無線通信システム及びゲートウェイ装置
【課題】無線区間の帯域情報を考慮して各移動局の最大帯域を割り当てる。
【解決手段】基地局４〜端末６間および基地局４〜ゲートウェイ２間の各端末単位または端末かつサービス単位の最大帯域を、各端末６の受信強度などの無線区間の帯域情報に基づいてゲートウェイ２が割り当てる。また、基地局４〜端末６間および基地局４〜ゲートウェイ２間の各端末６の端末単位または端末かつサービス単位の最大帯域に対して、基地局４単位または基地局４かつサービス単位の最大帯域の総量を、各基地局４の送信待ちパケットバッファ量などの無線区間の帯域情報に基づいてゲートウェイ２が設定する。
【解決手段】基地局４〜端末６間および基地局４〜ゲートウェイ２間の各端末単位または端末かつサービス単位の最大帯域を、各端末６の受信強度などの無線区間の帯域情報に基づいてゲートウェイ２が割り当てる。また、基地局４〜端末６間および基地局４〜ゲートウェイ２間の各端末６の端末単位または端末かつサービス単位の最大帯域に対して、基地局４単位または基地局４かつサービス単位の最大帯域の総量を、各基地局４の送信待ちパケットバッファ量などの無線区間の帯域情報に基づいてゲートウェイ２が設定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線端末毎に帯域を割り当てる無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
移動体無線通信のさらなる高速化、高品質化を実現する方式として、近年、第３．９世代移動通信システムの研究、標準化活動が進められている。第３．９世代移動通信システムの一つであるＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）では、帯域保証を行わないベストエフォートのサービスに対する最大帯域を設定するためのパラメータとして、非特許文献１ではユーザかつサービス単位にＡＰＮ−ＡＭＢＲが規定されている。ＡＰＮ−ＡＭＢＲ（Ａｃｃｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ Ｎａｍｅ−Ａｇｇｒｅｇａｔｅ Ｍａｘｉｍｕｍ Ｂｉｔ Ｒａｔｅ）に基づく最大帯域制御は、下り方向はゲートウェイで、上り方向は移動局およびゲートウェイで行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２１７８１５号公報（特願２００１−７３１３号）
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】３ＧＰＰ ＴＳ２３．４０１ Ｖ９．１．０、（２００９−６）、Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、ＡＰＮ−ＡＭＢＲのような移動通信システムの最大帯域の値は、各サービスのポリシーに基づいて設定されており、無線区間の帯域情報をゲートウェイに通知して、最大帯域の設定に使用することは規定されていない。したがって、受信強度が低い移動局にも、受信強度が高い移動局と同様の最大帯域が設定される。
一方、基地局において、移動局の受信強度などの無線区間の帯域情報を考慮して、各移動局のタイムスロットを割り当てる方式が、特許文献１などに示されている。しかし、非特許文献１にも示された図１７のプロトコルスタック（詳細は非特許文献１参照）に示すように、無線区間のタイムスロット割り当てを行うプロトコルレイヤ１７０１と、ゲートウェイで最大帯域を設定するプロトコルレイヤ１７０２は異なるため、無線区間の帯域情報をゲートウェイに通知する方式は考慮されていない。
無線区間の帯域情報を考慮しないゲートウェイにおける各移動局の最大帯域割り当てでは、受信強度が低い移動局の場合、下りパケットがゲートウェイから基地局へは通知されるが、基地局から移動局へは通知できない場合があるため、基地局でパケットバッファのあふれによるパケット破棄が発生するおそれが高い。これにより、ゲートウェイが課金した送信バイト数と、実際に移動局が受信したバイト数とに差が生まれ、誤課金（課金超過）が発生する場合があり、誤課金を回避する構成が必要である。
また、無線区間の帯域情報を考慮しないゲートウェイにおける各移動局の最大帯域割り当てでは、ゲートウェイから基地局へパケットを送信できても、基地局から移動局へは送信できないパケットが発生し、ゲートウェイ〜基地局区間のリソースの利用効率が低くなり、輻輳が発生する可能性が高くなる。
また、無線区間の帯域情報を考慮しないゲートウェイにおける各移動局の最大帯域割り当てでは、ゲートウェイから通知された各移動局の上り方向の最大帯域にしたがって、受信強度の低い移動局も過剰な帯域要求をするおそれがあり、無線区間のリソースの利用効率が低下する場合がある。
【０００６】
また、これまでの技術では、無線区間のリソース割り当ては、基地局のポリシーに基づくスケジューリングで行われてきたため、基地局のスケジュール割り当ての方針が必ずしもサービスのポリシーにそぐわないおそれがある。例えば、ゲートウェイではサービスのポリシーに基づいて優先度の高い端末により多くの帯域を割り当てたいが、優先度の高い端末の受信強度が低い場合、基地局のスケジューラでは、基地局のポリシーに基づいてセルのスループットを上げるために優先度の高い端末のパケットを犠牲にすることが発生しうる。逆に、ゲートウェイではサービスのポリシーに基づいて優先度の高い端末により多くの帯域を割り当てるより、セルのスループットを優先したいが、優先度の高い端末の受信強度が低い場合、基地局のスケジューラでは、基地局のポリシーに基づいてセルのスループットを犠牲にしても優先度の高い端末のパケットに多くのリソースを割り当てることが発生しうる。特に、複数ベンダの基地局と接続するゲートウェイの場合、各基地局のリソース割り当てのポリシーが異なる可能性があり、各基地局がそれぞれのポリシーでスケジューリングするため、基地局のスケジュール割り当ての方針がサービスのポリシーにそぐわない可能性は高くなる。
本発明は、以上の点に鑑み、無線通信システムにおいて、ゲートウェイがある基地局のセル内の各移動局に最大帯域を割り当てる場合、該基地局と移動局との無線区間の帯域情報に基づいて、該基地局に属する各移動局に最大帯域を割り当てることを目的とする。また、本発明は、ゲートウェイの割り当てる各端末の最大帯域と、該基地局と該基地局に属する端末との無線区間の帯域との齟齬を避けることを目的のひとつとする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の無線通信システムは、基地局（ＢＳ）と移動局（ＭＳ）との間および基地局とゲートウェイ（ＢＣＧＷ）との間の通信における各端末のユーザ単位あるいはユーザかつサービス単位の最大帯域を、端末と経由する基地局との無線区間の帯域情報に基づいて設定する最大帯域割り当て機能を有することを特徴のひとつとする。また、本発明の無線通信システムは、基地局と移動局との間および基地局とゲートウェイとの間の通信における各端末のユーザ単位あるいはユーザかつサービス単位の最大帯域を設定するもので、端末と経由する基地局との無線区間の帯域情報に基づいて、該基地局に属する全端末に割り当てる最大帯域の合計量を設定し、該合計量に基づく最大帯域割り当て機能を有することを特徴のひとつとする。
例えば、本無線通信システムでは、ゲートウェイが基地局や端末から収集した無線区間の帯域情報に基づいて、所定の基地局に属する各端末に割り当てる基地局〜端末間および基地局〜ゲートウェイ間の最大帯域設定する。また、例えばゲートウェイが基地局や端末から収集した無線区間の帯域情報に基づいて、所定のサービスに接続する各端末に割り当てる基地局〜端末間および基地局〜ゲートウェイ間の最大帯域を設定してもよい。例えばゲートウェイが、基地局や端末から収集した無線区間の帯域情報に基づいて、所定の基地局に属する端末のうち、特定のサービスに接続する各端末に割り当てる基地局〜端末間および基地局〜ゲートウェイ間の最大帯域を設定してもよい。
【０００８】
また、本無線通信システムでは、例えばゲートウェイが、基地局や端末から収集した無線区間の帯域情報に基づいて所定の基地局に属する端末に割り当てる最大帯域の総量を設定する。なお、ゲートウェイが、基地局や端末から収集した無線区間の帯域情報に基づいて所定の基地局に属する端末のうち、特定のサービスに接続する全端末に割り当てる最大帯域の総量を設定してもよい。
ゲートウェイが、例えば、上述の方式で求めた、所定の基地局に属する端末に割り当てる最大帯域の総量に基づいて、上述の方式のように該基地局に属する各端末に割り当てる基地局〜端末間および基地局〜ゲートウェイ間の最大帯域を設定してもよい。また、ゲートウェイが、上述の方式で求めた、所定の基地局に属する端末のうち、特定のサービスに接続する全端末に割り当てる最大帯域の総量に基づいて、上述の方式のように、該基地局に属する端末のうち、該サービスに接続する各端末に割り当てる基地局〜端末間および基地局〜ゲートウェイ間の最大帯域を設定してもよい。
上述の無線区間の帯域情報として、例えば端末の受信強度またはその指標（ＣＱＩ：Ｃｈａｎｎｅｌ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）を用いることができる。また、上述の無線区間の帯域情報として、基地局の送信待ちパケットバッファ量を用いてもよい。
基地局は、上述の無線区間の帯域情報をゲートウェイに通知する。また、上述の無線区間の帯域情報を基地局から取得し、ゲートウェイに通知する統計項目取得サーバを用いてもよい。
【０００９】
本発明の第１の解決手段によると、
無線端末と無線で通信するひとつ又は複数の基地局と、前記無線端末に割り当てられる最大帯域に従い前記基地局を介して該無線端末にパケットを送信するゲートウェイ装置とを備えた無線通信システムにおいて、
前記ゲートウェイ装置は、
予め設定された、所定の基地局又はサービスに属する無線端末に割り当てる最大帯域の総量と、前記基地局又は前記無線端末から収集された該基地局と該無線端末間の無線区間の第１の帯域情報とに基づいて、各無線端末に、基地局と無線端末間及び基地局とゲートウェイ装置間の最大帯域を割り当てる、又は、
前記基地局又は前記無線端末から収集された該基地局と該無線端末間の無線区間の第２の帯域情報に基づいて、所定の基地局又はサービスに属する無線端末に割り当てる最大帯域の総量を基地局毎又はサービス毎に設定し、設定された最大帯域の総量に基づいて、該基地局に属する各無線端末に基地局と無線端末間及び基地局とゲートウェイ装置間の最大帯域割り当てる前記無線通信システムが提供される。
【００１０】
本発明の第２の解決手段によると、
無線端末と無線で通信するひとつ又は複数の基地局と、前記無線端末に割り当てられる最大帯域に従い前記基地局を介して該無線端末にパケットを送信するゲートウェイ装置とを備えた無線通信システムにおける前記ゲートウェイ装置であって、
前記基地局と通信するためのインタフェースと、
各無線端末に、基地局と無線端末間及び基地局とゲートウェイ装置間の最大帯域を割り当てる処理部と
を備え、
前記処理部は、
予め設定された、所定の基地局又はサービスに属する無線端末に割り当てる最大帯域の総量と、前記基地局又は前記無線端末から収集された該基地局と該無線端末間の無線区間の第１の帯域情報とに基づいて、各無線端末に、基地局と無線端末間及び基地局とゲートウェイ装置間の最大帯域を割り当てる、又は、
前記基地局又は前記無線端末から収集された該基地局と該無線端末間の無線区間の第２の帯域情報に基づいて、所定の基地局又はサービスに属する無線端末に割り当てる最大帯域の総量を基地局毎又はサービス毎に設定し、設定された最大帯域の総量に基づいて、該基地局に属する各無線端末に基地局と無線端末間及び基地局とゲートウェイ装置間の最大帯域割り当てる前記ゲートウェイ装置が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、無線通信システムにおいて、ゲートウェイがある基地局のセル内の各移動局に最大帯域を割り当てる場合、該基地局と移動局との無線区間の帯域情報に基づいて、該基地局に属する各移動局に最大帯域を割り当てることができる。また、本発明によると、ゲートウェイの割り当てる各端末の最大帯域と、該基地局と該基地局に属する端末との無線区間の帯域との齟齬を避けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】ＣＱＩに基づく最大帯域割り当て機能およびＢＳのバッファ量に基づく最大帯域総量設定機能を有する移動体無線通信システムの一例。
【図２】ＣＱＩに基づく最大帯域割り当て機能を有する移動体無線通信システムの一例。
【図３】ゲートウェイのブロック図の一例。
【図４】基地局のブロック図の一例。
【図５】最大帯域割り当て機能を有するゲートウェイが保持するテーブル（ＵＰ別最大帯域比テーブル）の一例。
【図６】最大帯域割り当て機能を有するゲートウェイが保持するテーブル（ＭＳ別最大帯域テーブル）の一例。
【図７】ＣＱＩに基づく最大帯域割り当て機能を有するゲートウェイが保持するテーブル（ＣＱＩ別最大帯域テーブル）の一例。
【図８】ＣＱＩに基づく最大帯域割り当て機能を有する基地局が保持するテーブル（ＭＳ別ＣＱＩテーブル）の一例。
【図９】ゲートウェイにおけるユーザ優先度に基づく最大帯域割り当て機能のフローチャートの一例。
【図１０】ゲートウェイにおけるＣＱＩに基づく最大帯域割り当て機能のフローチャートの一例。
【図１１】ＢＳのバッファ量に基づく最大帯域総量設定機能を有する移動体無線通信システムの一例。
【図１２】最大帯域の総量設定機能を有するゲートウェイが保持するテーブル（ＵＰ別最大帯域比テーブル）の一例。
【図１３】最大帯域の総量設定機能を有するゲートウェイが保持するテーブル（ＭＳ別最大帯域テーブル）の一例。
【図１４】ＢＳのバッファ量に基づく最大帯域総量設定機能を有するゲートウェイが保持するテーブル（最大帯域総量の増減量テーブル）の一例。
【図１５】ＢＳのバッファ量に基づく最大帯域総量設定機能を有する基地局が保持するテーブル（送信待ちパケットバッファ量テーブル）の一例。
【図１６】ゲートウェイにおけるＢＳのバッファ量に基づく最大帯域総量設定機能のフローチャートの一例。
【図１７】移動体無線通信システムのプロトコルスタックの一例。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
１．概要
図１は、ＣＱＩに基づく最大帯域割り当て機能およびＢＳのバッファ量に基づく最大帯域総量設定機能を有する移動体無線通信システムの一例である。このシステムについては第３の実施の形態で詳述するが、まず、図１を参照して各実施の形態の概要を説明する。
本発明の実施の形態のひとつは、移動体無線通信システムにおいて、各無線端末（以下、ＭＳ：Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｔａｔｉｏｎ）６の基地局（以下、ＢＳ：Ｂａｓｅ Ｓｔａｔｉｏｎ）４〜ＭＳ６間およびＢＳ４〜ゲートウェイ装置（なお、本明細書において単にゲートウェイと称することもある。以下、ＢＣＧＷ：Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｇａｔｅｗａｙと記す）２間の最大帯域の割り当てを行うＢＣＧＷ２が、収集したＢＳ４〜ＭＳ６間（無線区間）の帯域情報を基に、各ＭＳ６に割り当てる最大帯域を設定できるシステムを提供する。
ＢＳ４〜ＭＳ６間の帯域情報の一例として、ＭＳ６の受信強度の指標であるＣＱＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）を用いて、各ＭＳ６に割り当てる最大帯域を設定するケースについて、第１の実施の形態で示す。また、無線区間の帯域に応じた他の情報に基づいて各ＭＳ６に割り当てる最大帯域を設定する例を変形例として示す。
【００１４】
また、本発明の他の実施の形態のひとつは、移動体無線通信システムにおいて、各ＭＳ６のＢＳ４〜ＭＳ６間およびＢＳ４〜ＢＣＧＷ２間の最大帯域の割り当てを行うＢＣＧＷ２が、収集したＢＳ４〜ＭＳ６間の帯域情報を基に、あるＢＳ４又はＭＳ６に提供するサービスに属する全ＭＳ６に割り当てる最大帯域の総量を設定できるシステムを提供する。
ＢＳ４〜ＭＳ６間の帯域情報の一例として、ＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量を用い、あるＢＳ４に属する全ＭＳ６に割り当てる最大帯域の総量を設定するケースについて、第２の実施の形態で示す。また、無線区間の帯域に応じた他の情報に基づいて、あるＢＳ４に属する全ＭＳ６に割り当てる最大帯域の総量を設定する例を変形例として示す。
また、本発明の実施の形態のひとつは、移動体無線通信システムにおいて、各ＭＳ６のＢＳ４〜ＭＳ６間およびＢＳ４〜ＢＣＧＷ２間の最大帯域の割り当てを行うＢＣＧＷ２が、収集したＢＳ４〜ＭＳ６間の帯域情報（第２の帯域情報）を基にあるＢＳ４に属する全ＭＳ６に割り当てる最大帯域の総量を設定し、かつ収集したＢＳ４〜ＭＳ６間の帯域情報（第１の帯域情報）を基に各ＭＳ６に割り当てる最大帯域を設定できるシステムを提供する。
ＢＳ４〜ＭＳ６間の帯域情報に基づく最大帯域の総量設定と、ＢＳ４〜ＭＳ６間の帯域情報に基づく最大帯域の割り当てを併せて用いる例として、第１の実施の形態と第２の実施の形態とを組み合わせるケースについて、第３の実施の形態で示す。
なお、各実施の形態のシステムは移動体通信に限らず、無線区間を有する無線通信システムであってもよい。
また、それぞれの実施の形態において、ＢＣＧＷ２が割り当てる最大帯域は、ＭＳ６単位あるいはＭＳ６かつサービス単位のいずれの単位でも設定できる。ＭＳ６かつサービス単位に最大帯域を設定する場合、ＭＳ６が接続するサービス網ごとに独立に最大帯域の制御を行い、同じＭＳ６でも接続するサービス網によって、互いに独立した通信路として扱う。
また、それぞれの実施の形態において、ＢＣＧＷ２がＢＳ４〜ＭＳ６間の帯域情報を取得する場合、ＢＳ４から直接通知されるだけではなく、統計項目取得機能を有する外部装置（統計項目取得サーバ、以下、ＯＡＭ７：Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ Ａｎｄ Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ）を介して取得することも可能である。
また、それぞれの実施の形態において、各ＭＳ６の最大帯域の割り当てを、ＢＳ４〜ＭＳ６間の帯域情報の他にサービスのポリシーに基づくユーザ単位の優先度（以下、ＵＰ：Ｕｓｅr Ｐｒｉｏｒｉｔｙ）などをあわせて考慮して設定してもよい。各ＭＳ６のＵＰや、ＵＰに基づく最大帯域割り当ての重み付けなどを含むポリシー情報は、ＢＣＧＷ２内に事前に設定されているか、ポリシー管理サーバ（以下、ＰＳ３：Ｐｏｌｉｃｙ Ｓｅｒｖｅｒ）から取得するといった方法がある。
【００１５】
２．第１の実施の形態
第１の実施の形態は、ＣＱＩに基づく最大帯域割り当てに関するものであり、各ＭＳ６のＣＱＩに基づくＢＣＧＷ２における該ＭＳ６のＢＳ４〜ＭＳ６間およびＢＳ４〜ＢＣＧＷ２間の最大帯域の割り当ての一例を示す。
本実施の形態では、無線通信システムにおいて、ゲートウェイがある基地局のセル内の各移動局に最大帯域を割り当てる場合、該基地局と移動局との無線区間の帯域情報に基づいて、該基地局に属する各移動局に最大帯域を割り当てることができる。また、本実施の形態では、ゲートウェイの割り当てる各端末の最大帯域と、該基地局と該基地局に属する端末との無線区間の帯域との齟齬を避けることができる。
【００１６】
２−１．システム構成
［本実施の形態の移動体無線通信システムのアーキテクチャの一例］
図２に、本実施の形態の移動体無線通信システムのアーキテクチャの一例を示す。
移動体無線通信システムは、例えば、ゲートウェイ（ＢＣＧＷ２）２と基地局（ＢＳ４）４とを備える。基地局４の無線通信範囲５内にはひとつ以上の端末（ＭＳ６、移動局）６が存在する。移動体無線通信システムは、さらに、統計項目を取得する保守管理装置（ＯＡＭ７）７、ポリシー制御装置（ＰＳ３、ポリシーサーバ）３をさらに備えてもよい。なお、ＯＡＭ７、ＰＳ３は省略されてもよい。
ＢＣＧＷ２は、ＩＰ（ＩＰ：Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）ネットワーク１およびＰＳ３およびＢＳ４およびＯＡＭ７と接続される。ＢＣＧＷ２は、ＢＳ４またはＯＡＭ７から各ＭＳ６のＣＱＩを取得し、各ＭＳ６のＣＱＩに基づく各ＭＳ６のＢＳ４〜ＭＳ６間およびＢＳ４〜ＢＣＧＷ２間の最大帯域の割り当て機能を有する。また、ＢＣＧＷ２は、ＩＰネットワーク１およびＰＳ３およびＢＳ４およびＯＡＭ７と制御信号およびデータの送受信を行う。ＢＣＧＷ２は、決定されるＭＳ６の最大帯域に従い、ＢＳ４を介して所定のサービスに応じたパケットをＭＳ６に送信する。なお、ポリシー情報をＢＣＧＷ２内に事前設定する場合は、ＰＳ３は省略可能である。また、ＢＣＧＷ２がＣＱＩをＢＳ４から直接取得する場合、ＯＡＭ７は省略可能である。
ＰＳ３は、ＢＣＧＷ２と接続され、各ＭＳ６の最大帯域割り当てに用いる各ＭＳ６のＵＰや、ＵＰに基づく最大帯域割り当ての重み付けなどの情報をポリシー情報として管理する、また、ＰＳ３は、ＢＣＧＷ２と制御信号およびデータの送受信を行う。ポリシー情報をＢＣＧＷ２内に事前設定する場合は、ＰＳ３は省略可能である。
【００１７】
ＢＳ４は、ＢＣＧＷ２およびＯＡＭ７と接続され、ＢＣＧＷ２およびＯＡＭ７および自身の無線通信範囲５内にいるＭＳ６と、制御信号およびデータの送受信を行う。例えばＢＳ４は、ＢＳ４−ＭＳ６間の無線区間の帯域情報又は無線区間の帯域情報をＢＣＧＷ２が求める際に使用する情報をＢＣＧＷ２又はＯＡＭ７に通知する。上述のように、ＢＣＧＷ２がＣＱＩをＢＳ４から直接取得する場合、ＯＡＭ７は省略可能である。
ＭＳ６は、無線通信可能なＢＳ４と、制御信号およびデータの送受信を行う。
ＯＡＭ７は、ＢＣＧＷ２およびＢＳ４と接続され、ＢＳ４の統計項目を取得する外部装置である。ＯＡＭ７は、ＢＣＧＷ２およびＢＳ４と制御信号およびデータの送受信を行う。取得する統計項目は予め定めることができる。上述のように、ＢＣＧＷ２がＣＱＩをＢＳ４から直接取得する場合、ＯＡＭ７は省略可能である。
【００１８】
２−２．装置構成
２−２−１．ＢＣＧＷ２
［本実施の形態のＢＣＧＷ２の一例］
図３に、本実施の形態で使用するＢＣＧＷ２の機能ブロック図の一例を示す。
ＢＣＧＷ２は、例えば、ネットワークインタフェース部２１と、ＢＳインタフェース部２２と、ＰＳインタフェース部２３と、ＯＡＭインタフェース部２４と、メモリ部２５と、処理部２６とを有する。
ネットワークインタフェース部２１は、ＩＰネットワーク１とのインタフェースである。ネットワークインタフェース部２１により、ＢＣＧＷ２はＩＰネットワークとＩＰパケットの送受信を行う。
ＢＳインタフェース部２２は、ＢＳ４とのインタフェースである。ＢＳインタフェース部２２により、ＢＣＧＷ２はＢＳ４とＩＰパケットの送受信を行う。本実施の形態では、ＢＣＧＷ２はＢＳインタフェース部２２によってＢＳ４からＣＱＩを受信するか、ＯＡＭインタフェース部２４によってＯＡＭ７からＣＱＩを受信する。
ＰＳインタフェース部２３は、ＰＳ３とのインタフェースである。ＰＳインタフェース部２３により、ＢＣＧＷ２はＰＳ３とＩＰパケットの送受信を行う。本実施の形態では、ＢＣＧＷ２はＰＳインタフェース部２３によってＰＳ３から、例えば各ＭＳ６のユーザ識別子、各ＭＳ６のＵＰ、各サービスにおける最大帯域の総量の初期値、各サービスにおける各ＵＰに対応する最大帯域割り当て比、各ＣＱＩに対応する最大帯域などのポリシーに関する情報等を受信することができる。ポリシーに関する情報がＢＣＧＷ２内に設定されたり、他の適宜のノードからＢＣＧＷ２に通知されたりすることにより、ＰＳ３が省略されるアーキテクチャの場合、ＰＳインタフェース部２３は省略可能である。
ＯＡＭインタフェース部２４は、ＯＡＭ７とのインタフェースである。ＯＡＭインタフェース部２４により、ＢＣＧＷ２はＯＡＭ７とＩＰパケットの送受信を行う。本実施の形態では、ＢＣＧＷ２はＢＳインタフェース部２２によってＢＳ４からＣＱＩを受信するか、ＯＡＭインタフェース部２４によってＯＡＭ７からＣＱＩを受信する。ＣＱＩがＢＳ４から直接ＢＣＧＷ２へ通知される場合、ＯＡＭインタフェース部２４は省略可能である。
メモリ部２５は、送受信するＩＰパケット、接続するＰＳ３のアドレス、接続するＢＳ４のアドレス、接続するＯＡＭ７のアドレス、各ＭＳ６のユーザ識別子などの情報を、必要に応じて記憶・管理する。本実施の形態では、メモリ部２５は、例えば、ＵＰ別最大帯域比テーブルと、ＭＳ別最大帯域テーブルと、ＣＱＩ別最大帯域テーブルとを有し、各ＭＳ６のＵＰ、各サービスにおける最大帯域の総量の初期値、各サービスにおける各ＵＰに対応する最大帯域割り当て比、各ＣＱＩに対応する最大帯域、各サービスにおける現在各ＭＳ６に割り当てられている最大帯域などの情報を管理することができる。なお、各テーブルの詳細は後述する。
処理部２６は、メモリ部２５に保持される情報の管理、ＩＰパケットの構築・解析などのＩＰパケット送受信処理などを行う。また、処理部２６は、各ＭＳ６にＢＳ４とＭＳ６間及びＢＳ４とＢＣＧＷ２間の最大帯域を割り当てる。例えば、本実施の形態では、各サービスにおけるＵＰやＣＱＩに基づく各ＭＳ６の最大帯域値計算などを行う。
【００１９】
［本実施の形態のＢＣＧＷ２のメモリ部が保持する情報の一例］
図５に、本実施の形態のＢＣＧＷ２のメモリ部が保持する情報の一例として、ＵＰ別最大帯域比テーブルを示す。
ＵＰ別最大帯域比テーブルは、例えば、サービス識別子に対応して、最大帯域の総量と、ＵＰ毎の最大帯域比が記憶される。
サービス識別子は、ＢＣＧＷ２が接続するＩＰネットワーク１が提供するサービスの識別子である。最大帯域の総量Ｂは、サービス単位に予め設定され、各ＭＳ６に割り当てられる最大帯域の総量である。最大帯域比Ｒｉは、ＵＰ＝ｉのＭＳ６に割り当てる最大帯域をＵＰごとに比として表した値である。
図６に、本実施の形態のＢＣＧＷ２のメモリ部が保持する情報の一例として、あるサービスに対するＭＳ別最大帯域テーブルを示す。
ＭＳ別最大帯域テーブルは、例えば、ユーザ識別子に対応して、ユーザの優先度（ＵＰ）と最大帯域とが記憶される。ＭＳ別最大帯域テーブルは、サービスごとに有することができる。
ユーザ識別子は、ＭＳ６の識別子である。ＭＳ６を使用するユーザの識別子であってもよい。ＵＰは、各ユーザに割り当てられた優先度の高さを示す値で、例えば値が小さいほど優先度が高いことを示す。最大帯域は、各ユーザ識別子に対応するＭＳ６が、所望のサービスに接続する際に許容される最大帯域を示す。ＢＣＧＷ２の処理部２６の計算によって求めた最大帯域値を保存し、以後最大帯域の再計算時に値が更新される。
【００２０】
図７に、本実施の形態のＢＣＧＷ２のメモリ部が保持する情報の一例として、あるサービスに対するＣＱＩ別最大帯域テーブルを示す。
ＣＱＩ別最大帯域テーブルは、例えば、ＣＱＩと最大帯域が対応して記憶される。
ＣＱＩは、各ＭＳ６の受信強度を示す指標であり、例えば値が小さいほど受信強度が低いことを示す。最大帯域は、各ＣＱＩを有するＭＳ６が、該サービスに接続する際に許容される最大帯域を示す。実際にＢＣＧＷ２が最大帯域制御に使用する最大帯域は、この値とＢＣＧＷ２の処理部２６の計算によって求めた最大帯域値との比較によって決定する。
なお、これらの情報は、例えばＰＳ３から予め受信して記憶されることができる。
【００２１】
２−２−２．ＢＳ４
［本実施の形態のＢＳ４の一例］
図４に、本実施の形態で使用するＢＳ４の機能ブロック図の一例を示す。
ＢＳ４と、例えば、無線インタフェース部４１と、ＢＣＧＷインタフェース部４２と、ＯＡＭインタフェース部４３と、メモリ部４４と、処理部４５と、バッテリー部４６とを有する。
無線インタフェース部４１は、無線インタフェースである。無線インタフェース部４１により、ＢＳ４はＭＳ６とＩＰパケットの送受信を行う。本実施の形態では、ＢＣＧＷ２は無線インタフェース部４１によってＢＳ４からＭＳ６へパイロット信号を送信し、ＭＳ６の応答から該ＭＳ６のＣＱＩを測定する。ＢＣＧＷインタフェース部４２は、ＢＣＧＷ２とのインタフェースである。ＢＣＧＷインタフェース部４２により、ＢＳ４はＢＣＧＷ２とＩＰパケットの送受信を行う。ＯＡＭインタフェース部４３は、ＯＡＭ７とのインタフェースである。ＯＡＭインタフェース部４３により、ＢＳ４はＯＡＭ７とＩＰパケットの送受信を行う。本実施の形態では、ＢＳ４はＢＣＧＷインタフェース部４２によってＢＣＧＷ２へＣＱＩを送信するか、ＯＡＭインタフェース部４３によってＯＡＭ７へＣＱＩを送信する。ＣＱＩがＢＳ４から直接ＢＣＧＷ２へ通知される場合、ＯＡＭインタフェース部４３は省略可能である。
メモリ部４４は、例えば、送受信するＩＰパケット、接続するＢＣＧＷ２のアドレス、接続するＭＳ６のアドレスなどの情報等を記憶、管理する。本実施の形態では、メモリ部４４は、例えばＭＳ別ＣＱＩテーブルを有し、各ＭＳ６のＣＱＩなどの情報を管理する。処理部４５は、メモリ部４４に保持される情報の管理、ＩＰパケットの構築・解析などのＩＰパケット送受信処理などを行う。バッテリー部４６は、ＢＳ４のバッテリーである。ＢＳ４が常に電力供給されている場合は、バッテリー部４６は省略可能である。
【００２２】
［本実施の形態のＢＳ４のメモリ部が保持する情報の一例］
図８に、本実施の形態のＢＳ４のメモリ部が保持する情報の一例として、ＭＳ別ＣＱＩテーブルを示す。
ＭＳ別ＣＱＩテーブルは、例えば、ユーザ識別子に対応してＭＳ６のＣＱＩが記憶される。ユーザ識別子は上述と同様であり、例えばＭＳ６の識別子である。ＣＱＩは、各ＭＳ６の受信強度を示す指標であり、例えば値が小さいほど受信強度が低いことを示す。
【００２３】
２−３．最大帯域の割り当て
［本実施の形態のＣＱＩ取得前のＢＣＧＷ２による最大帯域割り当ての一例］
ＢＣＧＷ２は、ＣＱＩ取得前に各ＭＳ６の最大帯域の初期値をサービスのポリシーに基づいて割り当てることができる。以下、各ＭＳ６の最大帯域の初期値の設定の例をいくつか説明する。なお、これらに限らず、適宜のポリシーに基づいて設定してもよい。
ＢＣＧＷ２は、あるサービスの提供が許容された各ＭＳ６の最大帯域の初期値が、ＢＣＧＷ２に事前設定されている、またはＰＳ３から通知されている場合、その値をサービスの提供が許容された各ＭＳ６の最大帯域の初期値として用いてもよい。
また、ＢＣＧＷ２は、あるサービスに接続する全ＭＳ６の最大帯域の総量の情報がＢＣＧＷ２に事前設定されている、またはＰＳ３、ＢＳ４、ＯＡＭ７から通知されている場合、最大帯域の総量と該サービスに接続するＭＳ６の数を基に、各ＭＳ６の最大帯域の初期値を設定してもよい。
また、ＢＣＧＷ２は、ある基地局に接続する全ＭＳ６の最大帯域の総量の情報がＢＣＧＷ２に事前設定されている、またはＰＳ３、ＢＳ４、ＯＡＭ７から通知されている場合、最大帯域の総量と該基地局に接続するＭＳ６の数を基に、各ＭＳ６の最大帯域の初期値を設定してもよい。
また、ＢＣＧＷ２は、各ＭＳ６のＵＰとともに各ＵＰに対する最大帯域の初期値がＢＣＧＷ２に事前設定されている、またはＰＳ３から通知されている場合、そのＵＰに基づいて、サービスの提供が許容された各ＭＳ６の最大帯域の初期値を、例えばＵＰが高いＭＳ６に、ＵＰが低いＭＳ６よりもより大きな値を設定してもよい。
また、ＢＣＧＷ２は、各ＭＳ６のＵＰとともに各ＵＰに対する最大帯域割り当ての重みづけＲｉおよび該サービスに接続する全ＭＳ６の最大帯域の総量Ｂの情報がＢＣＧＷ２に事前設定されている、またはＰＳ３、ＢＳ４、ＯＡＭ７から通知されている場合、最大帯域の総量と該サービスに接続するＭＳ６のうち、各ＵＰを持つＭＳ６の数を基に、各ＭＳ６の最大帯域の初期値を設定してもよい。
また、ＢＣＧＷ２は、各ＭＳ６のＵＰとともに各ＵＰに対する最大帯域割り当ての重みづけおよび該基地局に接続する全ＭＳ６の最大帯域の総量の情報がＢＣＧＷ２に事前設定されている、またはＰＳ３、ＢＳ４、ＯＡＭ７から通知されている場合、最大帯域の総量と該基地局に接続するＭＳ６のうち、各ＵＰを持つＭＳ６の数を基に、各ＭＳ６の最大帯域の初期値を設定してもよい。
また、ＢＣＧＷ２は、各ＭＳ６のＵＰとともに各ＵＰに対する最大帯域割り当ての重みづけおよび該基地局に接続する全ＭＳ６の最大帯域の総量の情報がＢＣＧＷ２に事前設定されている、またはＰＳ３、ＢＳ４、ＯＡＭ７から通知されている場合、最大帯域の総量と該基地局に接続するＭＳ６のうち、該サービスに接続しているＭＳ６の中で各ＵＰを持つＭＳ６の数を基に、各ＭＳ６の該サービスに対する最大帯域の初期値を設定してもよい。
図９に、最大帯域割り当てにおけるＢＣＧＷ２の処理の一例を示す。上述の、各ＭＳ６のＵＰとともに各ＵＰに対する最大帯域割り当ての重みづけＲｉおよび該サービスに接続する全ＭＳ６の最大帯域の総量Ｂの情報が設定又は通知されている場合の例について、処理の一例を以下説明する。
【００２４】
例えば、ＢＣＧＷ２は、サービスの識別子Ｘ、サービスＸに接続する全ＭＳ６の最大帯域の総量Ｂ、サービスＸにおけるＵＰ＝ｉに対する最大帯域割り当ての重み（比）Ｒｉを含むＵＰ別最大帯域比テーブルと、サービスＸに接続する各ＭＳ６の識別子、サービスＸに接続する各ＭＳ６のＵＰ＝ｉを含むＭＳ別最大帯域テーブルを参照し、各ＭＳ６に割り当てる最大帯域の基準値Ｂ０を求めおよびＵＰ＝ｉを持つＭＳ６の最大帯域をＲｉＢ０に設定する。ＢＣＧＷ２ 図９のＳ２２１で、ＢＣＧＷ２（例えば処理部２６、以下フローチャートの説明において同様）は、ＭＳ別最大帯域テーブルの情報を基に、サービスＸに接続する全ＭＳ６のうちＵＰ＝ｉを持つＭＳ６の数Ｎｉを、各ＵＰについてカウントして求める。
Ｓ２２２で、ＢＣＧＷ２は、カウント結果のＮｉおよびＵＰ別最大帯域比テーブルのＢ、Ｒｉを基に、以下の式に基づいて、各ＭＳ６に割り当てる最大帯域の基準値Ｂ０を設定する。
［式１］
Ｂ０＝Ｂ／ΣＲｉＮｉ
ここで、Σはｉに関する和（全ＵＰに関する和）を表す算術記号である。
Ｓ２２３で、ＢＣＧＷ２は、Ｓ２２２で求めたＢ０を基にＵＰ＝ｉを持つＭＳ６の最大帯域をＲｉＢ０に設定し、ＭＳ別最大帯域テーブルに保存する。保存された最大帯域は、ＢＣＧＷ２における下り方向の最大帯域制御に使用される。また、同様の方式で上り方向の最大帯域を求めて、ＢＣＧＷ２における上り方向の最大帯域制御に使用してもよい。また、同様の方式で求めた上り方向、または下り方向、または上りおよび下り方向の最大帯域をＢＳ４やＭＳ６に通知して、通知した値に基づいてＢＳ４やＭＳ６で最大帯域制御を行ってもよい。最大帯域制御の方式としては、例えば、シェーピングキューを用いたキューイングによるレートシェーピング、最大帯域を超えるパケットを破棄するレートポリシングなどがあるが、これ以外を用いてもよい。
本方式によって設定した最大帯域ＲｉＢ０は、サービスＸに接続する全ＭＳ６の最大帯域の総量＝Ｂを満たし、かつ、各ＵＰを持つＭＳ６に対してサービスＸにおけるＵＰ＝ｉに対する最大帯域割り当ての重み（比）Ｒｉの条件を満たす。
【００２５】
［本実施の形態のＣＱＩに基づく最大帯域割り当てにおけるＢＣＧＷ２の処理の一例］
図１０に、最大帯域割り当てにおけるＢＣＧＷ２の処理の一例を示す。
Ｓ２０１で、ＢＣＧＷ２は、ＢＳ４またはＯＡＭ７から各ＭＳ６のユーザ識別子とＣＱＩを受信する。ＢＳ４は、ＭＳ６にパイロット信号を送信し、その受信強度をＭＳ６から取得することで該ＭＳ６のＣＱＩを測定することができる。ＯＡＭ７は、各ＭＳ６のＣＱＩを統計項目としてＢＳ４から取得してもよい。これにより、ＢＣＧＷ２はＢＳ４またはＯＡＭ７から各ＭＳ６のＣＱＩを取得することができる。ＢＣＧＷ２は、全ＭＳ６のＣＱＩを取得してもよいし、ＣＱＩが予め定められた閾値より低いＭＳ６のＣＱＩのみを取得してもよいし、ＣＱＩが上限閾値より高いＭＳ６および下限閾値より低いＭＳ６のＣＱＩのみを取得してもよい。上限閾値、下限閾値は予め定められることができる。閾値を用いる場合、上記閾値条件に達した全ＭＳ６をＣＱＩ取得対象としてもよいし、上記閾値条件を一定時間以上満たしたＭＳ６をＣＱＩ取得対象にしてもよい。例えば、受信強度が低い場合などが該当する。また、上記閾値条件を満たしてＣＱＩを通知したが上記閾値条件を満たさなくなった全ＭＳ６、または、上記閾値条件を満たしてＣＱＩを通知したが上記閾値条件を満たさない状態が一定時間継続したＭＳ６をＣＱＩ取得対象としてもよい。これらは、例えば、受信強度が一旦低くなったが回復した場合が該当する。また、ある閾値に従って特定のＭＳ６のＣＱＩのみ取得する場合、閾値はＢＳ４に設定してもよいし、ＢＣＧＷ２がＯＡＭ７からＣＱＩを取得する場合はＯＡＭ７に設定してもよいし、ＢＣＧＷ２に設定して通知されたＣＱＩの中から閾値に従って判定してもよい。また、ＢＣＧＷ２がＣＱＩを取得する契機の例として、ＭＳ６の位置登録・エリア変更・ハンドオーバ、タイマによる定期的な通知、上記閾値を用いる場合で例示したＣＱＩ取得対象となったＭＳ６のＣＱＩ取得などが挙げられる。また、上記閾値は、ＢＣＧＷ２がＢＣＧＷ２に事前設定されている値またはＰＳ３から取得した値をＢＳ４またはＯＡＭ７に通知してもよいし、ＢＳ４またはＯＡＭ７に事前設定されていてもよい。また、ＢＣＧＷ２のＣＱＩ取得はＢＳ４単位、またはサービス単位、またはＢＳ４かつサービス単位に独立して行ってもよい。
Ｓ２０２で、ＢＣＧＷ２は、ＣＱＩとＭＳ６に割り当てる最大帯域との対応関係を示すＣＱＩ別最大帯域テーブルを基に、取得した該ＭＳ６のＣＱＩに対応する最大帯域Ｂｒｊを求める。ＣＱＩ別最大帯域テーブルのＣＱＩとＭＳ６に割り当てる最大帯域との対応関係は、ＢＣＧＷ２に事前設定されていてもよいし、ＰＳ３から取得してもよい。また、ＣＱＩ別最大帯域テーブルのテーブルは、ＢＳ４単位、またはサービス単位、またはＢＳ４かつサービス単位に異なるテーブルを設定してもよいし、共通のテーブルを使用してもよい。
【００２６】
Ｓ２０３で、ＢＣＧＷ２は、Ｓ２０２で求めた該ＭＳ６のＣＱＩに対応する最大帯域Ｂｒｊと、現在該ＭＳ６に割り当てている最大帯域とを比較する。なお、ＭＳ６に割り当てている最大帯域は、受信されたユーザ識別子に基づきＭＳ別最大帯域テーブルを参照し、対応する最大帯域を特定することができる。この比較結果と対応するＢＣＧＷ２の動作は、ＣＱＩが下限閾値より低いＭＳ６または上限閾値より高いという条件を満たさなくなったＭＳ６と、上限閾値より高いＭＳ６または下限閾値より低いという条件を満たさなくなったＭＳ６とで逆になる。以下では、前者のケースを例にして説明する。また、閾値条件を満たさなくなったＭＳ６に対して、ＢＣＧＷ２は上記比較を行わず、ＣＱＩに対応する最大帯域を割り当てる前に割り当てられていた最大帯域を、再度割り当てるといった動作も可能である。
Ｓ２０２で求めたＭＳ６のＣＱＩに対応する最大帯域Ｂｒｊより現在該ＭＳ６に割り当てている最大帯域の方が小さい場合（図１０、Ｓ２０３：Ｎｏのルート）、ＢＣＧＷ２は、Ｓ２０４Ｎで該ＭＳ６の最大帯域を変更しないで、Ｓ２０５へ進む。このとき、該ＭＳ６のＣＱＩを通知してきたＢＳ４またはＯＡＭ７に対して、該ＭＳ６の最大帯域を変更しなかったことを通知してもよい。
一方、Ｓ２０２で求めたＭＳ６のＣＱＩに対応する最大帯域Ｂｒｊより現在該ＭＳ６に割り当てている最大帯域の方が大きい場合（図１０、Ｓ２０３：Ｙｅｓのルート）、Ｓ２０４Ｙで、Ｓ２０２で求めたＭＳ６のＣＱＩに対応する最大帯域を該ＭＳ６の最大帯域として設定し、Ｓ２０５へ進む。例えば、ＭＳ別最大帯域テーブルの該当するユーザ識別子に対応する最大帯域を、Ｓ２０２で求めたＭＳ６のＣＱＩに対応する最大帯域に上書きする。ＭＳ６のＣＱＩに対応する最大帯域より、割り当てている最大帯域の方が大きい場合、ＭＳ６〜ＢＳ４間の無線区間の帯域がＢＳ４〜ＢＣＧＷ２間の帯域より小さくなりＢＳ４でバッファあふれが発生する場合がある。本実施の形態では、Ｓ２０４でユーザに割り当てる最大帯域を変更して、ＭＳ６〜ＢＳ４間の帯域とＢＳ４〜ＢＣＧＷ２間の帯域とに差が生じにくいようにしている。
なお、上述のように、上限閾値より高いＭＳ６または下限閾値より低いという条件を満たさなくなったＭＳ６のケース（上述の後者のケース）では、比較結果とＳ２０４Ｙ／Ｓ２０４Ｎの関係が上述のケースと逆になる。例えば、ＭＳ６のＣＱＩに対応する最大帯域Ｂｒｊより現在ＭＳ６に割り当てている最大帯域の方が小さい場合（Ｓ２０３：Ｎ）、ステップＳ２０４Ｙの処理を実行し、ＭＳ６のＣＱＩに対応する最大帯域Ｂｒｊより現在ＭＳ６に割り当てている最大帯域の方が大きい場合（Ｓ２０３：Ｙ）、ステップＳ２０４Ｎのように最大帯域を変更せずにステップＳ２０５に移る。
【００２７】
Ｓ２０５で、ＢＣＧＷ２は、今回ＣＱＩを取得した別のＭＳ６に対してＳ２０２〜Ｓ２０４を実行する。今回ＣＱＩを取得した全ＭＳ６に対して既にＳ２０２を実行している場合、Ｓ２０６へ進む。
Ｓ２０６で、ＢＣＧＷ２は、今回ＣＱＩを取得したＭＳ６のうち、最大帯域を変更したＭＳ６がいない場合（Ｓ２０６：Ｎ）、Ｓ２０７Ｎへ進み、最大帯域の割り当てフローを終了する。
Ｓ２０６で、ＢＣＧＷ２は、今回ＣＱＩを取得したＭＳ６のうち、最大帯域を変更したＭＳ６がいる場合（Ｓ２０６：Ｙ）、Ｓ２０７Ｙで、ＢＣＧＷ２は、Ｓ２０３Ｙで最大帯域を変更したＭＳ６を除くＭＳ６の最大帯域を割り当てる。ここで最大帯域割り当ての対象となるＭＳ６は、前記ＣＱＩ取得前のＢＣＧＷ２による最大帯域割り当てで対象としたＭＳ６の集合の中で、Ｓ２０３Ｙで最大帯域を変更したＭＳ６を除いたＭＳ６である。すなわち、対象となるＭＳ６の集合は、サービス単位、基地局単位、基地局かつサービス単位などが考えられる。対象となるＭＳ６の最大帯域割り当て方法は、前記ＣＱＩ取得前のＢＣＧＷ２による最大帯域割り当てで例として挙げた方法などに基づくことができる。
例えば、ＢＣＧＷ２は、サービスの識別子Ｘ、サービスＸに接続する全ＭＳ６の最大帯域の総量Ｂ、サービスＸにおけるＵＰ＝ｉに対する最大帯域割り当ての重み（比）Ｒｉを含むＵＰ別最大帯域比テーブルと、サービスＸに接続する各ＭＳ６の識別子、サービスＸに接続する各ＭＳ６のＵＰ＝ｉを含むＭＳ別最大帯域テーブルを基に、以下の式に基づいて、各ＭＳ６に割り当てる最大帯域の基準値Ｂ０を設定する。
［式２］
Ｂ０＝Ｂ’／ΣＲｉＮ’ｉ
ここで、Ｎ’ｉは、サービスＸに接続する各ＭＳ６のうちＵＰ＝ｉを持つＭＳ６の数から、Ｓ２０３Ｙで最大帯域を変更したＭＳ６のうちＵＰ＝ｉを持つＭＳ６の数を除いたもので、ＭＳ別最大帯域テーブルの情報を基にＢＣＧＷ２がカウントして求める。また、Ｂ’は、サービスＸに接続する全ＭＳ６の最大帯域の総量Ｂから、Ｓ２０３Ｙで最大帯域を変更したＭＳ６の変更後の最大帯域の総量を除いたもので、ＵＰ別最大帯域比テーブルのＢおよびＭＳ別最大帯域テーブルの各ＭＳ６に割り当てられた最大帯域を基にＢＣＧＷ２が求める。また、Σはｉに関する和（全ＵＰに関する和）を表す算術記号である。
【００２８】
このようにして求めたＢ０を基に、Ｓ２０３Ｙで最大帯域を変更していないＭＳ６に対して、ＵＰ＝ｉを持つＭＳ６の最大帯域をＲｉＢ０に設定し、ＭＳ別最大帯域テーブルに保存してＢＣＧＷ２における下り方向の最大帯域制御に使用する。例えば、Ｓ２０４であるユーザの最大帯域が小さくなるように変更された場合には、この変更により余った帯域が、Ｓ２０７Ｙの処理で他のユーザに割り振られることになり、リソースを有効利用することができる。
また、同様の方式で上り方向の最大帯域を求めて、ＢＣＧＷ２における上り方向の最大帯域制御に使用してもよい。また、同様の方式で求めた上り方向、または下り方向、または上りおよび下り方向の最大帯域をＢＳ４やＭＳ６に通知して、通知した値に基づいてＢＳ４やＭＳ６で最大帯域制御を行ってもよい。最大帯域制御の方式としては、シェーピングキューを用いたキューイングによるレートシェーピング、最大帯域を超えるパケットを破棄するレートポリシングなどがある。
なお、タイマに基づく定期的な最大帯域割り当てなど、ＭＳ６の最大帯域の割り当て契機を別に持つ場合などにおいては、本ステップを省略してもよい。
上述のように、ＢＣＧＷ２は、サービス毎に所定のサービスに属するＭＳ６について最大帯域を割り当ててもよい。例えば、ＢＣＧＷ２は、複数のサービスをそのサービスの提供が予め許容されたＭＳ６に提供する。ＢＣＧＷ２は、所定のサービスに属するＭＳ６について、該ＭＳ６が属するＢＳ４又は該ＭＳ６から無線区間の帯域情報を収集し、無線区間の第１の帯域情報に基づいて、該サービスに接続する各ＭＳ６にＢＳ４とＭＳ６間およびＢＳ４とＢＣＧＷ２間の最大帯域を割り当ててもよい。
また、ＢＣＧＷ２は、ＭＳ毎かつサービス毎に最大帯域を割り当ててもよい。例えば、無線区間の帯域情報に基づいて、該ＢＳ４に属するＭＳ６のうち所定のサービスに接続する各ＭＳ６に、ＢＳ４とＭＳ６間およびＢＳ４とＢＣＧＷ２間の最大帯域を割り当ててもよい。
【００２９】
２−４． 第１の実施の形態の変形例１
上述の実施の形態は、端末の受信強度に基づいて最大帯域を割り当てる例であるが、基地局（ＢＳ４）にバッファされている単位時間の下りバイト数に基づき、最大帯域を割り当ててもよい。例えば、ＢＳ４におけるユーザ単位の下りパケットバッファ量が予め定められた閾値以上に達したＭＳ６は、その量に応じた最大帯域を現在の割り当て値から差し引いて新たな最大帯域とする。また、ＢＳ４におけるユーザ単位の下りパケットバッファ量が予め定められた閾値以下に回復したら、最大帯域を再設定する。
より具体的には、まず、ＢＳ４におけるユーザ単位の下りパケットバッファ量が閾値超過したことをＢＳ４またはＯＡＭ７が検出する。閾値超過が検出されると、ＢＳ４またはＯＡＭ７からＢＣＧＷ２にユーザ識別子とバッファ量の閾値超過量が通知される。ＢＳ４ＧＷは、ＢＳ４におけるユーザ単位のバッファ量の閾値超過量の時間平均から、ＢＳ４にバッファされているユーザ単位のバイト数に対応する帯域ｂｃ＋を算出し、最大帯域を再設定する。例えば、現在の最大帯域Ｂｉ’から帯域ｂｃ＋を指し引き、新たな最大帯域Ｂｃ’を設定する（Ｂｃ’＝Ｂｉ’−ｂｃ＋）。
また、ＢＳ４におけるユーザ単位のバッファ量が閾値以下の状態が一定時間継続したら、ＢＳ４ＧＷは、閾値とバッファ量の時間平均との差ｂｃ−を算出し、最大帯域を再設定する。例えば、現在の最大帯域Ｂｃ’に帯域ｂｃ−を加え新たな最大帯域を設定する（Ｂｃ’＋ｂｃ−）。なお、閾値超過量、閾値との差を用いる以外にも、パケットバッファ量に応じた適宜の値を用いてもよい。
該当ユーザについて最大帯域を割り当てた後、上述のステップＳ２０６、Ｓ２０７Ｙの処理を実行して、他のユーザの帯域を再計算してもよい。
【００３０】
２−５． 第１の実施の形態の変形例２
また、ＢＣＧＷ２が送信したバイト数と、ＭＳ６が受信したバイト数との差に基づいて最大帯域の割り当ててもよい。例えば、ＢＣＧＷ２が送信したバイト数とＭＳ６が受信したバイト数の差が閾値以上に達した端末は、その量に応じた最大帯域を現在の割り当て値から差し引いた新たな最大帯域を割り当てる。また、ＢＣＧＷ２が送信したバイト数とＭＳ６が受信したバイト数の差が閾値以下に回復したら、最大帯域を再設定する。
より具体的には、まず、ＢＣＧＷ２が送信したバイト数と、ＭＳ６が受信したバイト数とを、例えばＢＳ４やＯＡＭ７が収集し、ＢＣＧＷ２が送信したバイト数と、ＭＳ６が受信したバイト数との差の閾値超過をＢＳ４またはＯＡＭ７が検出する。閾値超過が検出されると、ＢＳ４またはＯＡＭ７からＢＣＧＷ２にユーザ識別子とＢＣＧＷ２の送信バイト数とＭＳ６の受信バイト数との差の閾値超過量が通知される。ＢＳ４ＧＷは、上述の閾値超過量の時間平均から、ＢＣＧＷ２が送信したバイト数とＭＳ６が受信したバイト数の差に対応する帯域ｂｃ’＋を算出し、最大帯域を再設定する。例えば、現在の最大帯域Ｂｉ’から帯域ｂｃ’＋を指し引き、新たな最大帯域Ｂｃ’を設定する（Ｂｃ’＝Ｂｉ’−ｂｃ’＋）。
また、ＢＣＧＷ２の送信バイト数とＭＳ６の受信バイト数との差が閾値以下の状態が一定時間継続したら、閾値と上述の差の時間平均との差分ｂｃ’−を算出し、最大帯域を再設定する。例えば、現在の最大帯域Ｂｃ’に帯域ｂｃ’−を加え新たな最大帯域を設定する（Ｂｃ’＋ｂｃ−）。なお、閾値超過量、閾値との差分を用いる以外にも、ＢＣＧＷ２の送信バイト数とＭＳ６の受信バイト数との差に応じた適宜の値を用いてもよい。
該当ユーザについて最大帯域を割り当てた後、上述のステップＳ２０６、Ｓ２０７Ｙの処理を実行して、他のユーザの帯域を再計算してもよい。
【００３１】
３．第２の実施の形態（ＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量に基づく）
第２の実施の形態は、最大帯域総量の設定に関するものであり、ＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量に基づく該ＢＳ４に属する全ＭＳ６に割り当てる最大帯域総量の設定の一例を示す。
本実施の形態によると、例えば無線通信システムにおいて、ゲートウェイがある基地局のセル内の各移動局に最大帯域を割り当てる場合、該基地局と移動局との無線区間の帯域情報に基づいて、該基地局又は移動局が受けるサービスに属する全移動局に割り当てられる最大帯域の総量を設定し、該総量に基づいて該基地局に属する各移動局に最大帯域を割り当て、ゲートウェイの割り当てる各端末の最大帯域と、該基地局と該基地局に属する端末との無線区間の帯域との齟齬を避けることができる。
【００３２】
３−１．システム
［本実施の形態の移動体無線通信システムのアーキテクチャの一例］
図１１に、本実施の形態の移動体無線通信システムのアーキテクチャの一例を示す。
ＢＣＧＷ２は、ＩＰ（ＩＰ：Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）ネットワーク１およびＰＳ３およびＢＳ４およびＯＡＭ７と接続される。ＢＣＧＷ２は、ＢＳ４またはＯＡＭ７から各ＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量を取得し、あるＢＳ４に属するＭＳ６に割り当てるＢＳ４〜ＭＳ６間およびＢＳ４〜ＢＣＧＷ２間の最大帯域の総量を設定する機能を有する。また、ＢＣＧＷ２は、ＩＰネットワーク１およびＰＳ３およびＢＳ４およびＯＡＭ７と制御信号およびデータの送受信を行う。ポリシー情報をＢＣＧＷ２内に事前設定する場合は、ＰＳ３は省略可能である。また、ＢＣＧＷ２がＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量をＢＳ４から直接取得する場合、ＯＡＭ７は省略可能である。
ＰＳ３は、ＢＣＧＷ２と接続され、各ＭＳ６の最大帯域割り当てに用いる各ＭＳ６のＵＰや、ＵＰに基づく最大帯域割り当ての重み付けなどの情報をポリシー情報として管理する。また、ＰＳ３は、ＢＣＧＷ２と制御信号およびデータの送受信を行う。ポリシー情報をＢＣＧＷ２内に事前設定する場合は、ＰＳ３は省略可能である。
ＢＳ４は、ＢＣＧＷ２およびＯＡＭ７と接続され、ＢＣＧＷ２およびＯＡＭ７および自身の無線通信範囲５内にいるＭＳ６と、制御信号およびデータの送受信を行う。上述のようにＢＣＧＷ２がＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量をＢＳ４から直接取得する場合、ＯＡＭ７は省略可能である。
ＭＳ６は、無線通信可能なＢＳ４と、制御信号およびデータの送受信を行う。
ＯＡＭ７は、ＢＣＧＷ２およびＢＳ４と接続され、ＢＳ４の統計項目を取得する外部装置である。ＯＡＭ７は、ＢＣＧＷ２およびＢＳ４と制御信号およびデータの送受信を行う。取得する統計項目は予め定めることができる。上述のように、ＢＣＧＷ２がＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量をＢＳ４から直接取得する場合、ＯＡＭ７は省略可能である。
【００３３】
３−２．装置構成
３−２−１．ＢＣＧＷ２
［本実施の形態のＢＣＧＷ２の一例］
本実施の形態で使用するＢＣＧＷ２の機能ブロック図の一例として、第１の実施の形態で示した図３と同様の装置構成の場合を示す。但し、各ブロックの機能は以下のようになる。
ネットワークインタフェース部２１は、第１の実施の形態と同様である。
ＢＳインタフェース部２２は、ＢＳ４とのインタフェースである。ＢＳインタフェース部２２により、ＢＣＧＷ２はＢＳ４とＩＰパケットの送受信を行う。本実施の形態では、ＢＣＧＷ２はＢＳインタフェース部２２によってＢＳ４からＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量を受信するか、ＯＡＭインタフェース部２４によってＯＡＭ７からＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量を受信する。
ＰＳインタフェース部２３は、ＰＳ３とのインタフェースである。ＰＳインタフェース部２３により、ＢＣＧＷ２はＰＳ３とＩＰパケットの送受信を行う。本実施の形態では、ＢＣＧＷ２はＰＳインタフェース部２３によってＰＳ３から各ＭＳ６のユーザ識別子、各ＭＳ６のＵＰ、各サービスにおける最大帯域の総量の初期値、各サービスにおける各ＵＰに対応する最大帯域割り当て比、各ＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量に対応する最大帯域総量の増減量などのポリシーに関する情報等を受信することができる。ポリシーに関する情報がＢＣＧＷ２内に設定されたり、他ノードからＢＣＧＷ２に通知されたりすることにより、ＰＳ３が省略されるアーキテクチャの場合、ＰＳインタフェース部２３は省略可能である。
【００３４】
ＯＡＭインタフェース部２４は、ＯＡＭ７とのインタフェースである。ＯＡＭインタフェース部２４により、ＢＣＧＷ２はＯＡＭ７とＩＰパケットの送受信を行う。本実施の形態では、ＢＣＧＷ２はＢＳインタフェース部２２によってＢＳ４からＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量を受信するか、ＯＡＭインタフェース部２４によってＯＡＭ７からＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量を受信する。ＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量がＢＳ４から直接ＢＣＧＷ２へ通知される場合、ＯＡＭインタフェース部２４は省略可能である。
メモリ部２５は、送受信するＩＰパケット、接続するＰＳ３のアドレス、接続するＢＳ４のアドレス、接続するＯＡＭ７のアドレス、各ＭＳ６のユーザ識別子などの情報を、必要に応じて記憶、管理する。本実施の形態では、メモリ部２５は、ＵＰ別最大帯域比テーブルと、ＭＳ別最大帯域テーブルと、最大帯域総量の増減量テーブルとを有し、各ＭＳ６のＵＰ、各サービスにおける最大帯域の総量の初期値、各サービスにおける各ＵＰに対応する最大帯域割り当て比、各ＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量に対応する最大帯域総量の増減量、各サービスにおける現在各ＭＳ６に割り当てられている最大帯域などの情報を管理することができる。
処理部２６は、メモリ部２５に保持される情報の管理、ＩＰパケットの構築・解析などのＩＰパケット送受信処理などを行う。本実施の形態では、処理部２６は、各ＭＳ６に割り当てる最大帯域の総量の設定、各サービスにおけるＵＰやＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量に基づく各ＭＳ６の最大帯域値計算などを行う。
【００３５】
［本実施の形態のＢＣＧＷ２のメモリ部が保持する情報の一例］
図１２に、本実施の形態のＢＣＧＷ２のメモリ部が保持する情報の一例として、ＵＰ別最大帯域比テーブルを示す。
サービス識別子は、ＢＣＧＷ２が接続するＩＰネットワーク１が提供するサービスの識別子である。最大帯域の総量Ｂcは、サービス単位に設定される各ＭＳ６に割り当てられる最大帯域の総量である。本実施の形態において、この値はＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量に応じて変更される。最大帯域比Ｒｉは、ＵＰ＝ｉのＭＳ６に割り当てる最大帯域をＵＰごとに比として表した値である。
図１３に、本実施の形態のＢＣＧＷ２のメモリ部が保持する情報の一例として、あるサービスに対するＭＳ別最大帯域テーブルを示す。ＭＳ別最大帯域テーブルは、サービス毎に有することができる。
ユーザ識別子は、ＭＳ６の識別子である。ＭＳ６を使用するユーザの識別子であってもよい。ＵＰは、各ユーザに割り当てられた優先度の高さを示す値で、例えば値が小さいほど優先度が高いことを示す。最大帯域は、各ユーザ識別子に対応するＭＳ６が、所望のサービスに接続する際に許容される最大帯域を示す。ＢＣＧＷ２の処理部２６の計算によって求めた最大帯域値を保存し、以後最大帯域の再計算時に値が更新される。
図１４に、本実施の形態のＢＣＧＷ２のメモリ部が保持する情報の一例として、あるサービスに対するＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量別最大帯域総量の増減量テーブルを示す。
最大帯域総量の増減量テーブルは、例えば、バッファ量に応じて最大帯域増減量が記憶される。
バッファ量は、ＢＳ４の下り方向または上り方向における全ＭＳ６に対する送信待ちパケットバッファ量を示す指標であり、値が小さいほど送信待ちパケットバッファ量が少ないことを示す。最大帯域増減量は、各ＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量に対して、該ＢＳ４に接続する全ＭＳ６に割り当てられる最大帯域の総量を増減させる量を示す。
【００３６】
３−２−２．ＢＳ４
［本実施の形態のＢＳ４の一例］
本実施の形態で使用するＢＣＧＷ２の機能ブロック図の一例として、第１の実施の形態で示した図４と同様の装置構成の場合を示す。各ブロックの機能は以下のようになる。
無線インタフェース部４１は、無線インタフェースである。無線インタフェース部４１により、ＢＳ４はＭＳ６とＩＰパケットの送受信を行う。また、下り方向のＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量を最大帯域の総量設定に用いる場合、宛先ＩＰアドレスなどの情報からデータパケットをサービス別に分けてバッファリングする。
ＢＣＧＷインタフェース部４２は、ＢＣＧＷ２とのインタフェースである。ＢＣＧＷインタフェース部４２により、ＢＳ４はＢＣＧＷ２とＩＰパケットの送受信を行う。本実施の形態では、ＢＳ４はＢＣＧＷインタフェース部４２によってＢＣＧＷ２へＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量を送信するか、ＯＡＭインタフェース部４３によってＯＡＭ７へＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量を送信する。また、下り方向のＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量を最大帯域の総量設定に用いる場合、送信元ＩＰアドレスなどの情報からデータパケットをサービス別に分けてバッファリングする。
ＯＡＭインタフェース部４３は、ＯＡＭ７とのインタフェースである。ＯＡＭインタフェース部４３により、ＢＳ４はＯＡＭ７とＩＰパケットの送受信を行う。本実施の形態では、ＢＳ４はＢＣＧＷインタフェース部４２によってＢＣＧＷ２へＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量を送信するか、ＯＡＭインタフェース部４３によってＯＡＭ７へＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量を送信する。ＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量がＢＳ４から直接ＢＣＧＷ２へ通知される場合、ＯＡＭインタフェース部４３は省略可能である。
メモリ部４４は、送受信するＩＰパケット、接続するＢＣＧＷ２のアドレス、接続するＭＳ６のアドレスなどの情報を記憶、管理する。ＭＳ６へのパケットを蓄積するバッファがメモリ部４４上に構成されてもよい。本実施の形態では、メモリ部４４は、例えば送信待ちパケットバッファ量テーブルを有し、各サービスのデータパケットに関するＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量などの情報を管理する。
処理部４５は、メモリ部４４に保持される情報の管理、ＩＰパケットの構築・解析などのＩＰパケット送受信処理などを行う。
バッテリー部４６は、第１の実施の形態と同様である。
【００３７】
［本実施の形態のＢＳ４のメモリ部が保持する情報の一例］
図１５に、本実施の形態のＢＳ４のメモリ部が保持する情報の一例として、サービス別ＢＳ４送信待ちパケットバッファ量テーブルを示す。
送信待ちパケットバッファ量テーブルは、例えば、サービス識別子に対応して、蓄積されているバッファ量が記憶される。
サービス識別子は、ＢＣＧＷ２が接続するＩＰネットワーク１が提供するサービスの識別子である。バッファ量は、ＢＳ４の下り方向または上り方向における全ＭＳ６に対する送信待ちパケットバッファ量を示す指標であり、値が小さいほど送信待ちパケットバッファ量が少ないことを示す。例えば、ＢＣＧＷインタフェース部４２のバッファや、無線インタフェース部４１のバッファのバッファ量を示す。送信待ちパケットバッファ量は、所定の周期で更新されてもよいし、パケットの入力、出力を契機に逐次更新されてもよい。
【００３８】
３−２．最大帯域の総量の設定
［本実施の形態のＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量取得前のＢＣＧＷ２によるＭＳ６の最大帯域の総量設定およびＭＳ６の最大帯域割り当ての一例］
ＢＣＧＷ２は、ＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量取得前にＭＳ６の最大帯域の総量の初期値をサービスのポリシーに基づいて割り当てることができる。なお、ＭＳ６の最大帯域の総量は、サービス単位、または基地局単位、または基地局かつサービス単位に設定してもよい。また、ＢＣＧＷ２は、ＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量取得前に、上述の第１の実施の形態と同様の方式で、各ＭＳ６の最大帯域の初期値をサービスのポリシーに基づいて割り当てて、割り当てられたＭＳ６の最大帯域の合計を、最大帯域の総量の新たな初期値としてもよい。各ＭＳ６の最大帯域の初期値の割り当てについては、上述の第１の実施の形態と同様、以下の例がある。
ＢＣＧＷ２は、サービスの提供が許容された各ＭＳ６の最大帯域の初期値が、ＢＣＧＷ２に事前設定されている、またはＰＳ３から通知されている場合、その値をサービスの提供が許容された各ＭＳ６の最大帯域の初期値として用いてもよい。
また、ＢＣＧＷ２は、あるサービスに接続する全ＭＳ６の最大帯域の総量の情報がＢＣＧＷ２に事前設定されている、またはＰＳ３、ＢＳ４、ＯＡＭ７から通知されている場合、最大帯域の総量と該サービスに接続するＭＳ６の数を基に、各ＭＳ６の最大帯域の初期値を設定してもよい。
また、ＢＣＧＷ２は、ある基地局に接続する全ＭＳ６の最大帯域の総量の情報がＢＣＧＷ２に事前設定されている、またはＰＳ３、ＢＳ４、ＯＡＭ７から通知されている場合、最大帯域の総量と該基地局に接続するＭＳ６の数を基に、各ＭＳ６の最大帯域の初期値を設定してもよい。
また、ＢＣＧＷ２は、各ＭＳ６のＵＰとともに各ＵＰに対する最大帯域の初期値がＢＣＧＷ２に事前設定されている、またはＰＳ３から通知されている場合、そのＵＰに基づいて、サービスの提供が許容された各ＭＳ６の最大帯域の初期値を、例えばＵＰが高いＭＳ６により大きな値を設定してもよい。
【００３９】
また、ＢＣＧＷ２は、各ＭＳ６のＵＰとともに各ＵＰに対する最大帯域割り当ての重みづけおよび該サービスに接続する全ＭＳ６の最大帯域の総量の情報がＢＣＧＷ２に事前設定されている、またはＰＳ３、ＢＳ４、ＯＡＭ７から通知されている場合、最大帯域の総量と該サービスに接続するＭＳ６のうち、各ＵＰを持つＭＳ６の数を基に、各ＭＳ６の最大帯域の初期値を設定してもよい。
また、ＢＣＧＷ２は、各ＭＳ６のＵＰとともに各ＵＰに対する最大帯域割り当ての重みづけＲｉおよび該基地局に接続する全ＭＳ６の最大帯域の総量Ｂの情報がＢＣＧＷ２に事前設定されている、またはＰＳ３、ＢＳ４、ＯＡＭ７から通知されている場合、最大帯域の総量と該基地局に接続するＭＳ６のうち、各ＵＰを持つＭＳ６の数を基に、各ＭＳ６の最大帯域の初期値を設定してもよい。
また、ＢＣＧＷ２は、各ＭＳ６のＵＰとともに各ＵＰに対する最大帯域割り当ての重みづけおよび該基地局に接続する全ＭＳ６の最大帯域の総量の情報がＢＣＧＷ２に事前設定されている、またはＰＳ３、ＢＳ４、ＯＡＭ７から通知されている場合、最大帯域の総量と該基地局に接続するＭＳ６のうち、該サービスに接続しているＭＳ６の中で各ＵＰを持つＭＳ６の数を基に、各ＭＳ６の該サービスに対する最大帯域の初期値を設定してもよい。
例えば、ＢＣＧＷ２は、各ＢＳ４に関して、サービスの識別子Ｘ、該ＢＳ４に属しておりかつサービスＸに接続する全ＭＳ６の最大帯域の総量Ｂｃ、サービスＸにおけるＵＰ＝ｉに対する最大帯域割り当ての重み（比）Ｒｉを含むＵＰ別最大帯域比テーブルと、該ＢＳ４に属しておりかつサービスＸに接続する各ＭＳ６の識別子（ユーザ識別子）、該ＢＳ４に属しておりサービスＸに接続する各ＭＳ６のＵＰ＝ｉを含むＭＳ別最大帯域テーブルを基に、以下の式に基づいて、各ＭＳ６に割り当てる最大帯域の基準値Ｂｃ０を設定する。
［式３］
Ｂｃ０＝Ｂｃ／ΣＲｉＮｉ
ここで、ＮｉはサービスＸに接続する各ＭＳ６のうちＵＰ＝ｉを持つＭＳ６の数で、ＭＳ別最大帯域テーブルの情報を基にＢＣＧＷ２がカウントして求める。また、Σはｉに関する和（全ＵＰに関する和）を表す算術記号である。
なお、ＵＰ別最大帯域比テーブルは、ＢＳ４間で共通でもよいし、ＢＳ４ごとに異なる設定でもよい。また、ＢＣＧＷ２は、各ＭＳ６がどのＢＳ４に属しているかを，ＢＳ４またはＯＡＭ７から取得したＢＳ４の識別子ＢＳ４ＩＤなどから知り、ＢＳ４ごとにＭＳ別最大帯域テーブルを作成することができる。
このようにして求めたＢｃ０を基に、ＵＰ＝ｉを持つＭＳ６の最大帯域をＲｉＢｃ０に設定し、ＭＳ別最大帯域テーブルに保存する。保存された最大帯域は、ＢＣＧＷ２における下り方向の最大帯域制御に使用される。また、同様の方式で上り方向の最大帯域を求めて、ＢＣＧＷ２における上り方向の最大帯域制御に使用してもよい。また、同様の方式で求めた上り方向、または下り方向、または上りおよび下り方向の最大帯域をＢＳ４やＭＳ６に通知して、通知した値に基づいてＢＳ４やＭＳ６で最大帯域制御を行ってもよい。最大帯域制御の方式としては、シェーピングキューを用いたキューイングによるレートシェーピング、最大帯域を超えるパケットを破棄するレートポリシングなどがあるが、これら以外を用いてもよい。
本方式によって設定した最大帯域ＲｉＢｃ０は、該ＢＳ４に属しておりかつサービスＸに接続する全ＭＳ６の最大帯域の総量＝Ｂｃを満たし、かつ、各ＵＰを持つＭＳ６に対してサービスＸにおけるＵＰ＝ｉに対する最大帯域割り当ての重み（比）Ｒｉの条件を満たす。
【００４０】
［本実施の形態のＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量に基づく最大帯域の総量設定および最大帯域割り当てにおけるＢＣＧＷ２の処理の一例］
図１６に、最大帯域の総量設定におけるＢＣＧＷ２の処理の一例を示す。
Ｓ２１１で、ＢＣＧＷ２は、ＢＳ４またはＯＡＭ７からＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量を受信する。ＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量は、ＭＳ６単位、またはサービス単位、またはＭＳ６かつサービス単位、またはＢＳ４に属する全ＭＳ６の送信待ちパケットバッファ量の総量のいずれで定義してもよい。ＯＡＭ７は、各ＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量を統計項目としてＢＳ４から取得してもよい。これにより、ＢＣＧＷ２はＢＳ４から直接またはＯＡＭ７を介して各ＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量を取得することができる。ＢＣＧＷ２は、全ＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量を取得してもよいし、ＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量が閾値より多いＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量のみを取得してもよいし、ＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量が上限閾値より多いＢＳ４および下限閾値より少ないＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量のみを取得してもよい。閾値を用いる場合、上記閾値条件に達した全ＢＳ４をＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量取得対象としてもよいし、上記閾値条件を一定時間以上満たしたＢＳ４をＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量取得対象にしてもよい。また、上記閾値条件を満たしてＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量を通知したが上記閾値条件を満たさなくなった全ＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量または上記閾値条件を満たしてＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量を通知したが上記閾値条件を満たさない状態が一定時間継続したＢＳ４をＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量取得対象としてもよい。また、ある閾値に従って特定のＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量のみ取得する場合、閾値はＢＳ４に設定してもよいし、ＢＣＧＷ２がＯＡＭ７からＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量を取得する場合はＯＡＭ７に設定してもよいし、ＢＣＧＷ２に設定して通知されたＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量の中から閾値に従って判定してもよい。また、ＢＣＧＷ２がＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量を取得する契機の例として、ＭＳ６の位置登録・エリア変更・ハンドオーバ、タイマによる定期的な通知、上記閾値を用いる場合で例示したＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量取得対象となったＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量取得などが挙げられる。また、上記閾値は、ＢＣＧＷ２がＢＣＧＷ２に事前設定されている値またはＰＳ３から取得した値をＢＳ４またはＯＡＭ７に通知してもよいし、ＢＳ４またはＯＡＭ７に事前設定されていてもよい。また、ＢＣＧＷ２のＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量取得はＢＳ４単位、またはＢＳ４かつサービス単位に独立して行ってもよい。ただし、前記ＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量取得前のＢＣＧＷ２による最大帯域割り当てで、ＭＳ６に割り当てる最大帯域の総量ＢｃをＢＳ４かつサービス単位に独立して設定している場合、ＢＣＧＷ２のＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量取得もＢＳ４かつサービス単位に独立して行う。
【００４１】
Ｓ２１２で、ＢＣＧＷ２は、ＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量とＭＳ６に割り当てる最大帯域の総量を増減させる量（増減量）との対応関係を示すＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量別最大帯域総量の増減量テーブルを基に、取得した該ＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量に対応する最大帯域の総量を増減させる量を求める。ＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量別最大帯域総量の増減量テーブルのＭＳ６に割り当てる最大帯域の総量を増減させる量は、前記ＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量取得前のＢＣＧＷ２による最大帯域割り当てで、ＭＳ６に割り当てる最大帯域の総量Ｂｃの設定単位に合わせて、ＢＳ４単位、またはＢＳ４かつサービス単位に独立して設定してもよい。ＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量別最大帯域総量の増減量テーブルのＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量とＭＳ６に割り当てる最大帯域の総量を増減させる量との対応関係は、ＢＣＧＷ２に事前設定されていてもよいし、ＰＳ３から取得してもよい。
Ｓ２１３で、ＢＣＧＷ２は、Ｓ２１２で求めた該ＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量に対応するＭＳ６に割り当てる最大帯域の総量を増減させる量に基づいて、ＵＰ別最大帯域比テーブルのＭＳ６に割り当てる最大帯域の総量Ｂｃを増減させる。
Ｓ２１４で、ＢＣＧＷ２は、最大帯域割り当て変更の対象となるＭＳ６の最大帯域を割り当てる。例えば、上述の（式３）に従い、各ＭＳ６の最大帯域を再計算し、ＭＳ別最大帯域テーブルに記憶する。ここで最大帯域割り当て変更の対象となるＭＳ６は、前記ＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量取得前のＢＣＧＷ２による最大帯域割り当てで対象としたＭＳ６である。すなわち、対象となるＭＳ６の集合は、ＢＳ４単位、またはＢＳ４かつサービス単位などが考えられる。例えば、変更された最大帯域の総量があるＢＳに対するものである場合、そのＢＳに属する各ＭＳ６が対象となる。対象となるＭＳ６の最大帯域割り当て方法は、前記ＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量取得前のＢＣＧＷ２による最大帯域割り当てで例として挙げた方法などに基づく。
なお、タイマに基づく定期的な最大帯域割り当てなど、ＭＳ６の最大帯域の割り当て契機を別に持つ場合などにおいては、本ステップを省略してもよい。
【００４２】
３−３． 第２の実施の形態の変形例１
上述の第２の実施の形態は、ＢＳ４にバッファされた下りバイト数に基づいて全帯域を設定する例であるが、ＢＣＧＷ２が送信したバイト数とＭＳ６が受信したバイト数の差に基づいて全帯域を割り当ててもよい。例えば、ＢＣＧＷ２が送信したバイト数と端末が受信したバイト数の差のセル内総量が閾値以上に達した端末は、その量に応じた帯域を現在の全帯域値から差し引いて新たな全帯域とし、各端末の最大帯域を再度割り当てる。また、ＢＣＧＷ２が送信したバイト数と端末が受信したバイト数の差のセル内総量が閾値以下の状態が一定時間継続したら、全帯域を増加させ、各端末の最大帯域を再度割り当てる。
より具体的には、まず、上記の閾値超過をＢＳ４またはＯＡＭ７が検出する。閾値超過が検出されると、ＢＣＧＷ２の送信バイト数とＭＳ６の受信バイト数の差の総量について、閾値超過量の時間平均からＢｃ’＋を算出し、全帯域を再設定する（ＢＮｅｗ＝Ｂ−Ｂｃ’＋）。また、ＢＣＧＷ２の送信バイト数とＭＳ６の受信バイト数の差の総量について、閾値以下の状態が一定時間継続した場合、閾値と差の総量の時間平均との差Ｂｃ’−を算出し、全帯域を再設定する（ＢＮｅｗ＝Ｂ＋Ｂｃ’−）。
なお、Ｂｃ’±は、ＢＣＧＷ２が送信したバイト数と端末が受信したバイト数の差に対応する帯域であり、無線区間の輻輳に応じた全帯域を設定する。
全帯域の設定後、上述のステップ２１４の処理を実行して、各ユーザの最大帯域を求める。
【００４３】
３−４． 第２の実施の形態の変形例２
また、セルスループット（基地局の下り方向送信バイト数）に基づき全帯域を割り当ててもよい。例えば、ＢＣＧＷ２が送信した単位時間当たりのバイト数とセルスループットの差が閾値以上に達した端末は、その量に応じた帯域を現在の全帯域値から差し引いて新たな全帯域とし、各端末の最大帯域を再度割り当てる。また、ＢＣＧＷ２が送信した単位時間当たりのバイト数とセルスループットの差が閾値以下の状態が一定時間継続したら、全帯域を増加させ、各端末の最大帯域を再度割り当てる。
より具体的には、まず、上記の閾値超過をＢＳ４またはＯＡＭ７が検出する。閾値超過が検出されると、ＢＣＧＷ２の単位時間の送信バイト数とセルスループットの差について、閾値超過量の時間平均からＢｃ’’＋を算出し、全帯域を再設定する（ＢＮｅｗ＝Ｂ−Ｂｃ’’＋）。また、ＢＣＧＷ２の送信バイト数とＭＳ６の受信バイト数の差の総量について、閾値以下の状態が一定時間継続した場合、閾値と差の総量の時間平均との差Ｂｃ’’−を算出し、全帯域を再設定する（ＢＮｅｗ＝Ｂ＋Ｂｃ’’−）。
なお、Ｂｃ’’±は、ＢＣＧＷ２が送信した単位時間のバイト数とセルスループットの差に対応する帯域であり、無線区間の輻輳に応じた全帯域を設定する。
全帯域の設定後、上述のステップ２１４の処理を実行して、各ユーザの最大帯域を求める。
【００４４】
４．第３の実施の形態
第３の実施の形態では、第２の実施の形態に基づいて設定した最大帯域総量を用いて、第１の実施の形態に基づきＢＣＧＷ２において各ＭＳ６の最大帯域を割り当てる。一例として、ＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量に基づいて設定した該ＢＳ４に属する全ＭＳ６に割り当てる最大帯域総量を用い、各ＭＳ６のＣＱＩに基づくＢＣＧＷ２における該ＭＳ６のＢＳ４〜ＭＳ６間およびＢＳ４〜ＢＣＧＷ２間の最大帯域の割り当てる例を説明する。なお、第１の実施の形態及びその各変形例と、第２の実施の形態及びその各変形例とを適宜組み合わせてもよい。
【００４５】
４−１．システム
［本実施の形態の移動体無線通信システムのアーキテクチャの一例］
図１に本実施の形態が想定している移動体無線通信システムのアーキテクチャの一例を示す。各装置は、第１の実施の形態の機能と、第２の実施の形態の機能の双方を有し、詳細は上述の通りである。なお、各装置の概略は以下の通りである。
ＢＣＧＷ２は、ＩＰ（ＩＰ：Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）ネットワーク１およびＰＳ３およびＢＳ４およびＯＡＭ７と接続され、ＢＳ４またはＯＡＭ７から各ＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量およびＣＱＩを取得し、あるＢＳ４に属するＭＳ６に割り当てるＢＳ４〜ＭＳ６間およびＢＳ４〜ＢＣＧＷ２間の最大帯域の総量を設定する機能を有する。ＢＣＧＷ２は、さらに、あるＢＳ４に属するＭＳ６に割り当てるＢＳ４〜ＭＳ６間およびＢＳ４〜ＢＣＧＷ２間の最大帯域を設定する機能を有する。また、ＢＣＧＷ２は、ＩＰネットワーク１およびＰＳ３およびＢＳ４およびＯＡＭ７と制御信号およびデータの送受信を行う。ポリシー情報をＢＣＧＷ２内に事前設定する場合は、ＰＳ３は省略可能である。また、ＢＣＧＷ２がＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量およびＭＳ６のＣＱＩをＢＳ４から直接取得する場合、ＯＡＭ７は省略可能である。
ＰＳ３は、ＢＣＧＷ２と接続され、各ＭＳ６の最大帯域割り当てに用いる各ＭＳ６のＵＰや、ＵＰに基づく最大帯域割り当ての重み付けなどの情報をポリシー情報として管理し、ＢＣＧＷ２と制御信号およびデータの送受信を行う。ポリシー情報をＢＣＧＷ２内に事前設定する場合は、ＰＳ３は省略可能である。
ＢＳ４は、ＢＣＧＷ２およびＯＡＭ７と接続され、ＢＣＧＷ２およびＯＡＭ７および自身の無線通信範囲５内にいるＭＳ６と、制御信号およびデータの送受信を行う。ＢＣＧＷ２がＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量およびＭＳ６のＣＱＩをＢＳ４から直接取得する場合、ＯＡＭ７は省略可能である。
ＭＳ６は、無線通信可能なＢＳ４と、制御信号およびデータの送受信を行う。
ＯＡＭ７は、ＢＣＧＷ２およびＢＳ４と接続され、ＢＳ４の統計項目を取得する外部装置で、ＢＣＧＷ２およびＢＳ４と制御信号およびデータの送受信を行う。ＢＣＧＷ２がＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量およびＭＳ６のＣＱＩをＢＳ４から直接取得する場合、ＯＡＭ７は省略可能である。
【００４６】
４−２．装置構成
４−２−１．ＢＣＧＷ２
［本実施の形態のＢＣＧＷ２の一例］
本実施の形態で使用するＢＣＧＷ２の機能ブロック図の一例として、第１の実施の形態で示した図３と同様の装置構成の場合を示す。各ブロックの機能は以下のようになる。
ネットワークインタフェース部２１は、第１の実施の形態と同様である。
ＢＳインタフェース部２２は、ＢＳ４とのインタフェースである。ＢＳインタフェース部２２により、ＢＣＧＷ２はＢＳ４とＩＰパケットの送受信を行う。本実施の形態では、ＢＣＧＷ２はＢＳインタフェース部２２によってＢＳ４からＣＱＩおよびＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量を受信するか、ＯＡＭインタフェース部２４によってＯＡＭ７からＣＱＩおよびＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量を受信する。ＣＱＩおよびＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量は、一方をＢＳ４から、他方をＯＡＭ７から取得してもよい。
ＰＳインタフェース部２３は、ＰＳ３とのインタフェースである。ＰＳインタフェース部２３により、ＢＣＧＷ２はＰＳ３とＩＰパケットの送受信を行う。本実施の形態では、第１の実施の形態および第２の実施の形態で示したポリシーに関する情報を受信することができる。ポリシーに関する情報がＢＣＧＷ２内に設定されたり、他の適宜のノードからＢＣＧＷ２に通知されたりすることにより、ＰＳ３が省略されるアーキテクチャの場合、ＰＳインタフェース部２３は省略可能である。
ＯＡＭインタフェース部２４は、ＯＡＭ７とのインタフェースである。ＯＡＭインタフェース部２４により、ＢＣＧＷ２はＯＡＭ７とＩＰパケットの送受信を行う。本実施の形態では、ＢＣＧＷ２はＢＳインタフェース部２２によってＢＳ４からＣＱＩおよびＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量を受信するか、ＯＡＭインタフェース部２４によってＯＡＭ７からＣＱＩおよびＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量を受信する。ＣＱＩおよびＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量は、一方をＢＳ４から、他方をＯＡＭ７から取得してもよい。ＣＱＩおよびＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量がＢＳ４から直接ＢＣＧＷ２へ通知される場合、ＯＡＭインタフェース部２４は省略可能である。
メモリ部２５は、第１の実施の形態および第２の実施の形態で示した情報を記憶、管理することができる。処理部２６は、第１の実施の形態および第２の実施の形態で示した処理を行う。
【００４７】
４−２−２．ＢＳ４
［本実施の形態のＢＳ４の一例］
本実施の形態で使用するＢＳ４の機能ブロック図の一例として、第１の実施の形態で示した図４と同様の装置構成の場合を示す。但し、各ブロックの機能は以下のようになる。
無線インタフェース部４１は、無線インタフェースである。無線インタフェース部４１により、ＢＳ４はＭＳ６とＩＰパケットの送受信を行う。本実施の形態では、ＢＣＧＷ２は無線インタフェース部４１によってＢＳ４からＭＳ６へパイロット信号を送信し、ＭＳ６の応答から該ＭＳ６のＣＱＩを測定する。ＢＣＧＷインタフェース部４２は、ＢＣＧＷ２とのインタフェースである。ＢＣＧＷインタフェース部４２により、ＢＳ４はＢＣＧＷ２とＩＰパケットの送受信を行う。ＯＡＭインタフェース部４３は、ＯＡＭ７とのインタフェースである。ＯＡＭインタフェース部４３により、ＢＳ４はＯＡＭ７とＩＰパケットの送受信を行う。本実施の形態では、ＢＳ４はＢＣＧＷインタフェース部４２によってＢＣＧＷ２へＣＱＩおよびＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量を送信するか、ＯＡＭインタフェース部４３によってＯＡＭ７へＣＱＩおよびＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量を送信する。ＣＱＩおよびＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量は、一方をＢＣＧＷ２へ、他方をＯＡＭ７へそれぞれ送信してもよい。ＣＱＩおよびＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量がＢＳ４から直接ＢＣＧＷ２へ通知される場合、ＯＡＭインタフェース部４３は省略可能である。
メモリ部４４は、第１の実施の形態および第２の実施の形態で示した情報を記憶、管理する。処理部４５は、第１の実施の形態および第２の実施の形態で示した処理を行う。バッテリー部４６は、第１の実施の形態と同様である。
【００４８】
４−２．最大帯域の総量の設定および最大帯域の割り当て
［本実施の形態のＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量取得前のＢＣＧＷ２によるＭＳ６の最大帯域の総量設定およびＣＱＩ取得前のＭＳ６の最大帯域割り当ての一例］
第２の実施の形態で示したＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量取得前のＢＣＧＷ２によるＭＳ６の最大帯域の総量設定およびＭＳ６の最大帯域割り当てと同様の方式で、最大帯域を割り当てることができる。
【００４９】
［本実施の形態のＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量に基づく最大帯域の総量設定および最大帯域割り当てにおけるＢＣＧＷ２の処理の一例］
第２の実施の形態におけるステップＳ２１４の処理に第１の実施の形態を用いる。例えば、第２の実施の形態の図１６で示した、ＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量に基づく最大帯域の総量設定および最大帯域割り当てにおけるＢＣＧＷ２の処理において、Ｓ２１４のＭＳ６の最大帯域の割り当てを、第１の実施の形態で示したＣＱＩに基づく最大帯域の割り当てと同様の方式で実行することができる。
なお、ＢＣＧＷ２は、あるＢＳ４に属するＭＳ６に割り当てる最大帯域の総量を求め、求められた最大帯域の総量に基づいて該ＢＳ４に属する各ＭＳ６にＢＳ４とＭＳ６間およびＢＳ４とＢＣＧＷ２間の最大帯域を割り当ててもよい。また、ＢＣＧＷ２は、あるＢＳ４に属するＭＳ６のうち、あるサービスに接続するＭＳ６に割り当てる最大帯域の総量を求め、求められた最大帯域の総量に基づいて、該ＢＳ４に属するＭＳ６のうち、該サービスに接続する各ＭＳ６にＢＳ４とＭＳ６間およびＢＳ４とＢＣＧＷ２間の最大帯域を割り当ててもよい。
【００５０】
５．各実施の形態の効果
上述の第１及び第３の実施の形態によると、無線区間の帯域情報を考慮したゲートウェイにおける各移動局の最大帯域割り当てでは、例えば受信強度が低い移動局の最大帯域を小さく設定することで、下りパケットがゲートウェイから基地局へは通知されるが、基地局から移動局へは所定時間内にそのすべてを通知できず、基地局でパケットバッファのあふれが生じることによるパケット破棄が発生するおそれが低くなる。これにより、ゲートウェイが課金した送信バイト数と、実際に移動局が受信したバイト数との差が小さくなり、誤課金が発生する可能性を低減できる。
また、上述の各実施の形態によると、ゲートウェイから基地局へ送信できても、基地局から移動局へは送信できないパケットを予めゲートウェイで制御することで、ゲートウェイ〜基地局区間のリソースを節約して輻輳を防いだり、節約した帯域を他ユーザに割り当ててリソースをより高い効率で使用したりすることができる。
また、上述の各実施の形態によると、ゲートウェイが無線区間の帯域情報に基づいて割り当てた各移動局の上り方向の最大帯域を、移動局に通知することで、移動局の過剰な帯域要求を抑制し、無線区間のリソースをサービスやシステムオペレータのポリシーに従い、より高効率に使用することができる。
また、これまでの技術では、無線区間のリソース割り当ては、基地局のポリシーに基づくスケジューリングで行われてきたが、上述の各実施の形態によると、ゲートウェイでサービスのポリシーに基づいて帯域を制御することで、基地局のスケジュール割り当ての方針をサービスのポリシーに近い形に近づけることができる。例えば、これまでの技術では、ゲートウェイではサービスのポリシーに基づいて優先度の高い端末により多くの帯域を割り当てたいが、優先度の高い端末の受信強度が低い場合、基地局のスケジューラでは、基地局のポリシーに基づいてセルのスループットを上げるために優先度の高い端末のパケットを犠牲にすることが発生しうる。このような場合、例えば上述の第２の実施の形態において、ゲートウェイで、優先度の低い端末により小さな最大帯域を割り当てることで、優先度の高い端末により多くのリソースが割り当てられるように制御するといった運用が可能となる。また、逆に、ゲートウェイではサービスのポリシーに基づく優先度の高い端末により多くの帯域を割り当てるより、セルのスループットを優先したいが、優先度の高い端末の受信強度が低い場合、基地局のスケジューラでは、セルのスループットを犠牲にしても優先度の高い端末のパケットに多くのリソースを割り当てることが発生しうる。このような場合、例えば上述の第１の実施の形態において、ゲートウェイで、優先度は高いが受信強度が低い端末により小さな最大帯域を割り当てることで、優先度は低いが受信強度は高い端末により多くのリソースを割り当て、セルのスループットを上げるといった運用が可能となる。特に、複数ベンダの基地局と接続するゲートウェイの場合、各基地局のリソース割り当てのポリシーが異なる可能性があり、全ての基地局にサービスのポリシーを適用するためには、ゲートウェイで制御することが必要となる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、例えば、無線端末ごとに最大帯域を割り当てる無線通信システム及びゲートウェイ装置に利用可能であり、特に、基地局〜移動局間および基地局〜ゲートウェイ間の移動局ごとのユーザ単位あるいはユーザかつサービス単位の最大帯域を、基地局〜移動局間の無線区間の帯域情報に基づいてゲートウェイが設定する無線通信システム及びゲートウェイ装置に利用可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１ ＩＰネットワーク
２ 帯域制御ゲートウェイ
２１ ネットワークインタフェース部
２２ ＢＳインタフェース部
２３ ＰＳインタフェース部
２４ ＯＡＭインタフェース部
２５ メモリ部
２６ 処理部
Ｓ２０１〜Ｓ２０７ ＣＱＩに基づく最大帯域設定におけるゲートウェイによる処理フローのステップ
Ｓ２１１〜Ｓ２１４ 基地局のバッファ量に基づく最大帯域総量設定におけるゲートウェイによる処理フローのステップ
Ｓ２２１〜Ｓ２２３ ユーザ優先度に基づく最大帯域設定におけるゲートウェイによる処理フローのステップ
３ ポリシー管理サーバ
４ 基地局
４１ 無線インタフェース部
４２ ＢＣＧＷインタフェース部
４３ ＯＡＭインタフェース部
４４ メモリ部
４５ 処理部
４６ バッテリー部
５ 基地局の無線通信範囲
６ 移動局
７ 中継局
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線端末毎に帯域を割り当てる無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
移動体無線通信のさらなる高速化、高品質化を実現する方式として、近年、第３．９世代移動通信システムの研究、標準化活動が進められている。第３．９世代移動通信システムの一つであるＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）では、帯域保証を行わないベストエフォートのサービスに対する最大帯域を設定するためのパラメータとして、非特許文献１ではユーザかつサービス単位にＡＰＮ−ＡＭＢＲが規定されている。ＡＰＮ−ＡＭＢＲ（Ａｃｃｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ Ｎａｍｅ−Ａｇｇｒｅｇａｔｅ Ｍａｘｉｍｕｍ Ｂｉｔ Ｒａｔｅ）に基づく最大帯域制御は、下り方向はゲートウェイで、上り方向は移動局およびゲートウェイで行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２１７８１５号公報（特願２００１−７３１３号）
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】３ＧＰＰ ＴＳ２３．４０１ Ｖ９．１．０、（２００９−６）、Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、ＡＰＮ−ＡＭＢＲのような移動通信システムの最大帯域の値は、各サービスのポリシーに基づいて設定されており、無線区間の帯域情報をゲートウェイに通知して、最大帯域の設定に使用することは規定されていない。したがって、受信強度が低い移動局にも、受信強度が高い移動局と同様の最大帯域が設定される。
一方、基地局において、移動局の受信強度などの無線区間の帯域情報を考慮して、各移動局のタイムスロットを割り当てる方式が、特許文献１などに示されている。しかし、非特許文献１にも示された図１７のプロトコルスタック（詳細は非特許文献１参照）に示すように、無線区間のタイムスロット割り当てを行うプロトコルレイヤ１７０１と、ゲートウェイで最大帯域を設定するプロトコルレイヤ１７０２は異なるため、無線区間の帯域情報をゲートウェイに通知する方式は考慮されていない。
無線区間の帯域情報を考慮しないゲートウェイにおける各移動局の最大帯域割り当てでは、受信強度が低い移動局の場合、下りパケットがゲートウェイから基地局へは通知されるが、基地局から移動局へは通知できない場合があるため、基地局でパケットバッファのあふれによるパケット破棄が発生するおそれが高い。これにより、ゲートウェイが課金した送信バイト数と、実際に移動局が受信したバイト数とに差が生まれ、誤課金（課金超過）が発生する場合があり、誤課金を回避する構成が必要である。
また、無線区間の帯域情報を考慮しないゲートウェイにおける各移動局の最大帯域割り当てでは、ゲートウェイから基地局へパケットを送信できても、基地局から移動局へは送信できないパケットが発生し、ゲートウェイ〜基地局区間のリソースの利用効率が低くなり、輻輳が発生する可能性が高くなる。
また、無線区間の帯域情報を考慮しないゲートウェイにおける各移動局の最大帯域割り当てでは、ゲートウェイから通知された各移動局の上り方向の最大帯域にしたがって、受信強度の低い移動局も過剰な帯域要求をするおそれがあり、無線区間のリソースの利用効率が低下する場合がある。
【０００６】
また、これまでの技術では、無線区間のリソース割り当ては、基地局のポリシーに基づくスケジューリングで行われてきたため、基地局のスケジュール割り当ての方針が必ずしもサービスのポリシーにそぐわないおそれがある。例えば、ゲートウェイではサービスのポリシーに基づいて優先度の高い端末により多くの帯域を割り当てたいが、優先度の高い端末の受信強度が低い場合、基地局のスケジューラでは、基地局のポリシーに基づいてセルのスループットを上げるために優先度の高い端末のパケットを犠牲にすることが発生しうる。逆に、ゲートウェイではサービスのポリシーに基づいて優先度の高い端末により多くの帯域を割り当てるより、セルのスループットを優先したいが、優先度の高い端末の受信強度が低い場合、基地局のスケジューラでは、基地局のポリシーに基づいてセルのスループットを犠牲にしても優先度の高い端末のパケットに多くのリソースを割り当てることが発生しうる。特に、複数ベンダの基地局と接続するゲートウェイの場合、各基地局のリソース割り当てのポリシーが異なる可能性があり、各基地局がそれぞれのポリシーでスケジューリングするため、基地局のスケジュール割り当ての方針がサービスのポリシーにそぐわない可能性は高くなる。
本発明は、以上の点に鑑み、無線通信システムにおいて、ゲートウェイがある基地局のセル内の各移動局に最大帯域を割り当てる場合、該基地局と移動局との無線区間の帯域情報に基づいて、該基地局に属する各移動局に最大帯域を割り当てることを目的とする。また、本発明は、ゲートウェイの割り当てる各端末の最大帯域と、該基地局と該基地局に属する端末との無線区間の帯域との齟齬を避けることを目的のひとつとする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の無線通信システムは、基地局（ＢＳ）と移動局（ＭＳ）との間および基地局とゲートウェイ（ＢＣＧＷ）との間の通信における各端末のユーザ単位あるいはユーザかつサービス単位の最大帯域を、端末と経由する基地局との無線区間の帯域情報に基づいて設定する最大帯域割り当て機能を有することを特徴のひとつとする。また、本発明の無線通信システムは、基地局と移動局との間および基地局とゲートウェイとの間の通信における各端末のユーザ単位あるいはユーザかつサービス単位の最大帯域を設定するもので、端末と経由する基地局との無線区間の帯域情報に基づいて、該基地局に属する全端末に割り当てる最大帯域の合計量を設定し、該合計量に基づく最大帯域割り当て機能を有することを特徴のひとつとする。
例えば、本無線通信システムでは、ゲートウェイが基地局や端末から収集した無線区間の帯域情報に基づいて、所定の基地局に属する各端末に割り当てる基地局〜端末間および基地局〜ゲートウェイ間の最大帯域設定する。また、例えばゲートウェイが基地局や端末から収集した無線区間の帯域情報に基づいて、所定のサービスに接続する各端末に割り当てる基地局〜端末間および基地局〜ゲートウェイ間の最大帯域を設定してもよい。例えばゲートウェイが、基地局や端末から収集した無線区間の帯域情報に基づいて、所定の基地局に属する端末のうち、特定のサービスに接続する各端末に割り当てる基地局〜端末間および基地局〜ゲートウェイ間の最大帯域を設定してもよい。
【０００８】
また、本無線通信システムでは、例えばゲートウェイが、基地局や端末から収集した無線区間の帯域情報に基づいて所定の基地局に属する端末に割り当てる最大帯域の総量を設定する。なお、ゲートウェイが、基地局や端末から収集した無線区間の帯域情報に基づいて所定の基地局に属する端末のうち、特定のサービスに接続する全端末に割り当てる最大帯域の総量を設定してもよい。
ゲートウェイが、例えば、上述の方式で求めた、所定の基地局に属する端末に割り当てる最大帯域の総量に基づいて、上述の方式のように該基地局に属する各端末に割り当てる基地局〜端末間および基地局〜ゲートウェイ間の最大帯域を設定してもよい。また、ゲートウェイが、上述の方式で求めた、所定の基地局に属する端末のうち、特定のサービスに接続する全端末に割り当てる最大帯域の総量に基づいて、上述の方式のように、該基地局に属する端末のうち、該サービスに接続する各端末に割り当てる基地局〜端末間および基地局〜ゲートウェイ間の最大帯域を設定してもよい。
上述の無線区間の帯域情報として、例えば端末の受信強度またはその指標（ＣＱＩ：Ｃｈａｎｎｅｌ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）を用いることができる。また、上述の無線区間の帯域情報として、基地局の送信待ちパケットバッファ量を用いてもよい。
基地局は、上述の無線区間の帯域情報をゲートウェイに通知する。また、上述の無線区間の帯域情報を基地局から取得し、ゲートウェイに通知する統計項目取得サーバを用いてもよい。
【０００９】
本発明の第１の解決手段によると、
無線端末と無線で通信するひとつ又は複数の基地局と、前記無線端末に割り当てられる最大帯域に従い前記基地局を介して該無線端末にパケットを送信するゲートウェイ装置とを備えた無線通信システムにおいて、
前記ゲートウェイ装置は、
予め設定された、所定の基地局又はサービスに属する無線端末に割り当てる最大帯域の総量と、前記基地局又は前記無線端末から収集された該基地局と該無線端末間の無線区間の第１の帯域情報とに基づいて、各無線端末に、基地局と無線端末間及び基地局とゲートウェイ装置間の最大帯域を割り当てる、又は、
前記基地局又は前記無線端末から収集された該基地局と該無線端末間の無線区間の第２の帯域情報に基づいて、所定の基地局又はサービスに属する無線端末に割り当てる最大帯域の総量を基地局毎又はサービス毎に設定し、設定された最大帯域の総量に基づいて、該基地局に属する各無線端末に基地局と無線端末間及び基地局とゲートウェイ装置間の最大帯域割り当てる前記無線通信システムが提供される。
【００１０】
本発明の第２の解決手段によると、
無線端末と無線で通信するひとつ又は複数の基地局と、前記無線端末に割り当てられる最大帯域に従い前記基地局を介して該無線端末にパケットを送信するゲートウェイ装置とを備えた無線通信システムにおける前記ゲートウェイ装置であって、
前記基地局と通信するためのインタフェースと、
各無線端末に、基地局と無線端末間及び基地局とゲートウェイ装置間の最大帯域を割り当てる処理部と
を備え、
前記処理部は、
予め設定された、所定の基地局又はサービスに属する無線端末に割り当てる最大帯域の総量と、前記基地局又は前記無線端末から収集された該基地局と該無線端末間の無線区間の第１の帯域情報とに基づいて、各無線端末に、基地局と無線端末間及び基地局とゲートウェイ装置間の最大帯域を割り当てる、又は、
前記基地局又は前記無線端末から収集された該基地局と該無線端末間の無線区間の第２の帯域情報に基づいて、所定の基地局又はサービスに属する無線端末に割り当てる最大帯域の総量を基地局毎又はサービス毎に設定し、設定された最大帯域の総量に基づいて、該基地局に属する各無線端末に基地局と無線端末間及び基地局とゲートウェイ装置間の最大帯域割り当てる前記ゲートウェイ装置が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、無線通信システムにおいて、ゲートウェイがある基地局のセル内の各移動局に最大帯域を割り当てる場合、該基地局と移動局との無線区間の帯域情報に基づいて、該基地局に属する各移動局に最大帯域を割り当てることができる。また、本発明によると、ゲートウェイの割り当てる各端末の最大帯域と、該基地局と該基地局に属する端末との無線区間の帯域との齟齬を避けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】ＣＱＩに基づく最大帯域割り当て機能およびＢＳのバッファ量に基づく最大帯域総量設定機能を有する移動体無線通信システムの一例。
【図２】ＣＱＩに基づく最大帯域割り当て機能を有する移動体無線通信システムの一例。
【図３】ゲートウェイのブロック図の一例。
【図４】基地局のブロック図の一例。
【図５】最大帯域割り当て機能を有するゲートウェイが保持するテーブル（ＵＰ別最大帯域比テーブル）の一例。
【図６】最大帯域割り当て機能を有するゲートウェイが保持するテーブル（ＭＳ別最大帯域テーブル）の一例。
【図７】ＣＱＩに基づく最大帯域割り当て機能を有するゲートウェイが保持するテーブル（ＣＱＩ別最大帯域テーブル）の一例。
【図８】ＣＱＩに基づく最大帯域割り当て機能を有する基地局が保持するテーブル（ＭＳ別ＣＱＩテーブル）の一例。
【図９】ゲートウェイにおけるユーザ優先度に基づく最大帯域割り当て機能のフローチャートの一例。
【図１０】ゲートウェイにおけるＣＱＩに基づく最大帯域割り当て機能のフローチャートの一例。
【図１１】ＢＳのバッファ量に基づく最大帯域総量設定機能を有する移動体無線通信システムの一例。
【図１２】最大帯域の総量設定機能を有するゲートウェイが保持するテーブル（ＵＰ別最大帯域比テーブル）の一例。
【図１３】最大帯域の総量設定機能を有するゲートウェイが保持するテーブル（ＭＳ別最大帯域テーブル）の一例。
【図１４】ＢＳのバッファ量に基づく最大帯域総量設定機能を有するゲートウェイが保持するテーブル（最大帯域総量の増減量テーブル）の一例。
【図１５】ＢＳのバッファ量に基づく最大帯域総量設定機能を有する基地局が保持するテーブル（送信待ちパケットバッファ量テーブル）の一例。
【図１６】ゲートウェイにおけるＢＳのバッファ量に基づく最大帯域総量設定機能のフローチャートの一例。
【図１７】移動体無線通信システムのプロトコルスタックの一例。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
１．概要
図１は、ＣＱＩに基づく最大帯域割り当て機能およびＢＳのバッファ量に基づく最大帯域総量設定機能を有する移動体無線通信システムの一例である。このシステムについては第３の実施の形態で詳述するが、まず、図１を参照して各実施の形態の概要を説明する。
本発明の実施の形態のひとつは、移動体無線通信システムにおいて、各無線端末（以下、ＭＳ：Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｔａｔｉｏｎ）６の基地局（以下、ＢＳ：Ｂａｓｅ Ｓｔａｔｉｏｎ）４〜ＭＳ６間およびＢＳ４〜ゲートウェイ装置（なお、本明細書において単にゲートウェイと称することもある。以下、ＢＣＧＷ：Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｇａｔｅｗａｙと記す）２間の最大帯域の割り当てを行うＢＣＧＷ２が、収集したＢＳ４〜ＭＳ６間（無線区間）の帯域情報を基に、各ＭＳ６に割り当てる最大帯域を設定できるシステムを提供する。
ＢＳ４〜ＭＳ６間の帯域情報の一例として、ＭＳ６の受信強度の指標であるＣＱＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）を用いて、各ＭＳ６に割り当てる最大帯域を設定するケースについて、第１の実施の形態で示す。また、無線区間の帯域に応じた他の情報に基づいて各ＭＳ６に割り当てる最大帯域を設定する例を変形例として示す。
【００１４】
また、本発明の他の実施の形態のひとつは、移動体無線通信システムにおいて、各ＭＳ６のＢＳ４〜ＭＳ６間およびＢＳ４〜ＢＣＧＷ２間の最大帯域の割り当てを行うＢＣＧＷ２が、収集したＢＳ４〜ＭＳ６間の帯域情報を基に、あるＢＳ４又はＭＳ６に提供するサービスに属する全ＭＳ６に割り当てる最大帯域の総量を設定できるシステムを提供する。
ＢＳ４〜ＭＳ６間の帯域情報の一例として、ＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量を用い、あるＢＳ４に属する全ＭＳ６に割り当てる最大帯域の総量を設定するケースについて、第２の実施の形態で示す。また、無線区間の帯域に応じた他の情報に基づいて、あるＢＳ４に属する全ＭＳ６に割り当てる最大帯域の総量を設定する例を変形例として示す。
また、本発明の実施の形態のひとつは、移動体無線通信システムにおいて、各ＭＳ６のＢＳ４〜ＭＳ６間およびＢＳ４〜ＢＣＧＷ２間の最大帯域の割り当てを行うＢＣＧＷ２が、収集したＢＳ４〜ＭＳ６間の帯域情報（第２の帯域情報）を基にあるＢＳ４に属する全ＭＳ６に割り当てる最大帯域の総量を設定し、かつ収集したＢＳ４〜ＭＳ６間の帯域情報（第１の帯域情報）を基に各ＭＳ６に割り当てる最大帯域を設定できるシステムを提供する。
ＢＳ４〜ＭＳ６間の帯域情報に基づく最大帯域の総量設定と、ＢＳ４〜ＭＳ６間の帯域情報に基づく最大帯域の割り当てを併せて用いる例として、第１の実施の形態と第２の実施の形態とを組み合わせるケースについて、第３の実施の形態で示す。
なお、各実施の形態のシステムは移動体通信に限らず、無線区間を有する無線通信システムであってもよい。
また、それぞれの実施の形態において、ＢＣＧＷ２が割り当てる最大帯域は、ＭＳ６単位あるいはＭＳ６かつサービス単位のいずれの単位でも設定できる。ＭＳ６かつサービス単位に最大帯域を設定する場合、ＭＳ６が接続するサービス網ごとに独立に最大帯域の制御を行い、同じＭＳ６でも接続するサービス網によって、互いに独立した通信路として扱う。
また、それぞれの実施の形態において、ＢＣＧＷ２がＢＳ４〜ＭＳ６間の帯域情報を取得する場合、ＢＳ４から直接通知されるだけではなく、統計項目取得機能を有する外部装置（統計項目取得サーバ、以下、ＯＡＭ７：Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ Ａｎｄ Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ）を介して取得することも可能である。
また、それぞれの実施の形態において、各ＭＳ６の最大帯域の割り当てを、ＢＳ４〜ＭＳ６間の帯域情報の他にサービスのポリシーに基づくユーザ単位の優先度（以下、ＵＰ：Ｕｓｅr Ｐｒｉｏｒｉｔｙ）などをあわせて考慮して設定してもよい。各ＭＳ６のＵＰや、ＵＰに基づく最大帯域割り当ての重み付けなどを含むポリシー情報は、ＢＣＧＷ２内に事前に設定されているか、ポリシー管理サーバ（以下、ＰＳ３：Ｐｏｌｉｃｙ Ｓｅｒｖｅｒ）から取得するといった方法がある。
【００１５】
２．第１の実施の形態
第１の実施の形態は、ＣＱＩに基づく最大帯域割り当てに関するものであり、各ＭＳ６のＣＱＩに基づくＢＣＧＷ２における該ＭＳ６のＢＳ４〜ＭＳ６間およびＢＳ４〜ＢＣＧＷ２間の最大帯域の割り当ての一例を示す。
本実施の形態では、無線通信システムにおいて、ゲートウェイがある基地局のセル内の各移動局に最大帯域を割り当てる場合、該基地局と移動局との無線区間の帯域情報に基づいて、該基地局に属する各移動局に最大帯域を割り当てることができる。また、本実施の形態では、ゲートウェイの割り当てる各端末の最大帯域と、該基地局と該基地局に属する端末との無線区間の帯域との齟齬を避けることができる。
【００１６】
２−１．システム構成
［本実施の形態の移動体無線通信システムのアーキテクチャの一例］
図２に、本実施の形態の移動体無線通信システムのアーキテクチャの一例を示す。
移動体無線通信システムは、例えば、ゲートウェイ（ＢＣＧＷ２）２と基地局（ＢＳ４）４とを備える。基地局４の無線通信範囲５内にはひとつ以上の端末（ＭＳ６、移動局）６が存在する。移動体無線通信システムは、さらに、統計項目を取得する保守管理装置（ＯＡＭ７）７、ポリシー制御装置（ＰＳ３、ポリシーサーバ）３をさらに備えてもよい。なお、ＯＡＭ７、ＰＳ３は省略されてもよい。
ＢＣＧＷ２は、ＩＰ（ＩＰ：Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）ネットワーク１およびＰＳ３およびＢＳ４およびＯＡＭ７と接続される。ＢＣＧＷ２は、ＢＳ４またはＯＡＭ７から各ＭＳ６のＣＱＩを取得し、各ＭＳ６のＣＱＩに基づく各ＭＳ６のＢＳ４〜ＭＳ６間およびＢＳ４〜ＢＣＧＷ２間の最大帯域の割り当て機能を有する。また、ＢＣＧＷ２は、ＩＰネットワーク１およびＰＳ３およびＢＳ４およびＯＡＭ７と制御信号およびデータの送受信を行う。ＢＣＧＷ２は、決定されるＭＳ６の最大帯域に従い、ＢＳ４を介して所定のサービスに応じたパケットをＭＳ６に送信する。なお、ポリシー情報をＢＣＧＷ２内に事前設定する場合は、ＰＳ３は省略可能である。また、ＢＣＧＷ２がＣＱＩをＢＳ４から直接取得する場合、ＯＡＭ７は省略可能である。
ＰＳ３は、ＢＣＧＷ２と接続され、各ＭＳ６の最大帯域割り当てに用いる各ＭＳ６のＵＰや、ＵＰに基づく最大帯域割り当ての重み付けなどの情報をポリシー情報として管理する、また、ＰＳ３は、ＢＣＧＷ２と制御信号およびデータの送受信を行う。ポリシー情報をＢＣＧＷ２内に事前設定する場合は、ＰＳ３は省略可能である。
【００１７】
ＢＳ４は、ＢＣＧＷ２およびＯＡＭ７と接続され、ＢＣＧＷ２およびＯＡＭ７および自身の無線通信範囲５内にいるＭＳ６と、制御信号およびデータの送受信を行う。例えばＢＳ４は、ＢＳ４−ＭＳ６間の無線区間の帯域情報又は無線区間の帯域情報をＢＣＧＷ２が求める際に使用する情報をＢＣＧＷ２又はＯＡＭ７に通知する。上述のように、ＢＣＧＷ２がＣＱＩをＢＳ４から直接取得する場合、ＯＡＭ７は省略可能である。
ＭＳ６は、無線通信可能なＢＳ４と、制御信号およびデータの送受信を行う。
ＯＡＭ７は、ＢＣＧＷ２およびＢＳ４と接続され、ＢＳ４の統計項目を取得する外部装置である。ＯＡＭ７は、ＢＣＧＷ２およびＢＳ４と制御信号およびデータの送受信を行う。取得する統計項目は予め定めることができる。上述のように、ＢＣＧＷ２がＣＱＩをＢＳ４から直接取得する場合、ＯＡＭ７は省略可能である。
【００１８】
２−２．装置構成
２−２−１．ＢＣＧＷ２
［本実施の形態のＢＣＧＷ２の一例］
図３に、本実施の形態で使用するＢＣＧＷ２の機能ブロック図の一例を示す。
ＢＣＧＷ２は、例えば、ネットワークインタフェース部２１と、ＢＳインタフェース部２２と、ＰＳインタフェース部２３と、ＯＡＭインタフェース部２４と、メモリ部２５と、処理部２６とを有する。
ネットワークインタフェース部２１は、ＩＰネットワーク１とのインタフェースである。ネットワークインタフェース部２１により、ＢＣＧＷ２はＩＰネットワークとＩＰパケットの送受信を行う。
ＢＳインタフェース部２２は、ＢＳ４とのインタフェースである。ＢＳインタフェース部２２により、ＢＣＧＷ２はＢＳ４とＩＰパケットの送受信を行う。本実施の形態では、ＢＣＧＷ２はＢＳインタフェース部２２によってＢＳ４からＣＱＩを受信するか、ＯＡＭインタフェース部２４によってＯＡＭ７からＣＱＩを受信する。
ＰＳインタフェース部２３は、ＰＳ３とのインタフェースである。ＰＳインタフェース部２３により、ＢＣＧＷ２はＰＳ３とＩＰパケットの送受信を行う。本実施の形態では、ＢＣＧＷ２はＰＳインタフェース部２３によってＰＳ３から、例えば各ＭＳ６のユーザ識別子、各ＭＳ６のＵＰ、各サービスにおける最大帯域の総量の初期値、各サービスにおける各ＵＰに対応する最大帯域割り当て比、各ＣＱＩに対応する最大帯域などのポリシーに関する情報等を受信することができる。ポリシーに関する情報がＢＣＧＷ２内に設定されたり、他の適宜のノードからＢＣＧＷ２に通知されたりすることにより、ＰＳ３が省略されるアーキテクチャの場合、ＰＳインタフェース部２３は省略可能である。
ＯＡＭインタフェース部２４は、ＯＡＭ７とのインタフェースである。ＯＡＭインタフェース部２４により、ＢＣＧＷ２はＯＡＭ７とＩＰパケットの送受信を行う。本実施の形態では、ＢＣＧＷ２はＢＳインタフェース部２２によってＢＳ４からＣＱＩを受信するか、ＯＡＭインタフェース部２４によってＯＡＭ７からＣＱＩを受信する。ＣＱＩがＢＳ４から直接ＢＣＧＷ２へ通知される場合、ＯＡＭインタフェース部２４は省略可能である。
メモリ部２５は、送受信するＩＰパケット、接続するＰＳ３のアドレス、接続するＢＳ４のアドレス、接続するＯＡＭ７のアドレス、各ＭＳ６のユーザ識別子などの情報を、必要に応じて記憶・管理する。本実施の形態では、メモリ部２５は、例えば、ＵＰ別最大帯域比テーブルと、ＭＳ別最大帯域テーブルと、ＣＱＩ別最大帯域テーブルとを有し、各ＭＳ６のＵＰ、各サービスにおける最大帯域の総量の初期値、各サービスにおける各ＵＰに対応する最大帯域割り当て比、各ＣＱＩに対応する最大帯域、各サービスにおける現在各ＭＳ６に割り当てられている最大帯域などの情報を管理することができる。なお、各テーブルの詳細は後述する。
処理部２６は、メモリ部２５に保持される情報の管理、ＩＰパケットの構築・解析などのＩＰパケット送受信処理などを行う。また、処理部２６は、各ＭＳ６にＢＳ４とＭＳ６間及びＢＳ４とＢＣＧＷ２間の最大帯域を割り当てる。例えば、本実施の形態では、各サービスにおけるＵＰやＣＱＩに基づく各ＭＳ６の最大帯域値計算などを行う。
【００１９】
［本実施の形態のＢＣＧＷ２のメモリ部が保持する情報の一例］
図５に、本実施の形態のＢＣＧＷ２のメモリ部が保持する情報の一例として、ＵＰ別最大帯域比テーブルを示す。
ＵＰ別最大帯域比テーブルは、例えば、サービス識別子に対応して、最大帯域の総量と、ＵＰ毎の最大帯域比が記憶される。
サービス識別子は、ＢＣＧＷ２が接続するＩＰネットワーク１が提供するサービスの識別子である。最大帯域の総量Ｂは、サービス単位に予め設定され、各ＭＳ６に割り当てられる最大帯域の総量である。最大帯域比Ｒｉは、ＵＰ＝ｉのＭＳ６に割り当てる最大帯域をＵＰごとに比として表した値である。
図６に、本実施の形態のＢＣＧＷ２のメモリ部が保持する情報の一例として、あるサービスに対するＭＳ別最大帯域テーブルを示す。
ＭＳ別最大帯域テーブルは、例えば、ユーザ識別子に対応して、ユーザの優先度（ＵＰ）と最大帯域とが記憶される。ＭＳ別最大帯域テーブルは、サービスごとに有することができる。
ユーザ識別子は、ＭＳ６の識別子である。ＭＳ６を使用するユーザの識別子であってもよい。ＵＰは、各ユーザに割り当てられた優先度の高さを示す値で、例えば値が小さいほど優先度が高いことを示す。最大帯域は、各ユーザ識別子に対応するＭＳ６が、所望のサービスに接続する際に許容される最大帯域を示す。ＢＣＧＷ２の処理部２６の計算によって求めた最大帯域値を保存し、以後最大帯域の再計算時に値が更新される。
【００２０】
図７に、本実施の形態のＢＣＧＷ２のメモリ部が保持する情報の一例として、あるサービスに対するＣＱＩ別最大帯域テーブルを示す。
ＣＱＩ別最大帯域テーブルは、例えば、ＣＱＩと最大帯域が対応して記憶される。
ＣＱＩは、各ＭＳ６の受信強度を示す指標であり、例えば値が小さいほど受信強度が低いことを示す。最大帯域は、各ＣＱＩを有するＭＳ６が、該サービスに接続する際に許容される最大帯域を示す。実際にＢＣＧＷ２が最大帯域制御に使用する最大帯域は、この値とＢＣＧＷ２の処理部２６の計算によって求めた最大帯域値との比較によって決定する。
なお、これらの情報は、例えばＰＳ３から予め受信して記憶されることができる。
【００２１】
２−２−２．ＢＳ４
［本実施の形態のＢＳ４の一例］
図４に、本実施の形態で使用するＢＳ４の機能ブロック図の一例を示す。
ＢＳ４と、例えば、無線インタフェース部４１と、ＢＣＧＷインタフェース部４２と、ＯＡＭインタフェース部４３と、メモリ部４４と、処理部４５と、バッテリー部４６とを有する。
無線インタフェース部４１は、無線インタフェースである。無線インタフェース部４１により、ＢＳ４はＭＳ６とＩＰパケットの送受信を行う。本実施の形態では、ＢＣＧＷ２は無線インタフェース部４１によってＢＳ４からＭＳ６へパイロット信号を送信し、ＭＳ６の応答から該ＭＳ６のＣＱＩを測定する。ＢＣＧＷインタフェース部４２は、ＢＣＧＷ２とのインタフェースである。ＢＣＧＷインタフェース部４２により、ＢＳ４はＢＣＧＷ２とＩＰパケットの送受信を行う。ＯＡＭインタフェース部４３は、ＯＡＭ７とのインタフェースである。ＯＡＭインタフェース部４３により、ＢＳ４はＯＡＭ７とＩＰパケットの送受信を行う。本実施の形態では、ＢＳ４はＢＣＧＷインタフェース部４２によってＢＣＧＷ２へＣＱＩを送信するか、ＯＡＭインタフェース部４３によってＯＡＭ７へＣＱＩを送信する。ＣＱＩがＢＳ４から直接ＢＣＧＷ２へ通知される場合、ＯＡＭインタフェース部４３は省略可能である。
メモリ部４４は、例えば、送受信するＩＰパケット、接続するＢＣＧＷ２のアドレス、接続するＭＳ６のアドレスなどの情報等を記憶、管理する。本実施の形態では、メモリ部４４は、例えばＭＳ別ＣＱＩテーブルを有し、各ＭＳ６のＣＱＩなどの情報を管理する。処理部４５は、メモリ部４４に保持される情報の管理、ＩＰパケットの構築・解析などのＩＰパケット送受信処理などを行う。バッテリー部４６は、ＢＳ４のバッテリーである。ＢＳ４が常に電力供給されている場合は、バッテリー部４６は省略可能である。
【００２２】
［本実施の形態のＢＳ４のメモリ部が保持する情報の一例］
図８に、本実施の形態のＢＳ４のメモリ部が保持する情報の一例として、ＭＳ別ＣＱＩテーブルを示す。
ＭＳ別ＣＱＩテーブルは、例えば、ユーザ識別子に対応してＭＳ６のＣＱＩが記憶される。ユーザ識別子は上述と同様であり、例えばＭＳ６の識別子である。ＣＱＩは、各ＭＳ６の受信強度を示す指標であり、例えば値が小さいほど受信強度が低いことを示す。
【００２３】
２−３．最大帯域の割り当て
［本実施の形態のＣＱＩ取得前のＢＣＧＷ２による最大帯域割り当ての一例］
ＢＣＧＷ２は、ＣＱＩ取得前に各ＭＳ６の最大帯域の初期値をサービスのポリシーに基づいて割り当てることができる。以下、各ＭＳ６の最大帯域の初期値の設定の例をいくつか説明する。なお、これらに限らず、適宜のポリシーに基づいて設定してもよい。
ＢＣＧＷ２は、あるサービスの提供が許容された各ＭＳ６の最大帯域の初期値が、ＢＣＧＷ２に事前設定されている、またはＰＳ３から通知されている場合、その値をサービスの提供が許容された各ＭＳ６の最大帯域の初期値として用いてもよい。
また、ＢＣＧＷ２は、あるサービスに接続する全ＭＳ６の最大帯域の総量の情報がＢＣＧＷ２に事前設定されている、またはＰＳ３、ＢＳ４、ＯＡＭ７から通知されている場合、最大帯域の総量と該サービスに接続するＭＳ６の数を基に、各ＭＳ６の最大帯域の初期値を設定してもよい。
また、ＢＣＧＷ２は、ある基地局に接続する全ＭＳ６の最大帯域の総量の情報がＢＣＧＷ２に事前設定されている、またはＰＳ３、ＢＳ４、ＯＡＭ７から通知されている場合、最大帯域の総量と該基地局に接続するＭＳ６の数を基に、各ＭＳ６の最大帯域の初期値を設定してもよい。
また、ＢＣＧＷ２は、各ＭＳ６のＵＰとともに各ＵＰに対する最大帯域の初期値がＢＣＧＷ２に事前設定されている、またはＰＳ３から通知されている場合、そのＵＰに基づいて、サービスの提供が許容された各ＭＳ６の最大帯域の初期値を、例えばＵＰが高いＭＳ６に、ＵＰが低いＭＳ６よりもより大きな値を設定してもよい。
また、ＢＣＧＷ２は、各ＭＳ６のＵＰとともに各ＵＰに対する最大帯域割り当ての重みづけＲｉおよび該サービスに接続する全ＭＳ６の最大帯域の総量Ｂの情報がＢＣＧＷ２に事前設定されている、またはＰＳ３、ＢＳ４、ＯＡＭ７から通知されている場合、最大帯域の総量と該サービスに接続するＭＳ６のうち、各ＵＰを持つＭＳ６の数を基に、各ＭＳ６の最大帯域の初期値を設定してもよい。
また、ＢＣＧＷ２は、各ＭＳ６のＵＰとともに各ＵＰに対する最大帯域割り当ての重みづけおよび該基地局に接続する全ＭＳ６の最大帯域の総量の情報がＢＣＧＷ２に事前設定されている、またはＰＳ３、ＢＳ４、ＯＡＭ７から通知されている場合、最大帯域の総量と該基地局に接続するＭＳ６のうち、各ＵＰを持つＭＳ６の数を基に、各ＭＳ６の最大帯域の初期値を設定してもよい。
また、ＢＣＧＷ２は、各ＭＳ６のＵＰとともに各ＵＰに対する最大帯域割り当ての重みづけおよび該基地局に接続する全ＭＳ６の最大帯域の総量の情報がＢＣＧＷ２に事前設定されている、またはＰＳ３、ＢＳ４、ＯＡＭ７から通知されている場合、最大帯域の総量と該基地局に接続するＭＳ６のうち、該サービスに接続しているＭＳ６の中で各ＵＰを持つＭＳ６の数を基に、各ＭＳ６の該サービスに対する最大帯域の初期値を設定してもよい。
図９に、最大帯域割り当てにおけるＢＣＧＷ２の処理の一例を示す。上述の、各ＭＳ６のＵＰとともに各ＵＰに対する最大帯域割り当ての重みづけＲｉおよび該サービスに接続する全ＭＳ６の最大帯域の総量Ｂの情報が設定又は通知されている場合の例について、処理の一例を以下説明する。
【００２４】
例えば、ＢＣＧＷ２は、サービスの識別子Ｘ、サービスＸに接続する全ＭＳ６の最大帯域の総量Ｂ、サービスＸにおけるＵＰ＝ｉに対する最大帯域割り当ての重み（比）Ｒｉを含むＵＰ別最大帯域比テーブルと、サービスＸに接続する各ＭＳ６の識別子、サービスＸに接続する各ＭＳ６のＵＰ＝ｉを含むＭＳ別最大帯域テーブルを参照し、各ＭＳ６に割り当てる最大帯域の基準値Ｂ０を求めおよびＵＰ＝ｉを持つＭＳ６の最大帯域をＲｉＢ０に設定する。ＢＣＧＷ２ 図９のＳ２２１で、ＢＣＧＷ２（例えば処理部２６、以下フローチャートの説明において同様）は、ＭＳ別最大帯域テーブルの情報を基に、サービスＸに接続する全ＭＳ６のうちＵＰ＝ｉを持つＭＳ６の数Ｎｉを、各ＵＰについてカウントして求める。
Ｓ２２２で、ＢＣＧＷ２は、カウント結果のＮｉおよびＵＰ別最大帯域比テーブルのＢ、Ｒｉを基に、以下の式に基づいて、各ＭＳ６に割り当てる最大帯域の基準値Ｂ０を設定する。
［式１］
Ｂ０＝Ｂ／ΣＲｉＮｉ
ここで、Σはｉに関する和（全ＵＰに関する和）を表す算術記号である。
Ｓ２２３で、ＢＣＧＷ２は、Ｓ２２２で求めたＢ０を基にＵＰ＝ｉを持つＭＳ６の最大帯域をＲｉＢ０に設定し、ＭＳ別最大帯域テーブルに保存する。保存された最大帯域は、ＢＣＧＷ２における下り方向の最大帯域制御に使用される。また、同様の方式で上り方向の最大帯域を求めて、ＢＣＧＷ２における上り方向の最大帯域制御に使用してもよい。また、同様の方式で求めた上り方向、または下り方向、または上りおよび下り方向の最大帯域をＢＳ４やＭＳ６に通知して、通知した値に基づいてＢＳ４やＭＳ６で最大帯域制御を行ってもよい。最大帯域制御の方式としては、例えば、シェーピングキューを用いたキューイングによるレートシェーピング、最大帯域を超えるパケットを破棄するレートポリシングなどがあるが、これ以外を用いてもよい。
本方式によって設定した最大帯域ＲｉＢ０は、サービスＸに接続する全ＭＳ６の最大帯域の総量＝Ｂを満たし、かつ、各ＵＰを持つＭＳ６に対してサービスＸにおけるＵＰ＝ｉに対する最大帯域割り当ての重み（比）Ｒｉの条件を満たす。
【００２５】
［本実施の形態のＣＱＩに基づく最大帯域割り当てにおけるＢＣＧＷ２の処理の一例］
図１０に、最大帯域割り当てにおけるＢＣＧＷ２の処理の一例を示す。
Ｓ２０１で、ＢＣＧＷ２は、ＢＳ４またはＯＡＭ７から各ＭＳ６のユーザ識別子とＣＱＩを受信する。ＢＳ４は、ＭＳ６にパイロット信号を送信し、その受信強度をＭＳ６から取得することで該ＭＳ６のＣＱＩを測定することができる。ＯＡＭ７は、各ＭＳ６のＣＱＩを統計項目としてＢＳ４から取得してもよい。これにより、ＢＣＧＷ２はＢＳ４またはＯＡＭ７から各ＭＳ６のＣＱＩを取得することができる。ＢＣＧＷ２は、全ＭＳ６のＣＱＩを取得してもよいし、ＣＱＩが予め定められた閾値より低いＭＳ６のＣＱＩのみを取得してもよいし、ＣＱＩが上限閾値より高いＭＳ６および下限閾値より低いＭＳ６のＣＱＩのみを取得してもよい。上限閾値、下限閾値は予め定められることができる。閾値を用いる場合、上記閾値条件に達した全ＭＳ６をＣＱＩ取得対象としてもよいし、上記閾値条件を一定時間以上満たしたＭＳ６をＣＱＩ取得対象にしてもよい。例えば、受信強度が低い場合などが該当する。また、上記閾値条件を満たしてＣＱＩを通知したが上記閾値条件を満たさなくなった全ＭＳ６、または、上記閾値条件を満たしてＣＱＩを通知したが上記閾値条件を満たさない状態が一定時間継続したＭＳ６をＣＱＩ取得対象としてもよい。これらは、例えば、受信強度が一旦低くなったが回復した場合が該当する。また、ある閾値に従って特定のＭＳ６のＣＱＩのみ取得する場合、閾値はＢＳ４に設定してもよいし、ＢＣＧＷ２がＯＡＭ７からＣＱＩを取得する場合はＯＡＭ７に設定してもよいし、ＢＣＧＷ２に設定して通知されたＣＱＩの中から閾値に従って判定してもよい。また、ＢＣＧＷ２がＣＱＩを取得する契機の例として、ＭＳ６の位置登録・エリア変更・ハンドオーバ、タイマによる定期的な通知、上記閾値を用いる場合で例示したＣＱＩ取得対象となったＭＳ６のＣＱＩ取得などが挙げられる。また、上記閾値は、ＢＣＧＷ２がＢＣＧＷ２に事前設定されている値またはＰＳ３から取得した値をＢＳ４またはＯＡＭ７に通知してもよいし、ＢＳ４またはＯＡＭ７に事前設定されていてもよい。また、ＢＣＧＷ２のＣＱＩ取得はＢＳ４単位、またはサービス単位、またはＢＳ４かつサービス単位に独立して行ってもよい。
Ｓ２０２で、ＢＣＧＷ２は、ＣＱＩとＭＳ６に割り当てる最大帯域との対応関係を示すＣＱＩ別最大帯域テーブルを基に、取得した該ＭＳ６のＣＱＩに対応する最大帯域Ｂｒｊを求める。ＣＱＩ別最大帯域テーブルのＣＱＩとＭＳ６に割り当てる最大帯域との対応関係は、ＢＣＧＷ２に事前設定されていてもよいし、ＰＳ３から取得してもよい。また、ＣＱＩ別最大帯域テーブルのテーブルは、ＢＳ４単位、またはサービス単位、またはＢＳ４かつサービス単位に異なるテーブルを設定してもよいし、共通のテーブルを使用してもよい。
【００２６】
Ｓ２０３で、ＢＣＧＷ２は、Ｓ２０２で求めた該ＭＳ６のＣＱＩに対応する最大帯域Ｂｒｊと、現在該ＭＳ６に割り当てている最大帯域とを比較する。なお、ＭＳ６に割り当てている最大帯域は、受信されたユーザ識別子に基づきＭＳ別最大帯域テーブルを参照し、対応する最大帯域を特定することができる。この比較結果と対応するＢＣＧＷ２の動作は、ＣＱＩが下限閾値より低いＭＳ６または上限閾値より高いという条件を満たさなくなったＭＳ６と、上限閾値より高いＭＳ６または下限閾値より低いという条件を満たさなくなったＭＳ６とで逆になる。以下では、前者のケースを例にして説明する。また、閾値条件を満たさなくなったＭＳ６に対して、ＢＣＧＷ２は上記比較を行わず、ＣＱＩに対応する最大帯域を割り当てる前に割り当てられていた最大帯域を、再度割り当てるといった動作も可能である。
Ｓ２０２で求めたＭＳ６のＣＱＩに対応する最大帯域Ｂｒｊより現在該ＭＳ６に割り当てている最大帯域の方が小さい場合（図１０、Ｓ２０３：Ｎｏのルート）、ＢＣＧＷ２は、Ｓ２０４Ｎで該ＭＳ６の最大帯域を変更しないで、Ｓ２０５へ進む。このとき、該ＭＳ６のＣＱＩを通知してきたＢＳ４またはＯＡＭ７に対して、該ＭＳ６の最大帯域を変更しなかったことを通知してもよい。
一方、Ｓ２０２で求めたＭＳ６のＣＱＩに対応する最大帯域Ｂｒｊより現在該ＭＳ６に割り当てている最大帯域の方が大きい場合（図１０、Ｓ２０３：Ｙｅｓのルート）、Ｓ２０４Ｙで、Ｓ２０２で求めたＭＳ６のＣＱＩに対応する最大帯域を該ＭＳ６の最大帯域として設定し、Ｓ２０５へ進む。例えば、ＭＳ別最大帯域テーブルの該当するユーザ識別子に対応する最大帯域を、Ｓ２０２で求めたＭＳ６のＣＱＩに対応する最大帯域に上書きする。ＭＳ６のＣＱＩに対応する最大帯域より、割り当てている最大帯域の方が大きい場合、ＭＳ６〜ＢＳ４間の無線区間の帯域がＢＳ４〜ＢＣＧＷ２間の帯域より小さくなりＢＳ４でバッファあふれが発生する場合がある。本実施の形態では、Ｓ２０４でユーザに割り当てる最大帯域を変更して、ＭＳ６〜ＢＳ４間の帯域とＢＳ４〜ＢＣＧＷ２間の帯域とに差が生じにくいようにしている。
なお、上述のように、上限閾値より高いＭＳ６または下限閾値より低いという条件を満たさなくなったＭＳ６のケース（上述の後者のケース）では、比較結果とＳ２０４Ｙ／Ｓ２０４Ｎの関係が上述のケースと逆になる。例えば、ＭＳ６のＣＱＩに対応する最大帯域Ｂｒｊより現在ＭＳ６に割り当てている最大帯域の方が小さい場合（Ｓ２０３：Ｎ）、ステップＳ２０４Ｙの処理を実行し、ＭＳ６のＣＱＩに対応する最大帯域Ｂｒｊより現在ＭＳ６に割り当てている最大帯域の方が大きい場合（Ｓ２０３：Ｙ）、ステップＳ２０４Ｎのように最大帯域を変更せずにステップＳ２０５に移る。
【００２７】
Ｓ２０５で、ＢＣＧＷ２は、今回ＣＱＩを取得した別のＭＳ６に対してＳ２０２〜Ｓ２０４を実行する。今回ＣＱＩを取得した全ＭＳ６に対して既にＳ２０２を実行している場合、Ｓ２０６へ進む。
Ｓ２０６で、ＢＣＧＷ２は、今回ＣＱＩを取得したＭＳ６のうち、最大帯域を変更したＭＳ６がいない場合（Ｓ２０６：Ｎ）、Ｓ２０７Ｎへ進み、最大帯域の割り当てフローを終了する。
Ｓ２０６で、ＢＣＧＷ２は、今回ＣＱＩを取得したＭＳ６のうち、最大帯域を変更したＭＳ６がいる場合（Ｓ２０６：Ｙ）、Ｓ２０７Ｙで、ＢＣＧＷ２は、Ｓ２０３Ｙで最大帯域を変更したＭＳ６を除くＭＳ６の最大帯域を割り当てる。ここで最大帯域割り当ての対象となるＭＳ６は、前記ＣＱＩ取得前のＢＣＧＷ２による最大帯域割り当てで対象としたＭＳ６の集合の中で、Ｓ２０３Ｙで最大帯域を変更したＭＳ６を除いたＭＳ６である。すなわち、対象となるＭＳ６の集合は、サービス単位、基地局単位、基地局かつサービス単位などが考えられる。対象となるＭＳ６の最大帯域割り当て方法は、前記ＣＱＩ取得前のＢＣＧＷ２による最大帯域割り当てで例として挙げた方法などに基づくことができる。
例えば、ＢＣＧＷ２は、サービスの識別子Ｘ、サービスＸに接続する全ＭＳ６の最大帯域の総量Ｂ、サービスＸにおけるＵＰ＝ｉに対する最大帯域割り当ての重み（比）Ｒｉを含むＵＰ別最大帯域比テーブルと、サービスＸに接続する各ＭＳ６の識別子、サービスＸに接続する各ＭＳ６のＵＰ＝ｉを含むＭＳ別最大帯域テーブルを基に、以下の式に基づいて、各ＭＳ６に割り当てる最大帯域の基準値Ｂ０を設定する。
［式２］
Ｂ０＝Ｂ’／ΣＲｉＮ’ｉ
ここで、Ｎ’ｉは、サービスＸに接続する各ＭＳ６のうちＵＰ＝ｉを持つＭＳ６の数から、Ｓ２０３Ｙで最大帯域を変更したＭＳ６のうちＵＰ＝ｉを持つＭＳ６の数を除いたもので、ＭＳ別最大帯域テーブルの情報を基にＢＣＧＷ２がカウントして求める。また、Ｂ’は、サービスＸに接続する全ＭＳ６の最大帯域の総量Ｂから、Ｓ２０３Ｙで最大帯域を変更したＭＳ６の変更後の最大帯域の総量を除いたもので、ＵＰ別最大帯域比テーブルのＢおよびＭＳ別最大帯域テーブルの各ＭＳ６に割り当てられた最大帯域を基にＢＣＧＷ２が求める。また、Σはｉに関する和（全ＵＰに関する和）を表す算術記号である。
【００２８】
このようにして求めたＢ０を基に、Ｓ２０３Ｙで最大帯域を変更していないＭＳ６に対して、ＵＰ＝ｉを持つＭＳ６の最大帯域をＲｉＢ０に設定し、ＭＳ別最大帯域テーブルに保存してＢＣＧＷ２における下り方向の最大帯域制御に使用する。例えば、Ｓ２０４であるユーザの最大帯域が小さくなるように変更された場合には、この変更により余った帯域が、Ｓ２０７Ｙの処理で他のユーザに割り振られることになり、リソースを有効利用することができる。
また、同様の方式で上り方向の最大帯域を求めて、ＢＣＧＷ２における上り方向の最大帯域制御に使用してもよい。また、同様の方式で求めた上り方向、または下り方向、または上りおよび下り方向の最大帯域をＢＳ４やＭＳ６に通知して、通知した値に基づいてＢＳ４やＭＳ６で最大帯域制御を行ってもよい。最大帯域制御の方式としては、シェーピングキューを用いたキューイングによるレートシェーピング、最大帯域を超えるパケットを破棄するレートポリシングなどがある。
なお、タイマに基づく定期的な最大帯域割り当てなど、ＭＳ６の最大帯域の割り当て契機を別に持つ場合などにおいては、本ステップを省略してもよい。
上述のように、ＢＣＧＷ２は、サービス毎に所定のサービスに属するＭＳ６について最大帯域を割り当ててもよい。例えば、ＢＣＧＷ２は、複数のサービスをそのサービスの提供が予め許容されたＭＳ６に提供する。ＢＣＧＷ２は、所定のサービスに属するＭＳ６について、該ＭＳ６が属するＢＳ４又は該ＭＳ６から無線区間の帯域情報を収集し、無線区間の第１の帯域情報に基づいて、該サービスに接続する各ＭＳ６にＢＳ４とＭＳ６間およびＢＳ４とＢＣＧＷ２間の最大帯域を割り当ててもよい。
また、ＢＣＧＷ２は、ＭＳ毎かつサービス毎に最大帯域を割り当ててもよい。例えば、無線区間の帯域情報に基づいて、該ＢＳ４に属するＭＳ６のうち所定のサービスに接続する各ＭＳ６に、ＢＳ４とＭＳ６間およびＢＳ４とＢＣＧＷ２間の最大帯域を割り当ててもよい。
【００２９】
２−４． 第１の実施の形態の変形例１
上述の実施の形態は、端末の受信強度に基づいて最大帯域を割り当てる例であるが、基地局（ＢＳ４）にバッファされている単位時間の下りバイト数に基づき、最大帯域を割り当ててもよい。例えば、ＢＳ４におけるユーザ単位の下りパケットバッファ量が予め定められた閾値以上に達したＭＳ６は、その量に応じた最大帯域を現在の割り当て値から差し引いて新たな最大帯域とする。また、ＢＳ４におけるユーザ単位の下りパケットバッファ量が予め定められた閾値以下に回復したら、最大帯域を再設定する。
より具体的には、まず、ＢＳ４におけるユーザ単位の下りパケットバッファ量が閾値超過したことをＢＳ４またはＯＡＭ７が検出する。閾値超過が検出されると、ＢＳ４またはＯＡＭ７からＢＣＧＷ２にユーザ識別子とバッファ量の閾値超過量が通知される。ＢＳ４ＧＷは、ＢＳ４におけるユーザ単位のバッファ量の閾値超過量の時間平均から、ＢＳ４にバッファされているユーザ単位のバイト数に対応する帯域ｂｃ＋を算出し、最大帯域を再設定する。例えば、現在の最大帯域Ｂｉ’から帯域ｂｃ＋を指し引き、新たな最大帯域Ｂｃ’を設定する（Ｂｃ’＝Ｂｉ’−ｂｃ＋）。
また、ＢＳ４におけるユーザ単位のバッファ量が閾値以下の状態が一定時間継続したら、ＢＳ４ＧＷは、閾値とバッファ量の時間平均との差ｂｃ−を算出し、最大帯域を再設定する。例えば、現在の最大帯域Ｂｃ’に帯域ｂｃ−を加え新たな最大帯域を設定する（Ｂｃ’＋ｂｃ−）。なお、閾値超過量、閾値との差を用いる以外にも、パケットバッファ量に応じた適宜の値を用いてもよい。
該当ユーザについて最大帯域を割り当てた後、上述のステップＳ２０６、Ｓ２０７Ｙの処理を実行して、他のユーザの帯域を再計算してもよい。
【００３０】
２−５． 第１の実施の形態の変形例２
また、ＢＣＧＷ２が送信したバイト数と、ＭＳ６が受信したバイト数との差に基づいて最大帯域の割り当ててもよい。例えば、ＢＣＧＷ２が送信したバイト数とＭＳ６が受信したバイト数の差が閾値以上に達した端末は、その量に応じた最大帯域を現在の割り当て値から差し引いた新たな最大帯域を割り当てる。また、ＢＣＧＷ２が送信したバイト数とＭＳ６が受信したバイト数の差が閾値以下に回復したら、最大帯域を再設定する。
より具体的には、まず、ＢＣＧＷ２が送信したバイト数と、ＭＳ６が受信したバイト数とを、例えばＢＳ４やＯＡＭ７が収集し、ＢＣＧＷ２が送信したバイト数と、ＭＳ６が受信したバイト数との差の閾値超過をＢＳ４またはＯＡＭ７が検出する。閾値超過が検出されると、ＢＳ４またはＯＡＭ７からＢＣＧＷ２にユーザ識別子とＢＣＧＷ２の送信バイト数とＭＳ６の受信バイト数との差の閾値超過量が通知される。ＢＳ４ＧＷは、上述の閾値超過量の時間平均から、ＢＣＧＷ２が送信したバイト数とＭＳ６が受信したバイト数の差に対応する帯域ｂｃ’＋を算出し、最大帯域を再設定する。例えば、現在の最大帯域Ｂｉ’から帯域ｂｃ’＋を指し引き、新たな最大帯域Ｂｃ’を設定する（Ｂｃ’＝Ｂｉ’−ｂｃ’＋）。
また、ＢＣＧＷ２の送信バイト数とＭＳ６の受信バイト数との差が閾値以下の状態が一定時間継続したら、閾値と上述の差の時間平均との差分ｂｃ’−を算出し、最大帯域を再設定する。例えば、現在の最大帯域Ｂｃ’に帯域ｂｃ’−を加え新たな最大帯域を設定する（Ｂｃ’＋ｂｃ−）。なお、閾値超過量、閾値との差分を用いる以外にも、ＢＣＧＷ２の送信バイト数とＭＳ６の受信バイト数との差に応じた適宜の値を用いてもよい。
該当ユーザについて最大帯域を割り当てた後、上述のステップＳ２０６、Ｓ２０７Ｙの処理を実行して、他のユーザの帯域を再計算してもよい。
【００３１】
３．第２の実施の形態（ＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量に基づく）
第２の実施の形態は、最大帯域総量の設定に関するものであり、ＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量に基づく該ＢＳ４に属する全ＭＳ６に割り当てる最大帯域総量の設定の一例を示す。
本実施の形態によると、例えば無線通信システムにおいて、ゲートウェイがある基地局のセル内の各移動局に最大帯域を割り当てる場合、該基地局と移動局との無線区間の帯域情報に基づいて、該基地局又は移動局が受けるサービスに属する全移動局に割り当てられる最大帯域の総量を設定し、該総量に基づいて該基地局に属する各移動局に最大帯域を割り当て、ゲートウェイの割り当てる各端末の最大帯域と、該基地局と該基地局に属する端末との無線区間の帯域との齟齬を避けることができる。
【００３２】
３−１．システム
［本実施の形態の移動体無線通信システムのアーキテクチャの一例］
図１１に、本実施の形態の移動体無線通信システムのアーキテクチャの一例を示す。
ＢＣＧＷ２は、ＩＰ（ＩＰ：Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）ネットワーク１およびＰＳ３およびＢＳ４およびＯＡＭ７と接続される。ＢＣＧＷ２は、ＢＳ４またはＯＡＭ７から各ＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量を取得し、あるＢＳ４に属するＭＳ６に割り当てるＢＳ４〜ＭＳ６間およびＢＳ４〜ＢＣＧＷ２間の最大帯域の総量を設定する機能を有する。また、ＢＣＧＷ２は、ＩＰネットワーク１およびＰＳ３およびＢＳ４およびＯＡＭ７と制御信号およびデータの送受信を行う。ポリシー情報をＢＣＧＷ２内に事前設定する場合は、ＰＳ３は省略可能である。また、ＢＣＧＷ２がＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量をＢＳ４から直接取得する場合、ＯＡＭ７は省略可能である。
ＰＳ３は、ＢＣＧＷ２と接続され、各ＭＳ６の最大帯域割り当てに用いる各ＭＳ６のＵＰや、ＵＰに基づく最大帯域割り当ての重み付けなどの情報をポリシー情報として管理する。また、ＰＳ３は、ＢＣＧＷ２と制御信号およびデータの送受信を行う。ポリシー情報をＢＣＧＷ２内に事前設定する場合は、ＰＳ３は省略可能である。
ＢＳ４は、ＢＣＧＷ２およびＯＡＭ７と接続され、ＢＣＧＷ２およびＯＡＭ７および自身の無線通信範囲５内にいるＭＳ６と、制御信号およびデータの送受信を行う。上述のようにＢＣＧＷ２がＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量をＢＳ４から直接取得する場合、ＯＡＭ７は省略可能である。
ＭＳ６は、無線通信可能なＢＳ４と、制御信号およびデータの送受信を行う。
ＯＡＭ７は、ＢＣＧＷ２およびＢＳ４と接続され、ＢＳ４の統計項目を取得する外部装置である。ＯＡＭ７は、ＢＣＧＷ２およびＢＳ４と制御信号およびデータの送受信を行う。取得する統計項目は予め定めることができる。上述のように、ＢＣＧＷ２がＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量をＢＳ４から直接取得する場合、ＯＡＭ７は省略可能である。
【００３３】
３−２．装置構成
３−２−１．ＢＣＧＷ２
［本実施の形態のＢＣＧＷ２の一例］
本実施の形態で使用するＢＣＧＷ２の機能ブロック図の一例として、第１の実施の形態で示した図３と同様の装置構成の場合を示す。但し、各ブロックの機能は以下のようになる。
ネットワークインタフェース部２１は、第１の実施の形態と同様である。
ＢＳインタフェース部２２は、ＢＳ４とのインタフェースである。ＢＳインタフェース部２２により、ＢＣＧＷ２はＢＳ４とＩＰパケットの送受信を行う。本実施の形態では、ＢＣＧＷ２はＢＳインタフェース部２２によってＢＳ４からＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量を受信するか、ＯＡＭインタフェース部２４によってＯＡＭ７からＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量を受信する。
ＰＳインタフェース部２３は、ＰＳ３とのインタフェースである。ＰＳインタフェース部２３により、ＢＣＧＷ２はＰＳ３とＩＰパケットの送受信を行う。本実施の形態では、ＢＣＧＷ２はＰＳインタフェース部２３によってＰＳ３から各ＭＳ６のユーザ識別子、各ＭＳ６のＵＰ、各サービスにおける最大帯域の総量の初期値、各サービスにおける各ＵＰに対応する最大帯域割り当て比、各ＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量に対応する最大帯域総量の増減量などのポリシーに関する情報等を受信することができる。ポリシーに関する情報がＢＣＧＷ２内に設定されたり、他ノードからＢＣＧＷ２に通知されたりすることにより、ＰＳ３が省略されるアーキテクチャの場合、ＰＳインタフェース部２３は省略可能である。
【００３４】
ＯＡＭインタフェース部２４は、ＯＡＭ７とのインタフェースである。ＯＡＭインタフェース部２４により、ＢＣＧＷ２はＯＡＭ７とＩＰパケットの送受信を行う。本実施の形態では、ＢＣＧＷ２はＢＳインタフェース部２２によってＢＳ４からＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量を受信するか、ＯＡＭインタフェース部２４によってＯＡＭ７からＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量を受信する。ＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量がＢＳ４から直接ＢＣＧＷ２へ通知される場合、ＯＡＭインタフェース部２４は省略可能である。
メモリ部２５は、送受信するＩＰパケット、接続するＰＳ３のアドレス、接続するＢＳ４のアドレス、接続するＯＡＭ７のアドレス、各ＭＳ６のユーザ識別子などの情報を、必要に応じて記憶、管理する。本実施の形態では、メモリ部２５は、ＵＰ別最大帯域比テーブルと、ＭＳ別最大帯域テーブルと、最大帯域総量の増減量テーブルとを有し、各ＭＳ６のＵＰ、各サービスにおける最大帯域の総量の初期値、各サービスにおける各ＵＰに対応する最大帯域割り当て比、各ＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量に対応する最大帯域総量の増減量、各サービスにおける現在各ＭＳ６に割り当てられている最大帯域などの情報を管理することができる。
処理部２６は、メモリ部２５に保持される情報の管理、ＩＰパケットの構築・解析などのＩＰパケット送受信処理などを行う。本実施の形態では、処理部２６は、各ＭＳ６に割り当てる最大帯域の総量の設定、各サービスにおけるＵＰやＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量に基づく各ＭＳ６の最大帯域値計算などを行う。
【００３５】
［本実施の形態のＢＣＧＷ２のメモリ部が保持する情報の一例］
図１２に、本実施の形態のＢＣＧＷ２のメモリ部が保持する情報の一例として、ＵＰ別最大帯域比テーブルを示す。
サービス識別子は、ＢＣＧＷ２が接続するＩＰネットワーク１が提供するサービスの識別子である。最大帯域の総量Ｂcは、サービス単位に設定される各ＭＳ６に割り当てられる最大帯域の総量である。本実施の形態において、この値はＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量に応じて変更される。最大帯域比Ｒｉは、ＵＰ＝ｉのＭＳ６に割り当てる最大帯域をＵＰごとに比として表した値である。
図１３に、本実施の形態のＢＣＧＷ２のメモリ部が保持する情報の一例として、あるサービスに対するＭＳ別最大帯域テーブルを示す。ＭＳ別最大帯域テーブルは、サービス毎に有することができる。
ユーザ識別子は、ＭＳ６の識別子である。ＭＳ６を使用するユーザの識別子であってもよい。ＵＰは、各ユーザに割り当てられた優先度の高さを示す値で、例えば値が小さいほど優先度が高いことを示す。最大帯域は、各ユーザ識別子に対応するＭＳ６が、所望のサービスに接続する際に許容される最大帯域を示す。ＢＣＧＷ２の処理部２６の計算によって求めた最大帯域値を保存し、以後最大帯域の再計算時に値が更新される。
図１４に、本実施の形態のＢＣＧＷ２のメモリ部が保持する情報の一例として、あるサービスに対するＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量別最大帯域総量の増減量テーブルを示す。
最大帯域総量の増減量テーブルは、例えば、バッファ量に応じて最大帯域増減量が記憶される。
バッファ量は、ＢＳ４の下り方向または上り方向における全ＭＳ６に対する送信待ちパケットバッファ量を示す指標であり、値が小さいほど送信待ちパケットバッファ量が少ないことを示す。最大帯域増減量は、各ＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量に対して、該ＢＳ４に接続する全ＭＳ６に割り当てられる最大帯域の総量を増減させる量を示す。
【００３６】
３−２−２．ＢＳ４
［本実施の形態のＢＳ４の一例］
本実施の形態で使用するＢＣＧＷ２の機能ブロック図の一例として、第１の実施の形態で示した図４と同様の装置構成の場合を示す。各ブロックの機能は以下のようになる。
無線インタフェース部４１は、無線インタフェースである。無線インタフェース部４１により、ＢＳ４はＭＳ６とＩＰパケットの送受信を行う。また、下り方向のＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量を最大帯域の総量設定に用いる場合、宛先ＩＰアドレスなどの情報からデータパケットをサービス別に分けてバッファリングする。
ＢＣＧＷインタフェース部４２は、ＢＣＧＷ２とのインタフェースである。ＢＣＧＷインタフェース部４２により、ＢＳ４はＢＣＧＷ２とＩＰパケットの送受信を行う。本実施の形態では、ＢＳ４はＢＣＧＷインタフェース部４２によってＢＣＧＷ２へＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量を送信するか、ＯＡＭインタフェース部４３によってＯＡＭ７へＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量を送信する。また、下り方向のＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量を最大帯域の総量設定に用いる場合、送信元ＩＰアドレスなどの情報からデータパケットをサービス別に分けてバッファリングする。
ＯＡＭインタフェース部４３は、ＯＡＭ７とのインタフェースである。ＯＡＭインタフェース部４３により、ＢＳ４はＯＡＭ７とＩＰパケットの送受信を行う。本実施の形態では、ＢＳ４はＢＣＧＷインタフェース部４２によってＢＣＧＷ２へＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量を送信するか、ＯＡＭインタフェース部４３によってＯＡＭ７へＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量を送信する。ＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量がＢＳ４から直接ＢＣＧＷ２へ通知される場合、ＯＡＭインタフェース部４３は省略可能である。
メモリ部４４は、送受信するＩＰパケット、接続するＢＣＧＷ２のアドレス、接続するＭＳ６のアドレスなどの情報を記憶、管理する。ＭＳ６へのパケットを蓄積するバッファがメモリ部４４上に構成されてもよい。本実施の形態では、メモリ部４４は、例えば送信待ちパケットバッファ量テーブルを有し、各サービスのデータパケットに関するＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量などの情報を管理する。
処理部４５は、メモリ部４４に保持される情報の管理、ＩＰパケットの構築・解析などのＩＰパケット送受信処理などを行う。
バッテリー部４６は、第１の実施の形態と同様である。
【００３７】
［本実施の形態のＢＳ４のメモリ部が保持する情報の一例］
図１５に、本実施の形態のＢＳ４のメモリ部が保持する情報の一例として、サービス別ＢＳ４送信待ちパケットバッファ量テーブルを示す。
送信待ちパケットバッファ量テーブルは、例えば、サービス識別子に対応して、蓄積されているバッファ量が記憶される。
サービス識別子は、ＢＣＧＷ２が接続するＩＰネットワーク１が提供するサービスの識別子である。バッファ量は、ＢＳ４の下り方向または上り方向における全ＭＳ６に対する送信待ちパケットバッファ量を示す指標であり、値が小さいほど送信待ちパケットバッファ量が少ないことを示す。例えば、ＢＣＧＷインタフェース部４２のバッファや、無線インタフェース部４１のバッファのバッファ量を示す。送信待ちパケットバッファ量は、所定の周期で更新されてもよいし、パケットの入力、出力を契機に逐次更新されてもよい。
【００３８】
３−２．最大帯域の総量の設定
［本実施の形態のＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量取得前のＢＣＧＷ２によるＭＳ６の最大帯域の総量設定およびＭＳ６の最大帯域割り当ての一例］
ＢＣＧＷ２は、ＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量取得前にＭＳ６の最大帯域の総量の初期値をサービスのポリシーに基づいて割り当てることができる。なお、ＭＳ６の最大帯域の総量は、サービス単位、または基地局単位、または基地局かつサービス単位に設定してもよい。また、ＢＣＧＷ２は、ＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量取得前に、上述の第１の実施の形態と同様の方式で、各ＭＳ６の最大帯域の初期値をサービスのポリシーに基づいて割り当てて、割り当てられたＭＳ６の最大帯域の合計を、最大帯域の総量の新たな初期値としてもよい。各ＭＳ６の最大帯域の初期値の割り当てについては、上述の第１の実施の形態と同様、以下の例がある。
ＢＣＧＷ２は、サービスの提供が許容された各ＭＳ６の最大帯域の初期値が、ＢＣＧＷ２に事前設定されている、またはＰＳ３から通知されている場合、その値をサービスの提供が許容された各ＭＳ６の最大帯域の初期値として用いてもよい。
また、ＢＣＧＷ２は、あるサービスに接続する全ＭＳ６の最大帯域の総量の情報がＢＣＧＷ２に事前設定されている、またはＰＳ３、ＢＳ４、ＯＡＭ７から通知されている場合、最大帯域の総量と該サービスに接続するＭＳ６の数を基に、各ＭＳ６の最大帯域の初期値を設定してもよい。
また、ＢＣＧＷ２は、ある基地局に接続する全ＭＳ６の最大帯域の総量の情報がＢＣＧＷ２に事前設定されている、またはＰＳ３、ＢＳ４、ＯＡＭ７から通知されている場合、最大帯域の総量と該基地局に接続するＭＳ６の数を基に、各ＭＳ６の最大帯域の初期値を設定してもよい。
また、ＢＣＧＷ２は、各ＭＳ６のＵＰとともに各ＵＰに対する最大帯域の初期値がＢＣＧＷ２に事前設定されている、またはＰＳ３から通知されている場合、そのＵＰに基づいて、サービスの提供が許容された各ＭＳ６の最大帯域の初期値を、例えばＵＰが高いＭＳ６により大きな値を設定してもよい。
【００３９】
また、ＢＣＧＷ２は、各ＭＳ６のＵＰとともに各ＵＰに対する最大帯域割り当ての重みづけおよび該サービスに接続する全ＭＳ６の最大帯域の総量の情報がＢＣＧＷ２に事前設定されている、またはＰＳ３、ＢＳ４、ＯＡＭ７から通知されている場合、最大帯域の総量と該サービスに接続するＭＳ６のうち、各ＵＰを持つＭＳ６の数を基に、各ＭＳ６の最大帯域の初期値を設定してもよい。
また、ＢＣＧＷ２は、各ＭＳ６のＵＰとともに各ＵＰに対する最大帯域割り当ての重みづけＲｉおよび該基地局に接続する全ＭＳ６の最大帯域の総量Ｂの情報がＢＣＧＷ２に事前設定されている、またはＰＳ３、ＢＳ４、ＯＡＭ７から通知されている場合、最大帯域の総量と該基地局に接続するＭＳ６のうち、各ＵＰを持つＭＳ６の数を基に、各ＭＳ６の最大帯域の初期値を設定してもよい。
また、ＢＣＧＷ２は、各ＭＳ６のＵＰとともに各ＵＰに対する最大帯域割り当ての重みづけおよび該基地局に接続する全ＭＳ６の最大帯域の総量の情報がＢＣＧＷ２に事前設定されている、またはＰＳ３、ＢＳ４、ＯＡＭ７から通知されている場合、最大帯域の総量と該基地局に接続するＭＳ６のうち、該サービスに接続しているＭＳ６の中で各ＵＰを持つＭＳ６の数を基に、各ＭＳ６の該サービスに対する最大帯域の初期値を設定してもよい。
例えば、ＢＣＧＷ２は、各ＢＳ４に関して、サービスの識別子Ｘ、該ＢＳ４に属しておりかつサービスＸに接続する全ＭＳ６の最大帯域の総量Ｂｃ、サービスＸにおけるＵＰ＝ｉに対する最大帯域割り当ての重み（比）Ｒｉを含むＵＰ別最大帯域比テーブルと、該ＢＳ４に属しておりかつサービスＸに接続する各ＭＳ６の識別子（ユーザ識別子）、該ＢＳ４に属しておりサービスＸに接続する各ＭＳ６のＵＰ＝ｉを含むＭＳ別最大帯域テーブルを基に、以下の式に基づいて、各ＭＳ６に割り当てる最大帯域の基準値Ｂｃ０を設定する。
［式３］
Ｂｃ０＝Ｂｃ／ΣＲｉＮｉ
ここで、ＮｉはサービスＸに接続する各ＭＳ６のうちＵＰ＝ｉを持つＭＳ６の数で、ＭＳ別最大帯域テーブルの情報を基にＢＣＧＷ２がカウントして求める。また、Σはｉに関する和（全ＵＰに関する和）を表す算術記号である。
なお、ＵＰ別最大帯域比テーブルは、ＢＳ４間で共通でもよいし、ＢＳ４ごとに異なる設定でもよい。また、ＢＣＧＷ２は、各ＭＳ６がどのＢＳ４に属しているかを，ＢＳ４またはＯＡＭ７から取得したＢＳ４の識別子ＢＳ４ＩＤなどから知り、ＢＳ４ごとにＭＳ別最大帯域テーブルを作成することができる。
このようにして求めたＢｃ０を基に、ＵＰ＝ｉを持つＭＳ６の最大帯域をＲｉＢｃ０に設定し、ＭＳ別最大帯域テーブルに保存する。保存された最大帯域は、ＢＣＧＷ２における下り方向の最大帯域制御に使用される。また、同様の方式で上り方向の最大帯域を求めて、ＢＣＧＷ２における上り方向の最大帯域制御に使用してもよい。また、同様の方式で求めた上り方向、または下り方向、または上りおよび下り方向の最大帯域をＢＳ４やＭＳ６に通知して、通知した値に基づいてＢＳ４やＭＳ６で最大帯域制御を行ってもよい。最大帯域制御の方式としては、シェーピングキューを用いたキューイングによるレートシェーピング、最大帯域を超えるパケットを破棄するレートポリシングなどがあるが、これら以外を用いてもよい。
本方式によって設定した最大帯域ＲｉＢｃ０は、該ＢＳ４に属しておりかつサービスＸに接続する全ＭＳ６の最大帯域の総量＝Ｂｃを満たし、かつ、各ＵＰを持つＭＳ６に対してサービスＸにおけるＵＰ＝ｉに対する最大帯域割り当ての重み（比）Ｒｉの条件を満たす。
【００４０】
［本実施の形態のＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量に基づく最大帯域の総量設定および最大帯域割り当てにおけるＢＣＧＷ２の処理の一例］
図１６に、最大帯域の総量設定におけるＢＣＧＷ２の処理の一例を示す。
Ｓ２１１で、ＢＣＧＷ２は、ＢＳ４またはＯＡＭ７からＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量を受信する。ＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量は、ＭＳ６単位、またはサービス単位、またはＭＳ６かつサービス単位、またはＢＳ４に属する全ＭＳ６の送信待ちパケットバッファ量の総量のいずれで定義してもよい。ＯＡＭ７は、各ＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量を統計項目としてＢＳ４から取得してもよい。これにより、ＢＣＧＷ２はＢＳ４から直接またはＯＡＭ７を介して各ＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量を取得することができる。ＢＣＧＷ２は、全ＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量を取得してもよいし、ＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量が閾値より多いＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量のみを取得してもよいし、ＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量が上限閾値より多いＢＳ４および下限閾値より少ないＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量のみを取得してもよい。閾値を用いる場合、上記閾値条件に達した全ＢＳ４をＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量取得対象としてもよいし、上記閾値条件を一定時間以上満たしたＢＳ４をＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量取得対象にしてもよい。また、上記閾値条件を満たしてＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量を通知したが上記閾値条件を満たさなくなった全ＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量または上記閾値条件を満たしてＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量を通知したが上記閾値条件を満たさない状態が一定時間継続したＢＳ４をＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量取得対象としてもよい。また、ある閾値に従って特定のＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量のみ取得する場合、閾値はＢＳ４に設定してもよいし、ＢＣＧＷ２がＯＡＭ７からＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量を取得する場合はＯＡＭ７に設定してもよいし、ＢＣＧＷ２に設定して通知されたＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量の中から閾値に従って判定してもよい。また、ＢＣＧＷ２がＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量を取得する契機の例として、ＭＳ６の位置登録・エリア変更・ハンドオーバ、タイマによる定期的な通知、上記閾値を用いる場合で例示したＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量取得対象となったＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量取得などが挙げられる。また、上記閾値は、ＢＣＧＷ２がＢＣＧＷ２に事前設定されている値またはＰＳ３から取得した値をＢＳ４またはＯＡＭ７に通知してもよいし、ＢＳ４またはＯＡＭ７に事前設定されていてもよい。また、ＢＣＧＷ２のＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量取得はＢＳ４単位、またはＢＳ４かつサービス単位に独立して行ってもよい。ただし、前記ＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量取得前のＢＣＧＷ２による最大帯域割り当てで、ＭＳ６に割り当てる最大帯域の総量ＢｃをＢＳ４かつサービス単位に独立して設定している場合、ＢＣＧＷ２のＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量取得もＢＳ４かつサービス単位に独立して行う。
【００４１】
Ｓ２１２で、ＢＣＧＷ２は、ＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量とＭＳ６に割り当てる最大帯域の総量を増減させる量（増減量）との対応関係を示すＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量別最大帯域総量の増減量テーブルを基に、取得した該ＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量に対応する最大帯域の総量を増減させる量を求める。ＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量別最大帯域総量の増減量テーブルのＭＳ６に割り当てる最大帯域の総量を増減させる量は、前記ＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量取得前のＢＣＧＷ２による最大帯域割り当てで、ＭＳ６に割り当てる最大帯域の総量Ｂｃの設定単位に合わせて、ＢＳ４単位、またはＢＳ４かつサービス単位に独立して設定してもよい。ＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量別最大帯域総量の増減量テーブルのＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量とＭＳ６に割り当てる最大帯域の総量を増減させる量との対応関係は、ＢＣＧＷ２に事前設定されていてもよいし、ＰＳ３から取得してもよい。
Ｓ２１３で、ＢＣＧＷ２は、Ｓ２１２で求めた該ＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量に対応するＭＳ６に割り当てる最大帯域の総量を増減させる量に基づいて、ＵＰ別最大帯域比テーブルのＭＳ６に割り当てる最大帯域の総量Ｂｃを増減させる。
Ｓ２１４で、ＢＣＧＷ２は、最大帯域割り当て変更の対象となるＭＳ６の最大帯域を割り当てる。例えば、上述の（式３）に従い、各ＭＳ６の最大帯域を再計算し、ＭＳ別最大帯域テーブルに記憶する。ここで最大帯域割り当て変更の対象となるＭＳ６は、前記ＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量取得前のＢＣＧＷ２による最大帯域割り当てで対象としたＭＳ６である。すなわち、対象となるＭＳ６の集合は、ＢＳ４単位、またはＢＳ４かつサービス単位などが考えられる。例えば、変更された最大帯域の総量があるＢＳに対するものである場合、そのＢＳに属する各ＭＳ６が対象となる。対象となるＭＳ６の最大帯域割り当て方法は、前記ＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量取得前のＢＣＧＷ２による最大帯域割り当てで例として挙げた方法などに基づく。
なお、タイマに基づく定期的な最大帯域割り当てなど、ＭＳ６の最大帯域の割り当て契機を別に持つ場合などにおいては、本ステップを省略してもよい。
【００４２】
３−３． 第２の実施の形態の変形例１
上述の第２の実施の形態は、ＢＳ４にバッファされた下りバイト数に基づいて全帯域を設定する例であるが、ＢＣＧＷ２が送信したバイト数とＭＳ６が受信したバイト数の差に基づいて全帯域を割り当ててもよい。例えば、ＢＣＧＷ２が送信したバイト数と端末が受信したバイト数の差のセル内総量が閾値以上に達した端末は、その量に応じた帯域を現在の全帯域値から差し引いて新たな全帯域とし、各端末の最大帯域を再度割り当てる。また、ＢＣＧＷ２が送信したバイト数と端末が受信したバイト数の差のセル内総量が閾値以下の状態が一定時間継続したら、全帯域を増加させ、各端末の最大帯域を再度割り当てる。
より具体的には、まず、上記の閾値超過をＢＳ４またはＯＡＭ７が検出する。閾値超過が検出されると、ＢＣＧＷ２の送信バイト数とＭＳ６の受信バイト数の差の総量について、閾値超過量の時間平均からＢｃ’＋を算出し、全帯域を再設定する（ＢＮｅｗ＝Ｂ−Ｂｃ’＋）。また、ＢＣＧＷ２の送信バイト数とＭＳ６の受信バイト数の差の総量について、閾値以下の状態が一定時間継続した場合、閾値と差の総量の時間平均との差Ｂｃ’−を算出し、全帯域を再設定する（ＢＮｅｗ＝Ｂ＋Ｂｃ’−）。
なお、Ｂｃ’±は、ＢＣＧＷ２が送信したバイト数と端末が受信したバイト数の差に対応する帯域であり、無線区間の輻輳に応じた全帯域を設定する。
全帯域の設定後、上述のステップ２１４の処理を実行して、各ユーザの最大帯域を求める。
【００４３】
３−４． 第２の実施の形態の変形例２
また、セルスループット（基地局の下り方向送信バイト数）に基づき全帯域を割り当ててもよい。例えば、ＢＣＧＷ２が送信した単位時間当たりのバイト数とセルスループットの差が閾値以上に達した端末は、その量に応じた帯域を現在の全帯域値から差し引いて新たな全帯域とし、各端末の最大帯域を再度割り当てる。また、ＢＣＧＷ２が送信した単位時間当たりのバイト数とセルスループットの差が閾値以下の状態が一定時間継続したら、全帯域を増加させ、各端末の最大帯域を再度割り当てる。
より具体的には、まず、上記の閾値超過をＢＳ４またはＯＡＭ７が検出する。閾値超過が検出されると、ＢＣＧＷ２の単位時間の送信バイト数とセルスループットの差について、閾値超過量の時間平均からＢｃ’’＋を算出し、全帯域を再設定する（ＢＮｅｗ＝Ｂ−Ｂｃ’’＋）。また、ＢＣＧＷ２の送信バイト数とＭＳ６の受信バイト数の差の総量について、閾値以下の状態が一定時間継続した場合、閾値と差の総量の時間平均との差Ｂｃ’’−を算出し、全帯域を再設定する（ＢＮｅｗ＝Ｂ＋Ｂｃ’’−）。
なお、Ｂｃ’’±は、ＢＣＧＷ２が送信した単位時間のバイト数とセルスループットの差に対応する帯域であり、無線区間の輻輳に応じた全帯域を設定する。
全帯域の設定後、上述のステップ２１４の処理を実行して、各ユーザの最大帯域を求める。
【００４４】
４．第３の実施の形態
第３の実施の形態では、第２の実施の形態に基づいて設定した最大帯域総量を用いて、第１の実施の形態に基づきＢＣＧＷ２において各ＭＳ６の最大帯域を割り当てる。一例として、ＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量に基づいて設定した該ＢＳ４に属する全ＭＳ６に割り当てる最大帯域総量を用い、各ＭＳ６のＣＱＩに基づくＢＣＧＷ２における該ＭＳ６のＢＳ４〜ＭＳ６間およびＢＳ４〜ＢＣＧＷ２間の最大帯域の割り当てる例を説明する。なお、第１の実施の形態及びその各変形例と、第２の実施の形態及びその各変形例とを適宜組み合わせてもよい。
【００４５】
４−１．システム
［本実施の形態の移動体無線通信システムのアーキテクチャの一例］
図１に本実施の形態が想定している移動体無線通信システムのアーキテクチャの一例を示す。各装置は、第１の実施の形態の機能と、第２の実施の形態の機能の双方を有し、詳細は上述の通りである。なお、各装置の概略は以下の通りである。
ＢＣＧＷ２は、ＩＰ（ＩＰ：Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）ネットワーク１およびＰＳ３およびＢＳ４およびＯＡＭ７と接続され、ＢＳ４またはＯＡＭ７から各ＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量およびＣＱＩを取得し、あるＢＳ４に属するＭＳ６に割り当てるＢＳ４〜ＭＳ６間およびＢＳ４〜ＢＣＧＷ２間の最大帯域の総量を設定する機能を有する。ＢＣＧＷ２は、さらに、あるＢＳ４に属するＭＳ６に割り当てるＢＳ４〜ＭＳ６間およびＢＳ４〜ＢＣＧＷ２間の最大帯域を設定する機能を有する。また、ＢＣＧＷ２は、ＩＰネットワーク１およびＰＳ３およびＢＳ４およびＯＡＭ７と制御信号およびデータの送受信を行う。ポリシー情報をＢＣＧＷ２内に事前設定する場合は、ＰＳ３は省略可能である。また、ＢＣＧＷ２がＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量およびＭＳ６のＣＱＩをＢＳ４から直接取得する場合、ＯＡＭ７は省略可能である。
ＰＳ３は、ＢＣＧＷ２と接続され、各ＭＳ６の最大帯域割り当てに用いる各ＭＳ６のＵＰや、ＵＰに基づく最大帯域割り当ての重み付けなどの情報をポリシー情報として管理し、ＢＣＧＷ２と制御信号およびデータの送受信を行う。ポリシー情報をＢＣＧＷ２内に事前設定する場合は、ＰＳ３は省略可能である。
ＢＳ４は、ＢＣＧＷ２およびＯＡＭ７と接続され、ＢＣＧＷ２およびＯＡＭ７および自身の無線通信範囲５内にいるＭＳ６と、制御信号およびデータの送受信を行う。ＢＣＧＷ２がＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量およびＭＳ６のＣＱＩをＢＳ４から直接取得する場合、ＯＡＭ７は省略可能である。
ＭＳ６は、無線通信可能なＢＳ４と、制御信号およびデータの送受信を行う。
ＯＡＭ７は、ＢＣＧＷ２およびＢＳ４と接続され、ＢＳ４の統計項目を取得する外部装置で、ＢＣＧＷ２およびＢＳ４と制御信号およびデータの送受信を行う。ＢＣＧＷ２がＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量およびＭＳ６のＣＱＩをＢＳ４から直接取得する場合、ＯＡＭ７は省略可能である。
【００４６】
４−２．装置構成
４−２−１．ＢＣＧＷ２
［本実施の形態のＢＣＧＷ２の一例］
本実施の形態で使用するＢＣＧＷ２の機能ブロック図の一例として、第１の実施の形態で示した図３と同様の装置構成の場合を示す。各ブロックの機能は以下のようになる。
ネットワークインタフェース部２１は、第１の実施の形態と同様である。
ＢＳインタフェース部２２は、ＢＳ４とのインタフェースである。ＢＳインタフェース部２２により、ＢＣＧＷ２はＢＳ４とＩＰパケットの送受信を行う。本実施の形態では、ＢＣＧＷ２はＢＳインタフェース部２２によってＢＳ４からＣＱＩおよびＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量を受信するか、ＯＡＭインタフェース部２４によってＯＡＭ７からＣＱＩおよびＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量を受信する。ＣＱＩおよびＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量は、一方をＢＳ４から、他方をＯＡＭ７から取得してもよい。
ＰＳインタフェース部２３は、ＰＳ３とのインタフェースである。ＰＳインタフェース部２３により、ＢＣＧＷ２はＰＳ３とＩＰパケットの送受信を行う。本実施の形態では、第１の実施の形態および第２の実施の形態で示したポリシーに関する情報を受信することができる。ポリシーに関する情報がＢＣＧＷ２内に設定されたり、他の適宜のノードからＢＣＧＷ２に通知されたりすることにより、ＰＳ３が省略されるアーキテクチャの場合、ＰＳインタフェース部２３は省略可能である。
ＯＡＭインタフェース部２４は、ＯＡＭ７とのインタフェースである。ＯＡＭインタフェース部２４により、ＢＣＧＷ２はＯＡＭ７とＩＰパケットの送受信を行う。本実施の形態では、ＢＣＧＷ２はＢＳインタフェース部２２によってＢＳ４からＣＱＩおよびＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量を受信するか、ＯＡＭインタフェース部２４によってＯＡＭ７からＣＱＩおよびＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量を受信する。ＣＱＩおよびＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量は、一方をＢＳ４から、他方をＯＡＭ７から取得してもよい。ＣＱＩおよびＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量がＢＳ４から直接ＢＣＧＷ２へ通知される場合、ＯＡＭインタフェース部２４は省略可能である。
メモリ部２５は、第１の実施の形態および第２の実施の形態で示した情報を記憶、管理することができる。処理部２６は、第１の実施の形態および第２の実施の形態で示した処理を行う。
【００４７】
４−２−２．ＢＳ４
［本実施の形態のＢＳ４の一例］
本実施の形態で使用するＢＳ４の機能ブロック図の一例として、第１の実施の形態で示した図４と同様の装置構成の場合を示す。但し、各ブロックの機能は以下のようになる。
無線インタフェース部４１は、無線インタフェースである。無線インタフェース部４１により、ＢＳ４はＭＳ６とＩＰパケットの送受信を行う。本実施の形態では、ＢＣＧＷ２は無線インタフェース部４１によってＢＳ４からＭＳ６へパイロット信号を送信し、ＭＳ６の応答から該ＭＳ６のＣＱＩを測定する。ＢＣＧＷインタフェース部４２は、ＢＣＧＷ２とのインタフェースである。ＢＣＧＷインタフェース部４２により、ＢＳ４はＢＣＧＷ２とＩＰパケットの送受信を行う。ＯＡＭインタフェース部４３は、ＯＡＭ７とのインタフェースである。ＯＡＭインタフェース部４３により、ＢＳ４はＯＡＭ７とＩＰパケットの送受信を行う。本実施の形態では、ＢＳ４はＢＣＧＷインタフェース部４２によってＢＣＧＷ２へＣＱＩおよびＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量を送信するか、ＯＡＭインタフェース部４３によってＯＡＭ７へＣＱＩおよびＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量を送信する。ＣＱＩおよびＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量は、一方をＢＣＧＷ２へ、他方をＯＡＭ７へそれぞれ送信してもよい。ＣＱＩおよびＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量がＢＳ４から直接ＢＣＧＷ２へ通知される場合、ＯＡＭインタフェース部４３は省略可能である。
メモリ部４４は、第１の実施の形態および第２の実施の形態で示した情報を記憶、管理する。処理部４５は、第１の実施の形態および第２の実施の形態で示した処理を行う。バッテリー部４６は、第１の実施の形態と同様である。
【００４８】
４−２．最大帯域の総量の設定および最大帯域の割り当て
［本実施の形態のＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量取得前のＢＣＧＷ２によるＭＳ６の最大帯域の総量設定およびＣＱＩ取得前のＭＳ６の最大帯域割り当ての一例］
第２の実施の形態で示したＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量取得前のＢＣＧＷ２によるＭＳ６の最大帯域の総量設定およびＭＳ６の最大帯域割り当てと同様の方式で、最大帯域を割り当てることができる。
【００４９】
［本実施の形態のＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量に基づく最大帯域の総量設定および最大帯域割り当てにおけるＢＣＧＷ２の処理の一例］
第２の実施の形態におけるステップＳ２１４の処理に第１の実施の形態を用いる。例えば、第２の実施の形態の図１６で示した、ＢＳ４の送信待ちパケットバッファ量に基づく最大帯域の総量設定および最大帯域割り当てにおけるＢＣＧＷ２の処理において、Ｓ２１４のＭＳ６の最大帯域の割り当てを、第１の実施の形態で示したＣＱＩに基づく最大帯域の割り当てと同様の方式で実行することができる。
なお、ＢＣＧＷ２は、あるＢＳ４に属するＭＳ６に割り当てる最大帯域の総量を求め、求められた最大帯域の総量に基づいて該ＢＳ４に属する各ＭＳ６にＢＳ４とＭＳ６間およびＢＳ４とＢＣＧＷ２間の最大帯域を割り当ててもよい。また、ＢＣＧＷ２は、あるＢＳ４に属するＭＳ６のうち、あるサービスに接続するＭＳ６に割り当てる最大帯域の総量を求め、求められた最大帯域の総量に基づいて、該ＢＳ４に属するＭＳ６のうち、該サービスに接続する各ＭＳ６にＢＳ４とＭＳ６間およびＢＳ４とＢＣＧＷ２間の最大帯域を割り当ててもよい。
【００５０】
５．各実施の形態の効果
上述の第１及び第３の実施の形態によると、無線区間の帯域情報を考慮したゲートウェイにおける各移動局の最大帯域割り当てでは、例えば受信強度が低い移動局の最大帯域を小さく設定することで、下りパケットがゲートウェイから基地局へは通知されるが、基地局から移動局へは所定時間内にそのすべてを通知できず、基地局でパケットバッファのあふれが生じることによるパケット破棄が発生するおそれが低くなる。これにより、ゲートウェイが課金した送信バイト数と、実際に移動局が受信したバイト数との差が小さくなり、誤課金が発生する可能性を低減できる。
また、上述の各実施の形態によると、ゲートウェイから基地局へ送信できても、基地局から移動局へは送信できないパケットを予めゲートウェイで制御することで、ゲートウェイ〜基地局区間のリソースを節約して輻輳を防いだり、節約した帯域を他ユーザに割り当ててリソースをより高い効率で使用したりすることができる。
また、上述の各実施の形態によると、ゲートウェイが無線区間の帯域情報に基づいて割り当てた各移動局の上り方向の最大帯域を、移動局に通知することで、移動局の過剰な帯域要求を抑制し、無線区間のリソースをサービスやシステムオペレータのポリシーに従い、より高効率に使用することができる。
また、これまでの技術では、無線区間のリソース割り当ては、基地局のポリシーに基づくスケジューリングで行われてきたが、上述の各実施の形態によると、ゲートウェイでサービスのポリシーに基づいて帯域を制御することで、基地局のスケジュール割り当ての方針をサービスのポリシーに近い形に近づけることができる。例えば、これまでの技術では、ゲートウェイではサービスのポリシーに基づいて優先度の高い端末により多くの帯域を割り当てたいが、優先度の高い端末の受信強度が低い場合、基地局のスケジューラでは、基地局のポリシーに基づいてセルのスループットを上げるために優先度の高い端末のパケットを犠牲にすることが発生しうる。このような場合、例えば上述の第２の実施の形態において、ゲートウェイで、優先度の低い端末により小さな最大帯域を割り当てることで、優先度の高い端末により多くのリソースが割り当てられるように制御するといった運用が可能となる。また、逆に、ゲートウェイではサービスのポリシーに基づく優先度の高い端末により多くの帯域を割り当てるより、セルのスループットを優先したいが、優先度の高い端末の受信強度が低い場合、基地局のスケジューラでは、セルのスループットを犠牲にしても優先度の高い端末のパケットに多くのリソースを割り当てることが発生しうる。このような場合、例えば上述の第１の実施の形態において、ゲートウェイで、優先度は高いが受信強度が低い端末により小さな最大帯域を割り当てることで、優先度は低いが受信強度は高い端末により多くのリソースを割り当て、セルのスループットを上げるといった運用が可能となる。特に、複数ベンダの基地局と接続するゲートウェイの場合、各基地局のリソース割り当てのポリシーが異なる可能性があり、全ての基地局にサービスのポリシーを適用するためには、ゲートウェイで制御することが必要となる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、例えば、無線端末ごとに最大帯域を割り当てる無線通信システム及びゲートウェイ装置に利用可能であり、特に、基地局〜移動局間および基地局〜ゲートウェイ間の移動局ごとのユーザ単位あるいはユーザかつサービス単位の最大帯域を、基地局〜移動局間の無線区間の帯域情報に基づいてゲートウェイが設定する無線通信システム及びゲートウェイ装置に利用可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１ ＩＰネットワーク
２ 帯域制御ゲートウェイ
２１ ネットワークインタフェース部
２２ ＢＳインタフェース部
２３ ＰＳインタフェース部
２４ ＯＡＭインタフェース部
２５ メモリ部
２６ 処理部
Ｓ２０１〜Ｓ２０７ ＣＱＩに基づく最大帯域設定におけるゲートウェイによる処理フローのステップ
Ｓ２１１〜Ｓ２１４ 基地局のバッファ量に基づく最大帯域総量設定におけるゲートウェイによる処理フローのステップ
Ｓ２２１〜Ｓ２２３ ユーザ優先度に基づく最大帯域設定におけるゲートウェイによる処理フローのステップ
３ ポリシー管理サーバ
４ 基地局
４１ 無線インタフェース部
４２ ＢＣＧＷインタフェース部
４３ ＯＡＭインタフェース部
４４ メモリ部
４５ 処理部
４６ バッテリー部
５ 基地局の無線通信範囲
６ 移動局
７ 中継局
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線端末と無線で通信するひとつ又は複数の基地局と、前記無線端末に割り当てられる最大帯域に従い前記基地局を介して該無線端末にパケットを送信するゲートウェイ装置とを備えた無線通信システムにおいて、
前記ゲートウェイ装置は、
予め設定された、所定の基地局又はサービスに属する無線端末に割り当てる最大帯域の総量と、前記基地局又は前記無線端末から収集された該基地局と該無線端末間の無線区間の第１の帯域情報とに基づいて、各無線端末に、基地局と無線端末間及び基地局とゲートウェイ装置間の最大帯域を割り当てる、又は、
前記基地局又は前記無線端末から収集された該基地局と該無線端末間の無線区間の第２の帯域情報に基づいて、所定の基地局又はサービスに属する無線端末に割り当てる最大帯域の総量を基地局毎又はサービス毎に設定し、設定された最大帯域の総量に基づいて、該基地局に属する各無線端末に基地局と無線端末間及び基地局とゲートウェイ装置間の最大帯域割り当てる前記無線通信システム。
【請求項２】
前記ゲートウェイ装置は、予め設定された、所定の基地局又はサービスに属する無線端末に割り当てる最大帯域の総量と、前記基地局又は前記無線端末から収集された該基地局と該無線端末間の無線区間の第１の帯域情報とに基づいて、各無線端末に、基地局と無線端末間及び基地局とゲートウェイ装置間の最大帯域を割り当てる請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記ゲートウェイ装置は、前記基地局又は前記無線端末から収集された該基地局と該無線端末間の無線区間の第２の帯域情報に基づいて、所定の基地局又はサービスに属する無線端末に割り当てる最大帯域の総量を基地局毎又はサービス毎に設定し、設定された最大帯域の総量に基づいて、該基地局に属する各無線端末に基地局と無線端末間及び基地局とゲートウェイ装置間の最大帯域割り当てる請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記ゲートウェイ装置は、設定された最大帯域の総量と、前記基地局又は前記無線端末から収集された該基地局と該無線端末間の無線区間の第１の帯域情報とに基づいて、各無線端末に、基地局と無線端末間及び基地局とゲートウェイ装置間の最大帯域を割り当てる請求項３に記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記ゲートウェイ装置は、複数のサービス毎に、該サービスの提供が予め許容された前記無線端末に提供し、
所定のサービスに属する前記無線端末について、該無線端末が属する基地局又は該無線端末から前記無線区間の第１の帯域情報を収集し、該無線区間の第１の帯域情報に基づいて、該サービスに接続する各無線端末に基地局と無線端末間および基地局とゲートウェイ装置間の最大帯域を割り当てることを特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項６】
前記ゲートウェイ装置が、所定の基地局について、
前記無線区間の第１の帯域情報に基づいて、該基地局に属する無線端末のうち所定のサービスに接続する各無線端末に、基地局と無線端末間および基地局とゲートウェイ装置間の最大帯域を割り当てることを特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項７】
前記ゲートウェイ装置は、前記無線区間の第１の帯域情報として、前記無線端末での電波の受信強度又はその指標を用いることを特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項８】
前記ゲートウェイ装置は、前記無線端末での電波の受信強度又はその指標に対応して帯域情報が予め記憶され、
収集された前記無線端末での電波の受信強度又はその指標に対応する帯域情報が、該無線端末に現在割り当てられている最大帯域より小さい場合、該帯域情報を該無線端末の新たな最大帯域として割り当てる請求項７に記載の無線通信システム。
【請求項９】
前記ゲートウェイ装置は、前記無線区間の第１の帯域情報として、前記基地局から前記無線端末へ送信するパケットを蓄積する前記基地局のバッファの送信待ちパケットバッファ量を用いることを特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項１０】
前記ゲートウェイ装置は、所定の無線端末の前記送信待ちパケットバッファ量が予め定められた閾値を超えると、該パケットバッファ量又は該閾値を超えた量に応じた帯域を、該無線端末に現在割り当てられている最大帯域から差し引いて新たな最大帯域とする請求項９に記載の無線通信システム。
【請求項１１】
前記ゲートウェイ装置は、最大帯域を割り当てる際の前記無線区間の第１の帯域情報として、前記ゲートウェイ装置が所定の無線端末宛てに基地局へ送信したデータ量と、該無線端末が受信したデータ量との差を用いることを特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項１２】
前記ゲートウェイ装置は、前記ゲートウェイ装置が所定の無線端末へ送信したデータ量と、該無線端末が受信したデータ量との差が予め定められた閾値を超えると、該差又は該閾値を超えた量に応じた帯域を、該無線端末に現在割り当てられている最大帯域から差し引いて新たな最大帯域とする請求項１１に記載の無線通信システム。
【請求項１３】
前記ゲートウェイ装置が、前記無線区間の第２の帯域情報に基づいて前記基地局のひとつに属する無線端末のうち、所定のサービスに接続する無線端末に割り当てる最大帯域の総量を設定することを特徴とする請求項３に記載の無線通信システム。
【請求項１４】
前記ゲートウェイ装置は、前記無線区間の第２の帯域情報として、前記基地局から前記無線端末へ送信するパケットを蓄積する前記基地局のバッファの送信待ちパケットバッファ量を用いることを特徴とする請求項３に記載の無線通信システム。
【請求項１５】
前記ゲートウェイ装置は、最大帯域を割り当てる際の前記無線区間の第２の帯域情報として、前記ゲートウェイ装置が所定の無線端末宛に基地局へ送信したデータ量と、該無線端末が受信したデータ量との差を用いることを特徴とする請求項３に記載の無線通信システム。
【請求項１６】
前記ゲートウェイ装置は、最大帯域を割り当てる際の前記無線区間の第２の帯域情報として、前記ゲートウェイ装置が所定の基地局へ送信した単位時間当たりのデータ量と、該基地局でのセルスループットとの差を用いることを特徴とする請求項３に記載の無線通信システム。
【請求項１７】
前記ゲートウェイ装置は、ある基地局に属する無線端末に割り当てる最大帯域の総量を求め、求められた最大帯域の総量に基づいて該基地局に属する各無線端末に基地局と無線端末間および基地局とゲートウェイ装置間の最大帯域を割り当てることを特徴とする請求項４に記載の無線通信システム。
【請求項１８】
前記ゲートウェイ装置は、ある基地局に属する無線端末のうち、あるサービスに接続する無線端末に割り当てる最大帯域の総量を求め、求められた最大帯域の総量に基づいて、該基地局に属する無線端末のうち、該サービスに接続する各無線端末に基地局と無線端末間および基地局とゲートウェイ装置間の最大帯域を割り当てることを特徴とする請求項４に記載の無線通信システム。
【請求項１９】
前記基地局は、各無線端末との無線区間の第１若しくは第２の帯域情報、又は、該無線区間の第１若しくは第２の帯域情報を前記ゲートウェイ装置で求めるための情報を、前記ゲートウェイ装置に通知することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項２０】
前記無線区間の第１若しくは第２の帯域情報、又は、該無線区間の第１若しくは第２の帯域情報を前記ゲートウェイ装置で求めるための情報を、前記基地局又は前記無線端末から取得する統計項目取得サーバをさらに備え、
前記ゲートウェイ装置は、前記統計項目取得サーバを介して前記無線区間の第１及び／又は第２の帯域情報を収集する請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項２１】
無線端末と無線で通信するひとつ又は複数の基地局と、前記無線端末に割り当てられる最大帯域に従い前記基地局を介して該無線端末にパケットを送信するゲートウェイ装置とを備えた無線通信システムにおける前記ゲートウェイ装置であって、
前記基地局と通信するためのインタフェースと、
各無線端末に、基地局と無線端末間及び基地局とゲートウェイ装置間の最大帯域を割り当てる処理部と
を備え、
前記処理部は、
予め設定された、所定の基地局又はサービスに属する無線端末に割り当てる最大帯域の総量と、前記基地局又は前記無線端末から収集された該基地局と該無線端末間の無線区間の第１の帯域情報とに基づいて、各無線端末に、基地局と無線端末間及び基地局とゲートウェイ装置間の最大帯域を割り当てる、又は、
前記基地局又は前記無線端末から収集された該基地局と該無線端末間の無線区間の第２の帯域情報に基づいて、所定の基地局又はサービスに属する無線端末に割り当てる最大帯域の総量を基地局毎又はサービス毎に設定し、設定された最大帯域の総量に基づいて、該基地局に属する各無線端末に基地局と無線端末間及び基地局とゲートウェイ装置間の最大帯域割り当てる前記ゲートウェイ装置。
【請求項１】
無線端末と無線で通信するひとつ又は複数の基地局と、前記無線端末に割り当てられる最大帯域に従い前記基地局を介して該無線端末にパケットを送信するゲートウェイ装置とを備えた無線通信システムにおいて、
前記ゲートウェイ装置は、
予め設定された、所定の基地局又はサービスに属する無線端末に割り当てる最大帯域の総量と、前記基地局又は前記無線端末から収集された該基地局と該無線端末間の無線区間の第１の帯域情報とに基づいて、各無線端末に、基地局と無線端末間及び基地局とゲートウェイ装置間の最大帯域を割り当てる、又は、
前記基地局又は前記無線端末から収集された該基地局と該無線端末間の無線区間の第２の帯域情報に基づいて、所定の基地局又はサービスに属する無線端末に割り当てる最大帯域の総量を基地局毎又はサービス毎に設定し、設定された最大帯域の総量に基づいて、該基地局に属する各無線端末に基地局と無線端末間及び基地局とゲートウェイ装置間の最大帯域割り当てる前記無線通信システム。
【請求項２】
前記ゲートウェイ装置は、予め設定された、所定の基地局又はサービスに属する無線端末に割り当てる最大帯域の総量と、前記基地局又は前記無線端末から収集された該基地局と該無線端末間の無線区間の第１の帯域情報とに基づいて、各無線端末に、基地局と無線端末間及び基地局とゲートウェイ装置間の最大帯域を割り当てる請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記ゲートウェイ装置は、前記基地局又は前記無線端末から収集された該基地局と該無線端末間の無線区間の第２の帯域情報に基づいて、所定の基地局又はサービスに属する無線端末に割り当てる最大帯域の総量を基地局毎又はサービス毎に設定し、設定された最大帯域の総量に基づいて、該基地局に属する各無線端末に基地局と無線端末間及び基地局とゲートウェイ装置間の最大帯域割り当てる請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記ゲートウェイ装置は、設定された最大帯域の総量と、前記基地局又は前記無線端末から収集された該基地局と該無線端末間の無線区間の第１の帯域情報とに基づいて、各無線端末に、基地局と無線端末間及び基地局とゲートウェイ装置間の最大帯域を割り当てる請求項３に記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記ゲートウェイ装置は、複数のサービス毎に、該サービスの提供が予め許容された前記無線端末に提供し、
所定のサービスに属する前記無線端末について、該無線端末が属する基地局又は該無線端末から前記無線区間の第１の帯域情報を収集し、該無線区間の第１の帯域情報に基づいて、該サービスに接続する各無線端末に基地局と無線端末間および基地局とゲートウェイ装置間の最大帯域を割り当てることを特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項６】
前記ゲートウェイ装置が、所定の基地局について、
前記無線区間の第１の帯域情報に基づいて、該基地局に属する無線端末のうち所定のサービスに接続する各無線端末に、基地局と無線端末間および基地局とゲートウェイ装置間の最大帯域を割り当てることを特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項７】
前記ゲートウェイ装置は、前記無線区間の第１の帯域情報として、前記無線端末での電波の受信強度又はその指標を用いることを特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項８】
前記ゲートウェイ装置は、前記無線端末での電波の受信強度又はその指標に対応して帯域情報が予め記憶され、
収集された前記無線端末での電波の受信強度又はその指標に対応する帯域情報が、該無線端末に現在割り当てられている最大帯域より小さい場合、該帯域情報を該無線端末の新たな最大帯域として割り当てる請求項７に記載の無線通信システム。
【請求項９】
前記ゲートウェイ装置は、前記無線区間の第１の帯域情報として、前記基地局から前記無線端末へ送信するパケットを蓄積する前記基地局のバッファの送信待ちパケットバッファ量を用いることを特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項１０】
前記ゲートウェイ装置は、所定の無線端末の前記送信待ちパケットバッファ量が予め定められた閾値を超えると、該パケットバッファ量又は該閾値を超えた量に応じた帯域を、該無線端末に現在割り当てられている最大帯域から差し引いて新たな最大帯域とする請求項９に記載の無線通信システム。
【請求項１１】
前記ゲートウェイ装置は、最大帯域を割り当てる際の前記無線区間の第１の帯域情報として、前記ゲートウェイ装置が所定の無線端末宛てに基地局へ送信したデータ量と、該無線端末が受信したデータ量との差を用いることを特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項１２】
前記ゲートウェイ装置は、前記ゲートウェイ装置が所定の無線端末へ送信したデータ量と、該無線端末が受信したデータ量との差が予め定められた閾値を超えると、該差又は該閾値を超えた量に応じた帯域を、該無線端末に現在割り当てられている最大帯域から差し引いて新たな最大帯域とする請求項１１に記載の無線通信システム。
【請求項１３】
前記ゲートウェイ装置が、前記無線区間の第２の帯域情報に基づいて前記基地局のひとつに属する無線端末のうち、所定のサービスに接続する無線端末に割り当てる最大帯域の総量を設定することを特徴とする請求項３に記載の無線通信システム。
【請求項１４】
前記ゲートウェイ装置は、前記無線区間の第２の帯域情報として、前記基地局から前記無線端末へ送信するパケットを蓄積する前記基地局のバッファの送信待ちパケットバッファ量を用いることを特徴とする請求項３に記載の無線通信システム。
【請求項１５】
前記ゲートウェイ装置は、最大帯域を割り当てる際の前記無線区間の第２の帯域情報として、前記ゲートウェイ装置が所定の無線端末宛に基地局へ送信したデータ量と、該無線端末が受信したデータ量との差を用いることを特徴とする請求項３に記載の無線通信システム。
【請求項１６】
前記ゲートウェイ装置は、最大帯域を割り当てる際の前記無線区間の第２の帯域情報として、前記ゲートウェイ装置が所定の基地局へ送信した単位時間当たりのデータ量と、該基地局でのセルスループットとの差を用いることを特徴とする請求項３に記載の無線通信システム。
【請求項１７】
前記ゲートウェイ装置は、ある基地局に属する無線端末に割り当てる最大帯域の総量を求め、求められた最大帯域の総量に基づいて該基地局に属する各無線端末に基地局と無線端末間および基地局とゲートウェイ装置間の最大帯域を割り当てることを特徴とする請求項４に記載の無線通信システム。
【請求項１８】
前記ゲートウェイ装置は、ある基地局に属する無線端末のうち、あるサービスに接続する無線端末に割り当てる最大帯域の総量を求め、求められた最大帯域の総量に基づいて、該基地局に属する無線端末のうち、該サービスに接続する各無線端末に基地局と無線端末間および基地局とゲートウェイ装置間の最大帯域を割り当てることを特徴とする請求項４に記載の無線通信システム。
【請求項１９】
前記基地局は、各無線端末との無線区間の第１若しくは第２の帯域情報、又は、該無線区間の第１若しくは第２の帯域情報を前記ゲートウェイ装置で求めるための情報を、前記ゲートウェイ装置に通知することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項２０】
前記無線区間の第１若しくは第２の帯域情報、又は、該無線区間の第１若しくは第２の帯域情報を前記ゲートウェイ装置で求めるための情報を、前記基地局又は前記無線端末から取得する統計項目取得サーバをさらに備え、
前記ゲートウェイ装置は、前記統計項目取得サーバを介して前記無線区間の第１及び／又は第２の帯域情報を収集する請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項２１】
無線端末と無線で通信するひとつ又は複数の基地局と、前記無線端末に割り当てられる最大帯域に従い前記基地局を介して該無線端末にパケットを送信するゲートウェイ装置とを備えた無線通信システムにおける前記ゲートウェイ装置であって、
前記基地局と通信するためのインタフェースと、
各無線端末に、基地局と無線端末間及び基地局とゲートウェイ装置間の最大帯域を割り当てる処理部と
を備え、
前記処理部は、
予め設定された、所定の基地局又はサービスに属する無線端末に割り当てる最大帯域の総量と、前記基地局又は前記無線端末から収集された該基地局と該無線端末間の無線区間の第１の帯域情報とに基づいて、各無線端末に、基地局と無線端末間及び基地局とゲートウェイ装置間の最大帯域を割り当てる、又は、
前記基地局又は前記無線端末から収集された該基地局と該無線端末間の無線区間の第２の帯域情報に基づいて、所定の基地局又はサービスに属する無線端末に割り当てる最大帯域の総量を基地局毎又はサービス毎に設定し、設定された最大帯域の総量に基づいて、該基地局に属する各無線端末に基地局と無線端末間及び基地局とゲートウェイ装置間の最大帯域割り当てる前記ゲートウェイ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１１−２２３４９７（Ｐ２０１１−２２３４９７Ａ）
【公開日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−９３０４３（Ｐ２０１０−９３０４３）
【出願日】平成２２年４月１４日（２０１０．４．１４）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月１４日（２０１０．４．１４）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
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