(57)【要約】【課題】  最高通信速度が互いに異なる２つの無線通信チャンネルにおける負荷の適正化を合理的に図る。【解決手段】  いずれの基地局とも無線リンクが確立してない状態において、いずれかの基地局と無線リンクを確立する際に、携帯電話装置１０が、第１無線通信チャンネルが初期の接続チャンネルとして割り当てられる確率が第１確率（＞１／２）となるパラメータ値を指定した初期チャンネル接続要求をネットワークシステムのチャンネル割当装置５２へ送る。この初期チャンネル接続要求を受けたチャンネル割当装置５２では、初期チャンネル割当部が、第１確率で第１無線通信チャンネルを割り当てる態様で、携帯電話装置１０に対して割り当てる無線通信チャンネルを確率的に決定する。そして、初期チャンネル割当部は、決定された割当チャンネルを携帯電話装置１０に、チャンネル割当応答として報告する。【選択図】  図６
2008113140.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１通信速度以下の通信速度でデータ通信可能な第１無線通信チャンネル、及び、前記第１通信速度よりも高い第２通信速度以下の通信速度でデータ通信可能な第２無線通信チャンネルのいずれかを利用して、移動通信端末装置が移動通信網を介して通信を行う通信システムにおいて使用されるチャンネル負荷分散方法であって、
前記移動通信端末装置が、前記第１無線通信チャンネルが初期の接続チャンネルとして割り当てられる確率が１／２よりも大きな所定確率となるパラメータ値を指定した初期チャンネル接続要求を、前記通信システムにおけるチャンネル割当装置へ送る初期チャンネル接続要求工程と；
前記チャンネル割当装置が、前記初期チャンネル接続要求で指定された前記パラメータ値に基づいて、前記移動通信端末装置に対して割り当てる無線通信チャンネルを確率的に定める初期チャンネル割当工程と；
を備えることを特徴とするチャンネル負荷分散方法。
【請求項２】
前記第１無線通信チャンネルが割り当てられている前記移動通信端末装置から、前記第１通信速度よりも高い通信速度によるデータ通信の要求を受けた場合に、前記チャンネル割当装置が、前記移動通信端末装置への割当チャンネルを、前記第１無線通信チャンネルから前記第２無線通信チャンネルに切り換える上方チャンネル切換工程を更に備える、ことを特徴とする請求項１に記載のチャンネル負荷分散方法。
【請求項３】
前記第２無線通信チャンネルが割り当てられている前記移動通信端末装置が、前記第１通信速度よりも高い通信速度でデータ通信を行っていない所定状態にある場合に、前記チャンネル割当装置が、前記移動通信端末装置への割当チャンネルを、前記第２無線通信チャンネルから前記第１無線通信チャンネルに確率的に切り換える下方チャンネル切換工程を更に備える、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のチャンネル負荷分散方法。
【請求項４】
前記所定状態は、前記移動通信端末装置が前記移動通信網を介して通信を行っていない状態である、ことを特徴とする請求項３に記載のチャンネル負荷分散方法。
【請求項５】
第１通信速度以下の通信速度でデータ通信可能な第１無線通信チャンネル、及び、前記第１通信速度よりも高い第２通信速度以下の通信速度でデータ通信可能な第２無線通信チャンネルのいずれかを利用して、移動通信網を介して通信を行う移動通信端末装置において、
前記移動通信網に対して、前記第１無線通信チャンネルが初期の接続チャンネルとして割り当てられる確率が１／２よりも大きな所定確率となるパラメータ値を指定した初期チャンネル接続要求を、基地局を介して前記移動通信網へ送る初期チャンネル接続手段を備える、ことを特徴とする移動通信端末装置。
【請求項６】
移動通信網に接続された移動通信端末装置に対して、第１通信速度以下の通信速度でデータ通信可能な第１無線通信チャンネル、及び、前記第１通信速度よりも高い第２通信速度以下の通信速度でデータ通信可能な第２無線通信チャンネルのいずれかを割り当てるチャンネル割当装置において、
前記第１無線通信チャンネルが割り当てられている前記移動通信端末装置から、前記第１通信速度よりも高い通信速度によるデータ通信の要求を受けた場合に、前記移動通信端末装置への割当チャンネルを、前記第１無線通信チャンネルから前記第２無線通信チャンネルに切り換える上方チャンネル切換手段を備える、ことを特徴とするチャンネル割当装置。
【請求項７】
前記第２無線通信チャンネルが割り当てられている前記移動通信端末装置が、前記第１通信速度よりも高い通信速度でデータ通信を行っていない所定状態にある場合に、前記移動通信端末装置への割当チャンネルを、前記第２無線通信チャンネルから前記第１無線通信チャンネルに確率的に切り換える下方チャンネル切換手段を更に備える、ことを特徴とする請求項６に記載のチャンネル割当装置。
【請求項８】
前記所定状態は、前記移動通信端末装置が前記移動通信網を介して通信を行っていない状態である、ことを特徴とする請求項７に記載のチャンネル割当装置。
【請求項９】
移動通信網と；
前記移動通信網に接続された請求項５に記載の移動通信端末装置と；
前記移動通信端末装置からの初期チャンネル接続要求で指定されたパラメータ値に基づいて、前記移動通信端末装置に対して割り当てる無線通信チャンネルを、第１通信速度以下の通信速度でデータ通信可能な第１無線通信チャンネル、及び、前記第１通信速度よりも高い第２通信速度以下の通信速度でデータ通信可能な第２無線通信チャンネルの中から確率的に定める初期チャンネル割当手段を備えるチャンネル割当装置と；
を備えることを特徴とする通信システム。
【請求項１０】
前記チャンネル割当装置は、前記第１無線通信チャンネルが割り当てられている前記移動通信端末装置から、前記第１通信速度よりも高い通信速度によるデータ通信の要求を受けた場合に、前記移動通信端末装置への割当チャンネルを、前記第１無線通信チャンネルから前記第２無線通信チャンネルに切り換える上方チャンネル切換手段をさらに備える、ことを特徴とする請求項９に記載の通信システム。
【請求項１１】
前記チャンネル割当装置は、前記第２無線通信チャンネルが割り当てられている前記移動通信端末装置が、前記第１通信速度よりも高い通信速度でデータ通信を行っていない所定状態にある場合に、前記移動通信端末装置への割当チャンネルを、前記第２無線通信チャンネルから前記第１無線通信チャンネルに確率的に切り換える下方チャンネル切換手段を更に備える、ことを特徴とする請求項９又は１０に記載の通信システム。
【請求項１２】
前記所定状態は、前記移動通信端末装置が前記移動通信網を介して通信を行っていない状態である、ことを特徴とする請求項１１に記載の通信システム。
【請求項１３】
前記第１無線通信チャンネルの周波数帯と、前記第２無線通信チャンネルの周波数帯とは互いに異なる、ことを特徴とする請求項９〜１２のいずれか一項に記載の通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チャンネル負荷分散方法、移動通信端末装置、チャンネル割当装置及び通信システムに係り、より詳しくは、最大データ通信速度が異なる２種類の無線通信チャンネルのいずれかを利用して、移動通信端末装置が移動通信網を介して通信を行う通信システムにおいて使用されるチャンネル負荷分散方法、当該チャンネル負荷分散方法を使用する通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、移動通信網を介して音声通話のための通信やデータ通信を行う携帯電話装置を代表とする移動通信端末装置が広く普及している。こうした移動通信網に関する技術の進歩は目覚しく、より高速な通信が可能な新技術が逐次導入されていく。かかる新技術としては、現在、例えば、ＨＳＤＰＡ（High Speed Downlink Packet Access）技術がある（特許文献１等参照）。こうした新技術が導入された後であっても、従来の技術によるネットワーク設備による無線通信チャンネル（以下、「第１無線通信チャンネル」とも呼ぶ）と、新技術によるネットワーク設備による無線通信チャンネル（以下、「第２無線通信チャンネル」とも呼ぶ）とが、かなりの期間にわたって共存することになる。これは、設備投資の出資割り当てや、サービスエリアの収容環境等に基づき優先されるトラフィック設計から、当該新技術に対応しておらず、第１無線通信チャンネルがあれば十分である多くの移動通信端末装置が利用されているため、従来の技術によるネットワーク設備にも暫くの間は利用価値があることによる。
【０００３】
上記の第１無線通信チャンネルと第２無線通信チャンネルとの相違は、一般に、データ通信に関する仕様のみであり、音声通話のための通信の仕様は変化しないようにされる。また、第１無線通信チャンネルを利用して行うことができるデータ通信は、第２無線通信チャンネルを利用しても行うことができる。このため、第１無線通信チャンネルを利用して可能な通信は、第２無線通信チャンネルを利用しても行うことができるようになっている。
【０００４】
ところで、以上のような２つの無線通信チャンネルが移動通信端末装置の利用のために用意されている場合、電源オン等に伴う移動通信端末装置の初期の基地局との無線リンクの確立に際して、いずれの無線通信チャンネルを割り当てるかについて、移動通信網側が確率的に割り当てる方式が、標準的に規定されている（非特許文献１参照）。かかる規定では、移動通信端末装置が、初期の無線リンクの確立に際して、２つの無線通信チャンネルの内、いずれの無線通信チャンネルの割当を希望する度合いを示すＱｏｆｆｓｅｔというパラメータ（より詳しくは、Ｑｏｆｆｓｅｔ１及びＱｏｆｆｓｅｔ２という２つのパラメータ）の値を指定して、初期無線リンク確立の要求を行う。この初期無線リンク確立の要求は、移動通信網内のチャンネル割当装置に通知される。
【０００５】
引き続き、初期無線リンク確立の要求を受けたチャンネル割当装置は、Ｑｏｆｆｓｅｔ値により表された当該移動通信端末装置の希望を考慮しつつ、当該移動通信端末装置に割り当てる無線通信チャンネルを確率的に決定する。そして、チャンネル割当装置は、決定された無線通信チャンネルを当該移動通信端末装置に対して割り当てるようになっている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−９２４７号公報
【非特許文献１】3GPP TS 25.304 V3.14.0(2004-03)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した従来のＱｏｆｆｓｅｔ値を用いる技術では、通常、移動通信端末装置からは、特に第１無線通信チャンネルと第２無線通信チャンネルを区別しないＱｏｆｆｓｅｔ値を、移動通信網へ向けて送る。すなわち、それぞれの無線通信チャンネルが選択される確率を１／２となるＱｏｆｆｓｅｔ値を指定した初期無線リンク確立の要求が、移動通信端末装置から移動通信網へ向けて送られていた。
【０００８】
以上のように、移動通信端末装置の全てが、それぞれの無線通信チャンネルが選択される確率を１／２となるＱｏｆｆｓｅｔ値を指定した初期無線リンク確立の要求をするようにし、その後も初期に割り当てられた無線通信チャンネルを利用するようにすると、一見、第１無線通信チャンネルの負荷と第２無線通信チャンネルの負荷とが均等化されるように見える。しかしながら、第２チャンネルが割り当てられた移動通信端末装置の少なくとも一部は、高速なデータ通信を行うことになるので、第２無線通信チャンネルにおける通信負荷は、第１無線通信チャンネルにおける通信負荷よりも確実に大きくなる。
【０００９】
さらに、第２無線通信チャンネルが割り当てられた移動通信端末装置は、第１無線通信チャンネルに利用チャンネルを変更することが必須となることはないが、第１無線通信チャンネルが割り当てられた移動通信端末装置が高速なデータ通信を行おうとした場合には、チャンネル割当装置は、当該移動通信端末装置に対して新たに第２無線通信チャンネルを割り当てることが必要となる。こうした新たな第２無線通信チャンネルへの割当を行うと、第２無線通信チャンネルの負荷がますます大きくなり、第１無線通信チャンネルの負荷との間で大きな不均衡を生じることになってしまう。
【００１０】
本発明は、上記の事情を鑑みてなされたものであり、最高通信速度が互いに異なる２つの無線通信チャンネルにおける負荷の適正化を合理的に図ることができるチャンネル負荷分散方法及び通信システムを提供することを目的とする。
【００１１】
また、本発明は、最高通信速度が互いに異なる２つの無線通信チャンネルを用意する通信システムの構築に際して採用することができる移動通信端末装置及びチャンネル割当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】
【００１２】
本発明は、第１の観点からすると、第１通信速度以下の通信速度でデータ通信可能な第１無線通信チャンネル、及び、前記第１通信速度よりも高い第２通信速度以下の通信速度でデータ通信可能な第２無線通信チャンネルのいずれかを利用して、移動通信端末装置が移動通信網を介して通信を行う通信システムにおいて使用されるチャンネル負荷分散方法であって、前記移動通信端末装置が、前記第１無線通信チャンネルが初期の接続チャンネルとして割り当てられる確率が１／２よりも大きな所定確率となるパラメータ値を指定した初期チャンネル接続要求を、前記通信システムにおけるチャンネル割当装置へ送る初期チャンネル接続要求工程と；前記チャンネル割当装置が、前記初期チャンネル接続要求で指定された前記パラメータ値に基づいて、前記移動通信端末装置に対して割り当てる無線通信チャンネルを確率的に定める初期チャンネル割当工程と；を備えることを特徴とするチャンネル負荷分散方法である。
【００１３】
このチャンネル負荷分散方法では、移動通信端末装置が、電源オン後等における初期無線リンク確立を行おうとする場合には、初期チャンネル接続要求工程において、第１無線通信チャンネルが初期の接続チャンネルとして割り当てられる確率が１／２よりも大きな所定確率となるパラメータ値を指定した初期チャンネル接続要求を、通信システムにおけるチャンネル割当装置へ送る。ここで、当該パラメータの値については、その後における割当チャンネルの変更の可能性を考慮して、第１無線通信チャンネルの負荷と第２無線通信チャンネルの負荷との適正化が図られると推定される値が、実験、シミュレーション又は経験に基づいて事前に定められる。
【００１４】
初期チャンネル接続要求を受けたチャンネル割当装置は、初期チャンネル割当工程において、初期チャンネル接続要求で指定されたパラメータ値に基づいて、移動通信端末装置に対して割り当てる無線通信チャンネルを確率的に定める。そして、チャンネル割当装置は、定められた無線通信チャンネルを移動通信端末装置に割り当てる。以後、チャンネル変更が行われるまで、移動通信端末装置は、割り当てられた無線通信チャンネルを介して通信を行う。
【００１５】
したがって、本発明のチャンネル負荷分散方法によれば、最高通信速度が互いに異なる２つの無線通信チャンネルにおける負荷の適正化を合理的に図ることができる。
【００１６】
本発明のチャンネル負荷分散方法では、前記第１無線通信チャンネルが割り当てられている前記移動通信端末装置から、前記第１通信速度よりも高い通信速度によるデータ通信の要求を受けた場合に、前記チャンネル割当装置が、前記移動通信端末装置への割当チャンネルを、前記第１無線通信チャンネルから前記第２無線通信チャンネルに切り換える上方チャンネル切換工程を更に備えるようにすることができる。ここで、「第１通信速度よりも高い通信速度によるデータ通信の要求」には、データ通信に先立っての第２無線通信チャンネルへの切換要求も含まれる。本明細書においては、この意味で、「第１通信速度よりも高い通信速度によるデータ通信の要求」を用いる。
【００１７】
この場合には、第１無線通信チャンネルが割り当てられているが、第２無線信チャンネルを介して高速データ通信が可能な移動通信端末装置が、第２無線通信チャンネルを介して高速データ通信を行おうとする場合には、移動通信端末装置は、第１通信速度よりも高い通信速度によるデータ通信の要求をチャンネル割当装置へ送る。この要求を受けたチャンネル割当装置は、上方チャンネル切換工程において、当該移動通信端末装置への割当チャンネルを、第１無線通信チャンネルから第２無線通信チャンネルに切り換える。
【００１８】
この結果、割当チャンネルが第２無線通信チャンネルに変更されるので、当該移動通信端末装置は、第２無線通信チャンネルを介して高速データ通信を行うことが可能となる。このため、第２無線通信チャンネルを介して高速データ通信が可能な移動通信端末装置に対して初期に割り当てられた無線通信チャンネルが第１無線通信チャンネルであったとしても、当該移動通信端末装置は、第２無線通信チャンネルを介して高速データ通信を行おうとする時点で所定の要求をチャンネル割当装置に対して行うことにより、第２無線通信チャンネルを介して高速データ通信を行うことができる。
【００１９】
また、本発明のチャンネル負荷分散方法では、前記第２無線通信チャンネルが割り当てられている前記移動通信端末装置が、前記第１通信速度よりも高い通信速度でデータ通信を行っていない所定状態にある場合に、前記チャンネル割当装置が、前記移動通信端末装置への割当チャンネルを、前記第２無線通信チャンネルから前記第１無線通信チャンネルに確率的に切り換える下方チャンネル切換工程を更に備えるようにすることができる。
【００２０】
この場合には、チャンネル割当装置が、下方チャンネル切換工程において、第１無線通信チャンネルの負荷と第２無線通信チャンネルの負荷との適正化の観点から、所定状態にある第２無線通信チャンネルが割り当てられている移動通信端末装置に対する割当チャンネルを、第２無線通信チャンネルから第１無線通信チャンネルに確率的に切り換える。このため、移動通信端末装置の電源オフ等による第２無線通信チャンネルへの割当端末数の減少という消極的な第２無線通信チャンネルの負荷の減少ばかりに頼るのではなく、通信システムの構成要素であるチャンネル割当装置による積極的な介入により、利用者の利便性を損なわずに、第１無線通信チャンネルの負荷と第２無線通信チャンネルの負荷との適正化を動的に図ることができる。
【００２１】
ここで、前記所定状態を、前記移動通信端末装置が前記移動通信網を介して通信を行っていない状態とすることができる。この場合には、割当チャンネルの変更により利用者に対して違和感を与える可能性がなく、かつ、個々の移動通信端末においてしばしば発生する移動通信網を介して通信を行っていない状態、すなわち、通信アイドル状態において、第２無線通信チャンネルが割り当てられている移動通信端末装置に対する割当チャンネルを、第２無線通信チャンネルから第１無線通信チャンネルに確率的に切り換える。このため、利用者の利便性を決して損うことなく、第１無線通信チャンネルの負荷と第２無線通信チャンネルの負荷との適正化を動的に図ることができる。
【００２２】
本発明は、第２の観点からすると、第１通信速度以下の通信速度でデータ通信可能な第１無線通信チャンネル、及び、前記第１通信速度よりも高い第２通信速度以下の通信速度でデータ通信可能な第２無線通信チャンネルのいずれかを利用して、移動通信網を介して通信を行う移動通信端末装置において、前記移動通信網に対して、前記第１無線通信チャンネルが初期の接続チャンネルとして割り当てられる確率が１／２よりも大きな所定確率となるパラメータ値を指定した初期チャンネル接続要求を、基地局を介して前記移動通信網へ送る初期チャンネル接続手段を備えることを特徴とする移動通信端末装置である。
【００２３】
この移動通信端末装置では、電源オン後等における初期無線リンク確立を行おうとする場合には、初期チャンネル接続手段が、第１無線通信チャンネルが初期の接続チャンネルとして割り当てられる確率が１／２よりも大きな所定確率となるパラメータ値を指定した初期チャンネル接続要求を、基地局を介して移動通信網へ送る。このため、移動通信網と接続されているチャンネル割当装置は、初期チャンネル接続要求で指定されたパラメータ値を参照して、第１無線通信チャンネルの負荷と第２無線通信チャンネルの負荷との適正化に適切な初期のチャンネル割当を行うことができる。したがって、本発明の移動通信端末装置を、上記の本発明のチャンネル負荷分散方法が使用される通信システムの構築に際して採用することができる。
【００２４】
本発明は、第３の観点からすると、移動通信網に接続された移動通信端末装置に対して、第１通信速度以下の通信速度でデータ通信可能な第１無線通信チャンネル、及び、前記第１通信速度よりも高い第２通信速度以下の通信速度でデータ通信可能な第２無線通信チャンネルのいずれかを割り当てるチャンネル割当装置において、前記第１無線通信チャンネルが割り当てられている前記移動通信端末装置から、前記第１通信速度よりも高い通信速度によるデータ通信の要求を受けた場合に、前記移動通信端末装置への割当チャンネルを、前記第１無線通信チャンネルから前記第２無線通信チャンネルに切り換える上方チャンネル切換手段を備える、ことを特徴とするチャンネル割当装置である。
【００２５】
このチャンネル割当装置では、第１無線通信チャンネルが割り当てられているが、第２無線通信チャンネルを介して高速データ通信が可能な移動通信端末装置からの第１通信速度よりも高い通信速度によるデータ通信の要求を受けると、上方チャンネル切換手段が、当該移動通信端末装置への割当チャンネルを、第１無線通信チャンネルから第２無線通信チャンネルに切り換える。したがって、第２無線通信チャンネルを介して高速データ通信が可能な移動通信端末装置に対して初期に割り当てられた無線通信チャンネルが第１無線通信チャンネルであったとしても、当該移動通信端末装置は、第２無線通信チャンネルを介して高速データ通信を行おうとする時点で所定の要求をチャンネル割当装置に対して行うことにより、第２無線通信チャンネルを介して高速データ通信を行うことができる。
【００２６】
本発明のチャンネル割当装置では、前記第２無線通信チャンネルが割り当てられている前記移動通信端末装置が、前記第１通信速度よりも高い通信速度でデータ通信を行っていない所定状態にある場合に、前記移動通信端末装置への割当チャンネルを、前記第２無線通信チャンネルから前記第１無線通信チャンネルに確率的に切り換える下方チャンネル切換手段を更に備えるようにすることができる。この場合には、下方チャンネル切換手段が、第１無線通信チャンネルの負荷と第２無線通信チャンネルの負荷との適正化の観点から、所定状態にある第２無線通信チャンネルが割り当てられている移動通信端末装置に対する割当チャンネルを、第２無線通信チャンネルから第１無線通信チャンネルに確率的に切り換える。このため、利用者の利便性を損なわずに、第１無線通信チャンネルの負荷と第２無線通信チャンネルの負荷との適正化を動的に図ることができる。
【００２７】
ここで、前記所定状態を、前記移動通信端末装置が前記移動通信網を介して通信を行っていない状態とすることができる。この場合には、利用者の利便性を決して損うことなく、第１無線通信チャンネルの負荷と第２無線通信チャンネルの負荷との適正化を動的に図ることができる。
【００２８】
本発明は、第４の観点からすると、移動通信網と；前記移動通信網に接続された本発明の移動通信端末装置と；前記移動通信端末装置からの初期チャンネル接続要求で指定されたパラメータ値に基づいて、前記移動通信端末装置に対して割り当てる無線通信チャンネルを、第１通信速度以下の通信速度でデータ通信可能な第１無線通信チャンネル、及び、前記第１通信速度よりも高い第２通信速度以下の通信速度でデータ通信可能な第２無線通信チャンネルの中から確率的に定める初期チャンネル割当手段を備えるチャンネル割当装置と；を備えることを特徴とする通信システムである。
【００２９】
この通信システムでは、移動通信端末装置が、電源オン後等における初期無線リンク確立を行おうとする場合には、初期チャンネル接続要求工程において、第１無線通信チャンネルが初期の接続チャンネルとして割り当てられる確率が１／２よりも大きな所定確率となるパラメータ値を指定した初期チャンネル接続要求を、通信システムにおけるチャンネル割当装置へ送る。初期チャンネル接続要求を受けたチャンネル割当装置は、初期チャンネル接続要求で指定されたパラメータ値に基づいて、移動通信端末装置に対して割り当てる無線通信チャンネルを確率的に定める。そして、チャンネル割当装置は、定められた無線通信チャンネルを移動通信端末装置に割り当てる。以後、チャンネル変更が行われるまで、移動通信端末装置は、割り当てられた無線通信チャンネルを介して通信を行う。
【００３０】
すなわち、本発明の通信システムでは、上述した本発明のチャンネル負荷分散方法を利用して、無線通信チャンネルの負荷を分散することができる。したがって、本発明の通信システムによれば、最高通信速度が互いに異なる２つの無線通信チャンネルにおける負荷の適正化を合理的に図ることができる。
【００３１】
本発明の通信システムでは、前記チャンネル割当装置が、前記第１無線通信チャンネルが割り当てられている前記移動通信端末装置から、前記第１通信速度よりも高い通信速度によるデータ通信の要求を受けた場合に、前記移動通信端末装置への割当チャンネルを、前記第１無線通信チャンネルから前記第２無線通信チャンネルに切り換える上方チャンネル切換手段をさらに備えるようにすることができる。この場合には、第１無線通信チャンネルが割り当てられてはいるが、第２無線通信チャンネルを介して高速データ通信が可能な移動通信端末装置からの第１通信速度よりも高い通信速度によるデータ通信の要求を受けると、上方チャンネル切換手段が、当該移動通信端末装置への割当チャンネルを、第１無線通信チャンネルから第２無線通信チャンネルに切り換える。したがって、第２無線通信チャンネルを介して高速データ通信が可能な移動通信端末装置に対して初期に割り当てられた無線通信チャンネルが第１無線通信チャンネルであったとしても、当該移動通信端末装置は、第２無線通信チャンネルを介して高速データ通信を行おうとする時点で所定の要求をチャンネル割当装置に対して行うことにより、第２無線通信チャンネルを介して高速データ通信を行うことができる。
【００３２】
本発明の通信システムでは、前記チャンネル割当装置が、前記第２無線通信チャンネルが割り当てられている前記移動通信端末装置が、前記第１通信速度よりも高い通信速度でデータ通信を行っていない所定状態にある場合に、前記移動通信端末装置への割当チャンネルを、前記第２無線通信チャンネルから前記第１無線通信チャンネルに確率的に切り換える下方チャンネル切換手段を更に備えるようにすることができる。この場合には、下方チャンネル切換手段が、第１無線通信チャンネルの負荷と第２無線通信チャンネルの負荷との適正化の観点から、所定状態にある第２無線通信チャンネルが割り当てられている移動通信端末装置に対する割当チャンネルを、第２無線通信チャンネルから第１無線通信チャンネルに確率的に切り換える。このため、利用者の利便性を損なわずに、第１無線通信チャンネルの負荷と第２無線通信チャンネルの負荷との適正化を動的に図ることができる。
【００３３】
ここで、前記所定状態を、前記移動通信端末装置が前記移動通信網を介して通信を行っていない状態とすることができる。この場合には、利用者の利便性を決して損うことなく、第１無線通信チャンネルの負荷と第２無線通信チャンネルの負荷との適正化を動的に図ることができる。
【００３４】
また、本発明の通信システムでは第１チャンネルの周波数帯と、前記第２無線通信チャンネルの周波数帯とを同一することもできるし、前記第１無線通信チャンネルの周波数帯と、前記第２無線通信チャンネルの周波数帯とが互いに異なるようにすることができる。
【発明の効果】
【００３５】
以上説明したように、本発明のチャンネル負荷分散方法によれば、最高通信速度が互いに異なる２つの無線通信チャンネルを利用可能な通信システムにおける当該２つのチャンネルに関する負荷の適正化を合理的に図ることができるという効果を奏する。
【００３６】
また、本発明の通信システムによれば、利用者に提供している最高通信速度が互いに異なる２つの無線通信チャンネルに関する負荷の適正化を合理的に図ることができるという効果を奏する。
【００３７】
また、本発明の移動通信端末装置及びチャンネル割当装置は、上記の本発明の通信システムの構築に際して採用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本発明の一実施形態を、図１〜図６を参照して説明する。なお、以下の説明においては、同一又は同等な要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００３９】
［構成］
図１には、一実施形態に係る通信システム１００の構成が概略的に示されている。この図１に示されるように、通信システム１００は、携帯電話装置１０と、ネットワークシステム５０と、基地局５６，…と、サーバ６０とを備えている。この通信システム１００では、移動通信端末装置としての携帯電話装置１０が、移動しつつ、基地局５６，…と無線通信を行い、ネットワークシステム５０に接続されたサーバ６０との通信を行ったり、不図示の他の携帯電話装置との間で通話をしたりする。
【００４０】
携帯電話装置１０は、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）により総合的に示される外観構成を有している。ここで、図２（Ａ）には、携帯電話装置１０の外観の正面図が示され、図２（Ｂ）には、携帯電話装置１０の外観の背面図が示されている。
【００４１】
図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に総合的に示されるように、携帯電話装置１０は、（ａ）携帯電話本体１１と、（ｂ）電話番号を入力するためのテンキー、及び、動作モードの切換等の各種指令を、後述する制御部２１（図３参照）に入力するためのファンクションキーを有する操作部１２と、（ｃ）操作案内、動作状況、受信メッセージ等を表示する液晶表示装置を有する表示手段としての表示部１３とを備えている。また、携帯電話装置１０は、（ｄ）通話時に通信相手から送られてきた音声信号を再生する通話用スピーカ１４と、（ｅ）集音時に音を入力したり、通話時に音声を入力したりするためのマイクロフォン１５と、（ｆ）着信音や案内音を発生するための案内用スピーカ１６と、（ｇ）基地局との間で無線信号を授受するためのアンテナ１７とを備えている。
【００４２】
携帯電話本体１１は、その内部に、図３に示されるように、（ｉ）携帯電話装置１０全体の動作を統括制御する制御部２１と、(ii)アンテナ１７を介して、基地局との間で無線信号の送受信を行う送受信部２２と、（iii）制御部２１で実行されるプログラムや各種データを格納する、読出専用メモリ（ＲＯＭ）素子やランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）素子を有する記憶部２３とを備えている。
【００４３】
制御部２１は、中央処理装置（ＣＰＵ）、デジタル信号処理装置（ＤＳＰ）等を備えており、一般的な携帯電話機能を実現するために、様々なデータ処理を行うとともに、上述した他の構成要素の動作制御を行うようになっている。かかる制御部２１において実行されるプログラムとして、通信処理部３１がある。
【００４４】
通信処理部３１は、サーバ６０との通信に関する処理を行う。この通信処理部３１は、図４に示されるように、通信制御部３６と、初期チャンネル接続手段としての初期チャンネル接続処理部３７とを備えている。
【００４５】
通信制御部３６は、送受信部２２を介したサーバ６０との通信の制御を行う。この通信制御部３６は、通信速度が異なる２種類の無線通信チャンネルである通常のパケット通信方式のチャンネル（以下、「第１無線通信チャンネル」とも呼ぶ）及びＨＳＤＰＡ方式のチャンネル（以下、「第２無線通信チャンネル」とも呼ぶ）の双方で、サーバ６０との通信を制御することができる。これらの無線チャンネルのうち、いずれの無線チャンネルを介して通信を行うかは、ネットワークシステム５０から基地局５６及び送受信部２２を介して通知されたチャンネル割当の情報に従うようになっている。
【００４６】
初期チャンネル接続処理部３７は、電源オンの場合や、通信圏外から通信圏内に移動した場合等のように、いずれの基地局とも無線リンクが確立していない初期状態において、無線通信可能な基地局を探し、無線リンクを確立する。かかる初期無線リンクの確立の過程で、初期チャンネル接続処理部３７は、第１無線通信チャンネルが初期の接続チャンネルとして割り当てられる確率が１／２よりも大きな第１確率となるパラメータ値を指定した初期チャンネル接続要求を、ネットワークシステム５０へ向けて送るようになっている。本実施形態では、かかるパラメータとして、上述したＱｏｆｆｓｅｔを採用している。なお、初期チャンネル接続要求で指定されるＱｏｆｆｓｅｔの値は、その後における割当チャンネルの変更の可能性を考慮して、第１無線通信チャンネルの負荷と第２無線通信チャンネルの負荷との適正化が図られると推定される値が、実験、シミュレーション又は経験に基づいて事前に定められている。
【００４７】
図１に戻り、ネットワークシステム５０は、ネットワーク５１と、チャンネル割当装置５２とを備えている。ここで、チャンネル割当装置５２は、ネットワーク５１に接続されている。また、上述した基地局５６，…及びサーバ６０もネットワーク５１に接続されている。
【００４８】
チャンネル割当装置５２は、図５に示されるように、チャンネル割当処理部７１と、チャンネル割当情報７５をはじめとして、様々なデータを記憶する記憶装置７２とを備えている。ここで、チャンネル割当処理部７１はネットワーク５１と接続されており、ネットワーク５１を介して、様々なデータのやり取りを行う。また、記憶装置７２は、チャンネル割当処理部７１に接続されており、チャンネル割当処理部７１は、記憶装置７２内の各領域にアクセスして、データの読み出しや書き込みを行うことができるようになっている。
【００４９】
チャンネル割当処理部７１は、ネットワーク５１に接続されている基地局と無線通信をする端末に第１無線通信チャンネル及び第２無線通信チャンネルのいずれかを割り当てる。このチャンネル割当処理部７１は、初期チャンネル割当部７６と、上方チャンネル切換部７７と、下方チャンネル切換部７８とを備えている。
【００５０】
初期チャンネル割当部７６は、携帯電話装置１０から初期チャンネル接続要求を受けた場合に、初期チャンネル接続要求で指定されたＱｏｆｆｓｅｔ値を参照し、携帯電話装置１０に対して第１無線通信チャンネル及び第２無線通信チャンネルのいずれかを割り当てる。かかるチャンネル割当は、Ｑｏｆｆｓｅｔ値で定まる１／２よりも大きな第１確率で第１無線通信チャンネルが携帯電話装置１０に対して割り当てられるように行われる。こうした初期チャンネル割当は、携帯電話装置１０以外の移動通信端末装置についても同様に行われる。
【００５１】
上方チャンネル切換部７７は、携帯電話装置１０に対して第１無線通信チャンネルが割り当てられているときに、携帯電話装置１０から第２無線通信チャンネルを介した高速データ通信の要求があった場合には、携帯電話装置１０への割当チャンネルを、第１無線通信チャンネルから第２無線通信チャンネルに切り換える。かかる上方チャンネル切換は、原則として、無条件で行われる。こうした上方チャンネル切換は、携帯電話装置１０以外の移動通信端末装置についても同様に行われる。
【００５２】
下方チャンネル切換部７８は、携帯電話装置１０に対して第１無線通信チャンネルが割り当てられており、かつ、携帯電話装置１０がネットワークを介した他の端末装置との通信を行っていない通信アイドル状態である場合に、携帯電話装置１０への割当チャンネルを、第２無線通信チャンネルから第１無線通信チャンネルに確率的に切り換える。ここで、下方チャンネル切換部７８は、予め定められた第１無線通信チャンネルへの切換確率である第２確率を利用して、下方チャンネル切換を行う。こうした下方チャンネル切換は、携帯電話装置１０以外の移動通信端末装置についても同様に行われる。
【００５３】
図１に戻り、基地局５６，…のそれぞれは、第１無線通信チャンネル及び第２無線通信チャンネルの双方で、通信ができるようになっている。なお、本実施形態では、第１無線通信チャンネルの周波数帯域と第１無線通信チャンネルの周波数帯域とは異なるようになっている。
【００５４】
［動作］
次に、上記のように構成された通信システム１００における通信処理について、携帯電話装置１０に対する無線通信チャンネルの割当処理に主に着目して説明する。
【００５５】
＜初期チャンネル割当＞
携帯電話装置１０の電源がオンされた場合や、携帯電話装置１０が通信圏外から通信圏内に移動した場合等のように、携帯電話装置がいずれの基地局とも無線リンクが確立していない初期状態においては、携帯電話装置１０は、無線通信可能な基地局を探す処理であるセルサーチ処理を行う。そして、無線通信可能な基地局５６が見つかると、携帯電話装置１０は、基地局５６との無線リンクを確立するための処理を行う。かかる無線リンクを確立するための処理に際して、携帯電話装置１０の初期チャンネル接続処理部３７は、図６に示されるように、基地局５６を介して、初期チャンネル接続要求をネットワークシステム５０のチャンネル割当装置５２へ送る。ここで、当該初期チャンネル接続要求においては、Ｑｏｆｆｓｅｔ値として、第１無線通信チャンネルが初期の接続チャンネルとして割り当てられる確率が第１確率となる値が指定される。
【００５６】
初期チャンネル接続要求を受けたチャンネル割当装置５２では、チャンネル割当処理部７１における初期チャンネル割当部７６が、ステップＳ１０において、初期チャンネル割当処理を実行する。この初期チャンネル割当処理においては、初期チャンネル割当部７６が、初期チャンネル接続要求において指定されているＱｏｆｆｓｅｔ値に基づいて、第１確率で第１無線通信チャンネルを割り当てる態様で、携帯電話装置１０に対して割り当てる無線通信チャンネルを確率的に決定する。そして、初期チャンネル割当部７６は、決定された割当チャンネルを携帯電話装置１０に、チャンネル割当応答として報告するとともに、記憶装置７２内のチャンネル割当情報７５を更新する。
【００５７】
なお、以下の説明においては、初期チャンネル割当処理により、第１無線通信チャンネルが携帯電話装置１０に割り当てられたものとする。
【００５８】
以上のようにして、第１無線通信チャンネルが割り当てられた携帯電話装置１０は、第１無線通信チャンネルを介して可能な通話のための通信や、第１無線通信チャンネルを利用したデータ通信等を行う。
【００５９】
＜上方チャンネル切換＞
第１無線通信チャンネルが割り当てられている携帯電話装置１０において、例えばサーバ６０等との間で、第２無線通信チャンネルを介して高速データ通信を行う必要が生じた場合には、携帯電話装置１０の通信制御部３６が、基地局５６を介して、高速データ通信要求をチャンネル割当装置５２へ送る。この高速データ通信要求を受けたチャンネル割当装置５２では、上方チャンネル切換部７７が、ステップＳ２０において、携帯電話装置１０への割当チャンネルを、第１無線通信チャンネルから第２無線通信チャンネルに切り換える上方チャンネル切換処理を行う。そして、上方チャンネル切換部７７は、第２無線通信チャンネルに割当チャンネルが変更された旨を携帯電話装置１０に、割当チャンネル切換応答として報告するとともに、記憶装置７２内のチャンネル割当情報７５を更新する。
【００６０】
こうして第２無線通信チャンネルに割当チャンネルが変更された旨が報告されると、携帯電話装置１０は、例えばサーバ６０との間で、高速データ通信を行う。
【００６１】
なお、携帯電話装置１０に第２無線通信チャンネルが割り当てられた後は、携帯電話装置１０における電源オフや携帯電話装置１０の通信圏外への移動等の事態が発生を除いて、後述する下方チャンネル切換処理が実行されない限り、携帯電話装置１０への第２無線通信チャンネルの割り当ては継続される。
【００６２】
以上のようにして、第２無線通信チャンネルが割り当てられた携帯電話装置１０は、第２無線通信チャンネルを介して可能な通話のための通信や、第２無線通信チャンネルを利用したデータ通信等を行う。
【００６３】
＜下方チャンネル切換＞
高速データ通信の終了後、携帯電話装置１０が、ネットワークシステム５０を介して通信を行っていない通信アイドル状態となると、チャンネル割当装置５２の下方チャンネル切換部７８が、ステップＳ３０において、下方チャンネル切換処理が実行される。この下方チャンネル切換処理では、下方チャンネル切換部７８が、上述した第２確率を用いて、通信アイドル状態にある携帯電話装置１０への割当チャンネルを、第２無線通信チャンネルから第１無線通信チャンネルに確率的に切り換える。そして、下方チャンネル切換部７８は、第１無線通信チャンネルに割当チャンネルが変更された旨を携帯電話装置１０に、割当チャンネル切換通知として報告するとともに、記憶装置７２内のチャンネル割当情報７５を更新する。
【００６４】
以上のようにして、第１無線通信チャンネルが割り当てられた携帯電話装置１０は、第１無線通信チャンネルを介して可能な通話のための通信や、第１無線通信チャンネルを利用したデータ通信等を行う。
【００６５】
以上説明したように、本実施形態では、いずれの基地局とも無線リンクが確立してない状態において、いずれかの基地局と無線リンクを確立する際に、携帯電話装置１０が、
基地局５６を介して、第１無線通信チャンネルが初期の接続チャンネルとして割り当てられる確率が第１確率（＞１／２）となるＱｏｆｆｓｅｔ値を指定した初期チャンネル接続要求をネットワークシステム５０のチャンネル割当装置５２へ送る。この初期チャンネル接続要求を受けたチャンネル割当装置５２では、初期チャンネル割当部７６が、第１確率で第１無線通信チャンネルを割り当てる態様で、携帯電話装置１０に対して割り当てる無線通信チャンネルを確率的に決定する。そして、初期チャンネル割当部７６は、決定された割当チャンネルを携帯電話装置１０に、チャンネル割当応答として報告するとともに、チャンネル割当装置５２における記憶装置７２内のチャンネル割当情報７５を更新する。
【００６６】
したがって、本実施形態によれば、最高通信速度が互いに異なる第１無線通信チャンネル及び第２無線通信チャンネルにおける負荷の適正化を合理的に図ることができる。
【００６７】
また、本実施形態では、第１無線通信チャンネルが割り当てられている携帯電話装置１０から、第２無線通信チャンネルを介した高速データ通信の要求を受けると、チャンネル割当装置５２では、上方チャンネル切換部７７が、携帯電話装置１０への割当チャンネルを、第１無線通信チャンネルから第２無線通信チャンネルに切り換える。このため、携帯電話装置１０に対して初期に割り当てられた無線通信チャンネルが第１無線通信チャンネルであったとしても、携帯電話装置１０は、第２無線通信チャンネルを介して高速データ通信を行おうとする時点で所定の要求をチャンネル割当装置に対して行うことにより、第２無線通信チャンネルを介して高速データ通信を行うことができる。
【００６８】
また、本実施形態では、チャンネル割当装置５２の下方チャンネル切換部７８が、第２無線通信チャンネルが割り当てられ、かつ、通信アイドル状態にある携帯電話装置１０等に対する割当チャンネルを、第２無線通信チャンネルから第１無線通信チャンネルに第２確率で切り換える。このため、利用者の利便性を損なわずに、第１無線通信チャンネルの負荷と第２無線通信チャンネルの負荷との適正化を動的に図ることができる。
【００６９】
なお、上記の実施形態を利用すれば、セルトラフィック・キャパシティの動的確保をすることができる。すなわち、ハイレート・データ通信の場合に上方チャンネル（第２無線チャンネル）へ携帯電話機を収容し、通信終了後は下方チャンネル（第１無線チャンネル）へ携帯電話機の収容を戻す。このような手段を提供することにより、通信事業者が計画的に、セルトラフィック・キャパシティを確保することができる。
【００７０】
また、上記の実施形態を利用すれば、セル収容の負荷分散を図ることができる。すなわち、チャンネル割当装置による制御を用いて、発着信待機中の携帯電話機を両チャンネルに分散して収容させ、通信トラフィックが生じる毎にトラフィック容量が少量ですむ端末を第１無線チャンネルへ積極収容するととともに、収容変更後に確保できたチャンネル容量を用いて、第２無線チャンネルでの通信を実現するようにすることもできる。
【００７１】
［実施形態の変形］
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。
【００７２】
例えば、上記の実施形態では、Ｑｏｆｆｓｅｔ値を指定するようにした。これに対し、第１無線通信チャンネルを初期割当チャンネルとする確率を１／２よりも大きな範囲で設定できるパラメータであれば、Ｑｏｆｆｓｅｔ以外の個々の通信システムにおいて特別に定義されたパラメータの値を、初期チャンネル接続要求において指定するようにしてもよい。
【００７３】
また、上記の実施形態では、初期チャンネル割当部７６は、Ｑｏｆｆｓｅｔ値のみに基づいて、携帯電話装置１０等に対する割当チャンネルを確率的に決定するようにした。これに対し、Ｑｏｆｆｓｅｔ値に加えて、その時点における第１無線通信チャンネル及び第２無線通信チャンネルの割当状況を考慮して、携帯電話装置１０等に対する割当チャンネルを確率的に決定するようにすることもできる。
【００７４】
また、上記の実施形態では、下方チャンネル切換部７８は、予め設定された第２確率のみに基づいて、第２無線通信チャンネルが割り当てられ、かつ、通信アイドル状態にある端末装置の割当チャンネルを第１無線通信チャンネルに確率的に切り換えるようにした。これに対し、第２確率に加えて、その時点における第１無線通信チャンネル及び第２無線通信チャンネルの割当状況を考慮して、下方チャンネル切換を行うようにすることもできる。
【００７５】
また、上記の実施形態では、最高通信速度が異なる２つの無線通信チャンネルを、通常のパケット通信方式のチャンネル及びＨＳＤＰＡ方式のチャンネルとしたが、他の方式のチャンネルであってもよい。
【００７６】
また、第１無線通信チャンネルの周波数帯と第２無線通信チャンネルの周波数帯とは異なるようにしたが、同一であってもよい。
【００７７】
また、上記の実施形態では、携帯電話装置を例示して無線通信チャンネルの割当を説明したが、携帯電話装置以外の移動通信端末装置についても同様に無線通信チャンネルの割当を行うようにすることができることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明のチャンネル負荷分散方法は、最高通信速度が異なる２種類の無線通信チャンネルを用意している通信システムにおけるチャンネル負荷分散に適用することができる。また、本発明の通信システムは、最高通信速度が異なる２種類の無線通信チャンネルを用意している通信システムに適用することができる。また、本発明の移動通信端末装置及びチャンネル割当装置は、最高通信速度が異なる２種類の無線通信チャンネルを用意している通信システムの構築に際して採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の一実施形態の通信システムの構成を概略的に示す図である。
【図２】図１の携帯電話装置の外観構成を示す図である。
【図３】図２の装置の内部構成を示すブロック図である。
【図４】図３における通信処理部の構成を説明するためのブロック図である。
【図５】図１のチャンネル割当装置の構成を示すブロック図である。
【図６】図１の通信システムのおけるチャンネル割当処理を説明するためのシーケンス図である。
【符号の説明】
【００８０】
１０…携帯電話装置（移動通信端末装置）、１１…携帯電話本体、１２…操作部、１３…表示部、１４…通話用スピーカ、１５…マイクロフォン、１６…案内用スピーカ、１７…アンテナ、２１…制御部、２２…送受信部、２３…記憶部、３１…通信処理部、３６…通信制御部（通信制御手段）、３７…初期チャンネル接続処理部（初期チャンネル接続手段）、５０…ネットワークシステム、５１…ネットワーク、５２…チャンネル割当装置、５６…基地局、６０…サーバ、７１…チャンネル割当処理部、７２…記憶装置、７５…チャンネル割当情報、７６…初期チャンネル割当部（初期チャンネル割当手段）、７７…上方チャンネル切換部（上方チャンネル切換手段）、７８…下方チャンネル切換部（下方チャンネル切換手段）、１００…通信システム。
【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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