(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＴＤＤ方式で通信を行なう移動通信システムにおいて、基地局が、一のフレームにおいて次のフレームのスロットを移動局に割当て、前記一のフレームにおける制御ミニスロットを用いて次のフレームのスロット割当て情報を含む情報を移動局に通知するスロット割当て方法であって、
前記制御ミニスロットは、１フレーム中の各スロットに対応するミニスロットを含み、各ミニスロットは、次のフレームにおけるスロット割当て情報、及び各ミニスロットに対応するスロットの上り／下り／空きの状態情報を、基地局が移動局に対して通知するために用いられ、
前記移動局は、制御ミニスロットにより空きスロットを検知し、当該スロットを用いて、少なくとも希望スロット数、最小スロット数、最大スロット数及びサービスクラスを含むスロット割当て要求を前記基地局に送信し、
前記基地局は、前記スロット割当て要求に基づき、割当てるスロット数を決定し、スロット割当て要求の送信に用いられた当該スロットに対応するミニスロットを用いて次のフレームにおけるスロット割当て情報を前記移動局に通知することを特徴とするスロット割当て方法。
【請求項２】
前記基地局が、次のフレームにおける空きスロットの中から前記希望スロット数分のスロットを割当てる請求項１に記載のスロット割当て方法。
【請求項３】
次のフレームにおける空きスロットが前記希望スロット数より少ない場合、
前記基地局が、所定の範囲内で該希望スロット数より少ないスロット数を次のフレームに割当てる請求項１に記載のスロット割当て方法。
【請求項４】
次のフレームにおける空きスロットが前記希望スロット数より多い場合、
前記基地局が、所定の範囲内で該希望スロット数より多いスロット数を次のフレームに割当てる請求項１に記載のスロット割当て方法。
【請求項５】
データ伝送中に新たに空きスロットが生じた場合、
前記基地局は、所定の範囲内で該データ伝送に使用されているスロット数よりも多いスロット数を割当てる請求項１に記載のスロット割当て方法。
【請求項６】
前記基地局は、データ伝送中、システム又はトラフィックの状況に応じて所定の範囲内で該データ伝送に使用されているスロット数よりも少ないスロット数を割当てる請求項１に記載のスロット割当て方法。
【請求項７】
サービス品質をサービスクラスにクラス分けし、前記基地局はクラスランクに応じたスロット割当てを行う請求項１ないし６のうちいずれか１項に記載のスロット割当て方法。
【請求項８】
前記スロット割当て要求は、情報パケット長を含み、前記基地局は、最後のパケットを受信したときに、最後のパケットを受信したスロットに対応するミニスロットを空きの状態にする請求項１ないし７のうちいずれか１項に記載のスロット割当て方法。
【請求項９】
ＴＤＤ方式で通信を行なう移動通信システムにおける基地局であり、一のフレームにおいて次のフレームのスロットを移動局に割当て、前記一のフレームにおける制御ミニスロットを用いて次のフレームのスロット割当て情報を含む情報を移動局に通知する基地局であって、
前記制御ミニスロットは、１フレーム中の各スロットに対応するミニスロットを含み、各ミニスロットは、次のフレームにおけるスロット割当て情報、及び各ミニスロットに対応するスロットの上り／下り／空きの状態情報を、基地局が移動局に対して通知するために用いられ、前記基地局は、
少なくとも希望スロット数、最小スロット数、最大スロット数及びサービスクラスを含むスロット割当て要求を前記移動局から受信し、当該スロット割当て要求に基づき、割当てるスロット数を決定し、スロット割当て要求の送信に用いられた当該スロットに対応するミニスロットを用いて次のフレームにおけるスロット割当て情報を前記移動局に通知する手段を有することを特徴とする基地局。
【請求項１０】
次のフレームにおける空きスロットの中から前記希望スロット数分のスロットを割当てる手段を有する請求項９に記載の基地局。
【請求項１１】
次のフレームにおける空きスロットが前記希望スロット数より少ない場合、所定の範囲内で該希望スロット数より少ないスロット数を次のフレームに割当てる手段を有する請求項９に記載の基地局。
【請求項１２】
次のフレームにおける空きスロットが前記希望スロット数より多い場合、所定の範囲内で該希望スロット数より多いスロット数を次のフレームに割当てる手段を有する請求項９に記載の基地局。
【請求項１３】
データ伝送中に新たに空きスロットが生じた場合に所定の範囲内で該データ伝送に使用されているスロット数よりも多いスロット数を割当てる手段を有する請求項９に記載の基地局。
【請求項１４】
データ伝送中、システム又はトラフィックの状況に応じて所定の範囲内で該データ伝送に使用されているスロット数よりも少ないスロット数を割当てる手段を有する請求項９に記載の基地局。
【請求項１５】
前記スロット割当て要求は、情報パケット長を含み、前記基地局は、最後のパケットを受信したときに、最後のパケットを受信したスロットに対応するミニスロットを空きの状態にする手段を有する請求項９ないし１４のうちいずれか１項に記載の基地局。
【請求項１６】
請求項９ないし１５のうちいずれか１項に記載の基地局と通信を行う移動局であって、
送信するデータの先頭パケットを用いて前記スロット割当て要求を前記基地局に送信する手段と、
前記制御ミニスロットにて通知された割当てスロットにて送信を行う手段とを有することを特徴とする移動局。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動通信のＴＤＤ方式におけるスロット割当て方法、及びそれを用いた基地局並びに移動局に関する。
【０００２】
【従来の技術】
キャリアをスロットに分け、情報のやり取りを行うＴＤＤ方式（Time Division Duplex, 時分割デュプレックス）の適用においては、従来の技術では上下対称のスロット配置が用いられていた。音声通信では、上り／下りのトラフィックがほぼ対称であるためである。
【０００３】
しかしながら、近年のマルチメディアサービスの進展により、非音声の割合が急増しており、様々な情報提供サービスや、電子メールのやり取り、ユーザからの情報発信などのアプリケーションが今後ますます使用されるものと考えられる。これらのアプリケーションやサービスをトラフィックの観点から考えると、情報提供サービスはデータベースからのデータ配信が主となり、ネットワークでは、下り情報のトラフィックが大きくなると考えられる。上り方向はユーザからの情報発信の情報トラフィックが増加する。このように、データ、画像などの非音声通信では、上りと下りのトラフィック量が非対称である場合が多くなる。
【０００４】
この際に、従来の音声通信の際と同様にＴＤＤ方式において上下対称のスロット割当てを用いる場合、トラフィック量の多い方に合わせると他方のスロットは余り、少ない方に合わせると他方のスロットは不足することになる。結果的に、サービス性が高くかつ効率のよい情報伝送ができないことになる。
このような問題に対して、文献１：Lan Chen，Susumu Yoshida，Hidekazu Murata and Shouichi Hirose,“A dynamic timeslot assignment algorithm for asymmetric traffic in multimedia TDMA/TDD mobile radio", IEICE Trans．Fundamentals，vol.E81 −A, pp.1358−1366，no.7，July 1998 では、非対称トラフィックを収容するための上下非対象なスロット割当て方法が提案されている。
【０００５】
上記文献１に示されている従来のスロット割当て方法は、図１に示すように、１フレームにおいて上り／下りスロット切り替えの境界（ＴＤＤ境界）が１箇所のみとされ、上下トラフィックに応じて、ＴＤＤ境界を移動可能な範囲内で動かすようにする。図１に示すように、スロット４、５が空いているにも関わらず、上りリンクとして使えず、スロットの有効利用ができていない。
【０００６】
また、上記文献１に記載された方法において、パケット伝送の受け付け制御は次のように行われる。移動局が信号伝送のために使おうとするスロットの１フレームあたりの数である要求スロット数を基地局に知らせると、基地局は移動局に対してスロットを割当てようとする。この際、ＴＤＤ境界を移動させても、割当て可能な空きスロット数が足りない場合、信号伝送を拒否する。また、移動局が要求したスロット数よりも多い空きスロットが割当て時に存在する場合や、信号伝送中において新たに空きスロットが生じ、要求スロットよりも多いスロットを割当て可能となった場合においても、実際に割当てるスロットは要求スロット数と同じ数である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のスロット割当て方法では、上下トラフィックの非対称性に対応するため、ＴＤＤ境界を動かす。しかしながら、１フレームに上り／下りスロットの境界が１箇所のみであったため、境界隣接のスロットが使用中の場合、それ以外のスロットが解放されても、従来の上りスロット領域に下りスロットを割当てたり、その逆に、下りスロット領域に上りスロットを割当てるということができない。従って、当該空きスロットを使うことができず、スロット資源の最大限の利用ができない。そのため、データ伝送においては、周波数利用効率が高くならず、伝送遅延が大きくなり、また、伝送不完了率が高くなるという大きな欠点があった。
【０００８】
更に、トラフィックの混雑時など、移動局の要求スロット数が確保できない際には、データ伝送の受け付けが拒否され、データは廃棄されるか再送のための待ち状態に入るため、データ伝送不完了率が高くなり、また、伝送遅延が大さくなるという欠点があった。
閑散時において空きスロット数が要求スロット数より多い場合、また通信中に、新たに空きスロットが生じた場合等には、移動局及び基地局に要求スロット数又は現在通信で使用しているスロット数以上のデータ伝送を行える手段を備えていれば、その空きスロットを利用することによりさらに高速な信号伝送を行える。しかしながら、従来技術においてはその空きスロットは積極的に利用されず、スループットが低いという欠点もあった。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、上下非対称トラフィックを収容でき、サービス品質を最大限満足させると同時にスループットを最大限向上させる効率及び柔軟性の高いスロット割当て方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明は次のように構成される。
【００１２】
請求項１に記載された発明は、ＴＤＤ方式で通信を行なう移動通信システムにおいて、基地局が、一のフレームにおいて次のフレームのスロットを移動局に割当て、前記一のフレームにおける制御ミニスロットを用いて次のフレームのスロット割当て情報を含む情報を移動局に通知するスロット割当て方法であって、前記制御ミニスロットは、１フレーム中の各スロットに対応するミニスロットを含み、各ミニスロットは、次のフレームにおけるスロット割当て情報、及び各ミニスロットに対応するスロットの上り／下り／空きの状態情報を、基地局が移動局に対して通知するために用いられ、前記移動局は、制御ミニスロットにより空きスロットを検知し、当該スロットを用いて、少なくとも希望スロット数、最小スロット数、最大スロット数及びサービスクラスを含むスロット割当て要求を前記基地局に送信し、前記基地局は、前記スロット割当て要求に基づき、割当てるスロット数を決定し、スロット割当て要求の送信に用いられた当該スロットに対応するミニスロットを用いて次のフレームにおけるスロット割当て情報を前記移動局に通知する。
本発明によれば、制御ミニスロットにて割当て情報を示すので、移動局はその情報に従ってスロットにアクセスすればよく、上り下りスロット共にフレーム内の空きスロットに自由に割当てることが可能となる。
【００１３】
請求項２に記載された発明は、前記基地局が、次のフレームにおける空きスロットの中から前記希望スロット数分のスロットを割当てる。
請求項３に記載された発明は、次のフレームにおける空きスロットが前記希望スロット数より少ない場合、前記基地局が、所定の範囲内で該希望スロット数より少ないスロット数を次のフレームに割当てる。
【００１４】
請求項４に記載された発明は、次のフレームにおける空きスロットが前記希望スロット数より多い場合、前記基地局が、所定の範囲内で該希望スロット数より多いスロット数を次のフレームに割当てる。
請求項５に記載された発明は、データ伝送中に新たに空きスロットが生じた場合、基地局は、所定の範囲内で該データ伝送に使用されているスロット数よりも多いスロット数を割当てる。
【００１５】
請求項６に記載された発明は、基地局は、データ伝送中、システム又はトラフィックの状況に応じて所定の範囲内で該データ伝送に使用されているスロット数よりも少ないスロット数を割当てる。
請求項３〜６に記載された発明によれば、要求もしくは通信の状況に応じてスロット割当て数を動的に変えることができ、効率的にスロットを使用することが可能となる。ここで、上記の所定の範囲内とは、例えば、ある通信が利用可能な最大のスロット数及び必要な最小のスロット数の範囲であり、詳細は実施例において説明される。
【００１７】
請求項７に記載された発明は、サービス品質をサービスクラスにクラス分けし、前記基地局はクラスランクに応じたスロット割当てを行う。請求項７に記載の発明によれば、サービスクラスに応じてデータ送信の品質を変えることが可能となる。
請求項８に記載された発明は、前記スロット割当て要求は、情報パケット長を含み、前記基地局は、最後のパケットを受信したときに、最後のパケットを受信したスロットに対応するミニスロットを空きの状態にするというものである。
【００１８】
請求項９に記載された発明は、ＴＤＤ方式で通信を行なう移動通信システムにおける基地局であり、一のフレームにおいて次のフレームのスロットを移動局に割当て、前記一のフレームにおける制御ミニスロットを用いて次のフレームのスロット割当て情報を含む情報を移動局に通知する基地局であって、前記制御ミニスロットは、１フレーム中の各スロットに対応するミニスロットを含み、各ミニスロットは、次のフレームにおけるスロット割当て情報、及び各ミニスロットに対応するスロットの上り／下り／空きの状態情報を、基地局が移動局に対して通知するために用いられ、前記基地局は、少なくとも希望スロット数、最小スロット数、最大スロット数及びサービスクラスを含むスロット割当て要求を前記移動局から受信し、当該スロット割当て要求に基づき、割当てるスロット数を決定し、スロット割当て要求の送信に用いられた当該スロットに対応するミニスロットを用いて次のフレームにおけるスロット割当て情報を前記移動局に通知する手段を有する。
【００１９】
請求項１０に記載された発明は、前記基地局が、次のフレームにおける空きスロットの中から前記希望スロット数分のスロットを割当てる手段を有する。
請求項１１に記載された発明は、前記基地局が、次のフレームにおける空きスロットが該希望スロット数より少ない場合、所定の範囲内で該希望スロット数より少ないスロット数を次のフレームに割当てる手段を有する。
【００２０】
請求項１２に記載された発明は、前記基地局が、次のフレームにおける空きスロットが該希望スロット数より多い場合、所定の範囲内で該希望スロット数より多いスロット数を次のフレームに割当てる手段を有する。
請求項１３に記載された発明は、前記基地局が、データ伝送中に新たに空きスロットが生じた場合に所定の範囲内で該データ伝送に使用されているスロット数よりも多いスロット数を割当てる手段を有する。
【００２１】
請求項１４に記載された発明は、前記基地局が、データ伝送中、システム又はトラフィックの状況に応じて所定の範囲内で該データ伝送に使用されているスロット数よりも少ないスロット数を割当てる手段を有する。
【００２２】
請求項１５に記載された発明は、前記スロット割当て要求は、情報パケット長を含み、前記基地局は、最後のパケットを受信したときに、最後のパケットを受信したスロットに対応するミニスロットを空きの状態にする手段を有するというものである。
請求項９〜１５に記載された発明によれば、上記のスロット割当て方法の使用に適した基地局を提供できる。
【００２３】
請求項１６に記載された発明は、前記基地局と通信を行う移動局であって、送信するデータの先頭パケットを用いて前記スロット割当て要求を前記基地局に送信する手段と、前記制御ミニスロットにて通知された割当てスロットにて送信を行う手段とを有する。
本発明によれば、前記基地局との通信に適した移動局を提供できる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図を用いてＴＤＭＡ／ＴＤＤに対応した本発明の実施例を説明する。まず、各実施例の概要を説明し、その後に各実施例について詳細に説明する。
実施例１では本発明の基本動作を説明する。実施例２では、パケット伝送受付時のトラフィック状況に応じてＱｏＳ要求によりスロットを割当てる場合を説明する。ここで、優先順位として、輻輳時に後述するクラス２ユーザを優先的に品質を低下させることを前提とする。実施例３では、パケット伝送中、利用可能なスロット数が増えたかまたは減った場合、サービスクラスとＱｏＳ要求に応じてスロット数を変化させる方法を説明する。さらに、利用可能なスロット数が減った時にスロット数を削除する場合、クラス２ユーザについて優先的に品質を低下させることを前提とする。
【００２５】
実施例４では、パケット伝送受付時のトラフィック状況に応じてＱｏＳ要求によりスロットを割当てる場合を説明する。実施例２との違いとして、実施例２は受付時輻輳の場合においてクラス２ユーザを優先的に品質を低下させるのに対し、実施例４では受付時輻輳の場合において最小スロット数又は希望スロット数より多く割当てられているスロットを優先的に削除する。
【００２６】
実施例５では、パケット伝送中に、利用可能なスロット数が増えたかまたは減った場合、サービスクラスとＱｏＳ要求に応じて割当てるスロット数を変化させる場合を説明する。実施例３との違いとして、実施例３は伝送中輻輳の場合においてクラス２ユーザを優先的に品質を低下させるのに対し、実施例５では伝送中輻輳の場合において最小スロット数又は希望スロット数より多く割当てられているスロットを優先的に削除することである。
【００２７】
（実施例１）
以下図を用いてＴＤＭＡ／ＴＤＤに対応した本発明の基本動作を説明する。
図２は本発明の実施例１のスロット構成図である。同図に示すように、キャリア１１は定められた時間毎に繰り返すフレーム１２で構成され、フレームは複数の情報スロット１３、情報スロットに対応する同じ数の制御ミニスロット１４から構成される。情報スロットが上り、下りのいずれかとして使用される。
【００２８】
本実施例において、上り／下りは制約なく割当てられる。すなわち、１フレームの中に、上りスロットと下りスロットの境界が複数あることを許容する。図２に示す例では、１フレームは１０個の情報スロットを含み、上り／下りの境界がＳ１−Ｓ２、Ｓ３−Ｓ４とＳ４−Ｓ５の間の３箇所ある。
各フレームの最後尾に、情報スロットと同じ数で各スロットに対応した制御ミニスロット１４が設けられる。制御ミニスロットは、次のフレームでのスロット割当て状況（上り／下り／空：U ／D ／I）１６、現フレームで送信成功した移動局の確認データ、及び次のフレームで引き続き信号伝送を行う場合に、当該データ伝送に割当てられる次フレームでのスロット番号（ＡＬ）１８から構成される。確認データについて、ＴＤＤの場合は、送信した移動局が自局の送信したデータが正確に受信されたかどうかを確認できる情報なら何でもよく、ここでは、当該局の送信したデータの部分データ（ＰＥ）１７を用いることとする。
【００２９】
割当てスロットの番号については、基地局がトラフィックの混み具合で割当てスロット数を決定し、次のフレームで移動局がアクセスするスロットの番号を指示する。図２の例では、割当てスロット番号が最大１０個である。
上り方向の伝送における先頭パケット３１は、スロット長で表したパケットの長さＬ、ＱｏＳ要求部３３（最大スロット数Ｂ、希望スロット数Ｅ、最小スロット数Ｗ、サービスクラスＣを含む）と情報ビット３４から構成される。
【００３０】
次に、図３を用いて本発明の実施例１におけるスロット割当て方法の例を説明する。
同図の（ａ）の部分は基地局（ＢＳ）側の動作、すなわち基地局のスロット割当回路における動作を示し、（ｂ）の部分は移動局（ＭＳ）側の動作を示す。同図に示すように、移動局から基地局への送信１が既に開始され、その通信はスロット１、２、３を使用している。
【００３１】
まず、基地局から移動局への伝送、すなわち下り信号伝送について説明する。
フレーム０において、基地局側から希望スロット数２の下り送信要求２が生じ、そのスロット数が割当てられる。ここでは次フレームではスロット0 、4 、5 、6 、8 、9 が空いているので、フレーム０におけるスロット９の直後の制御ミニスロットの中の空きスロットの中で、スロット8 、9 に対応した下り使用予定が示される。そしてフレーム１からスロット８、９を用い、伝送を開始する。
【００３２】
次に、移動局から基地局への伝送、すなわち上り信号伝送を行う場合について説明する。
フレーム０において、上り送信要求３が生じた場合、直後の制御ミニスロットの中の次フレームでのスロット割当て状況を確認し、スロット８、９は上記の通り下り送信要求２により割当てられたので、空きスロット０、４、５、６、７の中からランダムに１スロットを選び、伝送を開始する。
【００３３】
図３に示す例では、移動局はスロット４を用いて上り送信要求３に対応する伝送を開始し、情報パケットの長さＬ＝５とＱｏＳ要求（最大スロット数Ｂ＝４、希望スロット数Ｅ＝３、最小スロット数Ｗ＝１、サービスクラスＣ＝１）を情報ビットの先頭に付け加えて送信する。なお、最大スロット数Ｂ、希望スロット数Ｅ、最小スロット数Ｗ、サービスクラスＣのそれぞれについての用い方は後述する。基地局では、送信３についての希望スロット数が３なので、スロット０、４、５を割当て、制御ミニスロットを用いて、割当てたスロット番号を移動局に通知する（ＡＬ＝０、４、５として通知する）。
【００３４】
そして、移動局は制御ミニスロット４の内容から、フレーム１のスロット４で自局が送信したデータが基地局で受信され、次フレームのスロット０、４、５が割当てられたことを確認する。移動局は、フレーム２以降、制御ミニスロットの指示に従い、信号を送信する。また、フレーム２の制御ミニスロット０、４、５のＰＥ部分を受信し、自局送信信号と比較することによって、自局送信信号の受信側での受信、非受信が確認できる。
【００３５】
上り送信３のデータ長は５であることから、移動局がフレーム２のスロット０、４、５でデータを送信した後、残りデータ長は１となり、基地局ではフレーム２の直後の制御ミニスロットにてスロット０をフレーム３での送信用に割当て、スロット４、５を空きにする。すなわち、最後の情報パケットの受信を基地局側で確認した場合、次フレームの該当情報スロットの使用状況を空きI、割当て番号をｎｕｌｌとし、制御ミニスロットで移動局に報知する。
【００３６】
移動局ではフレーム２の制御ミニスロットの内容から、自局のデータが受信され、残り１パケットが次フレーム（フレーム３）のスロット０に割当てられたことを確認する。移動局がフレーム３のスロット０で最後のパケットを基地局に送信すると、基地局では送信３のための次の割当ては行わない。そして、移動局ではフレーム３の制御ミニスロット０を見て、自局のデータが受信され、データ伝送完了に伴ってスロット割当てが完了したことを確認する。なお、下り送信２のデータ長は１０であるので、フレーム３の時点では継続している。
【００３７】
図４に移動局の動作フローチャートを示す。移動局から送信要求が生じた場合（ステップ１）、フレームの最後尾にある制御ミニスロットを受信し（ステップ２）、次のフレームに空きスロットがあるかどうかをチェックする（ステップ３）。次のフレームに空きスロットがない場合、タイムアウトしているかどうかをチェックし（ステップ４）する。タイムアウトであれば伝送不完了として終了し、タイムアウトでなければ、次のフレームにミニスロット受信まで待つ（ステップ５）。
【００３８】
一方、ステップ３において次のフレームに空きスロットがある場合、空きスロットをランダムに選択し、パケット長Ｌ、最大スロット数Ｂ、希望スロット数Ｅ、最小スロット数Ｗ、サービスクラスＣを表す情報ビットを先頭につけ、基地局に送信する（ステップ６）。次に、送信した空きスロットに対応する基地局から送信された制御ミニスロットを受信し（ステップ７）、伝送が成功したかどうかをチェックする（ステップ８）。伝送が失敗すると再送を行い（ステップ９、１０）、再送回数が制限回数を超えた場合には伝送不完了で終了する。
【００３９】
ステップ８において伝送が成功である場合、パケットの伝送が完了かどうかをチェックし（ステップ１１）、完了であれば伝送完了として終了する。完了でなければ割当てられた次フレームの情報スロットを用いて送信を継続する（ステップ１２〜）。
図５は実施例１の基地局の動作のフローチャートである。移動局からの上り先頭パケットを受信又は基地局の下り送信要求がある場合（ステップ２１）、利用可能な空きスロット数が希望スロット以上であれば希望スロット数で割当てる（ステップ２２、２３）。利用可能な空きスロット数が希望スロット数より少なければ、次のフレームまで待つ（ステップ２２、２４）。
【００４０】
スロットが割当てられると、制御ミニスロットにて次フレームのスロット使用状況Ｕ／Ｄ／I、受信確認ＰＥ、次フレームの割当てスロット番号ＡＬを移動局に通知する（ステップ２５）。送信中に利用可能な資源の変更があった場合、利用可能なスロット数が希望スロット数以上であれば（ステップ２６及びステップ２７でＹＥＳの場合）、現状を維持し、利用可能なスロット数が希望スロット数より小さければ（ステップ２７でＮＯの場合）、希望スロット数が足りるまで待ち状態に入る（ステップ２８、２９）。上り最後のパケットの場合（ステップ３０においてＹＥＳの場合）、制御ミニスロットにて、次フレームのスロット使用状況を空きI、受信確認ＰＥ、及び割当番号ＡＬ＝Ｎｕｌｌを移動局に知らせる（ステップ３１）。
【００４１】
なお、ステップ２２〜２４の部分をシーケンス１と称し、ステップ２６〜２９の部分をシーケンス２と称することとする。
図６は本発明の実施例の移動局の構成を示す図であって、７１は符号化回路、７２は送信制御回路、７３は変調回路、７４は論理演算回路、７６は復号回路、７７は信号分離回路、７８は復調回路を表している。
【００４２】
図７は本発明の一実施例の基地局の構成を示す図であって、８１は復調回路、８２は信号分離回路、８３は復号回路、８５は報知制御回路、８６は論理演算回路、８７は変調回路、８８は信号多重回路、８９は符号化回路、９０はスロット割当て回路を表している。
本実施例において、移動局と基地局の動作を説明する。
【００４３】
移動局で上りメッセージを送信する必要が生じた場合、図６の符号化回路７１で、例えば誤り訂正符号化等の処理が行われ、送信制御回路７２に入力され送信を待つ。論理演算回路７４では、送信信号の上り情報のビット列の一部を取り出す等の一定の処理をした部分データ（図２におけるＰＥ）を送信制御回路７２に入力し記憶する。
【００４４】
復調回路７８で復調された基地局からのデータを信号分離回路７７で制御ミニスロット（図１等に示す報知信号部分）を分離して送信制御回路７２に入力し、Ｕ／Ｄ／I情報がIのスロットに対し、左から空きスロットを選択し、選択したスロットのタイミングで先頭バーストから送信を開始する。
基地局ではこのバースト信号を受信し、図７に示すように、復調回路８１、信号分離回路８２を経て、先頭バーストに含まれるそのメッセージを構成するパケット数（図２におけるパケットの長さＬ３２）、ＱｏＳ要求（図２におけるＱｏＳ要求部）３３の部分をスロット割当て回路９０に入力し、割当て結果に従って、情報スロットの使用状況Ｕ／Ｄ／Ｉ（図２におけるＵ／Ｄ／Ｉ１６）、割当てスロット番号（図２におけるＡＬ１８）を報知制御回路８５に入力する。  一方、移動局からの上り情報は復号回路８３で誤り訂正等の処理が行われる。その結果再生された上り情報が論理演算回路８６に入力されて、移動局の論理演算回路７４で行ったと同じ処理をした結果の部分データ１７が報知制御回路８５に入力される。
【００４５】
報知制御回路８５では、各情報スロットの使用状況Ｕ／Ｄ／Ｉ、部分エコー、割当てスロット番号を設定する。この報知信号が信号多重回路８８、変調回路８７を経て移動局に送信される。
移動局では、復調回路７８、信号分離回路７７を経て、この報知情報が送信制御回路７２に入力される。送信制御回路７２では、信号分離回路７７から入力された部分エコーを送信前に予め論理演算回路７４に記憶した結果とを比較し、一致している場合は、送信データが正確に受信されたと判断し、次のフレームにおいて、割当てられたスロットの番号ＡＬに従い、割当てられたスロットにアクセスし、送信を継続する。
【００４６】
部分データが一致していない場合は、再度、先頭バーストからの送信を行うための待ち状態となり、ランダムな時間の遅延後、または直ちに、Ｕ／Ｄ／IがIの時に送信を再開する。
（実施例２）
実施例２では、パケット伝送に対する優先順位付けを行うとともに、パケット伝送受付時のトラフィック状況に応じてＱｏＳ要求を用いてスロットを割当てる場合を説明する。
【００４７】
本実施例において優先順位付けは２段階とし、それぞれサービスクラス１、サービスクラス２とする。ただし、より細かくサービスクラスを分け、マルチＱｏＳに応じたより柔軟な割当も可能である。
本実施例では、サービスクラス１（ハイクラス）のユーザに対し、希望品質を最大限保証するようチャネル（スロット）割当を行い、サービスクラス２（ロークラス）のユーザに対しては、ベストエフォートでチャネル割当を行う。
【００４８】
さらに、パケット伝送受付の場合、輻輳時にクラス２のユーザに対して優先的に品質を低下させるようにする。
すなわち、後述するように、利用可能な空きスロットが足りず、ユーザのスロット数を削除して新規クラス１ユーザのパケット伝送に割当る時、クラス２の最小スロット数より多く割当られたスロット、クラス２の最小スロット数、そしてクラス１の希望スロット数より多く割当てられたスロットの順にスロット数を削除し、新規ユーザへの割当てに使用する。
【００４９】
実施例２のスロット構成は実施例１と同様であり図２に示される。また、移動局の動作のフローチャートは実施例１と同様であり図４に示される。実施例２における基地局の動作のフローチャートを図８に示す。
パケット伝送の受付を受け付けると（ステップ４１）、サービスクラスをチェックし（ステップ４２）、サービスクラスが１である場合には図９に示す３−１の処理を行い（ステップ４３）、サービスクラスが１でない場合には図１０に示す３−２の処理を行う（ステップ４４）。ステップ４３又はステップ４４が終了した後の処理は、図５に示すフローチャートのステップ２５からの処理と同一である。
【００５０】
次に、図９を用いてクラス１のユーザに対するチャネル割当て方法を説明する。移動局から送信要求があった場合、利用可能な空きスロット数が最大スロット数より大きければ（ステップ５１においてＹＥＳの場合）、ユーザの最大スロット数で割当て（ステップ５２）、利用可能な空きスロット数が最大スロット数より小さいが希望スロット数より大きければ（ステップ５３においてＮＯの場合）、利用可能な空きスロット数で割当てる（ステップ５４）。
【００５１】
一方、希望スロット数で割当てるためにスロット数が不足する場合（ステップ５３においてＹＥＳの場合）、クラス２のユーザの伝送用にその伝送における最小スロット数より多く割当てられているスロット、すなわち最小スロット数に対する余裕の和がステップ５３におけるスロットの不足数より多ければ（ステップ５５におけるＹＥＳの場合）、余裕の大きい順からスロットを貰い、利用可能な空きスロットと共に当該クラス１のユーザに割当てる。ステップ５５においてＮＯの場合は、クラス２ユーザの最小スロット数を削除して用いる（ステップ５７のＹＥＳ及びステップ５８）。
【００５２】
クラス２のユーザからスロット数を削除しても足りない場合（ステップ５７においてＮＯの場合）、同クラス（クラス１）の希望スロット数より多く割当られているユーザからスロットを削除して新規クラス１ユーザに割当てる（ステップ５９、６０）。ここで、同条件のユーザが複数存在する場合、ランダムに選択する。また、それでも足りない場合（ステップ５９でＮＯの場合）、最小スロット数に対して余裕のあるスロット数を用いる（ステップ６１、６２）。それでも足りなければ次のフレームまで待つ（ステップ６３）。
【００５３】
以上の処理の中で、スロット数が最小スロット数より小さくなったクラス２のユーザは一旦送信を中止し、スロットの空きが出来次第送信を再開する（ステップ６４）。
次に、クラス２のユーザに対するチャネル割当方法を図１０のフローチャートを用いて説明する。これは図８のステップ４４の処理に対応する。
【００５４】
クラス２の送信要求があった場合、利用可能な空きスロット数をチェックし（ステップ７１）、その利用可能な空きスロット数が最大スロット数より大きければ（ステップ７１においてＹＥＳの場合）、最大スロット数で割当てる（ステップ７２）。利用可能な空きスロット数が最大スロット数より小さく（ステップ７１でＮＯの場合）、最小スロット数より大きければ（ステップ７３においてＮＯの場合）、利用可能な空きスロット数で割当てる（ステップ７４）。利用可能な空きスロット数が最小スロット数より小さければ（ステップ７３においてＹＥＳの場合）、１フレーム遅延後にスロット割当てを試みる（ステップ７５）。
【００５５】
実施例２における移動局と基地局の構成は、実施例１と同様にそれぞれ図６、図７に示される。
（実施例3 ）
本実施例では、パケット伝送中、利用可能なスロット数が増えたかまたは減った場合、サービスクラスとＱｏＳ要求に応じてスロット数を変化させる方法を説明する。さらに、本実施例では利用可能なスロット数が減った時にスロット数を削除する場合、クラス２ユーザを優先的に品質を低下させる。すなわち、後述するように、スロット数を削除するとき、クラス２の最小スロット数より多く割当られたスロット、クラス２の最小スロット数、そしてクラス１の希望スロット数より多く割当てられたスロットの順にスロット数を削除し、新規の割当てに使用する。
【００５６】
実施例３のスロット構成は実施例１の場合と同様であり図２に示される。
図１１に実施例３における基地局動作のフローチャートを示す。送信中において利用可能な資源が変更した場合の処理（シーケンス４と称する）について説明する。
利用可能な資源の変更があると（ステップ８１においてＹＥＳの場合）、利用可能な資源が増えたかどうかをチェックし（ステップ８２）、増えた場合は図１２に示す４−１の処理を行い（ステップ８３）、増えない場合は図１３に示す４−２の処理を行う（ステップ８４）。
【００５７】
次に、新たに解放されるスロットがある場合またはシステム資源が増えた場合の処理、すなわち上記のステップ８３の処理を図１２のフローチャートを用いて説明する。
クラス１のユーザの中で割当てスロット数が希望スロット数以下のユーザをチェックし、希望スロット数からの不足数の多いユーザ（ステップ９１でＹＥＳの場合）を優先して希望スロット数までスロットの追加割当を行う（ステップ９２）。また、希望スロット数に満たないユーザの中からランダムに追加割当を行うこともできる。
【００５８】
クラス１の追加割当を行った後利用可能なスロットが余る場合（ステップ９３でＹＥＳの場合）、クラス２で最小スロット数以下のユーザをチェックし（ステップ９４）、最小スロット数からの不足数の多いユーザ（ステップ９４でＹＥＳの場合）を優先して最小スロット数までスロットを追加で割当てる（ステップ９５）。最小スロット数に満たないユーザに対してランダムに追加割当を行うこともできる。
【００５９】
次に、送信中利用可能なスロット数が減った場合の処理、すなわち上記のステップ８４の処理を図１３のフローチャートを用いて説明する。
図１３に示すように、下記の順でスロットを削除する。すなわち、使用可能なスロット数がＳ個減少した場合（ステップ１０１）、クラス２ユーザの最小スロット数より多く割当てられているスロット（ステップ１０２〜１０４）、クラス２の最小スロット数（ステップ１０５〜１０７）、クラス１の希望スロット数より多く割当てられているスロット（ステップ１０８〜１１０）、クラス１ユーザの最小スロット数より多く割当てられているスロット（ステップ１１１〜１１３）、クラス１の最小スロット数（ステップ１１４）の順にスロットを削除する。最小スロット数以下にスロットを削られたユーザは送信を中止し、空きが出たときに送信を再開する（ステップ１１５）。
【００６０】
本実施例における移動局と基地局の構成は、実施例１と同様でありそれぞれ図６、図７に示される。
（実施例４）
実施例４では、パケット伝送に対する優先順位付けを行うとともに、パケット伝送受付時のトラフィック状況に応じてＱｏＳ要求によりスロットを割当てる場合を説明する。実施例２との違いとして、実施例２では受付時輻輳の場合においてクラス２ユーザを優先的に品質を低下させるのに対し、実施例４では受付時輻輳の場合において最小スロット数又は希望スロット数より多く割当てられているスロットを優先的に削除することである。
【００６１】
実施例４のスロット構成は実施例１と同様であり図２に示される。移動局動作のフローチャートは実施例１と同様であり図４に示される。基地局動作のフローチャートを図１４に示す。
利用可能な資源の変更がある場合のスロット数変更は前述したシーケンス２またはシーケンス４に従う。ここではユーザ受付時の動作（シーケンス５）について説明する。
【００６２】
サービスクラスが１である場合には図１５に示す５−１の処理を行い（ステップ１２２）、サービスクラスが１でない場合には図１５に示す５−２の処理を行う（ステップ１２３）。
次に、上記のステップ１２２、すなわちサービスクラス１のユーザに対する基地局におけるスロット割当動作を図１５のフローチャートを用いて説明する。利用可能な空きスロット数が最大スロット数以上であれば（ステップ１３１でＹＥＳの場合）、最大スロット数で割当てを行う（ステップ１３２）。また、利用可能なスロット数が希望スロット数以上であれば（ステップ１３３でＮＯの場合）、利用可能な空きスロット数で割当てを行う（ステップ１３４）。
【００６３】
利用可能なスロット数が希望スロット数より小さければ（ステップ１３３でＮＯの場合）、次の順でスロットを削除して新規ユーザへの割当てが行われる。すなわち、クラス２の最小スロット数より多く割当てられているスロット（ステップ１３５、１３６）、クラス１の希望スロット数より多く割当てられているスロット（ステップ１３７、１３８）、クラス２の最小スロット数（ステップ１３９、１４０）、最小スロット数より多く割当てられているスロット（ステップ１４１、１４２）の順で、他ユーザのスロットを削除し新規ユーザに割当てる。
【００６４】
サービスクラス２のユーザに対する割当動作は図１０と同様である。移動局と基地局の構成は、実施例１と同様にそれぞれ図６、図７に示される。
（実施例５）
実施例５では、パケット伝送に対する優先順位付けを行うとともに、パケット伝送中にトラフィック状況に応じてＱｏＳ要求により割当てるスロット数を変化させる場合を説明する。実施例３との違いとして、実施例３は伝送中輻輳の場合においてクラス２ユーザを優先的に品質を低下させるのに射し、実施例５では伝送中輻輳の場合において最小スロット数又は希望スロット数より多く割当てられているスロットを優先的に削除することである。
【００６５】
実施例５のスロット構成は実施例１と同様であり図２に示される。移動局動作のフローチャートは実施例１と同様にであり図４に示される。基地局動作については図１６のフローチャートに示す。
利用可能な資源が変更した場合の動作はシーケンス６（ステップ１５１〜１５４）に示す。ステップ１５３の処理、すなわち利用可能な資源が増えた場合の基地局の動作は図１２に示したものと同様であり、ステップ１５４の処理、すなわち利用可能な資源が減った場合の基地局の動作を図１７のフローチャートを用いて説明する。
【００６６】
図１７に示すように、利用可能なスロット数が減った場合（ステップ１６１）、スロットを削除する順は次の通りである。すなわち、クラス２の最小スロット数より多く割当てられているスロット（ステップ１６２〜１６４）、クラス１の希望スロット数より多く割当てられているスロット（ステップ１６５〜１６７）、クラス２の最小スロット数（ステップ１６８〜１７０）、クラス１の最小スロット数より多く割当てられているスロット（ステップ１７１〜１７３）、最小スロット数（ステップ１７４）である。また、スロット数が最小スロット数より小さいユーザは送信中止し、ランダム時間後に再送信する（ステップ１７５）。
【００６７】
本実施例における移動局と基地局の構成は、実施例１と同様にそれぞれ図６、図７に示される。
なお、本発明は上記の実施例に限定されることなく、特許請求の範囲内で種々変更・応用が可能である。
【００６８】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、従来のＴＤＤ方式のようにスロットを上り用と下り用に分割することをせずに、要求された分だけ複数回の上下反転を許容してスロットを割当てる。従って、上下トラフィック量に応じて動的にスロットを割当てることでき、非対称トラフィックを効率良く収容することができるスロット割当て方法が実現できる。
【００６９】
また、サービス品質（ＱｏＳ）をクラス分けし、ハイクラスのユーザの希望品質が最大限満足されるよう、できる限りの保証を提供し、ロークラスに対して、資源の余裕に応じてベストエフォートサービスを提供する。従って、スロット割当てをサービスクラス、余裕度に応じて行い、スロット利用効率とスループットを向上させ、サービス品質を最大限提供するスロット割当て方法が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術におけるＴＤＤ方式の上り／下り切り替え境界（ＴＤＤ境界）を説明するための図である。
【図２】本発明の実施例におけるスロット構成を示す図である。
【図３】本発明の実施例１において、スロット割当てについての基地局及び移動局の動作を説明するための図である。
【図４】本発明の実施例１、２、３、４、５における移動局の動作フローチャートを説明するための図である。
【図５】本発明の実施例１の基地局動作のフローチャートである。
【図６】移動局の構成を示す図である。
【図７】基地局の構成を示す図である。
【図８】本発明の実施例２における基地局動作のフローチャートである。
【図９】実施例２におけるクラス１のユーザ受付時におけるスロット割当てのフローチャートである。
【図１０】実施例２、４におけるクラス２のユーザ受付時におけるスロット割当てのフローチャートである。
【図１１】実施例３における基地局動作のフローチャートである。
【図１２】実施例３、５において送信中に利用可能な資源が増えた場合のクラス１ユーザのスロット追加割当てのフローチャートである。
【図１３】実施例３において送信中に利用可能な資源が減った場合の割当てスロット数変更のフローチャートである。
【図１４】実施例４における基地局動作のフローチャートである。
【図１５】実施例４においてクラス１ユーザのパケット伝送受付時のスロット割当てのフローチャートである。
【図１６】実施例５における基地局動作のフローチャートである。
【図１７】実施例５において送信中に利用可能な資源が減った場合の割当てスロット数変更のフローチャートである。
【符号の説明】
１１  キャリア
１２  フレーム
１３  情報スロット
１４  制御ミニスロット
１６  情報スロットの占有状況Ｕ／Ｄ／Ｉ
１７  情報スロットの部分エコーＰＥ
１８  割当てたスロット番号ＡＬ
３１  上りの先頭パケット
３２  スロット長で表したパケットの長さＬ
３３  ＱｏＳ要求
３４  情報ビット
７１  符号化回路
７２  送信制御回路
７３  変調回路
７４  論理演算回路
７６  復号回路
７７  信号分離回路
７８  復調回路
８１  復調回路
８２  信号分離回路
８３  復号回路
８５  報知制御回路
８６  論理演算回路
８７  変調回路
８８  信号多重画路
８９  符号化回路
９０  スロット割当て回路
【図１】
0003710660.tif 000002
【図２】
0003710660.tif 000003
【図３】
0003710660.tif 000004
【図４】
0003710660.tif 000005
【図５】
0003710660.tif 000006
【図６】
0003710660.tif 000007
【図７】
0003710660.tif 000008
【図８】
0003710660.tif 000009
【図９】
0003710660.tif 000010
【図１０】
0003710660.tif 000011
【図１１】
0003710660.tif 000012
【図１２】
0003710660.tif 000013
【図１３】
0003710660.tif 000014
【図１４】
0003710660.tif 000015
【図１５】
0003710660.tif 000016
【図１６】
0003710660.tif 000017
【図１７】
0003710660.tif 000018