(57)【要約】【課題】  上り方向の固定周期データフローの遅延時間を軽減させ、無線リソース使用効率を向上できるスケジューリングを行う無線基地局装置を提供する。【解決手段】  上り／下り方向のスケジューリング制御を実行するデジタル無線システムで使用され、上り方向の無線帯域割り当て周期をＱｏＳパラメータで設定されている無線帯域割り当て周期に従わず、毎フレーム割り当てを行いつつ、基地局装置で連続受信時間１（ｔ１）を保持し、上り方向の無線データを連続で受信できている時間が該連続受信時間１（ｔ１）を超えたときに、上り方向の無線帯域割り当て周期を、ＱｏＳパラメータで設定される無線帯域割り当て周期に切り替える無線基地局装置である。【選択図】        図９
2010136134.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定周期でデータが生成される複数の移動局に対して、１台の基地局装置が上り／下り方向のスケジューリング制御を実行するデジタル無線システムにおける無線基地局装置であって、
上り方向の無線フレーム割り当て周期を毎フレーム周期とする、第１のスケジュールリング制御を行う状態と、
上り方向の無線フレーム割り当て周期をＱｏＳパラメータで設定される無線フレーム割り当て周期とする、第２のスケジューリング制御を行う状態とを有し、
前記第１のスケジューリング制御を行う状態において、上り方向のデータを受信したフレームタイミングを検出し、
前記第２のスケジューリング制御を行う状態において、検出した前記フレームタイミングで上り方向の無線データを受信するように無線フレーム割り当てを行うことを特徴とする無線基地局装置。
【請求項２】
固定周期でデータが生成される複数の移動局に対して、１台の基地局装置が上り／下り方向のスケジューリング制御を実行するデジタル無線システムにおける無線基地局装置であって、
上り方向の無線フレーム割り当て周期を毎フレーム周期とする、第１のスケジュールリング制御を行う状態と、
上り方向の無線フレーム割り当て周期をＱｏＳパラメータで設定される無線フレーム割り当て周期とする、第２のスケジューリング制御を行う状態とを有し、
前記第２のスケジューリング制御を行う状態において、割り当てられている無線フレームで上り方向の無線データを受信できなかった時に、
前記第１のスケジューリング制御を行う状態に切り替わり、上り方向のデータを受信したフレームタイミングを検出し、
その後再び前記第２のスケジューリング制御を行う状態に切り替わり、検出した前記フレームタイミングで上り方向の無線データを受信するように無線フレーム割り当てを行うことを特徴とする無線基地局装置。
【請求項３】
固定周期でデータが生成される複数の移動局に対して、１台の基地局装置が上り／下り方向のスケジューリング制御を実行するデジタル無線システムにおける無線基地局装置であって、
上り方向の無線フレーム割り当てを、ＱｏＳパラメータで設定される割り当て周期で割り当てられる無線フレームに加えて、少なくともそのひとつ前の無線フレームにも割り当てる、第３のスケジュールリング制御を行う状態と、
上り方向の無線フレーム割り当て周期を前記ＱｏＳパラメータで設定される無線フレーム割り当て周期とする第２のスケジューリング制御を行う状態を有し、
前記基地局装置は連続受信時間ｔ２を予め保持し、
前記第２のスケジューリング制御を行う状態において、割り当てられている無線フレームで上り方向の無線データを連続受信できている時間が前記連続受信時間ｔ２を超えた時に、
前記第３のスケジューリング制御を行う状態に切り替わり、上り方向のデータを受信したフレームタイミングを検出し、
その後再び前記第２のスケジューリング制御を行う状態に切り替わり、検出した前記フレームタイミングで上り方向の無線データを受信するように無線フレーム割り当てを行うことを特徴とする無線基地局装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタル無線システムにおける無線基地局装置に係り、特に、パケット生成周期と無線フレームタイミングのずれにより生じる遅延時間を短縮し、無線リソース使用効率を向上させる無線基地局装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線基地局装置と移動局装置から構成されるデジタル無線システムでは、無線基地局装置と移動局装置との無線通信品質（Channel Quality Indicator）や、ＱｏＳ（Quality of Service）バッファ滞留量等を考慮して、共通の無線チャネルでパケットを送信すべき、単一又は複数のユーザを選択する機能を有するものがある。この機能を一般にＭＡＣ（Medium Access Control）スケジューラと呼ぶ。
【０００３】
また、上記デジタル無線システムでは、無線基地局装置が無線フレーム上のリソースを全て管理する集中管理方式がある。この方式では、上りリンクのリソース割り当て方法に関しても、無線基地局装置内のＭＡＣスケジューラが管理する。例えば、ＩＥＥＥ規格（非特許文献１，２）で規定されているＷｉＭＡＸ（Worldwide Interoperability for Microwave Access）規格のデジタル無線システムはこの集中管理方式である。
【０００４】
ＱｏＳのクラスとしては、固定割り当て（ＵＧＳ：Unsolicited Grand Service）、リアルタイムサービス（ｒｔＰＳ：real-time Polling Service）、非リアルタイムサービス（ｎｒｔＰＳ：non rtPS）、ベストエフォート（ＢＥ：Best Effort）がある。
【０００５】
ＷｉＭＡＸ上でＶｏＩＰ（Voice over IP）を行う場合、非特許文献１にあるように、ＵＧＳのサービスクラスを使用するのが一般的であり、固定的にリソースが割り当てられる。
【０００６】
一方、ＶｏＩＰに関して、下記非特許文献３の図３−２の標準的な端末形態に示されているように、音声の符号化方式としては、ＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．７１１、パケット化周期２０ｍｓｅｃを使用するのが一般的である。
【０００７】
また、ネットワークの品質基準として、非特許文献３において図３−３のネットワーク品質の基準値に示されているように、ＵＮＩ−ＵＮＩ間のＩＰレイヤのネットワーク品質が以下のとおり規定されているが、無線の観点からみると転送遅延時間、転送遅延揺らぎ、パケット損失率ともにかなり厳しい値である。
ＵＮＩ−ＵＮＩ  ネットワーク品質
ＩＰパケット転送遅延時間      ７０ｍｓ以下
ＩＰパケット転送遅延揺らぎ    ２０ｍｓｅｃ以下
ＩＰパケット損失率            ０．１％以下
【０００８】
ＷｉＭＡＸ上で、ＩＴＵーＴ  Ｇ．７１１、パケット化周期２０ｍｓｅｃのＶｏＩＰをサービスする場合、ＷｉＭＡＸの１無線フレーム時間は５ｍｓｅｃなので、４フレームに１回、固定周期で割り当てを行えば、ＶｏＩＰのパケット化周期を満たすことになる。
【０００９】
ここで、無線基地局装置から移動局装置にデータを送信する下りリンクにおいては、ＶｏＩＰデータの到達が無線基地局装置で把握できるため、ＶｏＩＰデータが到着次第、最優先で送信することにより、転送遅延時間を最小限にすることができる。
【００１０】
しかし逆に、上りリンクの場合、無線基地局装置が移動局装置の音声データの発生タイミングを把握できないため、転送遅延を最小限にするフレーム割り当てタイミングを把握するのは難しいという問題がある。
【００１１】
また、無線フレームにおけるタイミング精度と音声パケット化のタイミング精度とが異なることにより、以下のような問題もある。図１６は、音声パケット化周期２０ｍｓｅｃとＷｉＭＡＸ無線フレームの関係を示した図である。図の左側は、Layerを示している。ＣＳ  ＳＡＰはLayer３（ネットワーク層）とLayer２（データリンク層）の境界点であり、また、ＰＨＹ（Physical Layer）  ＳＡＰはLayer２（ＭＡＣ層）とLayer１（物理層）の境界点である。
音声パケット化部分は、８ｋＨｚサンプリングで２０ｍｓｅｃ分のデータが蓄積されたら、パケット化を行うもので、１６０回サンプリング分の音声データが蓄積したら、パケット化処理を行って下位層に受け渡す。
【００１２】
しかし、ＷｉＭＡＸ規格における無線フレームのタイミングの精度は、規格の規定により、ＧＰＳの１ｐｐｓ信号に対して±１μｓｅｃ以下で同期しなければならないと決められている。そのため、図１５のように、ＧＰＳの１ｐｐｓ信号と無線フレームの先頭のプリアンブルのタイミングを合わせなければならない。
図１５は、ＧＰＳの１ＰＰＳ信号とＷｉＭＡＸ無線フレームのプリアンブルが同期していることを示す図である。この同期の精度は、規格で±１μｓｅｃ以下と決められている。
【００１３】
一方、ＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．７１１のサンプル精度は、規格の規定により、±５０ｐｐｍ以下でなければならないと定められている。±５０ｐｐｍは８ｋＨｚのサンプリングで、０．４Ｈｚのずれがあることを意味している。
そのため、ＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．７１１で使用される８ｋＨｚのサンプリングは、７９９９．６Ｈｚから８０００．４Ｈｚの間のサンプリング周波数である。
【００１４】
ＷｉＭＡＸの無線フレームのタイミングに使用するＧＰＳ信号とＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．７１１の８ｋＨｚのサンプリングクロックは独立しているため、長時間のＶｏＩＰの通信を行っていると、細かい誤差が積み重なり、ＶｏＩＰのパケット化タイミングが、無線フレームのタイミングを基準とした初期タイミング位置に対して、前方又は後方のフレームにずれが生じる。後方にずれた状態を図１８に、前方にずれた状態を図１９に示す。
図１８は、音声パケット化周期が遅い場合のタイミングチャートを示しており、図１９は、音声パケット化周期が早い場合のタイミングチャートを示している。
【００１５】
図１８に示すように、後方にずれた場合には、ＶｏＩＰデータが欠落してしまう。
また、これに対して、図１９に示すように、前方にずれる場合には、ＶｏＩＰデータは欠落していないので、無線基地局装置は前方にずれていることを把握できない。更に、前方にずれている場合には、無線端末内でＶｏＩＰデータの待ち時間が発生してしまい、転送遅延時間に厳しいＶｏＩＰでは、この待ち時間が問題となる。
【００１６】
尚、関連する特許文献として、特開２００８−２１１８１５号公報「無線伝送装置」（出願人：株式会社日立国際電気）がある（特許文献１）。
特許文献１には、固定長のデータ伝送用スロットに複数の伝送データフレームを格納して無線送信することで、無線送信用キュー内の滞留、遅延を低減する無線伝送装置が示されている。
【００１７】
【特許文献１】特開２００８−２１１８１５号公報
【非特許文献１】IEEE Std 802.16-2004, Part 16: Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems
【非特許文献２】IEEE Std 802.16e-2005 and IEEE Std 802.16-2004/Cor1-2005, Part 16: Air Interface for Broadband Wireless Access Systems, Amendment 2: Physical and Medium Access Control Layers for Combined Fixed and Mobile Operation in Licensed Bands
【非特許文献３】報道資料「『ＯＡＢ〜Ｊ番号を使用するＩＰ電話の基本事項に関する技術的条件案』に対する意見募集の結果（ＩＰネットワーク設備委員会報告案に対する意見募集の結果）」総務省，情報通信審議会，情報通信技術分科会，ＩＰネットワーク設備委員会，平成１９年１月２２日
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかしながら、上記従来の無線基地局装置では、上り方向のスケジューリングにも固定割り当て（ＵＧＳ）クラスは存在するものの、無線通信である以上、固定周期データ生成タイミングと無線フレームタイミングとのズレが発生する。
また、無線伝播路で印加されるノイズに起因する無線データの破棄等の障害を完全に除去することは不可能であるため、単純に無線帯域を固定周期で割り当てるだけでは、固定周期データフローのＱｏＳ要求を満たすことができないという問題点があった。
【００１９】
また、上り方向のスケジューリングでは、基地局装置が移動局装置内の送信データのバッファリング状況を把握できないことから、移動局装置の最速送信可能タイミングが不明なまま無線帯域を割り当てなければならず、下り方向のスケジューリングでは考慮する必要のない、上り方向のスケジューリング特有の問題点があった。
【００２０】
本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、上り方向の固定周期データフローの遅延時間を軽減させ、無線リソース使用効率を向上できるスケジューリングを行う無線基地局装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記従来例の問題点を解決するための第１の発明は、固定周期でデータが生成される複数の移動局に対して、１台の基地局装置が上り／下り方向のスケジューリング制御を実行するデジタル無線システムにおける無線基地局装置であって、上り方向の無線フレーム割り当て周期を毎フレーム周期とする、第１のスケジュールリング制御を行う状態と、上り方向の無線フレーム割り当て周期をＱｏＳパラメータで設定される無線フレーム割り当て周期とする、第２のスケジューリング制御を行う状態とを有し、前記第１のスケジューリング制御を行う状態において、上り方向のデータを受信したフレームタイミングを検出し、前記第２のスケジューリング制御を行う状態において、検出した前記フレームタイミングで上り方向の無線データを受信するように無線フレーム割り当てを行うことを特徴とする。
【００２２】
第２の発明は、固定周期でデータが生成される複数の移動局に対して、１台の基地局装置が上り／下り方向のスケジューリング制御を実行するデジタル無線システムにおける無線基地局装置であって、上り方向の無線フレーム割り当て周期を毎フレーム周期とする、第１のスケジュールリング制御を行う状態と、上り方向の無線フレーム割り当て周期をＱｏＳパラメータで設定される無線フレーム割り当て周期とする、第２のスケジューリング制御を行う状態とを有し、前記第２のスケジューリング制御を行う状態において、割り当てられている無線フレームで上り方向の無線データを受信できなかった時に、前記第１のスケジューリング制御を行う状態に切り替わり、上り方向のデータを受信したフレームタイミングを検出し、その後再び前記第２のスケジューリング制御を行う状態に切り替わり、検出した前記フレームタイミングで上り方向の無線データを受信するように無線フレーム割り当てを行うことを特徴とする。
【００２３】
第３の発明は、固定周期でデータが生成される複数の移動局に対して、１台の基地局装置が上り／下り方向のスケジューリング制御を実行するデジタル無線システムにおける無線基地局装置であって、上り方向の無線フレーム割り当てを、ＱｏＳパラメータで設定される割り当て周期で割り当てられる無線フレームに加えて、少なくともそのひとつ前の無線フレームにも割り当てる、第３のスケジュールリング制御を行う状態と、上り方向の無線フレーム割り当て周期を前記ＱｏＳパラメータで設定される無線フレーム割り当て周期とする第２のスケジューリング制御を行う状態を有し、前記基地局装置は連続受信時間ｔ２を予め保持し、前記第２のスケジューリング制御を行う状態において、割り当てられている無線フレームで上り方向の無線データを連続受信できている時間が前記連続受信時間ｔ２を超えた時に、前記第３のスケジューリング制御を行う状態に切り替わり、上り方向のデータを受信したフレームタイミングを検出し、その後再び前記第２のスケジューリング制御を行う状態に切り替わり、検出した前記フレームタイミングで上り方向の無線データを受信するように無線フレーム割り当てを行うことを特徴とする。
【００２４】
第４発明は、固定周期でデータが生成される複数の移動局に対して、１台の基地局装置が上り／下り方向のスケジューリング制御を実行するデジタル無線システムにおける無線基地局装置であって、上り方向の無線フレーム割り当て周期を毎フレーム周期とする、第１のスケジュールリング制御を行う状態と、上り方向の無線フレーム割り当てを、ＱｏＳパラメータで設定される割り当て周期で割り当てられる無線フレームに加えて、少なくともその次の無線フレームにも割り当てる、第４のスケジュールリング制御を行う状態とを有し、前記第４の状態において、前記ＱｏＳパラメータで設定される割り当て周期で割り当てられる無線フレーム以外の無線フレームで上り方向の無線データを受信した時に、前記第１の状態に切り替わり、上り方向のデータを受信した無線フレームタイミングを検出し、その後再び前記第４の状態に切り替わり、検出した前記無線フレームタイミングを、前記ＱｏＳパラメータで設定される割り当て周期で割り当てられる無線フレームのタイミングとして設定することを特徴とする。
【００２５】
第５の発明は、固定周期でデータが生成される複数の移動局に対して、１台の基地局装置が上り／下り方向のスケジューリング制御を実行するデジタル無線システムにおける無線基地局装置であって、上り方向の無線フレーム割り当てを、ＱｏＳパラメータで設定される割り当て周期で割り当てられる無線フレームに加えて、少なくともその次の無線フレームにも割り当てる、第４のスケジュールリング制御を行う状態を有し、前記第４のスケジューリング制御を行う状態において、前記ＱｏＳパラメータで設定される割り当て周期で割り当てられる無線フレーム以外の無線フレームで上り方向の無線データを受信した時に、当該上り方向の無線データを受信した無線フレームタイミングを、前記ＱｏＳパラメータで設定される割り当て周期で割り当てられる無線フレームのタイミングとして設定することを特徴とする。
【００２６】
第６の発明は、前記第１乃至第４の発明について、前記基地局装置は連続受信時間ｔ１を予め保持し、前記第１のスケジュールリング制御を行う状態又は前記第３のスケジュールリング制御を行う状態において、上り方向の無線データを同一無線フレームタイミングで連続受信できている時間が該連続受信時間ｔ１を超えた時に、前記第１のスケジュールリング制御を行う状態又は前記第３のスケジュールリング制御を行う状態から前記第２のスケジュールリング制御を行う状態に切り替えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
前記第１の発明によれば、上り方向の固定周期データフローの遅延時間を軽減でき、無線リソース使用効率を向上できる効果がある。
【００２８】
前記第２の発明によれば、上り方向の固定周期データフローの遅延時間を軽減でき、無線リソース使用効率を向上でき、更に上り方向の無線データを正常に受信できなかった場合に上り方向の固定周期データフローの遅延時間を軽減できる効果がある。
【００２９】
前記第３乃至第５の発明によれば、上り方向の固定周期データフローの遅延時間を軽減でき、無線リソース使用効率を向上でき、更に基地局装置で最適な割り当て周期を補正できる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
［実施の形態の概要］
本発明の実施の形態に係る無線基地局装置は、固定周期でデータが生成される複数の移動局に対して、１台の基地局装置が上り／下り方向のスケジューリング制御を実行するデジタル無線システムにおける無線基地局装置であって、上り方向の無線フレーム割り当て周期をＱｏＳパラメータで設定される無線フレーム割り当て周期に従わず毎フレーム周期とする、第１のスケジュールリング制御を行う状態と、上り方向の無線フレーム割り当て周期を前記ＱｏＳパラメータで設定される無線フレーム割り当て周期とする、第２のスケジューリング制御を行う状態とを有し、前記第１のスケジューリング制御を行う状態において、上り方向のデータを受信したフレームタイミングを検出し、前記第２のスケジューリング制御を行う状態において、検出した前記フレームタイミングで上り方向の無線データを受信するように無線フレーム割り当てを行うものとしているので、上り方向の固定周期データフローの遅延時間を軽減でき、無線リソース使用効率を向上できるものである。
【００３１】
［ネットワーク構成例：図１］
本発明の実施の形態に係るネットワーク構成例について図１を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施の形態に係るネットワーク構成例を示す概略図である。
図１に示すように、ネットワークは、固定周期データフローとしてＶｏＩＰ（Voice over IP）通信を例にしている。
図１のネットワークでは、基地局１００と移動局３００とは無線接続されており、移動局３００側には、ユーザが使用する電話５００とその電話５００をＶｏＩＰパケットに変換するＶｏＩＰ−ＴＡ（ＶｏＩＰ Telephony Adaptor）４００が接続されている。
【００３２】
これら複数の基地局１００、移動局３００、ＶｏＩＰ−ＴＡ４００、電話５００は、ＶｏＩＰ基盤網６００に接続されており、任意の２つの電話５００間におけるＶｏＩＰ通信は、ＶｏＩＰ基盤網６００を介して実現される。
ここで、本発明の特徴部分は、ＶｏＩＰ−ＴＡ４００から基地局１００までの上り方向の通信区間に関するものである。そこで、説明を分かり易くするために、以下、ＶｏＩＰ−ＴＡ４００、移動局３００、基地局１００での通信に限定して説明する。
【００３３】
尚、上記ネットワークシステムにおける移動局３００、ＶｏＩＰ−ＴＡ４００、電話５００は、ＶｏＩＰ対応端末として一体で構成されることも考えられる。
【００３４】
［プロトコルスタック：図２］
移動局３００のプロトコルスタックの例について図２を参照しながら説明する。図２は、ＷｉＭＡＸ規格に準拠した移動局３００のプロトコルスタックの例を示す概略図である。
図２に示すように、移動局３００のプロトコルスタックは、ＶｏＩＰをサポートするために、ＳＩＰとＳＤＰをサポートしている。ＭＡＣ層と物理層は、ＷｉＭＡＸ Forumに準拠した機能を備える。また、アプリケーションの一例として、音声と映像を載せている。
ここで、ＷｉＭＡＸ Forumは、各ベンダー間の相互接続を確保するために、非特許文献１，２内でサポートしなければならない機能を選別し、非特許文献１，２で規定されていないLayer３以上の機能を決めている標準化作成機関である。
【００３５】
また、ＷｉＭＡＸ規格に準拠していることから、Layer２はIEEE802.16e ＭＡＣ、Layer１はIEEE802.16e ＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access） ＰＨＹ（Physical layer）となっている。
【００３６】
［無線フレーム：図３］
次ぎに、無線フレームの一例について図３を参照しながら説明する。図３は、ＷｉＭＡＸ無線フレームの一例を示す図である。
ＷｉＭＡＸ無線フレームは、図３に示すように、時間軸方向と周波数方向の２次元に配置され、先頭の１０ＦＤＭＡシンボルはプリアンブルであり、フレーム長は５ｍｓｅｃで、ＴＤＤ（Time Division Duplex）なので、１フレーム内の同一周波数上に、無線基地局から端末への下りリンク（下りサブフレーム）と端末から無線基地局への上りリンク（上りサブフレーム）が時分割で存在する。
下りサブフレームと上りサブフレームとの間と、上りサブフレームの後には、無線信号の衝突を回避するために、切り替え時間としてガードタイムが設けられている。
【００３７】
具体的には、下りサブフレームの制御チャネルではデータ割り当てに関するアサイン情報（下りアサイン情報及び上りアサイン情報）が通知され、下りサブフレームの個別チャネル１，２は下りデータ領域として使用され、上りサブフレームは上りデータ領域として使用される。
【００３８】
下りサブフレームのプリアンブルは、移動局が基地局との無線的特性を同期させるために使用する信号である。
アサイン情報は、下り方向のアサイン情報については、各サービスフローのデータが無線フレーム構成上のどこに配置されているかを示す情報であり、上り方向アサイン情報については、移動局（端末）が無線フレーム上のどこで送信するべきかを示す情報である。
下りデータ領域／上りデータ領域は、それぞれの方向におけるユーザデータが配置される領域となっている。
【００３９】
下りリンクの個別チャネルの割り当てや上りリンクの個別チャネルの割り当ては、下りの制御チャネルで通知される。
この制御チャネル内には、ＷｉＭＡＸのＦＣＨ、ＤＬ−ＭＡＰ、ＵＬ−ＭＡＰが存在する。また、制御チャネル内の上りリンクの割り当て情報は、図１６で示した割り当て情報のように、次ぎフレームの割り当てを示している。
【００４０】
［無線基地局装置：図４］
次ぎに、本発明の実施の形態に係る無線基地局装置について図４を参照しながら説明する。図４は、無線基地局装置の構成図である。
無線基地局装置１００は、ネットワークインタフェース部１０１と、ＭＡＣ（Medium Access Control）部１０２と、ＰＨＹ（Physical Layer）部１０３と、ＲＦ（Radio Frequency）部１０４と、アンテナ部１０５とを備えている。
【００４１】
ネットワークインタフェース部１０１は、無線基地局装置をネットワーク機器に接続するためのインタフェース部である。
ＭＡＣ部１０２は、ＭＡＣスケジューラを備え、ネットワークインタフェース部１０１から入力されるデータに対して、無線帯域の割り当て量と周期を設定し、無線フレームデータを構築してアサイン情報（割り当て情報）と共にＰＨＹ部１０３に出力し、ＰＨＹ部１０３から入力された受信無線フレームデータからＭＡＣ  ＳＤＵ（Service Data Unit）を生成してネットワークインタフェース部１０１に出力する。ＭＡＣ部１０２の具体的構成は後述する。
【００４２】
ＰＨＹ部１０３は、ＭＡＣ部１０２からの無線フレームデータをＯＦＤＭＡ方式により物理層での伝送を実現し、ＲＦ部１０４に出力し、ＲＦ部１０４からの受信データを物理層のプロトコルに従い取り込み、無線フレームデータとしてＭＡＣ部１０２に出力する。
【００４３】
ＲＦ部１０４は、ＰＨＹ部１０３からの無線フレームデータを変調してアンテナ部１０５に出力し、アンテナ部１０５からの受信信号を復調してＰＨＹ部１０３に出力する。
アンテナ部１０５は、電波の送受を行う。
【００４４】
［ＭＡＣ部：図５］
本発明の実施の形態に係るＭＡＣ部の一般的構成部分について図５を参照しながら説明する。図５は、ＭＡＣ部の構成図である。
ＭＡＣ部２００は、図５に示すように、ＱｏＳ識別部２０１と、下りＭＡＣスケジューラ部２０２と、下りＭＡＣ処理部２０３と、上りＭＡＣスケジューラ部２０４と、上りＭＡＣ処理部２０５と、フレームカウンタ生成部２０６とを備えている。
【００４５】
［下りデータパケット処理］
ＱｏＳ識別部２０１は、下りデータパケット処理において、該当サービスフローのサービスクラスを識別し、下りＭＡＣスケジューラ部２０２に通知する。
下りＭＡＣスケジューラ部２０２は、設定されるＱｏＳパラメータに従い、各サービスフローの送信順番を制御し、アサイン情報を下りＭＡＣ処理部２０３に通知する。
下りＭＡＣ処理部２０３は、通知されたアサイン情報に従い、無線フレームデータを構築し、ＰＨＹ部１０３に通知する。
【００４６】
［上りデータパケット処理］
ＱｏＳ識別部２０１は、上りデータパケット処理において、上りＭＡＣスケジューラ部２０４にＱｏＳパラメータを通知する。
上りＭＡＣスケジューラ部２０４は、通知されたＱｏＳパラメータに従い、無線帯域の割り当て量と周期を設定し、設定から求められたアサイン情報を無線フレーム周期で、下りＭＡＣ処理部２０３に通知する。
ここで、上記無線帯域割り当て量とは、フレーム毎に割り当てられる該当サービスフローに対する無線帯域のことであり、通常は一定値である。また、上記無線帯域割り当て周期とは、該当サービスフローに対する無線帯域を割り当てるフレームの周期のことである。
【００４７】
下りＭＡＣ処理部２０３は、通知されたアサイン情報をＰＨＹ部１０３に通知する。
また、上りＭＡＣスケジューラ部２０４は、上りＭＡＣ処理部２０５へもアサイン情報を通知する。
上りＭＡＣ処理部２０５は、通知されたアサイン情報に従い、ＰＨＹ部１０３からの無線受信データを待ち受け、受けた無線受信データに基づき、ＭＡＣ  ＳＤＵを生成し、ネットワークインタフェース部１０１へ通知する。
【００４８】
また、上り／下りＭＡＣスケジューラ処理部２０２，２０４は、無線フレームに同期し、フレーム周期毎に処理を実施している。それらの処理においては、フレームカウンタ生成部２０６で更新されるフレームカウンタを使用している。
【００４９】
また、本発明の実施の形態に係る上り方向のアサイン情報の通知とユーザデータ送信タイミングについて説明する前に、本実施の形態に係る技術の理解を助けるために、従来の技術について説明しておく。
【００５０】
［パケット化周期と無線フレーム：図１６］
図１６を参照しながら、制御チャネルについて説明する。
まず、制御チャネルは、５ｍｓｅｃ毎に、毎フレーム送信される。
次ぎに、フレーム（Frame）番号ｎを例にして、制御チャネルに関する端末の動きを細かく説明する。
Frame番号ｎの制御チャネル内に存在する上りリンクの割り当て情報（アサイン情報）は、Frame番号ｎ＋１の上りリンクの割り当て情報である。そのため、Frame番号ｎで割り当て情報を通知して、Frame番号ｎ＋１で端末がデータを送信する動きになる。
【００５１】
ＭＡＣ処理時間の欄に存在する上向きの矢印は、ＭＡＣ層でのスケジューリング・タイミングを示している。このタイミングでは、Frame番号ｎの割り当て情報を検出し、送信可能な領域が割り当てられていることを確認して、送信したいデータをＰＨＹ部１０３に出力する。
その後、ＰＨＹ層で送信するためのコーディング処理が行われ、Frame番号ｎ＋１のタイミングでデータが送信される。また、図１６の割り当て周期は、ＶｏＩＰのパケット化周期２０ｍｓｅｃと同期している状態を示している。
【００５２】
つまり、ＶｏＩＰ−ＴＡ４００は、２０ｍｓｅｃ周期でＶｏＩＰパケットを生成し、移動局３００に送信する。但し、この生成周期は、無線フレーム周期とは非同期である。また、ＱｏＳパラメータとして設定される固定割り当て周期は、ＶｏＩＰ−ＴＡ４００がパケット生成する周期と同じ２０ｍｓｅｃが設定されている。
【００５３】
［初期遅延発生条件：図７］
ここで、本発明が解決する課題の一つである初期遅延について図７を参照しながら説明する。図７は、初期遅延の発生を示すタイミングチャートである。
移動局３００から基地局１００への送信タイミングは、基地局の上りＭＡＣスケジューラ部２０４により制御されており、基地局１００と移動局３００の接続（コネクション）が確立してから最初のアサイン情報が移動局３００に通知されるまでには、移動局内で複数フレーム分の遅延が発生する。
【００５４】
図７ではＶｏＩＰ−ＴＡ４００でのＶｏＩＰパケットがフレーム＃１で発生し、移動局へのアサイン情報がフレーム＃３で通知され、移動局からのＶｏＩＰパケットはフレーム＃４で送信されている。この場合の初期遅延は図７に示すとおり、フレーム＃１からフレーム＃４までの時間としている。基地局の上りＭＡＣスケジューラ処理は、固定周期でアサイン情報を割り当てるため、ここで示した初期遅延は解消されることなく、通信中の固定的な遅延として継続することになる。
【００５５】
また、実際にはＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．７１１の８ｋＨｚサンプリングに関して、規格で±５０ｐｐｍの誤差が許容されている。この誤差は、８ｋＨｚのサンプリング周波数で、７９９９．６Ｈｚから８０００．４Ｈｚの間の周波数となり、以下のような問題が発生する。
【００５６】
［後方ずれによる遅延の発生（サンプリング周波数８０００．４Ｈｚ）：図１８］
サンプリング周波数が８０００．４Ｈｚの場合について図１８を参照しながら説明する。
８０００．４Ｈｚの場合、８０００Ｈｚより遅いので、無線フレームのタイミングに対して、音声パケット化タイミングが遅延していく方向に向かう。
【００５７】
そのため、長時間の通話を行うと、この０．４Ｈｚのずれが蓄積し、図１８のFrame番号ｎとFrame番号ｎ＋１のところのように、ＭＡＣスケジューリング・タイミングより遅くなり、Frame番号ｎ＋１の上りフレームで音声データを送信できないという問題が発生する。
【００５８】
［前方ずれによる遅延の発生（サンプリング周波数７９９９．６Ｈｚ）：図１９］
サンプリング周波数が７９９９．６Ｈｚの場合について図１９を参照しながら説明する。
７９９９．６Ｈｚの場合、８０００Ｈｚより早いので、無線フレームのタイミングに対して、音声パケット化タイミングが前のフレームの方にずれ込んでいく。
【００５９】
そのため、長時間の通話を行うと、この０．４Ｈｚのずれが蓄積し、図１９のFrame番号ｎ−１とFrame番号ｎのタイミングにあるように、ＭＡＣ内で待ち時間が発生するようになる。
しかし、この現象の場合、無線基地局装置が期待しているタイミングに音声データが端末から送信されるので、無線基地局装置はＭＡＣ内で待ち時間が発生していることを把握できない。
【００６０】
［改良ＭＡＣ部：図６］
そこで、上記問題に対応するために、改良したＭＡＣ部について図６を参照しながら説明する。図６は、改良に係るＭＡＣ部の構成図である。
ＭＡＣ部９００は、図６に示すように、ＱｏＳ識別部９０１と、下りＭＡＣスケジューラ部９０２と、下りＭＡＣ処理部９０３と、上りＭＡＣスケジューラ部９０４と、上りＭＡＣ処理部９０５と、フレームカウンタ生成部９０６と、フレームカウンタ保持部９０７と、連続受信カウント閾値保持部９０８とを備えている。
【００６１】
［下りデータパケット処理］
ＱｏＳ識別部９０１は、下りデータパケット処理において、該当サービスフローのサービスクラスを識別し、下りＭＡＣスケジューラ部９０２に通知する。
下りＭＡＣスケジューラ部９０２は、設定されるＱｏＳパラメータに従い、各サービスフローの送信順番を制御し、アサイン情報を下りＭＡＣ処理部９０３に通知する。
下りＭＡＣ処理部９０３は、通知されたアサイン情報に従い、無線フレームデータを構築し、ＰＨＹ部１０３に通知する。
【００６２】
［上りデータパケット処理］
ＱｏＳ識別部９０１は、上りデータパケット処理において、上りＭＡＣスケジューラ部９０４にＱｏＳパラメータを通知する。
上りＭＡＣスケジューラ部９０４は、通知されたＱｏＳパラメータに従い、無線帯域の割り当て量と周期を設定し、設定から求められたアサイン情報を無線フレーム周期で、下りＭＡＣ処理部９０３に通知する。
ここで、上記無線帯域割り当て量とは、フレーム毎に割り当てられる該当サービスフローに対する無線帯域のことであり、通常は一定値である。また、上記無線帯域割り当て周期とは、該当サービスフローに対する無線帯域を割り当てるフレームの周期のことである。
【００６３】
下りＭＡＣ処理部９０３は、通知されたアサイン情報をＰＨＹ部１０３に通知する。
また、上りＭＡＣスケジューラ部９０４は、上りＭＡＣ処理部９０５へもアサイン情報を通知する。
上りＭＡＣ処理部９０５は、通知されたアサイン情報に従い、ＰＨＹ部１０３からの無線受信データを待ち受け、受けた無線受信データに基づき、ＭＡＣ  ＳＤＵを生成し、ネットワークインタフェース部１０１へ通知する。
【００６４】
また、上り／下りＭＡＣスケジューラ処理部９０２，９０４は、無線フレームに同期し、フレーム周期毎に処理を実施している。それらの処理においては、フレームカウンタ生成部９０６で更新されるフレームカウンタを使用している。
【００６５】
そして、フレームカウンタ保持部９０７は、フレームカウンタ生成部９０６から無線フレーム周期で通知されるフレームカウンタ（カウント値）を保持し、かつ、上り方向のデータパケットを受信したときのフレームカウンタを上りＭＡＣスケジューラ部９０４に通知する。
【００６６】
上りＭＡＣスケジューラ部９０４は、フレームカウンタを通知されると、上り方向の無線帯域割り当て量と周期を再設定し、下りＭＡＣ処理部９０３に通知するアサイン情報へ反映させる。
また、上りＭＡＣスケジューラ部９０４では、上記無線帯域割り当て量と周期を再設定する際に、上り方向のデータ通信中において現在の割り当て周期でパケットを連続受信している間のフレームカウント値（または現在の割り当て周期で連続して受信している時間）と、連続受信カウント閾値保持部９０８が保持する連続受信カウント閾値（または連続受信時間閾値）（カウント閾値、連続受信時間閾値はともに一定値）を参照する。
ここで、上記で行われる再設定の具体的処理内容については、以下それぞれの発明実施形態において詳述する。
【００６７】
［最適タイミング検索方法：図１７］
まず、上りリンクで発生する移動局内での遅延を最小にすることを可能とする、最適なアサイン情報（割り当て情報）通知タイミングを探すときに用いる無線フレーム割り当て方法を、図１７を参照しながら説明する。
既述したように、上りリンクの場合、最適タイミングを通知する方法がない。そこで、図１７に示すようにアサイン情報を５ｍｓｅｃ周期で全てのフレームに割り当てることにより、端末内での待ち時間が最小となる最適タイミングを検索する。
【００６８】
最適タイミングが見つかれば、そのタイミングを無線基地局装置内の上りＭＡＣスケジューラ部９０４で記憶し、アサイン情報をその最適タイミングで２０ｍｓｅｃ毎に割り当てるように、上りスケジューリング処理を切り替える。切り替えた後は、図１６の状態になる。
【００６９】
ここで、例えば上記最適タイミングを検索するため、上りＭＡＣスケジューラ部９０４では次のような処理を行う。
まず、アサイン情報を５ｍｓｅｃ周期ですべてのフレームに割り当てるモード、及び、アサイン情報を２０ｍｓｅｃ周期（４フレームに１回の周期）で割り当てるモードの２つの状態を切り替えるものとする。また、２０ｍｓｅｃ周期、つまり本例の場合、４フレーム周期の中の４個のフレームのうち、どのフレームであるかを示す値としてフレームオフセット値を設ける。
【００７０】
例えば、あるフレームのオフセット値を０とすると、次のオフセット値は１、その次は２、その次は３、その次は０に戻り、以降はこれを繰り返す。尚、ここでいうフレームオフセット値は、上述したフレーム割り当てタイミングに相当する。
【００７１】
［最適タイミングの検索：図２０］
ここで、図２０に最適タイミングの検索を行うためのフローチャートを示す。図２０において、上りＭＡＣスケジューラ部９０４は、フレームカウンタ保持部９０７のフレームカウント値と、同一オフセット値で連続受信した回数を考慮して、上記２つの割り当てモードの切り替えを行い、連続受信しているオフセット値のフレームを割り当てる。
【００７２】
以下、図２０をさらに具体的に説明する。基地局装置は、まず上り方向のパケットを受信した場合（ステップ１０００）、フレームカウンタ保持部９０７からデータを受信したフレームのフレームカウント値を取得し、そのフレームオフセット値を算出する（ステップ１００１）。続いて現在の割り当てフレーム周期が２０ｍｓｅｃか、５ｍｓｅｃか、どちらのモードであるかを判断する（ステップ１００２及び１００５）。
【００７３】
ステップ１００２で、割り当てフレーム周期が２０ｍｓｅｃの場合（Ｙｅｓの場合）、データを受信したフレームのオフセット値が、現在設定されている割り当てフレームオフセット値と一致するか否かを判断する（ステップ１００３）。
そして一致した場合（Ｙｅｓの場合）、２０ｍｓｅｃ周期でパケットを連続受信しているものとして、同一フレームオフセット値での受信回数（上述した、固定周期でパケットを連続受信している間のフレームカウント値）をインクリメントする（ステップ１００４）。
【００７４】
また、ステップ１００３で、一致しない場合（Ｎｏの場合）、２０ｍｓｅｃ周期以外でパケットを受信しているため、最適タイミングではないものとして割り当てフレームタイミングを５ｍｓｅｃに変更しモードの切り替えを行う（ステップ１０１０）。
【００７５】
一方、ステップ１００５において、上り方向のパケットを受信したときの割り当てフレーム周期が５ｍｓｅｃである場合（Ｙｅｓの場合）、データを受信したフレームのオフセット値が、現在設定されている割り当てフレームオフセット値と一致するか否かを判断する（ステップ１００６）。
【００７６】
そして一致した場合（Ｙｅｓの場合）、前回受信時と同一オフセット値でパケットを連続受信しているものとして、ステップ１００４と同様に、同一フレームオフセット値での受信回数（上述した、現在の割り当て周期でパケットを連続受信している間のフレームカウント値に相当）をインクリメントする（ステップ１００７）。
【００７７】
その後、同一フレームオフセット値での受信回数と、予め設定している閾値（上述した、連続受信カウント閾値に相当）とを比較する（ステップ１００８）。ここで、同一フレームオフセット値での受信回数が閾値以上である場合（Ｙｅｓの場合）には、現在設定されている割り当てフレームオフセット値が最も遅延が少なく最適であるため、現在の割り当てフレームオフセット値のまま、割り当てフレーム周期を２０ｍｓｅｃに変更しモードの切り替えを行う（ステップ１００９）。また、アサイン情報の通知タイミングも現在の割り当てフレームオフセット値で受信できるようなタイミングで決定される。
以上の処理を行うことにより、最適なアサイン情報の通知タイミングを検索し、割り当てフレーム周期を切り替えることができる。
【００７８】
［初期遅延対策：図８］
上述した初期遅延に対する対策処理について図８を参照しながら説明する。図８は、初期遅延対策のタイミングチャートである。尚、本対策処理と、後述する使用効率改善処理１の処理は、図１７及び図２０を参照して説明した最適タイミングの検索方法によっても実現されるが、ここでは特に初期遅延に対する対策に焦点を当てて説明する。
従来技術の初期遅延は、コネクション確立後からアサイン情報の初期割り当てまでの経過時間が固定的な遅延となり、通信中は解消されるものではない。
これに対して、図８に示すスケジューリングでは、コネクションが確立してからフレーム＃３でアサイン情報の初期割り当てを行ってから、それ以降、アサイン情報を５ｍｓｅｃ周期で割り当てる。
【００７９】
これにより、フレーム＃５以降に生成されるＶｏＩＰパケットは、初期遅延を引きずることなく、最速で基地局まで送信することができる。
しかし、この方式では、２０ｍｓｅｃ周期のデータフローに対して５ｍｓｅｃ周期の無線帯域を割り当てているため、無線リソースの使用効率が４分の１に低下してしまう。
そこで、初期遅延が解消された後に、無線リソースの使用効率を向上させる処理を行うようにする。
【００８０】
［使用効率改善処理１：図９］
初期遅延が解消された後に、無線リソースの使用効率改善処理１について図９を参照しながら説明する。図９は、無線リソースの使用効率改善処理１のタイミングチャートである。
図９のフレーム＃１〜＃９は、図８と同様なタイミングになっている。更に、図９では、フレーム＃５〜＃ｎ＋２の区間において、基地局が連続して２０ｍｓｅｃ周期でＶｏＩＰパケットを受信できている場合を示している。
【００８１】
基地局では、図９に示す連続受信時間１（ｔ１）の期間を連続して２０ｍｓｅｃ周期でＶｏＩＰパケットを受信できたときに、アサイン情報の割り当て周期を５ｍｓｅｃから２０ｍｓｅｃ周期に切り替える動作を実行する。
具体的には、連続受信時間１は連続受信カウント閾値保持部９０８が保持しており、上りＭＡＣスケジューラ部９０４は、基地局が連続して２０ｍｓｅｃ周期でＶｏＩＰパケットを受信できている時間が連続受信時間１を超えたときに、上記の周期切り替えの動作を実行する。
【００８２】
ここで、図９の例では、固定周期（２０ｍｓｅｃ周期）で連続して受信している時間を用いているが、時間ではなく固定周期でパケットを連続受信している間のフレームカウント値を用いることもできる。この場合、連続受信カウント閾値保持部９０８が保持する連続受信カウント閾値１を超えたときに、上記周期切り替えの動作を実行する。
【００８３】
そして、２０ｍｓｅｃ周期に切り替えた時に割り当てるアサイン情報のタイミングは、基地局がＶｏＩＰパケットを連続受信中に受信していたフレームタイミングで基地局が受信できるように決定される。
このようにタイミングを決定することで、アサイン情報の割り当て周期の切り替え時に新たな遅延時間が発生することがない。更に、無線リソースの使用効率を従来と同等に抑えることが可能となる。
【００８４】
［使用効率改善処理２：図１２］
初期遅延が解消された後に、無線リソースの使用効率改善処理２について図１２を参照しながら説明する。図１２は、無線リソースの使用効率改善処理２のタイミングチャートである。
図１２のフレーム＃１〜＃９は、図８と同様なタイミングになっている。更に、図１２では、フレーム＃５〜＃ｎ＋２の区間において、基地局が連続して２０ｍｓｅｃ周期でＶｏＩＰパケットを受信できている場合を示している。
【００８５】
基地局は、図１２に示す連続受信時間１（ｔ１）の期間を連続して２０ｍｓｅｃ周期でＶｏＩＰパケットを受信できたときに、アサイン情報の割り当て周期を５ｍｓｅｃから２０ｍｓｅｃ周期に切り替える動作を実行する。
図１２に示すアサイン情報［１番］のみの割り当てが、図９に示す処理に対応する。更に、図１２では、アサイン情報［１番］に加え、その次のフレーム周期のアサイン情報［２番］も２０ｍｓｅｃ周期で割り当てる。
図１２で示しているＶｏＩＰパケット［５〜７番］は、アサイン情報［１番］に従い、移動局から基地局へ送信しており、アサイン情報［２番］は、図１２で示す条件では使用されていない。
【００８６】
この使用されていないアサイン情報と割り当て無線帯域は、ＶｏＩＰパケット生成タイミングと無線フレームタイミングのずれが生じたときに遅延時間を増大させないための余剰帯域であり、その余剰帯域の使用方法と効果は後述する。
図１２に示す無線帯域の割り当て方式により、無線リソースの使用効率を図８で示す毎フレーム割り当て方式に比べ、半分に抑えることができる。
尚、本実施例では剰余帯域のために１個後ろのアサイン情報のみを余分に割り当てるが、無線リソースの使用効率とのバランスによっては、さらにそれ以降のアサイン情報（２個後ろ、３個後ろ、・・・）も余分に割り当てることも考えられる。
【００８７】
［異常対応処理］
図９に示したように、ＶｏＩＰパケットの遅延時間が最短となるタイミングで、かつ、アサイン情報の割り当て周期が２０ｍｓｅｃ周期に遷移している状態で、ＶｏＩＰパケットが正常受信できなかった場合について説明する。
正常受信できない条件には、ＶｏＩＰ−ＴＡ４００でのＶｏＩＰパケット生成周期が無線フレームタイミングよりも遅い場合や、無線伝播路で印加されるノイズに起因する無線データの破棄（パケットドロップ）などが想定される。
ここでの異常系の対応動作の説明は、ＶｏＩＰ−ＴＡ４００でのＶｏＩＰパケット生成周期が無線フレームタイミングよりも遅い場合（パケット生成の後方ずれによる遅延発生の場合）について以下説明する。
【００８８】
［異常対応処理１：図１０］
ＶｏＩＰ−ＴＡ４００でのＶｏＩＰパケット生成周期が無線フレームタイミングよりも遅い場合の対応処理１について図１０を参照しながら説明する。図１０は、ＶｏＩＰパケット生成周期が無線フレームタイミングよりも遅い場合の対応処理１のタイミングチャートである。
図１０では、ＶｏＩＰパケットの遅延時間が最短となるタイミングで、かつ、アサイン情報の割り当て周期が２０ｍｓｅｃ周期に遷移している状態がフレーム＃１〜＃６まで続いていることを示している。そこで、ＶｏＩＰ−ＴＡ４００と移動局は、フレーム＃６までと同様に固定周期で動作している。
【００８９】
しかし、ＶｏＩＰ−ＴＡ４００のパケット生成周期が無線フレームに対して後方にずれ、フレーム＃ｎ＋６ではなく、フレーム＃ｎ＋７でＶｏＩＰパケットが生成されている。
移動局は、前フレームまでの周期的な処理に従い、フレーム＃ｎ＋６の次ぎはフレーム＃ｎ＋１０でしか、ＶｏＩＰパケットを送信することができないため、ＶｏＩＰパケット［５番］は、フレーム＃ｎ＋６からフレーム＃ｎ＋１０まで遅延して送信される。
【００９０】
ここで、フレーム＃ｎ＋１０でＶｏＩＰパケットを受信した基地局は、上りＭＡＣスケジューラ部９０４が決定したアサイン情報どおりに、フレーム＃ｎ＋６でＶｏＩＰパケットを受信できなかった場合、フレーム＃ｎ＋１３からアサイン情報の割り当て周期を５ｍｓｅｃ周期に切り替える。
そして、フレーム＃ｎ＋１３以降は、図９と同様に、無線リソースの使用効率を向上させる動作を実行する。
【００９１】
［異常対応処理２：図１３］
ＶｏＩＰ−ＴＡ４００でのＶｏＩＰパケット生成周期が無線フレームタイミングよりも遅い場合の対応処理２について図１３を参照しながら説明する。図１３は、ＶｏＩＰパケット生成周期が無線フレームタイミングよりも遅い場合の対応処理２のタイミングチャートである。
図１３では、図１２と同様に、ＶｏＩＰパケットの遅延時間が最短となるタイミングで、かつ、アサイン情報の割り当て周期が２０ｍｓｅｃ周期に遷移している状態がフレーム＃ｍ＋１〜＃ｎ＋２まで続いていることを示している。そこで、ＶｏＩＰ−ＴＡ４００と移動局は、フレーム＃ｎ＋２までと同様に固定周期で動作している。
【００９２】
ここで、図１０と同様に、ＶｏＩＰ−ＴＡ４００のパケット生成周期が無線フレームに対して後方にずれ、フレーム＃ｎ＋６ではなく、フレーム＃ｎ＋７でＶｏＩＰパケットが生成されている。
しかし、以降の動作は、図１０の場合と異なり、移動局は、フレーム＃ｎ＋６とフレーム＃ｎ＋７で送信することができるため、ＶｏＩＰパケット［５番］は、移動局に無駄に滞留することがない。
【００９３】
また、フレーム＃ｎ＋７でＶｏＩＰパケットを受信した基地局は、異常対応処理１と同様に、上りＭＡＣスケジューラ部９０４が決定したアサイン情報どおりにフレーム＃ｎ＋６でＶｏＩＰパケットを受信できなかった場合、フレーム＃ｎ＋９からアサイン情報の割り当て周期を５ｍｓｅｃ周期に切り替える。
そして、フレーム＃ｎ＋９以降は、図１２と同様に、無線リソースの使用効率を向上させる動作を実行する。
【００９４】
［パケット生成タイミングが早い場合の処理１：図１１］
次ぎに、ＶｏＩＰパケットを正常に連続受信中にアサイン情報の通知を２０ｍｓｅｃ周期から５ｍｓｅｃ周期に切り替える動作について説明する。
この動作は、ＶｏＩＰパケット生成周期が無線フレームタイミングよりも早い場合（前方ズレによる遅延発生の場合）の遅延を解消するための機能である。
【００９５】
従来技術では、基地局に対しては、アサイン情報に従って移動局がＶｏＩＰパケットを送信するため、基地局では、その遅延を認識することができない。そこで、基地局装置が周期的に最適なアサイン情報を通知する周期を補正する必要がある。その方法を以下、説明する。
【００９６】
パケット生成タイミングが早い場合の処理について図１１を参照しながら説明する。図１１は、パケット生成タイミングが早い場合の処理のタイミングチャートである。
図１１では、フレーム＃ｍ＋１以前からフレーム＃ｍ＋６のＶｏＩＰパケット生成までは安定して生成周期が２０ｍｓｅｃのときに、ＶｏＩＰ−ＴＡ４００のＶｏＩＰパケット生成周期が無線フレームタイミングとのズレにより、フレーム＃ｍ＋９でＶｏＩＰパケットを生成したときに生じる遅延時間を解消する方法を示している。
【００９７】
まず、基地局は、フレーム＃１０以降、遅延時間が１フレーム分の５ｍｓｅｃが発生していることを認識できていないが、本発明の実施の形態では、基地局がアサイン情報の割り当て周期を２０ｍｓｅｃ周期に切り替えてから、図１１に示す連続受信時間２（ｔ２）の期間、連続してＶｏＩＰパケットを正常に受信できた場合、アサイン情報の割り当て周期を５ｍｓｅｃ周期に切り替える処理を実行する。
【００９８】
具体的には、連続受信時間２（ｔ２）は連続受信カウント閾値保持部９０８が保持しており、上りＭＡＣスケジューラ部９０４は、基地局が連続して２０ｍｓｅｃ周期でＶｏＩＰパケットを受信できている時間が連続受信時間２（ｔ２）を超えたときに、上記の周期切り替えの動作を実行する。
【００９９】
ここで、図１１の例では、固定周期（２０ｍｓｅｃ周期）で連続して受信している時間を用いているが、時間ではなく、固定周期でパケットを連続受信している間のフレームカウント値を用いることもできる。ここで、図２０のステップ１００４にてカウントを行う、『同一フレームオフセット値での受信回数』が、このカウント値に当たる。この場合、連続受信カウント閾値保持部９０８が保持する連続受信カウント閾値２を超えたときに、上記の通りアサイン情報の割り当て周期を５ｍｓｅｃ周期に切り替える動作を実行する。
その後、図１７及び図２０で示したように、最適アサイン情報の割り当てタイミングを検索し、無線リソースの使用効率を向上させる動作を実行する。
【０１００】
この動作により、基地局が検知できないＶｏＩＰ−ＴＡ４００のＶｏＩＰパケット生成周期が早まったときに生じる遅延時間を解消することができる。
上述した連続受信時間１（ｔ１）と連続受信時間２（ｔ２）は、遅延時間の短縮化と無線リソース使用効率の向上を調整するための設定パラメータであり、それぞれの特性についてトレードオフの関係にある。
【０１０１】
［パケット生成タイミングが早い場合の処理２：図１４］
また、パケット生成タイミングが早い場合の問題に対処するための別の方法について図１４を参照しながら説明する。図１４は、パケット生成タイミングが早い場合の処理（別の実施形態）のタイミングチャートである。
まず、アサイン情報の割り当て周期が２０ｍｓｅｃ周期である状態から、割り当て周期が５ｍｓｅｃ周期の状態に切り替わるまでの動作は、上述した「パケット生成タイミングが早い場合の処理１」と同様である。
ここで、「パケット生成タイミングが早い場合の処理１」は、５ｍｓｅｃ周期の状態に切り替わるが、本実施の形態の場合、図１４に示すような割り当てを行う。つまり、図１４のフレームのように、初期の２０ｍｓｅｃ周期での割り当てにおいて最適タイミングとしていたフレームとその一つ前のフレーム、Frame番号ｎが初期の２０ｍｓｅｃ周期での割り当てにおいて最適タイミングの場合、Frame番号ｎ−１に追加割り当てを行う。
【０１０２】
そして、Frame番号ｍ−１とFrame番号ｍのように、０．４Ｈｚの誤差は１フレーム以上になった場合には、Frame番号ｍ−１の割り当てにより、ＭＡＣで待ち時間が発生することなく、端末が送信できるものである。
【０１０３】
そのため、端末のＭＡＣ層での待ち時間が最大でも５ｍｓｅｃ以内に抑えることができる。
その後は、Frame番号ｍ−１の位置を最適タイミングとして２０ｍｓｅｃ周期でフレーム割り当てを行うことにより、その後のＶｏＩＰ通信でも待ち時間を抑えることができる。
【０１０４】
図１４における周期を具体的に説明する。
サンプリング周波数が８ｋＨｚの場合、１２５μｓｅｃ毎にサンプリングが行われる。
サンプリング周波数が７９９９．６Ｈｚの場合、１２４．９９４μｓｅｃ毎にサンプリングが行われる。
上記２つのずれ量は、６ｎｓｅｃである。
このずれが蓄積され、無線フレームの５ｍｓｅｃと同じ量になる時間は、約１０４．１６７秒である。そのため、少なくとも、約１０４．１６７秒に１回は、図１４に示した処理を行う必要がある。
【０１０５】
［実施の形態の効果］
本装置によれば、上り方向の無線帯域割り当て周期をＱｏＳパラメータで設定されている無線帯域割り当て周期に従わず、毎フレーム割り当てを行うものであるが、基地局装置で連続受信時間ｔ１を保持し、上り方向の無線データを連続で受信できている時間が該連続受信時間ｔ１を超えたときに、上り方向の無線帯域割り当て周期を、ＱｏＳパラメータで設定される無線帯域割り当て周期に切り替えるようにしているので、上り方向の固定周期データフローの遅延時間を軽減でき、無線リソース使用効率を向上できる効果がある。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本発明は、上り方向の固定周期データフローの遅延時間を軽減させ、無線リソース使用効率を向上させる無線基地局装置に好適である。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】本発明の実施の形態に係るネットワーク構成例を示す概略図である。
【図２】ＷｉＭＡＸ規格に準拠した移動局３００のプロトコルスタックの例を示す概略図である。
【図３】ＷｉＭＡＸ無線フレームの一例を示す図である。
【図４】無線基地局装置の構成図である。
【図５】ＭＡＣ部の構成図である。
【図６】改良に係るＭＡＣ部の構成図である。
【図７】初期遅延が発生する場合のタイミングチャートである。
【図８】初期遅延対策のタイミングチャートである。
【図９】無線リソースの使用効率改善処理１のタイミングチャートである。
【図１０】ＶｏＩＰパケット生成周期が無線フレームタイミングよりも遅い場合の対応処理１のタイミングチャートである。
【図１１】パケット生成タイミングが早い場合の処理のタイミングチャートである。
【図１２】無線リソースの使用効率改善処理２のタイミングチャートである。
【図１３】ＶｏＩＰパケット生成周期が無線フレームタイミングよりも遅い場合の対応処理２のタイミングチャートである。
【図１４】待ち時間対応処理のタイミングチャートである。
【図１５】ＧＰＳの１ＰＰＳ信号とＷｉＭＡＸ無線フレームのプリアンブルが同期していることを示す図である。
【図１６】音声パケット化周期２０ｍｓｅｃとＷｉＭＡＸ無線フレームの関係を示した図である。
【図１７】上りリンクで、音声パケット化周期とＷｉＭＡＸ無線フレームの最適タイミングを探すときに使う無線フレームを表した図である。
【図１８】音声パケット化周期が遅い場合のタイミングチャートである。
【図１９】音声パケット化周期が早い場合のタイミングチャートである。
【図２０】最適割り当てタイミング検索処理のフローチャートである。
【符号の説明】
【０１０８】
１００…無線基地局装置（基地局）、  １０１…ネットワークインタフェース部、  １０２…ＭＡＣ部、  １０３…ＰＨＹ部、  １０４…ＲＦ部、  １０５…アンテナ部、  ２００…ＭＡＣ部、  ２０１…ＱｏＳ識別部、  ２０２…下りＭＡＣスケジューラ部、  ２０３…下りＭＡＣ処理部、  ２０４…上りＭＡＣスケジューラ部、  ２０５…上りＭＡＣ処理部、  ２０６…フレームカウンタ生成部、  ３００…移動局、  ４００…ＶｏＩＰ−ＴＡ、  ５００…電話、  ６００…ＶｏＩＰ基盤網、  ９００…ＭＡＣ部、  ９０１…ＱｏＳ識別部、  ９０２…下りＭＡＣスケジューラ部、  ９０３…下りＭＡＣ処理部、  ９０４…上りＭＡＣスケジューラ部、  ９０５…上りＭＡＣ処理部、  ９０６…フレームカウンタ生成部、  ９０７…フレームカウンタ保持部、  ９０８…連続受信カウント閾値保持部
【図１】
2010136134.tif 000003
【図２】
2010136134.tif 000004
【図３】
2010136134.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2010136134.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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