(57)【要約】【課題】  ＱｏＳ処理を、ＭＡＣ階層が行わず、ＱｏＳ処理モジュールが行うようにするＱｏＳ提供ワイブロ端末及びワイブロネットワークにおけるＱｏＳ提供方法を提供する。【解決手段】  アプリケーション階層から受信したパケットをパーシングして把握したパケットの特徴によってＱｏＳクラスを付与し、付与されたＱｏＳクラスに該当するチャンネルを介してパケットを転送するＨｉｇｈ＿ＭＡＣ処理部を追加に構成し、アプリケーション階層とＭＡＣ階層との間に別途に設けられたＱｏＳ処理モジュールがＱｏＳサービスを行う。【選択図】  図４
2007189661.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アプリケーション階層から受信したパケットをパーシングして把握したパケットの特徴によってＱｏＳクラスを付与し、付与されたＱｏＳクラスに該当するチャンネルを介して前記パケットをＭＡＣ階層に転送するＨｉｇｈ＿ＭＡＣ処理部と、
前記Ｈｉｇｈ＿ＭＡＣ処理部に入出力されるパケットに対するインタフェースを提供するＨｉｇｈ＿ＭＡＣドライバと、
を備えることを特徴とするＱｏＳを提供するワイブロ端末。
【請求項２】
前記Ｈｉｇｈ＿ＭＡＣ処理部は、
サービス種類及びパケット種類によって付与されるＱｏＳクラスを定義するＱｏＳテーブルを備えることを特徴とする請求項１に記載のＱｏＳを提供するワイブロ端末。
【請求項３】
前記ＱｏＳテーブルは、
ＱｏＳサービスの適用可否を示すＭＢＺ（Ｍｕｓｔ  Ｂｅ  Ｚｅｒｏ）、パケットの種類を示すＴＯＳ（Ｔｙｐｅ  Ｏｆ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）、及び、ＱｏＳタイプに関する情報を含むことを特徴とする請求項２に記載のＱｏＳを提供するワイブロ端末。
【請求項４】
前記ＱｏＳクラスは、
リアルタイムサービスのための最上位優先順位のｒｔ−ＶＲ（ｒｅａｌｔｉｍｅ−Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｒａｔｅ）と、中間優先順位のｎｒｔ−ＶＲ（ｎｏｎｒｅａｌｔｉｍｅ−Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｒａｔｅ）と、最下位優先順位のＢＥ（Ｂｅｓｔ  Ｅｆｆｏｒｔ）とに分類されることを特徴とする請求項１に記載のＱｏＳを提供するワイブロ端末。
【請求項５】
前記アプリケーションの実行、中止、または制御を行う接続マネージャーをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のＱｏＳを提供するワイブロ端末。
【請求項６】
前記Ｈｉｇｈ＿ＭＡＣ処理部は、
ＢＳ（Ｂａｓｅ  Ｓｔａｔｉｏｎ）から受信されるパケットをパーシングして、前記パケットが含むＴＯＳフィールドが示すサービスタイプ及びパケットタイプを把握して該当サービスを提供するアプリケーション階層に、前記パケットを転送することを特徴とする請求項１に記載のＱｏＳを提供するワイブロ端末。
【請求項７】
前記Ｈｉｇｈ＿ＭＡＣ処理部が前記ＭＡＣ階層に転送するパケットは、
パケットの種類を示すＴＯＳフィールド、ＱｏＳサービス提供可否を示すＭＢＺフィールド及び目的地アドレスのＩＰアドレスフィールドを含むことを特徴とする請求項１に記載のＱｏＳを提供するワイブロ端末。
【請求項８】
前記Ｈｉｇｈ＿ＭＡＣドライバに入出力されるパケットに対するＩＥＥＥ８０２.１６ＭＡＣ処理を行うＭＡＣ処理部と、
前記ＭＡＣ処理部から入力されるパケットに対するＩＥＥＥ８０２.１６ＰＨＹ処理を行い、外部の無線ネットワークに転送するＰＨＹ処理部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のＱｏＳを提供するワイブロ端末。
【請求項９】
アプリケーション階層とＭＡＣ階層の中間階層との間に位置するＨｉｇｈ＿ＭＡＣ処理部においてサービス種類及びパケット種類によって付与されるＱｏＳクラスを定義するＱｏＳテーブルを作成する段階と、
前記Ｈｉｇｈ＿ＭＡＣ処理部がアプリケーション階層から受信したパケットをパーシングして把握したパケットの種類を前記ＱｏＳテーブルで検索し、検索されたパケット種類に該当するＱｏＳクラスを付与する段階と、
前記ＱｏＳクラスが付与されたパケットをＭＡＣ階層に転送する段階と、
を備えることを特徴とするワイブロネットワークにおけるＱｏＳ提供方法。
【請求項１０】
前記ＱｏＳテーブルは、
ＱｏＳサービスの適用可否を示すＭＢＺ（Ｍｕｓｔ  Ｂｅ  Ｚｅｒｏ）、パケットの種類を示すＴＯＳ（Ｔｙｐｅ  Ｏｆ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）及びＱｏＳタイプに関する情報を含むことを特徴とする請求項９に記載のワイブロネットワークにおけるＱｏＳ提供方法。
【請求項１１】
前記ＱｏＳクラスは、
リアルタイムサービスのための最上位優先順位のｒｔ−ＶＲ（ｒｅａｌｔｉｍｅ−Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｒａｔｅ）と、中間優先順位のｎｒｔ−ＶＲ（ｎｏｎｒｅａｌｔｉｍｅ−Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｒａｔｅ）と、最下位優先順位のＢＥ（Ｂｅｓｔ  Ｅｆｆｏｒｔ）とに分類されることを特徴とする請求項９に記載のワイブロネットワークにおけるＱｏＳ提供方法。
【請求項１２】
ＢＳ（Ｂａｓｅ  Ｓｔａｔｉｏｎ）から受信されるパケットをパーシングして、前記パケットが含むＴＯＳフィールドが示すサービスタイプ及びパケットタイプを把握して該当サービスを提供するアプリケーション階層に前記パケットを転送する段階をさらに備えることを特徴とする請求項９に記載のワイブロネットワークにおけるＱｏＳ提供方法。
【請求項１３】
前記ＱｏＳクラスが付与されたパケットは、
パケットの種類を示すＴＯＳフィールド、ＱｏＳサービス提供可否を示すＭＢＺフィールド、及び、目的地アドレスのＩＰアドレスフィールドを含むことを特徴とする請求項９に記載のワイブロネットワークにおけるＱｏＳ提供方法。
【請求項１４】
アプリケーション階層とＭＡＣ階層の中間階層との間に位置するＨｉｇｈ＿ＭＡＣ処理部においてサービス種類及びパケット種類によって付与されるＱｏＳクラスを定義するＱｏＳテーブルを作成する段階と、
前記Ｈｉｇｈ＿ＭＡＣ処理部が、外部ネットワークからＭＡＣ階層を介して入力されたパケット種類を把握し、前記ＱｏＳテーブルで検索し、検索したパケット種類に該当するＱｏＳクラスを付与する段階と、
前記ＱｏＳクラスが付与されたパケットをアプリケーション階層に転送する段階と、
を備えることを特徴とするワイブロネットワークにおけるＱｏＳ提供方法。
【請求項１５】
前記ＱｏＳテーブルは、
ＱｏＳサービスの適用可否を示すＭＢＺ（Ｍｕｓｔ  Ｂｅ  Ｚｅｒｏ）、パケットの種類を示すＴＯＳ（Ｔｙｐｅ  Ｏｆ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）及びＱｏＳタイプに関する情報を含むことを特徴とする請求項１４に記載のワイブロネットワークにおけるＱｏＳ提供方法。
【請求項１６】
前記ＱｏＳクラスは、
リアルタイムサービスのための最上位優先順位のｒｔ−ＶＲ（ｒｅａｌｔｉｍｅ−Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｒａｔｅ）と、中間優先順位のｎｒｔ−ＶＲ（ｎｏｎｒｅａｌｔｉｍｅ−Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｒａｔｅ）と、最下位優先順位のＢＥ（Ｂｅｓｔ  Ｅｆｆｏｒｔ）とに分類されることを特徴とする請求項１４に記載のワイブロネットワークにおけるＱｏＳ提供方法。
【請求項１７】
前記ＱｏＳクラスが付与されたパケットは、
パケットの種類を示すＴＯＳフィールド、ＱｏＳサービス提供可否を示すＭＢＺフィールド及び目的地アドレスのＩＰアドレスフィールドを含むことを特徴とする請求項１４に記載のワイブロネットワークにおけるＱｏＳ提供方法。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＱｏＳを提供するワイブロ端末及びワイブロネットワークにおけるＱｏＳ提供方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワイブロ（ＷｉＢｒｏ：Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｂｒｏａｄｂａｎｄ  Ｉｎｔｅｒｎｅｔ）は、２．３ＧＨｚ周波数を用いてデータ通信だけでなく音声や映像などＱｏＳを基盤とする高品質のマルチメディアデータを主対象とする超高速の携帯インターネットサービスであって、高速移動中にもデータ通信及びインターネットの使用が可能なサービスであり、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅを基盤とするものである。
【０００３】
ワイブロサービスの特徴のうち１つは、加入者が使用するサービスの種類によって差別化されたサービスを提供するという点、すなわちＱｏＳサービスが提供されることである。したがって、ワイブロネットワーク及びシステムは、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ規格を基盤としてＭＡＣ階層でＱｏＳをサポートできるように設計された。一般的に、ＱｏＳサービスにおいて最も低いレベルのサービスは、ＢＥ（Ｂｅｓｔ  Ｅｆｆｏｒｔ）サービスであって、アプリケーションや端末の状態と関係なく全てのトラフィックを同一に扱うサービスである。
【０００４】
図１は、一般的な無線ネットワークにおけるＱｏＳ提供のためのパケット分類方法を示す。
【０００５】
図１に示されたように、無線ネットワークにおいてＱｏＳメカニズムを適用するためには、ネットワークの終端ホスト、ルータや基地局のような中継装置をはじめとして無線ネットワークを構成する全ての装置にＱｏＳメカニズムが適用されなければならない。すなわち、ホストまたは中継装置は、転送すべきパケットまたは受信されるパケットをサービスの種類によって分類し、各々のキュー（Ｑｕｅｕｅ）に格納した後、パケットスケジューリングにより転送する。
【０００６】
ネットワーク階層において各アプリケーション毎にパケットを区分するための方法には、ＩＰＴＯＳ及びＤＳＣＰなどが挙げられる。ＩＰＴＯＳ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ  Ｔｙｐｅ  Ｏｆ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）は、ＩＰｖ４パケット内に８ビットのサービスフィールドを定義して使用する。サービスフィールドは、４ビットのＴＯＳ（Ｔｙｐｅ  Ｏｆ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）フィールドを含む。ＤＳＣＰ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｅｄ  Ｓｅｒｖｉｃｅｓ  Ｃｏｄｅ  Ｐｏｉｎｔ）、ＤｉｆｆＳｅｒｖは、ＴＯＳフィールドをベースとして相対的優先順位に基づいて中継システムで扱われる新しいトラフィックモデルである。ＤｉｆｆＳｅｒｖ構造では、ＩＰｖ４内にＴＯＳフィールドの代替として６ビットのＤｉｆｆＳｅｒｖ（ＤＳ）フィールドを定義する。
【０００７】
図２は、ワイブロネットワークにおけるＱｏＳ実現の形態を示す。
【０００８】
ＩＥＥＥ８０２.１６ｅでは、図２に示されたように、トラフィックをＴＤＭ音声、ＶｏＩＰ、ＴＦＴＰ、ＨＴＴＰ、Ｅ−ｍａｉｌなどに分類し、ＱｏＳを実現する。
【０００９】
ＱｏＳサービスが行われるためには、端末、中継機器及びコア網の間にＱｏＳ交渉、受諾制御、無線区間帯域要求及び割当の過程を進行しなければならない。ＱｏＳ交渉は、端末機が要求するＱｏＳ（Ａｃｔｉｖｅ  ＱｏＳ）、基地局が収容可能なＱｏＳ（Ａｄｍｉｔｔｅｄ  ＱｏＳ）、認証サーバーに各加入者毎に登録されているＱｏＳ（Ｐｒｏｖｉｓｉｏｎｅｄ  ＱｏＳ）間の交渉を意味する。受諾制御は、ＡＰフロー、ＡＰハンドオーバー、ＰＡＲフロー、ＰＡＲハンドオーバー受諾制御を通じて行われる。無線区間帯域要求及び割当は、各フレーム毎にＤＬ−ＭＡＰ（Ｄｏｗｎ  Ｌｉｎｋ−ＭＡＰ）とＵＬ−ＭＡＰ（ＵｐＬｉｎｋ−ＭＡＰ）を用いてフレーム構成に関する情報をブロードキャスティングする。端末は、該当区間でデータを転送する。
【００１０】
ＱｏＳ測定は、基地局及びＰＡＲで発生し、各々登録されたサービス単位毎に発生する。トラフィックパケットが受信される場合に、時刻及びデータ量を根拠として交渉されたトラフィック記述子の範囲内にあるか否かを判断し、交渉されたトラフィック記述子を離脱する場合には、基地局及びＰＡＲは、このメッセージに対してトラフィックを処理しなくてもよい。
【００１１】
基地局がＵＬ区間ユーザを決定するためには、各端末毎の帯域要求情報が要求される。端末は、帯域要求メッセージやピギーバック（Piggyback）機能を用いたデータ許諾メッセージを用いてＵＬ帯域を要請する。競争基盤の帯域要請では、端末が初期に基地局にデータ転送を要求するために、ＣＤＭＡコードを使用する。基地局は、受信された帯域要求ＣＤＭＡコードに対して帯域要求メッセージに該当する帯域を割り当てる。端末は割り当てられた帯域に帯域要求メッセージを基地局から転送し、帯域要求メッセージに要求するＵＬ帯域を表示する。基地局は、要求帯域情報をＵＬスケジューリングに反映する。また、競争基盤の帯域要請は、各ユーザ毎にユニキャスト方式で提供され、マルチキャストやブロードキャストサービスには適用されない。
【００１２】
フォーリング基盤の帯域要請では、基地局が端末にＵＬ区間帯域を割り当て、情報を収集する。端末は、転送すべきデータ量を帯域要求メッセージに記録し、基地局に伝達する。基地局は、収集された情報に基づいてスケジューリングを行い、当該結果に応じてＵＬ区間に各ユーザ毎に帯域を割り当てる。
【００１３】
ピギーバック帯域要請は、端末が帯域を要求する際に、バッファに転送すべきデータがある場合、転送されるトラフィックに追加に付着して帯域を要求する方式であって、データサブヘッダーを基地局に転送しつつ、付加的に要求される帯域要求情報を共に転送する。基地局は、既に要求され且つ割り当てられていない帯域に追加帯域を合わせた帯域を端末機が要求した帯域要請情報として認識し、これをＵＬスケジューリングに適用する。
【００１４】
前述したように、ワイブロサービスのための８０２．１６ｅ規格では、ＱｏＳ提供のために、第２階層（Ｌａｙｅｒ ２）に分類器（Ｃｌａｓｓｉｆｉｅｒ）を設け、パケットを分類する方法を使用している。したがって、パケットの特性によってＱｏＳレベルを付与するためには、第２階層でアプリケーションパケットを全てパーシングし、パケットの特性を分析しなければならない。したがって、第２階層でパーシングを行うため、モデムの負担増加という問題が発生するようになる。
【非特許文献１】ＩＥＥＥ８０２.１６ｅ技術標準
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、前述したような従来の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、ワイブロネットワークが提供可能なアプリケーション毎にパケットの特性を把握し、どのようなサービスパケットであるかを区分するＱｏＳ処理を、ＭＡＣ階層が行わず、アプリケーション階層とＭＡＣ階層との間に別途に設けられたＱｏＳ処理モジュールが行うようにするＱｏＳ提供ワイブロ端末及びワイブロネットワークにおけるＱｏＳ提供方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係るワイブロ端末は、アプリケーション階層から受信したパケットをパーシング（parsing）して把握したパケットの特徴によってＱｏＳクラスを付与し、付与されたＱｏＳクラスに該当するチャンネルを介して上記パケットを転送するＨｉｇｈ＿ＭＡＣ処理部と、上記Ｈｉｇｈ＿ＭＡＣ処理部に入出力されるパケットに対するインタフェースを提供するＨｉｇｈ＿ＭＡＣドライバと、を備える。
【００１７】
上記Ｈｉｇｈ＿ＭＡＣ処理部は、サービス種類及びパケット種類によって付与されるＱｏＳクラスを定義するＱｏＳテーブルを備える。
【００１８】
上記ＱｏＳテーブルは、ＱｏＳサービスの適用可否を示すＭＢＺ（Ｍｕｓｔ  Ｂｅ  Ｚｅｒｏ）、パケットの種類を示すＴＯＳ（Ｔｙｐｅ  Ｏｆ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）及びＱｏＳタイプに関する情報を含む。
【００１９】
上記ＱｏＳクラスは、リアルタイムサービスのための最上位優先順位のｒｔ−ＶＲ（ｒｅａｌｔｉｍｅ−Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｒａｔｅ）と、中間優先順位のｎｒｔ−ＶＲ（ｎｏｎｒｅａｌｔｉｍｅ−Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｒａｔｅ）と、最下位優先順位のＢＥ（Ｂｅｓｔ  Ｅｆｆｏｒｔ）とに分類される。
【００２０】
上記ワイブロ端末は、上記アプリケーションの実行、中止、または制御を行う接続マネージャーをさらに備えることができる。
【００２１】
上記Ｈｉｇｈ＿ＭＡＣ処理部は、ＢＳ（Ｂａｓｅ  Ｓｔａｔｉｏｎ）から受信されるパケットをパーシングして、上記パケットが含むＴＯＳフィールドが示すサービスタイプ及びパケットタイプを把握して該当サービスを提供するアプリケーション階層に上記パケットを転送する。
【００２２】
上記Ｈｉｇｈ＿ＭＡＣ処理部が上記ＭＡＣ階層に転送するパケットは、パケットの種類を示すＴＯＳフィールド、ＱｏＳサービス提供可否を示すＭＢＺフィールド及び目的地アドレスのＩＰアドレスフィールドを含む。
【００２３】
上記ワイブロ端末は、上記Ｈｉｇｈ＿ＭＡＣドライバに入出力されるパケットに対するＩＥＥＥ８０２.１６ＭＡＣ処理を行うＭＡＣ処理部と、上記ＭＡＣ処理部から入力されるパケットに対するＩＥＥＥ８０２.１６ＰＨＹ処理を行い、外部の無線ネットワークに転送するＰＨＹ処理部と、をさらに備えることができる。
【００２４】
また、本発明の他の態様に係るワイブロネットワークにおけるＱｏＳを提供する方法は、アプリケーション階層とＭＡＣ階層の中間階層との間に位置するＨｉｇｈ＿ＭＡＣ処理部からサービス種類及びパケット種類によって付与されるＱｏＳクラスを定義するＱｏＳテーブルを作成する段階と、上記Ｈｉｇｈ＿ＭＡＣ処理部がアプリケーション階層から受信したパケットをパーシングして把握したパケットの種類を上記ＱｏＳテーブルで検索し、検索されたパケット種類に該当するＱｏＳクラスを付与する段階と、上記ＱｏＳクラスが付与されたパケットをＭＡＣ階層に転送する段階と、を備える。
【００２５】
上記ワイブロネットワークにおけるＱｏＳ提供方法は、ＢＳ（Ｂａｓｅ  Ｓｔａｔｉｏｎ）から受信されるパケットをパーシングして、上記パケットが含むＴＯＳフィールドが示すサービスタイプ及びパケットタイプを把握して該当サービスを提供するアプリケーション階層に上記パケットを転送する段階をさらに備えることができる。
【００２６】
上記ＱｏＳクラスが付与されたパケットは、パケットの種類を示すＴＯＳフィールド、ＱｏＳサービス提供可否を示すＭＢＺフィールド及び目的地アドレスのＩＰアドレスフィールドを含む。
【００２７】
また、本発明のさらに他の態様に係るワイブロネットワークにおけるＱｏＳ提供方法は、アプリケーション階層とＭＡＣ階層の中間階層との間に位置するＨｉｇｈ＿ＭＡＣ処理部からサービス種類及びパケット種類によって付与されるＱｏＳクラスを定義するＱｏＳテーブルを作成する段階と、上記Ｈｉｇｈ＿ＭＡＣ処理部が、外部ネットワークからＭＡＣ階層を介して入力されたパケット種類を把握し、上記ＱｏＳテーブルで検索し、検索したパケット種類に該当するＱｏＳクラスを付与する段階と、上記ＱｏＳクラスが付与されたパケットをアプリケーション階層に転送する段階と、を備える。
【発明の効果】
【００２８】
本発明は、アプリケーション階層とＭＡＣ階層との間に別途に設けられたＱｏＳ処理モジュールがＱｏＳサービスを行うようにすることで、ＭＡＣ階層に加えられる負担を低減することができると共に、より速いＱｏＳサービスを提供することができるという利点を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、図面を参照して、本発明に係る好適な実施形態をさらに詳細に説明する。
【００３０】
図３は、本発明の実施形態のＱｏＳ提供方法が適用されるワイブロネットワーク構成を示す。
【００３１】
図３に示されたように、ワイブロ端末は、 基地局（ＢＳ）２００−１、２００−２、２００−３と無線で通信を行い、基地局（ＢＳ）２００−１、２００−２、２００−３は、有線で事業者のコア網に連結される。ワイブロ端末は、ノートパソコン１００−１、ＰＤＡ１００−２、スマートフォン１００−３など多様な形態で実現することができる。
【００３２】
ワイブロネットワークにおいてコア網の他方には、無線ＬＡＮの場合と同様に、ユーザ及び機器認証のためのＡＡＡ（Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ  Ａｕｔｈｏｒｉｚａｔｉｏｎ  Ａｃｃｏｕｎｔｉｎｇ）サーバー３００が設けられる。さらに、ワイブロネットワークには、ユーザ端末にＩＰアドレスを割り当てるためのＤＨＣＰサーバー４００が設けられる。
【００３３】
図４は、本実施形態のＱｏＳ提供方法におけるワイブロ端末及びワイブロモデムのブロック構成を示す。本実施形態のワイブロ端末１００は、 一般的なワイブロ端末が基本的に備える構成である、アプリケーション１０１と、ＯＳ上に具現されたいろいろなアプリケーションを実行、中止、制御する接続マネージャー（Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ  Ｍａｎａｇｅｒ）１０２と、ＴＣＰ／ＩＰ処理部１０５と、カーネルドライバ１０６と、デバイスドライバ１０７などを備え、パケット分類モジュールであるＨｉｇｈ＿ＭＡＣ処理部１０３及びＨｉｇｈ＿ＭＡＣドライバ１０４をさらに備える。
【００３４】
Ｈｉｇｈ＿ＭＡＣ処理部１０３は、アプリケーション１０１から接続マネージャー１０２を介して入力されるパケットをパーシングし、トラフィックの特徴によってＱｏＳレベルを分類する役割を担当する。この際、パケットのうちパーシングされる部分は、ＩＰヘッダーであって、ＩＰヘッダーが含むＭＢＺ、ＴＯＳ、目的地ＩＰアドレスフィールドを用いて、各パケットにＱｏＳレベルを付与する。また、Ｈｉｇｈ＿ＭＡＣ処理部１０３は、ワイブロ端末とワイブロモデム間の制御メッセージを実質的に処理するモジュールであって、Ｈｉｇｈ＿ＭＡＣドライバ１０４から受信したＱｏＳメッセージを処理し、接続マネージャー１０２を介してＯＳ上に具現されたアプリケーションと通信を行う。具体的なＱｏＳレベル付与形態については、図５及び図６を参照して詳細に説明する。
【００３５】
Ｈｉｇｈ＿ＭＡＣドライバ１０４は、端末のＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）で提供するＡＰＩ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｐｒｏｇｒａｍ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を用いて構成されるユーザレベルのドライバであって、Ｈｉｇｈ＿ＭＡＣ処理部１０３のための送受信インタフェースを提供する。また、Ｈｉｇｈ＿ＭＡＣドライバ１０４は、分類（Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ）、優先順位（Ｐｒｉｏｒｉｔｙ）、ＱｏＳポリシー（ｐｏｌｉｃｙ）などを参照して、Ｈｉｇｈ＿ＭＡＣ処理部１０３から入力されるパケットを、カーネルドライバ１０６に転送し、ワイブロモデム１１０側からデバイスドライバ１０７、カーネルドライバ１０６を経て入力されるパケットを、Ｈｉｇｈ＿ＭＡＣ処理部１０３に転送する役割を担当する。
【００３６】
一方、端末に連結され且つワイブロサービスを提供することができるワイブロモデム１１０は、ワイブロモデムにおいての一般的な構成であるＩＥＥＥ８０２．１６ＭＡＣ処理部１１４と、ＩＥＥＥ８０２．１６ＰＨＹ処理部１１５と、デバイスドライバ１１３などを備え、Ｈｉｇｈ＿ＭＡＣ処理部１１１と、Ｈｉｇｈ＿ＭＡＣドライバ１１２とをさらに備える。
【００３７】
ワイブロモデム１１０のＨｉｇｈ＿ＭＡＣ処理部１１１及びＨｉｇｈ＿ＭＡＣドライバ１１２の機能は、ワイブロ端末１００においてのＨｉｇｈ＿ＭＡＣ処理部１０３及びＨｉｇｈ＿ＭＡＣドライバ１０４とほぼ同様である。すなわち、Ｈｉｇｈ＿ＭＡＣ処理部１１１は、アプリケーション階層から受信したパケットを、パーシングして把握したパケットの特徴によってＱｏＳクラスを付与し、付与されたＱｏＳクラスに該当するチャンネルを介してパケットを転送し、Ｈｉｇｈ＿ＭＡＣドライバ１１２は、Ｈｉｇｈ＿ＭＡＣ処理部１１１に入出力されるパケットに対するインタフェースを提供する。
【００３８】
本発明の核心は、このようにアプリケーション階層とＭＡＣ階層との間にＨｉｇｈ＿ＭＡＣ階層を設け、アプリケーションのパケットの種類を把握するようにしたことにある。
【００３９】
なお、本実施形態のアプリケーション階層に対応するのが、図４のワイブロ端末１００のアプリケーション１０１と接続マネージャー１０２とであり、本実施形態のＨｉｇｈ＿ＭＡＣ階層に対応するのが、図４のＨｉｇｈ＿ＭＡＣ処理部１０３とＨｉｇｈ＿ＭＡＣドライバ１０４とであり、本実施形態のＭＡＣ階層は、図面では省略しているが、一般的なＭＡＣ階層である。
【００４０】
なお、ワイブロ端末１００及びワイブロモデム１１０は、図４に示されたように、分離型で実現されることができるが、ノートパソコンにモデムが内蔵された形態などの一体型で実現されることもできる。
【００４１】
図５は、本実施形態のＱｏＳ提供方法におけるＱｏＳテーブルの好ましい一実施例を示す。
【００４２】
一般的に、ＩＰヘッダーは、目的地ＩＰアドレス、ＴＯＳ、ＭＢＺフィールドを含むが、本発明では、ＩＰヘッダーに含まれた３つのフィールドを用いてＱｏＳを実現する。
【００４３】
図５のテーブルは、サービスの種類及びパケットのタイプによってＴＯＳフィールドを構成する例を示す。図５のＭＢＺ（Ｍｕｓｔ  Ｂｅ  Ｚｅｒｏ）フィールドは、一般的にはあまり使われないが、本実施形態では、ＱｏＳをサポートしない一般アプリケーションと、ＱｏＳサポートアプリケーションとを区別するために使用する。ＭＢＺビットが０なら、ＱｏＳを使用しないアプリケーションであり、ＭＢＺビットが１なら、ＱｏＳアプリケーションであるとみなす。
【００４４】
図５のテーブルは、サービス種類（Ｓｅｒｖｉｃｅ  Ｔｙｐｅ）、パケットタイプ（Ｐａｃｋｅｔ  Ｔｙｐｅ）、目的地ＩＰ（Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ  ＩＰ）、ＴＯＳ、ＭＢＺ、Ｐｏｒｔ、ＱｏＳタイプなどの項目で構成される。
【００４５】
一般的に、ワイブロネットワークを介して提供されるサービスの種類としてＶｏＩＰ画像通信、ＰＴＡ（Ｐｕｓｈ  ｔｏ  Ａｌｌ）、ＭＭＳ（Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ  Ｍｅｓｓａｇｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）、ウェブブラウザ（Ｗｅｂ  Ｂｒｏｗｓｅｒ）などが提示されている。各々のサービスは、シグナリングパケットとデータパケットとに区分されることが分かる。
【００４６】
ＶｏＩＰは、一般的な携帯電話のようにダイヤラーを用いて相手方を呼び出したり、またはバディリストを用いて相手方を呼び出すことができ、ＩＰ網を介して音声パケットを伝達する通信方式であり、ＶＴ（ビデオテレフォニー）は、ＶｏＩＰに映像データをも追加して相手方と通信を行う方式である。
【００４７】
ＰＴＡは、１対多者間の音声通話であるＰＴＴ（Ｐｕｓｈ  Ｔｏ  Ｔａｌｋ）、画像通話サービスであるＰＴＶ（Ｐｕｓｈ  Ｔｏ  Ｖｉｅｗ）、データ転送サービスであるＰＴＤ（Ｐｕｓｈ  Ｔｏ  Ｄａｔａ）が全て可能なサービスである。これらのうちＰＴＴは、無線上のインターネットであるパケット網で１対多者（群）通話をサポートするサービスであって、ＰＴＴシステムは、端末を有する１群の個々人が、同じ群の他のメンバーと通信を行うようにし、通常、単一の周波数、すなわち専用チャンネルに依存する。専用チャンネルを使用するので、ＰＴＴは、半二重（Ｈａｌｆ−ｄｕｐｌｅｘ）通信方法を取らざるをえないが、この半二重通信方式とは、データを双方向に転送することはできるものの、同時に双方向に転送することはできない方式を意味する。すなわち、一方が転送するときは、他方は受信だけが可能であり、一方が転送を終了した場合のみに、他方がデータを転送することが可能である。
【００４８】
ＰＴＶ（Ｐｕｓｈ  Ｔｏ  Ｖｉｄｅｏ）は、同時に多数の人にリアルタイムで自身のＬｉｖｅ  Ｖｉｄｅｏを転送することができる技術であって、あたかも動映像カンファレンスのような機能をするが、単方向転送である点が一般的な動映像カンファレンスと区分される。ＰＴＶは、ユーザーが希望する間にだけ、多数の人に同時に単方向転送が行われるので、非常に安価で動映像カンファレンス機能を利用することができる。また、ＰＴＤ（Ｐｕｓｈ  Ｔｏ  Ｄａｔａ）は、同時に多数の人にデータを転送するサービスを提供し、ＩＭ（Ｉｎｓｔａｎｔ  Ｍｅｓｓａｇｅ）は、インターネットのようなネットワークを介して、２人又はそれ以上の人々間にインスタントテキスト通信を可能にするコンピュータアプリケーションをいう。
【００４９】
一方、ＭＭＳは、ＳＭＳ（Ｓｈｏｒｔ  Ｍｅｓｓａｇｅ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）が進化した概念であって、ＳＭＳのようにテキストメッセージだけを転送するものでなく、イメージ、オーディオ、ビデオのような多様な種類のマルチメディアコンテンツをＷＡＰ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を用いて無線ネットワークを介して転送する。
【００５０】
図５の目的地ＩＰは、各パケットが転送される目的地ＩＰアドレスを示し、ＶｏＩＰシグナリングパケットは、ＶｏＩＰ  ＳＩＰ（Ｓｅｓｓｉｏｎ  Ｉｎｉｔｉａｔｉｏｎ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）サーバーを目的地とし、ＰＴＡシグナリングパケットは、ＧＬＭＳ（Ｇｒｏｕｐ  ａｎｄ  Ｌｉｓｔ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｓｅｒｖｅｒ）又はＭＲＳを目的地とし、ＭＭＳシグナリングパケットは、ＭＭＳ  ＳＩＰサーバーを目的地とする。全てのシグナリングパケットのＴＯＳフィールドは、“００００”にセットされることを図５から確認することができる。また、シグナリングパケットに付与されるＱｏＳタイプは、ＢＥ、すなわちベストエフォートであることが分かる。
【００５１】
シグナリングパケットを除外すれば、サービス及びパケットタイプに区分されるパケットの種類によって異なるＴＯＳ値が設定されていることが分かり、ＶｏＩＰ画像通信のビデオ／オーディオデータは、“０１１１”、ＰＴＡのデータ転送パケットは、“００１１”、文字チャットのためのパケットは、“０１００”、ＰＴＴパケットは、“０１０１”、画像チャットパケットは、“０１１０”に設定される。また、ＭＭＳパケットは、“００１０”に、ｈｔｔｐパケットは、“０００１”に設定される。また、これらのパケットは、パケットの特徴によってＱｏＳタイプが定義されていることを確認することができる。ＴＯＳフィールドとＱｏＳタイプフィールドとの相関関係を中心にして表をさらに整理すれば、図６のように示すことができる。
【００５２】
図６は、本実施形態のＱｏＳ提供方法における各ＴＯＳフィールドのサービスタイプをテーブル形態で示す。
【００５３】
ＴＯＳフィールドは、合計４ビットで構成されるので、ＴＯＳフィールドが示すことができるサービスタイプは、合計１６個である。図６を参照すれば、ＴＯＳが順に“００００”から“００１１”であるシグナリングパケット、ウェブブラウザー、文字チャット、データ転送パケットに対しては、ＱｏＳタイプがＢＥに設定されていることが分かる。
【００５４】
また、ＴＯＳが０１００であるＭＭＳサービスに対しては、ＱｏＳタイプがｎｒｔ−ＶＲ（ｎｏｎ  ｒｅａｌｔｉｍｅ−Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｒａｔｅ）に設定されている。ＴＯＳ“０１０１”、“０１１０”、“０１１１”に各々設定されたＰＴＴ、画像通信、ＶｏＩＰデータは、ｒｔ−ＶＲ（ｒｅａｌｔｉｍｅ−Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｒａｔｅ）に設定されている。
【００５５】
ここで、ＢＥ（Ｂｅｓｔ  Ｅｆｆｏｒｔ）は、通常、最も低い等級のＱｏＳタイプであって、ＦＴＰ（Ｆｉｌｅ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）、ウェブブラウジング、ｅ−ｍａｉｌなどのアプリケーションプログラムに付与される。ｎｒｔ−ＶＲは、遅延に敏感でない中間優先順位のクラスであり、ｒｔ−ＶＲは、リアルタイムサービスのように遅延に敏感な最上位クラスである。
【００５６】
前述したように、アプリケーションのシグナリングパケットは、ＢＥチャンネルを使用し、ＴＯＳフィールド値は、“００００”にセットされるので、ＴＯＳフィールドが“００００”にセットされたパケットを受信したＢＳ（Ｂａｓｅ  Ｓｔａｔｉｏｎ）またはＡＣＲ（Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｒｏｕｔｅｒ）は、シグナリングパケットに含まれた目的地ＩＰアドレスをもって該当アプリケーションの実行開始を判別する。ワイブロモデムは、各アプリケーションに該当するチャンネルを活性化し（ａｃｔｉｖａｔｅ）、アプリケーションデータパケットを送信する際、ＩＰヘッダーのＴＯＳ及びＭＢＺフィールドをセットして転送する。Ｈｇｈ＿ＭＡＣ階層では、アプリケーションのＩＰヘッダーをパーシングし、得られたＴＯＳ及びＭＢＺを図６に示されたようなＴＯＳテーブルを参照して、当該ＱｏＳクラスに該当するチャンネルにパケットを転送する。
【００５７】
図５及び図６を参照して説明したように、本実施形態では、ＩＰヘッダーのプリアンブル（Ｐｒｅａｍｂｌｅ）３ビットを除いた、残りの“ＴＯＳ”フィールドと“ＭＢＺ”フィールドを用いてＱｏＳタイプを区分する。プリアンブルビットは、一般的にはあまり使われないが、ネットワークの種類によって使われる場合もあり得るので、図５及び図６の実施例では、プリアンブルビットを使用せず、ＱｏＳタイプを区分した。しかしながら、ワイブロネットワークに限定する場合には、プリアンブルビットもＱｏＳタイプの区分に使用することができ、プリアンブルビットをも含んでＱｏＳタイプを区分する場合には、さらに多いアプリケーションサービスを定義することができる。
【００５８】
図７は、本実施形態のＱｏＳ提供方法におけるＨｉｇｈ＿ＭＡＣ階層のメッセージ構造を示す。
【００５９】
Ｈｉｇｈ＿ＭＡＣヘッダー７１０は、ワイブロ端末とワイブロモデム間のインタフェース制御及びデータ転送のために使われるヘッダーであり、インタフェースの種類によってヘッダー構造が変更される。Ｈｉｇｈ＿ＭＡＣペイロード７２０は、端末とモデム間に送受信されるデータが含まれる部分であり、実質データと制御データとに区分される。
【００６０】
図８は、本実施形態のＱｏＳ提供方法におけるＨｉｇｈ＿ＭＡＣヘッダーの構造を示す。
【００６１】
図８のＨｉｇｈ＿ＭＡＣヘッダー７１０は、図７に示したＨｉｇｈ＿ＭＡＣヘッダー７１０を様々なフィールドに区分して具体的に表現したものである。図８のヘッダー構造から分かるように、本実施形態のＱｏＳ提供方法におけるＨｉｇｈ＿ＭＡＣヘッダー７１０は、基本的に既存のイーサネットヘッダーの構造と同様に、目的地アドレス７１１、ソースアドレス７１２、ＴＯＳ７１３、ポート７１４、ＭＢＺ７１５、タイプ７１６、等のフィールドを含む。しかしながら、本実施形態では、ＴＯＳ７１３及びＭＢＺ７１５フィールドが、一般的なＩＰパケットとは異なる形態を有する。また、タイプ７１６フィールドを用いてヘッダーの後に付加されるペイロードに含まれるデータが、実質データなのかＨｉｇｈ＿ＭＡＣ制御データなのかを区分する。
【００６２】
図９は、本実施形態のＱｏＳ提供方法におけるＱｏＳサポートワイブロネットワークにおいてＶｏＩＰサービス動作フローを示す。
【００６３】
ＳＩＰを用いたＶｏＩＰサービスを提供する端末のアプリケーション１０１からＨｉｇｈ＿ＭＡＣ処理部１０３にＩＮＶＩＴＥメッセージを転送する（ステップＳ９０１。なお、図中ではステップをＳと略す。）。
【００６４】
Ｈｉｇｈ＿ＭＡＣ処理部１０３では、受信したＩＮＶＩＴＥメッセージの目的地がＶｏＩＰサーバーであることを確認し、ＩＮＶＩＴＥメッセージがシグナリングメッセージであることが確認される場合に、パケットヘッダーのＴＯＳフィールドを“００００”にセットし、ＭＢＺフィールドを“１”にセットする（ステップＳ９０２）。
【００６５】
ＱｏＳ関連フィールドが設定されたＩＮＶＩＴＥメッセージは、モデム１１０を経て（ステップＳ９０３）、ＢＳ２００に転送される（ステップＳ９０４）。
【００６６】
ＢＳ２００は、受信したメッセージがＳＩＰメッセージであることを検知し、ＳＩＰアプリケーションを活性化し（ステップＳ９０５）、プロセス進行中であることを通知するＳＩＰ１８３メッセージを端末に転送する（ステップＳ９０６、ステップＳ９０７、ステップＳ９０８）。
【００６７】
ＢＳ２００は、ＳＩＰアプリケーションを活性化し、ＤＳＣ−ＲＥＱメッセージを転送し、端末とのＤＬ（ＤｏｗｎＬｉｎｋ）ＳＩＰアプリケーションサービス及びＵＬ（ＵｐＬｉｎｋ）ＳＩＰアプリケーションサービスを活性化する（ステップＳ９０９〜ステップＳ９１６）。
【００６８】
この際、ワイブロモデム１１０とＢＳ２００との間に交換されるメッセージには、ＤＳＣ−ＲＥＱ、ＤＳＣ−ＲＳＰ、ＤＳＣ−ＡＣＫなどが挙げられる。ＤＳＣ−ＲＥＱ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｓｅｒｖｉｃｅ  Ｃｈａｎｇｅ−Ｒｅｑｕｅｓｔ）は、端末又はＢＳが現在のサービスフローに関するパラメータを変更しようとする場合に転送するメッセージである。１つのＤＳＣ−ＲＥＱメッセージは、１つのサービスフローに対するパラメータだけを含む。ＤＳＣ−ＲＳＰ（ＤＳＣ−Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）は、ＤＳＣ−ＲＥＱメッセージに対する応答メッセージであり、ＤＳＣ−ＡＣＫ（ＤＳＣ−Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）は、ＤＳＣ−ＲＥＰメッセージを受信したという応答として相手方に転送されるメッセージである。
【００６９】
ワイブロ端末１００は、ダウンリンクのためのＤＳＣ−ＲＥＱメッセージ（ステップＳ９０９）、それに対するＤＳＣ−ＲＳＰ（ステップＳ９１０）、ＳＤＣ−ＡＣＫ（ステップＳ９１１）の交換を通じてダウンリンク（ＤＬ）ＳＩＰアプリケーションを活性化し、アップリンクのためのＤＳＣ−ＲＥＱメッセージ（ステップＳ９１３）、それに対するＤＳＣ−ＲＳＰ（ステップＳ９１４）、ＳＤＣ−ＡＣＫ（ステップＳ９１５）の交換を通じてアップリンク（ＵＬ）ＳＩＰアプリケーションを活性化する（ステップＳ９１６）。
【００７０】
この状態で、ワイブロモデム１１０は、ＶｏＩＰサービス提供のためにＵＧＳ（Ｕｎｓｏｌｉｃｉｔｅｄ  Ｇｒａｎｔ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）チャンネルを割り当てる（ステップＳ９１７）。
【００７１】
ワイブロモデム１１０とＢＳ２００との間にＵＧＳチャンネルが設定された状態で、ワイブロ端末１００のアプリケーション１０１から音声データが入力される場合には（ステップＳ９１８）、ワイブロ端末のＨｉｇｈ＿ＭＡＣ処理部１０３は、ＶｏＩＰ音声データであることを表示するＴＯＳ“０１１１”をセットし、ＭＢＺフィールドは、“１”にセットし（ステップＳ９１９）、ＶｏＩＰ音声データをワイブロモデム１１０に転送する（ステップＳ９２０）。
【００７２】
ＱｏＳタイプが表示されたメッセージを受信したワイブロモデム１１０は、ＩＰヘッダーのＴＯＳフィールドをパーシングすることによって、受信したメッセージがＶｏＩＰ音声データを含んでいることが分かる。ワイブロモデム１１０は、ＶｏＩＰ音声データをＵＧＳチャンネルを介してＢＳ２００に転送する（ステップＳ９２１）。
【００７３】
ＵＧＳチャンネルは、前述したように、リアルタイム（ｒｅａｌｔｉｍｅ）サービスを提供するためのチャンネルである。相手方から端末に向かうＶｏＩＰ音声データをＵＧＳチャンネルが設定された状態でＢＳ２００からワイブロモデム１１０を経てワイブロ端末１００に転送する（ステップＳ９２２、ステップＳ９２３、ステップＳ９２４）。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】一般的な無線ネットワークにおけるＱｏＳ提供のためのパケット分類方法を示す図である。
【図２】ワイブロネットワークにおけるＱｏＳ具現を示す図である。
【図３】本実施形態のＱｏＳ提供方法が適用されるワイブロネットワークの構成を示す図である。
【図４】本実施形態のＱｏＳ提供方法におけるワイブロ端末及びワイブロモデムのブロック構成を示す図である。
【図５】本実施形態のＱｏＳ提供方法におけるＱｏＳテーブルの好ましい一実施例を示す図である。
【図６】本実施形態のＱｏＳ提供方法における各ＴＯＳフィールドのサービスタイプをテーブル形態で示す図である。
【図７】本実施形態のＱｏＳ提供方法におけるＨｉｇｈ＿ＭＡＣ階層のメッセージ構造を示す図である。
【図８】本実施形態のＱｏＳ提供方法におけるＨｉｇｈ＿ＭＡＣヘッダーの構造を示す図である。
【図９】本実施形態のＱｏＳ提供方法におけるＱｏＳサポートワイブロネットワークにおいてＶｏＩＰサービス動作フローを示す図である。
【符号の説明】
【００７５】
１００  ワイブロ端末
１０１  アプリケーション
１０２  接続マネージャ
１０３  Ｈｉｇｈ＿ＭＡＣ処理部
１０４  Ｈｉｇｈ＿ＭＡＣドライバ
１０５  ＴＣＰ／ＩＰ処理部
１０６  カーネルドライバ
１０７  デバイスドライバ
１１０  ワイブロモデム
１１１  Ｈｉｇｈ＿ＭＡＣ処理部
１１２  Ｈｉｇｈ＿ＭＡＣドライバ
１１３  デバイスドライバ
１１４  ＭＡＣ処理部
１１５  ＰＨＹ処理部１１５
２００  ＢＳ（Ｂａｓｅ  Ｓｔａｔｉｏｎ）
【図１】
2007189661.tif 000003
【図２】
2007189661.tif 000004
【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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