(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
広帯域無線接続（Ｂｒｏａｄｂａｎｄ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ａｃｃｅｓｓ）システムの接続許可制御（Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ａｄｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ：ＣＡＣ）方法であって、
接続許可を要求した呼のＱｏＳクラス（ｃｌａｓｓ）を確認し、確認したＱｏＳクラスのサービスフローのＱｏＳパラメーターを利用してアプリケーション層の要求帯域幅を計算する過程と、
パケットヘッダーのオーバーヘッドを考慮して前記ＱｏＳクラスの要求帯域幅の加重値を計算する過程と、
前記計算されたアプリケーション層の要求帯域幅から下記の数１を利用して前記ＱｏＳクラスと基準ＱｏＳクラスの１スロット当たりの支援帯域幅を計算し、下記の数２を利用して該ＱｏＳクラスの要求帯域幅の変換比率を計算する過程と、
前記計算されたアプリケーション層の要求帯域幅と要求帯域幅の加重値と要求帯域幅の変換比率を利用して等価的なＭＡＣ層の要求帯域幅を計算する過程と、
を含むことを特徴とする方法。
【数１】
0004917591.tif 000009
【数２】
0004917591.tif 000010
【請求項２】
前記アプリケーション層の要求帯域幅計算する過程は、
前記ＱｏＳクラスがＵＧＳ（Ｕｎｓｏｌｉｃｉｔｅｄ Ｇｒａｎｔ Ｓｅｒｖｉｃｅ）である場合、該ＱｏＳクラスのＱｏＳパラメーターのうち、最大持続的トラフィック伝送速度（Ｍａｘｉｍｕｍ Ｓｕｓｔａｉｎｅｄ Ｔｒａｆｆｉｃ Ｒａｔｅ）を利用して前記アプリケーション層の要求帯域幅計算する過程と、
前記ＱｏＳクラスがｅｒｔＰＳ（ｅｘｔｅｎｄｅｄ ｒｔＰＳ）である場合、該ＱｏＳクラスのＱｏＳパラメーターのうち、最大持続的トラフィック伝送速度或いは最小予約トラフィック伝送速度（Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｒｅｓｅｒｖｅｄ ＴｒａｆｆｉｃＲａｔｅ）を利用して前記アプリケーション層の要求帯域幅計算する過程と、
前記ＱｏＳクラスがｒｔＰＳ（ｒｅａｌ-ｔｉｍｅ Ｐｏｌｌｉｎｇ Ｓｅｒｖｉｃｅ）或いはｎｒｔＰＳ（ｎｏｎ-ｒｅａｌ-ｔｉｍｅ Ｐｏｌｌｉｎｇ Ｓｅｒｖｉｃｅ）である場合、該ＱｏＳクラスのＱｏＳパラメーターのうち、最小予約トラフィック伝送速度を利用して前記アプリケーション層の要求帯域幅計算する過程と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記パケットヘッダーのオーバーヘッドは、ＧＭＨ（Ｇｅｎｅｒｉｃ Ｍａｃ Ｈｅａｄｅｒ）、ＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｈｅｃｋ）、ＰＳＨ（Ｐａｃｋｉｎｇ Ｓｕｂ-Ｈｅａｄｅｒ）、ＦＳＨ（Ｆｒａｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ Ｓｕｂ-Ｈｅａｄｅｒ）、及びＴＥＫ（Ｔｒａｆｆｉｃ Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ Ｋｅｙ）のうち、少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記要求帯域幅の加重値は、前記パケットヘッダーのオーバーヘッド、前記ＱｏＳクラスの特性、前記アプリケーション層の要求帯域幅、及びパディング（ｐａｄｄｉｎｇ）によるオーバーヘッドのうち、少なくとも１つを考慮して計算することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記等価的なＭＡＣ層の要求帯域幅は、下記の数３を利用して計算することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【数３】
0004917591.tif 000011
【請求項６】
前記基準ＱｏＳクラスはＵＧＳ（Ｕｎｓｏｌｉｃｉｔｅｄ Ｇｒａｎｔ Ｓｅｒｖｉｃｅ）であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記ＱｏＳクラスの信号オーバーヘッドを計算する過程と、
全体スロットで前記計算された信号のオーバーヘッドに割当てられるスロットと、ＢＥを除いた全てのＱｏＳサービスフローのデータバーストに割当てられるスロットを除いて、可用帯域幅を計算する過程と、
前記計算された可用帯域幅と、前記基準ＱｏＳクラスの１スロット当たりの支援帯域幅を利用して等価的な可用帯域幅を計算する過程と、
前記計算された等価的なＭＡＣ層の要求帯域幅と等価的な可用帯域幅を比較してＣＡＣを遂行する過程と、
をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記信号オーバーヘッドは、ＭＢＳ（Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ ａｎｄ Ｂｒｏａｄｃａｓｔ Ｓｅｒｖｉｃｅ）支援オーバーヘッド、スリープ（ｓｌｅｅｐ）或いはアイドル（ｉｄｌｅ）モード使用者支援のオーバーヘッド、プリアンブル（ｐｒｅａｍｂｌｅ）、ＤＬ／ＵＬ  ＭＡＰ、ブロードキャスティング（ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ）メッセージ、ＵＬ制御チャンネル、帯域幅の割当要求、ＤＳＡ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ａｄｄ）／ＤＳＣ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｃｈａｎｇｅ）／ＤＳＤ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｄｅｌｅｔｉｏｎ）、ＲＯＨＣ（ＲＯｂｕｓｔ Ｈｅａｄｅｒ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ）フィードバック信号、ＡＲＱ  ＡＣＫのうち、少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記等価的な可用帯域幅は下記の数４を利用して計算することを特徴とする請求項７に記載の方法。
【数４】
0004917591.tif 000012
【請求項１０】
前記計算された等価的なＭＡＣ層の要求帯域幅と等価的な可用帯域幅は、下記の数５を利用して比較することを特徴とする請求項７に記載の方法。
【数５】
0004917591.tif 000013
【請求項１１】
広帯域無線接続（Ｂｒｏａｄｂａｎｄ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ａｃｃｅｓｓ）システムの接続許可制御（Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ａｄｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ：ＣＡＣ）装置であって、
接続許可を要求した呼が存在するかの可否を検査する制御部と、
接続許可を要求した呼のＱｏＳクラス（ｃｌａｓｓ）を確認し、確認されたクラスのサービスフローのＱｏＳパラメーターを利用してアプリケーション層の要求帯域幅を計算するＣＡＣ処理機と、
を含むことを特徴とする装置。
【請求項１２】
前記ＣＡＣ処理機は、
パケットヘッダーのオーバーヘッドを考慮して、前記ＱｏＳクラスの要求帯域幅の加重値を計算し、前記計算されたアプリケーション層の要求帯域幅から下記の数６を利用して前記ＱｏＳクラスと基準ＱｏＳクラスの１スロット当たりの支援帯域幅を計算し、前記計算された１スロット当たりの支援帯域幅から下記の数７を利用して該ＱｏＳクラスの要求帯域幅の変換比率を計算した後、前記計算されたアプリケーション層の要求帯域幅と要求帯域の加重値と要求帯域幅の変換比率を利用して等価的なＭＡＣ層の要求帯域幅を計算することを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【数６】
0004917591.tif 000014
【数７】
0004917591.tif 000015
【請求項１３】
前記ＣＡＣ処理機は、
前記ＱｏＳクラスがＵＧＳ（Ｕｎｓｏｌｉｃｉｔｅｄ Ｇｒａｎｔ Ｓｅｒｖｉｃｅ）である場合、該ＱｏＳクラスのＱｏＳパラメーターのうち、最大持続的トラフィック伝送速度（Ｍａｘｉｍｕｍ Ｓｕｓｔａｉｎｅｄ Ｔｒａｆｆｉｃ Ｒａｔｅ）を利用して前記アプリケーション層の要求帯域幅を計算し、
前記ＱｏＳクラスがｅｒｔＰＳ（ｅｘｔｅｎｄｅｄ ｒｔＰＳ）である場合、該ＱｏＳクラスのＱｏＳパラメーターのうち、最大持続的トラフィック伝送速度或いは最小予約トラフィック伝送速度（Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｒｅｓｅｒｖｅｄ ＴｒａｆｆｉｃＲａｔｅ）を利用して前記アプリケーション層の要求帯域幅計算し、
前記ＱｏＳクラスがｒｔＰＳ（ｒｅａｌ-ｔｉｍｅ Ｐｏｌｌｉｎｇ Ｓｅｒｖｉｃｅ）或いはｎｒｔＰＳ（ｎｏｎ-ｒｅａｌ-ｔｉｍｅ Ｐｏｌｌｉｎｇ Ｓｅｒｖｉｃｅ）である場合、該ＱｏＳクラスのＱｏＳパラメーターのうち、最小予約トラフィック伝送速度を利用して前記アプリケーション層の要求帯域幅計算することを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１４】
前記パケットヘッダーのオーバーヘッドは、ＧＭＨ（Ｇｅｎｅｒｉｃ Ｍａｃ Ｈｅａｄｅｒ）、ＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｈｅｃｋ）、ＰＳＨ（Ｐａｃｋｉｎｇ Ｓｕｂ-Ｈｅａｄｅｒ）、ＦＳＨ（Ｆｒａｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ Ｓｕｂ-Ｈｅａｄｅｒ）、ＴＥＫ（Ｔｒａｆｆｉｃ Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ Ｋｅｙ）のうち、少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１２に記載の装置。
【請求項１５】
前記要求帯域幅の加重値は、前記パケットヘッダーのオーバーヘッド、前記ＱｏＳクラスの特性、前記アプリケーション層の要求帯域幅、及びパディング（ｐａｄｄｉｎｇ）によるオーバーヘッドのうち、少なくとも１つを考慮して計算することを特徴とする請求項１２に記載の装置。
【請求項１６】
前記等価的なＭＡＣ層の要求帯域幅は、下記の数８を利用して計算することを特徴とする請求項１２に記載の装置。
【数８】
0004917591.tif 000016
【請求項１７】
前記基準ＱｏＳクラスはＵＧＳ（Ｕｎｓｏｌｉｃｉｔｅｄ Ｇｒａｎｔ Ｓｅｒｖｉｃｅ）であることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
【請求項１８】
前記ＣＡＣ処理機は、
前記ＱｏＳクラスの信号のオーバーヘッドを計算し、全体スロットで前記計算された信号のオーバーヘッドに割当てられるスロットと、ＢＥを除いた全てのＱｏＳサービスフローのデータバーストに割当てられるスロットを除いて可用帯域幅を計算し、前記計算された可用帯域幅と、前記基準ＱｏＳクラスの１スロット当たりの支援帯域幅を利用して等価的な可用帯域幅を計算した後、前記計算された等価的なＭＡＣ層の要求帯域幅と等価的な可用帯域幅を比較してＣＡＣを遂行することを特徴とする請求項１２に記載の装置。
【請求項１９】
前記信号オーバーヘッドは、ＭＢＳ（Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ ａｎｄ Ｂｒｏａｄｃａｓｔ Ｓｅｒｖｉｃｅ）支援オーバーヘッド、スリープ（ｓｌｅｅｐ）、或いはアイドル（ｉｄｌｅ）モード使用者支援のオーバーヘッド、プリアンブル（ｐｒｅａｍｂｌｅ）、ＤＬ／ＵＬ  ＭＡＰ、ブロードキャスティング（ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ）メッセージ、ＵＬ制御チャンネル、帯域幅の割当要求、ＤＳＡ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ａｄｄ）／ＤＳＣ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｃｈａｎｇｅ）／ＤＳＤ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｄｅｌｅｔｉｏｎ）、ＲＯＨＣ（ＲＯｂｕｓｔ Ｈｅａｄｅｒ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ）フィードバック信号、ＡＲＱ  ＡＣＫのうち、少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記等価的な可用帯域幅は下記の数９を利用して計算することを特徴とする請求項１８に記載の装置。
【数９】
0004917591.tif 000017
【請求項２１】
前記計算された等価的なＭＡＣ層の要求帯域幅と等価的な可用帯域幅は、下記の数１０を利用して比較することを特徴とする請求項１８に記載の装置。
【数１０】
0004917591.tif 000018
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広帯域無線接続（Ｂｒｏａｄｂａｎｄ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ａｃｃｅｓｓ）システムに関し、特に、ＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）に基づくモバイル（Ｍｏｂｉｌｅ）ＷｉＭＡＸ(Ｗｏｒｌｄ ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ａｃｃｅｓｓ)システムにおいてトラフィック特性を考慮した接続許可制御（Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ａｄｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ：ＣＡＣ）装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線接続システムでは、限定された通信ネットワーク資源を幾つかの端末に分配してサービスする際、サービス品質を保証するためには接続するコネクションの数（またはトラフィックの量）を制限するしかない。現在、資源の利用状況を考慮して、接続を要求するコネクション、即ち接続許可を要求するコネクション、或いはサービス品質（Ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ：以下「ＱｏＳ」とする）の要求量を変更（フロー別のモード変換（ｐｅｒ-ｆｌｏｗ ｍｏｄｅ ｃｈａｎｇｅ）もこれに該当する）しようとするコネクションの許可可否を決めることを接続許可制御（Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ａｄｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ：以下「ＣＡＣ」とする）という。 
【０００３】
図１は、一般的なＣＡＣ１０３の概念を示す図である。
【０００４】
一般的なＣＡＣアルゴリズムによると、無線接続システム１０２は端末からの接続許可要求１０１の受信によって、可用チャンネル容量（Ａｖａｉｌａｂｌｅ ｃｈａｎｎｅｌ ｃａｐａｃｉｔｙ、単位は帯域幅または伝送速度と同一）１０４を推定する。その後、無線接続システム１０２は推定された可用チャンネル容量１０４と、入力トラフィックの帯域幅の要求事項（即ち、前記端末が接続許可を要求するコネクションの伝送要求速度（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｒｅｑｕｅｓｔ ｒａｔｅ））とを比較して、該端末の接続に対する許可／拒絶１０５を決める。即ち、伝送要求速度が可用チャンネル容量１０４より小さい場合、該端末の接続を許可し、そうでない場合、該端末の接続を拒否する。従って、ＣＡＣ１０３の核心的イシューは、可用チャンネル容量１０４に対する推定方法と入力トラフィックの帯域幅の要求事項に対する技術方法に関する。
【０００５】
従来の回線基盤（ｃｉｒｃｕｉｔ-ｂａｓｅｄ）の無線ネットワーク、例えば、ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）またはＧＳＭ（Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）のような無線ネットワークにおいてはコネクション別の要求容量と無線チャンネルの容量が一定していて、ＣＡＣを遂行するために現在サービス中のコネクションの数（または、使用者の数）のみを考慮した。しかし、ＷｉＭＡＸ（Ｗｏｒｌｄ ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ａｃｃｅｓｓ)または３ＧＰＰ（Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）２のような３世代以後の無線ネットワークにおいては各トラフィックの特性によって進歩した接続技術、例えば、ＡＭＣ（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｄｉｎｇ)、ＨＡＲＱ（Ｈｙｂｒｉｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｒｅｐｅａｔ ｒｅＱｕｅｓｔ）、ＰＦ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ Ｆａｉｒ）スケジューリング、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉ Ｏｕｔｐｕｔ）などが差別的に適用されるために可用チャンネルの容量が動的に変化し、これを推定することが容易ではない。
【０００６】
また、各トラフィックの種類によって同一要求帯域幅を保障するために使用される無線資源の量が変わる。例えば、ＶｏＩＰ（Ｖｏｉｃｅ ｏｖｅｒ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）、マルチメディアストリーミング、ＦＴＰ（Ｆｉｌｅ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）ダウンロード応用プログラムが同一の６４Ｋｂｐｓの帯域幅を要求するとしても、これらをサービスするために消耗される無線資源の量は異なる。
【０００７】
一方、進歩した無線ネットワークにおいては、ＱｏＳタイプが同じであっても、ダウンリンク（Ｄｏｗｎ Ｌｉｎｋ：以下「ＤＬ」とする）とアップリンク（Ｕｐ Ｌｉｎｋ：以下「ＵＬ」とする）の無線（ａｉｒ）資源要求と割当方式が異なって、ＤＬとＵＬにおいて使用される資源の量が変わる。例えば、ＵＧＳ（Ｕｎｓｏｌｉｃｉｔｅｄ Ｇｒａｎｔ Ｓｅｒｖｉｃｅ）に対して、ＵＬはトラフィックの到着有無に関わらず無線資源を周期的に割当てるが、ＤＬの場合、予め無線資源を割当てるのではなく、トラフィックが到着してから無線資源を割当てるため、ＵＬに対して、無線資源の浪費を考慮してＤＬより少々大きい帯域幅を割当てるべきである。効果は小さいが、ＵＬの場合、ＵＧＳを除いた全てのＱｏＳタイプに対して帯域幅要求過程が含まれるため、無線資源を割当てる際、これに対する無線資源の浪費を考慮すべきである。ｒｔＰＳ（ｒｅａｌ-ｔｉｍｅ Ｐｏｌｌｉｎｇ Ｓｅｒｖｉｃｅ）の場合、ＤＬはポーリング（ｐｏｌｌｉｎｇ）せず、ＵＬはポーリングするため、ＵＬフロー（ｆｌｏｗ）に対してポーリングによるＤＬの資源浪費が発生する。微細なオーバーヘッドの差ではあるが、進歩した無線ネットワークにおいて使用されるＡＭＣ機能によって使用者別に異なるＭＣＳ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｄｉｎｇ Ｓｃｈｅｍｅ）レベルを有することになるが、ＤＬに対しては１つのバースト（ｂｕｒｓｔ）に同一のＭＣＳレベルを有する他の使用者をスケジューリングしてＭＡＣオーバーヘッドを減らすことができるけれども、ＵＬはこのような方法が難しいためオーバーヘッドによる資源浪費がより生じやすくなる。全体的にＵＬフローに対してＤＬ、ＵＬ無線資源浪費が発生する。
【０００８】
一方、３世代以後の無線ネットワークにおいては多様なトラフィック特性（実時間ｖｓ非実時間、固定速度応用プログラムｖｓ可変速度応用プログラム）を有する応用プログラムが存在して、これを効果的に支援するためには入力トラフィックの特性を明確に記述できる方法が要求される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、広帯域無線接続システムのＣＡＣ装置及び方法を提供することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、広帯域無線接続システムにおいて様々なＱｏＳクラスのトラフィック特性を考慮して基準ＱｏＳを基準に等価的な要求帯域幅と可用帯域幅を計算し、前記計算された等価的要求帯域幅と可用帯域幅を比較してＣＡＣを遂行するための装置及び方法を提供することにある。
【００１１】
本発明のまた他の目的は、広帯域無線接続システムにおいてＩＥＥＥ８０２．１６標準規格で定義されたＱｏＳパラメーターを利用してアプリケーション層要求帯域幅を計算するための装置及び方法を提供することにある。
【００１２】
本発明のまた他の目的は、広帯域無線接続システムにおいてＱｏＳクラス及びアプリケーションの特性を考慮してパケットヘッダーのオーバーヘッドと信号オーバーヘッドを計算し、前記計算されたオーバーヘッドを考慮してＭＡＣ層の要求帯域幅と可用帯域幅を計算するための装置及び方法を提供することにある。
【００１３】
本発明のまた他の目的は、広帯域無線接続システムにおいてＱｏＳクラス別のスロット当たりの支援帯域幅を定義し、これを利用して接続を要求するサービスフローのＭＡＣ層の要求帯域幅を基準ＱｏＳクラス基準の等価的なＭＡＣ層の要求帯域幅に変換するための装置及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記目的を達成するための本発明の一観点によれば、広帯域無線接続（Ｂｒｏａｄｂａｎｄ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ａｃｃｅｓｓ）システムの接続許可制御（Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ａｄｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ：ＣＡＣ）方法は、接続許可を要求した呼のＱｏＳクラス（ｃｌａｓｓ）を確認して、確認されたＱｏＳクラスのサービスフローのＱｏＳパラメーターを利用してアプリケーション層の要求帯域幅を計算する過程と、パケットヘッダーのオーバーヘッドを考慮して前記ＱｏＳクラスの要求帯域幅の加重値を計算する過程と、前記計算されたアプリケーション層の要求帯域幅を利用して前記ＱｏＳクラスと基準クラスの１スロット当たりの支援帯域幅を計算し、これを利用して該ＱｏＳクラスの要求帯域幅の変換比率を計算する過程と、前記計算されたたアプリケーション層の要求帯域幅と要求帯域幅の加重値と要求帯域幅変換比率を利用して等価的なＭＡＣ層の要求帯域幅を計算する過程とを含むことを特徴とする。
【００１５】
前記目的を達成するための本発明の一観点によれば、広帯域無線接続（Ｂｒｏａｄｂａｎｄ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ａｃｃｅｓｓ）システムの接続許可制御（Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ａｄｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ：ＣＡＣ）装置は、接続許可を要求した呼の存在可否を検査する制御部と、接続許可を要求した呼のＱｏＳクラス（ｃｌａｓｓ）を確認し、確認されたＱｏＳクラスのサービスフローのＱｏＳパラメーターを利用してアプリケーション層の要求帯域幅を計算するＣＡＣ処理器とを含むことを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照しつつ本発明の動作原理を詳細に説明する。下記の本発明を説明するにおいて、関連した公知機能または構成に対する具体的な説明が本発明の要旨を不明にすると判断される場合には、その詳細な説明を省略する。そして、後述する用語は、本発明における機能を考慮して定義した用語であって、これは利用者、運用者の意図または慣例などによって変わる場合がある。従って、本明細書の全般的な内容に基づいて定義されるべきである。
【００１７】
本発明は、広帯域無線接続システムにおいてトラフィック特性を考慮したＣＡＣ装置及び方法に関する。以下、本発明はＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）に基づくモバイル（Ｍｏｂｉｌｅ）、ＷｉＭＡＸシステムを例として説明するが、多様な特性を有するトラフィックを同時に支援する無線通信システムであれば、容易に適用できる。
【００１８】
また、以下、本発明は新規呼の接続許可可否を決めるＣＡＣを例として説明しているが、ＱｏＳ要求量を変更（フロー別モード変換（ｐｅｒ-ｆｌｏｗ ｍｏｄｅ ｃｈａｎｇｅ）もこれに該当する）するためのコネクションの許可可否を決めるＣＡＣにも適用可能であるのは勿論である。
【００１９】
図２は、本発明によるネットワーク構造を示す図面である。
【００２０】
図２に示すように、前記ネットワークはＱｏＳ政策（Ｐｏｌｉｃｙ）サーバー２３０、基地局制御機（Ａｃｃｅｓｓ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ-ＧａｔｅＷａｙ：ＡＳＮ‐ＧＷ)２２０、基地局（Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｓｔａｔｉｏｎ ：ＲＡＳ）２１０、端末（ｕｓｅｒ ｔｅｒｍｉｎａｌ）２００を含んで構成される。ここで、基地局２１０はＢＳ（Ｂａｓｅ Ｓｔａｔｉｏｎ）と称することもでき、基地局制御機２２０はＡＣＲ（Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｒｏｕｔｅｒ）とも称することができる。そして、基地局２１０と基地局制御機２２０からなるネットワークをアクセスサービスネットワーク（Ａｃｃｅｓｓ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ：以下「ＡＳＮ」とする）として定義できる。ここで、ネットワークエンティティ（ＮＥ：Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｅｎｔｉｔｙ）の名称は該機能によって定義されたもので、使用者または運用者の意図によって変わることができる。
【００２１】
図２を参照すれば、ＱｏＳ政策サーバー２３０はＡＳＮと連動して端末２００に対する認証及び課金などを遂行する。端末２００に対する認証が成功的に遂行されれば、ＱｏＳ政策サーバー２３０は端末２００に適用する政策（ｐｏｌｉｃｙ）を決めて前記のＡＳＮに伝達する。すると、ＡＳＮは前記の政策によって端末のサービスフローを制御する。
【００２２】
基地局制御機２２０は、コアネットワーク（Ｃｏｒｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ：以下「ＣＮ」とする）２４０からのトラフィックを基地局２１０に伝送し、基地局２１０からのトラフィックをコアネットワーク２４０に伝送する。ここで、基地局制御機２２０は、各端末２００に対してサービスフロー（Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｆｌｏｗ：ＳＦ）、接続（ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）及び移動性（ｍｏｂｉｌｉｔｙ）を管理し、ＵＬ及びＤＬ接続別に固有のサービスフロー（ＳＦ：Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｆｌｏｗ）を生成する。
【００２３】
基地局２１０は、基地局制御機２２０からのトラフィックを端末２００に伝送し、端末２００からのトラフィックを基地局制御機２２０に伝送する。ここで、基地局２１０は基地局制御機２２０と有線で接続され、端末２００と無線で接続される。基地局２１０はＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）層のサービスフローのＱｏＳパラメーターを基にスケジューリングを遂行して端末２００に資源を割当てる。本発明の実施例により、接続許可要求が受信される場合、基地局２１０は該サービスフローのＱｏＳパラメーターを利用してアプリケーション層の要求帯域幅を計算し、パケットヘッダーのオーバーヘッドと１スロット当たりの支援帯域幅を計算した後、計算されたアプリケーション層の要求帯域幅及びパケットヘッダーのオーバーヘッドとスロット当たりの支援帯域幅を利用して、基準ＱｏＳクラスを基準に等価的なＭＡＣ層の要求帯域幅を計算する。また、基地局２１０は信号オーバーヘッドを計算して等価的な可用帯域幅を計算し、前記計算された等価的なＭＡＣ層の要求帯域幅と等価的な可用帯域幅を利用して前記呼の接続許可可否を決める。
【００２４】
図３は、本発明の実施の形態による広帯域無線接続システムにおける基地局の接続許可制御方法の手順を示す図面である。
【００２５】
図３を参照すれば、基地局はステップ３０１で新規呼による接続許可要求が受信されるかの可否を検査する。即ち、新しい呼が接続を要求するかの可否を検査する。新規呼の接続許可要求が受信される際、基地局はステップ３０３で新規呼のＱｏＳクラス（ｃｌａｓｓ）を確認し、確認されたＱｏＳクラスによって、該サービスフローのＱｏＳパラメーターを利用してアプリケーション層の要求帯域幅を計算する。この際、アプリケーション層の要求帯域幅は各層（ＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）／ＵＤＰ（Ｕｓｅｒ Ｄａｔａｇｒａｍ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）等）のパケットヘッダーのオーバーヘッドを除いた純粋な応用プログラム層での伝送速度を意味し、代表的に８０２．１６ｅＱｏＳパラメーターとして最大持続的トラフィック伝送速度（Ｍａｘｉｍｕｍ Ｓｕｓｔａｉｎｅｄ Ｔｒａｆｆｉｃ Ｒａｔｅ）、最小予約トラフィック伝送速度（Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｒｅｓｅｒｖｅｄ ＴｒａｆｆｉｃＲａｔｅ）、最大バーストサイズ（ｍａｘｉｍｕｍ ｂｕｒｓｔ ｓｉｚｅ）などがある。 
【００２６】
ここで、前記のＱｏＳクラス別アプリケーション層の要求帯域幅は次のように計算する。この際、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ標準規格に従って、ＵＧＳ（Ｕｎｓｏｌｉｃｉｔｅｄ Ｇｒａｎｔ Ｓｅｒｖｉｃｅ）、ｅｒｔＰＳ（ｅｘｔｅｎｄｅｄ ｒｔＰＳ）、ｒｔＰＳ（ｒｅａｌ-ｔｉｍｅ Ｐｏｌｌｉｎｇ Ｓｅｒｖｉｃｅ）、ｎｒｔＰＳ（ｎｏｎ-ｒｅａｌ-ｔｉｍｅ Ｐｏｌｌｉｎｇ Ｓｅｒｖｉｃｅ）の４つの場合について考慮する。ここで、ＢＥ（Ｂｅｓｔ Ｅｆｆｏｒｔ）はＣＡＣの対象ではない。
【００２７】
先ず、ＵＧＳは一定の周期に、一定の大きさのパケットを発生させる一定伝送速度（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｂｉｔ Ｒａｔｅ：以下「ＣＢＲ」とする）応用プログラムをサービスする場合に適用される。この場合、伝送速度が一定であるため、ＱｏＳ政策サーバーはＵＧＳコネクションの最大持続的トラフィック伝送速度をＣＢＲ応用プログラムの要求伝送速度に基づいて設定し、基地局は前記最大持続的トラフィック伝送速度をもって前記ＵＧＳコネクションのアプリケーション層の要求帯域幅を計算する。
【００２８】
次に、ｅｒｔＰＳは、サイレンス（ｓｉｌｅｎｃｅ）除去機能のあるＶｏＩＰ（Ｖｏｉｃｅ ｏｖｅｒＩｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）応用プログラムに使用できる。サイレンス（ｓｉｌｅｎｃｅ）除去機能のないＶｏＩＰ（Ｖｏｉｃｅ ｏｖｅｒＩｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）応用プログラムは一般的に固定速度でインコーディングされてＵＧＳコネクションにサービスされるのに対して、サイレンス除去機能を支援するＶｏＩＰ応用プログラムはサイレンス区間の間、不要な大域幅割当を防止するためにｅｒｔＰＳコネクションにサービスされる。ＱｏＳ政策サーバーはｅｒｔＰＳに対してサイレンス除去機能を支援するＶｏＩＰ応用プログラムのみのために使用するように設定し、サイレンス（ｓｉｌｅｎｃｅ）時間と非サイレンス時間（即ち、対話（ｔａｌｋ）時間）の比に対する統計的平均値を求める。この際、基地局は（対話時間×最大持続的トラフィック伝送速度）でｅｒｔＰＳコネクションのアプリケーション層の要求帯域幅を計算できる。他の方法として、非サイレンス区間で可変的な伝送速度を有するＶｏＩＰトラフィックに対してＱｏＳ政策サーバーはｅｒｔＰＳコネクションの最小予約トラフィック伝送速度を平均的な要求伝送速度に設定し、基地局は最小予約トラフィック伝送速度でｅｒｔＰＳコネクションのアプリケーション層の要求帯域幅を計算できる。
【００２９】
次に、ｒｔＰＳは可変伝送速度（Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｂｉｔ Ｒａｔｅ：以下「ＶＢＲ」とする）を有する実時間トラフィック（例えば、ＭＰＥＧ動画像（Ｍｏｖｉｎｇ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ ｖｉｄｅｏ））をサービスする場合に適用され、ｒｔＰＳの核心的なＱｏＳパラメーターは最大持続的トラフィック伝送速度、最小予約トラフィック伝送速度、最大バーストサイズである。ＣＡＣにおいて接続許可可否は、各入力トラフィックの平均的な要求帯域幅と現在システムの平均的な可能帯域幅を基準に比較して決定されるため、前記最大バーストサイズと最大持続的トラフィック伝送速度はＣＡＣにおいてそれほど重要ではないＱｏＳパラメーターである。ＱｏＳ政策サーバーはｒｔＰＳコネクションの最小予約トラフィック伝送速度をＶＢＲ実時間応用プログラムの平均的な要求伝送速度に設定し、基地局は前記最小予約トラフィック伝送速度で前記ｒｔＰＳコネクションのアプリケーション層の要求帯域幅を計算する。
【００３０】
最後に、ｎｒｔＰＳは、ＢＥトラフィックに比べて優先順位が高い非実時間トラフィックをサービスする場合に適用され、ｎｒｔＰＳの核心的なＱｏＳパラメーターは最大持続的トラフィック伝送速度、最小予約トラフィック伝送速度、最大バーストサイズである。ｎｒｔＰＳコネクションのサービス品質は、最小伝送速度の保障に大きく影響を受けるため、ＱｏＳ政策サーバーはｎｒｔＰＳコネクションの最小予約トラフィック伝送速度を前記非実時間トラフィックの最小要求伝送速度に設定し、基地局は前記最小予約トラフィック伝送速度で前記ｎｒｔＰＳコネクションのアプリケーション層の要求帯域幅を計算する。ここで、非実時間トラフィックは、大体、ＴＣＰを伝送プロトコルで使用するため、伝送速度がＴＣＰによって左右され、接続許可以後の通信ネットワークの余裕資源が多い場合には伝送速度が最小要求伝送速度以上に増加し、余裕資源がほとんどない場合には前記の設定された最小要求伝送速度が保障される。
【００３１】
ここで、前記計算されたアプリケーション層の要求帯域幅は単純にアプリケーション層においての要求帯域幅であり、ＣＡＣにおいて使用する等価的なＭＡＣ層の要求帯域幅の計算のためには幾つかの層（ＴＣＰ／ＵＤＰ、ＩＰ、ＭＡＣ層）におけるオーバーヘッドを考慮すべきである。従って、基地局はステップ３０５で該サービスフローを許可する際、必要なパケットヘッダーのオーバーヘッドを計算する。ここで、パケットヘッダーのオーバーヘッドは、データバーストに入るオーバーヘッド、即ち、ＰＤＵ（Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｄａｔａ Ｕｎｉｔ）のオーバーヘッドとして、ＧＭＨ（Ｇｅｎｅｒｉｃ Ｍａｃ Ｈｅａｄｅｒ）、ＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｈｅｃｋ）、ＰＳＨ（Ｐａｃｋｉｎｇ Ｓｕｂ-Ｈｅａｄｅｒ）、ＦＳＨ（Ｆｒａｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ Ｓｕｂ-Ｈｅａｄｅｒ）、ＴＥＫ（Ｔｒａｆｆｉｃ Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ Ｋｅｙ）などのうち少なくとも一つを含み、アプリケーション（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ）特性を考慮して計算する。
【００３２】
一方、前記する等価的なＭＡＣ層の要求帯域幅を計算するにおいて、オーバーヘッドを考慮することよりさらに重要なのは、実時間トラフィックと非実時間トラフィックのアプリケーション層の要求伝送速度を保障するために使用される通信ネットワークの資源の大きさが著しく異なるということである。例えば、１００ｋｂｐｓの実時間トラフィックを安定的にサービスするために消耗される通信ネットワークの資源は、１００ｋｂｐｓの非実時間のトラフィックをサービスする場合よりさらに大きい。このような差は各トラフィックの種類ごとにサービス品質の保障のために適用される接続技術が異なることから発生する。即ち、実時間トラフィックの場合、サービス品質が転送遅延に非常に敏感であるため、ＨＡＲＱ（Ｈｙｂｒｉｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｒｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｒｅＱｕｅｓｔ）／ＡＲＱ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｒｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｒｅＱｕｅｓｔ）のような再伝送メカニズムを適用するには制約があって、ラウンドロビン（Ｒｏｕｎｄ-Ｒｏｂｉｎ）方式でスケジューリングを遂行するしかない。しかし、非実時間トラフィックの場合、サービス品質が伝送遅延にそれほど敏感ではないため、再伝送メカニズムを適用し、比例公平（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ Ｆａｉｒ）方式でスケジューリングを遂行して全体セクタ処理容量を向上させることができる。
【００３３】
本発明の実施例においては、実時間トラフィックと非実時間トラフィックが混在する状況でＣＡＣを遂行する際、各トラフィックに適用する接続技術の差による容量差の問題を解決するために、実時間トラフィックの要求帯域幅を実時間基準に変換させる。例えば、１００ｋｂｐｓの伝送速度を要求する非実時間トラフィックを等価的に４０ｋｂｐｓの伝送速度を要求する実時間トラフィックとして考える。この際、重要な点は、要求帯域幅の変換比率をどう決めるかということである。要求帯域幅の変換比率を求めるために、基地局はステップ３０７で該ＱｏＳクラスの１スロット当たりの支援帯域幅を計算する。
【００３４】
ここで、モデムから無線（ａｉｒ）にＭＡＣフレームを伝送する際、与えられた時間の間、該ＱｏＳクラス（ＵＧＳ、ｅｒｔＰＳ、ｒｔＰＳ、ｎｒｔＰＳ）の全てのサービスフローをサービスするにおいて消耗したスロット数をｎ（ＱｏＳ＿ｃｌａｓｓ）と定義し、ｎ（ＱｏＳ＿ｃｌａｓｓ）を利用して下記の式１のように１スロット当たりの支援帯域幅を計算する。
【００３５】
【数１】
0004917591.tif 000002
【００３６】
ここで、式１を利用すれば、基準ＱｏＳクラスを基準とする要求帯域幅の変換比率を計算できる。例えば、基準ＱｏＳクラスに実時間トラフィックを支援するＵＧＳを設定することができ、基準ＱｏＳクラスを基準とする要求帯域幅の変換比率は下記の式２のように計算できる。
【００３７】
【数２】
0004917591.tif 000003
【００３８】
ここで、β（ＱｏＳ＿ｃｌａｓｓ）は、該ＱｏＳクラスの要求帯域幅の変換比率を示し、ΔＣ（ＱｏＳ＿ｃｌａｓｓ）は、前記基準ＱｏＳクラスの１スロット当たりの支援帯域幅を示す。本発明の実施例において最も重要なことは、ＣＡＣ許容基準値（Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）を１つのＱｏＳタイプに設定することであり、これのために他のＱｏＳタイプの無線支援（ａｉｒ ｒｅｓｏｕｒｃｅ）の要求事項を前記基準ＱｏＳタイプ基準に変換すべきである。本発明による実施例では、ＵＧＳを基準ＱｏＳタイプに設定し、変換方法を調べた。
【００３９】
その後、基地局はステップ３０９で、前記計算されたパケットヘッダーのオーバーヘッドとスロット当たりの支援帯域幅を利用して、基準ＱｏＳクラスを基準に等価的なＭＡＣ層の要求帯域幅を計算する。ここで、等価的なＭＡＣ層の要求帯域幅は、下記の式３を利用して計算する。
【００４０】
【数３】
0004917591.tif 000004
【００４１】
ここで、前記Ｃｅｑは、等価的なＭＡＣ層の要求帯域幅を示し、α（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ＳＦ）は、該ＱｏＳクラスのパケットヘッダーのオーバーヘッドによる要求帯域幅の加重値として、０より大きい値を有する。ここで、α（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ＳＦ）は、前記パケットヘッダーのオーバーヘッドと該ＱｏＳクラスの特性を考慮して決める。また、α（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ＳＦ）を決める際、アプリケーション層の要求帯域幅の値とパディング（ｐａｄｄｉｎｇ）によるオーバーヘッドと共に考慮すべきであるが、幾つかのパケットヘッダーのオーバーヘッド含まれたＰＤＵの大きさと幾つかのパケットヘッダーのオーバーヘッドを排除した純粋なアプリケーション層のペイロード（ｐａｙｌｏａｄ）の大きさの比を利用して計算できる。また、上述のＱｏＳクラスの要求帯域幅の加重値は、パケットヘッダーのオーバーヘッド、ＱｏＳクラスの特性、アプリケーション層の要求帯域幅、及びパディング（ｐａｄｄｉｎｇ）によるオーバーヘッドのうち、少なくとも１つを考慮して計算することができる。
【００４２】
一方、前記新規呼の接続許可可否を決めるためには、等価的なＭＡＣ層の要求帯域幅のみでなく、等価的な可用帯域幅が必要である。ここで、可用帯域幅はＱｏＳサービスフローが使用できるサブセル（ｓｕｂｃｅｌｌ）の全体容量で、シグナリング（ｓｉｇｎａｌｉｎｇ）トラフィックを除いた純粋なベアラ（ｂｅａｒｅｒ）トラフィックが使用できる容量である。
【００４３】
従って、基地局はステップ３１１で、等価的な可用帯域幅を計算するために、先ず、該サービスフローを許可する際、必要な信号のオーバーヘッドを計算する。ここで、信号のオーバーヘッドにはデータバーストに入らない帯域幅の要求／ポーリング（ｐｏｌｌｉｎｇ）オーバーヘッド、ＡＲＱ／ＨＡＲＱオーバーヘッドなどがあり、ＱｏＳクラスを考慮して計算する。ＵＧＳの場合、帯域幅要求のオーバーヘッドが最初の１回のみあるが、ｒｔＰＳは、ポーリングオーバーヘッドが周期的に発生し、非実時間のトラフィック伝送に使用されるｎｒｔＰＳは、ＡＲＱオーバーヘッドが追加的に発生する。
【００４４】
ここで、前記サービスフローを許可する際に必要な信号オーバーヘッドを精密に調べると、ＭＢＳ（Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ ａｎｄ Ｂｒｏａｄｃａｓｔ Ｓｅｒｖｉｃｅ）支援オーバーヘッド、スリープ（ｓｌｅｅｐ）或いはアイドル（ｉｄｌｅ）モード使用者支援のオーバーヘッドなどが信号オーバーヘッドに含まれる。また、ＤＬに対しては、固定した大きさのプリアンブル（ｐｒｅａｍｂｌｅ）、ＤＬ／ＵＬ  ＭＡＰ、ネットワーク運用に必要なブロードキャスティング（ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ）メッセージ（ＤＣＤ（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｄｅｓｃｒｉｐｔｏｒ）、ＵＣＤ（Ｕｐｌｉｎｋ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｄｅｓｃｒｉｐｔｏｒ）、ＮＢＲ‐ＡＤＶ（ＮｅｉｇｈＢｏｒ ＡＤＶｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ））などが信号オーバーヘッドに含まれ、ＵＬに対しては固定的に割当てられるＵＬ制御チャンネル、シグナリングトラフィック（例えば、帯域幅の割当要求）、ＤＳＡ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ａｄｄ）／ＤＳＣ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｃｈａｎｇｅ）／ＤＳＤ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｄｅｌｅｔｉｏｎ）、ＲＯＨＣ（ＲＯｂｕｓｔ Ｈｅａｄｅｒ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ）フィードバック信号、ＡＲＱ  ＡＣＫなど）などが信号オーバーヘッドに含まれる。また、信号オーバーヘッドは、ＭＢＳ（Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ ａｎｄ Ｂｒｏａｄｃａｓｔ Ｓｅｒｖｉｃｅ）支援オーバーヘッド、スリープ（ｓｌｅｅｐ）或いはアイドル（ｉｄｌｅ）モード使用者支援のオーバーヘッド、プリアンブル（ｐｒｅａｍｂｌｅ）、ＤＬ／ＵＬ  ＭＡＰ、ブロードキャスティング（ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ）メッセージ、ＵＬ制御チャンネル、帯域幅の割当要求、ＤＳＡ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ａｄｄ）／ＤＳＣ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｃｈａｎｇｅ）／ＤＳＤ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｄｅｌｅｔｉｏｎ）、ＲＯＨＣ（ＲＯｂｕｓｔ Ｈｅａｄｅｒ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ）フィードバック信号、ＡＲＱ  ＡＣＫのうち、少なくとも１つを含んでいてもよい。
【００４５】
その後、基地局はステップ３１３で、前記計算された信号のオーバーヘッドを利用し、等価的な可用帯域幅を計算する。ここで、可用帯域幅は、下記の式４のように、全体スロットで前記計算された信号のオーバーヘッドに割当てるスロットと、ＢＥを除いた全てのＱｏＳサービスフローのデータバーストに割当てるスロットとを除くことで計算する。
【００４６】
【数４】
0004917591.tif 000005
【００４７】
ここで、Ｎａｄは、ＤＬ可用帯域幅、即ちＤＬ区間で使用可能な無線支援の量（スロット数）を意味し、Ｎａｕは、ＵＬ可用帯域幅、即ちＵＬ区間で使用可能な無線資源の量（スロット数）を意味する。ＮｔｄとＮｔｕは、各々ＤＬとＵＬに対して定義された全体スロット数であり、パーミュテーション（ｐｅｒｍｕｔａｔｉｏｎ）方式によって固定値を有し、ＮｄｄとＮｄｕは、各々ＤＬとＵＬに対してＢＥを除いた全てのＱｏＳサービスフローのデータバーストに割当てられるスロット数を意味する。Ｎｏｄ１、Ｎｏｄ２、Ｎｏｄ３はＤＬに対する信号のオーバーヘッドに割当てられるスロット数を示し、Ｎｏｕ１、Ｎｏｕ２はＵＬに対する信号オーバーヘッドに割当てられるスロット数を示す。先ず、Ｎｏｄ１はＭＢＳに割当てられるスロット数を意味し、前記ＭＢＳは使用者の数と関係なく常にＤＬフレームに固定的に一定の大きさの無線資源（ａｉｒ ｒｅｓｏｕｒｃｅ）（スロット単位で表現）を割当てられる場合がほとんどで、基地局はＭＢＳに割当てる無線資源を容易に計算できる。Ｎｏｄ２は、固定した大きさのプリアンブル（ｐｒｅａｍｂｌｅ）、使用者の数によって変化するＤＬ／ＵＬ  ＭＡＰ、ネットワーク運用に必要なブロードキャスティング（ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ）メッセージ（ＤＣＤ、ＵＣＤ、ＮＢＲ‐ＡＤＶ）などに割当てられるスロット数を意味する。この際、ＰＵＳＣ（Ｐａｒｔｉａｌ Ｕｓａｇｅ ｏｆ ＳｕｂＣａｒｒｉｅｒ）の場合、ＲＦスケジューラ（ｓｃｈｅｄｕｌｅｒ）の具現上の困難によって使用可能なスロットをデータバーストに割当てることのできない場合がほとんどで、このような場合、使用者の数の増加によってＤＬ／ＵＬ  ＭＡＰの大きさが追加的に大きくならない場合もあるため、オーバーヘッドが増加しないと仮定する。Ｎｏｄ３は、スリープ（ｓｌｅｅｐ）或いはアイドル（ｉｄｌｅ）モード使用者に割当てられる無線資源で、代表的にはＴＲＦ‐ＩＮＤ（ＴＲａＦｆｉｃ ＩＮＤｉｃａｔｉｏｎ）とＰＡＧ‐ＡＤＶ（ＰＡＧｉｎｇ−ＡＤＶｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ）によって使用される。Ｎｏｕ１は、ＵＬ制御チャンネルに割当てられるスロットで、Ｎｏｕ２は、その他のシグナリングトラフィック、例えば、帯域幅の割当要求、ＤＳＡ／ＤＳＣ／ＤＳＤ、ＲＯＨＣフィードバック信号、ＡＲＱ  ＡＣＫなどに割当てられるスロットである。
【００４８】
ここで、前記計算された可用帯域幅を利用して基準ＱｏＳクラスを基準に等価的な可用帯域幅を計算すると、下記の式５のようになる。
【００４９】
【数５】
0004917591.tif 000006
【００５０】
ここで、Ｃａは等価的な可用帯域幅を示し、Ｎａは可用帯域幅としてＤＬまたはＵＬに対する可用帯域幅、即ち前記ＮａｄまたはＮａｕを示す。これによって、各ＱｏＳクラス別に互いに異なる可用帯域幅を基準ＱｏＳクラス基準として表現することができる。
【００５１】
一方、前記基地局内のスケジューラはＣＡＣ処理機の要求によって周期的に可用帯域幅を報告し、これのためにＷｉＭＡＸ  ＮＷＧ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｗｏｒｋｉｎｇ Ｇｒｏｕｐ）において定義される可用帯域幅の要求（Spare_Capacity_Req）及び可用帯域幅の応答（Ｓｐａｒｅ＿Ｃａｐａｃｉｔｙ＿Ｒｐｔ）メッセージを活用する。即ち、スケジューラはＲＲＭ（Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ ＭａｎａｇｅｍｅｎＴ）Ｒ４可用帯域幅の要求メッセージのＲＲＭ平均タイム（Ａｖｅｒａｇｉｎｇ Ｔｉｍｅ）の周期ごとに可用帯域幅の応答メッセージの可用無線資源（Ａｖａｉｌａｂｌｅ Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ）ＤＬ／ＵＬ  ＩＥを通じて使用可能な無線資源の量をＣＡＣ処理機に報告する。この際、可用無線資源ＤＬ／ＵＬ  ＩＥは、８ビットで前記使用可能な無線資源の量を０〜１００の間の値を表現するように定義されているために、スケジューラは前記の式４を通じて計算した可用スロット数を全体のスロット数に割った％形態（即ち、Ｐａ＝Ｎａ／Ｎｔ＊１００）で使用可能な無線資源の量を表現する。この際、ＣＡＣ処理機は前記報告された使用可能な無線資源の量と全体スロット（Ｔｏｔａｌ Ｓｌｏｔｓ）ＩＥを通じて報告された全体スロット数を利用して、基準ＱｏＳクラスを基準に等価的な可用帯域幅を計算し、これによって前記の式５は下記の式６のように表現される。
【００５２】
【数６】
0004917591.tif 000007
【００５３】
ここで、Ｃａは等価的な可用帯域幅を示し、Ｎｔは全体スロット数として、ＤＬまたはＵＬに対する全体数、即ちＮｔｄまたはＮｔｕを示し、Ｐａは前記使用可能な無線資源の量を示す。
【００５４】
その後、基地局は、ステップ３１５で前記計算された等価的なＭＡＣ層の要求帯域幅と等価的な可用帯域幅を利用して接続許可可否を決める。即ち、基地局は下記の式７の条件を満足する場合、該呼の接続を許可し、満足しない場合には該呼の接続を拒否する。
【００５５】
【数７】
0004917591.tif 000008
【００５６】
この際、接続を要求する呼の方向によって、即ちＤＬまたはＵＬであるかによって、前記等価的な可用帯域幅Ｃａと等価的なＭＡＣ層の要求帯域幅Ｃｅｑは、ＤＬまたはＵＬに区分して計算される。ここで、Ｋは１より小さい常数値に設定し、該呼のＱｏＳクラスと該呼が新しい呼（ｃａｌｌ）であるか、ハンドオーバー呼であるかの可否によって異なって設定する。即ち、優先順位の高いＱｏＳクラスのＫ値を優先順位の低いＱｏＳクラスのＫ値よりさらに大きく設定することで、接続許可時に優先順位による差別化が可能である。また、ハンドオーバー呼のＫ値を新しい呼のＫ値よりさらに大きく設定することで、ハンドオーバー呼を保護して、呼のドラッピング（ｃａｌｌ ｄｒｏｐｐｉｎｇ）の確立を減少させ、これによって、サービスの品質を向上させることができる。このように、バンドオーバー呼を保護する理由は、新しい呼の接続が拒否される呼のブロッキング（ｃａｌｌ ｂｌｏｃｋｉｎｇ）より、既存の呼がハンドオーバーによって切られる呼のドラッピングに対して使用者がより敏感にサービスの品質低下を感じるためである。
【００５７】
その後、基地局は本発明によるアルゴリズムを終了する。
【００５８】
ここで、ステップ３０３〜ステップ３０９は等価的なＭＡＣ層の要求帯域幅を計算するための一連の過程で、ステップ３１１及びステップ３１３は等価的な可用帯域幅を計算するための一連の過程であり、従って、前記する２つの一連の過程が新規呼の接続許可が要求される際、並列に遂行されることは勿論である。また、ステップ３０５でのパケットヘッダーのオーバーヘッドとステップ３１１での信号オーバーヘッドは、ステップ３０１の接続許可要求のイベント発生とは関係なくオフライン（ｏｆｆ−ｌｉｎｅ）で予め適切に計算されて固定した値を有することができる。また、前記ステップ３１３での等価的な可用帯域幅もやはり、ステップ３０１の接続許可要求のイベント発生と関係なく一定周期に更新される値を有し、前記接続許可要求のイベントが発生すると前記の値が使用できる。
【００５９】
図４は、本発明によるＯＦＤＭＡに基づいて広帯域無線接続システムで使用するフレーム構造を示す図面である。
【００６０】
図４を参照すれば、フレーム４０１は時間（ＯＦＤＭＡシンボル）４０３と周波数（サブチャンネル）４０５の２次元領域に定義され、ＤＬ４０７とＵＬ４０９が時間側面で区分される。ＤＬ４０７はプリアンブル（ｐｒｅａｍｂｌｅ）、ＦＣＨ（Ｆｒａｍｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｈｅａｄｅｒ）、ＤＬ（ｄｏｗｎｌｉｎｋ）‐ＭＡＰ、ＵＬ（ｕｐｌｉｎｋ）‐ＭＡＰ及びＤＬバーストからなり、ＵＬ４０９は、大きく制御（ｃｏｎｔｒｏｌ）チャンネルとＵＬバーストからなる。プリアンブルは端末の初期動機の獲得及びセールの探索に利用され、ＦＣＨはフレームの基本構成を描写する情報を含む。ＤＬ‐ＭＡＰはＤＬバーストの領域を知らせてくれる情報を含み、ＵＬ‐ＭＡＰはＵＬフレームの構造を知らせてくれる情報を含む。また、制御チャンネルはレンジング（Ｒａｎｇｉｎｇ）チャンネル、ＣＱＩＣＨ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ Ｃｈａｎｎｅｌ）、ＡＣＫＣＨ(ＡＣＨ Ｃｈａｎｎｅｌ)及びサウンディング（ｓｏｕｎｄｉｎｇ）チャンネルなどからなることができる。 
【００６１】
フレームを構成する最小資源割当単位はスロット（ｓｌｏｔ）で、スロットは、パーミュテーション（ｐｅｒｍｕｔａｔｉｏｎ）方式によって異なって構成される。ＩＥＥＥ８０２．１６標準規格ではサブチャンネルとＯＦＤＭＡシンボルからなるスロットの構成方式と１つのスロットを構成する副搬送波の数を定義しているが、このような定義によってフレームを構成する全体スロットの数が決まる。バーストはＭＣＳ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｄｉｎｇ Ｓｃｈｅｍｅ）レベルが同一のスロットの集合である。
【００６２】
図５は、本発明の実施例による広帯域無線接続システムにおいての基地局の構成を示すブロック図である。
【００６３】
図示のように、制御部５００、送信モデム５０２、ＲＦ送信部５０４、デュプレクサ５０６、ＲＦ受信部５０８、受信モデム５１０、ＣＡＣ処理機５１２を含んで構成される。
【００６４】
図５を参照すれば、送信モデム５０２はチャンネル符号ブロック、変調符号ブロックなどを含んで構成され、制御部５００からのメッセージをベースバンド変調して出力する。ここで、チャンネル符号ブロックはチャンネルエンコーダ（ｃｈａｎｎｅｌ ｅｎｃｏｄｅｒ）、インターリーバー（ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｒ）、及び変調器（ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）などからなり、変調ブロックは送信データを多数の直交する副搬送波を乗せるためにＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）演算器などからなることができる。これはＯＦＤＭシステムを考慮したもので、ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ−Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）システムの場合、ＩＦＦＴ演算器はコード拡散変調器などに代替可能である。
【００６５】
ＲＦ送信部５０４は、周波数変換器及び増幅器などからなり、送信モデム５０２からのベースバンド信号をＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯域の信号に変換して出力する。デュプレクサ５０６はデュプレクシング方式によってＲＦ送信部５０４からの送信信号をアンテナを通じて送信し、アンテナからの受信信号をＲＦ受信部５０８に提供する。ＲＦ受信部５０８は増幅器及び周波数変換器などからなり、無線チャンネルを通過したＲＦ帯域の信号をベースバンド信号に変換して出力する。
【００６６】
受信モデム５１０は復調ブロック、チャンネル復呼ブロックなどを含んで構成され、ＲＦ受信部５０８からの信号をベースバンド復調して出力する。ここで、復調ブロックは、各副搬送波に乗ったデータを抽出するためのＦＦＴ（Ｆａｓｔ ＦｏｕｒｉｅｒＴｒａｎｓｆｏｒｍ）演算器などからなり、チャンネル復呼ブロックは復調器（ｄｅｍｏｄｕｌａｔｏｒ）、デインターリーバー（ｄｅｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｒ）、及びチャンネルデコーダ（ｃｈａｎｎｅｌ ｄｅｃｏｄｅｒ）などからなることができる。
【００６７】
制御部５００は通信のための全般的な処理及び制御を遂行する。例えば、制御部５００は送信するシグナリングメッセージを生成して送信モデム５０２に提供し、受信モデム５１０からの受信シグナリングメッセージを分析する機能を遂行する。また、制御部５００は送信するデータを生成して送信モデム５０２に提供し、受信モデム５１０からの受信データを決められたプロトコルによって処理する機能を遂行する。また、制御部５００は接続許可要求が感知される場合に、これをＣＡＣ処理機５１２に通報する。
【００６８】
ＣＡＣ処理機５１２はシステムの可用資源を管理し、呼の接続許可要求が感知される場合には現在可用資源を根拠に接続許可可否を決定し、その結果を制御部５００に知らせる。本発明の実施例によってＣＡＣ処理機５１２は、様々なＱｏＳクラスのトラフィック特性を考慮して基準ＱｏＳクラスを基準に、等価的な要求帯域幅と可用帯域幅を計算し、前記計算された等価的な要求帯域幅と可用帯域幅を比較してＣＡＣを遂行する。
【００６９】
ここで、前記呼の接続は、例えば、ＤＳＡ（Ｄｙｎａｍｉｃ ｓｅｒｖｉｃｅ Ａｄｄｉｔｉｏｎ）手順を通じて遂行できる。端末からＤＳＡ要求メッセージが受信される場合、制御部５００はこれを分析してＣＡＣ処理機５１２に通報する。この際、ＣＡＣ処理機５１２はＤＳＡ要求メッセージを利用して要求された呼のＱｏＳクラスを確認して、前記確認されたＱｏＳクラスにより、該サービスフローのＱｏＳパラメーターを利用してアプリケーション層の要求帯域幅を計算する。その後、ＣＡＣ処理機５１２はパケットヘッダーのオーバーヘッドと１スロット当たりの支援帯域幅を計算し、前記計算されたアプリケーション層の要求帯域幅及びパケットヘッダーのオーバーヘッドと１スロット当たりの支援帯域幅を利用して、基準ＱｏＳクラスを基準に等価的なＭＡＣ層の要求帯域幅を計算する。また、ＣＡＣ処理機５１２は信号オーバーヘッドを計算して等価的な可用帯域幅を計算し、前記計算された等価的なＭＡＣ層の要求帯域幅と等価的な可用帯域幅を利用して該呼の接続許可可否を決めた後、その結果を制御部５００に通報する。すると、制御部５００は前記ＣＡＣ結果をもってＤＳＡ応答メッセージを作成して端末に伝送する。
【００７０】
上述のように、本発明の実施例では広帯域無線接続システムで様々なＱｏＳクラスのトラフィック特性を考慮して基準ＱｏＳクラスを基準に等価的な要求帯域幅と可用帯域幅を計算し、前記計算された等価的な要求帯域幅と可用帯域幅を比較してＣＡＣを遂行することにより、ＣＡＣ遂行の際、不必要に接続を制限する或いは過度に接続を許可するという問題が解決できる。また、可用帯域幅はサービスしようとするトラフィックの種類によって変わる、本発明の実施例においてはトラフィックの種類による可用帯域幅をスロット数を利用して容易に推定できる。最後に、ＱｏＳクラスによる接続の優先順位と、ハンドオーバー呼と新しい呼に対する接続の優先順位とを差別化することによって、サービス品質を容易に保護できるメリットがある。
【００７１】
一方、本発明の詳細な説明においては具体的な実施例に関して説明したが、本発明の範囲内で、様々な変形が可能であることは勿論のことである。従って、本発明の範囲は説明された実施例に限定されず、前述の特許請求の範囲のみならず、この特許請求の範囲と均等であることによって決められるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】一般的なＣＡＣ概念を示す図である。
【図２】本発明の実施例によるネットワーク構造を示す図である。
【図３】本発明の実施例による広帯域無線接続システムにおいて、基地局の接続許可制御方法の手順を示す図である。
【図４】本発明によるＯＦＤＭＡに基づく広帯域無線接続システムにおいて使用されるフレーム構造を示す図である。
【図５】本発明の実施例による広帯域無線接続システムにおいての基地局の構成を示すブロック図である。
【図１】
0004917591.tif 000019
【図２】
0004917591.tif 000020
【図３】
0004917591.tif 000021
【図４】
0004917591.tif 000022
【図５】
0004917591.tif 000023