(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナを介して端末と送受信される無線信号と電気信号とを変換する電波信号処理部と、
前記電波信号処理部からの電気信号に、予め定められた通信処理を行う通信処理部と、
基地局網へのパケットをバッファリングし、該パケットを送信するキュー部と、
端末が基地局網と新規に接続するための所定量のパケットを優先して送信するための制御部と
を備え、
前記制御部は、
前記通信処理部からパケットを受信し、該パケットを参照して送信元の端末識別子を含むパケット解析情報を作成し、受信されたパケットとパケット解析情報を出力するパケット解析部と、
前記パケット解析部からパケット解析情報を受信し、パケット解析情報に含まれる端末識別子ごとに、端末から最初にパケットを受信してから現在までに受信されたデータ量、又は、端末から最初にパケットを受信してから現在までの経過時間を求め、該データ量又は該経過時間が予め定められた閾値よりも小さい場合に優先度情報を優先と決定し、及び、該データ量又は経過時間が該閾値よりも小さくない場合に優先度情報を非優先と決定するカウント部と
を有し、
前記キュー部は、
優先度情報が優先を示すパケットがエンキューされる優先キューと、
優先度情報が非優先を示すパケットがエンキューされる非優先キューと、
前記カウント部により決定された優先度情報に従い、パケットを前記優先キュー又は前記非優先キューのいずれかにエンキューする優先度判定部と、
前記優先キューにパケットがあれば該優先キューからパケットをデキューして基地局網に送信し、前記優先キューにパケットがなく、かつ、前記非優先キューにパケットがあれば該非優先キューからパケットをデキューして前記基地局網に送信する選択送信部と
を備えた基地局。
【請求項２】
アンテナを介して端末と送受信される無線信号と電気信号とを変換する電波信号処理部と、
前記電波信号処理部からの電気信号に、予め定められた通信処理を行う通信処理部と、
基地局網へのパケットをバッファリングし、該パケットを送信するキュー部と、
端末が基地局網と新規に接続するための所定量のパケットを優先して送信するための制御部と
を備え、
前記制御部は、
前記通信処理部からパケットを受信し、該パケットを参照して送信元の端末識別子と、ＱｏＳ種別とを含むパケット解析情報を作成し、受信されたパケットとパケット解析情報を出力するパケット解析部と、
前記パケット解析部からパケット解析情報を受信し、パケット解析情報に含まれる端末識別子ごとに、端末から最初にパケットを受信してから現在までに受信されたデータ量、又は、端末から最初にパケットを受信してから現在までの経過時間を求め、該データ量又は該経過時間が予め定められた閾値よりも小さい場合に優先度情報を優先と決定し、及び、該データ量又は経過時間が該閾値よりも小さくない場合に優先度情報を非優先と決定するカウント部と
を有し、
前記キュー部は、
優先度情報が優先を示すパケットがエンキューされるＱｏＳ種別毎の優先キューと、
優先度情報が非優先を示すパケットがエンキューされるＱｏＳ種別毎の非優先キューと、
パケット解析情報に含まれるＱｏＳ種別と前記カウント部により決定された優先度情報とに従い、受信されたパケットをＱｏＳ種別毎の前記優先キュー又は前記非優先キューのいずれかにエンキューする優先度判定部と、
各ＱｏＳ種別について、該ＱｏＳ種別の前記優先キューにパケットがあれば該優先キューからパケットをデキューして基地局網に送信することと、該ＱｏＳ種別の前記優先キューにパケットがなく、かつ、該ＱｏＳ種別の前記非優先キューにパケットがあれば該非優先キューからパケットをデキューして前記基地局網に送信することを、ＱｏＳ種別の優先度が高い順に実行する選択送信部と
を備えた基地局。
【請求項３】
前記制御部は、
前記カウント部からパケット解析情報と優先度情報を受信し、パケット解析情報に含まれるＱｏＳ種別と優先度情報とに従い、受信されたパケットのエンキュー先情報を決定し、決定されたエンキュー先情報を出力する優先度決定部
をさらに有し、
前記優先度判定部は、前記優先度決定部からエンキュー先情報を受信し、エンキュー先情報に従い、受信されたパケットをＱｏＳ種別毎の前記優先キュー又は前記非優先キューのいずれかにエンキューする請求項２に記載の基地局。
【請求項４】
前記データ量は、パケットのバイト数であり、
前記カウント部は、
端末識別子ごとに、端末から最初にパケットを受信してから現在までに受信されたバイト数の累計が記憶されるデータ量情報蓄積部と、
受信されたパケットのバイト数を求め、前記データ量情報蓄積部を参照し、パケット解析情報に含まれる端末識別子に対応したバイト数に求められたバイト数を加算するデータ量カウント部と
を有する請求項１又は２に記載の基地局。
【請求項５】
前記データ量は、パケット数であり、
前記カウント部は、
端末識別子ごとに、端末から最初にパケットを受信してから現在までに受信されたパケット数の累計が記憶されるデータ量情報蓄積部と、
パケットを受信すると、前記データ量情報蓄積部を参照し、パケット解析情報に含まれる端末識別子に対応したパケット数を増加させるデータ量カウント部と
を有する請求項１又は２に記載の基地局。
【請求項６】
前記カウント部は、
端末識別子ごとに、端末から最初にパケットを受信した時刻が記憶される受信時刻蓄積部と、
パケット解析情報を受信すると、前記受信時刻蓄積部を参照し、パケット解析情報に含まれる端末識別子に対応する時刻と、現在時刻とに基づいて、端末から最初にパケットを受信してから現在までの経過時間を求める経過時間算出部と
を有する請求項１又は２に記載の基地局。
【請求項７】
前記制御部は、
端末と基地局との間で無線リソースが確保されると、又は、基地局網から所定の端末のパケットを優先させるためのパケット優先指示を受信すると、該端末に対応した初回フラグを立て、
該初回フラグが立った状態で前記端末からパケットを受信すると、前記カウント部のデータ量又は経過時間を初期化し、及び、初回フラグをたおす請求項１又は２に記載の基地局。
【請求項８】
基地局と通信するための第１のインタフェースと、
ネットワークと通信するための第２のインタフェースと、
前記第１及び第２のインタフェース間で送受信される信号に対して、スイッチングを含む信号処理を行うパケット処理部と、
基地局へのパケットをバッファリングし、該パケットを送信するキュー部と、
端末が基地局網と新規に接続するための所定量のパケットを優先して送信するための制御部と
を備え、
前記制御部は、
前記パケット処理部からパケットを受信し、該パケットを参照して送信先の端末識別子を含むパケット解析情報を作成し、受信されたパケットとパケット解析情報を出力するパケット解析部と、
前記パケット解析部からパケット解析情報を受信し、パケット解析情報に含まれる端末識別子ごとに、端末に最初にパケットを送信してから現在までに受信されたデータ量、又は、端末に最初にパケットを送信してから現在までの経過時間を求め、該データ量又は該経過時間が予め定められた閾値よりも小さい場合に優先度情報を優先と決定し、及び、該データ量又は経過時間が該閾値よりも小さくない場合に優先度情報を非優先と決定するカウント部と
を有し、
前記キュー部は、
優先度情報が優先を示すパケットがエンキューされる優先キューと、
優先度情報が非優先を示すパケットがエンキューされる非優先キューと、
前記カウント部により決定された優先度情報に従い、受信されたパケットを前記優先キュー又は前記非優先キューのいずれかにエンキューする優先度判定部と、
前記優先キューにパケットがあれば該優先キューからパケットをデキューして送信先の端末に応じた基地局に送信し、前記優先キューにパケットがなく、かつ、前記非優先キューにパケットがあれば該非優先キューからパケットをデキューして送信先の端末に応じた基地局に送信する選択送信部と
を備えた基地局制御装置。
【請求項９】
基地局と通信するための第１のインタフェースと、
ネットワークと通信するための第２のインタフェースと、
前記第１及び第２のインタフェース間で送受信される信号に対して、スイッチングを含む信号処理を行うパケット処理部と、
基地局へのパケットをバッファリングし、該パケットを送信するキュー部と、
端末が基地局網と新規に接続するための所定量のパケットを優先して送信するための制御部と
を備え、
前記制御部は、
前記パケット処理部からパケットを受信し、該パケットを参照して送信先の端末識別子と、ＱｏＳ種別とを含むパケット解析情報を作成し、受信されたパケットとパケット解析情報を出力するパケット解析部と、
前記パケット解析部からパケット解析情報を受信し、パケット解析情報に含まれる端末識別子ごとに、端末に最初にパケットを送信してから現在までに受信されたデータ量、又は、端末に最初にパケットを送信してから現在までの経過時間を求め、該データ量又は該経過時間が予め定められた閾値よりも小さい場合に優先度情報を優先と決定し、及び、該データ量又は経過時間が該閾値よりも小さくない場合に優先度情報を非優先と決定するカウント部と
を有し、
前記キュー部は、
優先度情報が優先を示すパケットがエンキューされるＱｏＳ種別毎の優先キューと、
優先度情報が非優先を示すパケットがエンキューされるＱｏＳ種別毎の非優先キューと、
パケット解析情報に含まれるＱｏＳ種別と前記カウント部により決定された優先度情報とに従い、受信されたパケットをＱｏＳ種別毎の前記優先キュー又は前記非優先キューのいずれかにエンキューする優先度判定部と、
各ＱｏＳ種別について、該ＱｏＳ種別の前記優先キューにパケットがあれば該優先キューからパケットをデキューして送信先の端末に応じた基地局に送信することと、該ＱｏＳ種別の前記優先キューにパケットがなく、かつ、該ＱｏＳ種別の前記非優先キューにパケットがあれば該非優先キューからパケットをデキューして送信先の端末に応じた基地局に送信することを、ＱｏＳ種別の優先度が高い順に実行する選択送信部と
を備えた基地局制御装置。
【請求項１０】
前記制御部は、
端末と基地局との間で無線リソースが確保されると、又は、基地局網から所定の端末のパケットを優先させるためのパケット優先指示を受信すると、該端末に対応した初回フラグを立て、
該初回フラグが立った状態で前記端末へのパケットを受信すると、前記カウント部のデータ量又は経過時間を初期化し、及び、初回フラグをたおす請求項８又は９に記載の基地局制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基地局及び基地局制御装置に係り、特に、複数加入者を扱うパケット通信システムにおいて、パケット優先制御を行う基地局及び基地局制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の有線通信網に加え、無線端末と無線通信装置を用いた無線通信網（以下、無線通信システムと称する）の導入が進んでいる。無線通信システムでは、音声等の信号を時分割多重して通信するＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）通信の他、音声等の信号を拡散符号で符号多重化して通信を行うＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）通信が普及してきた。ＣＤＭＡ方式はＰＤＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｅｌｌｕｌａｒ）に比べ、繋がりやすく切れにくい上に音質がいいという特徴を持つ。さらに広帯域を利用したスペクトラム拡散方式を使うため、干渉波やノイズに強い特性を持つ。
【０００３】
また、ＣＤＭＡ技術を応用した通信方式であるｃｄｍａＯｎｅやその上位規格であるｃｄｍａ２０００によりパケット通信速度が向上してきている。なかでもｃｄｍａ２０００に含まれるデータ通信専用規格であるｃｄｍａ２０００  １ｘＥＶ−ＤＯにより、下りデータ最大２．４Ｍｂｐｓを実現するようになった。
【０００４】
無線通信システムでは、無線通信装置である基地局の電波が届く範囲のセルラと呼ばれるエリア内で無線端末との通信を行うもので、半径数ｋｍ位のセルラが一般的に用いられる。概ねそのセルラにて例えば２００ユーザ程同時に利用する事が可能となっており、無線通信装置とそれを結ぶ他通信装置との間は、これらのユーザから送受信されたパケットデータを逐次処理にて通信を行っている。
【０００５】
そのため、複数のユーザが大量のパケットデータを送信し、回線が圧迫された状態で、新規に利用者がサービスに接続しようとしてもなかなか繋がらないことがある。もしくは、接続先からのアプリケーション応答がなかなか返ってこないという課題が発生する。後に接続してきた利用者程接続しづらいという不公平感を解消するために、新規接続パケットの遅延を解消することが望まれている。
【０００６】
現在では、ユーザに一定速度の送受信を保障する技術としてＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ  ｏｆ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）サービス（パケットの帯域保証）が存在している。また、該ＱｏＳサービスの搭載の有無に関わらず、利用者間で公平なサービスが受けられるような技術も開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
該技術の概要は、複数のパケット通信端末にそれぞれ優先度が設定されており、自動方路選択装置が、その登録されている通信端末の優先度に応じて、その通信端末のパケットを最短方路又は迂回方路のいずれかに振り分けるものである。具体的には、優先度の高いパケットは、最短の方路が優先的に選択され、優先度の低いパケットは、迂回方路が選択される。この結果、優先度の低いパケットが自動的に迂回させられ、優先度の高いパケットは優先度の低いパケットに妨げられずに最短方路を優先的に獲得することができるというものである。
【特許文献１】特開平０８−１９１３２８号公報
【非特許文献１】３ＧＰＰ２  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ  Ｃ．Ｓ．００２４  −  Ｖ４．０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前述のＱｏＳ技術は、主に音声や動画のリアルタイム配信（ラジオ・テレビ型サービス）やテレビ電話など、通信の遅延や停止が許されないサービスにとって重要な技術であり、接続処理が確立するまでは従来と同様の逐次処理がなされるため、接続までの所要時間短縮には至っていない。そのため、例えば、優先度の高い端末、ユーザからの接続要求であっても、上述のように、繋がらないもしくは応答が返ってこない場合がある。
【０００９】
また、特許文献１で開示されている技術においても、優先度情報を取得後に関する技術であり、優先度情報を取得する前においては、パケットの逐次処理を行うため接続までの所要時間が長くなるという課題の解決には至っていない。
【００１０】
本発明は、以上の点に鑑み、端末が未接続状態から無線通信システムへ接続を行うときに、他のユーザパケットより優先して処理を行い、接続までの時間を短縮する基地局及び基地局制御装置を提供することを目的とする。また、本発明は、即座にアプリケーションの実行が行えるようにすることを目的としている。
【００１１】
本発明は、ＱｏＳサービスを申し込んだ利用者が、接続が確立するまでＱｏＳサービスが適用されず、ＱｏＳサービスを申し込んでいない利用者と同等に扱われてしまうことのないよう、新規接続端末が接続状態を確立する際に新規接続パケットのみを無線通信装置から他通信装置へ他のユーザパケットより優先的に送信することを目的とする。本発明は、優先制御を規定された優先条件が満たされた場合のみ行い、それ以外は他のユーザパケットと同等に扱われ、利用者間の不公平を無くすことを目的のひとつとする。
【００１２】
本発明は、ユーザパケットを、優先及び非優先の複数のルートで送信する機能を備えたパケット通信システムで、新規接続するユーザを一定時間、優先ルートにて処理を行うことを目的のひとつとする。この事で、接続時間を所定時間以内に保つ事を目的のひとつとする。本発明は、新規接続以外のユーザは、非優先ルートで処理し、新規接続するユーザを待たせる時間を短くすることを目的とする。また、本発明は、低速回線を用いることが多いＢＳ−ＢＳＣ間に複数のルートを有することを目的のひとつとする。
【００１３】
本発明は、優先ルートで流れるパケット量を、非優先ルートのパケット量の１％程度に抑え、転送に掛かる遅延時間を短縮する事を目的のひとつとする。その結果、接続にかかる所要時間を所定時間以内に保つことを目的のひとつとする。また、本発明は、例えば新規接続から一定量のパケットを優先的に流すことによって、接続に必要な端末認証やユーザ認証、及びアプリケーション起動に必要なトラフィックを優先的に流すことを目的のひとつとする。その後は、既存通信ユーザと同一扱いにすることで、ユーザ間の不公平感を無くすことを目的のひとつとする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するため、本発明は、新規接続パケットを優先的に送受信し、一定時間で接続を完了させる。
従来の無線通信システムでは、チャネルに通信帯域以上のパケットが流れ込んだときに、新規接続端末が接続を開始した場合、新規接続パケットは待ちキューに入れられることになり新規接続に時間が掛かる。本発明では、新規接続ユーザのパケットを一定量、優先チャネルで送信することにより新規接続時間を一定時間内に保つことを可能にする。接続確立済みのユーザは非優先チャネルで通信することになるので、新規接続ユーザは長時間待たされることがない。
【００１５】
本無線通信システムは、新規接続を行おうとする第１の無線端末と既に通信中の第２の無線端末が基地局と無線通信を行い、前記基地局が基地局網と通信を行うとき、前記基地局と前記基地局網の間に２本の通信路（優先チャネル、非優先チャネル）を備え、前記の第２の無線端末を前記優先チャネルを使って優先的に処理する。
【００１６】
本発明の第１の解決手段によると、
アンテナを介して端末と送受信される無線信号と電気信号とを変換する電波信号処理部と、
前記電波信号処理部からの電気信号に、予め定められた通信処理を行う通信処理部と、
基地局網へのパケットをバッファリングし、該パケットを送信するキュー部と、
端末が基地局網と新規に接続するための所定量のパケットを優先して送信するための制御部と
を備え、
前記制御部は、
前記通信処理部からパケットを受信し、該パケットを参照して送信元の端末識別子を含むパケット解析情報を作成し、受信されたパケットとパケット解析情報を出力するパケット解析部と、
前記パケット解析部からパケット解析情報を受信し、パケット解析情報に含まれる端末識別子ごとに、端末から最初にパケットを受信してから現在までに受信されたデータ量、又は、端末から最初にパケットを受信してから現在までの経過時間を求め、該データ量又は該経過時間が予め定められた閾値よりも小さい場合に優先度情報を優先と決定し、及び、該データ量又は経過時間が該閾値よりも小さくない場合に優先度情報を非優先と決定するカウント部と
を有し、
前記キュー部は、
優先度情報が優先を示すパケットがエンキューされる優先キューと、
優先度情報が非優先を示すパケットがエンキューされる非優先キューと、
前記カウント部により決定された優先度情報に従い、パケットを前記優先キュー又は前記非優先キューのいずれかにエンキューする優先度判定部と、
前記優先キューにパケットがあれば該優先キューからパケットをデキューして基地局網に送信し、前記優先キューにパケットがなく、かつ、前記非優先キューにパケットがあれば該非優先キューからパケットをデキューして前記基地局網に送信する選択送信部と
を備えた基地局が提供される。
【００１７】
本発明の第２の解決手段によると、
アンテナを介して端末と送受信される無線信号と電気信号とを変換する電波信号処理部と、
前記電波信号処理部からの電気信号に、予め定められた通信処理を行う通信処理部と、
基地局網へのパケットをバッファリングし、該パケットを送信するキュー部と、
端末が基地局網と新規に接続するための所定量のパケットを優先して送信するための制御部と
を備え、
前記制御部は、
前記通信処理部からパケットを受信し、該パケットを参照して送信元の端末識別子と、ＱｏＳ種別とを含むパケット解析情報を作成し、受信されたパケットとパケット解析情報を出力するパケット解析部と、
前記パケット解析部からパケット解析情報を受信し、パケット解析情報に含まれる端末識別子ごとに、端末から最初にパケットを受信してから現在までに受信されたデータ量、又は、端末から最初にパケットを受信してから現在までの経過時間を求め、該データ量又は該経過時間が予め定められた閾値よりも小さい場合に優先度情報を優先と決定し、及び、該データ量又は経過時間が該閾値よりも小さくない場合に優先度情報を非優先と決定するカウント部と
を有し、
前記キュー部は、
優先度情報が優先を示すパケットがエンキューされるＱｏＳ種別毎の優先キューと、
優先度情報が非優先を示すパケットがエンキューされるＱｏＳ種別毎の非優先キューと、
パケット解析情報に含まれるＱｏＳ種別と前記カウント部により決定された優先度情報とに従い、受信されたパケットをＱｏＳ種別毎の前記優先キュー又は前記非優先キューのいずれかにエンキューする優先度判定部と、
各ＱｏＳ種別について、該ＱｏＳ種別の前記優先キューにパケットがあれば該優先キューからパケットをデキューして基地局網に送信することと、該ＱｏＳ種別の前記優先キューにパケットがなく、かつ、該ＱｏＳ種別の前記非優先キューにパケットがあれば該非優先キューからパケットをデキューして前記基地局網に送信することを、ＱｏＳ種別の優先度が高い順に実行する選択送信部と
を備えた基地局が提供される。
【００１８】
本発明の第３の解決手段によると、
基地局と通信するための第１のインタフェースと、
ネットワークと通信するための第２のインタフェースと、
前記第１及び第２のインタフェース間で送受信される信号に対して、スイッチングを含む信号処理を行うパケット処理部と、
基地局へのパケットをバッファリングし、該パケットを送信するキュー部と、
端末が基地局網と新規に接続するための所定量のパケットを優先して送信するための制御部と
を備え、
前記制御部は、
前記パケット処理部からパケットを受信し、該パケットを参照して送信先の端末識別子を含むパケット解析情報を作成し、受信されたパケットとパケット解析情報を出力するパケット解析部と、
前記パケット解析部からパケット解析情報を受信し、パケット解析情報に含まれる端末識別子ごとに、端末に最初にパケットを送信してから現在までに受信されたデータ量、又は、端末に最初にパケットを送信してから現在までの経過時間を求め、該データ量又は該経過時間が予め定められた閾値よりも小さい場合に優先度情報を優先と決定し、及び、該データ量又は経過時間が該閾値よりも小さくない場合に優先度情報を非優先と決定するカウント部と
を有し、
前記キュー部は、
優先度情報が優先を示すパケットがエンキューされる優先キューと、
優先度情報が非優先を示すパケットがエンキューされる非優先キューと、
前記カウント部により決定された優先度情報に従い、受信されたパケットを前記優先キュー又は前記非優先キューのいずれかにエンキューする優先度判定部と、
前記優先キューにパケットがあれば該優先キューからパケットをデキューして送信先の端末に応じた基地局に送信し、前記優先キューにパケットがなく、かつ、前記非優先キューにパケットがあれば該非優先キューからパケットをデキューして送信先の端末に応じた基地局に送信する選択送信部と
を備えた基地局制御装置が提供される。
【００１９】
本発明の第４の解決手段によると、
基地局と通信するための第１のインタフェースと、
ネットワークと通信するための第２のインタフェースと、
前記第１及び第２のインタフェース間で送受信される信号に対して、スイッチングを含む信号処理を行うパケット処理部と、
基地局へのパケットをバッファリングし、該パケットを送信するキュー部と、
端末が基地局網と新規に接続するための所定量のパケットを優先して送信するための制御部と
を備え、
前記制御部は、
前記パケット処理部からパケットを受信し、該パケットを参照して送信先の端末識別子と、ＱｏＳ種別とを含むパケット解析情報を作成し、受信されたパケットとパケット解析情報を出力するパケット解析部と、
前記パケット解析部からパケット解析情報を受信し、パケット解析情報に含まれる端末識別子ごとに、端末に最初にパケットを送信してから現在までに受信されたデータ量、又は、端末に最初にパケットを送信してから現在までの経過時間を求め、該データ量又は該経過時間が予め定められた閾値よりも小さい場合に優先度情報を優先と決定し、及び、該データ量又は経過時間が該閾値よりも小さくない場合に優先度情報を非優先と決定するカウント部と
を有し、
前記キュー部は、
優先度情報が優先を示すパケットがエンキューされるＱｏＳ種別毎の優先キューと、
優先度情報が非優先を示すパケットがエンキューされるＱｏＳ種別毎の非優先キューと、
パケット解析情報に含まれるＱｏＳ種別と前記カウント部により決定された優先度情報とに従い、受信されたパケットをＱｏＳ種別毎の前記優先キュー又は前記非優先キューのいずれかにエンキューする優先度判定部と、
各ＱｏＳ種別について、該ＱｏＳ種別の前記優先キューにパケットがあれば該優先キューからパケットをデキューして送信先の端末に応じた基地局に送信することと、該ＱｏＳ種別の前記優先キューにパケットがなく、かつ、該ＱｏＳ種別の前記非優先キューにパケットがあれば該非優先キューからパケットをデキューして送信先の端末に応じた基地局に送信することを、ＱｏＳ種別の優先度が高い順に実行する選択送信部と
を備えた基地局制御装置が提供される。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によると、端末が未接続状態から無線通信システムへ接続を行うときに、他のユーザパケットより優先して処理を行い、接続までの時間を短縮する基地局及び基地局制御装置を提供することができる。また、本発明によると、即座にアプリケーションの実行が行えるようにすることができる。
【００２１】
本発明によると、ＱｏＳサービスを申し込んだ利用者が、接続が確立するまでＱｏＳサービスが適用されず、ＱｏＳサービスを申し込んでいない利用者と同等に扱われてしまうことのないよう、新規接続端末が接続状態を確立する際に新規接続パケットのみを無線通信装置から他通信装置へ他のユーザパケットより優先的に送信することができる。本発明によると、前述した優先制御を規定された優先条件が満たされた場合のみ行い、それ以外は他のユーザパケットと同等に扱われ、利用者間の不公平を無くすことができる。
【００２２】
本発明は、ユーザパケットを、優先及び非優先の複数のルートで送信する機能を備えたパケット通信システムで、新規接続するユーザを一定時間、優先ルートにて処理を行う。この事で、接続時間を一定に保つ事を可能とする。本発明によると、新規接続以外のユーザは、通常非優先ルートで処理されるため、新規接続するユーザは待たされることがない。また、本発明によると、複数のルートを持っているのは、ＢＳ−ＢＳＣ間になり、本特許の効果が期待できる。本発明によると、ＢＳ−ＢＳＣ間は、低速回線を用いることが多く、更に効果が期待できる。この構成により、アプリケーションに修正を加える必要がなく、基地局側の修正だけで、接続時間の短縮が図れるシステムを提供できる。
【００２３】
本発明によると、優先ルートで流れるパケット量は、非優先ルートのパケット量の１％程度に抑えられているため、転送に掛かる遅延時間を短縮する事が可能となる。その結果、接続にかかる所要時間を一定に保つことが可能となる。また、本発明によると、例えば新規接続から一定量のパケットを優先的に流すことによって、接続に必要な端末認証やユーザ認証、及びアプリケーション起動に必要なトラフィックを優先的に流せる。その後は、既存通信ユーザと同一扱いにすることで、ユーザ間の不公平感を無くすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本実施の形態の無線通信システムの構成、および、無線通信システムでのパケット優先制御を図面を用いて詳細に説明する。主にパケット通信を提供する無線通信システムを例にとり説明する。
【００２５】
図１は、無線通信システムの構成図を表す。
無線通信システムは、ユーザの端末１９０−１〜３と通信を行う無線通信装置である基地局１１０（Ｂａｓｅ  Ｓｔａｔｉｏｎ、以下ＢＳと称する）と、ＢＳ１１０と他の通信網で公衆交換電話網１３０（Ｐｕｂｌｉｃ  Ｓｗｉｔｃｈ  Ｔｅｌｅｐｈｏｎｅ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ、以下ＰＳＴＮと称する）との接続やＢＳ１１０の管理・制御を行う基地局網１２０（Ｂａｓｅ  Ｓｔａｔｉｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ、基地局制御装置、以下ＢＳＣと称する）と、ユーザ認証を行う端末認証サーバ１４０（Ａｃｃｅｓｓ−Ｎｏｄｅ／Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ，Ａｕｔｈｏｒｉｚａｔｉｏｎ，ａｎｄ  Ａｃｃｏｕｎｔｉｎｇ、以下（ＡＮ）ＡＡＡと称する）と、ユーザデータベース１５０と、インターネット１７０を経由してインターネットプロバイダ１８０（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｓｅｒｖｉｃｅｓ  Ｐｒｏｖｉｄｅｒ以下、ＩＳＰと称する）に接続するためのパケットを中継するゲートウェイ１６０（Ｇａｔｅｗａｙ、以下ＧＷと称する）とを備える。
【００２６】
複数の端末１９０−１〜３は、ＢＳ１１０と無線によって接続される。各端末１９０は、ＢＳＣ１２０からＰＳＴＮ１３０を経てＡＡＡ１４０やＩＳＰ１８０とパケットの送受信（通信）を行う。尚、上記の無線通信システムは、ＴＤＭＡ・ＣＤＭＡ・ＦＤＭＡ等いずれの無線技術であっても構わない。
【００２７】
図２は、端末１９０のハードウェア構成を示すブロック図である。
具体的には、端末１９０は、無線信号を送受信するアンテナ１９０００と、無線信号を電気信号に変換するＲＦ部（電波信号処理部）１９０１０と、電気信号に所定の通信処理（例えば、信号終端、プロトコル変換、障害監視他）を行う通信処理部１９０２０と、端末の所有者が送受信する信号の入出力を行う周辺装置部１９０３０と、端末１９０全体の制御を行う制御部１９０８０とを有する。周辺装置部１９０３０には、音声を入力するマイク１９０３１、音声を出力するスピーカ１９０３３、文字や画像を表示するディスプレイ１９０３２、データ入力や制御信号入力（接続先の指定等）を行うキー１９０３４とが備えられる。また、制御部１９０８０は、端末１９０全体の動作を制御するプロセッサであるＣＰＵ１９０４０、動作プログラムや動作に必要な各種データを蓄積するメモリ１９０５０、外部機器との信号を送受信するＩ／Ｏ１９０６０とが備えられる。制御線１９０７０は、上述した各ブロック同士を接続するものである。なお、この図は、図１に示す端末１９０−１、１９０−２、１９０−３の構成について共通である。
【００２８】
図３は、無線通信装置（基地局ＢＳ１１０）の構成例を示すブロック図である。
ＢＳ１１０は、例えば、無線信号を送受信するアンテナ１１０００と、無線信号を電気信号に変換するＲＦ部１１０１０と、電気信号に所定の通信処理（例えば、信号終端、プロトコル変換、障害監視他）を行う通信処理部１１０２０と、ＢＳＣ１２０と信号を送受信するインタフェース１１０３０と、速度変換キュー１１０９０と、ＢＳ１１０全体の制御を行う制御部１１０８０とを有する。制御部１１０８０は、ＢＳ１１０全体の動作を制御するプロセッサであるＣＰＵ１１０４０と、動作プログラムや動作に必要な各種データを蓄積するメモリ１１０５０と、外部機器との信号を送受信するＩ／Ｏ１１０６０とが備えられる。また、制御線１１１００は、上述した各ブロック同士を接続するものである。
【００２９】
速度変換キュー１１０９０はＢＳ１１０とＢＳＣ１２０間でパケットの送受信を行うとき、速度差（例えば、ＦａｓｔＥｔｈｅｒとＳＰＡＮ  Ｔ１ｘ３）があるので、速度変換キューでデータをバッファリングしながら送受信を行うためのキューである。ここで、ＦａｓｔＥｔｈｅｒとは、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）の規格のうち、１００Ｍｂｐｓのデータ転送能力を持つものの総称である。ＳＰＡＮとは、ＢＳとＣＲ（ＢＳＣとＢＳの中間に存在するデータ集約装置）間の回線であり、１回線で１．５Ｍｂｐｓのデータ転送能力を持つ。例えば、それが３回線分あるので約４．５Ｍｂｐｓのデータ転送能力がある。尚、上記例ではＴ１回線を例にしたが、Ｅ１回線であれば２．０Ｍｂｐｓのデータ転送量があり、同様に約６．０Ｍｂｐｓのデータ転送量を持つものである。
【００３０】
図４は、ＢＳＣ１２０の構成例を示すブロック図である。
ＢＳＣ１２０は、例えば、ＢＳ１１０とのインタフェース１２０１０と、ＰＳＴＮ１３０やＧＷ１６０とのインタフェース１２０３０と、これらのインタフェース間で送受信される信号をスイッチング等の信号処理を行うパケット処理部１２０２０と、ＢＳＣ１２０全体の制御を行う制御部１２０８０と、速度変換キュー１２０９０とを有する。制御部１２０８０は、ＢＳＣ１２０全体の動作を制御するプロセッサであるＣＰＵ１２０４０と、動作プログラムや動作に必要な各種データを蓄積するメモリ１２０５０と、外部機器との信号を送受信するＩ／Ｏ部１２０６０とが備えられる。また、制御線１２１００は、上述した各ブロック同士を接続するものである。
【００３１】
速度変換キュー１２０９０は、ＢＳ１１０とＢＳＣ１２０間でパケットの送受信を行うとき、速度差（例えば、ＦａｓｔＥｔｈｅｒとＳＰＡＮ  Ｔ１ｘ３）があるので、速度変換キューでデータをバッファリングしながら送受信を行うためのキューである。
【００３２】
図５は、ＢＳ１１０のソフトウェア構成例を示す機能構成図である。
ＢＳ１１０は、上述の通り、無線部からパケットを受信して解析する制御部１１０８０、速度変換を実施しながらパケットをＢＳＣの間で送受信する速度変換キュー１１０９０とを含む。
【００３３】
制御部１１０８０は、通信処理部１１０２０との間でパケットを送受信するパケット送受部１１０８１と、パケット送受部１１０８１からパケットを受信して解析するパケット解析部１１０８２と、パケット解析部１１０８２からパケット本体とパケット解析情報を受け取ってユーザごとのパケット通過量を測定する送信データカウント部１１０８３と、送信データカウント部１１０８３からパケット通過量を受け取ってユーザ端末ごとにその情報を記録する送信データ情報蓄積部１１０８４と、送信データカウント部１１０８３からパケット本体とパケット解析情報と優先度情報（優先又は非優先を示す情報）を受け取ってパケットの優先度（エンキュー先）を決定する優先度決定部１１０８５とを有する。パケット解析情報は、例えば、データの送信元の端末番号、データのＱｏＳ種別、データのサイズを含む。
【００３４】
送信データカウント部１１０８３は、パケット通過量として、例えばパケットのバイト数をカウントする。なお、バイト数以外にも、パケット数等、適宜のデータ量をカウントしても良い。
【００３５】
送信データ情報蓄積部１１０８４は、例えば、端末番号に対応して、その端末の送信バイト数の累計が記憶される。なお、本実施の形態において端末番号は、端末を識別するための適宜の識別子であってもよい。また、バイト数以外にも、パケット数等を記憶しても良い。
【００３６】
速度変換キュー１１０９０は、制御部１１０８０からパケットと優先度を受け取って優先度に従いパケットをエンキューする優先度判定部１１０９１と、処理優先度別に用意されたキュー１１０９２と、キュー１１０９２の状態に応じて取り出し先のキューを決定してパケットをＢＳＣ１２０へ送信する選択送信部１１０９３と、ＢＳＣ１２０から受信したパケットをパケット送信部１１０８１へ送信する受信部１１０９４とを有する。
【００３７】
なお、送信データカウント部１１０８３および送信データ情報蓄積部１１０８４は、既存のＢＳ１１０には存在しない。既存のＢＳ１１０では、優先度決定部１１０８５は直接パケット解析部１１０８２からパケットとパケット解析情報を受け取ってパケットの優先度を決定する。
【００３８】
図１４は、既存システム及び本実施の形態におけるキューの詳細機能構成の一例を示す図である。図１４（ａ）は、既存システムのキューの構成例である。例えば、ＱｏＳ種別ごとに、ＱｏＳ種別が＃１用の＃１キュー１１０９２１１、ＱｏＳ種別が＃２用の＃２キュー１１０９２１２を有する。なお、本図ではＱｏＳ種別は例えば２種類としてキューを２本示している。
【００３９】
図１４（ｂ）は、本実施の形態におけるキュー（図５：１１０９２）の詳細機能構成図である。例えば、ＱｏＳ種別ごとに、ＱｏＳ種別が＃１用の＃１優先キュー１１０９２２１及び＃１非優先キュー１１０９２２２と、ＱｏＳ種別が＃２用の＃２優先キュー１１０９２２３及び＃２非優先キュー１１０９２２４とを有する。なお、本図ではＱｏＳ種別は２種類（＃１、＃２）として、それぞれのＱｏＳ種別に２本のキューを割り当てて計４本を示しているが、ＱｏＳ種別は３種類以上でもかまわないし、１種類であってもよい。
【００４０】
図６は、ＢＳＣ１２０のソフトウェア構成例を示す機能構成図である。ＢＳＣ１２０は、上述の通り、ＰＳＴＮ１３０からパケットを受信して解析する制御部１２０８０と、速度変換を実施しながらパケットをＢＳ１１０との間で送受信する速度変換キュー１２０９０とを有する。
【００４１】
制御部１２０８０は、パケット処理部１２０２０との間でパケットを送受信するパケット送受部１２０８１と、パケット送受部１２０８１からパケットを受信して解析するパケット解析部１２０８２と、パケット解析部１２０８２からパケットとパケット解析情報を受け取ってユーザごとのパケット通過量を測定する送信データカウント部１２０８３と、送信データカウント部１２０８３からパケット通過量を受け取ってユーザごとにその情報を記録する送信データ情報蓄積部１２０８４と、送信データカウント部１２０８３からパケット本体とパケット解析情報と優先度情報（優先又は非優先を示す情報）を受け取って、ＱｏＳ種別と優先度情報に従いパケットの優先度（エンキュー先）を決定する優先度決定部１２０８５とを有する。
【００４２】
速度変換キュー１２０９０は、制御部１２０８０からパケットと優先度を受け取って、パケットをエンキュー先にエンキューする優先度判定部１２０９１と、処理優先度別に用意された優先キューおよび非優先キューを含むキュー１２０９２と、優先キューおよび非優先キューの状態に応じて取り出し先のキューを決定してパケットをＢＳ１１０へ送信する選択送信部１２０９３と、ＢＳ１１０からパケットを受信し、パケット送信部１２０８１へ送信する受信部１２０９４とを有する。
【００４３】
なお、送信データカウント部１２０８３および送信データ数情報蓄積部１２０８４は、既存のＢＳＣ１２０には存在しない。既存のＢＳＣ１２０では、優先度決定部１２０８５は直接パケット解析部１２０８２からパケットとパケット解析情報を受け取ってパケットの優先度を決定する。
【００４４】
図１５は、既存システム及び本実施の形態におけるキューの詳細機能構成の一例を示す図である。図１５（ａ）に、既存システムのキューの例を示す。例えば、ＱｏＳ種別ごとに、ＱｏＳ種別が＃１用の＃１キュー１２０９２１１と、ＱｏＳ種別が＃２用の＃２キュー１２０９２１２を有する。なお、本図ではＱｏＳ種別は例えば２種類としてキューを２本示している。
【００４５】
図１５（ｂ）は、本実施の形態におけるキュー（図６：１２０９２）の詳細機能構成図である。例えば、ＱｏＳ種別ごとに、ＱｏＳ種別が＃１用の＃１優先キュー１２０９２２１及び＃１非優先キュー１２０９２２２と、ＱｏＳ種別が＃２用の＃２優先キュー１２０９２２３及び＃２非優先キュー１２０９２２４とを有する。なお、本図ではＱｏＳ種別として、それぞれのＱｏＳ種別に２本のキューを割り当てて計４本を示しているが、ＱｏＳ種別は３種類以上でもかまわないし、１種類でもよい。
【００４６】
（動作）
まず、既存システムでの処理の一例について概略的に説明する。なお、以下の既存システムの説明は、本実施の形態の理解を助けるためのものであり、従来技術を特定するものではない。
【００４７】
図８は、既存システムでの通信中ユーザと新規接続ユーザのパケット送信の説明図である。端末＃１、端末＃２、端末＃３までが既に通信中の端末１９０−１〜３で、端末＃４は新規接続を行おうとする端末１９０−４である。端末＃１、端末＃２、端末＃３、端末＃４が順番にパケット（図８：６０１、６０２、６０３、６０４）をＢＳ１１０に送信すると、これらのパケットは一つのキュー（図８：１１０９２１１）に順番にエンキューされる。ここでは、端末＃１〜＃４から送信されるパケットのＱｏＳ種別は＃１であるとして、ＱｏＳ＃１のキューを示している。ＢＳ１１０ではどのパケットも機会均等で扱われるため、新規接続端末＃４が優先されることはなく、一つのキュー（図８：１１０９２１１）から受信された順番にデキューされてＢＳＣ１２０へ送信される。このため、端末＃４のパケット（図８：６０４）のパケットは通信ユーザの分だけ到着が遅れ、接続完了までに時間が掛かることになる。
【００４８】
図９は、図８の既存の無線通信システムにおいて課題になる事例をシーケンスで表したものである。端末＃１、端末＃２、端末＃３は通信中の端末であり、端末＃４は新規接続を行おうとする端末である。例えば、端末＃１、端末＃２、端末＃３のパケットが先にエンキューされ（図９：７０１）、新規接続端末＃４が最後にエンキューされるとする（図９：７０２）。例えば、ＢＳ−ＢＳＣ間の回線混雑等により送信不可能の期間（図９：７０３）があると、それが解消するまで送信は控えられパケットはキューに溜まったままとなる。送信不可能の期間（図９：７０３）が終了すると、パケットはキューにから順番にデキューされてＢＳＣ１２０へ送信される。このとき、まず、端末＃１、端末＃２、端末＃３のパケットが先にデキュー、送信され（図９：７０４）、その後、新規接続端末＃４のパケットがデキュー、送信される。そのため、新規接続端末＃４はキュー内のパケットの処理を待ち、接続を確立するまでに時間が掛かかることになる。本図では非新規接続端末は３台のみ記載しているが、非新規接続端末の台数が多くなるほど新規接続端末の接続確立までの時間が長くなる。
【００４９】
図１０は、本実施の形態で実現する新規接続ユーザと通信中ユーザのパケット送信例の説明図である。端末＃１、端末＃２、端末＃３、端末＃４が順番にパケット（図１０：６１１、６１２、６１３、６１４）をＢＳ１１０に送信すると、非新規接続端末＃１、＃２、＃３は非優先キュー（図１０：１１０９２２２）にエンキューされ、新規接続端末＃４は優先キュー（図１０：１１０９２２１）にエンキューされる。デキュー時には、優先キュー（図１０：１１０９２２１）が優先されるため、まず、新規接続端末＃４のパケットが先にＢＳＣ１２０に送信され、次に非優先キュー上の非新規接続端末＃１、＃２、＃３のパケットがＢＳＣ１２０へ送信される。結果、ＢＳＣが受信するパケットの到着順序は新規接続端末＃４が先となる（図１０：６１７）。そのため、端末＃４は接続を確立する時間を従来より短縮することができる。
【００５０】
図１１は、本実施の形態が実現するシステムのシーケンス図を表す。例えば、端末からの受信順に端末＃１、端末＃２、端末＃３のパケットが先にエンキューされ（図１０：７１１）、新規接続端末＃４が最後にエンキューされる（図１０：７１２）が、本実施の形態では、前者と後者は別のキューに格納される。ＢＳ−ＢＳＣ間の回線混在による送信不可能期間（図１０：７１３）が解消されると、まず、新規接続端末＃４のパケットが先行してデキュー、送信される（図１０：７１５）。その後、非新規接続端末＃１、＃２、＃３のパケットがデキュー、送信される（図１０：７１４）。これにより、非新規接続端末の台数に依存せずに、端末＃４はより短い時間で接続を確立することができる。
【００５１】
ＢＳ１１０とＢＳＣ１２０とのデータのやり取りは、端末１９０からＢＳ１１０、ＢＳＣ１２０を経由してＩＳＰ１８０へ向かうデータの流れ（これを以下、「上りデータ送信」と呼ぶ。）と、ＩＳＰ１８０からのデータがＢＳＣ１２０、ＢＳ１１０を経由して端末１９０へ向かうデータの流れ（これを以下、「下りデータ送信」と呼ぶ。）の２種類があるが、以下では、上りデータ送信に着目し、上りデータの送信元となるＢＳ１１０の動作について説明していく。この説明では、端末１９０−１、１９０−２、１９０−３については初期接続の処理が終了して通常データ通信を十分長い間実施しておりパケット送信量も十分多いと仮定している。端末１９０−４については初期接続を開始した状態であると仮定している。また、端末１９０−１から端末１９０−４はすべて同一のＱｏＳ種別＃１を持つと仮定して説明するが、複数のＱｏＳ種別であってもよい。
【００５２】
図７、図１６〜図１８は、ＢＳ１１０の動作例を示す動作フロー図である。例えば、上りデータ判別／キューイング処理Ｐ−１１００、上りデータ送信処理Ｐ−１１１０、下りデータ処理Ｐ−１１２０を含む。なお、上りの処理と下りの処理は平行して実施されることができる。図１６は、Ｐ−１１００の詳細動作フロー図である。図１７は、Ｐ−１１１０の詳細動作フロー図である。図１８は、Ｐ−１１２０の詳細動作フロー図である。なお、ＢＳＣ側の動作フロー図は上りと下りが逆転する点を除いて図７、図１６〜図１８の処理と同等となる。
【００５３】
まず、既存システムにおける動作の一例を説明する。なお、本実施の形態の理解を助けるため、本実施の形態に即した構成をベースに動作を説明するが、これらの構成・動作は従来の技術を特定するものではない。
【００５４】
（１）端末１９０−１は、制御部で生成したデータを、通信制御部、ＲＦ部を経由して、ＢＳ１１０へ送信する。
（２）ＢＳ１１０は、端末１９０−１から受信したデータを、ＲＦ部、通信処理部を経由して制御部へ送信する。
（３）ＢＳ１１０のパケット送受部ではパケットの到着監視を実施し、到着したパケットは、パケット解析部でその内容が解析され、データの送信元の端末番号、データのＱｏＳ種別、データのサイズを含むパケット解析情報を作成する。
（４）既存システムでは、送信データカウント部および送信データ情報蓄積部は存在せず、送信バイト数の集計処理はない。よって、パケット解析部で生成されたパケット解析情報およびデータ本体は、優先度決定部へ直接送信される。
（５）優先度決定部では、パケット解析情報のＱｏＳ種別（ここでは一例として＃１とする）を基に、該当データのエンキュー先を決定し、データ本体と共に速度変換キューに送信する。速度変換キューの優先度判定部では、決定されたエンキュー先に基づいてキューを選択してデータをキューの＃１キューへエンキューする。
（６）端末１９０−２、端末１９０−３についても、上述の（１）から（５）までの処理と同様にしてパケットがキューの＃１キューにエンキューされる。
（７）端末１９０−４では、初期接続としてのパケットが発生する。このパケットも上述の（１）から（５）までの処理と同様にして、キューの＃１キューにエンキューされる。
（８）この一連の処理により、端末１９０−１から１９０−４の全てのデータは、ひとつの＃１キューにエンキューされる。さらに、この例では、端末１９０−４のデータのパケットの到着順序（図９：７０２）が他の端末のパケットの到着順序（図９：７０１）より後なので、端末１９０−４のデータは＃１キューの最後尾に位置している（図８：１１０９２１１）。
（９）選択送信部では、キューの状態を監視し、データをＢＳＣ１２０へ送信する。選択送信部はＱｏＳ種別で優先度の高いキューの空き状態から監視を始める。
（１０）ＢＳ１１０とＢＳＣ１２０とを接続している回線がデータ送信可能かどうかを判定し、データ送信不可能であればデキューおよび送信処理をせずに、次回の上りデータ送信処理の呼び出しを待つ（図９：７０３）。
（１１）ＢＳ１１０とＢＳＣ１２０とを接続している回線がデータ送信可能であれば、該当ＱｏＳ種別のキューにデータが存在するか監視し、データが存在する場合、そのデータをＢＳＣ１２０へ送信する。本説明においては、端末１９０−１から端末１９０−４の全てのパケットが＃１キューにキューイングされているため、エンキューされた順番でデキューが実施される。これにより、ＢＳＣ１２０へのパケット到着順序はエンキューされた順番と同一となる（図８：６０６）。この結果、端末１９０−４のパケットがＢＳＣ１２０へ到着するタイミング（図９：７０５）は、他のパケットの到着順序（図９：７０４）より後となる。これは、キューにあるパケット量が多いほど端末１９０−４のパケット到達が遅くなり、端末数が多い場合や端末当りの送信データ量が多い場合に特に顕著となる。
（１２）該当ＱｏＳ種別のキューにデータが存在しない場合、優先度が低い１つ下のＱｏＳ種別を対象として（１０）及び（１１）の処理を行う。規定回数を送信したらパケットの送信を止め、次回の上りデータ送信処理の呼び出しを待つ。
【００５５】
次に、主に図１６を参照し、データのキューニング（Ｐ−１１００）について、本実施の形態のシステムにおける動作を説明する。
（１３）端末１９０−１は、制御部（図２：１９０８０）で生成したデータ又は周辺装置部（図２：１９０３０）から入力されたデータを、通信処理部（図２：１９０２０）、ＲＦ部（図２：１９０１０）を経由して、無線でＢＳ１１０へ送信する。
（１４）ＢＳ１１０は、端末１９０−１から受信したデータを、ＲＦ部（図３：１１０１０）、通信処理部（図３：１１０２０）を経由して制御部（図３：１１０８０）へ送信する。
（１５）制御部１１０８０のパケット送受部（図５：１１０８１）ではパケットの到着監視を実施し（図１６：Ｐ−１１０１）、到着したパケットは、パケット解析部（図５：１１０８２）でその内容が解析され、データの送信元の端末番号、データのＱｏＳ種別（例えば、＃１）、データのサイズを含むパケット解析情報を作成する（図１６：Ｐ−１１０２）。例えば、パケットのヘッダからこれらのデータを抽出する。また、パケット解析部（図５：１１０８２）は、パケット解析情報と、データ本体を送信データカウント部（図５：１１０８３）に出力する。
（１６）本システムでは、送信データカウント部（図５：１１０８３）および送信データ情報蓄積部（図５：１１０８４）が備えられている。送信データカウント部（図５：１１０８３）では、パケット解析部（図５：１１０８２）からデータ本体およびパケット解析情報を受信する。
（１７）送信データカウント部（図５：１１０８３）では、パケット解析情報を基に、該当パケットが新規接続端末から送信されてきた初回パケットか否かを判定する（図１６：Ｐ−１１０８）。なお、初回パケットの判定については後に詳細に説明する。初回パケットでなければ、ステップＰ−１１０３へ移る。ここでは、端末１９０−１は新規接続端末ではないので、ステップＰ−１１０３へ移る。
（１８）送信データカウント部（図５：１１０８３）では、パケット解析情報に基づいて、データ本体のサイズ（例えば、バイト数）を判断し、送信データ情報蓄積部（図５：１１０８４）上の該当端末エリアに送信済みデータ量として加算する（図１６：Ｐ−１１０３）。例えば、受信されたパケット解析情報から端末番号と、データのサイズを抽出し、送信データ情報蓄積部（図５：１１０８４）の該端末番号に対応するエリアに、抽出されたデータサイズを加算することでデータサイズを蓄積する。なお、ここでは、カウントされるデータ量はパケットのバイト数として説明しているが、パケット数、初回パケットからの経過時間等であってもよい。
（１９）送信データカウント部（図５：１１０８３）では、送信データ情報蓄積部（図５：１１０８４）上の該当端末の送信済みデータ量が、予め定められた閾値を超過しているか判定し（図１６：Ｐ−１１０４）、判定結果に応じて該当パケットのエンキュー先を優先キューにするか又は非優先キューにするか（優先度情報）を決定する。この例では、端末１９０−１は接続されてからパケット送信を十分に行っていると仮定しており、送信済みデータ量は閾値を超えていると判定される（Ｐ−１１０４：ＮＯ）。よって非優先キューへのエンキューが決定される（図１６：Ｐ−１１０６）。例えば、優先度情報が「非優先」となる。
（２０）優先度決定部（図５：１１０８５）では、パケット解析情報のＱｏＳ種別と送信データカウント部（図５：１１０８３）でのエンキュー先の決定（優先又は非優先の決定、ここでは非優先キュー）に基づいて、該当データのエンキュー先を決定し、データ本体と共に速度変換キュー（図５：１１０９０）に送信する。ここで、端末１９０−１のＱｏＳ種別は＃１であり、上述の処理（１９）にて非優先キューへのエンキューが決定しているので、エンキュー先は＃１非優先キュー１１０９２２２に決定される。なお、キューの識別子が指定されてもよい。
（２１）速度変換キュー（図５：１１０９０）の優先度判定部（図５：１１０９１）では、優先度決定部（図５：１１０８５）の決定に基づいてキューを選択してデータをキュー（図５：１１０９２）へエンキューする。端末１９０−１のパケットの場合は、＃１非優先キュー（１１０９２２２）へエンキューされる（図１６：Ｐ−１１０７）。
（２２）端末１９０−２、端末１９０−３についても、（１３）から（２１）までの処理と同様にしてキュー（図５：１１０９２）の＃１非優先キュー（１１０９２２２）にエンキューされる。
（２３）一方、この例では、端末１９０−４は新規接続端末を仮定している。パケットの処理は、新規接続時の初回パケットとそれ以降のパケットとで処理が異なる。
（２４）端末１９０−４の初回パケットに対する処理は、上述の（１３）から（１６）までは端末１９０−１のパケット処理と同様であり、（１７）以降が異なる。
（２５）（１７）の処理（ステップＰ−１１０８）において、送信データカウント部（図５：１１０８３）は、新規接続端末の初回パケットとして判定する（図１６：Ｐ−１１０８）。新規接続端末の初回パケットであった場合、送信データ情報蓄積部（図５：１１０８４）上に、該当端末の送信済みデータ量を保存するエリア（領域）を確保し、送信済みデータ量を例えば０として初期化する（図１６：Ｐ−１１０９）。その後、ステップＳ１１０３の処理へ移る。なお、このエリアは該当端末との接続が切れた際に解放されることができる。
（２６）上述の（１８）と同様の処理（Ｐ−１１０３）が実施された後、（１９）にて送信済みデータ量が閾値を超過しているかの判定（図１６：Ｐ−１１０４）が実施される。初回パケット送信時は、該当パケットのサイズのみが送信済みデータ量として保存されるため、閾値に比べて少ない状態となる。よって、送信データカウント部（図５：１１０８３）は、優先キューへのエンキューを決定する（図１６：Ｐ−１１０５）。例えば、優先度情報を「優先」とする。
（２７）（２０）の処理によって、エンキュー先が決定される。ここで、端末１９０−４はＱｏＳ種別が＃１であり、（２６）の処理にて優先キューへのエンキューが決定しているので、エンキュー先は図５（ｂ）における＃１優先キュー１１０９２２１に決定される。
（２８）（２１）と同様の処理により、優先度判定部（図５：１１０９１）は、端末１９０−４の初回パケットを、＃１優先キュー（図５（ｂ）：１１０９２２１）へエンキューする（図１６：Ｐ−１１０７）。
（２９）端末１９０−４の初回パケット以降に対する処理は、（２５）の処理において、送信データ情報蓄積部の初期化（図１６：Ｐ−１１０９）がされない点を除き、（２４）から（２８）と同様であり、パケットは＃１優先キュー（図５（ｂ）：１１０９２２１）へエンキューされる（図１６：Ｐ−１１０７）。
（３０）この一連の処理により、端末１９０−１から１９０−３のデータは＃１非優先キュー（図５（ｂ）：１１０９２２２）にエンキューされ、端末１９０−４のデータは＃１優先キュー（図５（ｂ）：１１０９２２１）にエンキューされる。このため、端末１９０−１から端末１９０−３の通常データ通信中のデータ量や台数に関わらず、端末１９０−４は他とは別にエンキューされる（図１０：１１０９２２１および１１０９２２２）。
【００５６】
次に、主に図１７を参照し、上りデータ送信処理（Ｐ−１１１０）について説明する。上述の処理によりキューにはデータがエンキューされている。
（３１）選択送信部（図５：１１０９３）では、各キューの状態を監視し、データをＢＳＣ１２０へ送信する。選択送信部（図５：１１０９３）はＱｏＳ種別で優先度の高いキューの空き状態から監視を始める（図１７：Ｐ−１１１１）。例えば、まず、選択送信部（図５：１１０９３）は、ＱｏＳ種別変数＃ｘに、最高優先度の番号（例えば、＃１）を設定する。
（３２）選択送信部（図５：１１０９３）は、ＢＳ１１０とＢＳＣ１２０とを接続している回線がデータ送信可能かどうかを判定し（図１７：Ｐ−１１１２）、データ送信不可能であればデキューおよび送信処理をせずに、次回の上りデータ送信処理（図７：Ｐ−１１１０）の呼び出しを待つ（図１１：７１３）。
（３３）一方、ＢＳ１１０とＢＳＣ１２０とを接続している回線がデータ送信可能である場合、まず、選択送信部（図５：１１０９３）は、設定されたＱｏＳ種別変数＃ｘに該当するＱｏＳ種別の優先キューにデータ（パケット）が存在するか監視し（図１７：Ｐ−１１１３）、データが存在する場合（Ｐ−１１１３：ＹＥＳ）、そのデータをデキューしてＢＳＣ１２０へ送信する（図１７：Ｐ−１１１４）。一方、選択送信部１１０９３は、優先キューにデータが存在しない場合（Ｐ−１１１３：ＮＯ）、該当するＱｏＳ種別の非優先キューにデータが存在するか監視する（図１７：Ｐ−１１１５）。選択送信部１１０９３は、データが存在する場合（Ｐ−１１１５：ＹＥＳ）、そのデータをデキューしてＢＳＣ１２０へ送信する（図１７：Ｐ−１１１６）。本説明においては、端末１９０−４のパケットは＃１優先キューにキューイングされ、端末１９０−１から端末１９０−３のパケットは＃１非優先キューにキューイングされている。よって、まず端末１９０−４のパケットが先にＢＳＣへ送信され（図１１：７１５）、その次に端末１９０−１から端末１９０−３のパケットがＢＳＣへ送信される（図１１：７１４）。このため、ＢＳＣ１２０への端末１９０−４のパケット到着順序は、他の端末のデータ量や台数に影響されず、常に先となる（図１０：６１７）。
【００５７】
図１９は、従来のシステムにおけるパケットの送信動作の説明図である。従来のシステムでは、上述のステップＰ−１１１３〜Ｐ−１１１６（図中点線枠内）の処理は、例えば図１９に示すような処理になる。例えば、ステップＰ−１１１２の後、選択送信部（１１０９３）は、該当ＱｏＳ種別＃Ｘのキューに受信データがあるか判断する（Ｐ−１１１７）。受信データがなければ（Ｐ−１１１７：ＮＯ）、ステップＰ−１１１９へ移る。一方、受信データがあれば（Ｐ−１１１７：ＹＥＳ）、該当ＱｏＳ種別のキューにあるパケットをデキューしてＢＳＣ１２０へ送信し（Ｐ−１１１８）、ステップＰ−１１１０へ移る。
【００５８】
（３４）本実施の形態の説明にもどり、選択送信部（１１０９３）は、該当ＱｏＳ種別のキューにデータが存在しない場合（Ｐ−１１１５：ＮＯ）、優先度が低い１つ下のＱｏＳ種別（例えば、＃２）を対象としてＱｏＳ種別変数＃ｘを設定する（図１７：Ｐ−１１１９）。
（３５）規定回数を送信したらパケットの送信を止め、次回の上りデータ送信処理（図７：Ｐ−１１１０）の呼び出しを待つ。また、規定回数送信してなければ、ステップＰ−１１１２へ戻り処理を繰り返す。
（３６）上記の処理が一定期間続き、端末１９０−４のデータ送信量が増えると、（２６）での送信済みデータ量が閾値を超過しているかの判定（図１６：Ｐ−１１０４）にて送信済みデータ量が閾値を超過するため、新規接続端末としての処理対象からはずれ、端末１９０−４は他の端末と同様のキューイングと送信が実施されるようになる。例えば、ＱｏＳに従いキューイングされる。
【００５９】
なお、上述の説明では、ＱｏＳ種別が＃１の優先キュー、非優先キュー、ＱｏＳ種別が＃２の優先キュー、非優先キューの順にキューからデキューしているが、例えば、ＱｏＳ種別が＃１の優先キュー、ＱｏＳ種別が＃２の優先キュー、ＱｏＳ種別が＃１の非優先キュー、ＱｏＳ種別が＃２の非優先キューの順にすることもできる。
以上、ＢＳ１１０の上り処理について説明したが、ＢＳＣ１２０の下り処理についても同様である。
【００６０】
図１８は、下りデータ処理（Ｐ−１１２０）のフローチャートである。
まず、受信部（図５：１１０９４）は、データを受信したか監視している（図１８：Ｐ−１１２１）。受信データがあれば、受信部（図５：１１０９４）は、受信したデータを通信処理部（１１０２０）に送信する。例えば、制御部のパケット送受部（図５：１１０８１）を介して送信してもよい。一方、受信データがなければ監視を続ける。
【００６１】
（優先判定）
図１２は、図１６でのＰ−１１０４の優先判定の具体的な処理方法である。図１２（ａ）の優先判定Ｐ−１１０４１は、送信データカウント部１１０８３がバイト数に基づき優先／非優先を判断する方式である。新規接続端末からのパケットｍバイトを優先的に処理する。まず、送信データカウント部１１０８３は、パケットのバイト数ｘをカウントし、送信データ情報蓄積部１１０８４の該当する端末のバイト数ｓｅｑに加算する（Ｐ−１１０３１）。送信データカウント部１１０８３は、優先判定を行う（Ｐ−１１０４１）。ここでは、送信データ情報蓄積部１１０８４に記憶された該当端末のバイト数ｓｅｑが、予め定められた閾値ｍ以下か判定する。ステップＰ−１１０５及びＰ−１１０６は、上述の図１６の説明の通りであるので省略する。この方式では、カウントされるバイト数ｓｅｑが予め定められた閾値ｍを超えると、以降のパケットは優先されることはない。
【００６２】
図１２（ｂ）の優先判定Ｐ−１１０４２は、送信データカウント部１１０８３がパケット数に基づき優先／非優先を判断する方式である。新規接続端末からのｎパケットを優先的に処理する。まず、送信データカウント部１１０８３は、パケットを受信すると、送信データ情報蓄積部１１０８４の該当する端末のパケット数ｐｃｎｔを例えば１増加させる（Ｐ−１１０３２）。送信データカウント部１１０８３は、優先判定を行う（Ｐ−１１０４２）。ここでは、送信データ情報蓄積部１１０８４に記憶された該当端末のパケット数ｐｃｎｔが、予め定められた閾値ｎ以下か判定する。ステップＰ−１１０５及びＰ−１１０６は、上述の図１６の説明の通りであるので省略する。この方式では、カウントされるパケット数ｐｃｎｔが予め定められた閾値ｎを超えると、以降のパケットは優先されることはない。
【００６３】
図１２（ｃ）の優先判定Ｐ−１１０４３は、送信データカウント部１１０８３が時間に基づき優先／非優先を判断する方式である。新規接続端末から初回パケットを受信してからｗ秒優先的に処理する。上述の送信データ情報蓄積部（受信時刻蓄積部）１１０８４は、例えば、端末識別子ごとに、新規接続パケットを受信した時刻が記憶される。また、上述の送信データカウント部（経過時間算出部）１１０８３は、パケット及びパケット解析情報を受信すると、送信データ情報蓄積部１１０８４を参照し、パケット解析情報に含まれる端末識別子に対応する時刻と、現在時刻とに基づいて、新規接続パケットを受信した時刻から現在までの経過時間を求める（Ｐ−１１０３３）。なお、経過時間は上述のように求める以外にも適宜の手法により求めてもよい。送信データカウント部１１０８３は、経過時間が予め定められた閾値ｗ以下か判定する。ステップＰ−１１０５及びＰ−１１０６は、上述の図１６の説明の通りであるので省略する。この方式では、経過時間ｔｉｍｅが閾値ｗを過ぎると、以降のパケットは優先されることはない。
【００６４】
（初回パケットの判定）
図１３は、端末からの新規接続パケット（初回パケット）をどんな契機で判断して、優先的に送受信を行うかを示した図である。方式として以下の２パターンのいずれかをとることができる。
【００６５】
図１３（ａ）に示す方式ａは、無線リソース確保後のパケットを一定量優先的に扱うものである。ＢＳ１１０とＢＳＣ１２０間でセッション（Ｓｅｓｓｉｏｎ）が確立しているかどうかに関わらず、新規接続端末１９０とＢＳ１１０間で無線リソースが確立すると（Ｓ１０）、パケット優先処理が動作する。この場合はＢＳ１１０の判断でパケット優先処理を開始する。
【００６６】
図１３（ｂ）に示す方式ｂは、ＢＳ１１０とＢＳＣ１２０間でセッションは確立しておらず、端末１９０からＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＲｅｑｕｅｓｔ（接続要求、詳細は非特許文献１：Ｃ．Ｓ．００２４−Ｖ４．０参照）が送信され、端末１９０とＢＳ１１０間で無線リソースが確立した時点でパケットを一定量優先的に扱うものである。この場合、ＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＲｅｑｕｅｓｔを受信したＢＳＣ１２０が判断してＢＳ１１０に優先処理開始信号（パケット優先指示）を送信し（Ｓ２０）、それを契機にＢＳ１１０は優先処理を始める。
【００６７】
具体的には下記のようになる。
・ＢＳ１１０上に、端末１９０ごとに「初回フラグ」を備える。
・ＢＳ１１０は、図１３における「無線リソース確保（Ｓ１０）」または「パケット優先指示（Ｓ２０）」を契機に、該当する端末の「初回フラグ」を立てる。
・ＢＳ１１０は、１回でも端末１９０側からパケットを受信したら対応する「初回フラグ」をたおす。
・「初回フラグ」が立っているときに端末１９０からパケットを受信したら、ＢＳ１１０は、該当パケットを１回目のパケットとみなす（Ｐ−１１０８）。その後、ＢＳ１１０は、「送信済みデータ量の初期化」を実施する（Ｐ−１１０９）。
・一方、「初回フラグ」が倒れているときにＡＴからパケットを受信したら、ＢＳ１１０は該当パケットは２回目以降のパケットとみなし（Ｐ−１１０８）、Ｐ−１１０３の処理へ移る。
また、ＢＳＣ１２０上での処理フローは上り／下りの違いを除き図７と同一となるため、上記判断ルーチンはＢＳＣ１２０上にも適用する事になる。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
複数の加入者を扱うパケット通信システム、通信サービスに関する産業に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】無線通信システムの構成例を示すシステム構成図である。
【図２】端末のハード構成図である。
【図３】ＢＳのハード構成図である。
【図４】ＢＳＣのハード構成図である。
【図５】ＢＳのソフトウェア機能構成図である。
【図６】ＢＳＣのソフトウェア機能構成図である。
【図７】ＢＳのソフトウェアのフローチャート図である。
【図８】既存システムでの新規接続ユーザと通信中のユーザの例である。
【図９】既存システムでのシーケンス図である。
【図１０】本実施の形態の２チャネル方式のキュー構造で実現する新規接続ユーザと通信中のユーザの説明図である。
【図１１】本実施の形態でのシーケンス図である。
【図１２】パケット優先処理判定の動作図である。
【図１３】パケット優先処理判定の契機のシーケンスである。
【図１４】ＢＳ上の既存システム及び本実施の形態のキュー構成図である。
【図１５】ＢＳＣ上の既存システム及び本実施の形態のキュー構成図である。
【図１６】Ｐ−１１００の詳細動作フロー図。
【図１７】Ｐ−１１１０の詳細動作フロー図。
【図１８】Ｐ−１１２０の詳細動作フロー図。
【図１９】既存システムでのデキューの処理の例である。
【符号の説明】
【００７０】
１１０  ＢＳ
１２０  ＢＳＣ
１３０  ＰＳＴＮ
１４０  （ＡＮ）ＡＡＡ
１５０  ユーザデータベース
１６０  ＧＷ
１７０  インターネット
１８０  ＩＳＰ
１９０−１〜３  端末
１１０２０  通信処理部
１１０８０  制御部
１１０８１  パケット送受部
１１０８２  パケット解析部
１１０８３  送信データカウント部
１１０８４  送信データ情報蓄積部
１１０８５  優先度決定部
１１０９０  速度変換キュー
１１０９１  優先度判定部
１１０９２  優先キュー  非優先キュー
１１０９３  選択送信部
１１０９４  受信部
１２０８０  制御部
１２０８１  パケット送受部
１２０８２  ユーザ識別部
１２０８３  送信データカウント部
１２０８４  送信データ情報蓄積部
１２０８５  優先度決定部
１２０９０  速度変換キュー
１２０９１  優先度判定部
１２０９２  キュー
１２０９３  選択送信部
１２０９４  受信部
【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】
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【図１９】
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