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1. WO2005018266 - 基地局装置及びその送信方法

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[ JA ]
明 細書

基地局装置及びその送信方法

技術分野

[0001] 本発明は、回線交換チャネルにて音声信号を送信し、パケットチャネルにてバケツ トを送信する基地局装置及びその送信方法に関する。

背景技術

[0002] 図 1に示すように、通常、携帯電話 (MS)と基地局装置 (BS)との間で送受される音 声信号は回線交換チャネルに収容され、回線交換チャネルは従量課金である。一方 、パソコンと基地局装置との間で送受される IPパケットはパケットチャネルに収容され

、パケットチャネルは定額課金である。

[0003] また、図 2に示すように、通信の品質は、許容遅延時間及び許容ジッタ時間によつ て決定され、固定電話、携帯電話では、 IPパケットよりも高い品質が要求される。

[0004] 近年、ジッタの吸収、遅延時間の削減、パケットロスへの対策等、技術的進歩により 品質の改善が図られ、パケットチャネルで固定電話、携帯電話並みの品質を確保し つつデータを送受することが可能となってきた。

[0005] このため、 VoIP (Voice Over IP)等、パケットチャネルを用いた電話が普及してきて いる。そして、今後は、費用が安いパケットチャネルを用いて音声通話を行うユーザ が急増することが予想される。

特許文献 1:特表 2002 - 533030号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0006] し力ながら、従来の基地局装置は、上位局から受信した全てのパケットを、その種 類に関係なぐ通信端末装置に送信している。このため、パケットチャネルに多量の データが流入すると、パケットチャネルのサービス品質の低下が生じてしまう恐れがあ る。

[0007] 本発明の目的は、パケットチャネルへの音声データの流入を制限し、パケットチヤネ ルのサービス品質の低下を防ぐことができる基地局装置及びその送信方法を提供す

ることである。

課題を解決するための手段

[0008] 本発明の基地局装置は、回線交換チャネルにて音声信号を送信し、パケットチヤネ ルにてパケットを送信する基地局装置であって、チャネルの種別が回線交換チヤネ ルかパケットチャネル力、をセッション毎に検出するチャネル種別検出手段と、検出さ れたチャネルの種別がパケットチャネルの場合、パケットチャネルで送信されるバケツ トを遅延させる遅延付加手段と、を具備する。

[0009] 本発明の基地局装置の送信方法は、回線交換チャネルにて音声信号を送信し、 パケットチャネルにてパケットを送信する基地局装置の送信方法であって、チャネル の種別が回線交換チャネルかパケットチャネルかをセッション毎に検出する工程と、 検出したチャネルの種別がパケットチャネルの場合、パケットチャネルで送信される パケットを遅延させる工程と、を具備する。

発明の効果

[0010] 本発明によれば、チャネルの種別をセッション毎に検出し、あるいは、パケットの種 別を検出することにより、 VoIPであるパケットに対して意図的に遅延を付加して品質 を劣化させることができるので、パケットチャネルへの音声データの流入を制限し、パ ケットチャネルのサービス品質の低下を防ぐことができる。

図面の簡単な説明

[0011] [図 1]チャネルと課金の関係を示す図

[図 2]各種のパケットと通信の品質との関係を示す図

[図 3]本発明の実施の形態 1に係る基地局装置の構成を示すブロック図

[図 4A]上記実施の形態に係る基地局装置の遅延付加部の入力時及び出力時のパ ケットの伝送状態を示し、遅延量を変動させた場合を示す図

[図 4B]上記実施の形態に係る基地局装置の遅延付加部の入力時及び出力時のパ ケットの伝送状態を示し、一定時間毎に遅延を生じさせた場合を示す図

[図 5]本発明の実施の形態 2に係る基地局装置の構成を示すブロック図

[図 6]本発明の実施の形態 3に係る基地局装置の構成を示すブロック図

[図 7]本発明の実施の形態 4に係る基地局装置の構成を示すブロック図

発明を実施するための最良の形態

[0012] 以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。

[0013] (実施の形態 1)

実施の形態 1では、上位局からの情報に基づいてチャネルの種別をセッション毎に 検出し、パケットチャネルで送信するパケットに対して意図的に遅延を付加する場合 について説明する。なお、セッションは、 IPヘッダに含まれる送信元 IPアドレスとあて 先 IPアドレスによって決定される。

[0014] 図 3は、本発明の実施の形態 1に係る基地局装置の構成を示すブロック図である。

図 3に示す基地局装置は、チャネル種別検出部 101と、切替え部 102と、遅延付カロ 部 103と、スケジューラ 104と、多重部 105と、変調部 106と、送信 RF部 107、送信ァ ンテナ 108とから主に構成されている。なお、チャネル種別検出部 101、切替え部 10 2及び遅延付加部 103は、セッションの数だけ用意される。

[0015] チャネル種別検出部 101は、上位局から受信したチャネル種別を示す情報(以下、 「チャネル種別情報」とレ、う)に基づレ、てチャネルの種別がパケットチャネルか回線交 換チャネルィ匕をセッション毎に検出する。そして、チャネル種別検出部 101は、バケツ トチャネルで送信されるパケットを遅延付加部 103に出力し、回線交換チャネルで送 信される音声信号を多重部 105に出力するように切替え部 102を制御する。切替え 部 102は、チャネル種別検出部 101の制御に基づいてパケットを遅延付加部 103に 出力し、音声信号を多重部 105に出力する。

[0016] 遅延付加部 103は、パケットを遅延させ、スケジューラ 104に出力する。なお、遅延 の付カ卩の方法として、図 4Aに示すように、遅延量を一定とせずに変動させる(ジッタ を加える)ようにしてもよぐ図 4Bに示すように、すべてのパケットを対象とせず、一定 時間毎に遅延を生じさせるようにしてもよい。なお、図 4Aおよび図 4Bは、遅延付カロ 部 103の入力時及び出力時のパケットの伝送状態を示す図である。これらの方法に より、音声データの品質は確実に劣化させることができ、かつパケット全体で見たとき の品質の劣化を少なくすることができる。

[0017] スケジューラ 104は、各通信端末装置の伝搬環境あるいは受信品質を示す優先度 情報に基づレ、てパケットを送信する通信端末装置及び送信タイミングを決定し (スケ ジユーリング)、決定結果に応じてパケットを多重部 105に出力する。

[0018] 多重部 105は、スケジューラ 104から出力されたパケットと切替え部 102から出力さ れた音声信号を多重して変調部 106に出力する。変調部 106は、パケットのデータを 変調し、変調後のパケットデータ送信 RF部 107に出力する。送信 RF部 107は、変調 後のパケットデータに対して送信電力制御及びアップコンバートを行レ、、送信アンテ ナ 108より無線送信する。

[0019] このように、本実施の形態によれば、上位局からの情報に基づいてチャネルの種別 をセッション毎に検出し、パケットチャネルで送信するパケットに対して意図的に遅延 を付加することができる。このように遅延を付加してパケットを送信すると、パケットが 音声データの場合にはユーザが聴くに堪えない品質のものになる力パケットが IPパ ケットの場合には何ら支障ない品質のものになる。この結果、パケットチャネルへの音 声データの流入を制限し、パケットチャネルのサービス品質の低下を防ぐことができ る。

[0020] (実施の形態 2)

実施の形態 2では、 IPヘッダ内のプロトコルあるいはフラグに基づいてパケットの種 別を検出し、 VoIPであるパケットに対して意図的に遅延を付加する場合について説 明する。

[0021] 図 5は、本発明の実施の形態 2に係る基地局装置の構成を示すブロック図である。

なお、図 5に示す基地局装置において、図 3と共通する構成部分には図 3と同一の符 号を付して説明を省略する。

[0022] 図 5に示す基地局装置は、図 3と比較して、プロトコル検出部 301と、パケット種別 検出部 302と、遅延付加制御部 303と、切替え部 304とを追加した構成を採る。なお 、プロトコル検出部 301、パケット種別検出部 302、遅延付加制御部 303及び切替え 部 304は、セッションの数だけ用意される。

[0023] プロトコル検出部 301は、パケットの IPヘッダに含まれるプロトコルを検出し、検出 結果をパケット種別検出部 302に出力する。なお、プロトコル検出部 301は、パケット の IPヘッダに含まれるフラグを検出し、明示的に音声データであるというフラグがたつ ている場合にパケットの種別が VoIPであると検出してもよい。

[0024] パケット種別検出部 302は、プロトコルあるいはフラグに基づいてパケットの種別を 検出し、検出結果を遅延付加制御部 303に出力する。例えば、パケット種別検出部 3 02は、プロトコルが UDPのときにはパケットの種別が VoIPであると検出する。

[0025] 遅延付加制御部 303は、パケットの種別に応じて遅延を付加するか否力、を決定し、 切替え部 304及び遅延付加部 103を制御する。具体的には、遅延付加制御部 303 は、パケットが VoIPである場合、切替え部 304に対してパケットを遅延付加部 103に 出力するように指示し、遅延付加部 103に対して遅延を付加するように指示する。ま た、遅延付加制御部 303は、パケットが IPパケットである場合、切替え部 304に対し てパケットをスケジューラ 104に出力するように指示する。

[0026] 切替え部 304は、遅延付カ卩制御部 303の制御に基づいて VoIPのパケットを遅延 付加部 103に出力し、 IPパケットをスケジューラ 104に出力する。遅延付加部 103は 、遅延付加制御部 303の制御に基づいてパケットを遅延させ、スケジューラ 104に出 力する。

[0027] このように、本実施の形態によれば、 IPヘッダ内のプロトコルあるいはフラグに基づ いてパケットの種別を検出し、音声データ等、パケットチャネルへの流入を制限した い所定の種別のパケットに対して意図的に遅延を付加することができる。

[0028] (実施の形態 3)

実施の形態 3では、パケットの発生周期に基づいてパケットの種別を検出し、 VoIP であるパケットに対して意図的に遅延を付加する場合について説明する。

[0029] 図 6は、本発明の実施の形態 3に係る基地局装置の構成を示すブロック図である。

なお、図 6に示す基地局装置において、図 5と共通する構成部分には図 5と同一の符 号を付して説明を省略する。

[0030] 図 6に示す基地局装置は、図 5と比較して、プロトコル検出部 301に代えて発生周 期検出部 401を追加した構成を採る。なお、発生周期検出部 401は、セッションの数 だけ用意される。

[0031] 発生周期検出部 401は、パケットの発生周期の平均値を算出し、算出した平均発 生周期をパケット種別検出部 302に出力する。なお、データの発生頻度から音声デ ータであると判断するためには、音声エンコーダのエンコード周期情報を入手し、そ の周期に近い周期で発生しているデータを音声データと判断することにより可能であ る。また、発生周期検出部 401は、パケットのジッタ (発生周期のばらつき)を算出し、 算出したジッタをパケット種別検出部 302に出力しても良い。

[0032] パケット種別検出部 302は、平均発生周期と所定の閾値との大小関係に基づいて パケットの種別を検出し、検出結果を遅延付加制御部 303に出力する。例えば、パ ケット種別検出部 302は、平均発生周期が 25ms以下のときにはパケットの種別が Vo IPであると検出する。また、パケット種別検出部 302は、さらにパケットのジッタと所定 の閾値との大小関係に基づレ、てパケットの種別を検出し、検出結果を遅延付加制御 部 303に出力しても良レ、。例えば、パケット種別検出部 302は、平均発生周期が 25 ms以下であって、かつ、ジッタが 5ms以下のときにはパケットの種別が VoIPであると 検出する。

[0033] このように、本実施の形態によれば、平均発生周期と所定の閾値との大小関係に 基づいてパケットの種別を検出し、音声データ等、パケットチャネルへの流入を制限 したい所定の種別のパケットに対して意図的に遅延を付加することができる。

[0034] なお、実施の形態 2と実施の形態 3は組み合わせることができる。すなわち、バケツ ト種別検出部 302は、プロトコル (あるいはフラグ)及び平均発生周期(さらにパケット のジッタ)に基づいてパケットを検出しても良レ、。例えば、パケット種別検出部 302は 、プロトコルが UDPのときであり、かつ、平均発生周期が 25ms以下のときにパケット の種別が VoIPであると検出する。

[0035] (実施の形態 4)

実施の形態 4では、基地局装置において伝送されるデータ量が増えるに従って、優 先度が低いユーザから順に VoIPであるパケットに対して意図的に遅延を付加する場 合について説明する。

[0036] 図 7は、本発明の実施の形態 4に係る基地局装置の構成を示すブロック図である。

なお、図 7に示す基地局装置において、図 5と共通する構成部分には図 5と同一の符 号を付して説明を省略する。

[0037] 図 7に示す基地局装置は、図 5と比較して、遅延付加制御の実行を指示する制御 情報が上位局から遅延付加制御部 303に入力される点が異なる。

[0038] 上位局は、各ユーザの優先度を登録し、また、システムにおレ、て優先度毎に遅延を 付加される基準となるデータ量 (以下、「基準データ量」という)が設定されている。な お、優先度が低いほど基準データ量は低く設定される。そして、上位局は、各基地局 装置にぉレ、て伝送されるデータ量を監視し、伝送されるデータ量が基準データ量を 超えるユーザのセッションに対応する遅延付加制御部 303に遅延付加制御の実行を 指示する制御情報を送信する。

[0039] 遅延付加制御部 303は、上位局から制御情報を入力した場合にのみ、パケットの 種別に応じて遅延を付加する制御を行う。

[0040] この結果、基地局装置において伝送されるデータ量が増えるに従って、優先度が 低いユーザから順に VoIPであるパケットに対して意図的に遅延を付加することがで きる。

[0041] なお、実施の形態 4は、図 7のプロトコル検出部 301に代えて発生周期検出部 401 を追加した構成とし、実施の形態 3のようにパケットの発生周期に基づいてパケットの 種別を検出し、上位局から制御情報を入力した場合に、 VoIPであるパケットに対し て意図的に遅延を付加するようにしてもよい。

[0042] 上記各実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路である

LSIとして実現される。これらは個別に 1チップ化されても良いし、一部又は全てを含 むように 1チップ化されても良い。

[0043] ここでは、 LSIとした力集積度の違いにより、 IC、システム LSI、スーパー LSI、ゥ ノレトラ LSIと呼称されることもある。

[0044] また、集積回路化の手法は LSIに限るものではなぐ専用回路又は汎用プロセッサ で実現しても良い。 LSI製造後に、プログラムすることが可能な FPGA (Field

Programmable Gate Array)や、 LSI内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリ コンフィギユラブル'プロセッサーを利用しても良い。

[0045] さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術により LSIに置き換わる集積回 路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用レ、て機能ブロックの集積化を行って も良レ、。ノィォ技術の適応等が可能性としてありえる。

[0046] 本明細書は、 2003年 8月 13日出願の特願 2003—293181に基づく。この内容は すべてここに含めておく。

産業上の利用可能性

本発明に係る基地局装置及びその送信方法は、回線交換チャネルにて音声信号 を送信し、パケットチャネルにてパケットを送信する際に、パケットチャネルへの音声 データの流入を制限し、パケットチャネルのサービス品質の低下を防ぐのに有用であ る。