(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の基地局と通信可能な無線通信機であって、
前記基地局は、前記無線通信機との通信チャネルを捕捉し制御チャネルを送受信する基地局通信制御部と、一定時間内に処理を行ったパケット数をカウントし、予め規定した複数のしきい値により数値化して前記基地局の混雑度合いを算出する通信量測定部と、前記混雑度合いを無線通信機に報知する制御情報送信部と、を有し、
前記無線通信機は、前記基地局との通信チャネルを捕捉し制御チャネルを送受信してパケット通信をする通信制御部と、前記制御チャネルに含まれる前記混雑度合いを受信する制御情報受信部と、送受信するデータ長を判定するデータ長判定部と、を有し、
前記制御情報受信部は通信をする基地局を選択する基地局選択部を具備し、前記データ長が長いことを前記データ長判定部が判定した場合、前記基地局選択部は前記制御情報受信部が受信した前記混雑度合いに基づいて前記複数のしきい値のうち最も混雑度が少ない基地局を選択することを特徴とする無線通信機。
【請求項２】
前記データ長判定部はアプリケーションに関連づけてデータ長の長短を判定することを特徴とする請求項１記載の無線通信機。
【請求項３】
前記無線通信機は外部との間でデータの入出力を行うデータインタフェース部を有し、前記データ長判定部は前記データインタフェース部からデータを送受信する場合は前記データ長が長いと判定することを特徴とする請求項１記載の無線通信機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線パケット通信を実施する無線通信機と基地局に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般的な無線電話システムのひとつに、セルラー無線電話システムがある。セルラー無線電話システムを実現するためには、広い領域を細分化する。その細分化された領域をセルと称し、セルを電波的にカバーする固定局が設置される。また、その固定局を複数接続し、統合的に管理する交換局が設置される。このように、セルを複数設定することにより、広い範囲をカバーすることが可能となる。また、その交換局は既存の電話回線網、インターネット網などと接続され、対電話通信や対データサーバ通信が可能となる。このようなシステムはＰＨＳなどにおいても利用されている。また固定局と交換局をオフィスのフロアに展開して無線ＬＡＮなどを構築することにも利用されている。この固定局と交換局を介して無線通信機に対してデータ通信サービスを提供する。以降、無線通信機は移動局、固定局は基地局として説明する。パケット通信は、その性格上、物理的な回線の閉塞状態が存在しない。すなわち、回線を共有化できることがパケット通信最大の特徴である。しかし、回線を共有する利用者が増加するのに反比例して、各回線あたりの利用者が得られる通信速度は低下するという側面も持っている。
【０００３】
移動局が無線回線を利用してパケット通信を実施するとき、混雑により通信速度が遅い回線にて送信されたデータパケットが移動局から基地局へ到達するのが極度に遅れた場合、一定時間内に届かないものに関しては再送処理が起動することとなり、データパケットが何らかの無線回線障害で消失したのと同じ影響を及ぼす。この場合、送受信しようとするデータの全体長が長ければ長いほど、遅延によるデータパケット欠損がもたらす再送のオーバーヘッドは大きくなる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来の基地局と移動局（無線通信機）では、送受信しようとするデータの全体長が長ければ長いほど、遅延によるデータパケット欠損がもたらす再送のオーバーヘッドが大きくなるという問題点を有していた。
【０００５】
この基地局および無線通信機では、長いデータを送信する時ほど、データパケットの遅延が発生しないことが要求されている。
【０００６】
本発明は、長いデータを送信する時ほどデータパケットの遅延が発生しない基地局および長いデータを送信する時ほどデータパケットの遅延が発生しない無線通信機を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の基地局は、複数の無線通信機へ下り制御チャネルを送信する送信部と、複数の無線通信機から上り制御チャネルを受信する受信部と、無線通信機との通信チャネルを捕捉する通信部と、下り制御チャネルを通じて無線通信機に対して通信チャネルを割り当てるチャネル選択部を有する制御情報送信部とを有する基地局において、一定時間内に処理を行ったパケット数をカウントし複数のしきい値により数値化して基地局の混雑度合いを算出する通信量測定部を備え、制御情報送信部は、無線パケット通信を実施する場合に、下り制御チャネルを通じて、通信量測定部において算出した基地局の混雑度合いを無線通信機に報知する構成を備えている。
【０００８】
これにより、長いデータを送信する時ほどデータパケットの遅延が発生しない基地局が得られる。
【０００９】
上記課題を解決するために本発明の無線通信機は、基地局へ上り制御チャネルを送信する送信部と、基地局から下り制御チャネルを受信する受信部と、通信チャネルを捕捉する通信部と、基地局を相手にパケット通信を実施するパケット通信部と、送受信するデータの長さを判定するデータ長判定部とを有する無線通信機において、通信を実施する基地局を自動的に選択する基地局選択部を備え、無線パケット通信を実施する場合に、受信部は、基地局から下り制御チャネル上にて報知されている基地局の混雑度合いを受信し、基地局選択部は、受信した基地局の混雑度合いに基づいて複数のしきい値のうち最も混雑度が少ない基地局を通信する基地局に選択する構成を備えている。
【００１０】
これにより、長いデータを送信する時ほどデータパケットの遅延が発生しない無線通信機が得られる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明は、複数の基地局と通信可能な無線通信機であって、基地局は、無線通信機との通信チャネルを捕捉し制御チャネルを送受信する基地局通信制御部と、一定時間内に処理を行ったパケット数をカウントし、予め規定した複数のしきい値により数値化して基地局の混雑度合いを算出する通信量測定部と、混雑度合いを無線通信機に報知する制御情報送信部と、を有し、無線通信機は、基地局との通信チャネルを捕捉し制御チャネルを送受信してパケット通信をする通信制御部と、制御チャネルに含まれる混雑度合いを受信する制御情報受信部と、送受信するデータ長を判定するデータ長判定部と、を有し、制御情報受信部は通信をする基地局を選択する基地局選択部を具備し、データ長が長いことをデータ長判定部が判定した場合、基地局選択部は制御情報受信部が受信した混雑度合いに基づいて複数のしきい値のうち最も混雑度が少ない基地局を選択することを特徴とする無線通信機としたものである。
【００１２】
この構成により、一定時間内に処理を行ったパケット数をカウントし複数のしきい値により数値化して無線パケット通信の混雑度合いを判定し、その混雑度合いを制御チャネルを介して無線通信機に報知することができるので、制御チャネルを介して報知される混雑度合い情報を無線通信機が受信することができるから、無線通信機は最適な通信速度をえられる最も混雑度が少ない基地局を選択することができると共に、データパケットを送信する際、遅延による再送処理がもたらす通信速度の低下を防ぐことができるという作用を有する。
【００１４】
また、混雑していない無線回線に重点的にデータパケットを送信するため、基地局システム全体へのデータパケットの住み分けが行われ、輻輳による通信速度の減退を防止することができるという作用を有する。また、無線通信機に簡単な構成（基地局選択部）を付加するだけで、最適な通信速度が得られる基地局の選択を自動的に行うことができるという作用を有する。
【００１５】
さらに、前述の無線通信機のデータ長判定部はアプリケーションに関連づけてデータ長の長短を判定することを特徴としたものである。さらにまた、前述の無線通信機は外部との間でデータの入出力を行うデータインタフェース部を有し、データ長判定部はデータインタフェース部からデータを送受信する場合はデータ長が長いと判定することを特徴としたものである。
【００１６】
この構成により、基地局の混雑度合いだけでなく、送受信しようとするデータの全体長の状況も考慮することができるので、最適な通信速度を得られる基地局の選択を自動的に行うことができると共に、データパケットを送信する際、遅延による再送処理がもたらす通信速度の低下を一層効果的に防ぐことができるという作用を有する。
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図５を用いて説明する。
【００１８】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１による基地局を示すブロック図であり、図２は本発明の実施の形態１による移動局（無線通信機）を示すブロック図である。
【００１９】
図１において、４００は基地局、４０１は後述の移動局５００との間の無線信号の送受信の為に用いられる基地局アンテナ、４０２は移動局５００側の通信チャネル確立のための上り制御チャネルに対して、移動局５００側との通信チャネルを捕捉したり、解放したりする処理を行う基地局通信制御部、４０３は基地局にて予め規定した一定の時間内に、どれだけのパケット数を処理したかをカウントし、そのカウント結果を基地局に予め規定したしきい値レベルにより混雑度合いとして数値化し、数値化された混雑度合いを後述の制御情報送信部４０４に出力する通信量測定部、４０４は通信量測定部４０３から受信した混雑度合いを下り制御チャネルにて移動局５００に送信する制御情報送信部、４０５は回線網６００とのパケットデータの送受信処理を行うと共に通信制御部４０２や制御情報送信部４０４とのデータのやり取り等を行う回線制御部である。ここで、通信制御部４０２は、複数の移動局へ下り制御チャネルを送信する送信部と、複数の移動局から上り制御チャネルを受信する受信部と、移動局との通信チャネルを捕捉する通信部とを有し、制御情報送信部４０４は、下り制御チャネルを通じて移動局に対して通信チャネルを割り当てるチャネル選択部を有する。
【００２０】
図２において、５００は移動局、５０１は基地局４００との間の無線信号の送受信の為に用いられる移動局アンテナ、５０２は後述する制御情報受信部５０３より受信した混雑度合いを含む制御情報を用いて通信先基地局４００の選択を行い、選択先基地局４００との間で通信チャネルを捕捉したり、解放したりする処理を行う基地局選択部を含む通信制御部、５０３は下り制御チャネルから混雑度合いを含む制御情報を受信して数値化し、通信制御部５０２に出力する制御情報受信部、５０４はデータの入出力を制御する入出力制御部、５０５は外部との間でデータの入出力を行うデータインタフェース部、５０６は制御情報受信部５０３やデータインタフェース部５０５より受信した情報を用いて、送受信するデータ長を判定するデータ長判定部である。ここで、通信制御部５０２は、基地局４００へ上り制御チャネルを送信する送信部と、基地局４００から下り制御チャネルを受信する受信部と、通信チャネルを捕捉する通信部と、基地局４００を相手にパケット通信を実施するパケット通信部とを有し、制御情報受信部５０３は、通信を実施する基地局を自動的に選択する基地局選択部を有する。
【００２１】
以上のように構成された基地局について、その動作を図３を用いて説明する。図３は、基地局による混雑度合いの報知動作を示すフローチャートである。
【００２２】
図３において、通信量測定部４０３は、パケット数のカウントを初期化して測定監視タイマを起動させ（Ｓ１、Ｓ２）、一定時間にその基地局を通過したパケットの数をカウントする（Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５）。一定の時間が経過した後、通信量測定部４０３は、カウントしたパケット数をあらかじめ定めておいたしきい値Ａと比較する（Ｓ６）。このしきい値Ａと比較して、通過したパケット数が多いときは混雑度レベルＡとし、「非常に混雑している」と判定を下す（Ｓ７）。通過したパケット数がしきい値Ａよりも少ない場合、Ａよりも小さい値を設定したしきい値Ｂと比較する（Ｓ８）。しきい値Ｂよりも大きい場合は混雑度レベルＢとし、「やや混雑している」と判定を下す（Ｓ９）。また、しきい値Ｂよりも小さい場合は混雑度レベルＣとし、「混雑していない」と判定を下す（Ｓ１０）。このようにして算出した混雑度レベルを制御チャネル情報に反映させ（Ｓ１１）、移動局５００に下り制御チャネルを通じて報知する。このようにして、下り制御チャネルで現在の基地局４００の混雑度合いが報知される。
【００２３】
なお、それぞれの基地局によって、有線側の回線状況により、それぞれの混雑度合いは異なるため、それぞれ基地局に応じたしきい値Ａ，Ｂを設定することが望ましく、また、他の基地局などの関係において通信経路が混雑した場合、実際に処理できるパケット数も変動することがあり、この場合には、実際に処理できるパケット数に応じてしきい値Ａ，Ｂを設定することが望ましい。
【００２４】
次に、報知された混雑度合いを用いて、移動局５００が通信を行う基地局を選択する手順を図４、図５を用いて説明する。図４は従来の基地局選択動作を示すフローチャートであり、図５は本発明の実施の形態１における基地局選択動作を示すフローチャートである。
【００２５】
（表１）の条件において、基地局α、β、γとも、新規のパケット通信呼を収容可能である。
【００２６】
【表１】
0003972687.tif 000002
【００２７】
ここで、本実施の形態における基地局選択方法と比較するため、送受信するデータ全体の長さを基地局選択の条件として考慮しない従来の方法を図４を用いて説明する。
【００２８】
パケット通信は、混雑していない状況であれば通信が可能であるため、非常に混雑していなければよい。そこで、ユーザ発呼後、制御情報受信部５０３は、基地局選択しきい値として、混雑度レベルＢを設定し（Ｓ２１）、パケット通信を行う上で十分な速度が得られるか否かの判定を行う（Ｓ２２、Ｓ２３、Ｓ２４）。すなわち、基地局の候補より対象基地局を選択し（Ｓ２２）、その対象基地局の混雑度合いを受信し（Ｓ２３）、その対象基地局の混雑度がしきい値以上か否かを判定する（Ｓ２４）。ステップＳ２４で、設定したしきい値よりも混雑度合いが大きく、十分な速度が得られないと判定された場合、制御情報受信部５０３は、混雑している基地局αを通信先候補から外し（Ｓ２５）、通信可能な基地局から基地局βを選びなおし（Ｓ２２）、暫定通信先基地局として再度通信速度に関する判定を実施する（Ｓ２３、Ｓ２４）。基地局βは、（表１）より、混雑度レベルＢで、ステップＳ２１で設定したしきい値に比べて混雑していないという判定を得ることができるため、移動局５００の通信制御部５０２は、上り制御チャネルを使用して通信チャネル確立要求を送信し（Ｓ２６）、基地局βと通信チャネル確立処理を起動し、通信チャネルを確立できる（Ｓ２７）。基地局βは、収容しているパケット通信量が基地局αより少ないため、新規にパケット通信を収容しても、それぞれの移動局に提供する通信速度は、基地局αに収容されている移動局よりも高速な通信速度を提供することが可能である。移動局は、これから新規に通信を行うために、得られる通信速度が比較的高速な基地局βを選択するほうが有利にデータ通信が実施できる。
【００２９】
以上は従来の基地局選択方法である。
【００３０】
しかしながら、長いデータ長のデータを送受信する場合、少しでも混雑度が少ない基地局を選ぶほうが、より有利にデータ通信を実施できる。そこで、送受信するデータ長を考慮に入れた基地局選択を実施する方法を図５を用いて説明する。
【００３１】
図５において、データ長判定部５０６は、ユーザ発呼後、送受信するデータの長さ（データ長）を判定する（Ｓ３１）。データ長の判定方法には、直接にデータ長を判定する方法や、間接的にデータ長を判定する方法など、さまざまな方式がある。次に、いくつかの例を示す。
【００３２】
第１の方法は、先頭のデータパケットに一連のデータ長を記述する方法であり、上りと下りの制御チャネルにおいて、送受信するデータ長を予め把握することができる。第２の方法は、アプリケーションにくくりつけて送受信するデータの長短を判定する方法であり、例えば、ショートメッセージの送受信時はデータ長は短く、インターネットブラウザ使用時はデータ長は長く、テレビ電話を使用する場合はデータ長は長く、画像／音楽データのダウンロード時はデータ長は長い。第３の方法は、インターフェイスにくくりつけて送受信するデータの長短を判定する方法である。無線電話機本体のキーパッドなどのインタフェース部からデータを送受信する場合はデータ長は短く、外部インタフェース部を介してデータを送受信する場合はデータ長は長い。第４の方法は、ユーザが無線電話機を操作して長いデータを送受信すると宣言する方法である。例えば、ユーザが「ターボボタン」を押下しない場合はデータ長は短く、ユーザが「ターボボタン」を押下した場合はデータ長は長い。
【００３３】
もちろん、上記の例に限らず、他にも送受信するデータ長を判定する方法は存在するので、単独または複数の方法を組合せて、最適な方法を用いて、データ長を判定する。判定の結果、送受信するデータ長が長いと判明した場合、遅延によるデータパケット再送を防ぐため、要求される基地局の混雑度合いはより厳しいレベルが要求される。そのため、制御情報受信部５０３の基地局選択部は、基地局選択しきい値を最も厳しい混雑度レベルＣと設定し（Ｓ３２、Ｓ３３、Ｓ３４）、（表１）の条件より、基地局γを選択する。このようにして、長いデータを送受信する場合に、基地局を選択する条件を厳しくすることにより、データパケットの遅延に伴う、再送の発生を未然に防ぐことができる。なお、ステップＳ３５〜Ｓ４０は図４のステップＳ２２〜Ｓ２７に相当するので、その説明は省略する。
【００３４】
以上のように本実施の形態によれば、一定時間内に処理を行ったパケット数をカウントし、基地局４００の混雑度合いを算出する通信量測定部４０３を備え、制御情報送信部４０４は、無線パケット通信を実施する場合に、下り制御チャネルを通じて、通信量測定部４０３において算出した基地局４００の混雑度合いを無線通信機に報知することにより、一定時間内に処理を行ったパケット数をカウントして、無線パケット通信の混雑度合いを判定し、その混雑度合いを制御チャネルを介して無線通信機に報知することができるので、制御チャネルを介して報知される混雑度合い情報を無線通信機が受信することにより、最適な通信速度をえられる基地局の選択を自動的に行うことができると共に、データパケットを送信する際、遅延による再送処理がもたらす通信速度の低下を防ぐことができる。
【００３５】
また、通信を実施する基地局を自動的に選択する基地局選択部５０３を備え、無線パケット通信を実施する場合に、受信部５０２は、基地局４００から下り制御チャネル上にて報知されている基地局４００の混雑度合いを受信し、基地局選択部５０３は、受信した基地局４００の混雑度合いが予め設定された複数のしきい値よりも低い基地局を選択することにより、無線通信機は基地局４００から制御チャネルを介して報知される無線パケット通信の混雑度合いを受信することができ、その混雑度合いを用いることにより自動的に基地局の選択を行って無線回線を確立することができるので、最適な通信速度を得られる基地局の選択を自動的に行うことができると共に、データパケットを送信する際、遅延による再送処理がもたらす通信速度の低下を防ぐことができる。また、混雑していない無線回線に重点的にデータパケットを送信するため、基地局システム全体へのデータパケットの住み分けが行われ、輻輳による通信速度の減退を防止することができる。また、無線通信機に簡単な構成（基地局選択部）を付加するだけで、最適な通信速度が得られる基地局の選択を自動的に行うことができる。
【００３６】
さらに、上記予め設定された複数のしきい値は、送受信しようとするデータ長により決定されることにより、基地局４００の混雑度合いだけでなく、送受信しようとするデータの全体長の状況も考慮することができるので、最適な通信速度を得られる基地局の選択を自動的に行うことができると共に、データパケットを送信する際、遅延による再送処理がもたらす通信速度の低下を一層効果的に防ぐことができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、基地局の混雑度合いを無線通信機に報知することができるので、無線通信機は最適な通信速度をえられる基地局の選択を自動的に行うことができると共に、データパケットを送信する際、遅延による再送処理がもたらす通信速度の低下を防ぐことができるという有利な効果が得られる。
【００３８】
また、混雑していない無線回線に重点的にデータパケットを送信するため、基地局システム全体へのデータパケットの住み分けが行われ、輻輳による通信速度の減退を防止することができるという有利な効果が得られる。また、無線通信機に簡単な構成（基地局選択部）を付加するだけで、最適な通信速度が得られる基地局の選択を自動的に行うことができるという有利な効果が得られる。
【００３９】
さらに、予め設定された複数のしきい値により算出された基地局の混雑度合いに対して、無線通信機は、送受信しようとするデータ長の長さにより基地局の選択を行うことにより、基地局の混雑度合いだけでなく、送受信しようとするデータの全体長の状況も考慮した基地局の選択をすることができるので、最適な通信速度を得られる基地局の選択を自動的に行うことができると共に、データパケットを送信する際、遅延による再送処理がもたらす通信速度の低下を一層効果的に防ぐことができるという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１による基地局を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態１による移動局（無線通信機）を示すブロック図
【図３】基地局による混雑度合いの報知動作を示すフローチャート
【図４】従来の基地局選択動作を示すフローチャート
【図５】本発明の実施の形態１における基地局選択動作を示すフローチャート
【符号の説明】
４００  基地局
４０１、５０１  アンテナ
４０２、５０２  通信制御部
４０３  通信量測定部
４０４  制御情報送信部
４０５  回線制御部
５００  移動局
５０３  制御情報受信部
５０４  入出力制御部
５０５  データインタフェース部
５０６  データ長判定部
６００  回線網
【図１】
0003972687.tif 000003
【図２】
0003972687.tif 000004
【図３】
0003972687.tif 000005
【図４】
0003972687.tif 000006
【図５】
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