WO2008069094A1

WO2008069094A1 - 通信システム、基地局、端末及び通信方法

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Publication number: WO2008069094A1
Application number: PCT/JP2007/073065
Authority: WO
Inventors: Nobuaki Takamatsu; Hironobu Tanigawa; Yasuhiro Nakamura
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2006-11-29
Filing date: 2007-11-29
Publication date: 2008-06-12
Anticipated expiration: 2009-05-29
Also published as: JP2008141245A

Abstract

　1つの無線リンクを複数のサービスで共有させるマルチサービスにおいて、各サービス毎に送信キューを割り当て、１つの無線リンク内のフローに複数のサービスプライオリティを持たせる。　基地局２と端末３の間を単一の無線リンクで接続し通信を行う通信システム１において、単一の無線リンクを用いて複数の異なる種類の通信を行う通信制御手段２－１を備える。

Description

明細書

通信システム、基地局、端末及び通信方法

技術分野

[0001] 本発明は、通信システム及びこの通信システムにおいて使用される基地局、端末及びその通信方法に関する。

背景技術

[0002] デジタル携帯電話システムや PHSシステムなどの移動体通信システムにおける無線区間の QoS制御は、 OSI参照モデルにおけるデータリンク層（MACレイヤ）において実現されている。なお、 QoS (Quality of Service)とは、ネットワーク上で、通信毎に優先度（サービスプライオリティ）を設定し伝送品質を保証する機能である。

[0003] このような移動体通信システムにおける無線区間で QoS制御を実現しょうとする場合は MACレイヤにダウンリンク（下り回線）のデータが到達したときには IPヘッダが除去されているため IPヘッダの TOSフィールドを利用した制御ができない。

このため、端末からの呼接続の過程でサービスプライオリティのネゴシエーションを実施し、通話路毎に QoS制御を実施している。

[0004] また、次世代の移動体通信システムにおいて、一つのユーザに対し複数のサービスであるマルチサービス（マルチコールとも云う）が導入された場合、異なるサービスプライオリティのサービスが混在することが考えられる。例えば、音声データを IPパケットに変換して送受信する VoIP (Voice Over IP) (例えば、最もサービスプライオリティの高いサービス）と電子メール（e-mail) (例えば、最もサービスプライオリティの低いサービス）が混在するなどの場合が考えられる。

特許文献 1には、移動通信ネットワークと加入者ターミナルとの間で多数の独立した同時コールを管理する方法が示されてレ、る。

特許文献 1 :特表 2005— 525934号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0005] 上記特許文献 1のような従来技術では、 1ユーザに対して 1つの無線リンクしか許容されていないため、異なるサービスプライオリティを混在させることができない、あるいは、混在させることができたとしても単一の無線リンクに複数のサービスプライオリティを持たせることができな!/、と!/、う問題点があった。

[0006] 本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、 1つの無線リンクを複数のサービスで共有させるマルチサービスにおいて、各サービス毎に送信キューを割り当て、 1つの無線リンク内のフローに複数のサービスプライオリティを持たせることができ、通信システム、基地局、端末及びその通信方法を得ることを目的とする。課題を解決するための手段

[0007] 前記課題を解決するために、本発明に係る通信システムは、基地局と端末の間を単一の無線リンクで接続し通信を行う通信システムにおいて、前記単一の無線リンクを用いて複数の異なる種類の通信を行う通信制御手段を備えることを特徴とする（請求項 1)。

これにより、単一の無線リンクを用いて複数の異なる種類の通信を行うことができる

〇

[0008] また、前記種類に応じて、前記種類を特定するサービス識別子を送信する送信手段と、前記サービス識別子を受信する受信手段と、を備え、前記通信制御手段は、受信した前記サービス識別子に応じた前記種類毎に、通信データを格納する送信キユーをそれぞれ割り当てることを特徴とする (請求項 2)。

これにより、サービス識別子に応じた通信の種類毎に通信データを格納する送信キユーがそれぞれ割り当てられ、通信の種類に応じた通信制御を行うことができる。

[0009] また、前記通信制御手段は、前記サービス識別子に応じて、送信キュー毎にデータ送信の頻度が異なるように制御することを特徴とする（請求項 3)。

このように、通信の種類に応じた通信制御を、送信キュー毎にデータ送信の頻度が異なるようにすることにより、通信サービスに応じて、パケットがキューにキューイングされてから、出力されるまでの時間を変えることができ、通信サービス毎に通信データレートを変えることができる。

[0010] また、前記種類は通信アプリケーションであることを特徴とする（請求項 4)。

これにより、種々の通信アプリケーションに対して、上記請求項 1〜3の効果を得ること力 Sできる。

[0011] また、 OFDMA方式によって通信を行い、前記通信制御手段は、前記種類に応じて OFDMA方式における通信チャネルであるサブチャネルを割り当てることを特徴とする（請求項 5)。

これにより、 OFDMA方式における通信システムにおいて、単一の無線リンクを用 V、て複数の異なる種類の通信を行うことができる。

[0012] また、前記通信制御手段は、前記サービス識別子に応じた数の前記サブチャネルを前記送信キュー毎に割り当てることを特徴とする（請求項 6)

これにより、通信サービスに応じた送信キュー毎のデータレートに差をつけることができる。

[0013] また、前記送信手段は、前記サービス識別子の送信を前記サブチャネルで行うことを特徴とする (請求項 7)。

これにより、 OFDMA方式における通信システムにおいて、サービス識別子の送信をサブチャネルに含ませて送信して、単一の無線リンクを用いて複数の異なる種類の通信を行うことができる。

[0014] 本発明に係る基地局は、端末と単一の無線リンクで接続し通信を行う基地局にお V、て、前記単一の無線リンクを用いて複数の異なる種類の通信を行う通信制御手段と、前記種類を特定するサービス識別子を受信する受信手段と、を備え、前記通信制御手段は、前記サービス識別子に応じた前記種類ごとに通信データを格納する送信キューをそれぞれ割り当て、前記サービス識別子に応じて前記送信キュー毎にデータ送信の頻度が異なるように制御することを特徴とする（請求項 8)。

これにより、通信の種類に応じた通信制御を、送信キュー毎にデータ送信の頻度が異なるようにすることにより、通信サービスに応じて、パケットがキューにキューイングされてから、出力されるまでの時間を変えるように制御可能な基地局を得ることができる

[0015] また、 OFDMA方式によって通信を行い、前記通信制御手段は、前記種類に応じて OFDMA方式における通信サブチャネルを割り当てることを特徴とする（請求項 9) これにより、 OFDMA方式の通信を行う基地局において、サービス識別子の送信をサブチャネルに含ませて送信して、単一の無線リンクを用いて複数の異なる種類の通信を行うことができる。

[0016] 本発明に係る端末は、基地局と単一の無線リンクで接続し通信を行う端末にお!/、て、通信の種類に応じて、前記通信の種類を特定するサービス識別子を送信する送信手段を備え、前記送信手段は、前記サービス識別子の送信を OFDMA方式における通信チャネルであるサブチャネルで行うことを特徴とする（請求項 10)。

これにより、 OFDMA方式の通信を行う端末において、サービス識別子の送信をサブチャネルに含ませて送信して、単一の無線リンクを用いて複数の異なる種類の通信を fiうこと力 Sできる。

[0017] 本発明に係る通信方法は、基地局と端末の間を単一の無線リンクで接続し通信を行う通信システムにおいて、前記単一の無線リンクを用いて複数の異なる種類の通信を行う通信方法であって、前記種類に応じて、前記種類を特定するサービス識別子を送信するステップと、前記サービス識別子を受信するステップと、受信した前記サービス識別子に応じた前記種類毎に、通信データを格納する送信キューを割り当てるステップと、を含むことを特徴とする (請求項 11)。

このように、通信の種類に応じた通信制御を、送信キュー毎にデータ送信の頻度が異なるようにすることにより、通信サービスに応じて、パケットがキューにキューイングされてから、出力されるまでの時間を変えることができる。

発明の効果

[0018] 本発明によれば、 1つの無線リンクを複数のサービスで共有させるマルチサービスにおいて、各サービス毎に送信キューを割り当て可能であり、 1つの無泉リンク内のフローに複数のサービスプライオリティを持たせることができる通信方法、基地局、端末及びその通信方法を得ることができる。

図面の簡単な説明

[0019] [図 1]本発明の実施の形態に係る通信方法に用いられる OFDMAのフレーム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通信システムの模式図である。園 3]本発明の実施の形態に係る通信システムにおけるシーケンス図である。

[図 4]本発明の実施の形態に係る通信システムにおける MACフレームの構成を示す図である。

園 5]本発明の実施の形態に係る通信システムにおける、異なる種類の通信アプリケーシヨンに対応するサービスプライオリティに割当てられた重み付けの一例を示す表である。

符号の説明

1 通 1Sシスアム

2 基地局

2- - 1 通信制御手段

2- - 2 送信手段

2- - 3 受信手段

3 端末

3- - 1 送信手段

3- - 2 受信手段

4 ネットワーク

発明を実施するための最良の形態

[0021] まず、本実施の形態に係る通信システムの説明に先立って、本通信システムに用いられる OFDMAのフレーム構成を図 1の説明図を参照して説明する。

[0022] 図 1は、例えば、 PHSシステムで使用されるタイムスロットが 4個（S1〜S4)の場合の OFDMAのフレーム構成であり、縦軸が周波数軸であり、横軸が時間軸である。

[0023] 図 1において、ダウンリンク期間及びアップリンク期間は、共に周波数軸に対して、 2 8個の周波数帯に分割されている。最初の周波数帯のサブチャネルは、コントロールサブチャネルと呼ばれ、制御チャネル（CCH)で使用している。なお、上記の最初の周波数帯は、最も高い周波数帯あるいは最も低い周波数帯のどちらでも良い。また、コントローノレサブチヤネノレは、各周波数帯において、各タイムスロットのどのサブチヤネルを使うかを指示する。

[0024] 図 1の例は、 PHSシステムの例であり、コントロールサブチャネル C1〜C4で指定できる基地局は 4つの基地局である。また、 PHSシステムにおいては、 100ms毎に制御チャネルを間歇送信する。

[0025] そして、残りの 27の周波数帯には、データを送受信するトラフィックサブチャネル T1 〜T108で構成されており、周波数方向に 27個、時間軸方向に 4個で、全部で 108 のサブチャネルで構成されてレ、る。

このトラフィックサブチャネルは、アンカーサブチャネルとェクストラサブチャネルとにより構成されている。

[0026] アンカーサブチャネルとは、どのサブチャネルをどの端末が使用する力、を各端末に通知するために使用したり、再送制御でデータが正しくやりとりできた力、を基地局と端末でネゴシエーションするために使ったりするためのサブチャネルである。

[0027] ェクストラサブチャネルとは、実際に使用するデータを送信するサブチャネルであり、 1つの端末に対して、複数のェクストラサブチャネルを割り当てることができる。この場合、割り当てられたェクストラサブチャネルが多いほど帯域が広がるので高速な通信が可能となる。

[0028] 以下、本発明に係る通信システムの実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。図 2は、本発明の実施の形態に係る通信システムの構成図である。

図 2に示すように、本発明の実施の形態に係る通信システムは、基地局 2と端末 3の間を単一の無線リンクで接続し通信を行う通信システム 1であり、基地局 2はネットヮーク 4に接続されている。

基地局 2は、基地局の通信を制御、単一の無線リンクを用いて複数の異なる種類の通信を行う通信制御手段 2— 1、アンテナに接続されデータや音声を端末に送信する送信手段 2— 2、端末からのデータや音声を受信する受信手段 2— 3を備える。端末 3は、アンテナに接続されデータや音声を基地局に送信する送信手段 2— 2、基地局からのデータや音声を受信する受信手段 2— 3を備える。

[0029] この本実施の形態に係る通信システムについて、端末 2と基地局 3との間の通信手順のシーケンスの例を図 3に示し、これを参照して詳細に説明する。

図 3のシーケンスは、端末 2が音声呼を発信し、音声通信（通話）中に Ε— mailを受信する場合の例である。 [0030] (1)ユーザが端末 3で音声呼発信動作を行ったら、端末 3の送信手段 3— 1は接続先の基地局 2に対してリンクチャネル (LCH)確立要求を送信する。

[0031] (2)リンクチャネル (LCH)確立要求を受信した基地局 2の通信制御手段 2— 1は、キャリアセンスに基づいてアンカーサブチャネル (ASCH)を割当て、送信手段 2— 2により、リンクチャネル (LCH)割当にて端末にアンカーサブチャネル (ASCH)の場所を通知する。

[0032] (3)受信手段 3— 2によりリンクチャネル (LCH)割当を受信した端末 3は、送信手段 3

1により、サービスフロー追加要求を基地局 2に送信する。サービスフロー追加要求には、端末 3が通信しょうとするサービスフローを識別するためのサービス識別子と通信アプリケーションが要求するサービスプライオリティが含まれている。

具体的には、ェクストラサブチャネル（ESCH)を用いてそのペイロード部に要求するサービスをメッセージとして基地局に送信する。このとき、サービス識別子である C Dフィールドの値は（0, 0, 0)である。

[0033] (4)サービスフロー追加要求を受信した基地局 2の通信制御手段 2— 1は、端末 3が要求したサービスフローに対して、当該サービスの種類に対応する通信データを格納する送信キュー（送信キュー 1)を割り当て、当該サービスの種類である音声通信に対応して要求されたサービスプライオリティを満たすように、データ送信の頻度を制御する。

次に、基地局 2の送信手段 2— 2はサービスフロー追加確認を端末に送信し、基地局側でデータのやり取りを行う準備が完了したことを通知する。

[0034] (5)受信手段 3— 2によりサービスフロー追加確認を受信した端末 3は、送信手段 3— 1により無線帯域要求を基地局側に送信する。

[0035] (6)無線帯域要求を受信した基地局 2の通信制御手段 2— 1は、当該サービスに対する無線帯域を確保する。この確保された無線帯域を通知するため、送信手段 2— 2 は MAPによって通信に使用するサブチャネルの位置を端末に通知し、音声通信（通話)を開始する。

このとき、基地局 2、端末 3、双方の送信キューでは当該サービスの種類である音声通信に対応して要求されたサービスプライオリティを満たすように、データ送信の頻度を制御する。

データ受信側は受信したデータに含まれるサービス識別子により、到達したデータが受信されるべき通信アプリケーションを識別する。

[0036] (7)音声通信中のユーザに対して、 e— mailが基地局 2に到着した場合、ページングによりパケット受信を通知する力基地局 2では着信すべきユーザが通信中であることを認識している。

基地局 2が着信すべき端末 3が通信中であると判断した場合、ページングは送信せずに（4)と同様の処理を行う。この場合、通信制御手段 2— 1は、送信キューに割当てるサービスプライオリティとして当該サービスの種類である e— mailのサービスに割り当てられたサービスプライオリティを割り当てる。また (4)で通知するものとは異なる送信キュー（送信キュー 2)を割り当て、当該 e— mailのサービスに対応して要求されたサ一ビスプライオリティを満たすように、データ送信の頻度を制御する。このとき、アンカ一サブチャネルは、サービスプライオリティに応じて、サービス毎のデータ送信に用 V、るェクストラサブチャネルの割り当てを変更する。

[0037] このようにして、基地局 2と端末 3との間を 1つの無線リンクで接続し、その中を異なるサービス識別子を割当てたデータを通し、 1つの無線リンクを複数のサービスフローで共有させることによって、マルチサービスを実現している。

[0038] 次に、通信の種類に応じて、通信の種類を特定するサービス識別子について説明する。図 4は、本実施の形態における MACフレームの構成を示す図である。

本実施の形態に係る通信システムは、 MACヘッダ部にある制御情報とデータを識別するための CDフィールドが 3ビットの領域（Bitl , Bit2, Bit3)に拡張されていることを特徴とする。

[0039] CDフィールドの値（Bitl , Bit2, Bit3)力 θ, 0, 0)の場合は、 MACペイロードの内容は、 MAC制御データであることを示し、他の場合、すなわち（0, 0, 1)〜（； 1 , 1 , 1 )の場合は、この値はユーザが利用しているサービス識別子（S1〜S 7)を示す。

[0040] 次に、異なるサービス識別子を持つサービスフローを単一の無線リンクにて送受信する方法を説明する。図 5は、サービス識別子と異なる種類の通信アプリケーションとサービスプライオリティに割当てられた重み付けの対応関係の一例を示す表である。予め、図 5に示すように、各サービスプライオリティ Priorityl〜Priority5に対して重みづけをしておく。つまり、サービス識別子に応じてサービスプライオリティが決められている。

[0041] 例えば、図 5の表における、 Priority 1のサービス（サービス識別子： S 1)と Priority5 のサービス（サービス識別子： S5)とを単一の無線リンクで使用したマルチサービスを考える。

この例では、データ送信のために確保された無線帯域が両方のサービスの品質を満たすために十分であった場合、サービス S1に必要な帯域を、サービス S1のデータ送信用に確保し残ったものをサービス S5のデータ送信用に割当てる。

[0042] また、データ送信のために確保された無線帯域が両方のサービス品質を満たすために十分でな力た場合、サービス S 1用に確保する帯域とサービス S5用に確保する帯域の比率はそれぞれのプライオリティに割当てられた重みの比となる。この例の場合、 S1と S5の重みの比は 10 : 2となること力、ら、 S 1と S5の帯域割当は、確保された帯域を 10： 2の割合で共有する。

これにより、サービスプライオリティの高いサービスにのみ無線帯域を割当て続けることを避けること力 Sできる。

Claims

請求の範囲

[1] 基地局と端末の間を単一の無線リンクで接続し通信を行う通信システムにおいて、前記単一の無線リンクを用いて複数の異なる種類の通信を行う通信制御手段を備えることを特徴とする通信システム。

[2] 前記種類に応じて、前記種類を特定するサービス識別子を送信する送信手段と、前記サービス識別子を受信する受信手段と、を備え、

前記通信制御手段は、受信した前記サービス識別子に応じた前記種類毎に、通信データを格納する送信キューをそれぞれ割り当てることを特徴とする請求項 1に記載の通信システム。

[3] 前記通信制御手段は、

前記サービス識別子に応じて、送信キュー毎にデータ送信の頻度が異なるように制御することを特徴とする請求項 2に記載の通信システム。

[4] 前記種類は、通信アプリケーションであることを特徴とする請求項 1〜3のいずれかに記載の通信システム。

[5] OFDMA方式によって通信を行い、

前記通信制御手段は、前記種類に応じて OFDMA方式における通信チャネルであるサブチャネルを割り当てることを特徴とする請求項 1〜4の!/、ずれかに記載の通信システム。

[6] 前記通信制御手段は、前記サービス識別子に応じた数の前記サブチャネルを前記送信キュー毎に割り当てることを特徴とする請求項 2〜5のいずれかに記載の通信システム。

[7] 前記送信手段は、前記サービス識別子の送信を前記サブチャネルで行うことを特徴とする請求項 5に記載の通信システム。

[8] 端末と単一の無線リンクで接続し通信を行う基地局において、

前記単一の無線リンクを用いて複数の異なる種類の通信を行う通信制御手段と、前記種類を特定するサービス識別子を受信する受信手段と、を備え、前記通信制御手段は、前記サービス識別子に応じた前記種類ごとに通信データを格納する送信キューをそれぞれ割り当て、前記サービス識別子に応じて前記送信キュー毎にデータ送信の頻度が異なるように制御することを特徴とする基地局。

[9] OFDMA方式によって通信を行い、

前記通信制御手段は、前記種類に応じて OFDMA方式における通信サブチヤネルを割り当てることを特徴とする請求項 8に記載の基地局。

[10] 基地局と単一の無線リンクで接続し通信を行う端末において、

通信の種類に応じて、前記通信の種類を特定するサービス識別子を送信する送信手段を備え、

前記送信手段は、前記サービス識別子の送信を OFDMA方式における通信チヤネルであるサブチャネルで行うことを特徴とする端末。

[11] 基地局と端末の間を単一の無線リンクで接続し通信を行う通信システムにおいて、前記単一の無線リンクを用いて複数の異なる種類の通信を行う通信方法であって、前記種類に応じて、前記種類を特定するサービス識別子を送信するステップと、前記サービス識別子を受信するステップと、

受信した前記サービス識別子に応じた前記種類毎に、通信データを格納する送信キューを割り当てるステップと、

を含むことを特徴とする通信方法。