(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局と複数の端末局とで構成されるＴＤＭＡ無線アクセスシステムにおいて、
帯域保証された優先固定帯域以外の動的に割当が変化する変化帯域に対する帯域割当を制御するスケジューラを設けて、
スケジューラには、基地局からの送信データパケットに含まれるヘッダ部の情報を読み取ってＴＣＰパケットであれば優先割当する帯域割当制御ステップを備えたことを特徴とする無線帯域優先割当方法。
【請求項２】
スケジューラは、端末局からの送信データパケットに含まれるヘッダ部の情報を読み取ってＴＣＰパケットであれば優先割当する帯域割当制御ステップを備えた、ことを特徴とする請求項１記載の無線帯域優先割当方法。
【請求項３】
スケジューラは、ＴＣＰパケットのヘッダ部にあるＩＰパケットの単位を見て、該ＩＰパケット単位、または送信ウインドウサイズを知って該ウインドウサイズで無線帯域の優先割当を行うようにしたことを特徴とする請求項２記載の無線帯域優先割当方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、基地局と複数の端末局とで無線網を構成して通信を行う無線アクセスシステム、ＬＡＮ、あるいは無線移動体通信でのＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）における動的に帯域を割り当てる方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の無線通信における帯域割当に関しては、リアルタイム性を重んじる優先割当が知られている。動画や、音声伝送での遅れ回避のため、こうしたセルはＴＤＭＡフレームの中で優先的に固定の帯域を割り当てられている。
【０００３】
特開平３−２４１９２６号公報では、ポーリング番号に基づいて優先的にチャネルを割り当てる方式が示されている。
また特開平９−２１４４５９号公報では、データのトラヒック量に合わせて帯域割当を動的に変更する方式が示されている。
これらいずれの方式であっても、ＴＤＭＡフレームにおいて、制御用エリア、報知用エリアとは別に、端末局から基地局への上り用に帯域の固定割当エリア、上りダイナミック割り当てエリア、下りユーザ用固定＋ダイナミック割り当てエリアを設けて、回線設定情報、無線回線情報、それに上記のある従来例ではトラヒック情報を基に、各端末毎に帯域を割り当てている。
【０００４】
一般的には、上り用のユーザデータ及び下り用のユーザデータは、ＴＤＭＡダイナミック・スロット・アサイン方式においては、ＣＢＲ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ  Ｂｉｔ  Ｒａｔｅ）のような帯域を保証しているトラヒックに対しては優先的に上り用の固定割当エリアと、下りユーザ用固定＋ダイナミック割り当てエリアとを割り当てる。
またＵＢＲ（Ｕｎｓｐｅｃｉｆｉｅｄ  Ｂｉｔ  Ｒａｔｅ）のようなリアルタイム性が要求されず、最低帯域も保証されないトラヒックに対しては、各種の情報を参照して、上りダイナミック割り当てエリアと、下りユーザ用固定＋ダイナミック割り当てエリアとを割り当てる。
このようにして決められた帯域割当に基づき、基地局から各端末局に帯域割当情報を通知し、各端末局はこれらの通知に基づいてそれぞれ指定の帯域を使用して通信を行う。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の無線帯域の優先割当は以上のように構成され、リアルタイム性が要求されるパケット等においては固定エリアが優先割り当てされていたが、データパケットについてはそのパケット内容に従って優先割り当てする方法がなく、特にベストエフォート系のアプリケーションが動作する場合は、他の情報に従って優先制御するので、フロー制御を行うＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）パケットの遅延が大きくなるという課題があった。
【０００６】
この発明は上記の課題を解決するためになされたもので、動的に変化する帯域割当において、フロー制御を行うＴＣＰパケットの優先度を確保する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る無線帯域優先割当方法は、基地局と複数の端末局とで構成されるＴＤＭＡ無線アクセスシステムにおいて、
帯域保証された優先固定帯域以外の動的に割当が変化する変化帯域に対する帯域割当を制御するスケジューラを設けて、
スケジューラには、基地局からの送信データパケットに含まれるヘッダ部の情報を読み取ってＴＣＰパケットであれば優先割当する帯域割当制御ステップを備えた。
【０００８】
また更に、スケジューラは、端末局からの送信データパケットに含まれるヘッダ部の情報を読み取ってＴＣＰパケットであれば優先割当する帯域割当制御ステップを備えた。
【０００９】
また更に、スケジューラは、ＴＣＰパケットのヘッダ部にあるＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）パケットの単位を見て、そのＩＰパケット単位、または送信ウインドウサイズを知ってウインドウサイズで無線帯域の優先割当を行うようにした。
【００１０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１における新しい方法を図について説明する。その構成を示す図１において、１は基地局、２は端末局ａ、３は端末局ｎ、４は基地局１内にあるスケジューラ、５は例えばスケジューラ内にある帯域要求管理部、６は同じく帯域割当て制御部であり、１１は端末局ａ宛の下り送受信部、１２は端末局ｎ宛の下り送受信部、１３は端末局ａからの上り送受信部、１４は端末局ｎからの上り送受信部である。
また２１はＴＤＭＡフレームで、以下の２２は下り報知用エリア、２３は下り制御用エリア、２４は下りユーザ用固定（デマンド）＋ダイナミック割り当てエリア、２５は上り制御用エリア、２６は上りユーザ用ダイナミック割り当てエリア、２７は上りユーザ用固定（デマンド）割当てエリアを含んでいる。更に、３１は回線設定情報、３２は端末局ａの上り帯域割当て要求、３３は端末局ｎの上り帯域割当て要求、３４は端末局ａ宛の下り帯域割当て要求、３５は端末ｎ宛の下り帯域割当て要求、３６はトラヒック情報、３７は再送情報、３８は無線回線状態情報、３９はＩＰ，ＴＣＰ，ＵＤＰ（Ｕｓｅｒ  Ｄａｔａｇｒａｍ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）ヘッダ情報、４１は帯域割当て情報である。
また局間の制御シーケンスを示す図２において、１は基地局、２は端末局ａ、２１はＴＤＭＡフレーム、４１は帯域割当て情報である。
【００１１】
無線アクセス装置の基地局１のスケジューラ４により、無線帯域の割当て制御が行われ、基地局１と複数の端末局ａ２…端末局ｎ３において、ＴＤＭＡ方式により通信を行う。この場合、例えばＣＢＲのような帯域を保証するトラヒックは、回線設定情報３１に基づき、帯域割当て制御部６が固定（デマンド）的に下りユーザ用固定（デマンド）＋ダイナミック割り当てエリア２４および、上りユーザ用固定（デマンド）割当てエリア２７に必要帯域を割り当てる。
例えば、ＵＢＲのようなリアルタイム性を重視せず、また最低帯域も保証しないベストエフォート系のトラヒックは、制御用情報である各々の帯域割当て要求３２〜３５の中の特に送信キュー長あるいは、入力トラヒック量、滞留時間、セル廃棄率などのトラヒック情報および、再送情報、無線回線状態情報、さらにユーザデーターの先頭にあるＩＰ、ＴＣＰまたは、ＵＤＰヘッダの情報も制御用情報として、帯域割当て要求３２〜３５の中に入れて、帯域要求管理部５に要求送信する。
最終的には、帯域割当て制御部６が帯域要求管理部５から、これらのトラヒック情報、および、再送情報、無線回線状態情報、ＩＰ、ＴＣＰ、ＵＤＰヘッダ情報を必要に応じて取り出し、それに基づき、ダイナミックに下りユーザ用固定（デマンド）＋ダイナミック割り当てエリア２４および、上りユーザ用ダイナミック割り当てエリア２６に、帯域を割り当てる。
【００１２】
帯域割当て制御部６は、以上の帯域割当ての結果、どのスロットにどのトラヒックを割り当てたかを示す帯域割当て情報４１を端末局ａ宛の下り送受信部１１、端末局ｎ宛の下り送受信部１２および、下り報知用エリア２２を用いて、端末局ａからの上り送受信部１３、…、端末局ｎからの上り送受信部１４に通知し、基地局１および、端末局ａ２、…、端末局ｎ３は、通信を行う。
これらの帯域割当てにおいて、リアルタイム性を要求される固定割り当て以外の動的な帯域割り当てに関し、特に、ＩＰＶ４（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ  Ｖｅｒｓｉｏｎ４）ヘッダのプロトコルフィールド、ＩＰＶ６（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ  Ｖｅｒｓｉｏｎ６）ヘッダのＮｅｘｔ  Ｈｅａｄｅｒフィールドにより、ＵＤＰよりＴＣＰを優先するような優先割当て、あるいは、重み付けによる帯域割当てを行う。それにより、フロー制御の行われるＴＣＰトラヒックのスループットの低下を抑えることができる。即ち、図１の下りユーザ用固定＋ダイナミック割り当てエリア２４において、端末局ａへのパケットがＴＣＰであり、端末局ｎへのパケットがＵＤＰである場合に、まず端末局ａへのパケットを優先して割当てる。
また、下り制御用エリア２３、上り制御用エリア２５に割り当てられる他の制御チャネルよりも、ＴＣＰパケットを優先するような優先割当て、あるいは、重み付けによる帯域割当てを行う。特に、多くの端末局ａ２…端末局ｎ３の回線が設定されている状態でありながら、ある瞬間において、実際にＴＣＰパケットのトラヒックが１つの端末局あるいは、少ない端末局のみで行われている場合、他の端末局用の制御チャネルを割り当てるよりも、その時点で要求が出ているＴＣＰトラヒックに対して優先的に帯域を割り当てるので、フロー制御の行われるＴＣＰトラヒックのスループットの低下が抑えられる。
【００１３】
以下、具体的な優先割り当て方法を図２について説明する。
図２において、ステップ丸１で基地局１に有線接続されているサーバー７より、送信ウインドウサイズ分のＴＣＰデータパケットが基地局１に送信される。しかしながら、それ以上は、送信されず、ＴＣＰ−ＡＣＫ／ＳＡＣＫの受信を待つことになる。基地局１では、ＴＣＰデータパケットを受信し、スケジューラ４に帯域割当て要求を通知する。スケジューラ４において、ステップ丸２の第１の帯域割当制御ステップで、優先的にＴＣＰパケットの無線帯域が割り当てられて、帯域割当て情報４１により端末局ａ２にも通知される。
【００１４】
実際に割当てタイミングが来ると、ステップ丸３で基地局１から端末局ａ２、そしてクライアント８に、送信ウインドウサイズ分の帯域までは、ＴＣＰデータパケットとして送信される。
ステップ丸４で、クライアント８では、ＴＣＰデータパケットの受信状態に応じたＴＣＰ−ＡＣＫ／ＳＡＣＫを端末局ａ２に送信する。
ステップ丸５で端末局ａ２では、基地局１に対して、ＴＣＰ−ＡＣＫ／ＳＡＣＫパケットの帯域要求を送信する。
ステップ丸６の第２の帯域割当制御ステップで、基地局１のスケジューラ４は、ＴＣＰ−ＡＣＫ／ＳＡＣＫパケットの帯域要求に基づき、そのＴＣＰ−ＡＣＫ／ＳＡＣＫパケットの無線帯域を優先的に割り当てる。
【００１５】
ステップ丸７で、基地局１から送信された帯域情報を受信した端末局ａ２は、帯域情報に基づき、ＴＣＰ−ＡＣＫ／ＳＡＣＫパケットを基地局１、そして、サーバー７に送信される。サーバー７では、ステップ丸８でＴＣＰ−ＡＣＫ／ＳＡＣＫパケットを受信し、それに基づき送信ウインドウをスライドし、新たにＴＣＰデータパケットが送信される。
サーバー７がＴＣＰデータパケットを送信し、クライアント８からのＴＣＰ−ＡＣＫ／ＳＡＣＫを受信するまでのラウンド・トリップ時間５１が長くなると、送信ウインドウ制御により、ＴＣＰトラヒックのスループットが低下するが、逆に下りＴＣＰデータパケットと上りＴＣＰ−ＡＣＫ／ＳＡＣＫパケットの無線帯域割当てを優先することにより、ラウンド・トリップ時間を短くすることにより、ＴＣＰトラヒックのスループットの低下を抑えることができる。
【００１６】
上記のように、ある特定のＴＣＰトラヒックを優先すると、そのトラヒックについては、スループットの低下を抑えることができるが、逆に他のＴＣＰトラヒックのスループットが低下することになる。そのため、同一のＩＰパケット単位あるいは、複数ＩＰパケット単位、または、ＴＣＰの送信ウインドウサイズ分のＩＰパケットは連続的に割当てを行うことにより、ラウンド・トリップ時間を短くして、ＴＣＰトラヒックのスループットの低下を効果的に抑えつつ、その連続割当ての後は、他のトラヒックの割当てに移行するようにしてもよい。こうすることでトラヒック間での公平性を確保することができる。
【００１７】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、ＴＤＭＡフレームでのダイナミックな帯域割当において、ＴＣＰパケットを検出して優先割り当てするようにしたので、ＴＣＰパケットの遅延を押さえられる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１における基地局の構成とフレームでの優先割当を説明する図である。
【図２】実施の形態１における基地局と端末局間の通信と制御シーケンスを示す図である。
【符号の説明】
１  基地局、２  端末局ａ、３  端末局ｎ、４  スケジューラ、５  帯域要求管理部、６  帯域割当制御部、１１  端末局ａ用下り送受信部、１２  端末局ｎ用下り送受信部、１３  端末局ａでの上り送受信部、１４  端末局ｎでの上り送受信部、２１  ＴＤＭＡフレーム、２４  下りユーザ用固定＋ダイナミック割り当てエリア、２６  上りユーザ用ダイナミック割り当てエリア、３９  ＩＰ、ＴＣＰ、ＵＤＰヘッダ情報、４１  帯域割当情報、○２  第１の帯域割当制御ステップ、○６  第２の帯域割当制御ステップ。
【図１】
0003618074.tif 000002
【図２】
0003618074.tif 000003