(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
端末装置から、リアルタイムパケットの送信に必要となる最大の無線リソース量である最大無線リソース量を示す情報を含む送信要求を受信する第１の受信手段と、
前記送信要求に応じて、前記最大無線リソース量と等しい量の無線リソース量であり、
かつ、前記リアルタイムパケットの送信のために他の端末装置からのパケットの送信よりも優先して使用可能な無線リソース量である優先無線リソース量を確保し、前記端末装置に対して割り当てる第１の割当処理を行う第１の割当手段と、
前記第１の割当処理の結果を、前記端末装置に通知する第１の通知手段と、
前記第１の割当処理の結果が、前記優先無線リソース量を確保したことを示す場合、前記端末装置から、前記端末装置に蓄積されているリアルタイムパケットの量である蓄積パケット量を示す情報と、前記リアルタイムパケットとを受信する第２の受信手段と、
前記蓄積パケット量に基づいて、前記リアルタイムパケットの送信に使用させる使用無線リソース量を、前記優先無線リソース量の範囲内で決定し、前記端末装置に対して割り当てる第２の割当処理を行う第２の割当手段と、
前記第２の割当処理によって割り当てられた前記使用無線リソース量を、前記端末装置に通知する第２の通知手段と
を備え、
前記第２の割当手段は、前記優先無線リソース量として前記端末装置に対して割り当てられていない無線リソース量と、前記優先無線リソース量のうち、前記使用無線リソース量として割り当てられていない無線リソース量とを、前記端末装置又は前記他の端末装置からの非リアルタイムパケットの送信に割り当てることを特徴とする基地局。
【請求項２】
前記第２の割当手段は、前記蓄積パケット量を用いて蓄積パケット量の変動量を求め、該変動量に応じて、前記使用無線リソース量を前記優先無線リソース量の範囲内で決定することを特徴とする請求項１に記載の基地局。
【請求項３】
前記第２の割当手段は、前記蓄積パケット量を用いて蓄積パケット量の変動量を求め、該変動量と前期蓄積パケット量とに応じて、前記使用無線リソース量を前記優先無線リソース量の範囲内で決定することを特徴とする請求項１に記載の基地局。
【請求項４】
前記第２の受信手段は、前記蓄積パケット量を、前記端末装置から周期的に受信することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の基地局。
【請求項５】
前記第２の割当手段は、前記使用無線リソースが所定時間使用されなかった際に、前記優先無線リソースの割り当てを解除することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の基地局。
【請求項６】
前記送信要求に応じて、前記最大無線リソース量と等しい量の無線リソース量であり、かつ、前記リアルタイムパケットの送信のために他の端末装置からのパケットの送信よりも優先して使用可能な無線リソース量である優先無線リソース量を確保し、前記端末装置に対して割り当てる第１の割当手段と、
前記端末装置に蓄積されているリアルタイムパケットの量である蓄積パケット量を用いて、前記リアルタイムパケットの送信に使用させる使用無線リソース量を、前記優先無線リソース量の範囲内で決定し、前記端末装置に対して割り当てる第２の割当手段と、
を備え、
前記第２の割当手段は、前記優先無線リソース量として前記端末装置に対して割り当てられていない無線リソース量と、前記優先無線リソース量のうち、前記使用無線リソース量として割り当てられていない無線リソース量とを、前記端末装置又は前記他の端末装置からの非リアルタイムパケットの送信に割り当てることを特徴とする無線リソース制御装置。
【請求項７】
リアルタイムパケット又は非リアルタイムパケットを送信する端末装置と、該端末装置に対して、前記リアルタイムパケット又は非リアルタイムパケットを送信するための無線リソースを割り当てる基地局とを備える通信システムであって、
前記端末装置は、
前記リアルタイムパケットの送信に必要となる最大の無線リソース量である最大無線リソース量を示す情報を含む送信要求を送信する第１の送信手段と
前記リアルタイムパケットを蓄積する蓄積手段と、
前記蓄積手段に蓄積されている前記リアルタイムパケットの量を示す蓄積パケット量を、前記基地局に通知する蓄積パケット量通知手段と、
前記基地局により割り当てられる、前記リアルタイムパケットの送信に使用可能な無線リソース量である使用無線リソース量を使用して前記リアルタイムパケットを送信する第２の送信手段とを備え、
前記基地局は、
前記送信要求を受信する第１の受信手段と、
前記送信要求に応じて、前記最大無線リソース量と等しい量の無線リソース量であり、かつ、前記リアルタイムパケットの送信のために他の端末装置からのパケットの送信よりも優先して使用可能な無線リソース量である優先無線リソース量を確保し、前記端末装置に対して割り当てる第１の割当処理を行う第１の割当手段と、
前記第１の割当処理の結果を、前記端末装置に通知する第１の通知手段と、
前記第１の割当処理の結果が、前記優先無線リソース量を確保したことを示す場合、前記蓄積パケット量を示す情報と前記リアルタイムパケットとを、前記端末装置から受信する第２の受信手段と、
前記蓄積パケット量に基づいて、前記使用無線リソース量を、前記優先無線リソース量の範囲内で決定し、前記端末装置に対して割り当てる第２の割当処理を行う第２の割当手段と、
前記第２の割当処理によって割り当てられた前記使用無線リソース量を、前記端末装置に通知する第２の通知手段とを備え、
前記第２の割当手段は、前記優先無線リソース量として前記端末装置に対して割り当てられていない無線リソース量と、前記優先無線リソース量のうち、前記使用無線リソース量として割り当てられていない無線リソース量とを、前記端末装置又は前記他の端末装置からの非リアルタイムパケットの送信に割り当てることを特徴とする通信システム。
【請求項８】
リアルタイムパケット又は非リアルタイムパケットを送信する端末装置に対して、基地局が前記リアルタイムパケット又は非リアルタイムパケットを送信するための無線リソースを割り当てて通信を行う通信方法であって、
前記端末装置が、リアルタイムパケットの送信に必要となる最大の無線リソース量である最大無線リソース量を示す情報を含む送信要求を、前記基地局に送信するステップと、  前記基地局が、前記送信要求に応じて、前記最大無線リソース量と等しい量の無線リソース量であり、かつ、前記リアルタイムパケットの送信のために他の端末装置からのパケットの送信よりも優先して使用可能な無線リソース量である優先無線リソースを確保し、前記端末装置に対して割り当てる第１の割当処理を行うステップと、
前記基地局が、前記第１の割当処理の結果を、前記端末装置に通知するステップと、 前記第１の割当処理の結果が、前記優先無線リソース量を確保したことを示す場合、前記端末装置が、前記端末装置に蓄積されているリアルタイムパケットの量である蓄積パケット量を示す情報と、前記リアルタイムパケットとを、前記基地局に送信するステップと、
前記基地局が、前記蓄積パケット量に基づいて、前記リアルタイムパケットの送信に使用させる使用無線リソース量を、前記優先無線リソース量の範囲内で決定し、前記端末装置に対して割り当てる第２の割当処理を行うステップと、
前記基地局が、前記第２の割当処理によって割り当てられた前記使用無線リソース量を、前記端末装置に通知するステップと
前記端末装置が、前記使用無線リソース量を用いて、前記リアルタイムパケットを基地局に送信するステップと
を備え、
前記第２の割当処理を行うステップにおいて、前記優先無線リソース量として前記端末装置に対して割り当てられていない無線リソース量と、前記優先無線リソース量のうち、前記使用無線リソース量として割り当てられていない無線リソース量とを、前記端末装置又は前記他の端末装置からの非リアルタイムパケットの送信に割り当てることを特徴とする通信方法。
【請求項９】
前記第２の割当処理を行うステップにおいて、前記使用無線リソースが所定時間使用されなかった際に、前記優先無線リソースの割り当てを解除することを特徴とする請求項８に記載の基地局。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基地局、無線リソース制御装置、端末装置、通信システム及び通信方法に関する。本発明は、特に、無線パケット通信技術に用いられる基地局、無線リソース制御装置、端末装置、通信システム及び通信方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、音声や動画等、許容できる遅延時間（以下「許容遅延時間」という）の短い情報を無線パケット通信技術により送信する際に、その許容遅延時間を保証するための技術として、スケジューリングや無線リソースの固定割り当て等の技術が用いられている。
【０００３】
スケジューリングとは、スケジューラーを持つ基地局が、端末装置が送信する送信パケットに許容遅延時間を考慮した優先度を付け、その優先度に応じて、送信パケットを送信する順番を制御する方法である。優先度の決定方法には、例えば、情報の種類に応じてパケットの許容遅延時間を規定し、その許容遅延時間とパケットが発生してから現時点までの経過時間との差を求め、その差が最も小さい送信パケットを優先度が最も高い送信パケットとする方法がある。この場合、優先度の高い送信パケットから順番に、即ち、許容遅延時間と経過時間の差が最も小さい送信パケットから順番に送信が行われる。又、スケジューリングを用いたＩＰパケットのＤｉｆｆＳｅｒｖｅでは、送信パケット毎に優先度を示すＤＳＣＰ（ＤｉｆｆＳｅｒｖｅ  Ｃｏｄｅ  Ｐｏｉｎｔ）を付す。そして、ＤｉｆｆＳｅｒｖｅをサポートするルーターが、優先度の高い送信パケットと、優先度の低い送信パケットが同時に存在する場合に、優先度の高い送信パケットを先に送信する。
【０００４】
無線リソースの固定割り当てとは、無線リソースを端末装置に対して固定的に割り当てる方法である。例えば、無線リソースの固定割り当てには、無線チャネルをタイムスロットで物理的に分割し、許容遅延時間の短い情報の送信パケットを送信するために、その情報の送信に必要な容量に応じて、無線リソースであるタイムスロットを端末装置に固定的に割り当てる方法がある。図１１は、従来の無線リソースの固定割り当てを説明する説明図である。ここでは、通信方式として、ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）を採用している場合の上りパケットチャネル３０７を、端末装置を使用するユーザ＃１と、ユーザ＃２の２ユーザが使用する場合を例にとって説明する。又、許容遅延時間の短い情報の送信パケット、即ち、リアルタイム性を要求されるリアルタイムパケットと、許容遅延時間の長い情報の送信パケット、即ち、リアルタイム性を要求されない非リアルタイムパケットを送信する場合を例にとって説明する。
【０００５】
図１１に示すように、各フレーム３０９ａ〜３０９ｃは、８個のタイムスロットからなる。ユーザ＃１には４番と５番の２スロットのタイムスロット３０７ｂが、リアルタイムパケット３８１ｂ，３８３ｂを送信するために、固定的に割り当てられている。ユーザ＃２には１番〜３番の３スロットのタイムスロット３０７ａが、リアルタイムパケット３８１ａ，３８２ａ，３８３ａを送信するために、固定的に割り当てられている。残りの３スロットのタイムスロット３０７ｃは、非リアルタイムパケット３０８を送信するために、ユーザ＃１とユーザ＃２が共用する。図１１に示すように、実際に各ユーザの端末装置が送信するリアルタイムパケット３８１ａ〜３８３ａ，３８１ｂ，３８３ｂの量に関係なく、一定のスロット数のタイムスロット３０７ａ、３０７ｂが固定的に割り当てられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したスケジューリングでは、端末装置から基地局への上りパケット送信において送信パケットを送信する順番を制御するために、各端末装置の送信バッファに蓄積されている送信パケットの優先度や優先度を求めるために必要な経過時間等の送信パケットに関する情報を、送信パケットの送受信を行う端末装置同士や基地局が常に把握しておく必要がある。即ち、順番を制御するためには、端末装置同士や基地局と端末装置との間で、全ての送信パケットに関する優先度や経過時間等の情報を常にやりとりして把握する必要がある。その結果、スケジューリングでは、順番を制御するための制御時間が増加し、制御による遅延（以下「制御遅延」という）が増加してしまい、要求される許容遅延時間を満足できないという問題点があった。又、オーバーヘッドが増加してしまうという問題点もあった。
【０００７】
又、上記した無線リソースの固定割り当てでは、端末装置が実際に送信パケットを送信するために必要な無線リソースに関係なく、一定の無線リソースが固定的に割り当てられる。そのため、実際に必要な無線リソースが、固定的に割り当てられた無線リソースよりも大幅に少ないという状況が頻繁に生じてしまい、無線リソースの割り当てに大きな無駄が生じてしまうという問題点があった。即ち、無駄な無線リソースの確保をしてしまい、無線リソースを効率的に使用できないという問題点があった。例えば、図１１において、第２フレーム３０９ｂでは、ユーザ＃２はリアルタイムパケット３８２ａを送信するために１スロットしか使用しておらず、ユーザ＃１は、ひとつも送信パケットを送信しておらず、割り当てられたタイムスロット３０７ｂを全く使用していない。そのため、ユーザ＃２に固定的に割り当てられたスロット２，３及びユーザ＃１に割り当てられたスロット４，５は無駄になってしまい、無線リソースの利用効率が悪かった。
【０００８】
更に、無線リソースの固定割り当てでは、一定の無線リソースが固定的に割り当てられてしまうため、例えば動画のように画像の変化度合いに応じて要求される伝送速度が変動する場合に対応できず、許容遅延時間を満足できない場合が生じてしまうという問題点があった。又、そのような問題点を解決するためには、最大伝送速度にあわせて無線リソースを割り当てる必要があった。その結果、無線リソースの割り当てに更に大きな無駄が生じてしまい、無線リソースの利用効率が更に悪化するという問題点があった。又、最大伝送速度にあわせて無線リソースを割り当てて、許容遅延時間を満足させるためには、伝送速度が明確であり、下位レイヤが把握している必要があるため、汎用アプリケーションでは実現できず、許容遅延時間を満足できない場合もあった。
【０００９】
そこで、本発明は、送信パケットに要求される許容遅延時間を満足でき、かつ、無駄な無線リソースの割り当てを防いで、無線リソースの効率的な使用を可能とする基地局、無線リソース制御装置、端末装置、通信システム及び通信方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る基地局は、端末装置が送信する送信パケットを蓄積する送信バッファに蓄積されている蓄積パケット量を、端末装置から取得する取得手段と、端末装置に対して、その端末装置が優先的に使用できる優先無線リソースを無線チャネル上に割り当て、取得手段が取得した蓄積パケット量を用いて、優先無線リソースの中から端末装置に使用させる使用無線リソースを割り当てる無線リソース制御手段と、無線リソース制御手段が割り当てた結果を端末装置に通知する結果通知手段とを備えることを特徴とする。
【００１１】
このような本発明に係る基地局によれば、無線リソース制御手段が端末装置に対して、その端末装置が優先的に使用できる優先無線リソースを無線チャネル上に割り当てる。そのため、端末装置は、その端末装置が優先的に使用できる優先無線リソースを確保できる。又、取得手段が端末装置の送信バッファに蓄積されている蓄積パケット量を端末装置から取得する。そして、無線リソース制御手段は、その取得手段が取得した蓄積パケット量を用いて、優先無線リソースの中から端末装置に使用させる使用無線リソースを割り当てる。結果通知手段は、その割り当てた結果を端末装置に通知する。そのため、基地局は、端末装置の送信バッファに蓄積された蓄積パケット量を用いて、端末装置が使用する使用無線リソースの割り当てを動的に変化させることができる。又、端末装置は、その蓄積パケット量を用いて動的に割り当てられた無線リソースを使用して送信パケットを送信できる。又、スケジューリングのように端末装置同士や基地局と端末装置との間で、全ての送信パケットに関する優先度や経過時間等の情報を常にやりとして把握する必要がない。
【００１２】
従って、制御遅延が防止され、端末装置は優先的に使用できる優先無線リソースを確保できることから、送信パケットに要求される許容遅延時間を満足することができる。更に、基地局は、端末装置が使用する使用無線リソースの割り当てを動的に変化させることができるため、端末装置に対する無駄な無線リソースの割り当てを防いで、無線リソースの効率的な使用を可能とする。特に、基地局は、伝送速度が明確ではない送信パケットや伝送速度が変動する送信パケットを扱う場合でも、ある程度の優先無線リソースを確保して許容遅延時間を満足させ、使用無線リソースの割り当てを動的に変化させて、端末装置に無線リソースを効率的に使用させることができる。
【００１３】
又、無線リソース制御手段は、取得手段が取得した蓄積パケット量を用いて使用無線リソースを割り当てるが、蓄積パケット量そのものに応じて使用無線リソースを割り当ててもよく、蓄積パケット量を用いて蓄積パケット量の変動量を求め、その変動量に応じて使用無線リソースを割り当ててもよく、変動量と蓄積パケット量の両方に応じて使用無線リソースを割り当ててもよい。蓄積パケット量そのものに応じて割り当てを行う場合には、変動量を求める操作や時間が不要であるため、無線リソース制御手段は容易に瞬時に割り当てを行うことができる。又、変動量に応じて割り当てを行う場合には、無線リソース制御手段は、蓄積パケット量の変動量が大きくなれば、割り当てを増やしたり減らしたりするといった変動量に対応した緩やかな制御により、割り当てを行うことができる。又、変動量と蓄積パケット量の両方に応じて割り当てを行う場合には、無線リソース制御手段は、変動量に対応した緩やかな制御により割り当てを行うことができると共に、蓄積パケット量そのものを考慮した無線リソースの割り当てができる。例えば、蓄積パケット量が膨大な場合等、早急にパケットの送信を行わなくてはいけない場合にも対応できる。
【００１４】
又、取得手段は、蓄積パケット量を、端末装置が送信パケットを送信した際に取得することが好ましい。これによれば、基地局は、端末装置からの送信パケットの受信とあわせて、蓄積パケット量を取得でき、送信パケットを受信した際の処理の一環として使用無線リソースの割り当てを行うことができる。又、取得手段は、蓄積パケット量を、端末装置から周期的に取得してもよい。これによれば、無線リソース制御手段は、取得手段が周期的に取得した蓄積パケット量を用いて、周期的に使用無線リソースの割り当てを行うことができる。よって、無線リソース制御手段は、使用無線リソースの割り当てを周期的に見直して、無駄な無線リソースの割り当てを防ぐことができる。
【００１５】
又、無線リソース制御手段は、端末装置にその端末装置が送信する送信パケットが発生した際に、優先無線リソースの割り当てを行うことが好ましい。これによれば、送信パケットの発生にあわせて優先無線リソースの割り当てが行われるため、コネクションレス型の通信において、より効率的な無線リソースの使用ができる。更に、無線リソース制御手段は、使用無線リソースが所定時間使用されなかった際に、優先無線リソースの割り当てを解除することが好ましい。これによれば、基地局は、使用無線リソースを割り当てられた端末装置が使用しない使用無線リソースを含む優先無線リソースを、他の端末装置に解放することができ、より効率的な無線リソースの使用ができる。
【００１６】
更に、無線リソース制御手段は、使用無線リソースとして割り当てなかった無線チャネル上の無線リソースを、送信する優先度の低い送信パケットの送信のために端末装置に使用させる開放無線リソースとすることが好ましい。これによれば、使用無線リソースとして割り当てなかった無線リソースが、送信する優先度の低い送信パケットの送信に使用されて無駄にならない。そのため、無線リソースの有効利用が図れ、より効率的な無線リソースの使用ができる。
【００１７】
又、本発明に係る無線リソース制御装置は、端末装置に対して、その端末装置が優先的に使用できる優先無線リソースを無線チャネル上に割り当て、端末装置が送信する送信パケットを蓄積する送信バッファに蓄積されている蓄積パケット量を用いて、優先無線リソースの中から端末装置に使用させる使用無線リソースを割り当てることを特徴とする。
【００１８】
このような本発明に係る無線リソース制御装置によれば、無線リソース制御装置が端末装置に対して、その端末装置が優先的に使用できる優先無線リソースを無線チャネル上に割り当てる。又、無線リソース制御装置は、端末装置の送信バッファに蓄積されている蓄積パケット量を用いて、優先無線リソースの中から端末装置に使用させる使用無線リソースを割り当てる。そのため、端末装置は、その端末装置が優先的に使用できる優先無線リソースを確保できる。又、無線リソース制御装置は、蓄積パケット量を用いて、端末装置が使用する使用無線リソースの割り当てを動的に変化させることができる。又、スケジューリングのように端末装置同士や基地局と端末装置との間で、全ての送信パケットに関する優先度や経過時間等の情報を常にやりとして把握する必要がない。
【００１９】
従って、制御遅延が防止され、端末装置は優先的に使用できる優先無線リソースを確保できることから、送信パケットに要求される許容遅延時間を満足することができる。更に、無線リソース制御装置は、端末装置が使用する使用無線リソースの割り当てを動的に変化させることができるため、端末装置に対する無駄な無線リソースの割り当てを防いで、無線リソースの効率的な使用を可能とする。
【００２０】
又、本発明に係る端末装置は、基地局により割り当てられた無線リソースを使用して送信パケットを送信する送信手段と、その送信手段が送信する送信パケットを蓄積する送信バッファと、その送信バッファに蓄積されている蓄積パケット量を基地局に通知するパケット量通知手段とを備える。
【００２１】
このような本発明に係る端末装置によれば、送信バッファは送信パケットを蓄積し、送信手段は、基地局により割り当てられた無線リソースを使用して、送信バッファに蓄積された送信パケットを送信する。又、パケット量通知手段は、送信バッファに蓄積された蓄積パケット量を基地局に通知する。そのため、基地局は、パケット量通知手段から通知された蓄積パケット量を用いて、端末装置が使用する使用無線リソースの割り当てを動的に変化させることができる。よって、送信手段は、動的に割り当てられた無線リソースを使用して送信パケットを送信できる。従って、端末装置は、無駄な無線リソースの割り当てを受けることを防止でき、無線リソースを効率的に使用することができる。
【００２２】
又、パケット量通知手段は、蓄積パケット量を、送信パケットを送信する際に基地局に通知することが好ましい。これによれば、端末装置は、送信パケットの送信とあわせて蓄積パケット量の通知をすることができ、別途蓄積パケット量の通知をする必要がない。又、パケット量通知手段は、蓄積パケット量を、周期的に基地局に通知するようにしてもよい。これによれば、基地局が周期的に通知される蓄積パケット量を用いて、周期的に使用無線リソースの割り当てを行うことができる。よって、端末装置は、周期的に見直された無線リソースの割り当てを受けることができ、無駄な無線リソースの割り当てを受けることを防止できる。
【００２３】
又、本発明に係る通信方法は、送信パケットを送信する複数の端末装置に送信パケットを送信する無線リソースを割り当てて通信を行う通信方法であって、端末装置に対して、その端末装置が優先的に使用できる優先無線リソースを無線チャネル上に割り当て、端末装置が送信する送信パケットを蓄積する送信バッファに蓄積されている蓄積パケット量を端末装置から取得し、その取得した蓄積パケット量を用いて、優先無線リソースの中から端末装置に使用させる使用無線リソースを割り当てることを特徴とする。
【００２４】
このような本発明に係る通信方法によれば、端末装置に対して、その端末装置が優先的に使用できる優先無線リソースを無線チャネル上が割り当てられる。そのため、端末装置は、その端末装置が優先的に使用できる優先無線リソースを確保できる。又、端末装置の送信バッファに蓄積されている蓄積パケット量を端末装置から取得し、その取得した蓄積パケット量を用いて、優先無線リソースの中から端末装置に使用させる使用無線リソースが割り当てられる。そのため、端末装置の送信バッファに蓄積された蓄積パケット量を用いて、端末装置が使用する使用無線リソースの割り当てを動的に変化させることができる。又、端末装置は、その蓄積パケット量を用いて動的に割り当てられた無線リソースを使用して送信パケットを送信できる。又、スケジューリングのように端末装置同士や基地局と端末装置との間で、全ての送信パケットに関する優先度や経過時間等の情報を常にやりとして把握する必要がない。
【００２５】
従って、制御遅延が防止され、端末装置は優先的に使用できる優先無線リソースを確保できることから、送信パケットに要求される許容遅延時間を満足することができる。更に、端末装置が使用する使用無線リソースの割り当ては動的に変化するため、端末装置に対する無駄な無線リソースの割り当てを防いで、無線リソースの効率的な使用を可能とする。
【００２６】
又、端末装置が送信する送信パケットが発生した際に、優先無線リソースの割り当てを行うことが好ましい。これによれば、送信パケットの発生にあわせて優先無線リソースの割り当てが行われるため、コネクションレス型の通信において、より効率的な無線リソースの使用ができる。又、使用無線リソースが所定時間使用されなかった際に、優先無線リソースの割り当てを解除することが好ましい。これによれば、使用無線リソースを割り当てられた端末装置が使用しない使用無線リソースを含む優先無線リソースを、他の端末装置に解放することができ、より効率的な無線リソースの使用ができる。
【００２７】
更に、使用無線リソースとして割り当てなかった無線チャネル上の無線リソースは、送信する優先度の低い送信パケットの送信のために端末装置に使用させる開放無線リソースとすることが好ましい。これによれば、使用無線リソースとして割り当てなかった無線リソースは、送信する優先度の低い送信パケットの送信に使用されて無駄にならない。そのため、無線リソースの有効利用が図れ、より効率的な無線リソースの使用ができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る通信システム１の構成を示す説明図である。図１に示すように、通信システム１は、基地局２と、複数の端末装置３とから構成される。基地局２は、無線ゾーン４を形成し、配下にある複数の端末装置３と無線パケット通信を行う。基地局２は、端末装置３が送信パケットを送信するために使用する無線リソースの割り当てを行う。基地局２は、複数の端末装置３に対して、無線リソースを無線チャネル上に割り当てたり、割り当てた無線リソースを解除したりする。ここで、無線リソースとは、送信パケットを送信するために必要な物理的な資源をいう。無線リソースは、通信方式によって異なる。例えば、ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）では、無線チャネルを時間で分割したタイムスロットが、無線リソースとなる。ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）では、電力が無線リソースとなる。
【００２９】
図２は、本発明の実施の形態に係る基地局２の構成を示すブロック図である。基地局２は、アンテナ２１と、ＴＲＸ２２と、ベースバンド処理部２３と、ネットワークインターフェース部２４と、制御部２５とから構成される。制御部２５は、制御信号処理生成部２５ａと、無線リソース制御部２５ｂと、タイマー２５ｃとから構成される。アンテナ２１は、端末装置３から送信される信号を受信したり、端末装置３へ信号を送信したりする。アンテナ２１は、受信した信号をＴＲＳ２２に伝送する。又、アンテナ２１は、ＴＲＸ２２から伝送された信号を送信する。ＴＲＸ２２は、無線部である。ＴＲＸ２２は、アンテナ２１が受信した信号をＡ／Ｄ変換等して、ベースバンド処理部２３に伝送する。又、ベースバンド処理部２３からベースバンド拡散された送信信号を受け取り、Ｄ／Ａ変換等してアンテナ２１に伝送する。又、ＴＲＸ２１は、無線リソースの使用状況を無線リソース制御部２５ｂに提供する。ベースバンド処理部２３は、ＴＲＸ２１から伝送された信号の逆拡散等の信号処理を行う。ベースバンド処理部２３は、ＴＲＸ２２から伝送された信号から制御信号を取り出し、制御信号処理生成部２５ａに伝送する。又、ベースバンド処理部２３は、制御信号処理生成部２５ａやネットワークインターフェース部２４から伝送される信号の拡散変調等の信号処理を行う。ベースバンド処理部２３は、処理した信号をＴＲＸ２１に伝送する。ネットワークインターフェース部２４は、ネットワーク１１に接続する。
【００３０】
制御信号処理生成部２５ａは、ベースバンド処理部２３から伝送された制御信号を処理し、制御信号に含まれる情報を取り出す。制御信号処理生成部２５ａは、情報の内容に応じて無線リソース制御部２５ｂに情報を伝送する。制御信号処理生成部２５ａは、端末装置３からのリアルタイム通信の要求、端末装置３の送信バッファに、送信されずに蓄積されている送信パケットの量（以下「蓄積パケット量」という）、送信パケットの受信等、無線リソース制御部２５ｂが、無線リソースの割り当てを制御するために必要な情報を、無線リソース制御部２５ｂに伝送する。
【００３１】
又、制御信号処理生成部２５ａは、無線リソース制御部２５ｂから伝送される各ユーザに無線リソースを割り当てた結果（以下「割り当て結果」という）や、送信する優先度の低い送信パケットの送信に使用できる無線リソース（以下「開放無線リソース」という）の情報等、無線リソースに関する情報（以下「無線リソース情報」という）を、端末装置３に通知するための制御信号を生成する。そして、制御信号処理生成部２５ａは、生成した制御信号を、ベースバンド処理部２３に伝送する。
【００３２】
このように、アンテナ２１と、ＴＲＸ２２と、ベースバンド処理部２３と、制御信号処理生成部２５ａとが、信号の受信、伝送、信号の処理、情報の取り出しを行うことにより、端末装置３から、リアルタイム通信の要求、蓄積パケット量、送信パケットの受信等の無線リソースの割り当てを制御するために必要な情報を取得する取得手段を実現する。又、アンテナ２１と、ＴＲＸ２２と、ベースバンド処理部２３と、制御信号処理生成部２５ａとが、信号の送信、伝送、信号の処理、情報の信号化を行うことにより、無線リソース制御部２５ｂからの割り当て結果や、開放無線リソースの情報等の無線リソース情報を、端末装置３に通知する結果通知手段を実現する。
【００３３】
無線リソース制御部２５ｂは、端末装置３が送信パケットを送信するために使用する無線リソースの割り当てを行う。図３は、本発明の実施の形態に係る無線リソース制御部２５ｂが行う無線リソースの割り当てを説明する説明図である。図３は、通信方式としてＴＤＭＡを採用している場合である。上りパケットチャネル７は、複数の端末装置３で共用する。図３では、端末装置３を利用するユーザ＃１とユーザ＃２の２ユーザが、上りパケットチャネル７を共用している。各ユーザ＃１，＃２からの信号は、上りパケットチャネル７上で、パケット多重されて送信される。
【００３４】
無線リソース制御部２５ｂは、リアルタイム通信を行うユーザ＃１，ユーザ＃２に、そのユーザが使用する端末装置３が優先的に使用できる無線リソース（以下「優先無線リソース」という）を、上りパケットチャネル７上に割り当てる。ここで、リアルタイム通信とは、リアルタイム性を要求される情報を送受信することをいう。リアルタイム性を要求される情報とは、許容遅延時間の短い情報をいう。リアルタイム性を要求される情報の送信パケットをリアルタイムパケットという。リアルタイムパケットは、許容遅延時間が短いため、送信する優先度の高い送信パケットとなる。リアルタイムパケットには、例えば、音声、動画、ストリーム画像等を送信する送信パケットがある。リアルタイム通信では、提供する通信品質によって、要求される伝送速度が様々であり、又、動画を伝送する場合には、画像の動きにあわせて要求される伝送速度が変動する。
【００３５】
一方、非リアルタイム通信とは、リアルタイム性を要求されない情報を送受信することをいう。リアルタイム性を要求されない情報とは、許容遅延時間の長い情報をいう。リアルタイム性を要求されない情報の送信パケットを非リアルタイムパケットという。非リアルタイムパケットは、許容遅延時間が長いため、送信する優先度の低い送信パケットとなる。そのため、優先度の低い送信パケットとは、許容遅延時間の長い非リアルタイムパケットをいう。非リアルタイムパケットには、例えば、データを送信する送信パケットがある。
【００３６】
無線リソース制御部２５ｂは、ユーザ＃１，ユーザ＃２が使用する端末装置３に送信パケットが発生し、ユーザ＃１，ユーザ＃２からリアルタイム通信の要求を受けると、優先無線リソースを割り当てる。無線リソース制御部２５ｂは、制御信号処理生成部２５ａから、端末装置３からのリアルタイム通信の要求を取得する。尚、リアルタイム通信の要求は、上り制御チャネルに含まれる。そのため、制御信号処理生成部２５ａは、上り制御チャネルにより、リアルタイム通信の要求の有無を確認できる。無線リソース制御部２５ｂは、リアルタイム通信の要求の際に、ユーザ＃１，＃２から、そのリアルタイム通信に必要な最大リソース量を指定される。最大リソース量は、ＴＤＭＡであればタイムスロットの数であり、ＣＤＭＡであれば電力である。尚、ユーザ＃１，＃２が、リアルタイム通信に必要な最大リソース量を把握していない場合には、予め定められたデフォルト値が、必要な最大リソース量として指定される。そして、無線リソース制御部２５ｂは、ユーザ＃１、＃２から指定された最大リソース量を確保できるだけの優先無線リソースの量を割り当てる。このように、優先無線リソースの量は、無線リソース制御部２５ｂと、端末装置３との間で決められる。尚、デフォルト値は、大きく設定することが好ましい。これによれば、実際に必要な最大リソース量が大きい場合にも対応できる。
【００３７】
但し、無線リソース制御部２５ｂは、ＴＲＸ２１から無線リソースの使用状況の提供を受け、無線リソースの使用状況を常に監視する。無線リソースの使用状況は、ＴＤＭＡではタイムスロットの使用状況であり、ＣＤＭＡでは基地局２の受信電力である。そして、無線リソース制御部２５ｂは、無線リソースの使用状況や、上りパケットチャネル７の無線リソースを複数の端末装置３に割り当てることを考慮して、優先無線リソースの各ユーザへの割り当てやその割り当て量の変更を行う。例えば、無線リソース制御部２５ｂは、ユーザ＃１から指定された最大リソース量が、上りパケットチャネル７全体の無線リソース量、即ち、上りパケットチャネル７の最大無線リソース量以上である場合や、ユーザ＃１から指定された最大リソース量と、既に他のユーザに割り当てられ、使用されている優先無線リソース量の合計が、上りパケットチャネル７の最大無線リソース量以上である場合等には、優先無線リソースを割り当てることができないと判断する。このような場合、無線リソース制御部２５ｂは、端末装置３からのリアルタイム通信の要求の受付を拒否し、優先無線リソースを割り当てない。
【００３８】
ＴＤＭＡでは、無線リソースがタイムスロットであるため、ユーザ＃１、＃２から指定される最大リソース量は、最大タイムスロット数となる。無線リソース制御部２５ｂは、指定された最大タイムスロット数を確保できるだけの優先無線リソース量を、ユーザ＃１，＃２に割り当てる。又、無線リソース制御部２５ｂは、ユーザ＃１，＃２が使用するタイムスロットの番号も割り当てる。図３に示すように、上りパケットチャネル７は、１フレームが８スロットのタイムスロットから構成される。ユーザ＃１には、優先無線リソースとして、使用タイムスロットが４番と５番の２スロットのタイムスロット７ｂが割り当てられる。ユーザ＃２には、優先無線リソースとして、使用タイムスロットが１番〜３番の３スロットのタイムスロット７ａが割り当てられる。尚、６番〜８番の３スロットのタイムスロット７ｃは、ユーザ＃１にもユーザ＃２にも割り当てられていない。
【００３９】
無線リソース制御部２５ｂは、上記したように、まず、優先無線リソースを各ユーザ＃１，２が使用する端末装置３に割り当てる。次に、無線リソース制御部２５ｂは、端末装置３から、アンテナ２１、ＴＲＸ２２、ベースバンド処理部２３、制御信号処理生成部２５ａを介して取得した端末装置３の送信バッファに送信されずに蓄積されている蓄積パケット量を用いて、優先無線リソースの中から、端末装置３に実際に使用させる無線リソース（以下「使用無線リソース」という）を割り当てる。即ち、無線リソース制御部２５ｂは、各ユーザが優先的に使用できる優先無線リソースを割り当てるが、その優先無線リソースの中で、実際に各ユーザに使用させる使用無線リソースの割り当てを動的に変化させる。尚、無線リソース制御部２５ｂは、優先無線リソースを割り当てる際に、最初の使用無線リソースとして、優先無線リソース全てを割り当てる。
【００４０】
無線リソース制御部２５ｂは、蓄積パケット量を用いて、各ユーザ＃１，＃２に割り当てる使用無線リソースの量を決定する。無線リソース制御部２５ｂは、蓄積パケット量を用いて使用無線リソースの量を決定すればよく、蓄積パケット量をどのように用いて使用無線リソースの量を決定するかは、特に限定されない。無線リソース制御部２５ｂは、蓄積パケット量そのものに応じて使用無線リソース量を割り当てることができる。例えば、無線リソース制御部２５ｂは、端末装置３から取得した蓄積パケット量の送信パケットを、速やかに送信できるだけの無線リソース量を使用無線リソースとして割り当てる。具体的には、無線リソース制御部２５ｂは、蓄積パケット量が３個の場合、ＴＤＭＡでは３スロットのタイムスロットを使用無線リソースとして割り当てたり、ＣＤＭＡでは３個の送信パケットを短時間で送信できるだけの電力を使用無線リソースとして割り当てたりすることができる。これによれば、無線リソース制御部２５ｂは、取得した蓄積パケット量そのものに応じて割り当てができ、変動量を求める操作や時間等が不要となるため、容易に瞬時に割り当てができる。
【００４１】
又、無線リソース制御部２５ｂは、蓄積パケット量を用いてその変動量を求め、変動量に応じて使用無線リソース量を割り当ててもよい。例えば、無線リソース制御部２５ｂは、端末装置３から今回取得した蓄積パケット量と、前回取得した蓄積パケット量の変動量を求め、蓄積パケット量が増加している場合には、その増加分の送信パケットを速やかに送信できるだけの無線リソース量を、前回割り当てた無線リソース量に加算した量を使用無線リソースとして割り当てる。又、無線リソース制御部２５ｂは、蓄積パケット量が減少している場合には、その減少分の送信パケットを速やかに送信できるだけの無線リソース量を、前回割り当てた無線リソース量から減算した量を使用無線リソースとして割り当てる。
【００４２】
具体的には、無線リソース制御部２５ｂは、蓄積パケット量が１個減少し、前回２スロットのタイムスロットを割り当てていた場合には、減少した１個の送信パケットを送信する１スロットを、前回の２スロットから減算した１スロットのタイムスロットを使用無線リソースとして割り当てることができる。又、無線リソース制御部２５ｂは、蓄積パケット量が１個増加し、前回１６ｄＢｍの電力を割り当てていた場合には、増加した１個の送信パケットをなるべく短時間で送信できるだけの電力８ｄＢｍを、前回の１６ｄＢｍに加算した２４ｄＢｍの電力を使用無線リソースとして割り当てることができる。これによれば、無線リソース制御部２５ｂは、蓄積パケット量の変動量が大きくなれば、割り当てを増やしたり減らしたりするといった変動量に対応した緩やかな制御により、割り当てを行うことができる。
【００４３】
又、無線リソース制御部２５ｂは、変動量と蓄積パケット量の両方に応じて使用無線リソース量を割り当ててもよい。図３では、使用無線リソースの割り当てを、変動量と蓄積パケット量の両方に応じて行っている。図４は、本発明の実施の形態に係る無線リソース制御部２５ｂが割り当てる使用無線リソース量の変動量を計算するグラフを示すグラフ図である。図４において、縦軸は割り当てる使用無線リソース量の変動量であり、横軸は蓄積パケット量変動量ｄである。尚、図４は、通信方式としてＴＤＭＡを採用している場合であるため、割り当てる使用無線リソース量の変動量は、スロット数の変動量となる。図４においては、蓄積パケット量Ｘに応じて使用無線リソース量の変動量を求めるために用いるグラフが異なる。無線リソース制御部２５ｂは、蓄積パケット量Ｘが０以上ａ１未満の場合にはグラフ１０ａを、蓄積パケット量Ｘがａ１以上ａ２未満の場合にはグラフ１０ｂを、蓄積パケット量Ｘがａ２以上の場合にはグラフ１０ｃを用いる。
【００４４】
ａ１,ａ２の値は、図４に示すように、蓄積パケット量Ｘが多い程、割り当てる使用無線リソース量の変動量が正方向に多いグラフを、無線リソース制御部２５ｂが用いることができるように、適宜設定される。これによれば、蓄積パケット量が多い場合に、より多くの使用無線リソースを割り当てることができる。そのため、端末装置３は、送信バッファに送信されずに蓄積された多くの送信パケットを、多くの使用無線リソースを使用して送信してしまうことができ、パケット送信の遅延を防止することができる。尚、本実施形態では、ａ１＝１０、ａ２＝２０に設定される。
【００４５】
又、グラフ１０ａ〜１０ｃは、蓄積パケット量変動量ｄが正方向に増加するに従って、割り当てる使用無線リソース量の変動量も比例して正方向に増加するグラフとなっている。これによれば、蓄積パケット量が増加した際に、より多くの使用無線リソースを割り当てることができる。そのため、端末装置３は、増加した送信パケットを、多くの使用無線リソースを使用して送信することができ、パケット送信の遅延を防止することができる。このように、変動量と蓄積パケット量の両方に応じて割り当てを行う場合には、無線リソース制御部２５ｂは、変動量に対応した緩やかな制御により割り当てを行うことができると共に、蓄積パケット量そのものを考慮した無線リソースの割り当てができる。例えば、蓄積パケット量が膨大な場合等、早急にパケットの送信を行わなくてはいけない場合にも対応できる。
【００４６】
尚、通信方式としてＴＤＭＡを採用し、無線リソースがタイムスロットの場合には、図４に示すように、蓄積パケット量変動量に対して決まる使用無線リソース量の変動量が整数となるグラフ１０ａ〜１０ｃとすることが好ましい。これにより、繰り上げや繰り下げ等の操作を行うことなく、グラフ１０ａ〜１０ｃを用いて直接、割り当てる使用無線リソース量の変動量を求めることができる。一方、通信方式としてＣＤＭＡを採用した場合には、無線リソースが電力となるため、蓄積パケット量変動量に対して決まる使用無線リソース量の変動量が整数のグラフを用いる必要はない。
【００４７】
無線リソース制御部２５ｂが、図４に示すグラフを用いて行う使用無線リソースの割り当てを、図３に示す第３フレーム９ｃにおけるユーザ＃１への使用無線リソースの割り当てを例にとって説明する。第１フレーム９ａにおいてユーザ＃１から取得した蓄積パケット量Ｘは０個である。第２フレーム９ｂにおいて、ユーザ＃１から取得した蓄積パケット量Ｘは１個である。そのため、蓄積パケット量変動量ｄは＋１となる。又、第２フレーム９ｂにおける蓄積パケット量は１個であるため、グラフ１０ａを用い、蓄積パケット量変動量ｄ＝＋１に対する使用無線リソース量の変動量を求めると、＋１となる。第２フレーム９ｂにおけるユーザ＃１の使用無線リソースは、使用タイムスロットが４番の１スロットのタイムスロット７２ｂであるため、第３フレーム９ｃにおけるユーザ＃１の使用無線リソースは、１スロットのタイムスロット７２ｂに１を加算した２スロットのタイムスロット７３ｂとなる。
【００４８】
このようにして、無線リソース制御部２５ｂは、蓄積パケット量を用いて、実際に各ユーザに使用させる使用無線リソースの割り当てを行う。そのため、無線リソース制御部２５ｂは使用無線リソースの割り当てを、各ユーザに割り当てられた優先無線リソースの中で、動的に変化させることができる。例えば、図３に示すように、ユーザ＃１には、優先無線リソースとして、使用タイムスロットが４番と５番の２スロットのタイムスロット７ｂが割り当てられているが、第１フレーム９ａにおいては、使用無線リソースとして、使用タイムスロットが４番，５番の２スロットのタイムスロット７１ｂがユーザ＃１に割り当てられている。
【００４９】
次に、第１フレーム９ａにおいてユーザ＃１から取得した蓄積パケット量Ｘは０個であることから、上記した使用無線リソース量の変動量の計算方法を用いて、第２フレーム９ｂにおいては、使用無線リソースとして、使用タイムスロットが４番の１スロットのみのタイムスロット７２ｂがユーザ＃１に割り当てられている。続く第３フレーム９ｃにおいては、第２フレーム９ｂにおいてユーザ＃１から取得した蓄積パケット量Ｘは１個であり、送信バッファに送信パケットが残っていることから、上記した使用無線リソース量の変動量の計算方法を用い、使用無線リソースとして、使用タイムスロットが４番，５番の２スロットのタイムスロット７３ｂが再びユーザ＃１に割り当てられている。
【００５０】
又、ユーザ＃２には、優先無線リソースとして、使用タイムスロットが１番〜３番の３スロットのタイムスロット７ａが割り当てられているが、第１フレーム９ａにおいては、使用無線リソースとして、使用タイムスロットが１番，２番の２スロットのタイムスロット７１ａが、次の第２フレーム９ｂにおいては、使用タイムスロットが１番の１スロットのみのタイムスロット７２ａが、続く第３フレーム９ｃにおいては、使用タイムスロットが１番〜３番の３スロットのタイムスロット７３ａが割り当てられている。
【００５１】
又、無線リソース制御部２５ｂは、各ユーザの優先無線リソースの使用タイムスロットの中で、番号の小さい、即ち、順番の早いタイムスロットから順番に使用無線リソースを割り当てる。例えば、図３に示す第２フレーム９ｂにおいて、ユーザ＃１には、ユーザ＃１に割り当てられた優先無線リソースの使用タイムスロット４番，５番のうち、使用タイムスロットが４番のタイムスロット７２ｂが、ユーザ＃２には、ユーザ＃２に割り当てられた優先無線リソースの使用タイムスロット１番〜３番のうち、使用タイムスロットが１番のタイムスロット７２ａが割り当てられている。
【００５２】
ユーザ＃１に割り当てられた使用無線リソースであるタイムスロット７１ａ〜７３ａは、ユーザ＃１のリアルタイムパケット８１ａ〜８３ａの送信に使用される。ユーザ＃２に割り当てられた使用無線リソースであるタイムスロット７１ｂ〜７３ｂは、ユーザ＃２のリアルタイムパケット８１ｂ〜８３ｂの送信に使用される。ユーザ＃１にもユーザ＃２にも割り当てられていない６番〜８番の３スロットのタイムスロット７ｃは、ユーザ＃１及びユーザ＃２の非リアルタイムパケット８の送信に共用される。即ち、どのユーザにも割り当てられていない無線リソースは、送信する優先度の低い送信パケットである非リアルタイムパケットの送信に使用させる開放無線リソースとする。
【００５３】
又、ユーザ＃１に割り当てられた優先無線リソースのタイムスロット７ｂのうち、使用無線リソースとして割り当てられなかったタイムスロット、例えば、第２フレーム９ｂの５番目のタイムスロットも、非リアルタイムパケットの送信に使用させる開放無線リソースとする。同様に、ユーザ＃２に割り当てられた優先無線リソースのタイムスロット７ａのうち、使用無線リソースとして割り当てられなかったタイムスロット、例えば、第１フレーム９ａの３番目のタイムスロット、第２フレーム９ｂの２番目、３番目のタイムスロットも、非リアルタイムパケット８の送信に使用させる開放無線リソースとする。尚、開放無線リソースについても、ユーザ＃１とユーザ＃２とが共用できるが、ユーザ＃１の優先無線リソースの開放無線リソースについてはユーザ＃１の非リアルタイムパケット８の送信に優先的に使用させ、ユーザ＃１が使用しない場合に、ユーザ＃２に使用させるようにする。同様に、ユーザ＃２の優先無線リソースの開放無線リソースについてはユーザ＃２の非リアルタイムパケット８の送信に優先的に使用させ、ユーザ＃２が使用しない場合に、ユーザ＃１に使用させるようにする。
【００５４】
上記したように無線リソース制御部２５ｂは、各ユーザの優先無線リソースの使用タイムスロットの中で、順番の早いタイムスロットから順番に使用無線リソースを割り当てる。これによれば、順番の遅いタイムスロット、即ち、時間が遅いタイムスロットを、使用無線リソースとして割り当てずに空けておき、開放無線リソースとすることができる。そのため、ユーザが開放無線リソースを使用するために基地局２にアクセスする時間に余裕ができ、ユーザは、使用無線リソースとして割り当てられなかったために開放無線リソースとなってしまったタイムスロットの使用に間に合うことができる。そのため、開放無線リソースの利用効率を向上でき、無線リソースの有効利用を図ることができる。
【００５５】
又、無線リソース制御部２５ｂは、制御信号処理生成部２５ａから、端末装置３の蓄積パケット量を伝送された際に、その蓄積パケット量を用いて使用無線リソースの割り当てを行う。ここで、端末装置３から送信される送信パケットについて説明する。図５は、本発明の実施の形態に係るリアルタイムパケット８１ｂを説明する説明図である。図５に示すように、リアルタイムパケット８１ｂは、ユーザデータ８１１と、制御信号８１２とから構成される。ユーザデータ８１１は、音声や動画、ストリーム画像等の情報自体である。制御信号８１２は、パケット送信を制御するための信号である。制御信号８１２には、蓄積パケット量に関する情報が含まれる。例えば、制御信号８１２には、蓄積パケット量が０個であるという情報が含まれる。同様に、リアルタイムパケット８２ｂ，８３ｂの制御信号には、それぞれ蓄積パケット量が１個である、０個であるという情報が含まれる。尚、図５では、ユーザ＃１のリアルタイムパケット８１ｂを例にとって説明したが、端末装置３から送信されるその他の送信パケット（ユーザ＃２の送信パケットや非リアルタイムパケット）も、図５に示すリアルタイムパケット８１ｂと同様に、ユーザデータと制御信号とから構成される。
【００５６】
このような送信パケットは、アンテナ２１により受信されると、ＴＲＸ２２を介してベースバンド処理部２３に伝送される。ベースバンド処理部２３は、ＴＲＸ２１から伝送された信号から制御信号を取り出し、制御信号処理生成部２５ａに伝送する。制御信号処理生成部２５ａは、ベースバンド処理部２３から伝送された制御信号を処理し、制御信号に含まれる蓄積パケット量を取り出す。そして、制御信号処理生成部２５ａは、蓄積パケット量を無線リソース制御部２５ｂに伝送する。
【００５７】
上記したように、無線リソース制御部２５ｂは、制御信号処理生成部２５ａから、端末装置３の蓄積パケット量を伝送された際に、その蓄積パケット量を用いて使用無線リソースの割り当てを行う。そのため、無線リソース制御部２５ｂは、端末装置３が送信パケットを送信した際に、使用無線リソースの割り当てを行うことになる。これによれば、基地局２は、端末装置３からの送信パケットの受信とあわせて、蓄積パケット量を取得でき、送信パケットを受信した際の処理の一環として使用無線リソースの割り当てを行うことができる。
【００５８】
又、無線リソース制御部２５ｂは、各ユーザに蓄積パケット量を通知させるための周期的なタイミングを、上りの制御チャネル上に割り当てて、端末装置３にそのタイミングで蓄積パケット量に関する情報を含む制御信号を、周期的に送信させるようにしてもよい。この場合にも、ベースバンド処理部２３が制御信号を取り出し、制御信号処理生成部２５ａに伝送し、制御部信号処理生成部２５ａが、制御信号に含まれる蓄積パケット量を取り出す。これによれば、端末装置３から周期的に蓄積パケット量を取得することができる。この場合、無線リソース制御部２５ｂは、周期的に使用無線リソースの割り当てを行うことになる。そのため、無線リソース制御部２５ｂは、周期的に使用無線リソースの割り当てを見直して、無駄な無線リソースの割り当てを防ぐことができる。
【００５９】
無線リソース制御部２５ｂは、使用無線リソースの割り当て結果や、開放無線リソースの情報等の無線リソース情報を、制御信号処理生成部２５ａに伝送する。制御信号処理生成部２５ａは、その無線リソース情報を含む制御信号６ａ〜６ｃを生成する。生成された制御信号６ａ〜６ｃは、図３に示すように、下り制御チャネル６により端末装置３に通知される。例えば、制御信号６ａには、第１フレーム９ａにおいて、ユーザ＃１から取得した蓄積パケット量Ｘ＝１を用いてユーザ＃１に割り当てられた第２フレーム９ｂにおける使用無線リソースのスロット数１や、使用タイムスロットの番号４、開放無線リソースのスロット数６やタイムスロットの番号２，３，５〜８等の情報が含まれる。又、制御信号６ｂには、第２フレーム９ｂにおいて、ユーザ＃１から取得した蓄積パケット量Ｘ＝１を用いてユーザ＃１に割り当てられた第３フレーム９ｃにおける使用無線リソースのスロット数２や使用タイムスロットの番号４，５、開放無線リソースのスロット数３やタイムスロットの番号５〜８等の情報が含まれる。尚、この無線リソース情報には、使用無線リソースはリアルタイムパケット送信用の無線リソースであることや、開放無線リソースは非リアルタイムパケット送信用の無線リソースであることも含まれる。
【００６０】
制御信号処理生成部２５ａは、生成した制御信号６ａ〜６ｃを、ベースバンド処理部２３に伝送する。そして、無線リソース情報を含む制御信号６ａ〜６ｃは、ベースバンド処理部２３、ＴＲＸ２２、アンテナ２１を介して、下り制御チャネル６により端末装置３に通知される。このように無線リソース制御部２５ｂは、制御信号処理生成部２５等を介して、端末装置３を制御する。
【００６１】
無線リソース制御部２５ｂは、端末装置３に割り当てた使用無線リソースが所定時間使用されなかった際に、優先無線リソースの割り当てを解除する。本実施形態では、基地局２が、端末装置３から所定時間、使用無線リソースを使用して送信されるリアルタイムパケットを受信しなかった際に、端末装置３に割り当てた使用無線リソースが所定時間使用されなかったとして、優先無線リソースの割り当てを解除する。無線リソース制御部２５ｂは、タイマー２５ｃと連動している。無線リソース制御部２５ｂは、制御信号処理生成部２５ａから、どのユーザのリアルタイムパケットを受信したかという情報を取得する。その際、無線リソース制御部２５ｂは、タイマー２５ｃから時間を取得する。これにより、無線リソース制御部２５ｂは、各ユーザの使用無線リソースの使用時間を把握する。そして、無線リソース制御部２５ｂは、ユーザの使用時間から、所定時間、そのユーザのリアルタイムパケットを受信したという情報を、制御信号処理生成部２５ａから取得しなければ、所定時間、使用無線リソースが使用されなかったと判断する。そして、無線リソース制御部２５ｂは、そのユーザの優先無線リソースを解除する。
【００６２】
図６は、本発明の実施の形態に係る無線リソース制御部２５ｂが行う優先無線リソースの解除を説明する説明図である。図６に示す上りパケットチャネル７と、下り制御チャネル６は、図３に示す上りパケットチャネル７と、下り制御チャネル６と同様のものである。ユーザ＃２には、第１フレーム９ｄ、第２フレーム９ｅ、第３フレーム９ｆにおいて、図３に示す第１フレーム９ａ、第２フレーム９ｂ、第３フレーム９ｃと同様に、優先無線リソースとして、使用タイムスロットが１番〜３番の３スロットのタイムスロット７ａが割り当てられている。又、使用無線リソースとして、タイムスロット７４ａ〜７６ａが割り当てられ、リアルタイムパケット８４ａ，８５ａの送信に使用されている。
【００６３】
一方、ユーザ＃１には、第１フレーム９ｄ、第２フレーム９ｅにおいて、図３に示す第１フレーム９ａ、第２フレーム９ｂと同様に、優先無線リソースとして、使用タイムスロットが４番と５番の２スロットのタイムスロット７ｂが割り当てられる。又、使用無線リソースとして、タイムスロット７４ｂ，７５ｂが割り当てられている。しかし、ユーザ＃１は、使用無線リソースとして割り当てられたタイムスロット７４ｂ，７５ｂを使用したリアルタイムパケットの送信を行っていない。そのため、基地局２では、所定時間、使用無線リソースであるタイムスロット７４ｂ，７５ｂを使用して送信されるユーザ＃１のリアルタイムパケットを受信しない。その結果、無線リソース制御部２５ｂは、ユーザ＃１に割り当てた使用無線リソースが所定時間使用されなかったと判断する。
【００６４】
そして、無線リソース制御部２５ｂは、続く第３フレーム９ｆにおいて、ユーザ＃１に優先無線リソースとして割り当てられていた、使用タイムスロットが４番と５番の２スロットのタイムスロット７ｂの割り当てを解除する。そのため、下り制御チャネル６の制御信号６ｄにより、使用無線リソースの割り当てが行われたのを最後に、図６中の矢印Ａの時点で、タイムスロット７ｂの割り当てが解除される。その結果、第３フレーム９ｆでは、４番から８番の５スロットのタイムスロット７ｄは、ユーザ＃１にもユーザ＃２にも割り当てられてられないこととなる。即ち、５スロットのタイムスロット７ｄは開放無線リソースとなり、非リアルタイムパケット８の送信に使用される。
【００６５】
尚、所定時間は、無線リソースの効率的な利用の観点からは、短い方が好ましい。所定時間が短ければ、使用されない使用無線リソースがあっても、優先無線リソースの割り当ての解除が速やかに行われるため、無線リソースは効率的に利用される。一方、割り当て制御に係る時間を短縮させる観点からは、所定時間は長い方が好ましい。所定時間が短すぎる場合には、優先無線リソースの解除と、優先無線リソースの割り当てを繰り返すことになり、割り当て制御に係る時間が長くなってしまうおそれがある。よって、所定時間は、無線リソースの効率的な利用と、割り当て制御に係る時間の短縮を考慮して適宜、設定することができる。
【００６６】
次に、通信方式としてＣＤＭＡを採用している場合について説明する。図７は、本発明の実施の形態に係る無線リソース制御部２５ｂが行う他の無線リソースの割り当て及び解除を説明する説明図である。上りパケットチャネル２０７は、端末装置３のユーザ＃１，＃２で共用する。ＣＤＭＡの場合、同一周波数を異なる拡散符号（コード）で多重しているため、上りパケットチャネル２０７では、基地局２における各端末装置３からの信号の総受信電力が一定値以下である必要がある。この一定値を、上りチャネル容量という。ＣＤＭＡでは、上記したように基地局における電力が無線リソースとなるため、無線リソース制御部２５ｂは、基地局２の受信電力（端末装置３の送信電力）の割り当てを行って、基地局２における送受信電力が上りチャネル容量以下になるように制御する。尚、基地局２の受信電力と、端末装置３の送信電力とは等しいため、以下、基地局２の受信電力を用いて説明する。
【００６７】
図７において、縦軸は基地局２における受信電力であり、横軸は時間である。図７中のＢの値は、上りチャネル容量を指す。ＣＤＭＡでは、無線リソースが電力であるため、ユーザ＃１，＃２から指定される最大リソース量は、電力量となる。無線リソース制御部２５ｂは、指定された電力量を、優先無線リソースとしてユーザ＃１，＃２に割り当てる。図７に示すように、優先無線リソースとして、ユーザ＃１には受信電力２０７ａが割り当てられ、ユーザ＃２には受信電力２０７ｂが割り当てられる。そして、上りチャネル容量Ｂから、ユーザ＃１に割り当てられた受信電力２０７ａとユーザ＃２に割り当てられた受信電力２０７ｂの合計を減算して得られる残りの受信電力は、ユーザ＃１にもユーザ＃２にも割り当てられない。
【００６８】
無線リソース制御部２５ｂは、ＴＤＭＡの場合と同様に、蓄積パケット量を用いて、各ユーザ＃１，＃２に割り当てられた優先無線リソースの中から、使用無線リソースを割り当てる。ユーザ＃１には、受信電力２０７ａを超えない範囲内で、使用無線リソースとして、最初は受信電力２７１ａ、次に受信電力２７２ａ、次に受信電力２７３ａが割り当てられている。ユーザ＃２には、受信電力２０７ｂを超えない範囲内で、使用無線リソースとして、最初は受信電力２７１ｂ、次に受信電力２７２ｂが割り当てられている。ユーザ＃１に割り当てられた使用無線リソースである受信電力２７１ａ〜２７３ａは、ユーザ＃１のリアルタイムパケット２８１ａ〜２８３ａの送信に使用される。ユーザ＃２に割り当てられた使用無線リソースである受信電力２７１ｂは、ユーザ＃２のリアルタイムパケット２８１ｂの送信に使用される。
【００６９】
又、上りチャネル容量Ｂから、受信電力２０７ａと受信電力２０７ｂの合計を減算して得られる残りの受信電力は、非リアルタイムパケット２０８の送信に使用させる開放無線リソースとする。又、ユーザ＃１，＃２に割り当てられた優先無線リソースの受信電力２０７ａ，２０７ｂのうち、使用無線リソースとして割り当てられなかった受信電力も、非リアルタイムパケット２０８の送信に使用させる開放無線リソースとする。
【００７０】
リアルタイムパケット２８１ａ〜２８３ａ，２８１ｂ、非リアルタイムパケット２０８もユーザデータと制御信号とから構成され、制御信号には、蓄積パケット量に関する情報が含まれる。そのため、基地局２は、端末装置から送信パケットを受信することにより、蓄積パケット量を取得できる。又、制御部信号処理生成部２５ａは、無線リソース情報を含む制御信号２０６ａ〜２０６ｃを生成する。生成された制御信号２０６ａ〜２０６ｂは、図７に示すように、下り制御チャネル２０６により端末装置３に通知される。制御信号２０６ａには、ユーザ＃１に割り当てられた使用無線リソースの受信電力２７２ａ、即ち、ユーザ＃１が使用する送信電力等の情報が含まれる。制御信号２０６ｂには、ユーザ＃１に割り当てられた使用無線リソースの受信電力２７３ａ等の情報が含まれる。制御信号２０６ｃには、ユーザ＃２に割り当てられた使用無線リソースの受信電力２７２ｂ、即ち、ユーザ＃２が使用する送信電力等の情報が含まれる。
【００７１】
又、ユーザ＃２は、図７中の矢印Ｃの時点から、使用無線リソースとして割り当てられた受信電力２７１ｂ，２７２ｂを使用したリアルタイムパケットの送信を行っていない。そのため、基地局２では、所定時間、受信電力２７１ｂ，２７２を使用して送信されるユーザ＃２のリアルタイムパケットを受信しない。その結果、無線リソース制御部２５ｂは、ユーザ＃２に割り当てられた使用無線リソースが所定時間使用されなかったと判断する。そして、無線リソース制御部２５ｂは、ユーザ＃２に優先無線リソースとして割り当てられた受信電力２７２ｂを解除する。そのため、図７中の矢印Ｄの時点で受信電力２７２ｂの割り当てが解除される。その結果、図７中の矢印Ｄの時点以降では、これまでユーザ＃２に割り当てられていた送信電力２７２ｂは、開放無線リソースとなり、非リアルタイムパケット２０８の送信に使用される。
【００７２】
端末装置３は、音声や動画、ストリーム画像の通信等のリアルタイム通信を行う端末装置や、データ通信等の非リアルタイム通信を行う端末装置、リアルタイム通信も非リアルタイム通信も行う複合端末装置等がある。図８は、端末装置３の構成を示すブロック図である。端末装置３は、アンテナ３１と、ＴＲＸ３２と、ベースバンド処理部３３と、コーデック入出力処理部３４と、入出力部３５と、カードインターフェース部３６と、制御部３７とから構成される。ベースバンド処理部３３は、送信バッファ３３ａを備える。制御部３７は、制御信号処理生成部３７ａと、タイマー３７ｂとから構成される。
【００７３】
入出力部３５は、端末装置３が送信する情報の入力や、受信した情報の出力を行う。入出力部３５は、例えば、スピーカやマイク、キーボード等がある。コーデック入出力処理部３４は、入出力部３５から入力された音声情報の符号化、入出力部３５へ出力する情報の復号化等、入出力部３５へ出力するための処理や入出力部３５から入力された情報の処理等を行う。コーデック入出力処理部３４は、入出力部３５から入力された情報を、ベースバンド処理部３３に伝送する。カードインターフェース部３６は、パーソナルコンピュータ１２等の外部装置から、ＰＣカード等のデータ伝送専用のカードを介して、端末装置３が送信する情報を取得する。又、カードインターフェース部３６は、パーソナルコンピュータ１２等の外部装置に、端末装置３が受信した情報をカードを介して伝送する。カードインターフェース部３６は、パーソナルコンピュータ１２から取得した情報を、ベースバンド処理部３３に伝送する。
【００７４】
ベースバンド処理部３３は、コーデック入出力処理部３４やカードインターフェース部３６から伝送された情報を基に、送信パケットのユーザデータ８１１を生成する。又、ベースバンド処理部３３は、制御信号処理生成部３７ａが生成した蓄積パケット量に関する情報を含む制御信号８１２を、制御信号処理生成部３７ａから受け取る。そして、ベースバンド処理部３３は、制御信号８１２とユーザデータ８１１とから構成される送信パケットを生成する。送信バッファ３３ａは、生成された送信パケットを蓄積する。ベースバンド処理部３３は、生成した送信パケットを送信バッファ３３ａに蓄積する。ベースバンド処理部３３は、送信バッファ３３ａから送信パケットを取り出し、ＴＲＸ部３２に伝送する。又、ベースバンド処理部３３は、送信パケットを生成した際に、制御信号処理生成部３７ａに送信パケットの発生を通知する。又、ベースバンド処理部３３は、送信バッファ３３ａの蓄積パケット量を、制御信号処理生成部３７ａに通知する。
【００７５】
又、ベースバンド処理部３３は、制御信号処理生成部３７ａが生成したリアルタイム通信を要求する制御信号を、制御信号処理生成部３７ａから受け取り、拡散変調等の信号処理を行って、ＴＲＸ３２に伝送する。又、ベースバンド処理部２３は、ＴＲＸ３２から伝送された信号の逆拡散等の信号処理を行う。ベースバンド処理部３３は、基地局２から下り制御チャネル６により送信された制御信号６ａ〜６ｄ，２０６ａ〜２０６ｃ等を、ＴＲＸ部３２から伝送された信号から取り出し、制御信号処理生成部３７ａに伝送する。又、ベースバンド処理部３３は、受信した情報をＴＲＸ部３２から受け取り、コーデック入出力処理部３４やカードインターフェース３６に伝送する。
【００７６】
ＴＲＸ３２は、無線部である。ＴＲＸ３２は、ベースバンド処理部３３から伝送される送信パケットを受け取り、アンテナ３１を介して送信する。この際、ＴＲＸ３２は、制御信号処理生成部３７ａの制御に従って送信パケットの送信を行う。又、ＴＲＸ３２は、ベースバンド処理部３３から伝送されるリアルタイム通信を要求する制御信号を受け取り、アンテナ３１を介して送信する。又、ＴＲＸ３２は、受信した情報や制御信号６ａ〜６ｄ，２０６ａ〜２０６ｃをベースバンド処理部３３に伝送する。
【００７７】
制御信号処理生成部３７ａは、ベースバンド処理部３３から送信パケットの発生の通知を受けると、リアルタイム通信を要求する制御信号を生成し、ベースバンド処理部３３に伝送する。又、制御信号処理生成部３７ａは、ベースバンド処理部３３から、送信バッファ３３ａの蓄積パケット量の通知を受けると、蓄積パケット量に関する情報を含む制御信号８１２を生成し、ベースバンド処理部３３に伝送する。又、制御信号処理生成部３７ａは、ベースバンド処理部３３から、基地局２から下り制御チャネル６により送信された制御信号６ａ〜６ｄ，２０６ａ〜２０６ｃを受け取り、制御信号から割り当て情報や開放無線リソースの情報等の無線リソース情報を取りだす。そして、その無線リソース情報に応じて、例えば、ＴＤＭＡでは指定された使用タイムスロット、ＣＤＭＡでは指定された送信電力に応じて、ＴＲＸ３２が行う送信パケットの送信を制御する。これにより、  端末装置３は、リアルタイムパケットを、割り当てられた使用無線リソースを使用して送信し、非リアルタイムパケットを、開放無線リソースを使用して送信する。尚、非リアルタイムパケットは、Ｓｌｏｔｔｅｄ  ＡＬＯＨＡ、ＣＳＭＡ等のランダムアクセス方式、予約型アクセス方式等、任意のアクセスプロトコルを用いて送信できる。
【００７８】
又、制御信号処理生成部３７ａは、タイマー３７ｂと連動している。制御信号処理生成部３７ａは、時間により通信の終了を判断する場合等に、タイマー３７ｂから時間を取得する。アンテナ３１は、基地局２から送信される信号を受信したり、基地局２へ信号を送信したりする。アンテナ３１は、受信した信号をＴＲＸ３２に伝送する。又、アンテナ３１は、ＴＲＸ３２から伝送された信号を送信する。
【００７９】
このように、アンテナ３１と、ＴＲＸ３２と、ベースバンド処理部３３と、制御信号処理生成部３７ａが、信号の送信、伝送、信号の処理、無線リソース情報に応じた制御を行うことにより、基地局２により割り当てられた無線リソースを使用して送信パケットを送信する送信手段を実現する。又、アンテナ３１と、ＴＲＸ３２と、ベースバンド処理部３３と、制御信号処理生成部３７ａとが、信号の送信、伝送、信号の処理、制御信号の生成を行うことにより、蓄積パケット量を基地局２に通知するパケット量通知手段を実現する。
【００８０】
又、上記したように、制御信号処理生成部３７ａが蓄積パケット量に関する情報を含む制御信号８１２を生成し、ベースバンド処理部３３が制御信号８１２を、制御信号処理生成部３７ａから受け取り、制御信号８１２とユーザデータ８１１とから構成される送信パケットを生成する。そして、ＴＲＸ３２がアンテナ３１を介して送信パケットを送信する。そのため、端末装置３は、蓄積パケット量を、送信パケットを送信する際に基地局２に通知することができる。よって、端末装置３は、送信パケットの送信とあわせて蓄積パケット量の通知をすることができ、別途蓄積パケット量の通知をする必要がない。
【００８１】
尚、アンテナ３１が基地局２により割り当てられた蓄積パケット量を通知する周期的なタイミングに関する情報を含む制御信号を受信し、ＴＲＸ３２を介して、ベースバンド処理部３３に伝送してもよい。この場合、ベースバンド処理部３３は、ＴＲＸ部３２から伝送された制御信号を、制御信号処理生成部３７ａに伝送する。制御信号処理生成部３７ａは、制御信号から蓄積パケット量を通知する周期的なタイミングに関する情報を取り出す。そして、制御信号処理生成部３７ａは、タイマー３７ｂから時間を取得し、その周期的なタイミングに従って、ベースバンド処理部３３から蓄積パケット量を受け取り、蓄積パケット量に関する情報を含む制御信号を生成し、ベースバンド処理部３３に伝送する。最後に、ベースバンド処理部３３がＴＲＸ３２に伝送し、ＴＲＸ３２がアンテナ３１を介して、蓄積パケット量に関する情報を含む制御信号を基地局２に送信する。これによれば、基地局２が周期的に通知される蓄積パケット量を用いて、周期的に使用無線リソースの割り当てを行うことができる。よって、端末装置３は、周期的に見直された無線リソースの割り当てを受けることができ、無駄な無線リソースを割り当てられることを防止できる。
【００８２】
次に、上記構成を有する通信システム１を用いて行う通信方法について説明する。まず、基地局２の動作について説明する。図９は、基地局２の動作を示すフロー図である。図９（ａ）に示すように、基地局２は、常時、上り制御チャネルにより、端末装置３からのリアルタイム通信の要求の有無を監視している（Ｓ１０１）。そして、基地局２は、要求が発生すると処理１を起動する（Ｓ１０２）。尚、ステップ（Ｓ１０１）において、リアルタイム通信の要求がない場合には、基地局２は監視を続ける。
【００８３】
図９（ｂ）は、処理１における基地局２の動作を示すフロー図である。無線リソース制御部２５ｂは、ステップ（Ｓ１０１）におけるリアルタイム通信の要求で指定されたリアルタイム通信に必要な最大リソース量を確保できるだけの優先無線リソース量を、端末装置３に割り当てることができるかを判断する（Ｓ２０１）。割り当て可能な場合には、無線リソース制御部２５ｂは、リアルタイム通信の要求を受け付け、最大リソース量を確保できるだけの優先無線リソース量を端末装置３に割り当てる（Ｓ２０２）。尚、無線リソース制御部２５ｂは、優先無線リソースを割り当てる際に、最初の使用無線リソースとして、優先無線リソース全てを割り当て、通信を開始する。一方、ステップ（Ｓ２０１）において、無線リソース制御部２５ｂが、割り当てる無線リソースがなく、割り当てが不可能だと判断した場合には、基地局２は、リアルタイム通信の要求の受け付け拒否し（Ｓ２０８）、処理１を終了する。
【００８４】
端末装置３は、ステップ（Ｓ２０２）で割り当てられた使用無線リソースを使用してリアルタイムパケットの送信を開始する。基地局２は、端末装置３から送信されるユーザデータと蓄積パケット量を含む制御信号とから構成されるリアルタイムパケットを受信する（Ｓ２０３）。基地局２は、通信を明示的に終了した場合には（Ｓ２０４）、割り当てていた優先無線リソースを開放し（Ｓ２０９）、処理１を終了する。尚、通信を明示的に終了する場合とは、例えば、基地局２が、端末装置３から通信終了を通知する信号を受信した場合等である。
【００８５】
一方、ステップ（Ｓ２０４）において、基地局２は、通信を終了しなかった場合、通信は続行される。しかし、基地局２は、使用無線リソースを使用して送信されるリアルタイムパケットを所定時間受信しなかった場合には（Ｓ２０５）、割り当てていた優先無線リソースを開放し（Ｓ２０９）、処理１を終了する。一方、ステップ（Ｓ２０５）において、基地局２は、リアルタイムパケットを所定時間空けることなく、受信している場合には、無線リソース制御部２５ｂは、次のフレームで割り当てる使用無線リソース量を、蓄積パケット量及びその変動量を基に計算する（Ｓ２０６）。基地局２は、無線リソース制御部２５ｂが、計算した結果を基に、端末装置３のユーザに割り当てた使用無線リソースや、開放無線リソース等の無線リソース情報を、下り制御チャネル６の制御信号６ａ〜６ｃにより端末装置３に通知する（Ｓ２０７）。尚、無線リソース情報は、使用無線リソースはリアルタイムパケット送信用のタイムスロットであることや、開放無線リソースは非リアルタイムパケット送信用のタイムスロットであることを含んでいる。
【００８６】
以降、基地局２は、ステップ（Ｓ２０４）において通信を明示的に終了したり、ステップ（Ｓ２０５）において、使用無線リソースを使用して送信されるリアルタイムパケットを所定時間受信しなかったりして、割り当てていた優先無線リソースを解放し（Ｓ２０９）、処理１を終了するまで、ユーザデータと蓄積パケット量を含む制御信号とから構成されるリアルタイムパケットの受信（Ｓ２０３）、次のフレームで割り当てる使用無線リソース量の計算（Ｓ２０６）、無線リソース情報の通知（Ｓ２０７）を繰り返す。
【００８７】
次に、端末装置３の動作について説明する。図１０は、端末装置３の動作を示すフロー図である。図１０に示すように、端末装置３において、ベースバンド処理部３３が送信パケットを生成し、送信パケットが発生すると（Ｓ３０１）、ベースバンド処理部３３は、その送信パケットがリアルタイムパケットであれば（Ｓ３０２）、制御信号処理生成部３７ａに送信パケットの発生を通知する。その通知を受けて、制御信号処理生成部３７ａは、リアルタイム通信に必要な最大リソース量を指定したリアルタイム通信を要求するための制御信号を生成する。そして、端末装置３は、その制御信号を送信することにより、基地局２にリアルタイム通信の要求を送信する（Ｓ３０３）。
【００８８】
一方、ステップ（Ｓ３０１）において、端末装置３に送信パケットが発生していない場合には、端末装置３は、ループ処理により発生するまで待機する。又、ステップ（Ｓ３０２）において、その送信パケットがリアルタイムパケットでなく、非リアルタイムパケットであれば、ベースバンド処理部３３は、ＴＲＸ２２に非リアルタイムパケットを伝送する。制御信号処理生成部３７ａは、基地局２により通知される開放無線リソースである非リアルタイムパケット送信用のタイムスロットを確認し（Ｓ３０８）、制御信号処理生成部３７ａの制御に従って、ＴＲＸ２２は、開放無線リソースのタイムスロットを用いて、ランダムアクセス等により非リアルタイムパケットの送信を行う（Ｓ３０９）。送信後は、ステップ（Ｓ３０１）に戻り、端末装置３に送信パケットが発生してないかどうかを確認する。
【００８９】
ステップ（Ｓ３０３）おけるリアルタイム通信の要求に対して、基地局２から優先無線リソースの割り当てと、使用無線リソースの割り当てを受けた場合には（Ｓ３０４）、その使用無線リソースを用いて、リアルタイムパケットの送信を開始する。その際、端末装置３は、ユーザデータと蓄積パケット量を含む制御信号とから構成されるリアルタイムパケットを送信して、蓄積パケット量を基地局２に通知する（Ｓ３０５）。一方、ステップ（Ｓ３０４）において、基地局２に、リアルタイム通信の要求の受け付けを拒否され、優先無線リソースの割り当てを受けられなかった場合には、呼損となる（Ｓ３１０）。その後は、ステップ（Ｓ３０１）に戻り、端末装置３に送信パケットが発生してないかどうかを確認する。
【００９０】
ステップ（Ｓ３０５）において、リアルタイムパケットを送信後、端末装置３は、通信を明示的に終了した場合には（Ｓ３０６）、ステップ（Ｓ３０１）に戻り、端末装置３に送信パケットが発生してないかどうかを確認する。一方、ステップ（Ｓ３０６）において、端末装置３は通信を終了しなかった場合、通信は続行される。そして、端末装置３は、ステップ（Ｓ３０５）で通知した蓄積パケット量を基に、基地局２により、次のフレームにおける使用無線リソース（リアルタイムパケット送信用のタイムスロット）の割り当ての通知を受ける（Ｓ３０７）。そして、ステップ（Ｓ３０６）において通信を終了したり、ステップ（Ｓ３０７）において割り当ての通知を受けなくなるまで、端末装置３は、ユーザデータと蓄積パケット量を含む制御信号とから構成されるリアルタイムパケットの基地局２への送信（Ｓ３０５）と、割り当ての通知の受信（Ｓ３０７）を繰り返す。
【００９１】
一方、ステップ（Ｓ３０７）において、基地局２により、次のフレームにおける使用無線リソース（リアルタイムパケット送信用のタイムスロット）の割り当ての通知を受けなかった場合、即ち、端末装置３が、所定時間、リアルタイムパケットの送信をしなかったために、基地局２により割り当てられていた優先無線リソースが開放された場合等は、ステップ（Ｓ３０３）に戻り、改めて、基地局２にリアルタイム通信の要求を送信する。
【００９２】
このような本発明の実施の形態に係る通信システム１、基地局２、端末装置３、通信方法によれば、無線リソース制御部２５ｂが端末装置３に対して、その端末装置３のユーザ＃１，２が優先的に使用できる優先無線リソースであるタイムスロット７ａ，７ｂや受信電力２０７ａ，２０７ｂを上りパケットチャネル７，２０７上に割り当てる。そのため、端末装置３のユーザ＃１，２は、その端末装置３のユーザ＃１，２が優先的に使用できるタイムスロット７ａ，７ｂや受信電力２０７ａ，２０７ｂを確保できる。又、アンテナ２１、ＴＲＸ２２、ベースバンド処理部２３、制御信号処理生成部２５ａが各々の操作を行うことにより、送信バッファ３３ａに蓄積されている蓄積パケット量を端末装置３から取得する。
【００９３】
そして、無線リソース制御部２５ｂは、その取得した蓄積パケット量を用いて、タイムスロット７ａ，７ｂや受信電力２０７ａ，２０７ｂの中から端末装置３のユーザ＃１，２に使用させる使用無線リソースであるタイムスロット７１ａ〜７３ａ，７１ｂ〜７３ｂや受信電力２７１ａ〜２７３ａ，２７１ｂ，２７２ｂを割り当てる。そして、アンテナ２１、ＴＲＸ２２、ベースバンド処理部２３、制御信号処理生成部２５ａが各々の操作を行うことにより、その割り当て結果を端末装置３に通知する。そのため、基地局２は、送信バッファ３３ａに蓄積された蓄積パケット量を用いて、端末装置３が使用する使用無線リソースであるタイムスロット７１ａ〜７３ａ，７１ｂ〜７３ｂや受信電力２７１ａ〜２７３ａ，２７１ｂ，２７２ｂの割り当てを動的に変化させることができる。又、端末装置３は、その動的に割り当てられた無線リソースを使用して送信パケットを送信できる。又、スケジューリングのように端末装置３同士や基地局２と端末装置３との間で、全ての送信パケットに関する優先度や経過時間等の情報を常にやりとして把握する必要がない。
【００９４】
従って、制御遅延が防止され、端末装置３は優先的に使用できる優先無線リソースを確保でき、直ちに送信パケットを送信できる。そのため、送信パケットに要求される許容遅延時間を満足することができる。よって、許容遅延時間が短いリアルタイムパケットを送信する際に、遅延保証を行うことができる。更に、基地局２は、端末装置３が使用する使用無線リソースの割り当てを、蓄積パケット量を用いて増減させて、送信バッファ３３ａの状態に応じて動的に変化させることができる．そのため、必要な無線リソースのみを端末装置３に割り当てることができるため、端末装置３に対する無駄な無線リソースの割り当てを防いで、無線リソースの効率的な使用を可能とする。
【００９５】
特に、基地局２は、伝送速度が明確ではない送信パケットや伝送速度が変動する送信パケットを扱う場合でも、デフォルト値を指定したリアルタイム通信の要求を受けて、ある程度の優先無線リソースを確保して許容遅延時間を満足させ、使用無線リソースの割り当てを動的に変化させて、端末装置３に無線リソースを効率的に使用させることができる。
【００９６】
又、無線リソース制御部２５ｂは、端末装置３にその端末装置３が送信する送信パケットが発生し、端末装置３からリアルタイム通信の要求があった際に、優先無線リソースの割り当てを行うため、コネクションレス型の通信において、より効率的な無線リソースの使用ができる。
【００９７】
更に、無線リソース制御部２５ｂは、使用無線リソースが所定時間使用されなかった際に、優先無線リースの割り当てを解除し、開放無線リソースとするため、基地局２は、使用無線リソースを割り当てられた端末装置３のユーザ＃１，２が使用しない使用無線リソースを含む優先無線リソースを、他の端末装置３のユーザ＃１，２に解放することができ、より効率的な無線リソースの使用ができる。又、無線リソース制御部２５ｂは、リアルタイムパケットを受信せず、使用無線リソースであるタイムスロット７５ａが使用されないフレーム９ｅがあっても、直ちに、優先無線リソースを解除するのではなく、使用無線リソースであるタイムスロット７６ａを割り当てて、所定時間は解除しない。そのため、端末装置３は、リアルタイムパケット８６ａが発生した場合に、直ちに送信することができ、遅延が防止できる。
【００９８】
更に、無線リソース制御部２５ｂは、使用無線リソースとして割り当てなかった無線チャネル上の無線リソースを、送信する優先度の低い非リアルタイムパケット８，２０８の送信のために端末装置３に使用させる開放無線リソースとするため、使用無線リソースとして割り当てなかった無線リソースが、非リアルタイムパケット８，２０８の送信に使用されて無駄にならない。そのため、無線リソースの有効利用が図れ、より効率的な無線リソースの使用ができる。
【００９９】
又、端末装置３によれば、送信バッファ３３ａは送信パケットを蓄積し、アンテナ３１と、ＴＲＸ３２と、ベースバンド処理部３３と、制御信号処理生成部３７ａとが各々の操作を行うことにより、使用無線リソースを使用して、送信バッファ３３ａに蓄積された送信パケットを送信する。又、アンテナ３１と、ＴＲＸ３２と、ベースバンド処理部３３と、制御信号処理生成部３７ａとが各々の操作を行うことにより、蓄積パケット量を基地局２に通知する。そのため、基地局２は、端末装置３から通知された蓄積パケット量を用いて、使用無線リソースの割り当てを動的に変化させることができる。よって、端末装置３は、動的に割り当てられた無線リソースを使用して送信パケットを送信できる。従って、端末装置３は、無駄な無線リソースの割り当てを受けることを防止でき、無線リソースを効率的に使用することができる。
【０１００】
尚、無線リソース制御部２５ｂは、使用無線リソースを、蓄積パケット量だけではなく、使用無線リソースの使用状況等、他の要素も用いて割り当てを行ってもよい。例えば、使用無線リソースを使用したリアルタイムパケットを受信しなかった場合には、無線リソース制御部２５ｂは、所定のステップ間隔で使用無線リソースの割り当てを減少させること等ができる。又、端末装置３は、蓄積パケット量が多く、割り当てられている使用無線リソースが、リアルタイムパケットの送信に十分でないと判断した場合にだけ、蓄積パケット量を通知するようにしてもよい。又、端末装置３は、未送信の送信パケットが、送信バッファ３３ａ内にあるときだけ蓄積パケット量を通知するようにしてもよい。即ち、蓄積パケット量が０個の時は、通知しないようにしてもよい。
【０１０１】
【発明の効果】
本発明によれば、送信パケットに要求される許容遅延時間を満足でき、かつ、無駄な無線リソースの割り当てを防いで、無線リソースの効率的な使用を可能とする基地局、無線リソース制御装置、端末装置、通信システム及び通信方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る通信システムの構成を示す説明図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る基地局の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る無線リソースの割り当てを説明する説明図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る無線リソース制御部が割り当てる使用無線リソース量の変動量を計算するグラフを示すグラフ図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るリアルタイムパケットを説明する説明図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る優先無線リソースの解除を説明する説明図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る他の無線リソースの割り当て及び解除を説明する説明図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る端末装置の構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の実施の形態に係る基地局の動作を示すフロー図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係る端末装置の動作を示すフロー図である。
【図１１】従来の無線リソースの固定割り当てを説明する説明図である。
【符号の説明】
１・・・通信システム、２・・・基地局、３・・・端末装置、４・・・無線ゾーン、６，２０６・・・下り制御チャネル、６ａ〜６ｄ，２０６ａ〜２０６ｃ・・・制御信号、７，２０７・・・上りパケットチャネル、８，２０８・・・非リアルタイムパケット、１１・・・ネットワーク、１２・・・パーソナルコンピュータ、２１，３１・・・アンテナ、２２，３２・・・ＴＲＸ、２３，３３・・・ベースバンド処理部、２４・・・ネットワークインターフェース部、２５，３７・・・制御部、２５ａ，３７ａ・・・制御信号処理生成部、２５ｂ・・・無線リソース制御部、２５ｃ，３７ｂ・・・タイマー、３３ａ・・・送信バッファ、３４・・・コーデック入出力処理部、３５・・・入出力部、３６・・・カードインターフェース部、８１ａ〜８５ａ，８１ｂ〜８３ｂ，２８１ａ〜２８３ａ，２８１ｂ・・・リアルタイムパケット、８１１・・・ユーザデータ、８１２・・・制御信号
【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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