(57)【要約】【課題】  無線通信システムのフレーム周期とアプリケーションのデータ伝送周期が完全に同期していない場合でも、無線通信システムにおけるスケジューリングにおけるフレーム割り当て周期を最適化し、データ伝送の処理遅延を最小化する。【解決手段】  基地局は、毎フレーム連続的にアップリンクのユーザデータ用のバースト割り当てを行う初期スケジューリングモードを有し、アップリンクの割り当てバーストに該当ユーザデータが収容された状態でデータ受信がされたか否かを各フレームで判断し、該当ユーザデータが収容された状態でデータ受信がされたと判断されたときに、そのフレームがＮ1 フレーム周期に一致しているか否かを判断し、初期スケジューリングモードの状態継続または周期的スケジューリングモードへの状態遷移を判断する。【選択図】        図１
2010109713.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局と１以上の端末が無線回線を介して接続され、端末から基地局へのアップリンクまたは基地局と端末との間の双方向のリンクにおいて周期的なデータ伝送を行う無線通信システムにおいて、
前記基地局は、前記端末との間で１以上のコネクション設定を行い、該コネクションの中のすべてまたは所定のコネクションに対してアップリンクまたは双方向のリンクで所定のサイズ以上のバースト割り当てを行う周期をＮ1 フレーム（Ｎ1 は整数）と設定した後のアップリンクのスケジューリング処理として、
毎フレーム連続的に前記アップリンクのユーザデータ用のバースト割り当てを行う初期スケジューリングモードの処理を行う第１のステップと、
前記基地局の管理する前記Ｎ1 フレーム周期でアップリンクのユーザデータ用のバースト割り当てを行う周期的スケジューリングモードの処理を行う第２のステップと、
前記初期スケジューリングモードの状態で、アップリンクの割り当てバーストに該当ユーザデータが収容された状態でデータ受信がされたか否かを各フレームで判断し、該当ユーザデータが収容された状態でデータ受信がされたと判断されたときに、そのフレームが前記Ｎ1 フレーム周期に一致しているか否かを判断し、前記初期スケジューリングモードの状態継続または前記周期的スケジューリングモードへの状態遷移を判断する第３のステップと、
前記周期的スケジューリングモードの状態で、前記周期的スケジューリングモードの状態継続または前記初期スケジューリングモードへの状態遷移を判断する第４のステップと
を有することを特徴とする無線通信方法。
【請求項２】
請求項１に記載の無線通信方法において、
前記基地局は、前記周期的スケジューリングモードで割り当てた前記Ｎ1 フレーム周期の該当フレームとその前後のフレームを含むすべてまたは一部のフレームで、アップリンクのユーザデータ用のバースト割り当てを行う同期確認スケジューリングモードの処理を行う第５のステップと、
前記第４のステップに代えて、前記周期的スケジューリングモードの状態で、前記周期的スケジューリングモードの状態継続または前記同期確認スケジューリングモードへの状態遷移を判断する第６のステップと、
前記同期確認スケジューリングモードの状態で、前記同期確認スケジューリングモードの状態継続、または前記周期的スケジューリングモードと前記初期スケジューリングモードのいずれかへの状態遷移を判断する第７のステップと
を有することを特徴とする無線通信方法。
【請求項３】
請求項１に記載の無線通信方法において、
前記基地局は、アップリンクの割り当てバーストに該当ユーザデータが収容された状態でデータ受信がされたフレームを連続Ｎ2 回以上（Ｎ2 は整数）監視する第８のステップを有し、
前記第３のステップは、連続したＮ2 回の各フレームが前記Ｎ1 フレーム周期にすべて一致しているか否かを判断し、Ｎ2 回連続でＮ1 フレーム周期に一致していると判断されたときに前記初期スケジューリングモードから前記周期的スケジューリングモードへ状態遷移する判断を行う
ことを特徴とする無線通信方法。
【請求項４】
請求項１に記載の無線通信方法において、
前記基地局は、前記周期的スケジューリングモードで前の状態遷移または状態遷移の判断から所定の時間以上経過したか否かを監視する第９のステップを有し、
前記第４のステップは、前記周期的スケジューリングモードの状態で、前の状態遷移または状態遷移の判断から所定の時間以上経過したときに、前記周期的スケジューリングモードから前記初期スケジューリングモードへ状態遷移する判断を行う
ことを特徴とする無線通信方法。
【請求項５】
請求項２に記載の無線通信方法において、
前記基地局は、前記周期的スケジューリングモードで前の状態遷移または状態遷移の判断から所定の時間以上経過したか否かを監視する第９のステップを有し、
前記第６のステップは、前記周期的スケジューリングモードの状態で、前の状態遷移または状態遷移の判断から所定の時間以上経過したときに、前記周期的スケジューリングモードから前記同期確認スケジューリングモードへ状態遷移する判断を行う
ことを特徴とする無線通信方法。
【請求項６】
請求項２に記載の無線通信方法において、
前記第７のステップは、アップリンクの割り当てバーストに該当ユーザデータが収容された状態でデータ受信がされたフレームが前記Ｎ1 フレーム周期に一致しているときに前記同期確認スケジューリングモードから前記周期的スケジューリングモードに遷移し、アップリンクの割り当てバーストに該当ユーザデータが収容された状態でデータ受信がされたフレームが前記Ｎ1 フレーム周期に一致していないときに前記同期確認スケジューリングモードから前記初期スケジューリングモードに遷移し、その他の場合に同期確認スケジューリングモードを継続する判断を行う
ことを特徴とする無線通信方法。
【請求項７】
基地局と１以上の端末が無線回線を介して接続され、端末から基地局へのアップリンクまたは基地局と端末との間の双方向のリンクにおいて周期的なデータ伝送を行う無線通信システムにおいて、
前記基地局は、前記端末との間で１以上のコネクション設定を行い、該コネクションの中のすべてまたは所定のコネクションに対してアップリンクまたは双方向のリンクで所定のサイズ以上のバースト割り当てを行う周期をＮ1 フレーム（Ｎ1 は整数）と設定した後のアップリンクのスケジューリング処理として、
前記基地局の管理する前記Ｎ1 フレーム周期でアップリンクのユーザデータ用のバースト割り当てを行う周期的スケジューリングモードの処理を行う第１のステップと、
前記端末が送信したバースト割り当て周期に関する同期情報を取得し、取得した同期情報に記載された前倒し割り当てフレーム数の要求値に関する情報を抽出する第２のステップと、
前記前倒し割り当てフレーム数の要求値を連続Ｎ2 回以上（Ｎ2 は整数）監視する第３のステップと、
前記同期情報を新規に取得するごとに、その直前に取得した前倒し割り当てフレーム数の要求値とを比較して一致するか否かを判断する第４のステップと、
前記第４のステップで連続したＮ2 回の比較結果がすべて一致しているときに、当該コネクションに対するＮ1 フレーム周期の割り当てフレームの位置を前倒し割り当てフレーム数の要求値分だけ前倒しする処理を行う第５のステップと
を有することを特徴とする無線通信方法。
【請求項８】
基地局と１以上の端末が無線回線を介して接続され、端末から基地局へのアップリンクまたは基地局と端末との間の双方向のリンクにおいて周期的なデータ伝送を行う無線通信システムにおいて、
前記基地局は、前記端末との間で１以上のコネクション設定を行い、該コネクションの中のすべてまたは所定のコネクションに対してアップリンクまたは双方向のリンクで所定のサイズ以上のバースト割り当てを行う周期をＮ1 フレーム（Ｎ1 は整数）と設定した後のアップリンクのスケジューリング処理として、
前記基地局の管理する前記Ｎ1 フレーム周期でアップリンクのユーザデータ用のバースト割り当てを行う周期的スケジューリングモードの処理を行う第１のステップと、
前記端末が送信したバースト割り当て周期に関する同期情報を取得し、取得した同期情報に記載された前倒し割り当てフレーム数の要求値に関する情報を抽出する第２のステップと、
前記前倒し割り当てフレーム数の要求値を連続Ｎ3 回以上（Ｎ3 は整数）監視する第３のステップと、
連続したＮ3 回の前倒し割り当てフレームの要求値の中の最多頻度の要求値Ｘ′とその頻度回数を取得する第４のステップと、
前記最多頻度の要求値Ｘ′の頻度回数がＮ2 回以上（Ｎ2 は整数）であるか否かを判断し、Ｎ2 回以上であるときに、当該コネクションに対するＮ1 フレーム周期の割り当てフレームの位置を前倒し割り当てフレーム数の要求値Ｘ′分だけ前倒しする処理を行う第５のステップと
を有することを特徴とする無線通信方法。
【請求項９】
基地局と１以上の端末が無線回線を介して接続され、端末から基地局へのアップリンクまたは基地局と端末との間の双方向のリンクにおいて周期的なデータ伝送を行う無線通信システムにおいて、
前記基地局は、前記端末との間で１以上のコネクション設定を行い、該コネクションの中のすべてまたは所定のコネクションに対してアップリンクまたは双方向のリンクで所定のサイズ以上のバースト割り当てを行う周期をＮ1 フレーム（Ｎ1 は整数）と設定した後のアップリンクのスケジューリング処理を行う処理手段として、
毎フレーム連続的に前記アップリンクのユーザデータ用のバースト割り当てを行う初期スケジューリングモードの処理を行う第１の処理手段と、
前記基地局の管理する前記Ｎ1 フレーム周期でアップリンクのユーザデータ用のバースト割り当てを行う周期的スケジューリングモードの処理を行う第２の処理手段と、
前記初期スケジューリングモードの状態で、アップリンクの割り当てバーストに該当ユーザデータが収容された状態でデータ受信がされたか否かを各フレームで判断し、該当ユーザデータが収容された状態でデータ受信がされたと判断されたときに、そのフレームが前記Ｎ1 フレーム周期に一致しているか否かを判断し、前記初期スケジューリングモードの状態継続または前記周期的スケジューリングモードへの状態遷移を判断する第３の処理手段と、
前記周期的スケジューリングモードの状態で、前記周期的スケジューリングモードの状態継続または前記初期スケジューリングモードへの状態遷移を判断する第４の処理手段と
を備えたことを特徴とする無線通信システム。
【請求項１０】
請求項９に記載の無線通信システムにおいて、
前記基地局は、前記周期的スケジューリングモードで割り当てた前記Ｎ1 フレーム周期の該当フレームとその前後のフレームを含むすべてまたは一部のフレームで、アップリンクのユーザデータ用のバースト割り当てを行う同期確認スケジューリングモードの処理を行う第５の処理手段と、
前記第４の処理手段に代えて、前記周期的スケジューリングモードの状態で、前記周期的スケジューリングモードの状態継続または前記同期確認スケジューリングモードへの状態遷移を判断する第６の処理手段と、
前記同期確認スケジューリングモードの状態で、前記同期確認スケジューリングモードの状態継続または前記周期的スケジューリングモードと前記初期スケジューリングモードのいずれかへの状態遷移を判断する第７の処理手段と
を備えたことを特徴とする無線通信システム。
【請求項１１】
基地局と１以上の端末が無線回線を介して接続され、端末から基地局へのアップリンクまたは基地局と端末との間の双方向のリンクにおいて周期的なデータ伝送を行う無線通信システムにおいて、
前記基地局は、前記端末との間で１以上のコネクション設定を行い、該コネクションの中のすべてまたは所定のコネクションに対してアップリンクまたは双方向のリンクで所定のサイズ以上のバースト割り当てを行う周期をＮ1 フレーム（Ｎ1 は整数）と設定した後のアップリンクのスケジューリング処理を行う処理手段として、
前記基地局の管理する前記Ｎ1 フレーム周期でアップリンクのユーザデータ用のバースト割り当てを行う周期的スケジューリングモードの処理を行う第１の処理手段と、
前記端末が送信したバースト割り当て周期に関する同期情報を取得し、取得した同期情報に記載された前倒し割り当てフレーム数の要求値に関する情報を抽出する第２の処理手段と、
前記前倒し割り当てフレーム数の要求値を連続Ｎ2 回以上（Ｎ2 は整数）監視する第３の処理手段と、
前記同期情報を新規に取得するごとに、その直前に取得した前倒し割り当てフレーム数の要求値とを比較して一致するか否かを判断する第４の処理手段と、
前記第４の処理手段で連続したＮ2 回の比較結果がすべて一致しているときに、当該コネクションに対するＮ1 フレーム周期の割り当てフレームの位置を前倒し割り当てフレーム数の要求値分だけ前倒しする処理を行う第５の処理手段と
を備えたことを特徴とする無線通信システム。
【請求項１２】
基地局と１以上の端末が無線回線を介して接続され、端末から基地局へのアップリンクまたは基地局と端末との間の双方向のリンクにおいて周期的なデータ伝送を行う無線通信システムにおいて、
前記基地局は、前記端末との間で１以上のコネクション設定を行い、該コネクションの中のすべてまたは所定のコネクションに対してアップリンクまたは双方向のリンクで所定のサイズ以上のバースト割り当てを行う周期をＮ1 フレーム（Ｎ1 は整数）と設定した後のアップリンクのスケジューリング処理を行う処理手段として、
前記基地局の管理する前記Ｎ1 フレーム周期でアップリンクのユーザデータ用のバースト割り当てを行う周期的スケジューリングモードの処理を行う第１の処理手段と、
前記端末が送信したバースト割り当て周期に関する同期情報を取得し、取得した同期情報に記載された前倒し割り当てフレーム数の要求値に関する情報を抽出する第２の処理手段と、
前記前倒し割り当てフレーム数の要求値を連続Ｎ3 回以上（Ｎ3 は整数）監視する第３の処理手段と、
連続したＮ3 回の前倒し割り当てフレームの要求値の中の最多頻度の要求値Ｘ′とその頻度回数を取得する第４の処理手段と、
前記最多頻度の要求値Ｘ′の頻度回数がＮ2 回以上（Ｎ2 は整数）であるか否かを判断し、Ｎ2 回以上であるときに、当該コネクションに対するＮ1 フレーム周期の割り当てフレームの位置を前倒し割り当てフレーム数の要求値Ｘ′分だけ前倒しする処理を行う第５の処理手段と
を備えたことを特徴とする無線通信システム。
【請求項１３】
基地局と１以上の端末が無線回線を介して接続され、端末から基地局へのアップリンクまたは基地局と端末との間の双方向のリンクにおいて周期的なデータ伝送を行う無線通信システムの基地局において、
前記端末との間で１以上のコネクション設定を行い、該コネクションの中のすべてまたは所定のコネクションに対してアップリンクまたは双方向のリンクで所定のサイズ以上のバースト割り当てを行う周期をＮ1 フレーム（Ｎ1 は整数）と設定した後のアップリンクのスケジューリング処理を行う処理手段として、
毎フレーム連続的に前記アップリンクのユーザデータ用のバースト割り当てを行う初期スケジューリングモードの処理を行う第１の処理手段と、
前記基地局の管理する前記Ｎ1 フレーム周期でアップリンクのユーザデータ用のバースト割り当てを行う周期的スケジューリングモードの処理を行う第２の処理手段と、
前記初期スケジューリングモードの状態で、アップリンクの割り当てバーストに該当ユーザデータが収容された状態でデータ受信がされたか否かを各フレームで判断し、該当ユーザデータが収容された状態でデータ受信がされたと判断されたときに、そのフレームが前記Ｎ1 フレーム周期に一致しているか否かを判断し、前記初期スケジューリングモードの状態継続または前記周期的スケジューリングモードへの状態遷移を判断する第３の処理手段と、
前記周期的スケジューリングモードの状態で、前記周期的スケジューリングモードの状態継続または前記初期スケジューリングモードへの状態遷移を判断する第４の処理手段と
を備えたことを特徴とする基地局。
【請求項１４】
請求項１３に記載の無線通信システムの基地局において、
前記周期的スケジューリングモードで割り当てた前記Ｎ1 フレーム周期の該当フレームとその前後のフレームを含むすべてまたは一部のフレームで、アップリンクのユーザデータ用のバースト割り当てを行う同期確認スケジューリングモードの処理を行う第５の処理手段と、
前記第４の処理手段に代えて、前記周期的スケジューリングモードの状態で、前記周期的スケジューリングモードの状態継続または前記同期確認スケジューリングモードへの状態遷移を判断する第６の処理手段と、
前記同期確認スケジューリングモードの状態で、前記同期確認スケジューリングモードの状態継続または前記周期的スケジューリングモードと前記初期スケジューリングモードのいずれかへの状態遷移を判断する第７の処理手段と
を備えたことを特徴とする基地局。
【請求項１５】
基地局と１以上の端末が無線回線を介して接続され、端末から基地局へのアップリンクまたは基地局と端末との間の双方向のリンクにおいて周期的なデータ伝送を行う無線通信システムの基地局において、
前記端末との間で１以上のコネクション設定を行い、該コネクションの中のすべてまたは所定のコネクションに対してアップリンクまたは双方向のリンクで所定のサイズ以上のバースト割り当てを行う周期をＮ1 フレーム（Ｎ1 は整数）と設定した後のアップリンクのスケジューリング処理を行う処理手段として、
前記基地局の管理する前記Ｎ1 フレーム周期でアップリンクのユーザデータ用のバースト割り当てを行う周期的スケジューリングモードの処理を行う第１の処理手段と、
前記端末が送信したバースト割り当て周期に関する同期情報を取得し、取得した同期情報に記載された前倒し割り当てフレーム数の要求値に関する情報を抽出する第２の処理手段と、
前記前倒し割り当てフレーム数の要求値を連続Ｎ2 回以上（Ｎ2 は整数）監視する第３の処理手段と、
前記同期情報を新規に取得するごとに、その直前に取得した前倒し割り当てフレーム数の要求値とを比較して一致するか否かを判断する第４の処理手段と、
前記第４の処理手段で連続したＮ2 回の比較結果がすべて一致しているときに、当該コネクションに対するＮ1 フレーム周期の割り当てフレームの位置を前倒し割り当てフレーム数の要求値分だけ前倒しする処理を行う第５の処理手段と
を備えたことを特徴とする基地局。
【請求項１６】
基地局と１以上の端末が無線回線を介して接続され、端末から基地局へのアップリンクまたは基地局と端末との間の双方向のリンクにおいて周期的なデータ伝送を行う無線通信システムの基地局において、
前記端末との間で１以上のコネクション設定を行い、該コネクションの中のすべてまたは所定のコネクションに対してアップリンクまたは双方向のリンクで所定のサイズ以上のバースト割り当てを行う周期をＮ1 フレーム（Ｎ1 は整数）と設定した後のアップリンクのスケジューリング処理を行う処理手段として、
前記基地局の管理する前記Ｎ1 フレーム周期でアップリンクのユーザデータ用のバースト割り当てを行う周期的スケジューリングモードの処理を行う第１の処理手段と、
前記端末が送信したバースト割り当て周期に関する同期情報を取得し、取得した同期情報に記載された前倒し割り当てフレーム数の要求値に関する情報を抽出する第２の処理手段と、
前記前倒し割り当てフレーム数の要求値を連続Ｎ3 回以上（Ｎ3 は整数）監視する第３の処理手段と、
連続したＮ3 回の前倒し割り当てフレームの要求値の中の最多頻度の要求値Ｘ′とその頻度回数を取得する第４の処理手段と、
前記最多頻度の要求値Ｘ′の頻度回数がＮ2 回以上（Ｎ2 は整数）であるか否かを判断し、Ｎ2 回以上であるときに、当該コネクションに対するＮ1 フレーム周期の割り当てフレームの位置を前倒し割り当てフレーム数の要求値Ｘ′分だけ前倒しする処理を行う第５の処理手段と
を備えたことを特徴とする基地局。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基地局と１以上の端末との間で無線回線を介して通信を行う無線通信システムにおいて、音声信号をＩＰパケットに収容して通信を行う際の通信品質の中で、特に処理遅延特性を改善する無線通信方法および無線通信システムならびに基地局に関する。本発明は、マイクロ波帯を用いた無線アクセス標準規格であるＷｉＭＡＸ(Worldwide Interoperability for Microwave Access) 規格に基づく無線通信における低遅延化技術に適する。
【背景技術】
【０００２】
近年、広域の無線アクセスシステムとして注目されているＷｉＭＡＸは、ホーム・オフィス環境や限定された公衆エリアでの無線ＬＡＮであるIEEE802.11系の規格（11b,11a,11g,11n 等）と異なり、基地局から半径数キロメートル以上をエリアとした広域サービスの実現が可能である。ＷｉＭＡＸの規格としては、固定無線によって接続するＦＷＡ（Fixed Wireless Access)と呼ばれるIEEE802.16-2004 規格（非特許文献１）や、移動しながら通信できるモバイルＷｉＭＡＸと呼ばれるIEEE802.16e-2005規格（非特許文献２）など、現在も更なる進化を伴う標準化が進められている。
【０００３】
このＷｉＭＡＸには、複数の物理／ＭＡＣレイヤの規定が含まれている。その物理層で採用の直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ：Orthogonal Frequency Division Multiple Access)の規格では、ダウンリンクとアップリンクを時分割複信（ＴＤＤ：Time Division Duplexing)で振り分け、５ｍ秒周期フレームの前半にダウンリンクサブフレームを配置し、後半にアップリンクサブフレームを配置している。
【０００４】
図１０は、ＷｉＭＡＸにおけるフレーム構成を示す。図において、横軸は時間、縦軸は周波数である。ＯＦＤＭＡでは、全周波数帯域を多数のサブキャリアに分割し、時間方向は所定の時間長のＯＦＤＭシンボル単位に刻まれている。各端末には、サブキャリア（またはサブキャリア群（サブチャネル））とＯＦＤＭシンボル番号の組み合わせで規定されるスロットを割り当て、そのスロット内にバースト的に信号を収容して通信を行う。
【０００５】
１フレームは、ダウンリンクサブフレーム１１とアップリンクサブフレーム１２で構成される。ダウンリンクサブフレーム１１では、基地局から各端末への信号が連続的に送信され、その区間の先頭にチャネル推定等を行うためのプリアンブル信号１３が配置される。さらに、プリアンブル信号１３に後続して、フレーム制御ヘッダ（ＦＣＨ：Frame Control Header) １４、ダウンリンクのマップ情報であるＤＬ−ＭＡＰ１５、アップリンクのマップ情報であるＵＬ−ＭＡＰ１６が配置され、その後にユーザデータまたは制御情報を収容したダウンリンクバースト１７およびアップリンクバースト１８の割り当てが行われる。
【０００６】
一般に、ダウンリンクサブフレーム１１およびアップリンクサブフレーム１２内に、多数のバースト割り当てが行われることになるので、その割り当てに応じた情報要素が連続的にＦＣＨ１４に後続して配置される。その際、制御情報のオーバヘッドを圧縮して効率を向上させるために、多数のマップ情報の重複した情報を一括する圧縮（Compressed）ＭＡＰと呼ばれる表示形式でマップ情報が記述される。
【０００７】
図１１は、ＷｉＭＡＸにおけるＵＬ−ＭＡＰによるアップリンクバーストの割り当ての概要を示す。
【０００８】
ＷｉＭＡＸでは、図１０に記載のＵＬ−ＭＡＰ１６内の Allocation Start Timeフィールドでアップリンクバーストの割り当て位置を示す。この割り当ては、通常、信号処理に要する遅延時間を確保するため、ＵＬ−ＭＡＰ１６が収容された同一フレームのアップリンクサブフレーム１２を避け、次のフレームのアップリンクフレーム１２内を指し示すことになる。例えば、第ｎフレームのＤＬ−ＭＡＰ１５−１は、同一フレーム内のダウンリンクバースト１７−１の割り当てを行うが、第ｎフレームのＵＬ−ＭＡＰ１６−１は、第（ｎ＋１）フレーム内のアップリンクバースト１２−２の割り当てを行う。
【０００９】
なお、以下の説明では、アップリンクの割り当ては Allocation Start Timeフィールドでαフレーム先の割り当てをする、等の記述を用いるが、図１１の場合は１フレーム先であり、α＝１に相当する。
【００１０】
ＷｉＭＡＸは、広域の無線アクセスサービスの提供に適したシステムであり、過疎地域でのデジタルデバイド（情報格差）の解消などのために有効な技術として注目されている。このような過疎地域にブロードバンドサービスを提供する場合、その無線アクセス回線を用いて音声系のサービスも可能であることから、従来は個別に電話線を引いていた固定電話サービスも、将来的には無線アクセス回線の中に収容することが考えられる。ここで、地域ごとに市外局番が先頭について「03-****-****」や「045-***-****」などの電話番号（通称で「０ＡＢ−Ｊ番号」と呼ばれる）を用いた固定電話サービスは、「090-****-**** 」や「050-****-**** 」などの移動系およびＩＰ電話とは別物と位置づけられ、非特許文献３に示されるように、例えば発信場所を特定できたり緊急通報に対応できるなどの利用条件が規定されている。
【００１１】
通信事業者は、この０ＡＢ−Ｊ品質のＩＰ電話サービスを光ファイバを用いた回線を利用して提供している。ここで、０ＡＢ−Ｊ番号の利用条件として規定されている固定電話並みの通話品質には遅延時間も含まれており、ＵＮＩ−ＵＮＩ間で70ｍ秒、ＵＮＩ−ＮＮＩ間で50ｍ秒と規定されている（非特許文献４）。アクセス系に関する配分は明記されていないが、仮に上記の差分がアクセス系への配分と仮定するならば、０ＡＢ−Ｊ品質のＩＰ電話の場合にはアクセス系で20ｍ秒以下の遅延を満たす必要がある。有線回線である光ファイバを用いた従来のサービスは、このアクセス回線での20ｍ秒という遅延条件はそれほど厳しいものではない。しかし、ＷｉＭＡＸは５ｍ秒周期のフレーム単位で伝送を行い、さらに処理も複雑であることから、ＣＳＭＡ（Carrier Sense Multiple Access)を採用し処理も単純で低遅延な無線ＬＡＮと異なり、遅延時間20ｍ秒のハードルは非常に厳しいものであった。
【００１２】
無線回線としてＷｉＭＡＸ規格に準拠したシステムを用いた場合の処理遅延の内訳を整理すると、(a) ５ｍ秒と長いフレーム周期、(b) 送信側でのインタフェース部の処理、(c) 帯域割り当てまでの待ち時間、(d) 送信側のＭＡＣ処理および物理層処理、(e) 送信開始までのタイミング調整、(f) 受信側の物理層処理およびＭＡＣ処理、(g) 出力のためのインタフェース部の処理など、その複雑な仕様に起因して無線ＬＡＮに比べて格段に長い処理遅延が必要であった。この無線回線で発生する処理遅延および遅延の揺らぎは、ベストエフォート型のサービスでは問題にならないレベルであるが、０ＡＢ−Ｊ品質のＩＰ電話サービスを提供するには無視できない問題となる。
【００１３】
図１２は、０ＡＢ−Ｊ品質のＩＰ電話サービスを提供するシステム構成例を示す。図１２(a) は有線回線によるシステム構成を示し、図１２(b) は無線回線によるシステム構成を示す。
【００１４】
図１２(a) において、有線回線によるシステム構成では、一方のユーザの電話機１４０、ＩＰ電話アダプタ１４１、ルータ１４２、光加入者線終端装置１４３、光回線終端装置１４４、ネットワーク１４５、他方のユーザの電話機またはＩＰ電話機１４６により構成され、光加入者線終端装置１４３と光回線終端装置１４４との間が光ファイバ等の有線回線となる。図１２(b) において、無線回線によるシステム構成では、有線回線によるシステム構成における光加入者線終端装置１４３および光回線終端装置１４４に代えて、無線端末装置１４９および無線基地局装置１５０が用いられ、無線端末装置１４９と無線基地局装置１５０との間が無線回線となる。なお、ＩＰ電話アダプタ１４１とルータ１４２を合せてＩＰ電話一体型ルータ１４８となり、さらにＩＰ電話一体型ルータ１４８と無線端末装置１４９を合せてＩＰ電話ルータ一体型無線端末装置１５１となる場合もある。
【００１５】
まず、有線回線によるシステム構成の信号の流れを示す。一般のアナログ電話機が接続されるＩＰ電話アダプタ１４１は、アナログ信号からディジタル信号に変換し、そのデータをＩＰパケットおよびEthernet（登録商標）フレームに収容してルータ１４２に出力する。ルータ１４２には、その他のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等のネットワーク機器１４７も接続され、ルータ１４２でレイヤ３レベルのルーチング管理を行う。これらの信号は、光加入者線終端装置１４３に入力され、光ファイバを介して局舎まで転送され、局舎内の光回線終端装置１４４を経由してネットワーク１４５に出力される。通常、０ＡＢ−Ｊ品質のＩＰ電話サービスの場合、一般のデータ系のネットワークとは別に構築されたネットワークを介してデータ転送され、最終的にネットワーク１４５に接続された相手側の電話機またはＩＰ電話機１４６に接続される。
【００１６】
以上の説明は、ネットワーク１４５から電話機またはＩＰ電話機１４６側の説明を簡単にすませたが、ＩＰ電話機が接続される場合には送信側と同様の構成となり、アナログ電話機が接続される場合には固定電話系のネットワークや回線交換機などを介して接続される。また、図中の左から右にデータが流れる場合について説明したが、同様に右側から左側にもデータは双方向に流れ、ＩＰ電話アダプタ１４１にデータが到着すると、EthernetフレームやＩＰパケットを終端し、ディジタルデータをアナログデータに変換して電話機１４０にアナログ信号として出力する。
【００１７】
また、光加入者線終端装置１４３と光回線終端装置１４４との間の回線は、ＩＰ電話の信号を伝送するのに必要な回線容量を遥かに超える高速な回線になっており、その間のデータ伝送は極めてスムーズに行われる。
【００１８】
しかし、図１２(b) に示すように、光加入者線終端装置１４３と光回線終端装置１４４に代わって、無線端末装置１４９と無線基地局装置１５０との間で無線回線が用いられる場合、その間のトータル容量は十分に高速な回線容量をもっているが、必要に応じてコネクションごとに細分化し、固定的な専用帯域を割り当てる。ＷｉＭＡＸでは、特に低遅延特性が求められるサービスのために、ＵＧＳ (Unsolicited Grand Service)と呼ばれるサービスクラスが設定されており、コネクション設定時の要求ＱｏＳ条件を満たすように、アップリンクの帯域割り当ても端末からの個別の帯域要求なしに定常的に行われている。一般に、ＩＰ電話のトラフィックは、無音部分の圧縮を行うなどの特別な処理を行わない限り、例えば20ｍ秒のような所定の周期で固定長（一般に 200バイト程度）のパケットが転送される特徴をもつ。偶然にもＩＰ電話のデータ送信間隔がＷｉＭＡＸのフレーム周期である５ｍ秒の４倍に一致していることもあり、ＷｉＭＡＸではＵＧＳコネクションとして４フレームに１回、 200バイトのデータを転送するのに必要なバースト割り当てを行うことになる。なお、簡単のために、制御回線用の帯域の説明は省略している。
【００１９】
次に、ＩＰ電話アダプタ１４１やＩＰ電話機１４６では、アナログ音声信号を８ｋHzのクロック（ここではF1と表記）でサンプリングし、ディジタルデータ化する。それぞれのクロックは非同期であるが、一般的には問題にならない。同様に、無線基地局装置１５０なども内部的な動作クロックをもっており、例えば20ＭHzのクロック（ここではF2と表記）をもとに信号処理を行う。ＷｉＭＡＸの５ｍ秒のフレーム周期もこのクロックF2で管理される。ここで、クロックF1, F2の周波数が正確であったとすると、周波数F2はF1の整数倍（2500倍）であり、完全に周期性は一致している。しかし、すべての発振器には誤差が伴い、仮に 10ppm（10-5の精度）の誤差がる場合、 500秒で１フレーム分の時間差が生じる。すなわち、10分程度の通話を行う場合、無線回線部分でＵＧＳのバースト割り当てに１フレーム分のズレが生じる。したがって、ある時刻においてＩＰ電話機からＷｉＭＡＸ装置へデータの入力タイミングが理想的であったとしても、時間とともにそのタイミングがはずれ、その結果として遅延時間が増大する。
【００２０】
図１３は、従来技術におけるＩＰ電話データの到着とバースト割り当ての状況を示す。
図１３において、 111〜130 は、それぞれ５ｍ秒周期フレームを表し、ハッチングしたフレーム111,115,119,123,127 においてバースト割り当てが行われているものとする。  131a〜135a、 131b 〜135b、 131c 〜135c、 131d 〜135dは、それぞれＩＰデータの到着タイミング例を表す。
【００２１】
(a) はデータ到着とバースト割り当てが一致している場合を示し、データは待たされることなく該当フレームで送信を行うことが可能である。(b) はデータ到着がバースト割り当てより早くなった場合を示し、早く到着したデータは次のフレームを待って送信することになり、その分だけ遅延時間が増大する。(c) はデータ到着がバースト割り当てタイミングより遅れた場合を示し、遅れたデータは次のバースト割り当てまで待って送信することになり、さらに遅延が増大する。例えば、133c〜135cのデータは３フレーム遅れで送信されることになる。(d) はデータ到着が不定期に揺らぐ場合を示す。一般にこのようなクロックのズレがある場合には、徐々に前方または後方にずれる傾向があるが、個々のケースではデータの入力の前段での処理、例えばネットワーク内ですでに揺らいでいた場合などでは、(d) のようにデータ到着のタイミングが不定期に揺らぐことも十分にありえる。
【００２２】
ＷｉＭＡＸでは、このような事態に対応するため、端末側でのデータの送信待ち時間を監視し、バースト割り当てタイミングを前方または後方にずらすことを要求するＦＬ（Frame Latency)ビットが定義されている（非特許文献２）。
【００２３】
この機能を用いれば、図１３(b),(c) のような状態に対して、図１４(a),(b) のように対処することが可能である。すなわち、図１４(a) は、データ到着がバースト割り当てより早くなっている場合であり、データ134bを１フレーム遅らせてフレーム123 に収容して転送する際に、端末が基地局に対してタイミングが前方に１フレームだけシフトしていることを通知する。基地局は、次回からのバースト割り当てを１フレーム前方にシフトし、次のフレーム127 のバースト割り当てをフレーム126 に変更し、以降は４フレームおきにバースト割り当てを続ける。これにより、データ135b,136b はそれぞれ無駄な待ち時間なしに転送されることになる。
【００２４】
同様に、図１４(b) は、データ到着がバースト割り当てより遅れた場合であり、データ133cを３フレーム遅らせてフレーム123 に収容して転送する際に、端末が基地局に対してタイミングが前方に３フレームだけシフト（実際は後方に１フレームだけシフト）していることを通知する。基地局は、次回からのバースト割り当てを１フレーム後方にシフト（３フレーム前方にシフト）し、次のフレーム127 のバースト割り当てをフレーム124 に変更し、以降は４フレームおきにバースト割り当てを続ける。これにより、データ134c,135c はそれぞれ無駄な待ち時間なしに転送されることになる。
【００２５】
このように、ＷｉＭＡＸ規格の中でバースト割り当てを行うフレームのタイミングの補正は可能であるが、仮に正常にタイミングの補正を行うことが可能な場合でも、少なくとも１フレーム分の割り当て待ちの遅延時間を回避することはできない。また、この待ち時間もクロックのズレに起因して時間とともに変動するため、遅延揺らぎが増大することがある。
【００２６】
図１５は、従来技術における基地局の状態遷移図を示す。
図１５において、基地局は、ＵＧＳコネクション設定２０１、周期性スケジューリングモード２０２、ＵＧＳコネクション開放２０３の間で状態が遷移する。コネクション設定の指示を受けたＵＧＳコネクション設定２０１は、速やかに周期性スケジューリングモード２０２に遷移し、この状態を継続する。コネクション設定の開放の指示を受けた場合のみ、ＵＧＳコネクション開放２０３に遷移する。すなわち、実効的なモードは周期性スケジューリングモード２０２のみである。
【００２７】
図１６は、従来技術における基地局の周期性スケジューリング処理フローを示す。
図１６において、基地局は、ＵＧＳコネクションに対するスケジューリング処理を開始すると（S101）、必要なＱｏＳ条件を取得し、特にその中の割り当て周期をN1とする（S102）。そして、スケジューリングのためのカウンタｋ（コネクションごとに個別のカウンタを想定）のリセットを行う（S103）。以降、周期的な処理を行う。
【００２８】
まず、ＷｉＭＡＸの制御情報の中のＦＬビットにおいて、該当するコネクションのフレーム割り当て同期のため、割り当ての前倒し要求の有無を確認する。前倒し要求フレーム数をＸ（前倒し要求がない場合、例えばＦＬビット未使用の場合はＸ＝０とする）とし（S104）、カウンタｋにＸを加算する（S105) 。次に、カウンタｋをN1で除算した余り（mod(k,N1))を求め、余りが０であるか否かを判断する（S106）。ここで、mod(k,N1) ＝０（余りが０）であれば当該フレームのバースト割り当てを行い（S108）、mod(k1,N1)≠０の場合は当該フレームのバースト割り当てを行わない（S23)。その後、ＵＧＳコネクションの開放要求の有無を確認し（S109）、開放の指示がある場合にＵＧＳコネクションのスケジューリング処理を終了し（S112）、コネクションが継続する場合にはカウンタｋを１加算し（S110）、次フレームの割り当てまで待機し（S111）、次フレームにおいて処理S104〜S111を繰り返す。コネクションの設定時には、ＩＰ電話用のバーストの最適な割り当てタイミングは不明であるが、タイミング同期情報が得られるたびにタイミングを調整するため、最適なタイミングに引き込むことが可能である。
【非特許文献１】IEEE Std 802.16-2004,"IEEE Standard for Local and metropolitan area networks, Part 16: Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems", 6.3.7.2〜6.3.7.5 章，2004年
【非特許文献２】IEEE Std 802.16e-2005,"IEEE Standard for Local and metropolitan area networks, Part 16: Air Interface for Fixed and Mobile Broadband Wireless Access Systems, Amendment2: Physical and Medium Access Control Layers for Combined Fixed and Mobile Operation in Licensed Bands and Corrigendum 1",2005 年
【非特許文献３】http://itpro.nikkeibp.co.jp/free/NCC/denwa/20040521/1/
【非特許文献４】http://www.soumu.go.jp/s-news/2007/070124＿3.html
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２９】
従来は、上記のようにＦＬビットを用いることにより、ＩＰ電話のデータの入出力とバースト割り当てのスケジューリングの同期をとることができる。ただし、実際にはさらに複雑な状況が存在し、端末局側にデータが入力されるまでの間にデータの到着間隔がすでに揺らいでいる場合があり、その場合には図１４の状況と異なり、図１７に示すような動作になる。
【００３０】
図１７は、従来技術におけるバースト割り当ての補正の不安定動作の概要を示す。フレーム 111〜130 とデータ131d〜135dの関係は図１３，図１４と同様である。
図１７において、データ133dをフレーム119 に収容して転送する際に、端末が基地局に対してタイミングが前方にシフトしていることを通知すると、図１４(a) の場合と同様に、基地局は次回からの割り当てを１フレーム前方にシフトし、次のフレーム123 の割り当てをフレーム122 の割り当てに変更し、以降は４フレームおきの割り当てを続ける。しかし、この時点でデータ134dは、バースト割り当てタイミングがフレーム122 に対して遅れている。すなわち、データの到着タイミングが進みから遅れに揺らいだために、進みに対応するバースト割り当てタイミングの調整が裏目に出たことになる。
【００３１】
そのため、データ134dを次のフレーム126 に収容して転送する際に、端末が基地局に対してタイミングが前方に３フレームだけシフト（実際は後方に１フレームだけシフト）していることを通知する。基地局は、図１４(b) の場合と同様に、次回からのバースト割り当てを１フレーム後方にシフト（３フレーム前方にシフト）し、フレーム126 に続けてフレーム127 へバースト割り当てを行う。しかし、次のデータ135dは、さらに後方にシフトしている状態で周期は安定せず、データ135dはさらに３フレーム送信を待つことになる。
【００３２】
このように、もともとデータ到着のタイミングの揺らぎがあるシステムでは、バースト割り当てタイミングの補正を敏感に反応してしまうと、バースト割り当てが不安定になる問題があった。さらに、ＷｉＭＡＸの端末は、上記のＦＬビットを用いた制御をオプション機能扱いしているため、端末側からの通知がなければ補正を行うことができない問題があった。
【００３３】
本発明は、無線通信システムのフレーム周期とアプリケーションのデータ伝送周期が完全に同期していない場合でも、無線通信システムにおけるスケジューリングにおけるフレーム割り当て周期を最適化し、データ伝送の処理遅延を最小化することができる無線通信方法および無線通信システムならびに基地局を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３４】
第１の発明の無線通信方法は、基地局と１以上の端末が無線回線を介して接続され、端末から基地局へのアップリンクまたは基地局と端末との間の双方向のリンクにおいて周期的なデータ伝送を行う無線通信システムにおいて、基地局は、端末との間で１以上のコネクション設定を行い、該コネクションの中のすべてまたは所定のコネクションに対してアップリンクまたは双方向のリンクで所定のサイズ以上のバースト割り当てを行う周期をＮ1 フレーム（Ｎ1 は整数）と設定した後のアップリンクのスケジューリング処理として、毎フレーム連続的にアップリンクのユーザデータ用のバースト割り当てを行う初期スケジューリングモードの処理を行う第１のステップと、基地局の管理するＮ1 フレーム周期でアップリンクのユーザデータ用のバースト割り当てを行う周期的スケジューリングモードの処理を行う第２のステップと、初期スケジューリングモードの状態で、アップリンクの割り当てバーストに該当ユーザデータが収容された状態でデータ受信がされたか否かを各フレームで判断し、該当ユーザデータが収容された状態でデータ受信がされたと判断されたときに、そのフレームがＮ1 フレーム周期に一致しているか否かを判断し、初期スケジューリングモードの状態継続または周期的スケジューリングモードへの状態遷移を判断する第３のステップと、周期的スケジューリングモードの状態で、周期的スケジューリングモードの状態継続または初期スケジューリングモードへの状態遷移を判断する第４のステップとを有する。
【００３５】
また、基地局は、周期的スケジューリングモードで割り当てたＮ1 フレーム周期の該当フレームとその前後のフレームを含むすべてまたは一部のフレームで、アップリンクのユーザデータ用のバースト割り当てを行う同期確認スケジューリングモードの処理を行う第５のステップと、第４のステップに代えて、周期的スケジューリングモードの状態で、周期的スケジューリングモードの状態継続または同期確認スケジューリングモードへの状態遷移を判断する第６のステップと、同期確認スケジューリングモードの状態で、同期確認スケジューリングモードの状態継続または周期的スケジューリングモードと初期スケジューリングモードのいずれかへの状態遷移を判断する第７のステップを有する。
【００３６】
また、基地局は、アップリンクの割り当てバーストに該当ユーザデータが収容された状態でデータ受信がされたフレームを連続Ｎ2 回以上（Ｎ2 は整数）監視する第８のステップを有し、第３のステップは、連続したＮ2 回の各フレームが前記Ｎ1 フレーム周期にすべて一致しているか否かを判断し、Ｎ2 回連続でＮ1 フレーム周期に一致していると判断されたときに初期スケジューリングモードから周期的スケジューリングモードへ状態遷移する判断を行う。
【００３７】
また、基地局は、周期的スケジューリングモードで前の状態遷移または状態遷移の判断から所定の時間以上経過したか否かを監視する第９のステップを有し、第４のステップは、周期的スケジューリングモードの状態で、前の状態遷移または状態遷移の判断から所定の時間以上経過したときに、周期的スケジューリングモードから初期スケジューリングモードへ状態遷移する判断を行う。
【００３８】
また、基地局は、周期的スケジューリングモードで前の状態遷移または状態遷移の判断から所定の時間以上経過したか否かを監視する第９のステップを有し、第６のステップは、周期的スケジューリングモードの状態で、前の状態遷移または状態遷移の判断から所定の時間以上経過したときに、周期的スケジューリングモードから同期確認スケジューリングモードへ状態遷移する判断を行う。また、第７のステップは、アップリンクの割り当てバーストに該当ユーザデータが収容された状態でデータ受信がされたフレームがＮ1 フレーム周期に一致しているときに同期確認スケジューリングモードから周期的スケジューリングモードに遷移し、アップリンクの割り当てバーストに該当ユーザデータが収容された状態でデータ受信がされたフレームがＮ1 フレーム周期に一致していないときに同期確認スケジューリングモードから初期スケジューリングモードに遷移し、その他の場合に同期確認スケジューリングモードを継続する判断を行うとしてもよい。
【００３９】
第２の発明の無線通信方法は、基地局と１以上の端末が無線回線を介して接続され、端末から基地局へのアップリンクまたは基地局と端末との間の双方向のリンクにおいて周期的なデータ伝送を行う無線通信システムにおいて、基地局は、端末との間で１以上のコネクション設定を行い、該コネクションの中のすべてまたは所定のコネクションに対してアップリンクまたは双方向のリンクで所定のサイズ以上のバースト割り当てを行う周期をＮ1 フレーム（Ｎ1 は整数）と設定した後のアップリンクのスケジューリング処理として、基地局の管理するＮ1 フレーム周期でアップリンクのユーザデータ用のバースト割り当てを行う周期的スケジューリングモードの処理を行う第１のステップと、端末が送信したバースト割り当て周期に関する同期情報を取得し、取得した同期情報に記載された前倒し割り当てフレーム数の要求値に関する情報を抽出する第２のステップと、前倒し割り当てフレーム数の要求値を連続Ｎ2 回以上（Ｎ2 は整数）監視する第３のステップと、同期情報を新規に取得するごとに、その直前に取得した前倒し割り当てフレーム数の要求値とを比較して一致するか否かを判断する第４のステップと、第４のステップで連続したＮ2 回の比較結果がすべて一致しているときに、当該コネクションに対するＮ1 フレーム周期の割り当てフレームの位置を前倒し割り当てフレーム数の要求値分だけ前倒しする処理を行う第５のステップとを有する。
【００４０】
第３の発明の無線通信方法は、基地局と１以上の端末が無線回線を介して接続され、端末から基地局へのアップリンクまたは基地局と端末との間の双方向のリンクにおいて周期的なデータ伝送を行う無線通信システムにおいて、基地局は、端末との間で１以上のコネクション設定を行い、該コネクションの中のすべてまたは所定のコネクションに対してアップリンクまたは双方向のリンクで所定のサイズ以上のバースト割り当てを行う周期をＮ1 フレーム（Ｎ1 は整数）と設定した後のアップリンクのスケジューリング処理として、基地局の管理するＮ1 フレーム周期でアップリンクのユーザデータ用のバースト割り当てを行う周期的スケジューリングモードの処理を行う第１のステップと、端末が送信したバースト割り当て周期に関する同期情報を取得し、取得した同期情報に記載された前倒し割り当てフレーム数の要求値に関する情報を抽出する第２のステップと、前倒し割り当てフレーム数の要求値を連続Ｎ3 回以上（Ｎ3 は整数）監視する第３のステップと、連続したＮ3 回の前倒し割り当てフレームの要求値の中の最多頻度の要求値Ｘ′とその頻度回数を取得する第４のステップと、最多頻度の要求値Ｘ′の頻度回数がＮ2 回以上（Ｎ2 は整数）であるか否かを判断し、Ｎ2 回以上であるときに、当該コネクションに対するＮ1 フレーム周期の割り当てフレームの位置を前倒し割り当てフレーム数の要求値Ｘ′分だけ前倒しする処理を行う第５のステップとを有する。
【００４１】
第４の発明は、基地局と１以上の端末が無線回線を介して接続され、端末から基地局へのアップリンクまたは基地局と端末との間の双方向のリンクにおいて周期的なデータ伝送を行う無線通信システムにおいて、基地局は、端末との間で１以上のコネクション設定を行い、該コネクションの中のすべてまたは所定のコネクションに対してアップリンクまたは双方向のリンクで所定のサイズ以上のバースト割り当てを行う周期をＮ1 フレーム（Ｎ1 は整数）と設定した後のアップリンクのスケジューリング処理を行う処理手段として、毎フレーム連続的にアップリンクのユーザデータ用のバースト割り当てを行う初期スケジューリングモードの処理を行う第１の処理手段と、基地局の管理するＮ1 フレーム周期でアップリンクのユーザデータ用のバースト割り当てを行う周期的スケジューリングモードの処理を行う第２の処理手段と、初期スケジューリングモードの状態で、アップリンクの割り当てバーストに該当ユーザデータが収容された状態でデータ受信がされたか否かを各フレームで判断し、該当ユーザデータが収容された状態でデータ受信がされたと判断されたときに、そのフレームがＮ1 フレーム周期に一致しているか否かを判断し、初期スケジューリングモードの状態継続または周期的スケジューリングモードへの状態遷移を判断する第３の処理手段と、周期的スケジューリングモードの状態で、周期的スケジューリングモードの状態継続または初期スケジューリングモードへの状態遷移を判断する第４の処理手段とを備える。
【００４２】
また、無線通信システムにおいて、基地局は、周期的スケジューリングモードで割り当てたＮ1 フレーム周期の該当フレームとその前後のフレームを含むすべてまたは一部のフレームで、アップリンクのユーザデータ用のバースト割り当てを行う同期確認スケジューリングモードの処理を行う第５の処理手段と、第４の処理手段に代えて、周期的スケジューリングモードの状態で、周期的スケジューリングモードの状態継続または同期確認スケジューリングモードへの状態遷移を判断する第６の処理手段と、同期確認スケジューリングモードの状態で、同期確認スケジューリングモードの状態継続または周期的スケジューリングモードと初期スケジューリングモードのいずれかへの状態遷移を判断する第７の処理手段を備える構成としてよい。
【００４３】
第５の発明は、基地局と１以上の端末が無線回線を介して接続され、端末から基地局へのアップリンクまたは基地局と端末との間の双方向のリンクにおいて周期的なデータ伝送を行う無線通信システムにおいて、基地局は、端末との間で１以上のコネクション設定を行い、該コネクションの中のすべてまたは所定のコネクションに対してアップリンクまたは双方向のリンクで所定のサイズ以上のバースト割り当てを行う周期をＮ1 フレーム（Ｎ1 は整数）と設定した後のアップリンクのスケジューリング処理を行う処理手段として、基地局の管理するＮ1 フレーム周期でアップリンクのユーザデータ用のバースト割り当てを行う周期的スケジューリングモードの処理を行う第１の処理手段と、端末が送信したバースト割り当て周期に関する同期情報を取得し、取得した同期情報に記載された前倒し割り当てフレーム数の要求値に関する情報を抽出する第２の処理手段と、前倒し割り当てフレーム数の要求値を連続Ｎ2 回以上（Ｎ2 は整数）監視する第３の処理手段と、同期情報を新規に取得するごとに、その直前に取得した前倒し割り当てフレーム数の要求値とを比較して一致するか否かを判断する第４の処理手段と、第４の処理手段で連続したＮ2 回の比較結果がすべて一致しているときに、当該コネクションに対するＮ1 フレーム周期の割り当てフレームの位置を前倒し割り当てフレーム数の要求値分だけ前倒しする処理を行う第５の処理手段とを備える。
【００４４】
第６の発明は、基地局と１以上の端末が無線回線を介して接続され、端末から基地局へのアップリンクまたは基地局と端末との間の双方向のリンクにおいて周期的なデータ伝送を行う無線通信システムにおいて、基地局は、端末との間で１以上のコネクション設定を行い、該コネクションの中のすべてまたは所定のコネクションに対してアップリンクまたは双方向のリンクで所定のサイズ以上のバースト割り当てを行う周期をＮ1 フレーム（Ｎ1 は整数）と設定した後のアップリンクのスケジューリング処理を行う処理手段として、基地局の管理するＮ1 フレーム周期でアップリンクのユーザデータ用のバースト割り当てを行う周期的スケジューリングモードの処理を行う第１の処理手段と、端末が送信したバースト割り当て周期に関する同期情報を取得し、取得した同期情報に記載された前倒し割り当てフレーム数の要求値に関する情報を抽出する第２の処理手段と、前倒し割り当てフレーム数の要求値を連続Ｎ3 回以上（Ｎ3 は整数）監視する第３の処理手段と、連続したＮ3 回の前倒し割り当てフレームの要求値の中の最多頻度の要求値Ｘ′とその頻度回数を取得する第４の処理手段と、最多頻度の要求値Ｘ′の頻度回数がＮ2 回以上（Ｎ2 は整数）であるか否かを判断し、Ｎ2 回以上であるときに、当該コネクションに対するＮ1 フレーム周期の割り当てフレームの位置を前倒し割り当てフレーム数の要求値Ｘ′分だけ前倒しする処理を行う第５の処理手段とを備える。
【００４５】
第７の発明は、基地局と１以上の端末が無線回線を介して接続され、端末から基地局へのアップリンクまたは基地局と端末との間の双方向のリンクにおいて周期的なデータ伝送を行う無線通信システムの基地局において、端末との間で１以上のコネクション設定を行い、該コネクションの中のすべてまたは所定のコネクションに対してアップリンクまたは双方向のリンクで所定のサイズ以上のバースト割り当てを行う周期をＮ1 フレーム（Ｎ1 は整数）と設定した後のアップリンクのスケジューリング処理を行う処理手段として、毎フレーム連続的にアップリンクのユーザデータ用のバースト割り当てを行う初期スケジューリングモードの処理を行う第１の処理手段と、基地局の管理するＮ1 フレーム周期でアップリンクのユーザデータ用のバースト割り当てを行う周期的スケジューリングモードの処理を行う第２の処理手段と、初期スケジューリングモードの状態で、アップリンクの割り当てバーストに該当ユーザデータが収容された状態でデータ受信がされたか否かを各フレームで判断し、該当ユーザデータが収容された状態でデータ受信がされたと判断されたときに、そのフレームがＮ1 フレーム周期に一致しているか否かを判断し、初期スケジューリングモードの状態継続または周期的スケジューリングモードへの状態遷移を判断する第３の処理手段と、周期的スケジューリングモードの状態で、周期的スケジューリングモードの状態継続または初期スケジューリングモードへの状態遷移を判断する第４の処理手段とを備える。
【００４６】
また、基地局は、周期的スケジューリングモードで割り当てたＮ1 フレーム周期の該当フレームとその前後のフレームを含むすべてまたは一部のフレームで、アップリンクのユーザデータ用のバースト割り当てを行う同期確認スケジューリングモードの処理を行う第５の処理手段と、第４の処理手段に代えて、周期的スケジューリングモードの状態で、周期的スケジューリングモードの状態継続または同期確認スケジューリングモードへの状態遷移を判断する第６の処理手段と、同期確認スケジューリングモードの状態で、同期確認スケジューリングモードの状態継続または周期的スケジューリングモードと初期スケジューリングモードのいずれかへの状態遷移を判断する第７の処理手段を備える構成としてよい。
【００４７】
第８の発明は、基地局と１以上の端末が無線回線を介して接続され、端末から基地局へのアップリンクまたは基地局と端末との間の双方向のリンクにおいて周期的なデータ伝送を行う無線通信システムの基地局において、端末との間で１以上のコネクション設定を行い、該コネクションの中のすべてまたは所定のコネクションに対してアップリンクまたは双方向のリンクで所定のサイズ以上のバースト割り当てを行う周期をＮ1 フレーム（Ｎ1 は整数）と設定した後のアップリンクのスケジューリング処理を行う処理手段として、基地局の管理するＮ1 フレーム周期でアップリンクのユーザデータ用のバースト割り当てを行う周期的スケジューリングモードの処理を行う第１の処理手段と、端末が送信したバースト割り当て周期に関する同期情報を取得し、取得した同期情報に記載された前倒し割り当てフレーム数の要求値に関する情報を抽出する第２の処理手段と、前倒し割り当てフレーム数の要求値を連続Ｎ2 回以上（Ｎ2 は整数）監視する第３の処理手段と、同期情報を新規に取得するごとに、その直前に取得した前倒し割り当てフレーム数の要求値とを比較して一致するか否かを判断する第４の処理手段と、第４の処理手段で連続したＮ2 回の比較結果がすべて一致しているときに、当該コネクションに対するＮ1 フレーム周期の割り当てフレームの位置を前倒し割り当てフレーム数の要求値分だけ前倒しする処理を行う第５の処理手段とを備える。
【００４８】
第９の発明は、基地局と１以上の端末が無線回線を介して接続され、端末から基地局へのアップリンクまたは基地局と端末との間の双方向のリンクにおいて周期的なデータ伝送を行う無線通信システムの基地局において、端末との間で１以上のコネクション設定を行い、該コネクションの中のすべてまたは所定のコネクションに対してアップリンクまたは双方向のリンクで所定のサイズ以上のバースト割り当てを行う周期をＮ1 フレーム（Ｎ1 は整数）と設定した後のアップリンクのスケジューリング処理を行う処理手段として、基地局の管理するＮ1 フレーム周期でアップリンクのユーザデータ用のバースト割り当てを行う周期的スケジューリングモードの処理を行う第１の処理手段と、端末が送信したバースト割り当て周期に関する同期情報を取得し、取得した同期情報に記載された前倒し割り当てフレーム数の要求値に関する情報を抽出する第２の処理手段と、前倒し割り当てフレーム数の要求値を連続Ｎ3 回以上（Ｎ3 は整数）監視する第３の処理手段と、連続したＮ3 回の前倒し割り当てフレームの要求値の中の最多頻度の要求値Ｘ′とその頻度回数を取得する第４の処理手段と、最多頻度の要求値Ｘ′の頻度回数がＮ2 回以上（Ｎ2 は整数）であるか否かを判断し、Ｎ2 回以上であるときに、当該コネクションに対するＮ1 フレーム周期の割り当てフレームの位置を前倒し割り当てフレーム数の要求値Ｘ′分だけ前倒しする処理を行う第５の処理手段とを備える。
【発明の効果】
【００４９】
本発明は、無線通信システムのアップリンクまたは双方向のリンクで周期的なデータ伝送を行うアプリケーションをサポートする際に、無線通信システムのフレーム周期とアプリケーションのデータ伝送周期が完全に同期していない場合でも、無線通信システムにおけるスケジューリングのフレーム割り当て周期を最適化し、データ伝送の処理遅延を最小化することができる。
【００５０】
特に、第１、第４、第７の発明は、周期的スケジューリングモードに初期スケジューリングモードを加えて状態管理し、初期スケジューリングモードの処理として、毎フレーム連続的にアップリンクのユーザデータ用のバースト割り当てを行い、周期的スケジューリングモードと初期スケジューリングモードとの間で状態遷移を制御する。さらに、Ｎ1 フレーム周期の該当フレームとその前後のフレームを含むすべてまたは一部のフレームで、アップリンクのユーザデータ用のバースト割り当てを行う同期確認スケジューリングモードを設け、周期的スケジューリングモードと初期スケジューリングモードとの間で、同期確認スケジューリングモードを介して状態遷移を制御する。これにより、端末側が無線通信システムのフレーム周期とアプリケーションのデータ伝送周期の同期維持のための情報を送信する機能を実装していない場合でも、基地局側で自律的に無線通信システムのフレーム周期とアプリケーションのデータ伝送周期の同期を図ることができる。
【００５１】
また、第２、第５、第８の発明、第３、第６、第９の発明は、端末側が無線通信システムのフレーム周期とアプリケーションのデータ伝送周期の同期維持のための情報を送信する機能を実装している場合に、基地局側でフレーム割り当てタイミングを不用意に頻繁に変更することを回避する。すなわち、フレーム割り当てタイミングを前倒しする際に、端末からの要求に応じて速やかに割り当てタイミングを変更するのではなく、Ｎ2 回連続、またはＮ3 回中のＮ2 回以上、同一の前倒し要求を受信したときに、割り当てタイミングを変更する。これにより、安定的に適切なフレームでのバースト割り当てを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５２】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態における基地局の状態遷移図を示す。本実施形態は、端末側がＦＬビットを用いてスケジューリングタイミングの補正（同期）要求を行う機能を備えていない場合に、タイミング補正を基地局側が単独で行うための方法を示す。
【００５３】
図１において、基地局は、ＵＧＳコネクション設定１、初期スケジューリングモード２、周期性スケジューリングモード３、ＵＧＳコネクション開放４の間で状態が遷移する。図１５に示す従来の状態遷移図に対して、初期スケジューリングモード２が新たに加わっている。コネクション設定の指示を受けたＵＧＳコネクション設定１は、速やかに初期スケジューリングモード２に遷移し、非同期状態から同期状態に移行が確認できるまでの間、毎フレームのバースト割り当てを行いながらこの状態を継続する。同期状態を確認できた場合に周期性スケジューリングモード３に遷移し、この状態を継続する。ただし、再同期のトリガを検出したときには、先ほどの初期スケジューリングモード２に遷移する。また、コネクション設定の開放の指示を受けた場合に、ＵＧＳコネクション開放４に遷移する。すなわち、実効的なモードは、初期スケジューリングモード２および周期性スケジューリングモード２０２の二つが存在し、その間を状況に応じて遷移を繰り返す。
【００５４】
図２は、第１の実施形態における基地局の初期スケジューリング処理フローを示す。
図２において、基地局は、ＵＧＳコネクション設定の指示（図１の１）があるとスケジューリング処理を開始する（S1）。このとき、ＵＧＳのコネクション設定条件を取得し、スケジューリングの割り当て周期情報（ここではN1フレーム周期とする）を記憶する（S2）。そして、初期スケジューリングモードの処理（図１の２）を開始する（S3）。初期スケジューリングモードの特徴は、毎フレーム、バースト割り当てを行うことである（S4）。ここで、バースト割り当て処理（S4）とは、図１１で示したα＝１のケースでは、次のフレームに収容するＵＬ−ＭＡＰへの割り当て情報設定を意味する。このスケジューリング処理を行っているフレームで、スケジューリング中のコネクションの割り当てバーストにユーザデータの受信があるか否かを判断し（S5）、ユーザデータの受信がない場合は次のフレームの割り当て処理まで待機し（S6）、次のフレームの処理としてステップS4に戻る。一方、当該フレームで、スケジューリング中のコネクションの割り当てバーストにユーザデータの受信があった場合はスケジューリング管理用のカウンタk1，k2をリセットする（S7）。なお、カウンタリセットとは、初期値に設定することを意味し、k1＝α、k2＝１を設定する。ここで、αは、アップリンクの割り当ては Allocation Start Timeフィールドでαフレーム先の割り当てを行うことを意味し、図１１で示す例ではα＝１となる。また、ＵＬ−ＭＡＰの存在する当該フレームのアップリンクの割り当てを指示するならば、α＝０となる。
【００５５】
その後、次のフレームの割り当て処理まで待機し（S8）、同期状態の確認処理を行う。この同期状態の確認処理は、ステップS4と同様にバースト割り当てを行い（S9）、当該フレームのアップリンクでユーザデータの受信の有無を確認する（S10)。ここで、ユーザデータの受信があれば、先の割り当てに対してN1フレーム周期の周期性を確認するために、mod(k1,N1)がαか否かを判断する（S11)。mod(k1,N1)＝αの場合には周期性が保たれていることを意味するため、カウンタk1を１加算するとともに、連続同期回数のカウンタk2を１加算する（S12)。さらに、k2が規定連続同期回数N2に一致しているか否かを判断し（S13)、N2回連続でN1フレーム周期で受信していることを確認すると、次のフレームの割り当てまで待機し（S16)、次のフレームからは周期的スケジューリングモード（図３のS20 ）に移行する (S18)。
【００５６】
また、ステップS10 において、当該フレームでユーザデータの受信がない場合は、カウンタk1のみ１加算し（S15)、次のフレームの割り当てまで待機し（S17)、次のフレームの処理としてステップS9に戻る。また、ステップS11 においてmod(k1,N1)≠αの場合には、それまでのN1フレーム周期の割り当てがうまくいっていないことを意味するため、カウンタk1，k2をリセットし（S14)、次のフレームの割り当てまで待機し（S17)、次のフレームの処理としてステップS9に戻る。また、ステップS13 においてk2≠N2の場合も同様に、次のフレームの割り当てまで待機し（S17)、次のフレームの処理としてステップS9に戻る。以上が初期スケジューリングモードの処理である。
【００５７】
図３は、第１の実施形態における基地局の周期的スケジューリング処理フローを示す。
図３において、基地局は、周期的スケジューリングを開始すると（S20)、必要に応じてカウンタk2をリセットする（S21)。周期的スケジューリングでカウンタk2を用いない場合はステップS21 は省略される。その後、N1フレーム周期の周期性を確認するために、mod(k1,N1)が０か否かを判断する（S22)。mod(k1,N1)＝０の場合は当該フレームのバースト割り当てを行い（S24)、mod(k1,N1)≠０の場合は当該フレームのバースト割り当てを行わない（S23)。その後、ＵＧＳコネクションの開放要求の有無を確認し（S25)、開放の指示がある場合にＵＧＳコネクションのスケジューリング処理を終了し（S30)、図１のＵＧＳコネクション開放４に遷移する。一方、コネクションが継続する場合にはカウンタ値k1を１加算し（S26)、次フレームの割り当てまで待機し（S27)、状態継続の判断を行う（S28)。このステップS28 の処理内容については図４に後述する。その後、状態遷移の有無を判断し（S29)、状態遷移でなければ次のフレームのスケジューリング処理であるステップS22 に戻る。状態遷移と判断された場合には、初期スケジューリングモード（図２のS3）に移行する（S31)。これは、図１の周期的スケジューリングモード３から初期スケジューリングモード２に遷移することに相当する。以上が周期的スケジューリングモードの処理である。
【００５８】
なお、ここではコネクションの開放の判断をステップS25 で行っているが、これらの処理フローと独立に行ってもよいし、処理の順番を変えた位置で行ってもよい。また、図２の初期スケジューリング処理フローの中で、このコネクションの開放の判断を行ってもよいが、この場合には図１の状態遷移図には未記載であるが、初期スケジューリングモード２からＵＧＳコネクション開放モード４へ直接遷移するパスが存在することになる。
【００５９】
図４は、第１の実施形態における状態継続判断処理フローを示す。
図４において、状態継続の判断（図３のS28)には複数の選択肢がある。最もシンプルな例は、先に説明したＦＬビット等を用いたスケジューリングタイミングの変更要求がなくても（端末側にこの機能が実装されていなくても）対応可能な方式である。すなわち、状態継続判断を開始すると（S32)、所定の時間以上、同一状態（すなわち周期的スケジューリングモード）を継続しているか否かを判断し（S33)、所定時間以上の経過を確認した場合に状態遷移と判断し（S35)、所定時間以上経過してしない場合は状態継続と判断し（S34)、それぞれステップS29 に戻る。このように、図１に示す状態遷移を繰り返しながら、適切なスケジューリングタイミングを維持することができる。なお、この所定時間以上の経過の判断は、例えばフレームごとに１ずつ加算されるフレームカウンタ（例えばk2) を用い、このカウンタ値が所定値を超えるか否かで判断してもよい。
【００６０】
（第２の実施形態）
図５は、本発明の第２の実施形態における基地局の状態遷移図を示す。本実施形態は、図１に示す第１の実施形態の状態遷移に同期確認スケジューリングモード５が加わり、周期的スケジューリングモード３から初期スケジューリングモード２に直接戻るのではなく、必ず同期確認スケジューリングモード５に遷移し、そして初期スケジューリングモード２に戻るか、周期的スケジューリングモード３に戻るか、同期確認スケジューリングモード５を継続するかを判断する。同期確認スケジューリングモード５の特徴は、初期スケジューリングモード２よりも短時間で周期的スケジューリングモード３に復帰できる点にある。すなわち、再同期を図るのではなく、予想されるスケジューリングのタイミングが適切かどうかを判断し、適切であると判断した場合に速やかに復帰する。
【００６１】
図６は、第２の実施形態における基地局の周期的スケジューリング処理フローを示す。
図３の第１の実施形態におけるステップS31 に代えて、状態遷移先が同期確認スケジューリングモード（図５の５）になる（S37)。ここでのステップS28 の状態継続判断およびその他の処理は図４に示すものと同一である。
【００６２】
図７は、第２の実施形態における基地局の同期確認スケジューリング処理フローを示す。
図７において、基地局は、同期確認スケジューリングモードの処理（図５の５）に移行すると（S38)、当該フレームでバースト割り当てを行い（S39)、カウンタk1を１加算する（S40)。その後、次のフレームの割り当て処理まで待機し（S41)、次のフレームでバースト割り当てを行い（S42)、当該フレームのアップリンクでユーザデータの受信の有無を確認する（S43)。ここで、ユーザデータの受信があれば、先の割り当てに対してN1フレーム周期の周期性を確認するために、mod(k1,N1)がαか否かを判断する（S44)。mod(k1,N1)＝αの場合には周期性が保たれていることを意味するため、カウンタk1を１加算し（S45)、周期的スケジューリングモード（図３のS20)に移行し（S46)、処理を終了する。また、ステップS43 において、当該フレームでユーザデータの受信がない場合は、カウンタk1を１加算し（S48)、次のフレームの割り当てまで待機し（S49)、次のフレームの処理としてステップS42 に戻る。
【００６３】
なお、図７に示す同期確認スケジューリング処理のポイントは次の通りである。まず、スケジューリングのフレームが適切であった場合、mod(k1,N1)＝αとなるフレームでアップリンクのデータ受信があるはずである。しかし、もしこのタイミングが徐々にずれる場合には、mod(k1,N1)＝α＋１となるフレーム（１フレーム遅れ）、またはmod(k1,N1)＝mod(N1＋α−１,N1)となるフレーム（１フレーム前倒し）でアップリンクのデータ受信が行われることになる。ここで、これらのフレームでアップリンクのバースト割り当てがなければ、その次にバースト割り当てがあった際に送信されることになる。したがって、
mod(k1,N1)＝N1−１、mod(k1,N1)＝０、mod(k1,N1)＝１
となるフレームの順番にバースト割り当て処理を行い、それでもmod(k1,N1)＝αのフレームに着目するコネクションのデータ受信があった場合には、適切なタイミングでスケジューリングの同期が図れていることが検証できる。したがって、図４に示した状態遷移（S35)を行う際に、mod(k1,N1)＝N1−１−αとなるフレームで選択的に条件判断を行うのであれば、図７のステップS39 〜S41 を省略しても、自動的にmod(k1,N1)＝N1−１−α、mod(k1,N1)＝mod(N1−α,N1)、mod(k1,N1)＝mod(N1−α＋１,N1)、…となるフレームに対して、順番にステップS42 以降の処理を実施することができる。
【００６４】
しかし、図４に示す処理でこのような選択的な状態遷移を行わないのであれば、ステップS39 〜S41 の処理を追加し、いきなりmod(k1,N1)＝αとなるフレームでの検証を実施することを回避する必要がある。ちなみに、 Allocation Start Timeにおいて、アップリンクのバースト割り当ての指示がαフレーム先を示す場合には、ステップS39 〜S41 の処理をα＋１回繰り返す必要がある点に注意する。図７は、 Allocation Start Timeの設定として同一フレームのアップリンクの割り当てを指示する場合の例に相当する。
【００６５】
また、ステップS42 では、全フレームに対してバースト割り当てを行っているが、原理的には、mod(k1,N1)＝mod(N1＋α−１,N1)、mod(k1,N1)＝α、mod(k1,N1)＝α＋１のみに対してバースト割り当て処理を行えば十分である。したがって、ステップS42 の前段において、mod(k1,N1)＝mod(N1＋α−１,N1)、mod(k1,N1)＝α、mod(k1,N1)＝α＋１のいずれかてあるかの条件判断に加え、そのいずれかに該当した場合だけステップS42 の処理を実施し、それ以外はステップS43 を続けて実施するようにしてもよい。以上の処理により、予想されるmod(k1,N1)＝αとなるフレームで該当するコネクションのデータが受信されることが確認できた場合には速やかに周期的スケジューリングモードに移行し、確認できない場合には初期スケジューリングモードに移行し、それぞれの状態における処理を実施する。
【００６６】
以上の第１の実施形態および第２の実施形態では、端末側がＦＬビット等を用いたスケジューリングタイミングの変更要求機能を実装していなくても、基地局側が単独で適切なタイミングでのバースト割り当てを継続することが可能になる。
【００６７】
（第３の実施形態）
第３の実施形態では、端末側はＦＬビット等を用いたスケジューリングタイミングの変更要求機能を実装していることを想定する。この場合には、図１や図５に示す状態遷移を実施しなくても図１５の状態遷移で十分である。また、図１７に示した問題を回避するために、１回のＦＬビットによる要求で即座にスケジューリングの周期を変更するのではなく、所定回数の要求が連続するときにバースト割り当て周期、タイミングを変更することにする。
【００６８】
図８は、第３の実施形態における基地局の周期的スケジューリング処理フローを示す。
図８において、基地局は、ＵＧＳコネクション設定の指示があるとスケジューリング処理を開始し（S51)、スケジューリングの割り当て周期情報（ここではN1フレーム周期とする）を設定し（S52)、周期的スケジューリングモードの処理を開始する（S53)。まず、カウンタをリセットしてk1＝０、k2＝１とする（S54)。ここで、αは Allocation Start Timeでαフレーム先のフレームのアップリンクの割り当てを行うことを意味する。その後、N1フレーム周期の周期性を確認するために、mod(k1,N1)が０か否かを判断する（S55)。
【００６９】
mod(k1,N1)＝０の場合は当該フレームのバースト割り当てを行い（S57)、mod(k1,N1)≠０の場合は当該フレームのバースト割り当てを行わない（S56)。その後、ＵＧＳコネクションの開放要求の有無を確認し（S58)、開放の指示がある場合にＵＧＳコネクションのスケジューリング処理を終了する（S59)。一方、コネクションが継続する場合にはカウンタ値k1を１加算し（S60)、次フレームの割り当てまで待機し（S61)、端末からＦＬビットを用いたフレームタイミング同期情報（Ｘフレーム前倒し要求）があれば取得する（S62)。ここで、フレーム前倒し要求が新規に取得されたか否かを判断し（S63)、新規に取得した同期情報であればフレーム前倒し要求の値のＸを参照し、０であるか否かを判断する（S64)。Ｘ≠０の場合は、直近の前倒し要求値Ｘ′と比較する（S65)。Ｘ＝Ｘ′であれば、カウンタk2を１加算し（S66)、k2が規定連続同期回数N2に一致しているか否かを判断し（S67)、N2回連続で同一の割り当ての前倒し要求が継続していることを確認すると、初めて前倒しの処理としてカウンタk1をＸ加算する（S68)。
【００７０】
また、ステップS65 でＸ≠Ｘ′と判断された場合、Ｘ≠０の割り当て前倒し要求がなされているが、その要求値がフラフラ変動している状況を示すので、ここでＸフレーム前倒しで割り当てするのは危険と判断してカウンタk2を１にリセットし（S69)、前倒し要求値ＸをＸ′に記憶して前倒し処理をペンディングとする（S70)。また、ステップS64 で新規の同期情報を取得しながらＸ＝０であった場合、カウンタk2を０にリセットする（S71)。
【００７１】
ステップS68 、S70 、S71 の終了後、またステップS63 で新規情報を取得していない場合、またステップS67 でN2回連続で同一の割り当ての前倒し要求が継続していない場合には、ステップS55 に戻る。なお、ステップS64 〜S71 の処理内容は、N2回連続で同一の割り当ての前倒し要求が継続している場合に対応するが、同様の処理として所定の整数N3に対して、連続するN3回の前倒し要求値Ｘを取得し、N2回以上が同一値であったときにその要求値に従って割り当てを前倒しする処理としてもよい。
【００７２】
図９は、第３の実施形態における基地局の周期的スケジューリング処理フローの変形例を示す。
図９において、ステップS51 〜S61 までの処理は図８の処理と共通である。本実施形態では、ステップS62 において、フレーム前倒し要求を新規に取得したときに、新規情報に記載された前倒し要求値Ｘを記録する処理を合せて行う。その後、ステップS63 に続けて、過去N3回分の前倒し要求値データの読み出しを行う（S72)。続けて、このN3回の前倒し要求値の中で最多頻度の前倒し要求値を検索し、その値をＸ′とし、前倒し要求値がＸ′であった回数も取得する（S73)。次に、その回数がN2（N2＜N3）以上であるか否かを判断し（S74)、N2回以上が同一値であったときに前倒しの処理としてカウンタk1をＸ′加算する（S75)。最多頻度の前倒し要求値Ｘ′がN2回未満であれば前倒しを見送り、ステップS63 で新規情報を取得していない場合と同様にステップS55 に戻る。
【００７３】
なお、ステップS72 で、過去N3回分の前倒し要求値を読み出すとしたが、この実現方法としてはスライディングウインドウ型の最新のN3回を常に読み出し、すなわち最後の情報〜最後からN3番目までの情報を読み出す方法の他に、情報取得をN3回ごとに区切り、各N3回はオーバラップさせずにN3回ごとに過去の履歴をリセットしながらN3回を監視する方法などが考えられる。
【００７４】
また、以上説明した実施形態において、N1フレーム周期の割り当ての対象はユーザデータ収容用のバースト割り当てであり、制御情報用のバースト割り当てを行うためのスケジューリングについては、本発明のスケジューリングと同時並行的に行ってもよい。
【００７５】
さらに、以上説明した実施形態において、アップリンクとダウンリンクが同一周波数チャネルでサービスされるＴＤＤのＷｉＭＡＸ標準に準拠した無線システムへの適用を例に説明したが、アップリンクとダウンリンクの周波数チャネルが異なるＦＤＤ（Frequency Division Multiplexing)の無線システムであっても、所定のフレーム周期で管理された無線システムであれば同様に本発明の適用が可能である。また、対象とするコネクションのサービスクラスをＵＧＳとして説明したが、その他のサービスクラスであっても周期的な割り当てが求められるものであれば、同様の本発明の適用が可能である。また、無線システムが準拠する標準規格はＷｉＭＡＸ標準に限定されるものではなく、その他の無線システムにおいても利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の第１の実施形態における基地局の状態遷移図。
【図２】第１の実施形態における基地局の初期スケジューリング処理フローを示す図。
【図３】第１の実施形態における基地局の周期的スケジューリング処理フローを示す図。
【図４】第１の実施形態における状態継続判断処理フローを示す図。
【図５】本発明の第２の実施形態における基地局の状態遷移図。
【図６】第２の実施形態における基地局の周期的スケジューリング処理フローを示す図。
【図７】第２の実施形態における基地局の同期確認スケジューリング処理フローを示す図。
【図８】第３の実施形態における基地局の周期的スケジューリング処理フローを示す図。
【図９】第３の実施形態における基地局の周期的スケジューリング処理フローの変形例を示す図。
【図１０】ＷｉＭＡＸにおけるフレーム構成を示す図。
【図１１】ＷｉＭＡＸにおけるＵＬ−ＭＡＰによるアップリンクバーストの割り当ての概要を示す図。
【図１２】０ＡＢ−Ｊ品質のＩＰ電話サービスを提供するシステム構成例を示す図。
【図１３】従来技術におけるＩＰ電話データの到着とバースト割り当ての状況を示す図。
【図１４】従来技術におけるＩＰ電話データの到着とバースト割り当ての補正動作概要を示す図。
【図１５】従来技術における基地局の状態遷移図。
【図１６】従来技術における基地局の周期的スケジューリング処理フローを示す図。
【図１７】従来技術におけるバースト割り当ての補正の不安定動作の概要を示す図。
【符号の説明】
【００７７】
１，２０１  ＵＧＳコネクション設定
２  初期スケジューリングモード
３，２０２  周期性スケジューリングモード
４，２０３  ＵＧＳコネクション開放
５  同期確認スケジューリングモード
１１  ダウンリンクサブフレーム
１２  アップリンクサブフレーム
１３  プリアンブル信号
１４  フレーム制御ヘッダ（ＦＣＨ）
１５  ＤＬ−ＭＡＰ
１６  ＵＬ−ＭＡＰ
１７  ダウンリンクバースト
１８  アップリンクバースト
１１１〜１３０  フレーム
１３１〜１３５  ＩＰデータの到着タイミング
【図１】
2010109713.tif 000003
【図２】
2010109713.tif 000004
【図３】
2010109713.tif 000005
【図４】
2010109713.tif 000006
【図５】
2010109713.tif 000007
【図６】
2010109713.tif 000008
【図７】
2010109713.tif 000009
【図８】
2010109713.tif 000010
【図９】
2010109713.tif 000011
【図１０】
2010109713.tif 000012
【図１１】
2010109713.tif 000013
【図１２】
2010109713.tif 000014
【図１３】
2010109713.tif 000015
【図１４】
2010109713.tif 000016
【図１５】
2010109713.tif 000017
【図１６】
2010109713.tif 000018
【図１７】
2010109713.tif 000019