(57)【要約】【課題】移動通信ネットワークとビデオ放送ネットワークとを融合して、移動通信業務を満たすとともに、高効率のビデオ放送サービスを提供することができる、移動通信ネットワークとビデオ放送ネットワークとを融合する通信システム及びその通信方法を提供する。【解決手段】  本発明は、複数の基地局が少なくとも１つのセルラークラスターを構成する、移動通信ネットワークとビデオ放送ネットワークとを融合する通信システムであって、所定のスケジューリングアルゴリズムに基づいて、放送発信塔に対してビデオデータの放送のためのタイムスロットを割り当て、基地局に対して通信のためのタイムスロット及び／又は周波数を割り当てる中心制御ノードと、端末と通信する基地局と、信号を端末に送信する放送発信塔と、を備える通信システムを提供する。【選択図】図３
2008017474.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の基地局が少なくとも１つのセルラークラスターを構成する、移動通信ネットワークとビデオ放送ネットワークとを融合する通信システムであって、
所定のスケジューリングアルゴリズムに基づいて、放送発信塔に対してビデオデータの放送のためのタイムスロットを割り当て、基地局に対して通信のためのタイムスロット及び／又は周波数を割り当てる中心制御ノードと、
中心制御ノードによって割り当てられる通信のためのタイムスロット内に、所定の周波数又は中心制御ノードによって割り当てられる周波数で、端末と通信する基地局と、
中心制御ノードによって割り当てられるビデオデータの放送のためのタイムスロット内に、信号を端末に送信する放送発信塔と、を備えることを特徴とする通信システム。
【請求項２】
各セルラークラスターにおける全ての基地局は異なる基地局群に分けられ、各基地局群は互いに異なる周波数で動作し、中心制御ノードが基地局群毎に割り当てるタイムスロットは、それが位置しているセルラークラスターのタイムスロットに等しく、各基地局群内の各基地局に割り当てられたタイムスロットの合計は、セルラークラスターのタイムスロットであることを特徴とする請求項１に記載する通信システム。
【請求項３】
各セルラークラスターにおける各基地局は、互いに異なる周波数で動作し、中心制御ノードが各基地局毎に割り当てるタイムスロットは、それが位置しているセルラークラスターのタイムスロットに等しいことを特徴とする請求項１に記載する通信システム。
【請求項４】
前記基地局は、
中心制御ノードによって割り当てられるタイムスロット及び／又は周波数を受信し、中心制御ノードによって割り当てられるタイムスロットの内に、所定の周波数又は中心制御ノードによって割り当てられる周波数で、端末と通信するように基地局を制御する資源制御ユニットをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載する通信システム。
【請求項５】
放送発信塔は、
前記中心制御ノードによって割り当てられるタイムスロット情報を受信し、前記中心制御ノードによって割り当てられるタイムスロット内に、放送ビデオデータを端末に送信するように放送発信塔を制御する時間資源制御ユニットを備えることを特徴とする請求項１に記載する通信システム。
【請求項６】
前記中心制御ノードは、
所定のスケジューリングアルゴリズムに基づいて放送発信塔に対してタイムスロットを割り当て、基地局に対してタイムスロット及び／又は周波数を割り当てる資源スケジューリングユニットと、
放送発信塔に割り当てられたタイムスロットを放送発信塔に通知し、各基地局毎に割り当てられたタイムスロット及び／又は周波数情報を相応の基地局に通知する資源通知ユニットと、をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載する通信システム。
【請求項７】
基地局は、
セルラー基地局の現在の上り・下りデータフロー又は基地局におけるユーザ数を統計し、統計結果を中心制御ノードに送信する資源需要収集ユニットをさらに備え、
中心制御ノードは、
各基地局の資源需要収集ユニットからの統計結果を収集し、それを資源スケジューリングユニットに送信して、前記統計結果に基づいて資源スケジューリングを行うようにする資源要求収集ユニットをさらに備えることを特徴とする請求項６に記載する通信システム。
【請求項８】
前記中心制御ノードは、放送発信塔又は基地局とは別に設置されるか、或は、放送発信塔又はあるセルラー基地局に設置されることを特徴とする請求項１に記載する通信システム。
【請求項９】
複数の基地局が少なくとも１つのセルラークラスターを構成する、移動通信ネットワークとビデオ放送ネットワークとを融合する通信システムにおけるビデオデータ放送及びデータ通信を行う方法であって、
中心制御ノードが、所定のスケジューリングアルゴリズムに基づいて、放送発信塔に対して放送ビデオデータの送信のためのタイムスロットを割り当て、基地局に対して端末との通信のためのタイムスロット及び／又は周波数を割り当てるステップと、
放送発信塔に割り当てられるタイムスロットを放送発信塔に送信し、基地局に割り当てられるタイムスロット及び／又は周波数を相応の基地局に送信するステップと、
放送発信塔が、割り当てられた、放送ビデオデータの送信のためのタイムスロット内に、信号を端末に送信し、基地局が、割り当てられた、端末との通信のためのタイムスロット内に、所定の周波数又は中心制御ノードによって割り当てられる周波数で、端末と通信するステップと、を含むことを特徴とする方法。
【請求項１０】
各セルラークラスターにおける全ての基地局は異なる基地局群に分けられ、各基地局群は互いに異なる周波数で動作し、中心制御ノードが各基地局群毎に割り当てるタイムスロットは、それが位置しているセルラークラスターのタイムスロットに等しく、各基地局群内の各基地局に割り当てられたタイムスロットの合計は、セルラークラスターのタイムスロットであることを特徴とする請求項９に記載する方法。
【請求項１１】
各セルラークラスターにおける各基地局は互いに異なる周波数で動作し、中心制御ノードが各基地局毎に割り当てるタイムスロットは、それが位置しているセルラークラスターのタイムスロットに等しいことを特徴とする請求項９に記載する方法。
【請求項１２】
タイムスロット及び周波数を割り当てるステップは、
基地局が、現在の上り・下りデータフロー又はユーザ数を統計するステップと、
中心制御ノードが、所定のスケジューリングアルゴリズムに基づいて放送発信塔に対してタイムスロットを割り当て、各基地局からの統計結果に基づいて、所定のスケジューリングアルゴリズムを採用して各セルラークラスターにおける基地局にタイムスロット及び／又は周波数を割り当て、放送発信塔に割り当てられたタイムスロットを放送発信塔に送信し、基地局に割り当てられたタイムスロット及び／又は周波数を相応の基地局に送信するステップと、を含むことを特徴とする請求項９に記載する方法。
【請求項１３】
前記所定のスケジューリングアルゴリズムは、ｒｏｕｎｄ  ｒｏｂｉｎ、ＰＦ、ＷＦＱ、或は、ＷＦ２Ｑを含むことを特徴とする請求項１２に記載する方法。
【請求項１４】
中心制御ノードは、有線又は無線の方式を採用して、割り当てられたタイムスロットを放送発信塔に送信し、基地局に割り当てられたタイムスロット及び／又は周波数情報を基地局に送信することを特徴とする請求項９に記載する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信システム及び通信方法に関し、特に、移動通信ネットワークとビデオ放送ネットワークとを融合する通信システム及び通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動オーディオ・ビデオに対するニーズに伴って、移動ビデオ放送業務は移動通信市場においても発展し始めている。特に、ブロードバンド無線技術の高速発展に伴って、次世代無線ネットワークにおいて伝統的な移動通信ネットワーク、無線Ｉｎｔｅｒｎｅｔデータネットワーク及び放送ネットワークを如何に融合するかということが注目されている。
【０００３】
従来の移動通信ネットワークは、常にセルラー構造を採用している。このようなセルラー構造は、いずれも周波数分割多重化（ＦＤＭ）方式に基づいて通信するものであり、通常、音声とデータユニキャスト（Ｕｎｉｃａｓｔ）業務をサポートするためのものである。図１は、従来のセルラー構造を示している。図１に示すように、通常、ネットワーク事業者が７セルラーのアーキテクチャを採用してネットワークを構築する（即ち、１個のセルラーとその周りの６個の隣接セルラーで１個のセルラークラスターを構成する）。取得した周波数スペクトラム資源（例えば、１４ＭＨｚ）は、セルラー基地局毎に割り当てられ、各セルラー基地局のそれぞれは、一定の周波数帯域（２ＭＨｚ）が割り当てられる。当該周波数スペクトラム資源は、二次元的にすべてのセルラークラスターの間に重複割り当てられるものである（隣り合う両セルラークラスターのセルラー基地局が充分に離れているため、同一２ＭＨｚの帯域を多重化することができる）。このようなセルラーアーキテクチャにおいて、これらのセルラー基地局が互いに干渉しない帯域を使用するため、セルラークラスターにおけるセルラー基地局のすべては同時に動作している。図１に示す一個のセルラークラスターは７個のセルラー基地局を含んでいる。各セルラークラスターには、３個又は４個のセルラー基地局を含んでもよいことは理解すべきである。また、ネットワークに応じて他の数のセルラー基地局を設置してもよい。
【０００４】
しかしながら、従来、当該移動通信ネットワークとビデオ放送ネットワークとは、融合を基本的に実現しなく、両者が個別に運営している。幾つかの移動通信ネットワークにてビデオを視聴できても、これは、ビデオストリームを普通のデータとし、セルラー基地局から端末に送信して表示し、従来のセルラーネットワークを利用してビデオプログラムの放送を実現するものに過ぎず、効率は低い。これ以外、当該移動通信ネットワークは、下記のような課題がある。
【０００５】
１．周波数スペクトラム割り当てが一定で、周波数スペクトラム資源を最大限に利用できず、周波数スペクトラムの浪費を招いてしまう。例えば、セルラー基地局１とセルラー基地局３とは同じ周波数スペクトラム資源を有するが、実際には、セルラー基地局１のユーザ数がセルラー基地局３のユーザ数より極めて少ない可能性がある。「Ｃｅｌｌ  Ｂｒｅａｔｈｉｎｇ」という方法を介して、セル面積を動的に拡大又は縮小して周波数スペクトラム資源の浪費を低減できるが、当該方法は、例えば、ユーザの切り替え、資源の割当てなどのような、システムの複雑度を極めて増大する。「Ｃｅｌｌ  Ｂｒｅａｔｈｉｎｇ」という方法を採用する場合には、セル面積が動的に拡大されるとき、より大きい面積でカバーするため、セルラー基地局の発信電力を変更する必要がある。
【０００６】
２．セルラー毎に周波数スペクトラム資源を割り当てる必要があるため、従来のネットワークアーキテクチャは、複雑な周波数スペクトラム計画を必要にする。
【０００７】
ビデオ放送ネットワークについて、従来の放送発信塔の多数は、アナログ式ビデオ放送サービスのみを提供するものであり、少数の放送発信塔がデジタル式ビデオ放送サービスを提供できても、個別にネットワークを構築するものであり、移動通信ネットワークと結合していない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、移動通信ネットワークとビデオ放送ネットワークとを融合して、移動通信業務を満たすとともに、高効率のビデオ放送サービスを提供することができる、移動通信ネットワークとビデオ放送ネットワークとを融合する通信システム及びその通信方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一側面によると、複数の基地局が少なくとも１つのセルラークラスターを構成する、移動通信ネットワークとビデオ放送ネットワークとを融合する通信システムであって、所定のスケジューリングアルゴリズムに基づいて、放送発信塔に対してビデオデータの放送のためのタイムスロットを割り当て、基地局に対して通信のためのタイムスロット及び／又は周波数を割り当てる中心制御ノードと、中心制御ノードによって割り当てられる通信のためのタイムスロット内に、所定の周波数又は中心制御ノードによって割り当てられる周波数で、端末と通信する基地局と、中心制御ノードによって割り当てられるビデオデータの放送のためのタイムスロット内に、信号を端末に送信する放送発信塔と、を備える通信システムを提供する。
【００１０】
本発明の他の一側面によると、複数の基地局が少なくとも１つのセルラークラスターを構成する、移動通信ネットワークとビデオ放送ネットワークとを融合する通信システムにおけるビデオデータ放送及びデータ通信を行う方法であって、中心制御ノードが、所定のスケジューリングアルゴリズムに基づいて、放送発信塔に対して放送ビデオデータの送信のためのタイムスロットを割り当て、基地局に対して端末との通信のためのタイムスロット及び／又は周波数を割り当てるステップと、放送発信塔に割り当てられるタイムスロットを放送発信塔に送信し、基地局に割り当てられるタイムスロット及び／又は周波数を相応の基地局に送信するステップと、放送発信塔が、割り当てられた、放送ビデオデータの送信のためのタイムスロット内に、信号を端末に送信し、基地局が、割り当てられた、端末との通信のためのタイムスロット内に、所定の周波数又は中心制御ノードによって割り当てられる周波数で、端末と通信するステップと、を含む方法を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、移動通信ネットワークとビデオ放送ネットワークとを融合する通信システム及び方法は、移動通信ネットワークとビデオ放送ネットワークとを融合することができ、移動通信業務を満たすとともに、高効率のビデオ放送サービスを提供できる。放送基地局と各セルラークラスターとの間に時間資源を需要に応じて割り当てることで、周波数スペクトラム効率を最大限に向上させる。セルラークラスター内において各セルラー基地局間は、時間分割多重化及び／又は周波数分割多重化の方式を採用して通信することで、周波数スペクトラム資源をさらに充分利用できるとともに、中心制御ノードが各セルラー基地局の現在の上り・下りフロー又はユーザ数に応じて各セルラー基地局にタイムスロットを割り当てることで、各セルラー基地局はｃｅｌｌ  ｂｒｅａｔｈｉｎｇなどの複雑な制御を不要とする。さらに、自分に属しないタイムスロットの場合、端末とセルラー基地局を休止状態にすることで、端末とセルラー基地局に大量のエネルギーを節減させることができるようにする。
【００１２】
本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、以下に示す好ましい実施例の説明を、以下のような添付図面と照らし合わせて読むと、より完全に明らかとなるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施例について図面を参照して詳しく説明し、本発明に対する理解を混淆しないように、説明には本発明にとって必要でない細部及び機能を省略する。
【００１４】
本発明の実施例によれば、移動通信ネットワークと、ビデオ放送ネットワークとを融合する通信システム及びその通信方法を提供する。
【００１５】
図２は、本発明の実施例による移動通信ネットワークと、ビデオ放送ネットワークとを融合する通信システムの模式図である。図２に示すように、当該通信システムは、階層型カバーアーキテクチャであり、放送発信塔１と、当該放送発信塔がカバーしているセルラークラスターとを含む。
【００１６】
放送発信塔１は、広い範囲内のビデオ放送データのカバーリングを実現できる。通常、広い範囲内、例えば都市内には、１個の発信塔又は若干の発信塔だけで有効なカバーリングを実現できる。移動通信ネットワークはセルラークラスターからなり、各セルラークラスターは、通常、７個のセルラー基地局を含み、各セルラー基地局は、カバーしている範囲内の移動端末と移動通信を行うことができる。図２に示す１個のセルラークラスターには７個のセルラー基地局を含むが、各セルラークラスターには、３個又は４個のセルラー基地局、或いはその他の数のセルラー基地局を含んでもよいことは理解できる。
【００１７】
ビデオ放送ネットワークと移動通信ネットワークとの融合を実現するために、実施例では、図３に示すように、当該通信システムは中心制御ノード３をさらに含む。セルラークラスターにおける各セルラー基地局２は、有線又は無線方式によって中心制御ノード３に接続され、中心制御ノード３が所定のスケジューリングアルゴリズムに従って、各セルラー基地局２に相応の資源、例えばタイムスロットや周波数などを割り当てる。ここで、前記周波数は、今までの単一キャリアシステムにおける周波数ポイント又はマルチキャリアシステムにおけるサブ周波数帯域を含む。そして、放送発信塔１も有線又は無線方式によって中心制御ノード３に接続され、中心制御ノード３から相応の資源、例えばタイムスロットなどを割り当てる。
【００１８】
図４は、本実施例による各セルラークラスターと放送発信塔とが１フレーム時間を共用する模式図を示す。図４に示すように、放送発信塔１とそれがカバーしている各セルラークラスターとは、それぞれ時間分割多重化（ＴＤＭ）方式にて移動端末と通信する。つまり、１フレームデータにおいて、放送発信塔１が発信するビデオ放送データと各セルラークラスターが発信する移動通信データは、それぞれフレーム全体において相応のタイムスロットを占用している。また、１フレームには、共用のタイムスロットである制御パケットタイムスロットをさらに含む。当該制御パケットタイムスロット内に幾つのシグナリングを送信可能であり、例えば、各セルラー基地局２は、制御パケットタイムスロット内から中心制御ノード３より送信した資源情報（例えば、タイムスロット情報や周波数情報など）を取得することができる。また、当該制御パケットタイムスロット内には、その他の制御機能などを完成してもよい。なお、未来業務の拡張のために、１フレームには保留タイムスロットをさらに含んでもよい。図４には放送発信塔のタイムスロットが１フレームデータの開始位置に設置されるが、これは例示とする説明に過ぎず、放送データの所在位置が本発明の実質に影響を与えないことは当然である。
【００１９】
セルラークラスターには、セルラークラスターの周波数資源を複数のグループとして分け、各グループは１つの周波数範囲を有することとしてもよい。また、セルラー基地局に対しても相応のグループ化を行い、各グループにおけるセルラー基地局は同一周波数帯域を共用し、時間領域で同一グループ内のセルラー基地局を分離する。
【００２０】
図５に示すように、各セルラークラスターにおいて、各セルラー基地局は所定の周波数で動作し、いずれも中心制御ノードがそれの位置するセルラークラスターに割り当てた全部のタイムスロットを占用している。つまり、図５において、セルラークラスターでのセルラー基地局の数に基づいて、セルラー基地局毎に相応の周波数資源がそれぞれ割り当て、各セルラー基地局のそれぞれは、セルラークラスターの全部タイムスロットを占用している。
【００２１】
なお、図６に示すように、各セルラークラスターにおいて、幾つかのセルラー基地局を１グループとして分け、各グループは一つの周波数帯域を占用し、各グループ内の各セルラー基地局がそれぞれ占用した一部、即ち、セルラークラスターの全部タイムスロットを時間分割多重化することとなる。
【００２２】
以下に提出している両方式を採用して、セルラークラスターに対してタイムスロットや周波数などのような資源を割り当てもよい。
【００２３】
１．各セルラー基地局は一定の周波数で動作され、中心制御ノードによってそれにタイムスロットが割り当てられる。
【００２４】
２．中心制御ノードは、各セルラー基地局毎にタイムスロットを割り当てると共に、各セルラー基地局毎に相応の周波数を割り当て、各セルラー基地局は、中心制御ノードで割り当てたタイムスロット内、割り当てられた周波数で動作される。
【００２５】
タイムスロットや周波数などのような資源割り当てを採用してもよくて、前記の両方式に限られない。前記の割り当て方式では、中心制御ノードがセルラー基地局にタイムスロット及び／又は周波数を割り当てる場合、各セルラー基地局同士が干渉することがなければ、一定の割り当て、又は要求による割り当てなどの複数の方式を採用して行ってもよい。
【００２６】
このように、本実施例において、放送発信塔とセルラークラスターとを中心制御ノードに接続することで、中心制御ノードによって放送発信塔と放送発信塔でカバーしているセルラークラスターに対し、タイムスロットや周波数を含む相応の資源を割り当てる。そこで、放送発信塔とセルラークラスターのデータ伝送を時間領域で互いに分離させ（TDM）、各セルラークラスターにおけるセルラー基地局は、周波数領域及び／又は時間領域的にも相応の分離が行われて、放送発信塔と移動通信ネットワークとの融合を実現する。
【００２７】
以上、実施例による移動通信ネットワークとビデオ放送ネットワークとを融合する通信システム及びその通信方法の主な方式を説明した。以下、実施例の通信システムを詳しく説明する。
【００２８】
図７は、本実施例による移動通信ネットワークと、ビデオ放送ネットワークとを融合する通信システムの放送発信塔の構成模式図である。図７に示すように、当該放送発信塔１は、ＲＦ（Radio Frequency）ユニット１１と、ベースバンド処理ユニット１２と、リンク及びネットワークメッセージ処理ユニット１３と、時間資源制御ユニット１４とを備える。
【００２９】
放送発信塔において、ＲＦユニット１１は、データ信号を無線ＲＦ信号に変換してネットワーク中の端末に対し送信する。ベースバンド処理ユニット１２は、端末に送信すべきデータパケットに対してベースバンド信号処理を行う。リンク及びネットワークメッセージ処理ユニット１３は、公知のリンクプロトコルに従ってメッセージの伝送を制御し、メッセージをパックする。時間資源制御ユニット１４は、中心制御ノード３によって割り当てられるタイムスロット情報を受信し、中心制御ノードによって割り当てられるタイムスロット内にＲＦユニット１１を制御する。ベースバンド処理ユニット１２、リンク及びネットワークメッセージ処理ユニット１３などは、ビデオ放送信号を端末に送信する。
【００３０】
具体的には、時間資源制御ユニット１４によって受信された、中心制御ノード３によって割り当てられるタイムスロット内に、ビデオ放送データはまず、リンク及びネットワークメッセージ処理ユニット１３でパックされる。そして、パックされたパケットをベースバンド処理ユニット１２に提供する。ベースバンド処理ユニット１２は、当該パケットに対してベースバンド信号処理を行って、相応のベースバンド信号を発生する。ＲＦユニット１１は、周波数アップ変換を行ったベースバンド信号を端末に送信する。
【００３１】
本実施例の放送発信塔１の重要な特徴の一つは、時間資源制御ユニット１４を含むことである。時間資源制御ユニット１４は、中心制御ノード３によって割り当てられるタイムスロット情報に基づいて、割り当てられたタイムスロット内に放送発信塔１内の各ユニットを制御して信号を端末に送信することで、セルラークラスターとの時間分割多重化を実現する。
【００３２】
図８は、本実施例による移動通信ネットワークとビデオ放送ネットワークとを融合する通信システムにおけるセルラー基地局の構成模式図である。図８に示すように、セルラー基地局２は、少なくともＲＦユニット２１、ベースバンド処理ユニット２２と、リンク及びネットワークメッセージ処理ユニット２３と、資源制御ユニット２５とを備える。
【００３３】
ＲＦユニット２１は、端末に送信された信号を無線ＲＦ信号に変換したり、端末から受信された無線ＲＦ信号をベースバンド信号に変換したりする。ベースバンド処理ユニット２２は、端末に送信されたデータパケットを符号化・変調したり、端末から受信されたデータパケットを復号化・復調したりする。リンク及びネットワークメッセージ処理ユニット２３は、公知のリンクプロトコルに従ってメッセージ伝送を制御してメッセージをパックする。資源制御ユニット２５は、中心制御ノード３によって割り当てられる資源情報（タイムスロット及び／又は周波数）を受信し、中心制御ノード３によって割り当てられるタイムスロット内に前記の各ユニットを制御して、信号を中心制御ノードによって割り当てられる周波数又は所定の周波数で端末に送信させ、信号を端末から受信する。
【００３４】
具体的には、中心制御ノード３によって割り当てられるタイムスロット内に、端末から送信された信号は、まず、ＲＦユニット２１（中心制御ノードによって割り当てられる周波数又は所定の周波数で動作する）を介してベースバンド信号に変換されてから、ベースバンド処理ユニット２２で受信された信号を復号化し復調する。リンク及びネットワークメッセージ処理ユニット２３は、復号化・復調された信号をチェックしてアンパックした後、取得した信号を局端に送信する。なお、資源制御ユニット２５の制御によって、局端から送信されたメッセージは、リンク及びネットワークメッセージ処理ユニット２３を介してパックされた後、ベースバンド処理ユニット２２でデータパケットを符号化・変調され、ＲＦユニット２１によって無線ＲＦ信号に変換され、端末に送信される。
【００３５】
本実施例におけるセルラー基地局は、資源制御ユニット２５を含む。資源制御ユニット２５を介して、中心制御ノード３によって割り当てられる資源情報を受信し、割り当てられたタイムスロット内には、中心制御ノード３によって割り当てられる周波数又は所定の周波数で、信号を端末に送信したり、端末から受信したりすることで、セルラー基地局間の時間分割多重化及び周波数分割多重化を実現する。
【００３６】
図９は、本実施例による移動通信ネットワークと、ビデオ放送ネットワークとを融合する通信システムにおける中心制御ノードの構成ブロック図である。図９に示すように、当該中心制御ノード３は、資源スケジューリングユニット３２及び資源通知ユニット３３を含む。
【００３７】
中心制御ノード３では、資源スケジューリングユニット３２が所定のスケジューリングアルゴリズムに基づいて、セルラー基地局２にタイムスロット及び周波数を割り当てるとともに、放送発信塔１にタイムスロットを割り当てる。ここで、資源通知ユニット３３は、放送発信塔１に割り当てられたタイムスロット情報を放送発信塔１に通知し、各セルラー基地局に割り当てられたタイムスロット及び／又は周波数情報を対応するセルラー基地局に通知することとなる。
【００３８】
中心制御ノード３は、各セルラー基地局２及び放送発信塔１とは別な装置であってもよい。本発明は、これに限られなく、中心制御ノード３は、放送発信塔における一つの処理ユニットであってもよく、あるセルラー基地局における一つの処理ユニットであってもよい。
【００３９】
以下、図１０を結合して、前記の放送発信塔、セルラー基地局及び中心制御ノードを採用した場合、本実施例による移動通信ネットワークとビデオ放送ネットワークとを融合する通信方法のフローについて、説明する。
【００４０】
ステップ１００において、制御パケットタイムスロット内には、中心制御ノード３における資源スケジューリングユニット３２が所定のスケジューリングアルゴリズムに基づいて、各セルラー基地局２にタイムスロット及び／又は周波数を割り当てるとともに、放送発信塔１にタイムスロットを割り当てる。そして、セルラー基地局２に割り当てられたタイムスロット及び／又は周波数情報、並びに放送発信塔１に割り当てられたタイムスロット情報は、資源通知ユニット３３に送信される。
【００４１】
ここで、セルラークラスターにおけるセルラー基地局毎に異なる周波数が割り当てられた場合、或いは、セルラークラスターにおける各セルラー基地局のそれぞれが異なる周波数で固定的に動作している場合、中心制御ノードがセルラー基地局毎に割り当てた一定のタイムスロットは、いずれもセルラークラスター全体のタイムスロットに等しいが、図５に示すように、放送発信塔１では、そのタイムスロットが一定である。
【００４２】
なお、セルラークラスターにおいて、セルラー基地局が複数のセルラー基地局群に分けられ、各セルラー基地局群のそれぞれが所定の周波数又は中心制御ノードによって割り当てられる周波数で動作しているとき、中心制御ノードは、各セルラー基地局群におけるセルラー基地局にタイムスロットを一定又はランダムに割り当てる。セルラー基地局群内の各セルラー基地局毎に割り当てられたタイムスロットの合計は、セルラークラスター全体の時間に等しい。図６に示すように、放送発信塔１については、そのタイムスロット長さが一定である。
【００４３】
ステップ１０２において、資源通知ユニット３３は、セルラー基地局２に割り当てられたタイムスロット及び／又は周波数情報を相応のセルラー基地局２の資源制御ユニット２５に送信し、放送発信塔１に割り当てられたタイムスロット情報を放送発信塔１の時間資源制御ユニット１４に送信する。
【００４４】
ステップ１０４において、放送発信塔１の時間資源制御ユニット１４は、資源通知ユニット３３から送信されたタイムスロット内、ビデオ放送信号を端末に送信するようにＲＦユニット１１を制御するとともに、セルラー基地局２の資源制御ユニット２５は、資源通知ユニット３３から送信されたタイムスロット内に、所定の周波数又は中心制御ノードによって割り当てられる周波数で、データを端末に送信したり端末から受信したりするようにＲＦユニットを制御する。
【００４５】
前記方法によると、中心制御ノード３は、所定のスケジューリングアルゴリズムに従って放送発信塔１及びセルラー基地局２に相応の資源を割り当てることで、移動通信ネットワークとビデオ放送ネットワークとを融合する。中心制御ノード３は、フレーム毎にタイムスロットを改めて割り当てもよく、ネットワークの実際需要に応じて、幾つのフレームをおいてタイムスロットを改めて割り当てもよい。このような場合、放送発信塔１とセルラー基地局２とは、現在新たに割り当てられた資源に基づいて通信する。且つ、資源が割り当てられていない時間内に、セルラー基地局２は休止状態になることが可能で、エネルギーを節減する目的を達成することができる。
【００４６】
以上説明した方法は、資源割当てが中心制御ノードによって個別に行われるものであり、端末数が少ない或いはデータフローが少ない場合には、ある程度の効果を得られるが、端末数が多い或いはデータフローが多い場合では、中心制御ノードは適時に正確なスケジューリングを実現するために、適応割り当て方式によって資源を割り当てる必要がある。
【００４７】
適応スケジューリングを実現するために、セルラー基地局２と中心制御ノードとの間にフィードバックメカニズムを確立する必要があり、中心制御ノードは、セルラー基地局２からフィードバックされる情報に基づいて、セルラー基地局２に相応の資源を割り当てる。このような場合、適応スケジューリングを実現するには、セルラー基地局２と中心制御ノードとを相応に改良する必要がある。
【００４８】
図１１は、本実施例におけるセルラー基地局２の改良例の一つの構成模式図を示す。当該セルラー基地局２は、少なくともＲＦ（Radio Frequency）ユニット２１と、ベースバンド処理ユニット２２と、リンク及びネットワークメッセージ処理ユニット２３と、資源需要収集ユニット２４と、資源制御ユニット２５とを備える。
【００４９】
資源需要収集ユニット２４は、セルラー基地局２の現在の上り・下りフロー又はユーザ数を収集し、統計結果を中心制御ノード３に送信する。中心制御ノード３は、資源需要収集ユニット２４から送信された統計結果に応じて、セルラー基地局２に資源（タイムスロット及び／又は周波数を含む）を割り当てる。他のユニットの構成や機能は、前記に説明しているものと同じであるため、ここでは説明を省略する。
【００５０】
具体的には、中心制御ノード３によって割り当てられるタイムスロット内、端末から送信された信号は、まず、ＲＦユニット２１（所定の周波数又は中心制御ノードによって割り当てられる周波数で動作している）を介してベースバンド信号に変換される。そして、ベースバンド処理ユニット２２は、変換されたベースバンド信号を復号化・復調し、リンク及びネットワークメッセージ処理ユニット２３に提供する。リンク及びネットワークメッセージ処理ユニット２３は、復号化・復調された信号をチェック・アンパックした後、取得した信号を局端に送信する。同時に、資源需要収集ユニット２４は、セルラー基地局２の上り・下りフロー又はセルラー基地局２のユーザ数を統計し、統計結果を中心制御ノード３に交付する。一方、局端から送信されてきたメッセージは、リンク及びネットワークメッセージ処理ユニット２３を介してパックされて、ベースバンド処理ユニット２２に送信され、ベースバンド処理ユニット２２によってデータパケットを符号化・変調する。そして、ＲＦユニット２１は、符号化・変調されたデータパケットを無線ＲＦ信号に変換して、端末に送信する。なお、ＲＦユニット２１は、依然として、割り当てられた周波数又は所定の周波数で端末から信号を受信する。
【００５１】
図８に示すセルラー基地局に比べると、図１１に示す改良例によるセルラー基地局は、資源需要収集ユニット２４をさらに含む。資源需要収集ユニット２４は、セルラー基地局２の現在の上り・下りフローやセルラー基地局２のユーザ数を統計し、統計結果を中心制御ノード３に交付して、中心制御ノード３による資源割当てに根拠を提供する。そして、基地局の資源制御ユニット２５は、中心制御ノード３によって割り当てられる資源情報を受信し、割り当てられたタイムスロット内に基地局における各ユニットを制御することで、所定の周波数又は中心制御ノードによって割り当てられる周波数で、信号を端末に送信し、端末から受信することによって、セルラー基地局間の時間分割多重化を実現する。
【００５２】
図１２は、実施例における前記改良例に使用される基地局の中心制御ノード３の構成模式図を示す。改良された中心制御ノード３は、資源要求収集ユニット３１と、資源スケジューリングユニット３２と、資源通知ユニット３３とを備える。
【００５３】
資源要求収集ユニット３１は、各セルラー基地局２が送信する資源要求を収集する。資源スケジューリングユニット３２は、資源要求収集ユニット３１によって収集された各セルラークラスター中、各セルラー基地局のそれぞれの統計結果に基づいて、各セルラークラスターのセルラー基地局が信号を送信する所要の資源（タイムスロット及び／又は周波数）を割り当てる。資源通知ユニット３３は、放送発信塔に割り当てられるタイムスロットを放送発信塔１に対し通知し、各セルラー基地局毎に割り当てられる資源情報を相応のセルラー基地局２に対して通知する。
【００５４】
ここで、中心制御ノード３は、各セルラー基地局と放送発信塔とは別な装置であってもよい。しかし、本発明はこれに限られなく、中心制御ノード３は、当該放送発信塔における一つの処理ユニットであってもよく、あるセルラー基地局における一つの処理ユニットであってもよい。
【００５５】
以下、本実施例における改良例の通信方法のフローについて、図１３を参照して説明する。
【００５６】
ステップ２００において、制御パケットタイムスロットには、セルラー基地局における資源需要収集ユニット２４は、セルラー基地局の現在の上り・下りフロー又はセルラー基地局におけるユーザ数を統計し、統計結果を中心制御ノード３に送信する。
【００５７】
ステップ２０２において、中心制御ノード３の資源要求収集ユニット３１は各セルラー基地局からの統計結果を受信し、資源スケジューリングユニット３２によって所定のスケジューリングアルゴリズムに基づいて、資源（タイムスロット及び／又は周波数を含む）をセルラー基地局に割り当てるとともに、放送発信塔にタイムスロットを割り当てる。そして、セルラー基地局に割り当てられた資源情報、及び放送発信塔に割り当てられたタイムスロットを、資源通知ユニット３３に送信する。採用している所定のアルゴリズムは、例えば、ｒｏｕｎｄ  ｒｏｂｉｎ，ＰＦ，ＷＦＱ，又はＷＦ２Ｑアルゴリズムなどであってもよい。これらのアルゴリズムは従来技術に属し、ここではその説明を省略する。
【００５８】
その後、ステップ２０４において、資源通知ユニット３３は、セルラー基地局に割り当てられた資源情報を相応のセルラー基地局２の資源制御ユニット２５に送信し、放送発信塔に割り当てられたタイムスロットを放送発信塔１の時間資源制御ユニット１４に送信する。
【００５９】
次に、ステップ２０６において、時間資源制御ユニット１４は資源通知ユニット３３から送信されたタイムスロット内に信号を端末に送信するようにＲＦユニットを制御し、資源制御ユニット２５は資源通知ユニット３３から送信されたタイムスロット内に、信号を端末に送信し、信号を端末から受信するように相応のユニットを制御する。
【００６０】
改良例において、セルラー基地局２は、次のフレームの時にその動作時間の長さ及び動作周波数を決定するために、中心制御ノード３に資源（タイムスロット及び／又は周波数）を要求する必要がある。当該セルラー基地局２は、フレーム毎に中心制御ノード３に対し資源を要求してもよく、幾つのフレームをおいて１回だけ要求してもよい。
【００６１】
本実施例の通信システムでは、時間分割多重化を用いて相応の資源を放送発信塔とセルラークラスターに使用するので、移動通信ネットワークとビデオ放送ネットワークとを融合するようになる。なお、各セルラークラスターの内部では、セルラー基地局を時間領域及び周波数領域で分割する。そこで、周波数と時間の資源を充分に利用して移動通信ネットワークとビデオ放送ネットワークとを融合することができる。また、セルラー基地局が自己の信号伝送に属していないタイムスロットにある場合、端末及びセルラー基地局は休止状態に入られる。このように、それが占用している周波数資源を解放できる一方、エネルギーを節減することができる。
【００６２】
注意すべきことは、本実施例における放送発信塔に割り当てられたタイムスロットが、通常、一定のものであり、ビデオデータを放送する毎に中心制御ノードによって改めて割り当てる必要がないことである。そこで、放送発信塔１は、中心制御ノードにタイムスロットを要求しなくてもよい。しかし、放送発信塔１の所要タイムスロットが可変である場合には、セルラー基地局のように、資源需要収集ユニットを設置し、収集された現在のデータフロー又はユーザ数を中心制御ノード３に交付し、中心制御ノード３がそのデータフロー又はユーザ数に基づいてタイムスロットを割り当ててもよい。
【００６３】
なお、中心制御ノードが放送発信塔とセルラー基地局に資源を割り当てた後、有線又は無線の方式を採用して、割り当てられた資源情報を放送発信塔及びセルラー基地局に放送してもよい。無線放送の方式を採用して、例えば、あるセルラークラスター内のあるセルラー基地局又は放送発信塔を介して、割り当てられたタイムスロット情報を放送発信塔、セルラー基地局及び端末に放送してもよい。このように、放送発信塔、セルラー基地局、及び端末は、それが次のフレームから取得するタイムスロットの起点と終点を明らかに把握でき、エネルギーの節減、特に端末のエネルギーの節減に有利である。
【００６４】
本実施例には、１つの放送発信塔を採用したことを例として説明する。しかし、本発明はこれに限れなく、各放送発信塔の送信する内容が同じであり、１個の放送発信塔がカバーしているセルラークラスターの数がフレームの構造に影響を与えていないので、複数の放送発信塔を採用する場合は、１個の放送発信塔を採用する場合と類似であり、ここで説明を省略する。
【００６５】
本実施例による通信システムは、各セルラー基地局のそれぞれが需要に応じてマルチアクセス方式又は二重方式、例えば、ＦＤＤ、ＴＤＤ及びＴＤＭＡ／ＦＤＭＡ／ＣＤＭＡ等のような方式を選択・使用して端末と通信してもよい。
【００６６】
本実施例による通信システムは、移動通信ネットワークとビデオ放送ネットワークとを融合できる。移動通信業務を満たすとともに、高効率のビデオ放送サービスを提供する。放送基地局と各セルラー基地局との間は、時間資源を需要に応じて割り当てることで、周波数スペクトラム効率を最大限に向上させるようになる。セルラークラスター内に各セルラー基地局同士は、時間分割多重化及び／又は周波数分割多重化の方式を採用して通信することで、周波数スペクトラム資源を充分に利用できるようになる。同時に、中心制御ノードは、各セルラー基地局の現在の上り・下りフロー又はユーザ数に基づいて、各セルラー基地局にタイムスロットを割り当てることで、各セルラー基地局はｃｅｌｌ  ｂｒｅａｔｈｉｎｇなどの複雑な制御を不要とする。しかも、自分に属していないタイムスロットにある場合、端末及びセルラー基地局を休止状態にすることで、端末及びセルラー基地局に大量のエネルギーを節約させることができる。
【００６７】
ここまで、本発明について好ましい実施例を結合して説明した。当業者であれば本発明の精神及び範囲を逸脱しない限り、様々な変更、交換及び追加を行ってもよいことが理解されるはずである。そこで、本発明の範囲は、前記特定の実施例に限られるものと理解してはならず、添付した請求項の範囲によって限定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】図１は、従来技術に採用される移動通信ネットワークのセルラー構造の模式図である。
【図２】図２は、本発明の実施例に基づいて移動通信ネットワークとビデオ放送ネットワークとを融合する通信システムの模式図である。
【図３】本発明の実施例によるセルラークラスターと放送発信塔と中心制御ノードとの間の関係模式図である。
【図４】本発明の実施例による各セルラークラスターと放送発信塔とが１フレーム時間を共用する模式図である。
【図５】本発明はセルラー基地局と放送発信塔とに周波数領域と時間領域の資源を割り当てる一例の模式図である。
【図６】本発明はセルラー基地局と放送発信塔とに周波数領域と時間領域の資源を割り当てる他の一例の模式図である。
【図７】本発明の実施例による放送発信塔の構造模式図である。
【図８】本発明の実施例によるセルラー基地局の一構成例の模式図である。
【図９】本発明の実施例による中心制御ノードの一構成模式図である。
【図１０】本発明の実施例による移動通信ネットワークとビデオ放送ネットワークとを融合する通信方法のフローチャートである。
【図１１】本発明の実施例によるセルラー基地局の他の一構成例の模式図である。
【図１２】本発明の実施例による中心制御ノードの他の一構成例の模式図である。
【図１３】本発明の実施例による移動通信ネットワークとビデオ放送ネットワークとを融合する通信方法のフローチャートである。
【符号の説明】
【００６９】
１  放送発信塔
２  セルラー基地局
３  中心制御ノード
【図１】
2008017474.tif 000003
【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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