(57)【要約】【課題】各ネットワークアプリケーションに必要な条件に応じて、帯域割り当て処理を行うことができる無線基地局装置を提供する。【解決手段】帯域判断部２４６は、全てのスケジューリングタイプについて、現在の使用帯域が最低保証帯域よりも大きいか否かを判断し、そのスケジューリングタイプ情報を、帯域割り当て制御部２５０に対して出力する。優先度判断部２４８は、全てのスケジューリングタイプについて、優先度が新規スケジューリングタイプの優先度よりも低いか否かを判断し、そのスケジューリングタイプ情報を、帯域割り当て制御部２５０に対して出力する。帯域割り当て制御部２５０は、このスケジューリングタイプにおける使用帯域を減少させて、減少させた分だけ、新規スケジューリングタイプの使用帯域を増加させるように処理する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つ以上のネットワークアプリケーションに関する情報を受信して、前記１つ以上のネットワークアプリケーションに対応するスケジューリングタイプに帯域を割り当てる無線基地局であって、
第１のネットワークアプリケーションに関する情報を受信した場合に、使用可能な無線帯域の容量と現在使用されている無線帯域の合計とを比較して、現在使用されている無線帯域の合計が所定の条件であるか否かを判断する帯域比較手段と、
現在使用されている無線帯域の合計が前記所定の条件である場合に、１つ以上の第２のネットワークアプリケーションに対応する１つ以上の第２のスケジューリングタイプにおける使用帯域が、それぞれ、前記第２のスケジューリングタイプの最低保証帯域よりも大きいか否かを判断する帯域判断手段と、
前記１つ以上の第２のスケジューリングタイプの優先度が、それぞれ、前記第１のネットワークアプリケーションに対応する第１のスケジューリングタイプの優先度よりも低いか否かを判断する優先度判断手段と、
前記１つ以上の第２のスケジューリングタイプのうちの第３のスケジューリングタイプにおける使用帯域が前記第１のスケジューリングタイプの最低保証帯域よりも大きく、この第３のスケジューリングタイプの優先度が前記第１のスケジューリングタイプの優先度よりも低い場合に、前記第３のスケジューリングタイプにおける使用帯域を減少させ、前記第１のスケジューリングタイプにおける使用帯域を増加させる帯域割り当て制御手段と
を有する無線基地局装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線基地局装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、新しい無線通信技術として、ＷｉＭＡＸ（Worldwide Interoperability for Microwave Access）が注目されている。
ＷｉＭＡＸは、基地局と端末との間で広帯域な無線通信を行うためのシステムであり、通信規格はＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronic Engineers ）８０２．１６で規定されている。
また、モバイル通信に対応したＩＥＥＥ８０２．１６ｅ規格が２００５年に標準化されている。
また、たとえば、特許文献１は、ワイブロ（Wireless Broadband）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（Quality of Service：サービス品質）処理を、ＭＡＣ（Media Access Control：媒体アクセス制御）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方法を開示する。
【特許文献１】特開２００７−１８９６６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、上述した背景からなされたものであり、各ネットワークアプリケーションに必要な条件に応じて、帯域割り当て処理を行うことができる無線基地局装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明に係る無線基地局装置は、１つ以上のネットワークアプリケーションに関する情報を受信して、前記１つ以上のネットワークアプリケーションに対応するスケジューリングタイプに帯域を割り当てる無線基地局であって、第１のネットワークアプリケーションに関する情報を受信した場合に、使用可能な無線帯域の容量と現在使用されている無線帯域の合計とを比較して、現在使用されている無線帯域の合計が所定の条件であるか否かを判断する帯域比較手段と、現在使用されている無線帯域の合計が前記所定の条件である場合に、１つ以上の第２のネットワークアプリケーションに対応する１つ以上の第２のスケジューリングタイプにおける使用帯域が、それぞれ、前記第２のスケジューリングタイプの最低保証帯域よりも大きいか否かを判断する帯域判断手段と、前記１つ以上の第２のスケジューリングタイプの優先度が、それぞれ、前記第１のネットワークアプリケーションに対応する第１のスケジューリングタイプの優先度よりも低いか否かを判断する優先度判断手段と、前記１つ以上の第２のスケジューリングタイプのうちの第３のスケジューリングタイプにおける使用帯域が前記第１のスケジューリングタイプの最低保証帯域よりも大きく、この第３のスケジューリングタイプの優先度が前記第１のスケジューリングタイプの優先度よりも低い場合に、前記第３のスケジューリングタイプにおける使用帯域を減少させ、前記第１のスケジューリングタイプにおける使用帯域を増加させる帯域割り当て制御手段とを有する。
【発明の効果】
【０００５】
本発明に係る無線受信機によれば、各ネットワークアプリケーションに必要な条件に応じて、帯域割り当て処理を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図１は、無線通信システム１の構成を示す図である。
図１に示すように、無線通信システム１は、端末１０−１〜１０−４、ＡＳＮ（Access Service Network）１６、端末管理装置１２０および外部ネットワーク接続装置１４０とが、ＣＳＮ（Connectivity Service Network）１００を介して接続されている。
ＡＳＮ１６は、ＷｉＭＡＸの低レイヤの機能を提供するためのネットワークであって、ＡＳＮゲートウェイ１８０および基地局２−１，２−２から構成される。
なお、以下、端末１０−１〜１０−４など、複数ある構成部分のいずれかを特定せずに示す場合には、単に端末１０などと略記することがある。
【０００７】
また、以下、端末１０など、無線通信システム１において、情報処理および通信の主体となりうる装置を、ノードと総称することがある。
また、図１においては、端末１０−１〜１０−４は４つとしたが、３つ以下であっても５つ以上であってもよい。
また、図１においては、基地局２−１，２−２は２つとしたが、１つであっても３つ以上であってもよい。
【０００８】
端末１０は、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ規格に準拠した無線通信を行って、基地局２と接続してデータ通信を行う。
基地局２は、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ規格に準拠した無線通信を行って、複数の端末１０−１〜１０−４と接続してデータ通信を行う。
また、基地局２は、端末１０の状態を管理するための処理を行う。
また、基地局２は、ＡＳＮゲートウェイ１８０と、たとえばＩＥＥＥ８０２．３に準拠した有線ＬＡＮ（Local Area Network）を介して接続されており、ＡＳＮゲートウェイ１８０と必要な情報の通信を行う。
【０００９】
ＡＳＮゲートウェイ１８０は、複数の基地局２−１，２−２の状態を管理するための処理を行う。
また、ＡＳＮゲートウェイ１８０は、ＣＳＮ１００と接続しており、ＣＳＮ１００を介して端末管理装置１２０および外部ネットワーク接続装置１４０と必要な情報の通信を行う。
ＣＳＮ１００は、高レイヤの機能や外部網への接続機能を提供するためのネットワークである。
端末管理装置１２０は、端末１０に関する認証処理および課金処理などを行う。
外部ネットワーク接続装置１４０は、インターネットなどの外部ネットワークとの接続処理を行う。
【００１０】
図２は、基地局２のハードウエア構成を例示する図である。
図２に示すように、基地局２は、ＣＰＵ２００、メモリ２０２、コンソールコントローラ２０４、コンソール２０６、ネットワークコントローラＡ２０８、無線インターフェース２１０、ネットワークコントローラＢ２１２、および、有線ＬＡＮインターフェース２１４から構成される。
【００１１】
基地局２において、メモリ２０２は、図３を用いて後述する帯域割り当てプログラム２４０などのプログラム、および、必要なデータを格納する。
ＣＰＵ２００は、メモリ２０２に格納されたプログラムを実行して、基地局２の構成部分全体の制御を行う。
コンソール２０６は、管理者が基地局２を操作するための入出力装置であって、たとえば、キーボードおよび表示装置などを含む。
コンソールコントローラ２０４は、コンソール２０６を制御するための処理を行う。
【００１２】
無線インターフェース２１０は、端末１０との無線通信において、端末１０と情報を通信するために必要な処理を行う。
ネットワークコントローラＡ２０８は、無線インターフェース２１０を制御するための処理を行う。
有線ＬＡＮインターフェース２１４は、ＡＳＮゲートウェイ１８０との通信において、ＡＳＮゲートウェイ１８０と情報を通信するために必要な処理を行う。
ネットワークコントローラＢ２１２は、有線ＬＡＮインターフェース２１４を制御するための処理を行う。
【００１３】
図３は、基地局２において動作する帯域割り当てプログラム２４０の構成を示す図である。
図３に示すように、帯域割り当てプログラム２４０は、ネットワークアプリケーション受付部２４２、帯域比較部２４４、帯域判断部２４６、優先度判断部２４８、帯域割り当て制御部２５０およびサービス品質管理部２５２から構成される。
帯域割り当てプログラム２４０において、ネットワークアプリケーション受付部２４２は、帯域の割り当てを要求するノード（端末１０またはＡＳＮゲートウェイ１８０）から、このノードが通信において使用を要求するネットワークアプリケーションに関する情報を受信して、このネットワークアプリケーションの受付処理を行う。
【００１４】
ここで、ネットワークアプリケーションとは、ネットワークを介した通信において、具体的な通信サービスを提供するためのアプリケーションであって、ＶｏＩＰ（Voice over Internet Protocol）、ＦＴＰ（File Transfer Protocol）、ＨＴＴＰ（Hypertext Transfer Protocol）等を含む。
また、ネットワークアプリケーション受付部２４２は、受信したネットワークアプリケーションに関する情報を、帯域比較部２４４に対して出力する。
なお、以後、帯域割り当てプログラム２４０の処理の対象となるネットワークアプリケーションを「新規ネットワークアプリケーション」と称し、この新規ネットワークアプリケーションを受け付けたときに既に処理されていたネットワークアプリケーションを「既存ネットワークアプリケーション」と称することがある。
【００１５】
サービス品質管理部２５２は、基地局２における通信のＱｏＳの状態を管理する。
サービス品質管理部２５２は、基地局２が受け付けたネットワークアプリケーションそれぞれに対応するスケジューリングタイプと、各スケジューリングタイプにおける現在の使用帯域と、各スケジューリングタイプの最低保証帯域と、各スケジューリングタイプの優先度とを管理する。
ここで、スケジューリングタイプとは、各ネットワークアプリケーションを使用した通信において必要とされる品質を示す種別であり、ＵＧＳ（Unsolicited Grant Service）およびＢＥ（Best Effort）等を含む。
たとえば、前述したネットワークアプリケーションのうち、ＨＴＴＰにはＢＥが対応づけられ、ＶｏＩＰにはＵＧＳが対応づけられる。
さらに、サービス品質管理部２５２は、基地局２の使用可能な無線帯域の容量（無線帯域容量）を管理する。
【００１６】
帯域比較部２４４は、ネットワークアプリケーション受付部２４２から新規ネットワークアプリケーションに関する情報を受け入れると、サービス品質管理部２５２から、無線帯域容量と、全てのスケジューリングタイプにおける現在の使用帯域とを取得する。
また、帯域比較部２４４は、取得した無線帯域容量と、全てのスケジューリングタイプにおいて現在使用されている無線帯域の合計とを比較して、現在使用されている無線帯域の合計が所定の条件であるか否かを判断する。
なお、ここでいう「所定の条件」とは、「現在使用されている無線帯域の合計が無線帯域容量と等しい」という条件であってもよいし、「現在使用されている無線帯域の合計と無線帯域容量との差は所定値以下である」という条件であってもよい。
【００１７】
帯域比較部２４４は、現在使用されている無線帯域の合計が所定の条件である場合、受け入れた新規ネットワークアプリケーションに関する情報を、帯域判断部２４６および優先度判断部２４８に対して出力する。
また、帯域比較部２４４は、現在使用されている無線帯域の合計が所定の条件でない場合、受け入れた新規ネットワークアプリケーションに関する情報を、帯域割り当て制御部２５０に対して出力する。
帯域割り当て制御部２５０は、帯域比較部２４４から新規ネットワークアプリケーションに関する情報を受け入れると、受け入れた新規ネットワークアプリケーションに対応するスケジューリングタイプに対して、必要な帯域を割り当てるための処理を行う。
【００１８】
帯域判断部２４６は、帯域比較部２４４から新規ネットワークアプリケーションに関する情報を受け入れると、サービス品質管理部２５２から、全てのスケジューリングタイプにおける現在の使用帯域と、各スケジューリングタイプの最低保証帯域とを取得する。
また、帯域判断部２４６は、全てのスケジューリングタイプについて、現在の使用帯域が最低保証帯域よりも大きいか否かを判断する。
帯域判断部２４６は、全てのスケジューリングタイプのうち、現在の使用帯域が最低保証帯域よりも大きいスケジューリングタイプが存在する場合、そのスケジューリングタイプに関する情報（スケジューリングタイプ情報）を、帯域割り当て制御部２５０に対して出力する。
また、帯域判断部２４６は、現在の使用帯域が最低保証帯域よりも大きいスケジューリングタイプが存在しない（つまり現在の使用帯域と最低保証帯域とが等しい）場合、該当するスケジューリングタイプが存在しないことを示す情報を、帯域割り当て制御部２５０に対して出力する。
【００１９】
優先度判断部２４８は、帯域比較部２４４から新規ネットワークアプリケーションに関する情報を受け入れると、サービス品質管理部２５２から、全てのスケジューリングタイプにおける優先度を示す情報を取得する。
また、優先度判断部２４８は、全てのスケジューリングタイプについて、優先度が新規ネットワークアプリケーションに対応するスケジューリングタイプ（新規スケジューリングタイプ）の優先度よりも低いか否かを判断する。
優先度判断部２４８は、全てのスケジューリングタイプのうち、優先度が新規スケジューリングタイプの優先度よりも低いスケジューリングタイプが存在する場合、そのスケジューリングタイプ情報を、帯域割り当て制御部２５０に対して出力する。
また、優先度判断部２４８は、全てのスケジューリングタイプのうち、優先度が新規スケジューリングタイプの優先度よりも低いスケジューリングタイプが存在しない場合、該当するスケジューリングタイプが存在しないことを示す情報を、帯域割り当て制御部２５０に対して出力する。
【００２０】
帯域割り当て制御部２５０は、帯域判断部２４６および優先度判断部２４８から、スケジューリングタイプ情報、または該当するスケジューリングタイプが存在しないことを示す情報を受け入れる。
また、帯域割り当て制御部２５０は、帯域判断部２４６および優先度判断部２４８からの情報を比較して、両方に含まれるスケジューリングタイプ情報があるか否かを判断する。
帯域割り当て制御部２５０は、両方に含まれるスケジューリングタイプ情報がある場合、このスケジューリングタイプ情報に対応するスケジューリングタイプにおける使用帯域を所定の条件に基づいて減少させて、減少させた分だけ、新規スケジューリングタイプの使用帯域を増加させるように処理する。
なお、帯域割り当て制御部２５０においてスケジューリングタイプにおける使用帯域を減少させる場合に、このスケジューリングタイプの最低保証帯域まで減少させるようにしてもよい。
【００２１】
帯域割り当て制御部２５０は、両方に含まれるスケジューリングタイプ情報がない場合、新規ネットワークアプリケーションに対する帯域の割り当てを拒否するように処理する。
また、帯域割り当て制御部２５０は、処理した内容を示す情報を、サービス品質管理部２５２に対して出力する。
サービス品質管理部２５２は、帯域割り当て制御部２５０からの情報に基づいて、基地局２における通信のＱｏＳの状態に関する情報を更新する。
【００２２】
図４は、スケジューリングタイプと各スケジューリングタイプに対応する情報との関係を例示する図であり、（Ａ）は、スケジューリングタイプ、対応するネットワークアプリケーションの例、最低保証帯域、および使用帯域を例示し、（Ｂ）は、優先度とその優先度を対応づけられているスケジューリングタイプを例示する。
図４（Ａ）に示すように、本実施例におけるスケジューリングタイプは、たとえば、ＵＧＳ、ＲＴ−ＶＲ（Realtime Variable Rate）、ＮＲＴ−ＶＲ（Non-Realtime Variable Rate）、ＥＲＴ−ＶＲ（Extended Realtime Variable Rate）、ＢＥが定義されている。
【００２３】
ここで、ＵＧＳ、ＲＴ−ＶＲおよびＥＲＴ−ＶＲについては、リアルタイム系アプリケーションを対象とするため、図４（Ｂ）に示すように、優先度が高く設定されており、ＮＲＴ−ＶＲおよびＢＥについては、ノンリアルタイム系アプリケーションを対象とするため、優先度が低く設定されている。
また、たとえば、図４（Ａ）に示すように、ＵＧＳおよびＥＲＴ−ＶＲは、ネットワークアプリケーションとしてＶｏＩＰを対象とし、ＲＴ−ＶＲは画像等を再生するためのストリーミングを対象とし、ＮＲＴ−ＶＲはＦＴＰを対象とし、ＢＥは電子メールまたはＨＴＴＰを対象とする。
また、図４（Ａ）においては、ＢＥにおける使用帯域は、最低保証帯域と一致しており、したがって、ＢＥにおける使用帯域をこれ以上減少させることはできない。
【００２４】
図５は、図４に示した各スケジューリングタイプにおける使用帯域と最低保証帯域との関係を例示する図であり、（Ａ）は、帯域割り当てプログラム２４０において新規ネットワークアプリケーションを受け付ける前の状態を例示し、（Ｂ）は、新規ネットワークアプリケーションがＲＴ−ＶＲである場合に帯域割り当てプログラム２４０が処理を行った後の状態を例示する。
図４および図５の例においては、基地局２の無線帯域容量が１０Ｍｂｐｓである場合、使用帯域の合計は１０Ｍｂｐｓであるので、帯域割り当てプログラム２４０の帯域判断部２４６および優先度判断部２４８が上述した処理を行う。
【００２５】
図４および図５の例においては、使用帯域が最低保証帯域よりも大きいスケジューリングタイプは、ＵＧＳ、ＲＴ−ＶＲ、、ＥＲＴ−ＶＲであるので、帯域判断部２４６によって、これらのスケジューリングタイプが特定される。
また、図４の例においては、ＲＴ−ＶＲよりも優先度が低いスケジューリングタイプは、ＮＲＴ−ＶＲおよびＢＥであるので、優先度判断部２４８によって、これらのスケジューリングタイプが特定される。
したがって、図４の例においては、帯域判断部２４６および優先度判断部２４８の両方が特定したスケジューリングタイプはＮＲＴ−ＶＲであるので、帯域割り当て制御部２５０は、ＮＲＴ−ＶＲにおける使用帯域を最低保証帯域である１．５Ｍｂｐｓまで減少させ、新規スケジューリングタイプであるＲＴ−ＶＲにおける使用帯域を、ＮＲＴ−ＶＲで減少させた１．０Ｍｂｐｓだけ増加させる。
【００２６】
図６は、ＡＳＮゲートウェイ１８０から端末１０にデータを通信する際の処理（Ｓ１０）を示すシーケンス図である。
図６に示すように、ステップ１００（Ｓ１００）において、ＡＳＮゲートウェイ１８０は、基地局２に対してＲＲ（Resource Reservation：資源予約）リクエストメッセージを送信する。
このＲＲリクエストメッセージは、基地局２が新規アプリケーションを受け付けて帯域割り当て制御を行うために必要な情報を含み、少なくとも、スケジューリングタイプおよび最低保証帯域を示す情報を含む。
【００２７】
ステップ１０２（Ｓ１０２）において、基地局２は、ＲＲリクエストメッセージに含まれる情報に基づいて、上述した帯域割り当て処理を実行する。
ステップ１０４（Ｓ１０４）において、基地局２は、新規アプリケーションに対して帯域割り当て処理を行った場合、ＤＳＡ（Dynamic Service Addition：動的サービス追加）リクエストメッセージを送信する。
このＤＳＡリクエストメッセージは、ＲＲリクエストメッセージと同様に、スケジューリングタイプおよび最低保証帯域を示す情報を含む。
なお、基地局２は、新規アプリケーションに対して帯域割り当て処理を行わなかった場合には、その旨を示す信号をＡＳＮゲートウェイ１８０に対して送信する。
【００２８】
ステップ１０６（Ｓ１０６）において、端末１０４は、ＤＳＡリクエストメッセージに含まれる情報に基づいて、サービスフローの確立処理を行い、ＤＳＡレスポンスメッセージを基地局２に対して送信する。
ステップ１０８（Ｓ１０８）において、基地局２は、ＲＲレスポンスメッセージをＡＳＮゲートウェイ１８０に対して送信する。
ステップ１１０（Ｓ１１０）において、ＡＳＮゲートウェイ１８０は、端末１０に伝送するための通信データを基地局２に対して送信する。
ステップ１１２（Ｓ１１２）において、基地局２は、ＡＳＮゲートウェイ１８０からの通信データを端末１０に対して送信する。
【００２９】
なお、図６の各ステップの順序は、設計条件に合わせて、適宜、変更されうる。
また、図３を用いて説明した帯域割り当て処理は、本実施例においては、メモリ２０２に格納された帯域割り当てプログラム２４０によって実現されるとしたが、帯域割り当てプログラム２４０の機能を有するハードウエアによって構成される装置によって実現されるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】無線通信システムの構成を示す図である。
【図２】基地局のハードウエア構成を例示する図である。
【図３】基地局において動作する帯域割り当てプログラムの構成を示す図である。
【図４】スケジューリングタイプと各スケジューリングタイプに対応する情報との関係を例示する図である。
【図５】図４に示した各スケジューリングタイプにおける使用帯域と最低保証帯域との関係を例示する図である。
【図６】ＡＳＮゲートウェイから端末にデータを通信する際の処理を示すシーケンス図である。
【符号の説明】
【００３１】
１・・・無線通信システム，
１０−１〜１０−４・・・端末，
１６・・・ＡＳＮ，
１８０・・・ＡＳＮゲートウェイ，
２−１，２−２・・・基地局，
２００・・・ＣＰＵ，
２０２・・・メモリ，
２０４・・・コンソールコントローラ，
２０６・・・コンソール，
２０８・・・ネットワークコントローラＡ，
２１０・・・無線インターフェース，
２１２・・・ネットワークコントローラＢ，
２１４・・・有線ＬＡＮインターフェース，
２４０・・・帯域割り当てプログラム，
２４２・・・ネットワークアプリケーション受付部，
２４４・・・帯域比較部，
２４６・・・帯域判断部，
２４８・・・優先度判断部，
２５０・・・帯域割り当て制御部，
２５２・・・サービス品質管理部，
１００・・・ＣＳＮ，
１２０・・・端末管理装置，
１４０・・・外部ネットワーク接続装置，
【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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