別無線回線に割り当てた無線リソースを解放する（図６ステップＳ５２）。

尚、本実施例では、割り当て可能な初期伝送レート数が４、最低伝送レートユーザ数の閾値数が２の場合について説明したが、初期伝送レート及び最低伝送レートユーザ数の閾値の数は、最大でそれぞれ（無線領域で使用可能なレート数）及び（無線領域で使用可能なレート数−２）とすることが可能である。

このように、本実施例では、高い伝送レートから順に使用することができるようにしているため、データ送信遅延を、上記の本発明の第１の実施例に比べてさらに低減することができる。

図７は本発明の第４の実施例による無線制御局の無線リソース割り当て動作を示すフローチャートである。本発明の第４の実施例による移動通信システムの構成は上記の図１に示す本発明の実施の形態による移動通信システムと同様の構成となっており、本発明の第４の実施例による無線制御局の構成は上記の図４に示す本発明の第２の実施例による無線制御局４と同様の構成となっているので、それらの構成についての説明を省略する。

これら図１と図４と図７とを参照して本発明の第４の実施例による無線制御局４の無線リソース割り当て動作について説明する。尚、図７に示す処理動作はＣＰＵ４０が記録媒体４１のプログラムを実行することで実現される。但し、本実施例では、図４における初期伝送レート割り当て部１２が、初期伝送レートとしてレート０、レート１、レート２に加えて任意のレートｊを記憶すること、また最低伝送レートユーザ数の閾値としてＲ１，Ｒ２（Ｒ１＜Ｒ２）を記憶することが上述した本発明の第２の実施例とは異なっている。

初期伝送レート割り当て部１２は移動局３から個別無線回線確立要求が供給され（図７ステップＳ６１）、最低伝送レートユーザ数測定部１３から個別無線回線確立要求が入力された時点において、レート０（最低レート）を使用するパケットユーザ数が報告されると（図７ステップＳ６２）、レート０の使用ユーザ数と所定の閾値Ｒ１との比較を実施する（図７ステップＳ６３）。

初期伝送レート割り当て部１２はレート０の使用ユーザ数が所定の閾値Ｒ１を超えた場合、レート０の使用ユーザ数と別の所定の閾値Ｒ２との比較を実施する（図７ステップＳ６５）。初期伝送レート割り当て部１２はレート０の使用ユーザ数が別の所定の閾値Ｒ２を超えた場合、レート１を初期伝送レートとして決定し（図７ステップＳ６６）、レート０の使用ユーザ数が別の所定の閾値Ｒ２以下の場合、レートｊを初期伝送レートとして決定する（図７ステップＳ６７）。

一方、初期伝送レート割り当て部１２はレート０の使用ユーザ数が所定の閾値Ｒ１以下の場合、レート２（最大レート）を初期伝送レートとして決定する（図７ステップＳ６４）。

初期伝送レート割り当て部１２は初期伝送レートの決定値を無線リソース割り当て部１４に入力する（図７ステップＳ６８）。無線リソース割り当て部１４では負荷測定部１５から報告される負荷の測定値と所定の閾値Ｌ１との比較を実施する（図７ステップＳ６９）。負荷の測定値には、確立しようとする個別無線回線の分の負荷が加算されている。

無線リソース割り当て部１４は負荷が所定の閾値Ｌ１以下の場合、個別無線回線に無線リソースの割り当てを許可する（図７ステップＳ７０）。一方、無線リソース割り当て部１４は負荷が所定の閾値Ｌ１を超えた場合、初期伝送レートをレート０に設定し（図７ステップＳ７２）、負荷の測定値と所定の閾値Ｌ１との比較を再度実施する（図７ステップＳ７３）。この時の負荷は、レート０の分の負荷が加算されたものである。

無線リソース割り当て部１４は負荷が所定の閾値Ｌ１以下の場合、個別無線回線に無線リソースの割り当てを許可する（図７ステップＳ７０）。一方、無線リソース割り当て部１４は負荷が所定の閾値Ｌ１を超えた場合、個別無線回線を確立せず、動作を終了する。

無線リソース解放部１７はデータの送信が全て終了すると、個別無線回線に割り当てた無線リソースを解放する（図７ステップＳ７１）。

尚、本実施例では、割り当て可能な初期伝送レート数が４、最低伝送レートユーザ数の閾値数が２の場合について説明したが、初期伝送レート及び最低伝送レートユーザ数の閾値の数は、最大でそれぞれ（無線領域で使用可能なレート数）及び（無線領域で使用可能なレート数−２）とすることが可能である。

このように、本実施例では、高い伝送レートから順に使用することができるように構成しているため、データ送信遅延を、本発明の第２の実施例に比べてさらに低減することができる。

図８及び図９は本発明の第５の実施例による無線リソース割り当てを説明するための図である。これら図８及び図９を参照して本発明の第５の実施例による無線リソース割り当てについて説明する。本実施例では、上述した本発明の第１〜第４の実施例を具体的に示すものである。

無線領域２０１，２０２で使用可能な伝送レートが１２８ｋｂｐｓ、６４ｋｂｐｓ、及び８ｋｂｐｓであり、閾値Ｒ１が０の場合について説明する。この時、レート０＝８ｋｂｐｓ、レート１＝６４ｋｂｐｓ、レート２＝１２８ｋｂｐｓのように対応する。

また、初期伝送レート割り当て部１２は１２８ｋｂｐｓ、６４ｋｂｐｓ、８ｋｂｐｓの値及びＲ１＝０を記憶しており、最低伝送レートユーザ数測定部１３は、１２８ｋｂｐｓまたは６４ｋｂｐｓに対応する無線リソースが不足する時に割り当てられる８ｋｂｐｓのパケットユーザ数を計測する。

図８に示すように、横軸を時間、縦軸を負荷の積算値とするグラフにおいて、ある時刻ｔ１に移動局から個別無線回線確立要求が発生するものとする。負荷は最大Ｌ１まで積算することができる。時刻ｔ１以前は、音声呼等が存在するだけとする。

図８では、最低伝送レートユーザ数測定部１３の測定値が０なので、個別無線回線の初期伝送レートは１２８ｋｂｐｓに決定される。１２８ｋｂｐｓに対応する負荷を積算しても、積算値はＬ１未満なので、伝送レート１２８ｋｂｐｓの個別無線回線が確立される。このように、本実施例では、最大伝送レートで個別無線回線を確立することができるので、データ送信遅延を低減することができる。

一方、図９では、上記の図８と同様に、横軸を時間、縦軸を負荷の積算値とするグラフにおいて、ユーザ（１）から個別無線回線確立要求が発生する時刻ｔ１以前に、８ｋｂｐｓのユーザ（２）が存在するものとする。この時、最低伝送レートユーザ数測定部１３の測定値は１なので、個別無線回線の初期伝送レートは６４ｋｂｐｓと決定される。６４ｋｂｐｓに対応する負荷を積算しても、積算値はＬ１未満なので、伝送レート６４ｋｂｐｓの個別無線回線が確立される。

その後、時刻ｔ２において、ユーザ（２）が６４ｋｂｐｓへの切替えを要求するものとする。この時、８ｋｂｐｓに対応する負荷を減算し、６４ｋｂｐｓに対応する負荷を積算しても、積算値はＬ１未満なので、ユーザ（２）は６４ｋｂｐｓに伝送レートを切替えることができる。このように、本実施例では、個別無線回線確立を要求するユーザと高レートへの切替えを要求するユーザとの間で、異なる時刻においても無線リソースを均等に配分することができる。

本発明は、移動通信システムにおいて、無線リソースを管理する装置内の無線リソース割り当て機能といった用途に適用することができる。また、本発明は、無線回線にレートを適切に割り当てるためのスケジューリング機能といった用途にも適用可能である。

Claims (22)

1. 無線基地局と移動局との間でパケット通信を開始する際に個別無線回線を確立するシステムにおいて、前記無線基地局と前記移動局との間のトラヒックに応じて初期伝送レートを選択する無線リソース割り当てシステムであって、
   伝送レートが所定値以下のユーザ数に基づいて前記初期伝送レートを選択する初期伝送レート割り当て手段を有する無線リソース割り当てシステム。
2. 前記所定値以下の伝送レートで接続しているユーザ数を測定する伝送レートユーザ数測定手段を含み、
   前記初期伝送レート割り当て手段は、前記伝送レートユーザ数測定手段の測定結果に基づいて予め記憶された複数の初期伝送レートの中からいずれかを選択する請求項１に記載の無線リソース割り当てシステム。
3. 前記個別無線回線の確立後、送信するデータ量に応じて前記伝送レートを切替えるレート切替え手段を含む請求項１に記載の無線リソース割り当てシステム。
4. 前記初期伝送レートに対応する無線リソースを割り当てる無線リソース割り当て手段を含む請求項１に記載の無線リソース割り当てシステム。
5. 前記初期伝送レート割り当て手段は、無線領域で使用可能な伝送レートを前記初期伝送レートとして記憶する請求項１に記載の無線リソース割り当てシステム。
6. 前記初期伝送レート割り当て手段は、前記所定値以下の伝送レートのユーザ数と予め記憶された閾値とを比較して前記初期伝送レートを決定する請求項１に記載の無線リソース割り当てシステム。
7. 前記伝送レートユーザ数測定手段は、前記所定値より高い伝送レートが無線リソース不足で割り当てられない時に前記所定値以下の伝送レートが割り当てられたユーザ数を無線領域毎に測定する請求項２に記載の無線リソース割り当てシステム。
8. 無線基地局と移動局との間でパケット通信を開始する際に個別無線回線を確立するシステムにおいて、前記無線基地局と前記移動局との間のトラヒックに応じて初期伝送レートを選択する無線制御局であって、
   伝送レートが所定値以下のユーザ数に基づいて前記初期伝送レートを選択する初期伝送レート割り当て手段を有する無線制御局。
9. 前記所定値以下の伝送レートで接続しているユーザ数を測定する伝送レートユーザ数測定手段を含み、
   前記初期伝送レート割り当て手段は、前記伝送レートユーザ数測定手段の測定結果に基づいて予め記憶された複数の初期伝送レートの中からいずれかを選択する請求項８に記載の無線制御局。
10. 前記個別無線回線の確立後、送信するデータ量に応じて前記伝送レートを切替えるレート切替え手段を含む請求項８に記載の無線制御局。
11. 前記初期伝送レートに対応する無線リソースを割り当てる無線リソース割り当て手段を含む請求項８に記載の無線制御局。
12. 前記初期伝送レート割り当て手段は、無線領域で使用可能な伝送レートを前記初期伝送レートとして記憶する請求項８に記載の無線制御局。
13. 前記初期伝送レート割り当て手段は、前記所定値以下の伝送レートのユーザ数と予め記憶された閾値とを比較して前記初期伝送レートを決定する請求項８に記載の無線制御局。
14. 前記伝送レートユーザ数測定手段は、前記所定値より高い伝送レートが無線リソース不足で割り当てられない時に前記所定値以下の伝送レートが割り当てられたユーザ数を無線領域毎に測定する請求項９に記載の無線制御局。
15. 無線基地局と移動局との間でパケット通信を開始する際に個別無線回線を確立するシステムにおいて、無線制御局が前記無線基地局と前記移動局との間のトラヒックに応じて初期伝送レートを選択する無線リソース割り当て方法であって、
    前記無線制御局が、伝送レートが所定値以下のユーザ数に基づいて前記初期伝送レートを選択する処理を実行する無線リソース割り当て方法。
16. 前記無線制御局が、前記所定値以下の伝送レートで接続しているユーザ数を測定する処理を実行し、前記初期伝送レートを選択する処理を実行する際に、前記ユーザ数を測定する処理の測定結果に基づいて予め記憶された複数の初期伝送レートの中からいずれかを選択する請求項１５に記載の無線リソース割り当て方法。
17. 前記無線制御局が、前記個別無線回線の確立後、送信するデータ量に応じて前記伝送レートを切替える処理を実行する請求項１５に記載の無線リソース割り当て方法。
18. 前記無線制御局が、前記初期伝送レートに対応する無線リソースを割り当てる処理を実行する請求項１５に記載の無線リソース割り当て方法。
19. 前記無線制御局が、無線領域で使用可能な伝送レートを前記初期伝送レートとして記憶しておく請求項１５に記載の無線リソース割り当て方法。
20. 前記無線制御局が前記初期伝送レートを選択する処理を実行する際に、前記所定値以下の伝送レートのユーザ数と予め記憶された閾値とを比較して前記初期伝送レートを決定する請求項１５に記載のソース割り当て方法。
21. 前記無線制御局が、前記所定値より高い伝送レートが無線リソース不足で割り当てられない時に前記所定値以下の伝送レートが割り当てられたユーザ数を無線領域毎に測定する請求項１６に記載の無線リソース割り当て方法。
22. 無線基地局と移動局との間でパケット通信を開始する際に個別無線回線を確立するシステムにおいて、無線制御局が前記無線基地局と前記移動局との間のトラヒックに応じて初期伝送レートを選択する無線リソース割り当て方法のプログラムであって、前記無線制御局のコンピュータに、伝送レートが所定値以下のユーザ数に基づいて前記初期伝送レートを選択する処理を実行させるためのプログラム。

Images