(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信システムであって、
第１の通信装置と、
前記第１の通信装置に接続される第２の通信装置と、
を備え、
前記第１の通信装置は、サービス識別子に対応して、割り当て可能帯域残量が記憶される第１の帯域残量テーブルと、サービス識別子に対応して、割り当て可能帯域残量送信先のひとつ又は複数の通信装置が記憶される第１の送信先テーブルと、を保持し、
第１の端末から、帯域割り当てを要求する該第１の端末のＭＳ識別子、該第１の端末が帯域を要求するサービスのサービス識別子、該第１の端末が割り当てを要求する要求帯域を含むあるサービスに対する帯域割り当てを要求する第１の要求メッセージを、受信し、
前記第１の通信装置は、前記第１の帯域残量テーブルを参照して、受信した前記第１の要求メッセージに基づき、前記第１の端末のあるサービスに対する割り当て要求帯域が、該サービスの割り当て可能帯域残量を超えていないか判定し、
超えていない場合、前記第１の通信装置は、前記第１の送信先テーブルに基づいて該サービスに対応するひとつ又は複数の他の通信装置の送信先アドレスを設定し、且つ、前記第１の要求メッセージに含まれたＭＳ識別子、サービス識別子、要求帯域を含む第２の要求メッセージを、ひとつ又は複数の該他の通信装置へ送信し、
前記第１の通信装置は、所定時間内に、前記第２の要求メッセージを送信した全ての前記他の通信装置から許可メッセージを受信した場合、前記第１の通信装置は、前記第１の帯域残量テーブルを参照して、要求されたサービスのサービス識別子に対する割り当て可能帯域残量から要求帯域を差し引いて変更後の割り当て帯域残量を計算し、該帯域残量により前記第１の帯域残量テーブルを更新し、
前記第１の通信装置は、前記第１の端末に対して、ＭＳ識別子、サービス識別子、要求帯域、を含む割り当てを許可する許可メッセージを送信し、且つ、前記第２の要求メッセージを送信した全ての前記他の通信装置に、帯域残量を変更するサービス識別子、変更後の割り当て帯域残量を含む帯域残量変更メッセージを送信し、
前記第２の通信装置は、サービス識別子に対応して、割り当て可能帯域残量が記憶される第２の帯域残量テーブルと、サービス識別子に対応して、割り当て可能帯域残量送信先のひとつ又は複数の通信装置が記憶される第２の送信先テーブルと、を保持し、
前記第１の通信装置から前記第２の要求メッセージを受信すると、受信した前記第２の要求メッセージに含まれるサービス識別子のサービスに対して、前記第２の要求メッセージ内のＭＳ識別子の前記第１の端末以外の第２の端末からの帯域割り当て要求の有無を判定し、
該サービスに対する前記第２の端末の帯域割り当て要求がある場合、前記第２の通信装置は、前記第２の帯域残量テーブルを参照し、前記第２の要求メッセージに含まれるサービス識別子のサービスに対する割り当て要求帯域と、該サービスに対して前記第２の端末から要求された割り当て要求帯域との合計が、該サービスの割り当て可能な帯域残量以下かどうかを判定し、
前記合計が前記帯域残量を超える場合、前記第２の通信装置は、各端末の優先度及び／又は要求発生時間に基づき、前記第１の通信装置からの前記第２の要求メッセージによる帯域割り当てと前記第２の端末からの帯域割り当て要求のうち、どちらを許可できるか判定し、
前記第１の通信装置から受信した帯域割り当て要求が拒否と判定された場合、前記第２の通信装置は、拒否となった前記第１の通信装置に、前記第１の端末に対する帯域割り当ての拒否メッセージを返信し、及び、前記第２の通信装置は、前記第２の送信先テーブルに基づいて該サービスに対応するひとつ又は複数の前記他の通信装置の送信先アドレスを設定し、且つ、許可となった前記第２の端末のＭＳ識別子、前記第２の端末が帯域を要求するサービス識別子、前記第２の端末の割り当て要求帯域を含む帯域割り当てを要求する第３の要求メッセージを、ひとつ又は複数の該他の通信装置へ送信する、
前記通信システム。
【請求項２】
請求項１記載の通信システムであって、
前記第２の通信装置は、さらに、所定時間内に、前記第３の要求メッセージを送信した全ての前記他の通信装置から許可メッセージを受信した場合、前記第２の通信装置は、前記第２の帯域残量テーブルを参照して、要求されたサービスのサービス識別子に対する割り当て可能帯域残量から要求帯域を差し引いて変更後の割り当て帯域残量を計算し、該帯域残量により前記第２の帯域残量テーブルを更新し、
前記第２の通信装置は、前記第２の端末に対して、ＭＳ識別子、サービス識別子、要求帯域、を含む割り当てを許可する許可メッセージを送信し、且つ、前記第３の要求メッセージを送信した全ての前記他の通信装置に、帯域残量を変更するサービス識別子、変更後の割り当て帯域残量を含む帯域残量変更メッセージを送信する
ことを特徴とする通信システム。
【請求項３】
請求項１記載の通信システムであって、
前記第２の通信装置は、前記第２の要求メッセージに含まれるサービス識別子のサービスに対する割り当て要求帯域と、該サービスに対して前記第２の端末から割り当て要求された割り当て要求帯域との合計が前記帯域残量を超えていない場合、前記第２の通信装置は、前記第２の要求メッセージを送信してきた前記第１の通信装置へ許可を示すメッセージを送信することを特徴とする通信システム。
【請求項４】
請求項１記載の通信システムであって、
前記第２の通信装置は、
帯域割り当てを要求された前記サービスに対する前記第２の端末からの帯域割り当て要求がない場合、前記第２の帯域残量テーブルを参照して、前記サービス識別子のサービスに対する割り当て要求帯域が、該サービスの割り当て可能帯域の残量を超えていないか判定し、
超えていない場合、前記第２の要求メッセージの送信元の前記第１の通信装置へ許可を示す応答メッセージを送信し、一方、超えている場合は拒否のメッセージを送信する
ことを特徴とする通信システム。
【請求項５】
請求項１記載の通信システムであって、
前記第２の通信装置は、
前記第１の通信装置から受信した帯域割り当て要求が許可と判定された場合、前記第２の通信装置は、前記第２の要求メッセージを送信した前記第１の通信装置に前記第１の端末に対する帯域割り当ての許可メッセージを返信することを特徴とする通信システム。
【請求項６】
請求項１記載の通信システムであって、
前記第２の通信装置は、
前記第３の要求メッセージを、拒否となった前記第２の要求メッセージを送信した前記第１の通信装置に前記第１の端末に対する帯域割り当ての前記拒否メッセージとマージして、ヘッダを共有する一つのメッセージとして送信することを特徴とする通信システム。
【請求項７】
請求項１記載の通信システムであって、
前記第２の通信装置は、
さらに、ＭＳ識別子に対応して、ＭＳ毎の優先度が記憶される第１の優先度テーブルを備え、
前記第１及び第２及び第３の要求メッセージは、帯域割り当てを要求した要求発生時刻をさらに含み、
前記第２の通信装置は、前記第１の端末と前記第２の端末に関する帯域割り当て要求発生時刻と、前記第１の優先度テーブルを参照して求めた、前記第１の端末と前記第２の端末に関するユーザ優先度ＵＰと、に基づいて、前記第１の通信装置からの帯域割り当て要求メッセージを許可できるか判定する、ことを特徴とする通信システム。
【請求項８】
請求項７記載の通信システムであって、
前記第２の通信装置は、
前記帯域割り当て要求発生時刻の差Ｘと前記ユーザ優先度ＵＰの差Ｙと、サービス識別子に対応して予め定められた要求発生時刻差の重みａと、サービス識別子に対応して予め定められた優先度差の重みｂの値とを基に、
Ｐ＝ａＸ＋ｂＹ
に基づいて、要求の総合的な優先度の差Ｐを決定して、その正負で前記第１の通信装置からの帯域割り当て要求メッセージを許可できるか判定することを特徴とする通信システム。
【請求項９】
請求項１記載の通信システムであって、
前記第２の通信装置は、前記第１の通信装置からＭＳのあるサービスに対する、帯域残量を更新するサービスの識別子、変更後の帯域残量を含む帯域残量を更新するメッセージを受信すると、前記第２の通信装置は、前記第２の帯域残量テーブルのうち、受信した帯域残量更新メッセージで指定されたサービスに対応する割り当て可能帯域残量を、受信した帯域残量更新メッセージで指定された値に更新することを特徴とする通信システム。
【請求項１０】
サービスごとに割り当て可能な帯域の残量を第１の通信装置と第２の通信装置を含む複数の通信装置間で共有して管理する通信方法であって、
前記第１の通信装置と前記第２の通信装置のぞれぞれは、
サービス識別子に対応して、割り当て可能帯域残量が記憶される帯域残量テーブルと、
サービス識別子に対応して、割り当て可能帯域残量送信先のひとつ又は複数の通信装置が記憶される送信先テーブルと、を保持し、
前記第１の通信装置は、第１の端末から、帯域割り当てを要求する該第１の端末のＭＳ識別子、該第１の端末が帯域を要求するサービスのサービス識別子、該第１の端末が割り当てを要求する要求帯域を含むあるサービスに対する帯域割り当てを要求する第１の要求メッセージを、受信し、
前記第１の通信装置は、前記帯域残量テーブルを参照して、受信した前記第１の要求メッセージに基づき、前記第１の端末のあるサービスに対する割り当て要求帯域が、該サービスの割り当て可能帯域残量を超えていないか判定し、
超えていない場合、前記第１の通信装置は、前記送信先テーブルに基づいて該サービスに対応するひとつ又は複数の他の通信装置の送信先アドレスを設定し、且つ、前記第１の要求メッセージに含まれたＭＳ識別子、サービス識別子、要求帯域を含む第２の要求メッセージを、ひとつ又は複数の該他の通信装置へ送信し、
前記第１の通信装置は、所定時間内に、前記第２の要求メッセージを送信した全ての前記他の通信装置から許可メッセージを受信した場合、前記第１の通信装置は、前記帯域残量テーブルを参照して、要求されたサービスのサービス識別子に対する割り当て可能帯域残量から要求帯域を差し引いて変更後の割り当て帯域残量を計算し、該帯域残量により前記帯域残量テーブルを更新し、
前記第１の通信装置は、前記第１の端末に対して、ＭＳ識別子、サービス識別子、要求帯域、を含む割り当てを許可する許可メッセージを送信し、且つ、前記第２の要求メッセージを送信した全ての前記他の通信装置に、帯域残量を変更するサービス識別子、変更後の割り当て帯域残量を含む帯域残量変更メッセージを送信し、
前記第２の通信装置は、前記第１の通信装置から前記第２の要求メッセージを受信すると、受信した前記第２の要求メッセージに含まれるサービス識別子のサービスに対して、前記第２の要求メッセージ内のＭＳ識別子の前記第１の端末以外の第２の端末からの帯域割り当て要求の有無を判定し、
該サービスに対する前記第２の端末の帯域割り当て要求がある場合、前記第２の通信装置は、前記帯域残量テーブルを参照し、前記第２の要求メッセージに含まれるサービス識別子のサービスに対する割り当て要求帯域と、該サービスに対して前記第２の端末から要求された割り当て要求帯域との合計が、該サービスの割り当て可能な帯域残量以下かどうかを判定し、
前記合計が前記帯域残量を超える場合、前記第２の通信装置は、各端末の優先度及び／又は要求発生時間に基づき、前記第１の通信装置からの前記第２の要求メッセージによる帯域割り当てと前記第２の端末からの帯域割り当て要求のうち、どちらを許可できるか判定し、
前記第１の通信装置から受信した帯域割り当て要求が拒否と判定された場合、前記第２の通信装置は、拒否となった前記第１の通信装置に、前記第１の端末に対する帯域割り当ての拒否メッセージを返信し、及び、前記第２の通信装置は、前記送信先テーブルに基づいて該サービスに対応するひとつ又は複数の前記他の通信装置の送信先アドレスを設定し、且つ、許可となった前記第２の端末のＭＳ識別子、前記第２の端末が帯域を要求するサービス識別子、前記第２の端末の割り当て要求帯域を含む帯域割り当てを要求する第３の要求メッセージを、ひとつ又は複数の該他の通信装置へ送信する、ことを特徴とする通信方法。
【請求項１１】
通信装置であって、
サービス識別子に対応して、サービス毎の割り当て可能帯域残量が記憶される帯域残量テーブルと、
サービス識別子に対応して、サービス毎の割り当て可能帯域残量送信先のひとつ又は複数の通信装置が記憶される送信先テーブルと、を記憶する記憶部と、
第１の端末から、帯域割り当てを要求する該第１の端末のＭＳ識別子、該第１の端末が帯域を要求するサービスのサービス識別子、該第１の端末が割り当てを要求する要求帯域を含むあるサービスに対する帯域割り当てを要求する第１の要求メッセージを、受信する要求メッセージ受信部と、
前記帯域残量テーブルを参照して、受信した前記第１の要求メッセージに基づき、前記第１の端末のあるサービスに対する割り当て要求帯域が、該サービスの割り当て可能帯域残量を超えていないか判定する帯域残量超過判定部と、
超えていない場合、前記送信先テーブルに基づいて該サービスに対応するひとつ又は複数の他の通信装置の送信先アドレスを設定し、且つ、前記第１の要求メッセージに含まれたＭＳ識別子、サービス識別子、要求帯域を含む第２の要求メッセージを、ひとつ又は複数の該他の通信装置へ送信する第１の要求メッセージ送信部と、
所定時間内に、前記第２の要求メッセージを送信した全ての前記他の通信装置から許可メッセージを受信した場合、前記帯域残量テーブルを参照して、要求されたサービスのサービス識別子に対する割り当て可能帯域残量から要求帯域を差し引いて変更後の割り当て帯域残量を計算し、該帯域残量により前記帯域残量テーブルを更新する更新部と、
前記第１の端末に対して、ＭＳ識別子、サービス識別子、要求帯域、を含む割り当てを許可する許可メッセージを送信し、且つ、前記第２の要求メッセージを送信した全ての前記他の通信装置に、帯域残量を変更するサービス識別子、変更後の割り当て帯域残量を含む帯域残量変更メッセージを送信する帯域残量変更メッセージ送信部と、
ある通信装置から前記第１の要求メッセージに含まれたＭＳ識別子、サービス識別子、要求帯域を含む第２の要求メッセージを受信すると、受信した前記第２の要求メッセージに含まれるサービス識別子のサービスに対して、前記第２の要求メッセージ内のＭＳ識別子の前記第１の端末以外の第２の端末からの帯域割り当て要求の有無を判定する帯域割り当て要求有無判定部と、
該サービスに対する前記第２の端末の帯域割り当て要求がある場合、前記帯域残量テーブルを参照し、前記第２の要求メッセージに含まれるサービス識別子のサービスに対する割り当て要求帯域と、該サービスに対して前記第２の端末から要求された割り当て要求帯域との合計が、該サービスの割り当て可能な帯域残量以下かどうかを判定する帯域残量判定部と、
前記合計が前記帯域残量を超える場合、各端末の優先度及び／又は要求発生時間に基づき、前記ある通信装置からの前記第２の要求メッセージによる帯域割り当てと前記第２の端末からの帯域割り当て要求のうち、どちらを許可できるか判定する要求許可部と、
前記ある通信装置から受信した帯域割り当て要求が拒否と判定された場合、拒否となった前記ある通信装置に、前記第１の端末に対する帯域割り当ての拒否メッセージを返信し、及び、前記送信先テーブルに基づいて該サービスに対応するひとつ又は複数の通信装置の送信先アドレスを設定し、且つ、許可となった前記第２の端末のＭＳ識別子、前記第２の端末が帯域を要求するサービス識別子、前記第２の端末の割り当て要求帯域を含む帯域割り当てを要求する第３の要求メッセージを、該ひとつ又は複数の通信装置へ送信する第２の要求メッセージ送信部、とを有することを特徴とする通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、端末ごとかつサービスごとに帯域を割り当てる通信システムおよび方法、通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動体無線通信のさらなる高速化、高品質化を実現する方式として、近年、第３．９世代移動通信システムの研究、標準化活動が進められている。第３．９世代移動通信システムの一つであるＬＴＥ（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）では、帯域保証を行わないベストエフォートのサービスに対する帯域を設定するためのパラメータとして、非特許文献１ではユーザかつサービス提供サーバ単位にＡＰＮ−ＡＭＢＲ（Ａｃｃｅｓｓ  Ｐｏｉｎｔ  Ｎａｍｅ−Ａｇｇｒｅｇａｔｅ  Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｂｉｔ  Ｒａｔｅ）が規定されている。ＡＰＮ−ＡＭＢＲに基づく帯域制御は、下り方向はゲートウェイで、上り方向は端末およびゲートウェイで行われている。また、帯域保証を行うサービスに対する帯域を設定するためのパラメータとして、非特許文献１ではユーザかつサービス単位にＭＢＲ（Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｂｉｔ  Ｒａｔｅ）が規定されている。ＭＢＲに基づく帯域制御は、下り方向はゲートウェイで、上り方向は基地局で行われている。ＡＰＮ−ＡＭＢＲおよびＭＢＲは、ゲートウェイまたはポリシーサーバであるＰＣＲＦ（Ｐｏｌｉｃｙ  ａｎｄ  Ｃｈａｒｇｉｎｇ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）が、事前設定されたポリシーに基づいて決定した値が用いられる。ＡＰＮ−ＡＭＢＲおよびＭＢＲの決定方法に関する詳細な標準規定はなく、各オペレータおよび各ベンダの事情に合った方法で決定される。
【０００３】
また、ポリシーサーバやゲートウェイは、書き込みや読み出しの応答速度の要求から一般にメモリとしてＲＡＭが用いられるが、現在入手可能なＲＡＭの容量では、数１００万人規模のユーザを有するオペレータの場合、複数のＲＡＭによる分散構成が必須となる。このような分散構成におけるポリシーサーバ間およびゲートウェイ間の通信に関する詳細な標準規定はなく、各オペレータおよび各ベンダの事情に合った方法で通信される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１８８９６１号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】３ＧＰＰ  ＴＳ２３．４０１  Ｖ９．４．０、（２０１０−３）、Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＡＰＮ−ＡＭＢＲやＭＢＲのような移動通信システムの帯域の値は、各サービスまたは各ノード（ゲートウェイ、サービス提供サーバなど）の事情（回線の太さ、処理スループットの限界）等で決定する、割り当て可能な帯域の残量を超えて割り当てられた際、ゲートウェイで課金パケットとしてカウントしたパケットがサービスプロバイダや基地局で破棄されて誤課金が発生したり、各回線や各ノードの容量を超えるパケットが送受信されることで輻輳による遅延などのサービス品質低下を招いたりする場合がある。したがって、ゲートウェイまたはポリシーサーバは、誤課金や輻輳によるサービス品質低下を防ぐためには、サービスごとまたはノードごとに設定される割り当て可能な帯域の残量に基づいて、ＡＰＮ−ＡＭＢＲやＭＢＲを決定しなければならない。しかし、非特許文献１などに示されている標準規定では、他ポリシーサーバや他ゲートウェイが割り当てた帯域の値を知る方法について考慮されていないため、ポリシーサーバやゲートウェイが複数存在する環境下で、動的に変化する割り当て可能な帯域の残量の現在の値に基づいて、ＡＰＮ−ＡＭＢＲやＭＢＲを決定することができない。
【０００７】
一方、ポリシーサーバにおいて、上位ポリシーサーバが着呼側の割り当て帯域と発呼側の割り当て帯域の双方を管理して、下位ポリシーサーバに互いの帯域割り当てについて通知することで、通信中の各端末の帯域を割り当てる方式が、特許文献１などに示されている。しかし、上位ポリシーサーバが全ての下位ポリシーサーバのポリシー情報を一括管理する方式は、情報が１箇所に集約されるため、負荷に耐えうる上位ポリシーサーバ性能を満たすことが困難であり、かつ上位ポリシーサーバの故障による影響範囲が全サービスに渡ることや、サービスの追加や削除時にサービスを継続させることが困難なことが課題として挙げられる。したがって、これらの課題を回避する構成が必要である。
【０００８】
また、これまでの技術では、ＡＰＮ−ＡＭＢＲやＭＢＲの割り当てが複数のポリシーサーバまたは複数のゲートウェイでほぼ同時に発生した場合について考慮されていない。したがって、複数のポリシーサーバまたは複数のゲートウェイがＡＰＮ−ＡＭＢＲやＭＢＲを同時に割り当てた結果、上記の割り当て可能な帯域の残量を超えて割り当てられた場合の不都合が発生することを回避できないことが想定されるといった課題がある。
【０００９】
本発明は、以上の点に鑑み、無線通信システムにおいて、ポリシーサーバやゲートウェイが、あるサービスで使用する帯域の割り当てを要求する各端末に帯域を割り当てる場合、各サービスまたは各ノードの事情で決定する割り当て可能な帯域の残量の現在の値に基づいて、該サービスで使用する帯域の割り当てを要求する各端末に帯域を割り当てることを目的とする。また、本発明は、複数のポリシーサーバまたは複数のゲートウェイでほぼ同時に発生した、各端末があるサービスで使用する帯域の割り当て要求に対して、割り当て可能な帯域の残量の現在の値を超えた帯域が割り当てられることを避けることを目的のひとつとする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の無線通信システムは、基地局（ＢＳ）と端末（ＭＳ）との間および基地局とゲートウェイ（ＧＷ）との間およびゲートウェイとサービス提供サーバ（ＳＳ）の通信における各端末のユーザかつサービス提供サーバ単位あるいはユーザかつサービス単位の帯域を、複数のポリシーサーバ（ＰＣＲＦ）間または複数のゲートウェイ間で共有する割り当て可能な帯域の残量の現在の値に基づいて設定する帯域割り当て機能を有することを特徴のひとつとする。また、本発明の無線通信システムは、基地局と端末との間および基地局とゲートウェイとの間およびゲートウェイとサービス提供サーバとの間の通信における各端末のユーザ単位かつサービス提供サーバ単位あるいはユーザかつサービス単位の帯域を設定するもので、割り当て可能な帯域の残量の現在の値に基づいて、該サービスで使用する帯域の割り当てを要求する端末に割り当てる帯域を設定する帯域割り当て機能を有することを特徴のひとつとする。つまり、サービスごとに割り当て可能な帯域の残量を複数の通信装置間で共有することで、各端末の帯域割り当て要求の受諾可否を判定する無線通信システムである。
【００１１】
また、本無線通信システムでは、上述の帯域割り当てにおいて、ほぼ同時に発生した複数の帯域割り当て要求に対して、ポリシーサーバまたはゲートウェイが、設定されたポリシーに基づいて決定した各要求の優先度に基づいて、複数の帯域割り当て要求のうち、どの要求を優先するかを考慮して帯域を割り当てる帯域割り当て機能を有することを特徴のひとつとする。
【００１２】
上述の各要求の優先度を決定するための情報として、各端末に設定された優先度（ユーザ優先度）を用いてもよい。また、上述の各要求の優先度を決定するための情報として、各要求が発生した時刻を用いてもよい。また、上述の各要求の優先度を決定するための情報として、各要求をゲートウェイが受信した時刻を用いてもよい。さらに、要求の優先度算出の際、ユーザ単位の優先度と要求の発生時刻の双方に基づいて要求の総合的な優先度を算出するようにしてもよい。また、上述の各要求の優先度を決定するための情報として、各ポリシーサーバまたは各ゲートウェイに定められた優先度を用いてもよい。また、上述の各要求の優先度を決定するための情報として、上述の情報の複数を同時に考慮した総合的な各要求の優先度を用いてもよい。上述の総合的な各要求の優先度は、ポリシーサーバまたはゲートウェイで算出されてもよい。
【００１３】
本発明の第１の解決手段によると、
通信システムであって、
第１の通信装置と、
前記第１の通信装置に接続される第２の通信装置と、
を備え、
前記第１の通信装置は、サービス識別子に対応して、割り当て可能帯域残量が記憶される第１の帯域残量テーブルと、サービス識別子に対応して、割り当て可能帯域残量送信先のひとつ又は複数の通信装置が記憶される第１の送信先テーブルと、を保持し、
第１の端末から、帯域割り当てを要求する該第１の端末のＭＳ識別子、該第１の端末が帯域を要求するサービスのサービス識別子、該第１の端末が割り当てを要求する要求帯域を含むあるサービスに対する帯域割り当てを要求する第１の要求メッセージを、受信し、
前記第１の通信装置は、前記第１の帯域残量テーブルを参照して、受信した前記第１の要求メッセージに基づき、前記第１の端末のあるサービスに対する割り当て要求帯域が、該サービスの割り当て可能帯域残量を超えていないか判定し、
超えていない場合、前記第１の通信装置は、前記第１の送信先テーブルに基づいて該サービスに対応するひとつ又は複数の他の通信装置の送信先アドレスを設定し、且つ、前記第１の要求メッセージに含まれたＭＳ識別子、サービス識別子、要求帯域を含む第２の要求メッセージを、ひとつ又は複数の該他の通信装置へ送信し、
前記第１の通信装置は、所定時間内に、前記第２の要求メッセージを送信した全ての前記他の通信装置から許可メッセージを受信した場合、前記第１の通信装置は、前記第１の帯域残量テーブルを参照して、要求されたサービスのサービス識別子に対する割り当て可能帯域残量から要求帯域を差し引いて変更後の割り当て帯域残量を計算し、該帯域残量により前記第１の帯域残量テーブルを更新し、
前記第１の通信装置は、前記第１の端末に対して、ＭＳ識別子、サービス識別子、要求帯域、を含む割り当てを許可する許可メッセージを送信し、且つ、前記第２の要求メッセージを送信した全ての前記他の通信装置に、帯域残量を変更するサービス識別子、変更後の割り当て帯域残量を含む帯域残量変更メッセージを送信し、
前記第２の通信装置は、サービス識別子に対応して、割り当て可能帯域残量が記憶される第２の帯域残量テーブルと、サービス識別子に対応して、割り当て可能帯域残量送信先のひとつ又は複数の通信装置が記憶される第２の送信先テーブルと、を保持し、
前記第１の通信装置から前記第２の要求メッセージを受信すると、受信した前記第２の要求メッセージに含まれるサービス識別子のサービスに対して、前記第２の要求メッセージ内のＭＳ識別子の前記第１の端末以外の第２の端末からの帯域割り当て要求の有無を判定し、
該サービスに対する前記第２の端末の帯域割り当て要求がある場合、前記第２の通信装置は、前記第２の帯域残量テーブルを参照し、前記第２の要求メッセージに含まれるサービス識別子のサービスに対する割り当て要求帯域と、該サービスに対して前記第２の端末から要求された割り当て要求帯域との合計が、該サービスの割り当て可能な帯域残量以下かどうかを判定し、
前記合計が前記帯域残量を超える場合、前記第２の通信装置は、各端末の優先度及び／又は要求発生時間に基づき、前記第１の通信装置からの前記第２の要求メッセージによる帯域割り当てと前記第２の端末からの帯域割り当て要求のうち、どちらを許可できるか判定し、
前記第１の通信装置から受信した帯域割り当て要求が拒否と判定された場合、前記第２の通信装置は、拒否となった前記第１の通信装置に、前記第１の端末に対する帯域割り当ての拒否メッセージを返信し、及び、前記第２の通信装置は、前記第２の送信先テーブルに基づいて該サービスに対応するひとつ又は複数の前記他の通信装置の送信先アドレスを設定し、且つ、許可となった前記第２の端末のＭＳ識別子、前記第２の端末が帯域を要求するサービス識別子、前記第２の端末の割り当て要求帯域を含む帯域割り当てを要求する第３の要求メッセージを、ひとつ又は複数の該他の通信装置へ送信する、
前記通信システムが提供される。
【００１４】
本発明の第２の解決手段によると、
サービスごとに割り当て可能な帯域の残量を第１の通信装置と第２の通信装置を含む複数の通信装置間で共有して管理する通信方法であって、
前記第１の通信装置と前記第２の通信装置のぞれぞれは、
サービス識別子に対応して、割り当て可能帯域残量が記憶される帯域残量テーブルと、
サービス識別子に対応して、割り当て可能帯域残量送信先のひとつ又は複数の通信装置が記憶される送信先テーブルと、を保持し、
前記第１の通信装置は、第１の端末から、帯域割り当てを要求する該第１の端末のＭＳ識別子、該第１の端末が帯域を要求するサービスのサービス識別子、該第１の端末が割り当てを要求する要求帯域を含むあるサービスに対する帯域割り当てを要求する第１の要求メッセージを、受信し、
前記第１の通信装置は、前記帯域残量テーブルを参照して、受信した前記第１の要求メッセージに基づき、前記第１の端末のあるサービスに対する割り当て要求帯域が、該サービスの割り当て可能帯域残量を超えていないか判定し、
超えていない場合、前記第１の通信装置は、前記送信先テーブルに基づいて該サービスに対応するひとつ又は複数の他の通信装置の送信先アドレスを設定し、且つ、前記第１の要求メッセージに含まれたＭＳ識別子、サービス識別子、要求帯域を含む第２の要求メッセージを、ひとつ又は複数の該他の通信装置へ送信し、
前記第１の通信装置は、所定時間内に、前記第２の要求メッセージを送信した全ての前記他の通信装置から許可メッセージを受信した場合、前記第１の通信装置は、前記帯域残量テーブルを参照して、要求されたサービスのサービス識別子に対する割り当て可能帯域残量から要求帯域を差し引いて変更後の割り当て帯域残量を計算し、該帯域残量により前記帯域残量テーブルを更新し、
前記第１の通信装置は、前記第１の端末に対して、ＭＳ識別子、サービス識別子、要求帯域、を含む割り当てを許可する許可メッセージを送信し、且つ、前記第２の要求メッセージを送信した全ての前記他の通信装置に、帯域残量を変更するサービス識別子、変更後の割り当て帯域残量を含む帯域残量変更メッセージを送信し、
前記第２の通信装置は、前記第１の通信装置から前記第２の要求メッセージを受信すると、受信した前記第２の要求メッセージに含まれるサービス識別子のサービスに対して、前記第２の要求メッセージ内のＭＳ識別子の前記第１の端末以外の第２の端末からの帯域割り当て要求の有無を判定し、
該サービスに対する前記第２の端末の帯域割り当て要求がある場合、前記第２の通信装置は、前記帯域残量テーブルを参照し、前記第２の要求メッセージに含まれるサービス識別子のサービスに対する割り当て要求帯域と、該サービスに対して前記第２の端末から要求された割り当て要求帯域との合計が、該サービスの割り当て可能な帯域残量以下かどうかを判定し、
前記合計が前記帯域残量を超える場合、前記第２の通信装置は、各端末の優先度及び／又は要求発生時間に基づき、前記第１の通信装置からの前記第２の要求メッセージによる帯域割り当てと前記第２の端末からの帯域割り当て要求のうち、どちらを許可できるか判定し、
前記第１の通信装置から受信した帯域割り当て要求が拒否と判定された場合、前記第２の通信装置は、拒否となった前記第１の通信装置に、前記第１の端末に対する帯域割り当ての拒否メッセージを返信し、及び、前記第２の通信装置は、前記送信先テーブルに基づいて該サービスに対応するひとつ又は複数の前記他の通信装置の送信先アドレスを設定し、且つ、許可となった前記第２の端末のＭＳ識別子、前記第２の端末が帯域を要求するサービス識別子、前記第２の端末の割り当て要求帯域を含む帯域割り当てを要求する第３の要求メッセージを、ひとつ又は複数の該他の通信装置へ送信する、ことを特徴とする通信方法が提供される。
【００１５】
本発明の第３の解決手段によると、
通信装置であって、
サービス識別子に対応して、サービス毎の割り当て可能帯域残量が記憶される帯域残量テーブルと、
サービス識別子に対応して、サービス毎の割り当て可能帯域残量送信先のひとつ又は複数の通信装置が記憶される送信先テーブルと、を記憶する記憶部と、
第１の端末から、帯域割り当てを要求する該第１の端末のＭＳ識別子、該第１の端末が帯域を要求するサービスのサービス識別子、該第１の端末が割り当てを要求する要求帯域を含むあるサービスに対する帯域割り当てを要求する第１の要求メッセージを、受信する要求メッセージ受信部と、
前記帯域残量テーブルを参照して、受信した前記第１の要求メッセージに基づき、前記第１の端末のあるサービスに対する割り当て要求帯域が、該サービスの割り当て可能帯域残量を超えていないか判定する帯域残量超過判定部と、
超えていない場合、前記送信先テーブルに基づいて該サービスに対応するひとつ又は複数の他の通信装置の送信先アドレスを設定し、且つ、前記第１の要求メッセージに含まれたＭＳ識別子、サービス識別子、要求帯域を含む第２の要求メッセージを、ひとつ又は複数の該他の通信装置へ送信する第１の要求メッセージ送信部と、
所定時間内に、前記第２の要求メッセージを送信した全ての前記他の通信装置から許可メッセージを受信した場合、前記帯域残量テーブルを参照して、要求されたサービスのサービス識別子に対する割り当て可能帯域残量から要求帯域を差し引いて変更後の割り当て帯域残量を計算し、該帯域残量により前記帯域残量テーブルを更新する更新部と、
前記第１の端末に対して、ＭＳ識別子、サービス識別子、要求帯域、を含む割り当てを許可する許可メッセージを送信し、且つ、前記第２の要求メッセージを送信した全ての前記他の通信装置に、帯域残量を変更するサービス識別子、変更後の割り当て帯域残量を含む帯域残量変更メッセージを送信する帯域残量変更メッセージ送信部と、
ある通信装置から前記第１の要求メッセージに含まれたＭＳ識別子、サービス識別子、要求帯域を含む第２の要求メッセージを受信すると、受信した前記第２の要求メッセージに含まれるサービス識別子のサービスに対して、前記第２の要求メッセージ内のＭＳ識別子の前記第１の端末以外の第２の端末からの帯域割り当て要求の有無を判定する帯域割り当て要求有無判定部と、
該サービスに対する前記第２の端末の帯域割り当て要求がある場合、前記帯域残量テーブルを参照し、前記第２の要求メッセージに含まれるサービス識別子のサービスに対する割り当て要求帯域と、該サービスに対して前記第２の端末から要求された割り当て要求帯域との合計が、該サービスの割り当て可能な帯域残量以下かどうかを判定する帯域残量判定部と、
前記合計が前記帯域残量を超える場合、各端末の優先度及び／又は要求発生時間に基づき、前記ある通信装置からの前記第２の要求メッセージによる帯域割り当てと前記第２の端末からの帯域割り当て要求のうち、どちらを許可できるか判定する要求許可部と、
前記ある通信装置から受信した帯域割り当て要求が拒否と判定された場合、拒否となった前記ある通信装置に、前記第１の端末に対する帯域割り当ての拒否メッセージを返信し、及び、前記送信先テーブルに基づいて該サービスに対応するひとつ又は複数の通信装置の送信先アドレスを設定し、且つ、許可となった前記第２の端末のＭＳ識別子、前記第２の端末が帯域を要求するサービス識別子、前記第２の端末の割り当て要求帯域を含む帯域割り当てを要求する第３の要求メッセージを、該ひとつ又は複数の通信装置へ送信する第２の要求メッセージ送信部、とを有することを特徴とする通信装置が提供される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によると、無線通信システムにおいて、ポリシーサーバやゲートウェイが、あるサービスで使用する帯域の割り当てを要求する各端末に帯域を割り当てる場合、各サービスまたは各ノードの事情で決定する割り当て可能な帯域の残量の現在の値に基づいて、該サービスで使用する帯域の割り当てを要求する各端末に帯域を割り当てることができる。また、本発明によると、複数のポリシーサーバまたは複数のゲートウェイでほぼ同時に発生した、各端末があるサービスで使用する帯域の割り当て要求に対して、割り当て可能な帯域の残量の現在の値を超えた帯域が割り当てられることを避けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】割り当て可能な帯域の残量の現在の値に基づいて該サービスで使用する帯域の割り当てを要求する端末に割り当てる帯域を設定する帯域割り当て機能を有するポリシーサーバ装置およびゲートウェイ装置の一例。
【図２】該サービスで使用する帯域の割り当てを要求する端末に割り当てる帯域を設定する帯域割り当て機能を有する移動体無線通信システム（ポリシーサーバとゲートウェイが別ノードの場合）の一例。
【図３】該サービスで使用する帯域の割り当てを要求する端末に割り当てる帯域を設定する帯域割り当て機能を有する移動体無線通信システム（ポリシーサーバとゲートウェイが一体型ノードの場合）の一例。
【図４】ポリシーサーバのブロック図の一例。
【図５】ゲートウェイのブロック図の一例。
【図６】帯域割り当て機能を有するポリシーサーバまたはゲートウェイが保持するテーブル（サービス別割り当て可能帯域残量テーブル）の一例。
【図７】帯域割り当て機能を有するポリシーサーバまたはゲートウェイが保持するテーブル（サービス別割り当て可能帯域残量送信先ＰＣＲＦテーブル）の一例。
【図８】帯域割り当て機能を有するポリシーサーバまたはゲートウェイが保持するテーブル（ＰＣＲＦ別送信先アドレステーブル）の一例。
【図９】帯域割り当て機能を有するポリシーサーバまたはゲートウェイが保持するテーブル（ＭＳ別ＵＰテーブル）の一例。
【図１０】帯域割り当て機能を有するポリシーサーバまたはゲートウェイが保持するテーブル（サービス別帯域割り当て要求総合優先度算出用パラメータテーブル）の一例。
【図１１】帯域割り当て機能を有するポリシーサーバまたはゲートウェイが保持するテーブル（サービス別割り当て可能帯域残量送信先ＧＷテーブル）の一例。
【図１２】帯域割り当て機能を有するポリシーサーバまたはゲートウェイが保持するテーブル（ＧＷ別送信先アドレステーブル）の一例。
【図１３】ポリシーサーバの帯域割り当て機能における端末からの帯域割り当て要求メッセージ受信時の処理フローチャートの一例。
【図１４】ポリシーサーバのメモリ部のブロック図の一例。
【図１５】ポリシーサーバの処理部のブロック図の一例。
【図１６】ゲートウェイのメモリ部のブロック図の一例。
【図１７】ゲートウェイの処理部のブロック図の一例。
【図１８（ａ）】ポリシーサーバの帯域割り当て機能における他ポリシーサーバからの帯域割り当て要求メッセージ受信時の処理フローチャートの一例（１／２）。
【図１８（ｂ）】ポリシーサーバの帯域割り当て機能における他ポリシーサーバからの帯域割り当て要求メッセージ受信時の処理フローチャートの一例（２／２）。
【図１９】ポリシーサーバの帯域割り当て機能における他ポリシーサーバからの帯域残量更新メッセージ受信時の処理フローチャートの一例。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
１．概要
図２は、割り当て可能な帯域の残量の現在の値に基づく帯域割り当て機能を有する移動体無線通信システムの一例（ポリシーサーバとゲートウェイが別ノードの場合）である。
本発明の実施の形態のひとつは、移動体無線通信システムにおいて、各無線端末（以下、ＭＳ：Ｍｏｂｉｌｅ  Ｓｔａｔｉｏｎ）５の基地局（以下、ＢＳ：Ｂａｓｅ  Ｓｔａｔｉｏｎ）４〜ＭＳ５間およびＢＳ４〜ゲートウェイ装置（なお、本明細書において単にゲートウェイと称することもある。以下、ＧＷ：ＧａｔｅＷａｙと記す）２およびＧＷ２〜サービス提供サーバ（以下、ＳＳ：Ｓｅｒｖｉｃｅ  Ｓｅｒｖｅｒ）１間の帯域の割り当てを行うポリシーサーバ（以下、ＰＣＲＦ：Ｐｏｌｉｃｙ  ａｎｄ  Ｃｈａｒｇｉｎｇ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）３が、収集したＳＳ１〜ＧＷ２間またはＢＳ４〜ＧＷ２間の各サービスまたは各ノードで割り当て可能な帯域の残量を基に、該サービスの帯域を使用する各ＭＳ５に割り当てる帯域を設定できるシステムを提供する。このとき、各ＰＣＲＦ３間は、図１に示すように、互いに接続されてメッセージの送受信が可能な構成となっている。
【００１９】
また、図３に、割り当て可能な帯域の残量の現在の値に基づく帯域割り当て機能を有する移動体無線通信システムの一例（ポリシーサーバとゲートウェイが一体型ノードの場合）を示す。
図３に示すように、本発明の実施の形態の変形例として、ＰＣＲＦ３とＧＷ２は同一ノードであってもよい。この場合、移動体無線通信システムにおいて、各ＭＳ５のＢＳ４〜ＭＳ５間およびＢＳ４〜ＧＷ２間およびＧＷ２〜ＳＳ１間の帯域の割り当てを行うＧＷ２が、収集した収集したＳＳ１〜ＧＷ２間またはＢＳ４〜ＧＷ２間の各サービスまたは各ノードで割り当て可能な帯域の残量を基に、該サービスの帯域を使用する各ＭＳ５に割り当てる帯域を設定できるシステムを提供する。このとき、各ＧＷ２間は、互いに接続されてメッセージの送受信が可能な構成となっている。
【００２０】
また、本発明の実施の形態の別の変形例として、ＢＳ４は、ＳＳ１と接続する間に、複数のＧＷ２を介してもよい。
なお、各実施の形態のシステムは移動体通信に限らず、無線区間を有する無線通信システムであってもよい。また、各実施の形態のシステムは無線通信に限らず、有線区間のみで構成された通信システムであってもよい。
【００２１】
また、それぞれの実施の形態において、ＧＷ２が割り当てる帯域は、ＭＳ５単位かつＳＳ１単位あるいはＭＳ５かつサービス単位のいずれの単位でも設定できる。ＭＳ５かつＳＳ１単位に帯域を設定する場合、ＭＳ５が接続するＳＳ１ごとに独立に帯域の制御を行い、同じＭＳ５でも接続するＳＳ１によって、互いに独立した通信路として扱う。また、ＭＳ５かつサービス単位に帯域を設定する場合、ＭＳ５が帯域割り当てを要求するサービスごとに独立に帯域の制御を行い、同じＭＳ５でもサービスによって、互いに独立した通信路として扱う。
【００２２】
また、それぞれの実施の形態において、各ＭＳ５の帯域の割り当て要求の優先度を、ポリシーに基づくユーザ単位の優先度（以下、ＵＰ：Ｕｓｅr  Ｐｒｉｏｒｉｔｙ）などを考慮して設定してもよい。各ＭＳ５のＵＰや、ＵＰや要求発生時刻などに基づく要求優先度の重み付けなどを含むポリシー情報は、ＧＷ２内に事前に設定されているか、ＰＣＲＦ３内に事前に設定されているといった方法がある。
【００２３】
２．本発明の実施の形態
本発明の実施の形態は、各サービスで割り当て可能な帯域の残量の現在の値に基づく帯域割り当てに関するものであり、各ＭＳ５の該サービスに対する帯域割り当て要求を受信したＰＣＲＦ３における該ＭＳ５のＢＳ４〜ＭＳ５間およびＢＳ４〜ＧＷ２間およびＧＷ２〜ＳＳ１間の帯域の割り当ての一例を示す。
【００２４】
また、本実施形態の変形例として、ＰＣＲＦ３とＧＷ２が一体型ノードになった場合、各ＭＳ５の該サービスに対する帯域割り当て要求を受信したＧＷ２における該ＭＳ５のＢＳ４〜ＭＳ５間およびＢＳ４〜ＧＷ２間およびＧＷ２〜ＳＳ１間の帯域の割り当ての一例を示す。
また、本実施の形態では、ＰＣＲＦ３またはＧＷ２が、あるサービスの帯域割り当てを要求する各ＭＳ５に帯域を割り当てる場合、各要求の総合的な優先度Ｐを帯域割り当て要求が複数のＭＳ５で発生した時刻の差Ｘと複数のユーザ優先度ＵＰの差Ｙとに基づいて決定し、Ｐに基づいて各要求に対する応答を決定することができる。また、本実施の形態では、前記各要求の総合的な優先度Ｐの算出の際に、帯域割り当て要求のＭＳ５における発生時刻の代わりに、ＧＷ２の帯域割り当て要求受信時刻、またはＰＣＲＦ３の帯域割り当て要求受信時刻を用いてもよい。
【００２５】
２−１．システム構成
［本実施の形態の移動体無線通信システムのアーキテクチャの一例］
本実施の形態の移動体無線通信システムのアーキテクチャの一例は、概要で説明した通りである。
【００２６】
２−２．装置構成
２−２−１．ＰＣＲＦ３
［本実施の形態のＰＣＲＦ３の一例］
図４に、本実施の形態で使用するＰＣＲＦ３の機能ブロック図の一例を示す。図１４に、ポリシーサーバのメモリ部のブロック図の一例を示す。また、図１５に、ポリシーサーバの処理部のブロック図の一例を示す。
ＰＣＲＦ３は、例えば、ＧＷインタフェース部３１と、ＰＣＲＦインタフェース部３２と、メモリ部３３と、処理部３４とを有する。なお、変形例として、ＧＷ２がＰＣＲＦ３一体型ノードの場合、ＰＣＲＦ３は省略されてもよい。
【００２７】
ＧＷインタフェース部３１は、ＧＷ２とのインタフェースである。ＧＷインタフェース部３１により、ＰＣＲＦ３はＧＷ２とＩＰパケットの送受信を行う。本実施の形態では、ＰＣＲＦ３はＧＷインタフェース部３１によって、ＧＷ２から帯域割り当てを要求してきたＭＳ５の識別子および割り当て要求帯域などを受信したり、ＧＷ２へＭＳ５への割り当て帯域を送信したりする。また、ＧＷ２から各ＭＳのＵＰや割り当て要求発生時刻などを受信してもよい。
【００２８】
ＰＣＲＦインタフェース部３２は、他のＰＣＲＦ３とのインタフェースである。ＰＣＲＦインタフェース部３２により、ＰＣＲＦ３は他のＰＣＲＦ３とＩＰパケットの送受信を行う。本実施の形態では、ＰＣＲＦ３はＰＣＲＦインタフェース部３２によって他のＰＣＲＦ３との間で帯域割り当てを要求してきたＭＳ５の識別子および割り当て要求帯域などを送受信する。また、ＰＣＲＦ３間で割り当て要求発生時刻などを送受信してもよい。
【００２９】
メモリ部３３は、送受信するＩＰパケット、接続するＧＷ２のアドレス、接続するＰＣＲＦ３のアドレス、各サービスの割り当て可能な帯域残量などの情報を、必要に応じて記憶・管理する。本実施の形態では、メモリ部３３は、例えば図１４のように、サービス別割り当て可能帯域残量テーブル３３１と、サービス別割り当て可能帯域残量送信先ＰＣＲＦテーブル３３２と、ＰＣＲＦ別送信先アドレステーブル３３３と、ＭＳ別ＵＰテーブル３３４と、サービス別帯域割り当て要求総合優先度算出用パラメータテーブル３３５とを有し、各サービスの割り当て可能帯域残量、各サービスの割り当て可能帯域残量送信先ＰＣＲＦ、各ＰＣＲＦ３の送信先アドレス、各ＭＳ５のＵＰ、各サービスの帯域割り当て要求総合優先度算出用パラメータなどの情報を管理することができる。なお、各テーブルの詳細は後述する。
【００３０】
処理部３４は、例えば図１５のように、メモリ部３３に保持される情報の管理を行うメモリ管理部３４１、ＩＰパケットの構築・解析などのＩＰパケット送受信処理を行う送受信管理部３４２などから構成され、メモリ部３３に保持される情報の管理、ＩＰパケットの構築・解析などのＩＰパケット送受信処理などを行う。また、処理部３４は、例えば図１５のように、各ＭＳ５に対するＢＳ４とＭＳ５間およびＢＳ４とＧＷ２間およびＧＷ２とＳＳ１間の帯域の割り当てや、各サービスの帯域割り当て要求総合優先度の算出や、算出した帯域割り当て要求総合優先度に基づく要求の受諾可否判定を行う帯域割り当て処理部３４３などから構成され、各ＭＳ５に対するＢＳ４とＭＳ５間およびＢＳ４とＧＷ２間およびＧＷ２とＳＳ１間の帯域の割り当てや、各サービスの帯域割り当て要求総合優先度の算出や、算出した帯域割り当て要求総合優先度に基づく要求の受諾可否判定などを行う。また、帯域割り当て要求の優先度決定にＰＣＲＦ３が帯域割り当て要求を受信した時刻を用いる場合、処理部３４は、例えば図１５のように、ＰＣＲＦ３がＧＷ２から取得したＭＳ５の帯域割り当て要求受信時刻の計時を行う計時部３４４などから構成され、ＰＣＲＦ３がＧＷ２から取得したＭＳ５の帯域割り当て要求受信時刻の計時を行う。
【００３１】
［本実施の形態のＰＣＲＦ３のメモリ部が保持する情報の一例］
図６に、本実施の形態のＰＣＲＦ３のメモリ部が保持する情報の一例として、サービス別割り当て可能帯域残量テーブルを示す。
サービス別割り当て可能帯域残量テーブルは、例えば、サービス識別子に対応して、割り当て可能帯域残量が記憶される。
サービス識別子は、ＧＷ２が接続するＳＳ１が提供するサービスの識別子である。割り当て可能帯域残量は、各ＭＳ５に現在割り当てが可能な帯域の残量である。
【００３２】
なお、これらの情報の初期値は、例えばＰＣＲＦ３にオペレータが予め設定して記憶させることができる。また、これらの情報は、例えばＳＳ１からＧＷ２を経由して取得した値や、オペレータがＰＣＲＦ３に追加設定した値や、ＭＳ５の初期登録時にＢＳ４およびＧＷ２を経由して取得したりした値によって、更新させることができる。また、各ＰＣＲＦ３のサービス別割り当て可能帯域残量テーブルは、相互に同期が取られるようにすることができる。
【００３３】
図７に、本実施の形態のＰＣＲＦ３のメモリ部が保持する情報の一例として、サービス別割り当て可能帯域残量送信先ＰＣＲＦテーブルを示す。
サービス別割り当て可能帯域残量送信先ＰＣＲＦテーブルは、例えば、サービス識別子に対応して、割り当て可能帯域残量送信先ＰＣＲＦが記憶される。
サービス識別子は、ＧＷ２が接続するＳＳ１が提供するサービスの識別子である。割り当て可能帯域残量送信先ＰＣＲＦは、該サービスの割り当て可能帯域残量の変化を通知する必要があるＰＣＲＦ３の識別子またはＩＰアドレスなどの宛先情報である。
【００３４】
なお、これらの情報の初期値は、例えばＰＣＲＦ３にオペレータが予め設定して記憶させることができる。また、これらの情報は、例えばＳＳ１からＧＷ２を経由して取得した値や、オペレータがＰＣＲＦ３に追加設定した値や、ＭＳ５の初期登録時にＢＳ４およびＧＷ２を経由して取得したりした値によって、更新させることができる。
【００３５】
図８に、本実施の形態のＰＣＲＦ３のメモリ部が保持する情報の一例として、ＰＣＲＦ別送信先アドレステーブルを示す。また、これらの情報は、ＳＳ１からＧＷ２を経由して取得したりした値によって、更新させることができる。
ＰＣＲＦ別送信先アドレステーブルは、例えば、ＰＣＲＦ識別子と送信先アドレスが対応して記憶される。
ＰＣＲＦ識別子は、各ＰＣＲＦ３の識別子である。送信先ＰＣＲＦアドレスは、該ＰＣＲＦのＩＰアドレスなどの宛先情報である。サービス別割り当て可能帯域残量送信先ＰＣＲＦテーブルの割り当て可能帯域残量送信先ＰＣＲＦに、ＩＰアドレスなどの宛先情報が設定される場合、本テーブルは不要である。
【００３６】
なお、これらの情報の初期値は、例えばＰＣＲＦ３にオペレータが予め設定して記憶させることができる。また、これらの情報は、例えばＳＳ１からＧＷ２を経由して取得した値や、オペレータがＰＣＲＦ３に追加設定した値や、ＭＳ５の初期登録時にＢＳ４およびＧＷ２を経由して取得したりした値によって、更新させることができる。
【００３７】
図９に、本実施の形態のＰＣＲＦ３のメモリ部が保持する情報の一例として、ＭＳ別ＵＰテーブルを示す。
ＭＳ別ＵＰテーブルは、例えば、ＭＳ識別子に対応して、ＭＳ毎のＵＰが記憶される。
ＭＳ識別子は、ＭＳ５の識別子である。ＵＰは、各ユーザに割り当てられた優先度の高さを示す値で、例えば値が小さいほど優先度が高いことを示す。
【００３８】
なお、これらの情報の初期値は、例えばＰＣＲＦ３にオペレータが予め設定して記憶させることができる。また、これらの情報は、例えばＳＳ１からＧＷ２を経由して取得した値や、オペレータがＰＣＲＦ３に追加設定した値や、ＭＳ５の初期登録時にＢＳ４およびＧＷ２を経由して取得したりした値によって、更新させることができる。
【００３９】
図１０に、本実施の形態のＰＣＲＦ３のメモリ部が保持する情報の一例として、サービス別帯域割り当て要求総合優先度算出用パラメータテーブルを示す。
サービス別帯域割り当て要求総合優先度算出用パラメータテーブルは、例えば、サービス識別子に対応して、帯域割り当て要求総合優先度算出に用いる要求発生時刻差の重みａとＵＰ差の重みｂとが、それぞれ記憶される。
【００４０】
サービス識別子は、ＧＷ２が接続するＳＳ１が提供するサービスの識別子である。要求発生時刻差の重みａは、該サービスに対する帯域割り当て要求の総合優先度Ｐを算出する際に、要求発生時刻差を重視する度合いを示す値で、例えば値が大きいほど要求発生時刻の早い要求がより重視される傾向が強いことを示す。また、要求発生時刻の代わりにＧＷ２の要求受信時刻が用いられる場合、ＧＷ２の要求受信時刻差を重視する度合いを示す値となる。また、要求発生時刻の代わりにＰＣＲＦ３の要求受信時刻が用いられる場合、ＰＣＲＦ３の要求受信時刻差を重視する度合いを示す値となる。ＵＰ差の重みｂは、該サービスに対する帯域割り当て要求の総合優先度Ｐを算出する際に、ＵＰ差を重視する度合いを示す値で、例えば値が大きいほどＵＰの高いＭＳ５の要求がより重視される傾向が強いことを示す。
【００４１】
なお、これらの情報の初期値は、例えばＰＣＲＦ３にオペレータが予め設定して記憶させることができる。また、これらの情報は、例えばＳＳ１からＧＷ２を経由して取得した値や、オペレータがＰＣＲＦ３に追加設定した値や、ＭＳ５の初期登録時にＢＳ４およびＧＷ２を経由して取得したりした値によって、更新させることができる。
【００４２】
２−２−２．ＧＷ２
［本実施の形態のＧＷ２の一例］
図５に、本実施の形態で使用するＧＷ２の機能ブロック図の一例を示す。
ＧＷ２は、例えば、ＳＳインタフェース部２１と、ＢＳインタフェース部２２と、ＰＣＲＦインタフェース部２３と、ＧＷインタフェース部２４と、メモリ部２５と、処理部２６とを有する。なお、ＧＷ２がＰＣＲＦ３と別ノードの場合、ＧＷインタフェース部２４は省略されてもよい。
また、変形例として、ＧＷ２がＰＣＲＦ３一体型ノードの場合、ＰＣＲＦインタフェース部２３は省略されてもよい。
【００４３】
ＳＳインタフェース部２１は、ＳＳ１とのインタフェースである。ＳＳインタフェース部２１により、ＧＷ２はＳＳ１とＩＰパケットの送受信を行う。本実施の形態では、ＧＷ２は、ＳＳインタフェース部２１によって、ＳＳ１から各サービスの割り当て可能帯域残量の初期値や、各サービスの帯域割り当て要求総合優先度算出に用いる要求発生時刻差の重みａとＵＰ差の重みｂを受信してもよい。
【００４４】
ＢＳインタフェース部２２は、ＢＳ４とのインタフェースである。ＢＳインタフェース部２２により、ＧＷ２はＢＳ４とＩＰパケットの送受信を行う。本実施の形態では、ＧＷ２は、ＢＳインタフェース部２２によって、ＢＳ４へ各ＭＳ５に割り当てられた帯域を送信したり、ＢＳ４から各ＭＳ５のＵＰや帯域割り当て要求発生時刻を受信したりしてもよい。
【００４５】
ＰＣＲＦインタフェース部２３は、ＰＣＲＦ３とのインタフェースである。ＰＣＲＦインタフェース部２３により、ＧＷ２はＰＣＲＦ３とＩＰパケットの送受信を行う。本実施の形態では、ＧＷ２はＰＣＲＦインタフェース部２３によって、ＰＣＲＦ３から例えば各ＭＳ５に割り当てられた帯域を受信したり、ＰＣＲＦ３へ各ＭＳ５のＵＰや帯域割り当て要求発生時刻を送信したりしてもよい。
【００４６】
ＧＷインタフェース部２４は、他のＧＷ２とのインタフェースである。ＧＷインタフェース部２４により、ＧＷ２は他のＧＷ２とＩＰパケットの送受信を行う。本実施の形態では、ＧＷ２はＧＷインタフェース部２４によって他のＧＷ２との間で帯域割り当てを要求してきたＭＳ５の識別子および割り当て要求帯域などを送受信する。また、ＧＷ２間で割り当て要求発生時刻などを送受信してもよい。
【００４７】
メモリ部２５は、送受信するＩＰパケット、接続するＳＳ１やＧＷ２やＰＣＲＦ３やＢＳ４のアドレス、各サービスの割り当て可能な帯域残量などの情報を、必要に応じて記憶・管理する。処理部２６は、メモリ部２５に保持される情報の管理、ＩＰパケットの構築・解析などのＩＰパケット送受信処理などを行う。
【００４８】
図１６に、ゲートウェイのメモリ部のブロック図の一例を示す。また、図１７に、ゲートウェイの処理部のブロック図の一例を示す。
本実施の形態の変形例として、ＧＷ２がＰＣＲＦ３一体型ノードの場合、メモリ部２５は、例えば図１６のように、サービス別割り当て可能帯域残量テーブル２５１と、サービス別割り当て可能帯域残量送信先ＧＷテーブル２５２と、ＧＷ別送信先アドレステーブル２５３と、ＭＳ別ＵＰテーブル２５４と、サービス別帯域割り当て要求総合優先度算出用パラメータテーブル２５５とを有し、各サービスの割り当て可能帯域残量、各サービスの割り当て可能帯域残量送信先ＧＷ、各ＧＷ２の送信先アドレス、各ＭＳ５のＵＰ、各サービスの帯域割り当て要求総合優先度算出用パラメータなどの情報を管理することができる。なお、各テーブルの詳細は後述する。
【００４９】
処理部２６は、例えば図１７のように、メモリ部２５に保持される情報の管理を行うメモリ管理部２６１、ＩＰパケットの構築・解析などのＩＰパケット送受信処理を行う送受信処理部２６２などから構成され、メモリ部２５に保持される情報の管理、ＩＰパケットの構築・解析などのＩＰパケット送受信処理などを行う。また、処理部２６は、例えば図１７のように、各ＭＳ５に対するＢＳ４とＭＳ５間およびＢＳ４とＧＷ２間およびＧＷ２とＳＳ１間の帯域の割り当てや、各サービスの帯域割り当て要求総合優先度の算出や、算出した帯域割り当て要求総合優先度に基づく要求の受諾可否判定を行う帯域割り当て処理部２６３などから構成され、各ＭＳ５に対するＢＳ４とＭＳ５間およびＢＳ４とＧＷ２間およびＧＷ２とＳＳ１間の帯域の割り当てや、各サービスの帯域割り当て要求総合優先度の算出や、算出した帯域割り当て要求総合優先度に基づく要求の受諾可否判定などを行う。また、帯域割り当て要求の優先度決定にＧＷ２が帯域割り当て要求を受信した時刻を用いる場合、処理部２６は、例えば図１７のように、ＧＷ２がＭＳ５からＢＳ４経由で取得したＭＳ５の帯域割り当て要求受信時刻の計時を行う計時部２６４などから構成され、ＧＷ２がＭＳ５からＢＳ４経由で取得したＭＳ５の帯域割り当て要求受信時刻の計時も処理部２６が行う。
【００５０】
［本実施の形態のＧＷ２のメモリ部が保持する情報の一例］
図６に（前述）、本実施の形態の変形例としてＧＷ２がＰＣＲＦ３一体型ノードの場合、ＧＷ２のメモリ部が保持する情報の一例として、サービス別割り当て可能帯域残量テーブルを示す。
サービス別割り当て可能帯域残量テーブルは、例えば、サービス識別子に対応して、割り当て可能帯域残量が記憶される。
【００５１】
サービス識別子は、ＧＷ２が接続するＳＳ１が提供するサービスの識別子である。割り当て可能帯域残量は、各ＭＳ５に現在割り当てが可能な帯域の残量である。
なお、これらの情報の初期値は、例えばＧＷ２にオペレータが予め設定して記憶させることができる。また、これらの情報は、例えばＳＳ１から取得した値や、オペレータがＧＷ２に追加設定した値や、ＭＳ５の初期登録時にＢＳ４を経由して取得したりした値によって、更新させることができる。
【００５２】
図１１に、本実施の形態の変形例としてＧＷ２がＰＣＲＦ３一体型ノードの場合、ＧＷ２のメモリ部が保持する情報の一例として、サービス別割り当て可能帯域残量送信先ＧＷテーブルを示す。
サービス別割り当て可能帯域残量送信先ＧＷテーブルは、例えば、サービス識別子に対応して、割り当て可能帯域残量送信先ＧＷが記憶される。
【００５３】
サービス識別子は、ＧＷ２が接続するＳＳ１が提供するサービスの識別子である。割り当て可能帯域残量送信先ＧＷは、該サービスの割り当て可能帯域残量の変化を通知する必要があるＧＷ２の識別子またはＩＰアドレスなどの宛先情報である。
なお、これらの情報の初期値は、例えばＧＷ２にオペレータが予め設定して記憶させることができる。また、これらの情報は、例えばＳＳ１から取得した値や、オペレータがＧＷ２に追加設定した値や、ＭＳ５の初期登録時にＢＳ４を経由して取得したりした値によって、更新させることができる。
【００５４】
図１２に、本実施の形態の変形例としてＧＷ２がＰＣＲＦ３一体型ノードの場合、ＧＷ２のメモリ部が保持する情報の一例として、ＧＷ別送信先アドレステーブルを示す。
ＧＷ別送信先アドレステーブルは、例えば、ＧＷ識別子と送信先アドレスが対応して記憶される。
【００５５】
ＧＷ識別子は、各ＧＷ２の識別子である。送信先ＧＷアドレスは、該ＧＷのＩＰアドレスなどの宛先情報である。サービス別割り当て可能帯域残量送信先ＧＷテーブルの割り当て可能帯域残量送信先ＧＷに、ＩＰアドレスなどの宛先情報が設定される場合、本テーブルは不要である。
【００５６】
なお、これらの情報の初期値は、例えばＧＷ２にオペレータが予め設定して記憶させることができる。また、これらの情報は、例えばＳＳ１から取得した値や、オペレータがＧＷ２に追加設定した値によって、更新させることができる。
【００５７】
図９に（前述）、本実施の形態の変形例としてＧＷ２がＰＣＲＦ３一体型ノードの場合、ＧＷ２のメモリ部が保持する情報の一例として、ＭＳ別ＵＰテーブルを示す。
ＭＳ別ＵＰテーブルは、例えば、ＭＳ識別子に対応して、ＭＳ毎のＵＰが記憶される。
ＭＳ識別子は、ＭＳ５の識別子である。ＵＰは、各ユーザに割り当てられた優先度の高さを示す値で、例えば値が小さいほど優先度が高いことを示す。
【００５８】
なお、これらの情報の初期値は、例えばＧＷ２にオペレータが予め設定して記憶させることができる。また、これらの情報は、例えばＳＳ１から取得した値や、オペレータがＧＷ２に追加設定した値や、ＭＳ５の初期登録時にＢＳ４を経由して取得したりした値によって、更新させることができる。
【００５９】
図１０に（前述）、本実施の形態の変形例としてＧＷ２がＰＣＲＦ３一体型ノードの場合、ＧＷ２のメモリ部が保持する情報の一例として、サービス別帯域割り当て要求総合優先度算出用パラメータテーブルを示す。
サービス別帯域割り当て要求総合優先度算出用パラメータテーブルは、例えば、サービス識別子に対応して、帯域割り当て要求総合優先度算出に用いる要求発生時刻差の重みａとＵＰ差の重みｂとが、それぞれ記憶される。
【００６０】
サービス識別子は、ＧＷ２が接続するＳＳ１が提供するサービスの識別子である。要求発生時刻差の重みａは、該サービスに対する帯域割り当て要求の総合優先度Ｐを算出する際に、要求発生時刻差を重視する度合いを示す値で、例えば値が大きいほど要求発生時刻の早い要求がより重視される傾向が強いことを示す。また、要求発生時刻の代わりにＧＷ２の要求受信時刻が用いられる場合、ＧＷ２の要求受信時刻差を重視する度合いを示す値となる。また、要求発生時刻の代わりにＰＣＲＦ３の要求受信時刻が用いられる場合、ＰＣＲＦ３の要求受信時刻差を重視する度合いを示す値となる。ＵＰ差の重みｂは、該サービスに対する帯域割り当て要求の総合優先度Ｐを算出する際に、ＵＰ差を重視する度合いを示す値で、例えば値が大きいほどＵＰの高いＭＳ５の要求がより重視される傾向が強いことを示す。
【００６１】
なお、これらの情報の初期値は、例えばＧＷ２にオペレータが予め設定して記憶させることができる。また、これらの情報は、例えばＳＳ１から取得した値や、オペレータがＧＷ２に追加設定した値や、ＭＳ５の初期登録時にＢＳ４を経由して取得したりした値によって、更新させることができる。
【００６２】
２−３．帯域の割り当て
［本実施の形態であるＧＷ２がＰＣＲＦ３と別ノードの場合におけるＰＣＲＦ３による帯域割り当ての一例］
図１３に、帯域割り当てにおけるＰＣＲＦ３の処理の一例として、ＧＷ２から帯域割り当て要求メッセージを受信した場合の処理を示す。ここでは、図１のＰＣＲＦ＃２の処理を例に示す。
ＰＣＲＦ＃２の処理部３４は、ステップＳ３０１で、ＧＷ＃１からＭＳのあるサービスに対する帯域割り当てを要求するメッセージを受信する。該メッセージには、送信先アドレス（ここではＰＣＲＦ＃２のアドレス）、帯域を要求するＭＳの識別子、ＭＳが帯域を要求するサービスの識別子、ＭＳが割り当てを要求する帯域、割り当て要求メッセージを示すフラグなどの情報が含まれる。また、該メッセージには、要求発生時刻を含むことができる。例えば、帯域割り当て要求の優先度決定にＭＳの要求発生時刻を用いる場合、ＧＷ＃１がＭＳからＢＳ経由で取得したＭＳの要求発生時刻も含まれる。また、帯域割り当て要求の優先度決定にＧＷ＃１の要求受信時刻を用いる場合、ＧＷ＃１がＢＳから該ＭＳの要求を取得した時刻も含まれる。ここでは、例えば帯域割り当て要求の優先度決定にＭＳの要求発生時刻を用いる場合で、ＭＳの識別子をＭＳ＃１、サービスの識別子をＳｅｒｖｉｃｅ＃１、ＭＳが割り当てを要求する帯域を８ｋｂｐｓ、ＭＳの要求発生時刻を２０１０年１月１日１２時００分００秒とする。
ＰＣＲＦ＃２の処理部３４は、ステップＳ３０２で、サービス別割り当て可能帯域残量テーブル３３１を参照して、ステップＳ３０１で受信したＭＳ＃１のあるサービスに対する割り当て要求帯域が、該サービスの割り当て可能帯域の残量を超えていないか判定する。
【００６３】
超えている場合、ステップＳ３０３Ｙで、処理部３４はＧＷ＃１へ要求拒否のメッセージを返信して処理を終了する。該メッセージには、要求を拒否するＭＳの識別子、要求を拒否するサービスの識別子、割り当て拒否メッセージを示すフラグなどの情報が含まれる。
超えていない場合、ＰＣＲＦ＃２の処理部３４は、ステップＳ３０３Ｎで、サービス別割り当て可能帯域残量送信先ＰＣＲＦテーブル３３２および／またはＰＣＲＦ別送信先アドレステーブル３３３に基づいて、該サービスに対応するＰＣＲＦ３（Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ）全てへそれぞれ帯域割り当てを要求するメッセージを送信する。ここでは、処理部３４は、Ｓｅｒｖｉｃｅ＃１に対する割り当て可能帯域残量（Ｒｅｍａｉｎ）が１５ｋｂｐｓなので、超えていないと判断し、Ｓｅｒｖｉｃｅ＃１に対応するＰＣＲＦ＃１、ＰＣＲＦ＃３にそれぞれメッセージを送信する。該メッセージには、送信元アドレス（ここではＰＣＲＦ＃２のアドレス）、サービス別割り当て可能帯域残量送信先ＰＣＲＦテーブル３３２および／またはＰＣＲＦ別送信先アドレステーブル３３３から取得した送信先アドレスを設定し、帯域を要求するＭＳの識別子、ＭＳが帯域を要求するサービスの識別子、ＭＳが割り当てを要求する帯域、割り当て要求メッセージを示すフラグなどの情報が含まれる。また、該メッセージには、要求発生時刻を含むことができる。例えば、帯域割り当て要求の優先度決定にＭＳの要求発生時刻を用いる場合、ＧＷ＃１がＭＳからＢＳ経由で取得したＭＳの要求発生時刻も含まれる。また、帯域割り当て要求の優先度決定にＧＷ＃１の要求受信時刻を用いる場合、ＧＷ＃１がＢＳから該ＭＳの要求メッセージを受信した時刻も含まれる。また、帯域割り当て要求の優先度決定にＰＣＲＦ＃２の要求受信時刻を用いる場合、ＰＣＲＦ＃２がＧＷ＃１から該ＭＳの要求メッセージを受信した時刻も含まれる。ここでは、例えば帯域割り当て要求の優先度決定にＭＳの要求発生時刻を用いる場合で、ＭＳの識別子をＭＳ＃１、サービスの識別子をＳｅｒｖｉｃｅ＃１、ＭＳが割り当てを要求する帯域を８ｋｂｐｓ、ＭＳの要求発生時刻を２０１０年１月１日１２時００分００秒とする。
【００６４】
ＰＣＲＦ＃２の処理部３４は、ステップＳ３０４で、ステップＳ３０３Ｎでメッセージを送信した該サービスに対応する全てのＰＣＲＦから対応する応答メッセージが返信されるのを待つ。ここでは、ＰＣＲＦ＃２の処理部３４は、ＰＣＲＦ＃１、ＰＣＲＦ＃３のそれぞれから応答メッセージが返信されるのを待つ。例えば、ＰＣＲＦ＃２の処理部３４は、ＰＣＲＦ＃２に事前設定された応答待ちタイマを起動し、応答待ちタイマが満了するまでの一定時間だけ返信を待ってもよい。
【００６５】
応答待ちタイマが満了しても、ステップＳ３０３Ｎでメッセージを送信したＰＣＲＦのいずれかからも返信が来ない場合、ＰＣＲＦ＃２の処理部３４は、ステップＳ３０５Ｎで、ＰＣＲＦ＃２に事前設定された準正常処理に従って動作する。例えば、ＰＣＲＦ＃２の処理部３４は、返信が来ない一部のＰＣＲＦに対してメッセージの再送を行ってもよいし、返信が来ない場合はＧＷ＃１に帯域割り当て要求の受諾または拒否を返信してもよい。返信が来ない一部のＰＣＲＦに対するメッセージの再送は、ＰＣＲＦ＃２に事前設定された回数だけ行ってもよいし、返信があるまで繰り返し行ってもよい。また、返信が来ない一部のＰＣＲＦに対するメッセージの再送は、ＰＣＲＦ＃２に事前設定された再送間隔で送信してもよいし、ＰＣＲＦ＃２でランダムに生成した送信間隔に従って送信してもよい。
【００６６】
ＰＣＲＦ＃２の処理部３４は、応答待ちタイマ満了前に、ステップＳ３０３Ｎでメッセージを送信したいずれかのＰＣＲＦから対応する応答メッセージを受信した場合、ステップＳ３０５Ｙで、処理部３４は、そのＰＣＲＦから受信した応答メッセージが割り当て許可を示すメッセージかどうかチェックする。例えば、応答メッセージに該帯域割り当てを許可するか拒否するかを示すフラグが含まれ、その値をチェックしてもよい。
【００６７】
ステップＳ３０５Ｙのチェックの結果、許可を示すメッセージだった場合、処理部３４は、ステップＳ３０６Ｙで、ステップＳ３０３Ｎでメッセージを送信した全ＰＣＲＦから該割り当て要求メッセージに対応する応答メッセージを受信しているか、該割り当て要求メッセージを示すフラグ等により、判定する。
ステップＳ３０５Ｙで、ステップＳ３０３Ｎでメッセージを送信したＰＣＲＦのうち、応答メッセージを受信していないＰＣＲＦがひとつ以上ある場合、ＰＣＲＦ＃２の処理部３４は、ステップＳ３０７Ｎで、ステップＳ３０４に戻って応答メッセージの返信を待つ。
【００６８】
一方、ステップＳ３０６Ｙで、ステップＳ３０３Ｎでメッセージを送信した全てのＰＣＲＦから許可メッセージを受信済みだった場合、ＰＣＲＦ＃２の処理部３４は、メモリ部のサービス別割り当て可能帯域残量テーブル３３１のうち、帯域割り当てを許可されたサービスに対応する割り当て可能帯域残量を、現在の割り当て可能帯域残量から許可した帯域を差し引いた値に更新する。さらに、処理部３４は、ステップＳ３０７Ｙで、ＧＷ＃１へ割り当て許可のメッセージを送信し、ステップＳ３０３Ｎでメッセージを送信した全てのＰＣＲＦに帯域残量変更メッセージを送信して処理を終了する。ＧＷ＃１への割り当て許可メッセージには、送信元アドレス（ここでは、ＰＣＲＦ＃２のアドレス）、帯域を要求するＭＳの識別子、ＭＳが帯域を要求するサービスの識別子、ＭＳが割り当てを要求する帯域、割り当て許可メッセージを示すフラグなどの情報が含まれる。他ＰＣＲＦへの帯域残量変更メッセージには、送信元アドレス（ここでは、ＰＣＲＦ＃２のアドレス）、送信先アドレス、帯域残量を変更するサービスの識別子、変更後の帯域残量、割り当て許可メッセージを示すフラグなどの情報が含まれる。
【００６９】
一方、ステップＳ３０５Ｙでひとつ以上の他ＰＣＲＦからの応答メッセージで帯域割り当てが拒否された場合、ステップＳ３０６Ｎで、ＰＣＲＦ＃２の処理部３４は、ＧＷ＃１へ該ＭＳに対する帯域割り当て拒否メッセージを送信する。ＧＷ＃１に対する帯域割り当て拒否メッセージには、帯域を要求するＭＳの識別子、ＭＳが帯域を要求するサービスの識別子、割り当て拒否メッセージを示すフラグなどの情報が含まれる。
【００７０】
図１８（ａ）および（ｂ）に、帯域割り当てにおけるＰＣＲＦ３の処理の一例として、ＰＣＲＦ３から帯域割り当て要求メッセージを受信した場合の処理を示す。ここでは、図１のＰＣＲＦ＃３の処理を例に示す。
この例では、ＰＣＲＦ＃２から、図１３のステップＳ３０３Ｎにより帯域割り当てを要求するメッセージが送信された場合、ＰＣＲＦ＃３の処理部３４は、ステップＳ３１１で、ＰＣＲＦ＃２からＭＳ＃１が要求したあるサービスに対する帯域割り当てを要求するメッセージを受信する。該メッセージには、送信元アドレス（ここではＰＣＲＦ＃２のアドレス）、ＰＣＲＦ＃２がサービス別割り当て可能帯域残量送信先ＰＣＲＦテーブル３３２またはＰＣＲＦ別送信先アドレステーブル３３２から取得した送信先アドレスが設定され、帯域を要求するＭＳの識別子、ＭＳが帯域を要求するサービスの識別子、ＭＳが割り当てを要求する帯域、割り当て要求メッセージを示すフラグなどの情報が含まれる。また、該メッセージには、要求発生時刻を含むことができる。帯域割り当て要求の優先度決定にＭＳの要求発生時刻を用いる場合、ＧＷ＃１がＭＳからＢＳ経由で取得したＭＳの要求発生時刻も含まれる。また、帯域割り当て要求の優先度決定にＧＷ＃１の要求受信時刻を用いる場合、ＧＷ＃１がＢＳから該ＭＳの要求メッセージを受信した時刻も含まれる。また、帯域割り当て要求の優先度決定にＰＣＲＦ＃２の要求受信時刻を用いる場合、ＰＣＲＦ＃２がＧＷ＃１から該ＭＳの要求メッセージを受信した時刻も含まれる。ここでは、例えば帯域割り当て要求の優先度決定にＭＳの要求発生時刻を用いる場合で、ＭＳの識別子をＭＳ＃１、サービスの識別子をＳｅｒｖｉｃｅ＃１、ＭＳが割り当てを要求する帯域を８ｋｂｐｓ、ＭＳの要求発生時刻を２０１０年１月１日１２時００分００秒とする。
【００７１】
ＰＣＲＦ＃３の処理部３４は、ステップＳ３１２で、ステップＳ３１１で受信したメッセージに含まれるＭＳの識別子およびサービスの識別子に基づき、ＭＳ＃１が要求したあるサービスに対する他ＭＳからの帯域割り当て要求の有無を判定する。
ステップＳ３１１で受信したＭＳ＃１のあるサービスに対する他ＭＳの帯域割り当て要求がない場合、処理部３４は、ステップＳ３１３Ｎで、サービス別割り当て可能帯域残量テーブル３３１を参照してステップＳ３１１で受信したＭＳ＃１のあるサービスに対する割り当て要求帯域が、該サービスの割り当て可能帯域の残量（Ｒｅｍａｉｎ）を超えていないか判定する。
【００７２】
超えている場合、処理部３４は、ステップＳ３１４Ｙで、ＰＣＲＦ＃２へ要求拒否のメッセージを返信して処理を終了する。該メッセージには、送信元アドレス（ここではＰＣＲＦ＃３のアドレス）、送信先アドレス（ここではＰＣＲＦ＃２のアドレス）、要求を拒否するＭＳの識別子、要求を拒否するサービスの識別子、割り当て拒否メッセージを示すフラグなどの情報が含まれる。
超えていない場合、処理部３４は、ステップＳ３１４Ｎで、ステップＳ３１１で受信した帯域割り当てを要求するメッセージを送信してきたＰＣＲＦ＃２へ許可を示すメッセージを送信して処理を終了する。該メッセージには、送信元アドレス（ここではＰＣＲＦ＃３のアドレス）、受信メッセージの送信元アドレスから取得した送信先アドレスを設定し、帯域を要求するＭＳの識別子、ＭＳが帯域を要求するサービスの識別子、ＭＳが割り当てを要求する帯域、割り当て許可メッセージを示すフラグなどの情報が含まれる。
【００７３】
一方、ステップＳ３１１で帯域割り当てを要求されたサービスに対する他ＭＳの帯域割り当てを要求するメッセージがある場合、ステップＳ３１３Ｙで、ＰＣＲＦ＃３の処理部３４は、サービス別割り当て可能帯域残量テーブル３３１を参照して、ＭＳ＃１からの帯域割り当てを要求するメッセージに含まれるあるサービスに対する割り当て要求帯域と、該サービスに対して現在要求メッセージに対する割り当て許可判定中の他ＭＳに関する全ての割り当て要求帯域の合計が、該サービスの割り当て可能な帯域の残量以下かどうかを判定する。
【００７４】
該サービスに対する割り当て要求帯域の合計が該サービスの割り当て可能な帯域の残量以下の場合、ステップＳ３１６Ｙで、ステップＳ３１１で受信した帯域割り当てメッセージを送信してきたＰＣＲＦ＃２へ許可を示すメッセージを送信する。該メッセージには、送信元アドレス（ここではＰＣＲＦ＃３のアドレス）、受信メッセージの送信元アドレスから取得した送信先アドレスを設定し、帯域を要求するＭＳの識別子、ＭＳが帯域を要求するサービスの識別子、ＭＳが割り当てを要求する帯域、割り当て許可メッセージを示すフラグなどの情報が含まれる。
【００７５】
例えば、ＰＣＲＦ＃３が、図１８のステップＳ３１１でＰＣＲＦ＃２からのＭＳ＃１の帯域割り当てを要求するメッセージを受信し、図１３のステップＳ３０１でＰＣＲＦ＃３に接続されたＧＷからＭＳ＃２の帯域割り当てを要求するメッセージを受信している場合を想定する。このとき、ステップＳ３１６Ｙに移行した場合、ＭＳ＃１からの要求については、ＰＣＲＦ＃２がＰＣＲＦ＃３からの帯域割り当て許可メッセージにより帯域残量を更新することができ、一方、ＭＳ＃２からの要求については、ＰＣＲＦ＃３が、図１３のフローチャートに従い、帯域残量を更新することができる。
【００７６】
一方、該サービスに対する割り当て要求帯域の合計が該サービスの割り当て可能な帯域の残量を超える場合、処理部３４は、ステップＳ３１６Ｎで、ＰＣＲＦ＃２の帯域割り当て要求メッセージを許可できるか判定する。ここでは、先に示したＭＳ＃１とＭＳ＃２から帯域割り当てを要求するメッセージを受信した場合を想定する。このとき、判定に帯域割り当て要求の優先度決定にＭＳ５の要求発生時刻を用いる場合で、ステップＳ３１１で受信したＰＣＲＦ＃２の割り当て要求の内容としてＭＳの識別子をＭＳ＃１、サービスの識別子をＳｅｒｖｉｃｅ＃１、ＭＳが割り当てを要求する帯域を８ｋｂｐｓ、ＭＳの要求発生時刻を２０１０年１月１日１２時００分００秒とし、ＰＣＲＦ＃３がＧＷ＃２から受信した割り当て要求の内容として、ＭＳの識別子をＭＳ＃２、サービスの識別子をＳｅｒｖｉｃｅ＃１、ＭＳが割り当てを要求する帯域を１０ｋｂｐｓ、ＭＳの要求発生時刻を２０１０年１月１日１２時００分３０秒とする。このとき、要求帯域の合計が１８ｋｂｐｓであるため、サービス別割り当て可能帯域残量テーブル３３１に記憶されたサービスの割り当て可能な帯域の残量１５ｋｂｐｓを超える。
【００７７】
例えば、ＰＣＲＦ＃３は、ＭＳにおける帯域割り当て要求発生時刻の差Ｘと、ユーザ優先度ＵＰの差Ｙとを基に、以下の式に基づいて、要求の総合的な優先度の差Ｐを決定して、その正負でＰＣＲＦ＃２からの帯域割り当て要求メッセージを許可できるか判定する。なお、ＭＳにおける帯域割り当て要求発生時刻の代わりに、ＧＷの帯域割り当て要求受信時刻や、ＰＣＲＦの帯域割り当て要求受信時刻等の適宜の時刻を用いてもよい。
［式１］
Ｐ＝ａＸ＋ｂＹ
【００７８】
例えば、Ｐが正の場合、ＰＣＲＦ＃２からのメッセージの帯域割り当て要求は拒否、Ｐが負の場合、ＰＣＲＦ＃２からの帯域割り当て要求は許可となる。また、Ｐ＝０となる場合は、予め決められたルールに従って許可または拒否が決定される。例えば、ＭＳに予め設定された優先度に従ったり、ＰＣＲＦやＧＷに予め決められた優先度に従ったり、ランダムに許可される要求を決定したりしてもよい。帯域割り当て要求総合優先度算出に用いる要求発生時刻差の重みａとＵＰ差の重みｂは、サービス別帯域割り当て要求総合優先度算出用パラメータテーブルからサービス識別子に対応する値を取得する。ここでは、サービスの識別子Ｓｅｒｖｉｃｅ＃１に対応するａ、ｂとしてａ＝３、ｂ＝１００を用いる。また、ここでは、要求発生時刻の差Ｘを秒で計算する。要求メッセージから取得したＭＳ＃１の要求発生時刻２０１０年１月１日１２時００分００秒と、応答メッセージから取得したＭＳ＃２の要求発生時刻２０１０年１月１日１２時００分３０秒との差Ｘは、＋３０秒となる。一方、各ＭＳのＵＰはＭＳ別ＵＰテーブルからＭＳの識別子に対応する値を取得する。要求メッセージから取得したＭＳ識別子ＭＳ＃１に対応するＵＰ＝３、応答メッセージから取得したＭＳ識別子ＭＳ＃２のＵＰ＝２より、ＵＰの差Ｙは、―１となる。以上の値を式１に代入すると、Ｐ＝３×３０―１×１００＝−１０＜０より、ＭＳ＃２に対する帯域割り当て要求、すなわちＧＷ＃２から受信した帯域割り当て要求が許可され、ＭＳ＃１に対する帯域割り当て要求、すなわちＰＣＲＦ＃２から受信した帯域割り当て要求は拒否される。
【００７９】
ＰＣＲＦ＃３の処理部３４は、あるサービスに対する帯域割り当て要求が複数存在する場合、対象となる全ての割り当て要求に対して上記判定処理を行う。また、このとき対象となる割り当て要求は、判定処理時点で他ＰＣＲＦの許可待ちの全ての要求を含めてもよいし、一部の割り当て要求のみに限定してもよい。割り当て要求を限定する基準としては、判定処理からある時間以上前またはある前段処理以前に受信した割り当て要求のみとしてもよい。
【００８０】
ステップＳ３１７で、ＰＣＲＦ＃３の処理部３４は、ステップＳ３１１でＰＣＲＦ＃２から受信した割り当て要求に対するステップＳ３１６Ｎの判定処理の結果、ステップＳ３１１で受信した要求が全ての要求に対して許可となったか否かを判定する。
ステップＳ３１１でＰＣＲＦ＃２から受信した帯域割り当て要求が、全ての判定処理で許可となった場合、ステップＳ３１８Ｙで、ＰＣＲＦ＃３の処理部３４は、ＰＣＲＦ＃２から受信した帯域割り当て要求に対する許可メッセージを送信元のＰＣＲＦ＃２へ返信する。該メッセージには、送信元アドレス（ここではＰＣＲＦ＃３のアドレス）、送信先アドレス（ここではＰＣＲＦ＃２のアドレス）、帯域割り当てを許可するＭＳの識別子、帯域割り当てを許可するサービスの識別子、割り当てを許可する帯域、割り当て許可メッセージを示すフラグなどの情報が含まれる。
【００８１】
ステップＳ３１１でＰＣＲＦ＃２から受信した帯域割り当て要求が、判定処理の結果一つでも拒否となった場合、ＰＣＲＦ＃３の処理部３４は、ステップＳ３１８Ｎで、ＰＣＲＦ＃２から受信した帯域割り当て要求に対する拒否メッセージを送信元のＰＣＲＦ＃２へ返信する。拒否メッセージには、送信元アドレス（ここではＰＣＲＦ＃３のアドレス）、送信先アドレス（ここではＰＣＲＦ＃２のアドレス）、要求が拒否されたＭＳの識別子、要求が拒否されたサービスの識別子、割り当て拒否メッセージを示すフラグなどの情報が含まれる。
【００８２】
ステップＳ３１９で、ＰＣＲＦ＃３の処理部３４は、ＰＣＲＦ＃２から受信した要求の判定の結果許可となった他のＭＳ＃２に対する帯域割り当て要求メッセージを送信する。該メッセージには、送信元アドレス（ここではＰＣＲＦ＃３のアドレス）、サービス別割り当て可能帯域残量送信先ＰＣＲＦテーブル３３２および／またはＰＣＲＦ別送信先アドレステーブル３３３から取得した送信先アドレスを設定し、帯域を要求するＭＳ５の識別子、ＭＳ５が帯域を要求するサービスの識別子、ＭＳ５が割り当てを要求する帯域、割り当て要求メッセージを示すフラグなどの情報が含まれる。また、該メッセージには、要求発生時刻を含むことができる。例えば、帯域割り当て要求の優先度決定にＭＳ５の要求発生時刻を用いる場合、ＧＷ２がＭＳ５からＢＳ４経由で取得したＭＳ５の要求発生時刻も含まれる。また、帯域割り当て要求の優先度決定にＧＷ２の要求受信時刻を用いる場合、ＧＷ２がＢＳ４から該ＭＳ５の要求を取得した時刻も含まれる。該メッセージはステップＳ３１８Ｙで送信される拒否メッセージとマージして、ヘッダを共有する一つのメッセージとして送信してもよい。
【００８３】
ステップＳ３１９以降の処理は、図１８（ｂ）に示すように、ステップＳ３０４’以下の処理に従う。ステップＳ３０４’以下の処理は、図１３のステップＳ３０４以下の処理と同様である。ただし、図１３の各ステップにおける「Ｓ３０３Ｎでメッセージを送信した」、「Ｓ３０４に戻る」という内容が、図１８（ｂ）の各ステップでは、それぞれ「Ｓ３１９Ｎでメッセージを送信した」、「Ｓ３０４’に戻る」という内容に変更される。これにより、ＰＣＲＦ＃３は、ＭＳ＃２からの要求について、帯域残量を更新することができる。
【００８４】
図１９に、帯域割り当てにおけるＰＣＲＦ３の処理の一例として、他のＰＣＲＦ３から帯域残量更新メッセージを受信した場合の処理を示す。ここでは、図１のＰＣＲＦ＃３がＰＣＲＦ＃２から帯域残量更新メッセージを受信した処理を例に示す。
【００８５】
ＰＣＲＦ＃３の処理部３４は、ステップＳ３２１で、ＰＣＲＦ＃２からＭＳのあるサービスに対する帯域残量を更新するメッセージを受信する。該メッセージには、帯域残量を更新するサービスの識別子、変更後の帯域残量、帯域残量更新メッセージを示すフラグなどの情報が含まれる。
ＰＣＲＦ＃３の処理部３４は、ステップＳ３２２で自身が記憶している該サービスの割り当て可能帯域の残量を更新して処理を終了する。ＰＣＲＦ＃３の処理部３４は、メモリ部３３のサービス別割り当て可能帯域残量テーブル３３１のうち、ステップＳ３２１で受信した帯域残量更新メッセージで指定されたサービスに対応する割り当て可能帯域残量を、ステップＳ３２１で受信した帯域残量更新メッセージで指定された値に更新する。
【００８６】
［本実施の形態の変形例であるＧＷ２がＰＣＲＦ３一体型ノードの場合におけるＧＷ２による帯域割り当ての一例］
ＧＷ２がＰＣＲＦ３一体型ノードの場合、前記帯域割り当てをＰＣＲＦ３の代わりにＧＷ２で行う。図６、図７の代わりにそれぞれ図１１、図１２を用いる点、各メッセージの送信元および送信先のノードがＧＷではなくＢＳなどＧＷが帯域割り当て要求を受信するノードとなり、ＰＣＲＦではなくＧＷとなる点が異なるだけで、帯域割り当ての処理は前記のフローと同様に行われる。
【００８７】
３．本実施の形態の効果
上述の実施の形態によると、ポリシーサーバまたはゲートウェイ間でサービス毎の割り当て可能な帯域の現在の値が共有されるため、ポリシーサーバやゲートウェイが複数存在する環境下でも、サービス毎に割り当て可能な帯域の残量を超えて帯域を割り当てることが防がれ、ゲートウェイで課金パケットとしてカウントしたパケットがサービスプロバイダや基地局で破棄されて誤課金が発生したり、各回線や各ノードの容量を超えるパケットが送受信されることで輻輳による遅延などのサービス品質低下を招いたりすることがなくなる。
【００８８】
また、上述の実施の形態はポリシーサーバまたはゲートウェイ間の分散制御のため、高い性能要件が要求される上位ポリシーサーバ性能を導入しなくても実現可能である。さらに、ポリシーサーバまたはゲートウェイの故障や停止による影響範囲が全体に及ぶことはなく、サービスの追加や削除時にサービスを停止しなくてもよい。
また、帯域の割り当て要求が複数のポリシーサーバまたは複数のゲートウェイでほぼ同時に発生した場合についても、要求間の優先度算出をサービスごとに行うことができる。これにより、サービスの運用ポリシーに適したパラメータを重視した柔軟な要求間の優先制御が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本発明は、例えば、無線端末毎に帯域を割り当てる無線通信システムに利用可能である。
また、本発明は、ＰＣＲＦ、ＧＷ以外の各種の通信装置に適用することができる。また、基地局〜端末間および基地局〜ゲートウェイ間およびゲートウェイ〜サービス提供サーバ間の端末ごとのユーザ単位あるいはユーザかつサービス単位の帯域を、ポリシーサーバが管理するサービスごとの割り当て可能な帯域の残量情報に基づいて、ポリシーサーバまたはゲートウェイが設定し、ゲートウェイまたは基地局等が帯域制御を行う通信システムおよび方法、ポリシーサーバ装置およびゲートウェイ装置等の通信装置に関する。
【符号の説明】
【００９０】
１  サービス提供サーバ
２  ゲートウェイ
２１  ＳＳインタフェース部
２２  ＢＳインタフェース部
２３  ＰＣＲＦインタフェース部
２４  ＧＷインタフェース部
２５  メモリ部
２５１  サービス別割り当て可能帯域残量テーブル
２５２  サービス別割り当て可能帯域残量送信先ＰＣＲＦテーブル
２５３  ＰＣＲＦ別送信先アドレステーブル
２５４  ＭＳ別ＵＰテーブル
２５５  サービス別帯域割り当て要求総合優先度算出用パラメータテーブル
２６  処理部
２６１  メモリ管理部
２６２  送受信管理部
２６３  帯域割り当て処理部
２６４  計時部
３  ポリシーサーバ
ステップＳ３０１〜ステップＳ３０７  割り当て可能な帯域の残量に基づく帯域設定における端末からの帯域割り当て要求メッセージを受信したポリシーサーバによる処理フローのステップ
ステップＳ３１１〜ステップＳ３１９  割り当て可能な帯域の残量に基づく帯域設定における他ポリシーサーバからの帯域割り当て要求メッセージを受信したポリシーサーバによる処理フローのステップ
ステップＳ３２１〜ステップＳ３２２  割り当て可能な帯域の残量に基づく帯域設定における他ポリシーサーバからの帯域残量更新メッセージを受信したポリシーサーバによる処理フローのステップ
３１  ＧＷインタフェース部
３２  ＰＣＲＦインタフェース部
３３  メモリ部
３３１  サービス別割り当て可能帯域残量テーブル
３３２  サービス別割り当て可能帯域残量送信先ＰＣＲＦテーブル
３３３  ＰＣＲＦ別送信先アドレステーブル
３３４  ＭＳ別ＵＰテーブル
３３５  サービス別帯域割り当て要求総合優先度算出用パラメータテーブル
３４  処理部
３４１  メモリ管理部
３４２  送受信管理部
３４３  帯域割り当て処理部
３４４  計時部
４  基地局
５  端末
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【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】
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【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（ａ）】
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【図１８（ｂ）】
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【図１９】
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