(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のタイムスロットに区分された下りデータ領域を含む一定長さの通信フレームが一定周期で繰り返され、単一の基地局の送信バッファから読み出したパケットを複数の加入者局へ前記下りデータ領域のタイムスロットで伝送するデータ伝送装置において、
前記基地局は、
前記送信バッファ中の加入者局宛毎のパケット数を１通信フレームの周期毎に周期的に計測するパケット数計測部と、
計測したパケット数に基づいて、タイムスロットの割当を行うスロット割当部と、
タイムスロットの割当を記憶するスロット割当記憶部とを備え、
前記スロット割当部は、前記タイムスロットを割り当てる際に、前記計測パケット数から前記スロット割当記憶部に記憶されている既に割り当てられているパケット数を減算した値に基づいて割り当てる
ことを特徴とするデータ伝送装置。
【請求項２】
請求項１記載のデータ伝送装置において、
前記データ伝送装置が、時分割多重データ伝送装置であるとき、
前記スロット割当部が、今回の通信フレームでタイムスロットを割り当てるとき、前回の通信フレームで割り当てているパケット数を減算した値に基づいて割り当てる
ことを特徴とするデータ伝送装置。
【請求項３】
複数の加入者局から単一の基地局への送信が行われる上り回線と、前記単一の基地局から前記複数の加入者局への送信が行われる下り回線とを含む一定周期で繰り返される一定長さの通信フレームが存在し、
前記上り回線には、前記複数の加入者局から前記単一の基地局へタイムスロットを要求するスロット要求領域と、前記複数の加入者局から前記単一の基地局へパケットを送るために複数のタイムスロットに区分された上りデータ領域が含まれ、
前記下り回線には、前記基地局からのスロット割当を前記複数の加入者局に通知するスロット割当領域が含まれ
るデータ伝送装置において、
前記複数の加入者局は、それぞれ送信バッファと、該送信バッファ中のパケット数を計測するパケット数計測部を有し、１通信フレームの周期毎に周期的に前記送信バッファ中のパケット数を計測し、この計測値をタイムスロット要求数として前記スロット要求領域で送信し、
前記基地局は、受信したタイムスロット要求数に基づき前記上りデータ領域のタイムスロットを割り当てるスロット割当部と、タイムスロットの割当を記憶するスロット割当記憶部とを有し、
前記スロット割当部は、前記タイムスロット要求数から前記スロット割当記憶部に記憶されている既に割り当てられているタイムスロット数を減算した値に基づき前記上りデータ領域のタイムスロットを割り当てる
ことを特徴とするデータ伝送装置。
【請求項４】
請求項３記載のデータ伝送装置において、
前記データ伝送装置が、時分割多元接続データ伝送装置であるとき、
前記スロット割当部が、今回の通信フレームでタイムスロットを割り当てるとき、前記タイムスロット要求数から前回および前々回の通信フレームで割り当てているタイムスロットを減算した値に基づき割り当てる
ことを特徴とするデータ伝送装置。
【請求項５】
複数の加入者局から単一の基地局への送信が行われる上り回線と、前記単一の基地局から前記複数の加入者局への送信が行われる下り回線とを含む一定周期で繰り返される一定長さの通信フレームが存在し、
前記上り回線には、前記複数の加入者局から前記単一の基地局へタイムスロットを要求するスロット要求領域と、前記複数の加入者局から前記単一の基地局へパケットを送るために複数のタイムスロットに区分された上りデータ領域が含まれ、
前記下り回線には、前記基地局からのスロット割当を前記複数の加入者局に通知するスロット割当領域と、前記基地局から前記複数の加入者局へパケットを送るために複数のタイムスロットに区分された下りデータ領域が含まれ
るデータ伝送装置において、
前記複数の加入者局は、それぞれ、送信バッファと、該送信バッファ中のパケット数を計測するパケット数計測部を有し、周期的に前記送信バッファ中のパケット数を計測し、この計測値をタイムスロット要求数として前記スロット要求領域で送信し、
前記基地局は、
自身の送信バッファ中の加入者局宛毎のパケット数を周期的に計測するパケット数計測部と、
前記計測したパケット数に基づき前記下りデータ領域のタイムスロットを割り当てるとともに、受信したタイムスロット要求数に基づき前記上りデータ領域のタイムスロットを割り当てるスロット割当部と、
タイムスロットの割当を記憶するスロット割当記憶部とを有し、
前記スロット割当部は、前記計測パケット数に基づいて前記下りデータ領域のタイムスロットを割り当てるとともに前記タイムスロット要求数に基づき前記上りデータ領域のタイムスロットを割り当てる際に、前記計測パケット数および前記タイムスロット要求数から、前記スロット割当記憶部に記憶されている既に割り当てられているそれぞれのタイムスロット数をそれぞれ減算した値に基づいて割り当てる
ことを特徴とするデータ伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ランダムに発生するデータパケット（以下、パケットという。）を、単一の基地局と複数個の加入者局との間で、一定周期で繰り返す無線フレーム等の通信フレームを使用して双方向伝送するデータ伝送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
イーサネット（登録商標）等の通信方式に利用される可変長のデータフレーム（単に、フレームともいう。）のようなランダムに発生するデータを、固定長のパケットに分割しタイムスロットで単一の基地局と複数の加入者局間で伝送する場合、複数の加入者局が帯域を共用し、バースト状データトラヒックに対する統計的多重効果を利用して帯域を効率的に利用するデータ伝送装置が用いられている。
【０００３】
このデータ伝送装置では、基地局および各加入者局に蓄積されているパケット数を周期的に計測し、この計測結果に基づいて、基地局がタイムスロットを割り当てるようにしている。
【０００４】
図１３は、ランダムに発生するパケットを、単一の基地局と複数個の加入者局との間で伝送する、ＴＤＤ（time division duplex）／ＴＤＭＡ（time division multi-channel access）方式を利用するＰ−ＭＰ（point to multi-point）の無線アクセスシステムにおける１無線フレームのフォーマットを示している。なお、この１無線フレームのフレームとイーサフレーム等のフレームとは異なることに留意する。
【０００５】
１無線フレームは、下りヘッダ領域ＴＳ１１と下りデータ領域ＴＳ１２とからなる下り回線と、ＤＭＦ（delay measurement frame）領域ＴＳ１３とスロット要求領域ＴＳ１４と上りデータ領域ＴＳ１５とからなる上り回線と、ガードタイムＴＳ１６とから構成されている。
【０００６】
下りヘッダ領域ＴＳ１１は、基地局が下り回線や上り回線のトラヒック量に応じて決めたタイムスロット割当等のタイムスケジュールに関する指示や監視制御情報を各加入者局へ報知するための時間帯である。
【０００７】
下りデータ領域ＴＳ１２は、下り回線における加入者局へのデータをパケットに対応するタイムスロットに分割して伝送するための時間帯である。
【０００８】
ＤＭＦ領域ＴＳ１３は、基地局と各加入者局間の伝搬遅延を計測するための時間帯であり、各加入者局からの無線データの送信タイミングを調整して各加入者局からの無線データが基地局で衝突しないようにするために設けられている。
【０００９】
スロット要求領域ＴＳ１４は、各加入者局が基地局に対してパケット伝送用のタイムスロット数を要求するための領域である。通常、複数の加入者局からパケットを伝送するためのタイムスロットの割当要求に応じられるように複数のタイムスロットが準備されている。
【００１０】
実際上、各加入者局からの上り回線のスロット要求の送信は、下りヘッダ領域ＴＳ１１で指定されるスケジュールの指示に基づいて行われる。
【００１１】
ガードタイムＴＳ１６は、上り回線と下り回線との境界に設定されており、予め固定されたパラメータである。
【００１２】
図１３中、拡大して示すように、下りヘッダ領域ＴＳ１１は、５つの領域ＴＳ１７〜ＴＳ２１から構成されている。
【００１３】
プリアンブルの領域ＴＳ１７は、各加入者局が基地局からのバースト波を正常に受信できるようにするトレーニング信号用として使用される。
【００１４】
基地局番号の領域ＴＳ１８は、下りデータ領域ＴＳ１２で送信されるパケットの送信元の基地局の番号を示している。
【００１５】
フレーム位置指定の領域ＴＳ１９は、各領域ＴＳ１１〜ＴＳ１５の開始位置を示している。
【００１６】
コマンドの領域ＴＳ２０は、加入者局の制御等を行うためのフレームであり、制御を行おうとする加入者局番号と制御コマンド等とから構成される。
【００１７】
スロット割当の領域ＴＳ２１は、スロット要求領域ＴＳ１４および上りデータ領域ＴＳ１５の各領域の割り当てに対するスロット番号とこのスロット番号に割り当てられた加入者局番号とから構成される。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
このように構成される１無線フレームを利用する単一基地局と複数の加入者局間の双方向通信では、以下のような課題があることがこの出願の発明者により見いだされた。
【００１９】
一般に、基地局において、ある加入者局宛に蓄積されたパケット数を計測した時点と実際にタイムスロットを割り当てる時点の間には、スケジュールを立てるための計算時間、すなわち時間差が存在し、その間に蓄積されたパケットの一部もしくは全部が送出されている可能性が存在する。この場合、既に送出されたパケットに対してタイムスロットを割り当てることとなり、いわゆるタイムスロットの浪費が発生する。
【００２０】
また、加入者局において、該加入者局に蓄積されたパケット数を計測した時点と、計測したパケット数の情報に基づいて基地局のスロット割当部がスロットの使用許可を発行して各加入者局に通知する時点の間には時間差が存在し、その間に蓄積されたパケットの一部もしくは全部が送出されている可能性が存在する。この場合にも、いわゆるタイムスロットの浪費が発生する。
【００２１】
そして、特にＴＤＤ方式において、帯域の利用効率向上のために、上り方向の上りデータ領域ＴＳ１５に割り当てるタイムスロットの数と、下り方向の下りデータ領域ＴＳ１２に割り当てるタイムスロットの数とを、トラヒック量に応じてダイナミックに変化させるダイナミックスロット割当方式を採用しようとする場合、下り方向の下りデータ領域ＴＳ１２の割当にも加入者局の送信バッファに蓄積されているパケット数の情報が必要となり、上り方向と同じ原理での時間遅れが発生することを見いだした。
【００２２】
この発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、既送のパケットにタイムスロットを割り当てないことを可能とするデータ伝送装置を提供することを目的とする。
【００２３】
また、この発明は、タイムスロットの浪費を回避することを可能とするデータ伝送装置を提供することを目的とする。
【００２４】
さらに、この発明は、下り領域のデータ量と上り領域のデータ量の合計容量は一定であるが、各データ量の比を１通信フレーム（１無線フレームあるいは１有線フレーム）毎にダイナミックに変化させるダイナミックスロット割当方式において、既送のパケットにタイムスロットを割り当てることによるタイムスロットの浪費を回避することを可能とするデータ伝送装置を提供することを目的とする。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
この発明のデータ伝送装置は、複数のタイムスロットに区分された下りデータ領域を含む一定長さの通信フレームが一定周期で繰り返され、単一の基地局の送信バッファから読み出したパケットを複数の加入者局へ前記下りデータ領域のタイムスロットで伝送するデータ伝送装置において、前記基地局は、前記送信バッファ中の加入者局宛毎のパケット数を１通信フレームの周期毎に周期的に計測するパケット数計測部と、計測したパケット数に基づいて、タイムスロットの割当を行うスロット割当部と、タイムスロットの割当を記憶するスロット割当記憶部とを備え、前記スロット割当部は、前記タイムスロットを割り当てる際に、前記計測パケット数から前記スロット割当記憶部に記憶されている既に割り当てられているパケット数を減算した値に基づいて割り当てることを特徴とする（請求項１記載の発明）。
【００２６】
この発明によれば、基地局にタイムスロットの割当を記憶するタイムスロット割当記憶部を設け、基地局のスロット割当部が、前記計測パケット数に基づいて、前記タイムスロットを割り当てる際に、前記スロット割当記憶部に記憶されている既に割り当てられているパケット数を減算して割り当てるようにしているので、既送のパケットにタイムスロットを割り当てないようにすることができ、したがって、タイムスロットの浪費を回避することができる。
【００２７】
通信フレームとしては、無線フレームあるいは光ファイバ回線等の有線フレームを利用することができる。
【００２８】
この場合、データ伝送装置が、時分割多重データ伝送装置であるとき、スロット割当部が、今回の通信フレームでタイムスロットを割り当てるとき、前回の通信フレームで割り当てているパケット数を減算した値に基づいて割り当てるようにすることで、既送のパケットを再送しないようにすることができる（請求項２記載の発明）。
【００２９】
また、この発明のデータ伝送装置は、複数の加入者局から単一の基地局への送信が行われる上り回線と、前記単一の基地局から前記複数の加入者局への送信が行われる下り回線とを含む一定周期で繰り返される一定長さの通信フレームが存在し、前記上り回線には、前記複数の加入者局から前記単一の基地局へタイムスロットを要求するスロット要求領域と、前記複数の加入者局から前記単一の基地局へパケットを送るために複数のタイムスロットに区分された上りデータ領域が含まれ、前記下り回線には、前記基地局からのスロット割当を前記複数の加入者局に通知するスロット割当領域が含まれるデータ伝送装置において、前記複数の加入者局は、それぞれ送信バッファと、該送信バッファ中のパケット数を計測するパケット数計測部を有し、１通信フレームの周期毎に周期的に前記送信バッファ中のパケット数を計測し、この計測値をタイムスロット要求数として前記スロット要求領域で送信し、前記基地局は、受信したタイムスロット要求数に基づき前記上りデータ領域のタイムスロットを割り当てるスロット割当部と、タイムスロットの割当を記憶するスロット割当記憶部とを有し、前記スロット割当部は、前記タイムスロット要求数から前記スロット割当記憶部に記憶されている既に割り当てられているタイムスロット数を減算した値に基づき前記上りデータ領域のタイムスロットを割り当てることを特徴とする（請求項３記載の発明）。
【００３０】
この発明によれば、基地局のスロット割当部は、上りデータ領域のタイムスロットを割り当てる際に、加入者局からのタイムスロット要求数から、既に割り当てられてスロット割当記憶部に記憶されているタイムスロット数を減算した値に基づいて割り当てるようにしているので、既送のパケットにタイムスロットを割り当てないようにすることができ、既送のパケットにタイムスロットを割り当ててしまうことにより発生するタイムスロットの浪費が未然に回避される。
【００３１】
この場合、データ伝送装置が、時分割多元接続データ伝送装置であるとき、前記スロット割当部が、今回の通信フレームでタイムスロットを割り当てるとき、前記タイムスロット要求数から前回および前々回の通信フレームで割り当てているタイムスロットを減算した値に基づき割り当てることで、既送のパケットにタイムスロットを割り当てないようにすることができ、既送のパケットにタイムスロットを割り当ててしまうことにより発生するタイムスロットの浪費が未然に回避される（請求項４記載の発明）。
【００３２】
この発明のデータ伝送装置は、複数の加入者局から単一の基地局への送信が行われる上り回線と、前記単一の基地局から前記複数の加入者局への送信が行われる下り回線とを含む一定周期で繰り返される一定長さの通信フレームが存在し、前記上り回線には、前記複数の加入者局から前記単一の基地局へタイムスロットを要求するスロット要求領域と、前記複数の加入者局から前記単一の基地局へパケットを送るために複数のタイムスロットに区分された上りデータ領域が含まれ、前記下り回線には、前記基地局からのスロット割当を前記複数の加入者局に通知するスロット割当領域と、前記基地局から前記複数の加入者局へパケットを送るために複数のタイムスロットに区分された下りデータ領域が含まれるデータ伝送装置において、前記複数の加入者局は、それぞれ送信バッファと、該送信バッファ中のパケット数を計測するパケット数計測部を有し、周期的に前記送信バッファ中のパケット数を計測し、この計測値をタイムスロット要求数として前記スロット要求領域で送信し、前記基地局は、自身の送信バッファ中の加入者局宛毎のパケット数を周期的に計測するパケット数計測部と、前記計測したパケット数に基づき前記下りデータ領域のタイムスロットを割り当てるとともに、受信したタイムスロット要求数に基づき前記上りデータ領域のタイムスロットを割り当てるスロット割当部と、タイムスロットの割当を記憶するスロット割当記憶部とを有し、前記スロット割当部は、前記計測パケット数に基づいて前記下りデータ領域のタイムスロットを割り当てるとともに前記タイムスロット要求数に基づき前記上りデータ領域のタイムスロットを割り当てる際に、前記計測パケット数および前記タイムスロット要求数から、前記スロット割当記憶部に記憶されている既に割り当てられているそれぞれのタイムスロット数をそれぞれ減算した値に基づいて割り当てることを特徴とする（請求項５記載の発明）。
【００３３】
この発明によれば、ダイナミックスロット割当方式において、基地局にスロット割当記憶部を設け、この記憶内容を参照してタイムスロットを割り当てるようにしているので、既送のパケットにタイムスロットを割り当てることを防止してタイムスロットの浪費を回避することができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、以下に参照する図面において、上記図１３に示したものと対応するものには同一の符号を付けてその詳細な説明は省略する。また、繁雑さを避けるために、必要に応じて上記図１３をも参照して説明する。
【００３５】
図１は、この発明の一実施の形態が適用された通信システム１０の全体的な構成を示している。
【００３６】
この通信システム１０は、複数の加入者に対して固定無線アクセスサービスを提供するＰ−ＭＰ（point to multi-point）型として用いられる。
【００３７】
そして、この通信システム１０は、基本的には、建物あるいは電柱等に固定された基地局１１と、該固定された基地局１１に対してそれぞれ無線回線を介して双方向通信が可能とされる会社内あるいは家庭内等に配される複数の加入者局２１（１）〜（３）（代表して加入者局２１ともいう。）とから構成される。
【００３８】
実際上、無線回線は、基地局１１のアンテナ１２と、複数の加入者局２１のアンテナ２２（１）〜（３）（代表してアンテナ２２ともいう。）間の無線通信を通じて確立される。
【００３９】
加入者局２１は、それぞれパーソナルコンピュータ等の端末２０（１）〜（３）（代表して端末２０ともいう。）に有線または無線で接続されている。各端末２０と各加入者局２１とは一体的な構成とすることができる。一方、基地局１１は、主に、有線でネットワーク１３に接続されている。
【００４０】
したがって、各加入者局２１は、無線回線および基地局１１を介してネットワーク１３にアクセスすることができる。なお、ネットワーク１３としては、ＩＰ（internet protocol）網等を使用することができる。
【００４１】
基地局１１と複数の加入者局２１との間の通信には、ＴＤＤ（time division duplex）／ＴＤＭＡ（time division multiple access）方式を採用する双方向の通信が可能である。この場合、基地局１１と複数の加入者局２１との間には、共通の無線周波数、たとえば２６［ＧＨｚ］帯が割り当てられ、使用するタイムスロットの違いにより効率的な通信が可能である。
【００４２】
なお、基地局１１と複数の加入者局２１との間の通信には、ＴＤＤ／ＴＤＭＡ方式に代替して、後述するＦＤＤ（frequency division duplex）／ＴＤＭＡ方式を採用することができる。なお、ＴＤＤ／ＴＤＭＡ方式あるいはＦＤＤ／ＴＤＭＡ方式のいずれの場合においても、下り方向は、ＴＤＭ（time division multiplex）方式とされ、上り方向はＴＤＭＡ方式とされる。
【００４３】
上記の図１３は、複数の加入者局２１と基地局１１との間での通信を行うためのＴＤＤ方式による無線フレーム（１無線フレーム）の構成を示している。１無線フレームの周期は、１〜１０［ｍｓ］程度のうち、固定の周期、たとえば２［ｍｓ］等が選択される。もちろん、１無線フレームの周期は、ハードウエア等との関係において、より短い周期あるいは長い周期を選択することも可能である。なお、この固定周期の１無線フレームのフレームと可変長のイーサフレーム等のフレームとは異なるものであることに留意する。
【００４４】
上述したように、１無線フレームは、下りヘッダ領域ＴＳ１１と下りデータ領域ＴＳ１２とからなる下り回線と、ＤＭＦ領域ＴＳ１３とスロット要求領域ＴＳ１４と上りデータ領域ＴＳ１５からなる上り回線と、ガードタイムＴＳ１６とから構成される。
【００４５】
図２は、図１３中、下りデータ領域ＴＳ１２の詳細な構成を示している。
【００４６】
下りデータ領域ＴＳ１２は、複数のタイムスロットに分割されており、それぞれに下り固定長パケット（単に、パケットともいう。）Ｐｄが割り当てられる。各下り固定長パケットＰｄは、加入者局番号Ｐｄ１、隣接パケット有無情報Ｘ等を含む再合成情報Ｐｄ２、実際のデータである固定長データＰｄ３、および誤り検出符号Ｐｄ４から構成されている。
【００４７】
図３は、再合成情報Ｐｄ２中、当該パケットの隣接パケットに対する関係を示す２ビットの隣接パケット有無情報Ｘ｛Ｘ＝（ａ，ｂ）｝の例を示している。隣接パケット有無情報Ｘ＝（ａ，ｂ）は、当該パケットがフレーム（たとえば、イーサフレーム、以下、再合成情報Ｐｄ２の説明の際は、１無線フレームとの錯綜を回避するため、フレームをイーサフレームという。）内の先頭パケットであるかどうかを示す情報ビット（単に、情報ともいう。）ａ（ａ＝１で先頭、ａ＝０で先頭ではない。）と、当該パケットがイーサフレーム内の末尾パケットであるかどうかを示す情報ビット（単に、情報ともいう。）ｂ（ｂ＝１で末尾、ｂ＝０で末尾ではない。）から構成されている。
【００４８】
この場合、隣接パケット有無情報Ｘ＝（ａ，ｂ）＝（１，１）は、当該パケットに１個の完結したイーサフレームが収容されていることを意味する。換言すれば、１つのイーサフレームが固定長のパケット以下のデータ長であることを意味する。隣接パケット有無情報Ｘ＝（ａ，ｂ）＝（１，０）は、当該パケットがイーサフレームの先頭パケットであって、かつ後続するパケットが存在することを意味する。隣接パケット有無情報Ｘ＝（ａ，ｂ）＝（０，０）は、当該パケットが前のパケット（前接パケットともいう。）に続きさらに後続パケットが存在する中間パケットであることを意味する。隣接パケット有無情報Ｘ＝（ａ，ｂ）＝（０，１）は、当該パケットが前のパケットに続き、かつフレームの最終パケットであることを意味する。なお、このとき、伝送路中で、パケットの順序が入れ替わることがないものとする。
【００４９】
図４は、図１３中、上りデータ領域ＴＳ１５の詳細な構成を示している。
【００５０】
上りデータ領域ＴＳ１５は、複数のタイムスロットに分割されており、それぞれに上り固定長パケット（単に、パケットともいう。）Ｐｕが割り当てられる。各上り固定長パケットＰｕには、ガードタイムＰｕ１、プリアンブルＰｕ２、加入者局番号Ｐｕ３、隣接パケット有無情報Ｘ等を含む再合成情報Ｐｕ４、実際のデータである固定長データＰｕ５、および誤り検出符号Ｐｕ６から構成されている。
【００５１】
なお、タイムスロットによるパケットのデータ伝送が、下り回線のみで行われる通信システムの場合には、１無線フレーム中、上りデータ領域ＴＳ１５は、不要になる。また、タイムスロットによるパケットのデータ伝送が、上り回線のみで行われる通信システムの場合には、１無線フレーム中、下りデータ領域が、不要になる。
【００５２】
上下データ領域ＴＳ１２（図２）、ＴＳ１５（図４）の構成は、ＴＤＤ／ＴＤＭＡ方式とＦＤＤ／ＴＤＭＡ方式とで共通である。
【００５３】
１個の下り固定長パケットＰｄあるいは１個の上り固定長パケットＰｕのデータ長は、たとえば６４バイトあるいは１２８バイトに選択することができる。
【００５４】
図５は、例としての各加入者局２１の構成を示している。加入者局２１は、基本的には、アンテナ２２と、高周波回路３２と、該高周波回路３２と端末２０に接続される通信制御回路３３とから構成されている。
【００５５】
高周波回路３２は、受信機４１と、送信機４２と、該送受信機４１、４２とアンテナ２２との間に配される１回路２接点のスイッチ４３とを有している。
【００５６】
高周波回路３２の送信機４２は、通信制御回路３３から供給される中間周波数の信号を、内蔵する混合器により無線周波数の信号に周波数変換するとともに、無線周波数の高周波信号を、内蔵する電力増幅器で電力増幅し、スイッチ４３を介してアンテナ２２に供給する。
【００５７】
また、高周波回路３２の受信機４１は、アンテナ２２で受信した無線周波数の高周波信号をスイッチ４３を介して入力し、内蔵された低雑音増幅器で増幅した後、内蔵する混合器により中間周波数に周波数変換して通信制御回路３３の変復調回路５１に供給する。
【００５８】
通信制御回路３３は、変復調回路５１の他、ＴＤＤ−ＴＤＭ／ＴＤＭＡ（単に、ＴＤＤ／ＴＤＭＡという。）制御回路５２、端末２０に接続される通信インタフェース回路５３、下り受信バッファ６１、上り送信バッファ６２、パケット数計測部６３を備えている。
【００５９】
パケット数計測部６３は、上り送信バッファ６２に蓄積されたパケット数を１無線フレームの周期毎に周期的に計測し、これをスロット要求（スロット要求数ともいう。）７１の情報としてＴＤＤ／ＴＤＭＡ制御回路５２に伝達する。このスロット要求７１の情報は、ＴＤＤ／ＴＤＭＡ制御回路５２から図１３の１無線フレームのスロット要求領域ＴＳ１４の時間帯で変復調回路５１、送信機４２、スイッチ４３およびアンテナ２２を通じて基地局１１に通知される。
【００６０】
図６は、例としての基地局１１の構成を示している。基地局１１は、基本的には、アンテナ１２と、高周波回路１３２と、該高周波回路１３２とネットワーク１３に接続される通信制御回路３４とから構成されている。
【００６１】
高周波回路１３２の構成および作用は、図５に示した加入者局２１の高周波回路３２と同等である。
【００６２】
通信制御回路３４は、変復調回路１５１、ＴＤＤ−ＴＤＭ／ＴＤＭＡ（単に、ＴＤＤ／ＴＤＭＡという。）制御回路１５２、ネットワーク１３に接続される通信インタフェース回路１５３、スロット割当部５４、上り加入者局毎受信バッファ６４、下り加入者局毎送信バッファ６５、パケット数計測部６６、およびスロット割当記憶部６７を備えている。
【００６３】
パケット数計測部６６は、下り加入者局毎送信バッファ６５に蓄積された加入者局２１毎のパケット数を１無線フレームの周期毎に周期的に計測し、これをスロット割当部５４に伝達する。ＴＤＤ／ＴＤＭＡ制御回路１５２は、図１３の１無線フレームのスロット要求領域ＴＳ１４の時間帯で通知された各加入者局２１のスロット要求７１の情報を抽出し、スロット割当部５４に伝達する。
【００６４】
スロット割当部５４は、加入者局２１毎のパケット数（蓄積パケット数）およびスロット要求７１の情報に基づいて、下り回線と上り回線の上下データ領域ＴＳ１２、ＴＳ１５を構成するタイムスロットの割当に関し、どの加入者局２１にどれだけのタイムスロットをどの無線フレームに割り当てるかの、いわゆるスケジュール計算を行い、スロット割当７２の情報を決定し、ＴＤＤ／ＴＤＭＡ制御回路１５２に通知する。
【００６５】
各加入者局２１に対する、上り方向の上りデータ領域ＴＳ１５に対するタイムスロットの割当は、図１３の１無線フレーム内のスロット割当領域ＴＳ２１の時間帯において通知される。
【００６６】
各加入者局２１と基地局１１のそれぞれの通信インタフェース回路５３、１５３、ＴＤＤ／ＴＤＭＡ制御回路５２、１５２、パケット数計測部６３、６６、およびスロット割当部５４は、それぞれ、ＣＰＵ（central processing unit）を含んでマイクロコンピュータ等により構成される場合にはＲＯＭ（read only memory）に各種プログラムがインストールされてＣＰＵにより実行される構成とされ、ハードウエアとして構成される場合には、ＡＳＩＣ（application specific integrated circuit）化されて所定の機能が実行される。
【００６７】
たとえば、通信インタフェース回路５３、１５３の機能について説明すれば、端末２０から加入者局２１に供給されるイーサネット（登録商標）フレームのようなランダムに発生する可変長のデータが、加入者局２１の通信インタフェース回路５３で、上り固定長パケットＰｕに分割される。このとき、通信インタフェース回路５３で、さらに、各上り固定長パケットＰｕに隣接パケット有無情報Ｘを含む再合成情報Ｐｕ４が付加される。
【００６８】
各上り固定長パケットＰｕは、基地局１１からのスロット割当領域ＴＳ２１の内容によりスロットが割り当てられ、無線回線を通じて送信側装置として機能する各加入者局２１から送信される。
【００６９】
受信側装置として機能する基地局１１側で受信された各上り固定長パケットＰｕは、再合成情報Ｐｕ４等を基に、通信インタフェース回路１５３で再合成され、さらにパケットの欠落の有無が検出され、パケットの欠落が無かった場合には、再合成されたイーサフレームがデータとしてネットワーク１３側へ出力される。
【００７０】
ネットワーク１３から基地局１１に供給されるデータについても同様であるが、この場合、送信側装置として機能する基地局１１の通信インタフェース回路１５３により、下り固定長パケットＰｄに分割され、その際、各下り固定長パケットＰｄに隣接パケット有無情報Ｘを含む再合成情報Ｐｄ２が付加され、無線回線を通じて受信側装置として機能する加入者局２１に送信される。
【００７１】
該当する加入者局２１の通信インタフェース回路５３で受信された下り固定長パケットＰｄは、再合成情報Ｐｄ２に基づいて再合成され、パケットの欠落の有無が検出され、パケットの欠落がなかった場合には端末２０に伝送される。
【００７２】
この発明の一実施の形態が適用された通信システム１０は、基本的には、以上のように構成され、かつ動作するものである。
【００７３】
次に、スロット割当部５４におけるスケジュール計算によるスロットの割当処理について、以下の順序で説明する。
【００７４】
（１）基地局１１から各加入者局２１へデータを伝送する下りデータ領域ＴＳ１２へのスロット割当処理についての説明。
【００７５】
（２）基地局１１が、各加入者局２１からのスロット要求７１の情報を受け取ってから、各加入者局２１から基地局１１へデータを伝送する上りデータ領域ＴＳ１５へのスロット割当処理についての説明。
【００７６】
（３）上記の（１）と（２）の処理を含む、上下データ領域ＴＳ１５、ＴＳ１２の各データ量の比を１無線フレーム毎にダイナミックに変化させるダイナミックスロット割当処理についての説明。
【００７７】
まず、（１）基地局１１から各加入者局２１へデータを伝送する下りデータ領域ＴＳ１２のタイムスロットの割当について、図７のタイムチャートを参照して説明する。
【００７８】
この場合、下り加入者局毎送信バッファ６５に蓄積されている各加入者局２１宛毎の蓄積パケット数（Ｐとする。）が、たとえば、図７に示すように、１無線フレームの境界で１無線フレーム周期毎にパケット数計測部６６により計測され更新されて、スロット割当部５４に通知される。スロット割当部５４は、通知された各加入者局２１宛毎の蓄積パケット数に基づいて、約１無線フレーム周期に対応する時間をかけてスケジュール計算を行い、次フレームの下りデータ領域ＴＳ１２においてスロットの割当を実行するものとする。
【００７９】
なお、ここでは、説明の煩雑さを回避し理解の容易さを優先するため、１加入者局２１についての割当を例として説明するが、複数の加入者局２１であっても、同様に適用することができる。
【００８０】
そこで、まず、無線フレームＮ−２の先頭の時点ｔ０において、パケット数計測部６６によりある加入者局２１の蓄積パケット数Ｐが計測され、その計測値（ここでは、Ｐ１とする。）が、スロット割当部５４に伝達されたものとする。
【００８１】
この計測値Ｐ１により、略同一の時点ｔ０において、スロット割当部５４は、スケジュール計算を開始する。
【００８２】
次に、無線フレームＮ−１の先頭の時点ｔ１の計測において、蓄積パケット数Ｐを計測し、パケット数ＰがＰ＝Ｐ２に更新されていたものとする。
【００８３】
その時点ｔ１で、無線フレームＮ−２での、蓄積パケット数Ｐ＝Ｐ１のスケジュール計算が終了する。
【００８４】
このスケジュール計算結果により、当該加入者局２１に対するスロット割当数がＲ１とされ、このスロット割当数Ｒ１が無線フレームＮ−１へ割り当てられたことがスロット割当記憶部６７に記憶される。なお、スロット割当数Ｒ１は、タイムスロットに余裕があれば、蓄積パケット数の計測値Ｐ１と同数になるが、常に同数となるわけでばない。全加入者局２１の蓄積パケット数の和がタイムスロット総数を超えると制約が発生する。したがって、スロット割当数Ｒには、蓄積パケット数Ｐと異なる変数を与えている。
【００８５】
この時点ｔ１で、スロット割当部５４は、新たな蓄積パケット数Ｐ＝Ｐ２−Ｒ１に基づく新たなスケジュール計算を開始する。
【００８６】
次に、時点ｔ２で、このスロット割当数Ｒ１の数と同数の蓄積パケット数（割当パケット数ともいう。）Ｐ＝Ｒ１のデータが、無線フレームＮ−１の下りデータ領域ＴＳ１２で、当該加入者局２１に伝送される。すなわち、基地局１１において、蓄積パケット数Ｐ２のうち、Ｒ１個のデータが、下り加入者局毎送信バッファ６５からＴＤＤ／ＴＤＭＡ制御回路１５２により読み出され、変復調回路１５１、送信機１４２、スイッチ１４３およびアンテナ１２を通じて送信される。
【００８７】
この送信データは、無線回線、当該加入者局２１のアンテナ２２、スイッチ４３を通じて受信機４１により受信される。
【００８８】
受信データは、変復調回路５１、ＴＤＤ／ＴＤＭＡ制御回路５２を介して下り受信バッファ６１に蓄積される。
【００８９】
次いで、無線フレームＮの先頭の時点ｔ３の計測において、蓄積パケット数ＰがＰ＝Ｐ３に更新されていたものとする。この時点ｔ３においては、スロット割当数Ｒ１が、時点ｔ３の下りデータ領域ＴＳ１２で加入者局２１宛に送信されているので、下り加入者局毎送信バッファ６５から削除されている。
【００９０】
次いで、その時点ｔ３で、無線フレームＮ−１の蓄積パケット数Ｐ＝Ｐ２−Ｒ１のスケジュール計算が終了する。
【００９１】
このスケジュール計算によるスロット割当数がＲ２であるものとする。このスロット割当数Ｒ２は、無線フレームＮの下りデータ領域ＴＳ１２の割り当てに使用されるとともにスロット割当記憶部６７中に記憶される。
【００９２】
この時点ｔ３で、スロット割当部５４は、新たな蓄積パケット数Ｐ＝Ｐ３−Ｒ２に基づく新たなスケジュール計算を開始する。
【００９３】
スロット割当数Ｒ２のデータは、スケジュールに従い、時点ｔ４における無線フレームＮの下りデータ領域ＴＳ１２で、当該加入者局２１に伝送される。以下、時点ｔ３以降に同様な処理が繰り返される。
【００９４】
一方、加入者局２１では、通信インタフェース回路５３により、下り受信バッファ６１に蓄積されたデータパケットの再合成情報Ｐｄｕが参照されて、イーサフレーム等の再合成が行われ、端末２０に伝送される。
【００９５】
上述したように、この実施の形態によれば、複数のタイムスロットに区分された下りデータ領域ＴＳ１２と上りデータ領域ＴＳ１５を含む一定長さの１無線フレームが一定周期で繰り返され、基地局１１の下り加入者局毎送信バッファ６５からのパケットを複数の加入者局２１へ下りデータ領域ＴＳ１２のタイムスロットで伝送する。そして、基地局１１のパケット数計測部６６は、下り加入者局毎送信バッファ６５中の加入者局２１宛毎の蓄積パケット数を１無線フレームの周期で計測する。スロット割当部５４は、タイムスロットを割り当てる際に、蓄積パケット数Ｐからスロット割当記憶部６７に記憶されている既に割り当てられているパケット数Ｒを減算した値（Ｐ−Ｒ）に基づいて割り当てる。
【００９６】
このように、基地局１１にタイムスロットの割当を記憶するタイムスロット割当記憶部６７を設け、スロット割当部５４が、計測パケット数に基づいて、タイムスロットを割り当てる際に、スロット割当記憶部６７で既に割り当てられているパケット数を減算補正して割り当てるようにしているので、スケジュール計算中（パケット数を計測してからスロットを割り当てるまでの間）に、下りデータ領域ＴＳ１２で既に加入者局２１に送信された既送のデータにタイムスロットを重複して割り当てないようにすることができ、タイムスロットの浪費を回避することができる。
【００９７】
実際上、この実施の形態では、スロット割当部５４が、今回の１無線フレームＮでタイムスロットを割り当てるとき、前回の無線フレームＮ−１で割り当てているスロット割当数Ｒ１を減算した値に基づいて割り当てるようにすることで、既送のパケットにタイムスロットを割り当てないようにすることができる。
【００９８】
次に、（２）基地局１１が、各加入者局２１からのスロット要求７１の情報を受け取ってから、各加入者局２１から基地局１１へ上り回線でデータを伝送する上りデータ領域ＴＳ１５のスロット割当処理について、図８のタイムチャートを参照して説明する。
【００９９】
なお、ここでは、説明の煩雑さを回避し理解の容易さを優先するため、１加入者局２１についての割当を例として説明するが、複数の加入者局２１であっても、同様に適用することができる。
【０１００】
この場合、加入者局２１の上り送信バッファ６２に蓄積されている各加入者局２１毎の蓄積パケット数（上記のＰと区別するためＱという。）が、たとえば、図８中、１無線フレームの境界で１無線フレーム周期毎にパケット数計測部６３により計測され更新される。
【０１０１】
この蓄積パケット数Ｑは、スロット要求７１の情報（スロット要求数という。）として、上り回線のスロット要求領域ＴＳ１４で、各加入者局２１のＴＤＤ／ＴＤＭＡ制御回路５２、変復調回路５１、送信機４２、スイッチ４３、およびアンテナ２２を通じて送信され、無線回線を介して、基地局１１のアンテナ１２、スイッチ１４３を介して受信機１４１で受信される。受信情報は、変復調回路１５１およびＴＤＤ／ＴＤＭＡ制御回路１５２を通じてスロット要求７１の情報（スロット要求数）として、スロット割当部５４に通知される。
【０１０２】
スロット割当部５４は、通知された各加入者局２１宛毎のスロット要求数に基づいて、約１無線フレーム周期に対応する時間をかけてスケジュール計算を行い、次フレームのスロット割当領域ＴＳ２１までにそのスケジュール計算を終了してスロットの割当処理を実行する。この割当処理で割り当てたスロット割当数をＵという。
【０１０３】
そこで、まず、無線フレームＮ−４の先頭の時点ｔ１０において、パケット数計測部６３により、ある加入者局２１の蓄積パケット数Ｑの計測値がＱ１として計測されたものとする。この時点ｔ１０で、基地局１１のスロット割当部５４は、スケジュール計算を開始するが、実際上、スロット要求７１の情報（スロット要求数）を受け取っていないので、後述するように、このスケジュール計算では何も割り当てられない。
【０１０４】
次に、時点ｔ１１の無線フレームＮ−４の上り回線のスロット要求領域ＴＳ１４で、時点ｔ１０で加入者局２１で計測された蓄積パケット数Ｑの計測値Ｑ１が、スロット要求数（等しい値であるのでＱ１とする。）として、加入者局２１から送信され、基地局１１のスロット割当部５４に供給される。
【０１０５】
次いで、無線フレームＮ−３の先頭の時点ｔ１４の計測において、上り送信バッファ６２の蓄積パケット数ＱがＱ＝Ｑ２に更新される。
【０１０６】
この時点ｔ１４で、基地局１１のスロット割当部５４は、現時点でのスロット要求数を確認し、その値がＱ１であることから、このスロット要求数Ｑ１に基づくスケジュール計算を開始する。
【０１０７】
次いで、時点ｔ１５のスロット要求領域ＴＳ１４で、時点ｔ１４で加入者局２１のパケット数計測部６３で計測された蓄積パケット数Ｑ２が、スロット要求数Ｑ２として、基地局１１のスロット割当部５４に供給される。
【０１０８】
さらに、無線フレームＮ−２の先頭の時点ｔ１６で、加入者局２１の蓄積パケット数ＱがＱ＝Ｑ３として計測される。
【０１０９】
また、時点ｔ１６で、時点ｔ１４から開始したスケジュール計算が終了し、スロットが割り当てられる。スロット割当数をＵ１とする。このスロット割当数Ｕ１がスロット割当記憶部６７に記憶される。
【０１１０】
さらに、この時点ｔ１６では、スロット割当部５４によりスロット要求数Ｑ２が確認され、このスロット要求数Ｑ２からスロット割当数Ｕ１を減算した値Ｑ２−Ｕ１に基づくスケジュール計算が開始される。
【０１１１】
次に、時点ｔ１７では、この無線フレームＮ−２の上りデータ領域ＴＳ１５で、スロット割当数Ｕ１と同数の蓄積パケット数の送信を行うようにとのスケジュールが、無線フレームＮ−２の下り回線のスロット割当領域ＴＳ２１で、当該加入者局２１に通知される。
【０１１２】
次いで、時点ｔ１８で、加入者局２１の蓄積パケット数Ｑ３が、スロット要求数Ｑ３として、基地局１１のスロット割当部５４に通知される。
【０１１３】
次に、加入者局２１において、スケジュールに従い、時点ｔ１９で、上り送信バッファ６２からＴＤＤ／ＴＤＭＡ制御回路５２によりスロット割当数Ｕ１のデータが読み出される。そして、読み出されたデータが、その時点ｔ１９の無線フレームＮ−２の上り回線の上りデータ領域ＴＳ１５で、無線回線を介して加入者局２１から基地局１１に送信され、基地局１１の上り加入者局毎受信バッファ６４に記憶される。
【０１１４】
なお、時点ｔ１９で、加入者局２１の上り送信バッファ６２からスロット割当数Ｕ１のデータが読み出されるので、蓄積パケット数は、そのＵ１分減少する。
【０１１５】
次いで、無線フレームＮ−１の先頭の時点ｔ２０で、加入者局２１の蓄積パケット数ＱがＱ＝Ｑ４として計測される。
【０１１６】
この時点ｔ２０で、また、時点ｔ１６から開始したスケジュール計算が終了し、スロットが割り当てられる。スロット割当数をＵ２とする。このスロット割当数Ｕ２がスロット割当記憶部６７に記憶される。
【０１１７】
さらに、この時点ｔ２０では、スロット割当部５４によりスロット要求数Ｑ３が確認され、このスロット要求数Ｑ３からスロット割当数Ｕ２＋Ｕ１を減算した値Ｑ３−（Ｕ２＋Ｕ１）に基づくスケジュール計算が開始される。
【０１１８】
次に、時点ｔ２１では、この無線フレームＮ−１の上りデータ領域ＴＳ１５で、スロット割当数Ｕ２と同数の蓄積パケット数の送信を行うようにとのスケジュールが、無線フレームＮ−１の下り回線のスロット割当領域ＴＳ２１で、当該加入者局２１に通知される。
【０１１９】
次いで、時点ｔ２２で、加入者局２１の蓄積パケット数Ｑ４が、スロット要求数Ｑ４として、基地局１１のスロット割当部５４に通知される。
【０１２０】
次に、加入者局２１において、スケジュールに従い、時点ｔ２３で、上り送信バッファ６２からＴＤＤ／ＴＤＭＡ制御回路５２によりスロット割当数Ｕ２のデータが読み出される。そして、読み出されたデータが、その時点ｔ２３の無線フレームＮ−１の上り回線の上りデータ領域ＴＳ１５で、無線回線を介して加入者局２１から基地局１１に送信され、基地局１１の上り加入者局毎受信バッファ６４に記憶される。
【０１２１】
なお、時点ｔ２３で、加入者局２１の上り送信バッファ６２からスロット割当数Ｕ２のデータが読み出されるので、蓄積パケット数は、そのＵ２分減少する。
【０１２２】
次いで、無線フレームＮの先頭の時点ｔ２４で、加入者局２１の蓄積パケット数ＱがＱ＝Ｑ５として計測される。
【０１２３】
この時点ｔ２４で、また、時点ｔ２０から開始したスケジュール計算が終了し、スロットが割り当てられる。スロット割当数をＵ３とする。このスロット割当数Ｕ３がスロット割当記憶部６７に記憶される。
【０１２４】
さらに、この時点ｔ２４では、スロット割当部５４によりスロット要求数Ｑ４が確認され、このスロット要求数Ｑ４からスロット割当数Ｕ３＋Ｕ２を減算した値Ｑ４−（Ｕ３＋Ｕ２）に基づくスケジュール計算が開始される。
【０１２５】
次に、時点ｔ２５では、この無線フレームＮの上りデータ領域ＴＳ１５で、スロット割当数Ｕ３と同数の蓄積パケット数の送信を行うようにとのスケジュールが、無線フレームＮの下り回線のスロット割当領域ＴＳ２１で、当該加入者局２１に通知される。
【０１２６】
蓄積パケット数Ｕ３のデータは、スケジュールに従い、無線フレームＮの上りデータ領域ＴＳ１５で、当該加入者局２１から基地局１１の上り加入者局毎受信バッファ６４に伝送され記憶される。以下、時点ｔ２４以降と同様な処理が繰り返される。
【０１２７】
一方、基地局１１の通信インタフェース回路１５３により、上り加入者局２１毎受信バッファ６４に蓄積されたデータの再合成情報Ｐｄｕが参照されて、イーサフレーム等の再合成が行われ、ネットワーク１３に伝送される。
【０１２８】
上述した実施の形態によれば、複数の加入者局２１から単一の基地局１１への送信が行われる上り回線と、基地局１１から複数の加入者局２１への送信が行われる下り回線とを含む一定周期で繰り返される一定長さの１無線フレームが存在し、上り回線には、複数の加入者局２１から基地局１１へタイムスロットを要求するスロット要求領域ＴＳ１４と、複数の加入者局２１から基地局１１へパケットを送るために複数のタイムスロットに区分された上りデータ領域ＴＳ１５が含まれ、下り回線には、基地局１１からのスロット割当７２の情報を複数の加入者局２１に通知するスロット割当領域ＴＳ２１と、基地局１１から複数の加入者局２１へパケットを送るために複数のタイムスロットに区分された下りデータ領域ＴＳ１２が含まれる。
【０１２９】
各加入者局２１は、パケット数計測部６３により、上り送信バッファ６２中に蓄積されている蓄積パケット数Ｑを、１無線フレームの周期と等しい一定周期で計測する。この計測値Ｑをスロット要求数Ｑとしてスロット要求領域ＴＳ１４で送信する。
【０１３０】
基地局１１は、スロット要求数Ｑに基づきスロット割当部５４により上りデータ領域ＴＳ１５のタイムスロットを割り当てる。
【０１３１】
また、スロット割当部５４は、タイムスロットの割当をスロット割当記憶部６７に記憶する。
【０１３２】
そして、スロット割当部５４は、スロット要求数Ｑに基づき上りデータ領域ＴＳ１５のタイムスロットを割り当てる際に、スロット割当記憶部６７に既に割り当てられているタイムスロット数を減算した値に基づいて割り当てる。
【０１３３】
このように、基地局１１のスロット割当部５４は、上りデータ領域ＴＳ１５のタイムスロットを割り当てる際に、加入者局２１からのスロット要求数Ｑから、既に割り当てられてスロット割当記憶部６７に記憶されているタイムスロット数を減算して割り当てるようにしているので、既送のパケットに対するタイムスロットの再割当が防止され、タイムスロットの浪費を未然に回避することができる。
【０１３４】
この場合、データ伝送装置は、ＴＤＭＡ伝送装置であるので、加入者局２１で計測したパケット数Ｑをスロット要求数Ｑとして送信する手順が必要となる。このため、上り方向のデータの伝送の際には、スロット割当部５４が、今回の無線フレームＮでタイムスロットを割り当てるとき、前回および前々回のタイムスロットを割り当てた無線フレームＮ−１、Ｎ−２で割り当てているタイムスロットを減算した値｛たとえば、Ｑ４−（Ｓ３＋Ｓ２）｝に基づいて割り当てることで、既送のパケットに対するタイムスロットの再割当が防止され、タイムスロットの浪費が未然に回避される。
【０１３５】
なお、この上り方向のスロット割当では、下り方向のスロット割当に比較して、スロット要求数Ｑの加入者局２１からのスロット要求領域ＴＳ１４での送信および受信が必要であるので、考慮すべきスロット割当が１無線フレーム分増加している。
【０１３６】
なお、スケジュール計算の時間が、１無線フレーム余りの時間ではなく、たとえば２無線フレーム余りの時間を要する場合には、無線フレームＮでタイムスロットを割り当てるとき、前回および前々回のタイムスロットを割り当てた無線フレームを、Ｎ−２、Ｎ−３およびＮ−４とすればよい。
【０１３７】
次に、（３）上記の（１）と（２）の処理を含む、１無線フレーム内の上下データ領域ＴＳ１５、ＴＳ１２の各データ量の比を１無線フレーム毎にダイナミックに変化させるダイナミックスロット割当処理について、図９のフローチャートを参照して説明する。なお、理解の容易化のために同時に図７、図８のタイムチャートも参照して説明する。
【０１３８】
この場合、スロット割当部５４は、たとえば無線フレームの境界時点で、図７に示した下り方向のタイムスロット割当のためのスケジュール計算と、図８に示した上り方向のタイムスロットの割当のためのスケジュール計算を同時に並列的に行い、その割当結果に基づいて、同一無線フレーム中の下りデータ領域ＴＳ１２と上りデータ領域ＴＳ１５へのタイムスロットの割当をダイナミックに行う。すなわち、１無線フレーム中で、下りデータ領域ＴＳ１２と上りデータ領域とＴＳ１５へ割り当てるタイムスロットの合計数は一定であるが、この合計数をＳとするとき、たとえば下りデータ領域ＴＳ１２へのスロット割当数が少なく、それがＳｄであった場合、上りデータ領域ＴＳ１５には、残りのＳ−Ｓｄの数の多くのスロット数を割り当てるようにする。このように制御することにより、タイムスロットを有効に利用することができ、データを基地局１１から加入者局２１あるいは加入者局２１から基地局１１へ短時間で伝送できる可能性が高くなる。
【０１３９】
図９のフローチャートで示される各処理は、基地局１１のスロット割当部５４により実行される。
【０１４０】
フローチャート中のステップＡ１〜Ａ３では、基地局１１と加入者局２１間のデータ伝送量の決定を行う。ここで、ステップＡ１の処理の詳細を示すステップＢ１〜Ｂ６の処理が上述した補正計算を行う部分である。
【０１４１】
この場合、ステップＢ１〜Ｂ４の処理では、無線フレームＮにおける上りデータ領域ＴＳ１５のタイムスロットの割当処理を行うため、それぞれ無線フレームＮ−２および無線フレームＮ−１で行われた割当処理を考慮した減算補正処理を行う。この減算補正処理は、図８中、時点ｔ２０で行われ、それに基づくスケジュール計算の結果が時点ｔ２５で行われるスロット割当処理である。
【０１４２】
また、ステップＢ５、Ｂ６の処理では、無線フレームＮにおける下りデータ領域ＴＳ１２のタイムスロットの割当処理を行うため、無線フレームＮ−１で行われた割当処理を考慮した減算補正処理を行う。この減算補正処理は、図７中、時点ｔ１で行われ、それに基づくスケジュール計算の結果が、時点ｔ３で行われるスロット割当処理である。なお、上述したように、ここでの補正計算は、加入者局２１からスロット要求数の通知を受ける必要がないので、無線フレームＮ−２の補正を考慮する必要がない。
【０１４３】
そこで、まず、ステップＡ１では、加入者局２１のパケット数計測部６３および各基地局１１のパケット数計測部６６でのパケット数の計測時点と基地局１１のスロット割当部５４でスロットを割り当てる時点の時間差によるパケット数の補正処理を行う。
【０１４４】
ステップＡ１を構成するステップＢ１の処理では、割当が行われた加入者局２１に対して補正計算が必要なため、無線フレームＮ−２の割当処理を確認する（上述のスロット割当数Ｕ１）。
【０１４５】
ステップＢ２の処理では、無線フレームＮ−２のスロット要求数Ｑ３から無線フレームＮ−２の割当処理で割り当てられたスロット割当数Ｕ１を減算する補正計算を行う（Ｑ３−Ｕ１）。
【０１４６】
次いで、ステップＢ３の処理では、割当が行われた加入者局２１に対して補正計算が必要なため、無線フレームＮ−１の割当処理を確認する（上述のスロット割当数Ｕ２）。
【０１４７】
ステップＢ４の処理では、無線フレームＮのスロット要求数Ｑ３から無線フレームＮ−１の割当処理で割り当てられたスロット割当数Ｕ２を減算する補正計算を行う（Ｑ３−Ｕ２）。
【０１４８】
次に、ステップＢ５の処理では、割当が行われた加入者局２１に対して補正計算が必要なため、無線フレームＮ−１の割当処理を確認する（上述のスロット割当数Ｒ１）。
【０１４９】
ステップＢ６の処理では、基地局１１の蓄積パケット数Ｐ２から無線フレームＮ−１の割当処理で割り当てられたスロット割当数Ｒ１を減算する補正計算を行う｛上述の（Ｐ２−Ｒ１）｝。
【０１５０】
次に、ステップＡ２では、減算補正後のパケット数から、無線フレームＮにおける上下のデータ領域ＴＳ１２、ＴＳ１５のタイムスロット数の分配量を決定する。
【０１５１】
実際上、この分配を決定する際、タイムスロット数が、１無線フレームの、上下のデータ領域ＴＳ１２、ＴＳ１５のタイムスロット数の合計数以下の値となっている場合には、１無線フレーム内にスロット割当数を割り当てるようにすればよい。このようにすれば、１無線フレームで割り当てられたタイムスロット数に対応するパケット数のデータを１無線フレームで送信することができ、送信時間が短縮される。
【０１５２】
もちろん、タイムスロットの割り当ては、１フレームでは済まない場合もあるが、その場合には、現時点で、使用する無線フレームの数が最小となるように上下データ領域ＴＳ１２、ＴＳ１５にタイムスロットを分配すればよい。
【０１５３】
次いで、ステップＡ３では、実際上、複数の加入者局２１が存在することから、複数の加入者局２１へのデータ転送率が同等、すなわち公平になるように上下データ領域ＴＳ１２、ＴＳ１５でスロット割当を通知させる加入者局番あるいはデータを転送する加入者局番を決定する。
【０１５４】
また、基地局１１は、加入者局２１に対するパケット計測値の通知、すなわちスロット要求数の通知を許可する加入者局番を、上記データ転送率が同等、すなわち公平になるように決定する。
【０１５５】
これらを満足するスロット割当数が、ステップＡ３で、スロット割当数Ｒ２、Ｕ３として決定される。
【０１５６】
このように上述した実施の形態によれば、複数の加入者局２１から基地局１１への送信が行われる上り回線と、基地局１１から複数の加入者局２１への送信が行われる下り回線とを含む一定周期で繰り返される一定長さの無線フレームが存在し、上り回線には、複数の加入者局２１から基地局１１へタイムスロットを要求するスロット要求領域ＴＳ１４と、複数の加入者局２１から基地局１１へパケットを送るために複数のタイムスロットに区分された上りデータ領域ＴＳ１５が含まれ、下り回線には、基地局１１からのスロット割当を複数の加入者局２１に通知するスロット割当領域ＴＳ２１と、基地局１１から複数の加入者局２１へパケットを送るために複数のタイムスロットに区分された下りデータ領域ＴＳ１２が含まれる。
【０１５７】
複数の加入者局２１は、それぞれ上り送信バッファ６２と、上り送信バッファ６２中のパケット数を計測するパケット数計測部６３を有し、１無線フレームと同周期の一定周期毎に上り送信バッファ６２中のパケット数を計測し、この計測値をタイムスロット要求数としてスロット要求領域ＴＳ１４で送信する。
【０１５８】
基地局１１は、自身の下り加入者局毎送信バッファ６５中の加入者局宛毎のパケット数を１無線フレームと同周期の一定周期毎にパケット数計測部６６により計測する。
【０１５９】
そして、スロット割当部５４は、計測したパケット数に基づき下りデータ領域ＴＳ１２のタイムスロットを割り当てるとともに、タイムスロット要求数に基づき上りデータ領域ＴＳ１５のタイムスロットを割り当てる。
【０１６０】
また、割り当てたタイムスロットの割当をスロット割当記憶部６７に記憶する。
【０１６１】
この場合、スロット割当部５４は、計測パケット数に基づいて下りデータ領域ＴＳ１２のタイムスロットを割り当てるとともにタイムスロット要求数に基づき上りデータ領域ＴＳ１５のタイムスロットを割り当てる際に、計測パケット数およびタイムスロット要求数から、スロット割当記憶部６７に記憶され既に割り当てられているそれぞれのタイムスロット数をそれぞれ減算した値に基づいて割り当てるとともに、上下のデータ領域の分配量を決定して割り当てる。
【０１６２】
このようにすれば、１無線フレーム内のスロット割当をダイナミックに行うことが可能となるので、パケット再送を防止してタイムスロットの浪費を回避することができるとともに、パケットの高速転送が可能となる。
【０１６３】
次に、図１０は、ＦＤＤ方式の加入者局２１Ａの構成例を示している。図１１は、ＦＤＤ方式の基地局１１Ａの構成例を示している。図１２は、ＦＤＤ方式の無線フレームの構成を示している。
【０１６４】
ＦＤＤ方式の図１０の加入者局２１Ａと上述したＴＤＤ方式の図５の加入者局２１、ＦＤＤ方式の図１１の基地局１１Ａと上述したＴＤＤ方式の図６の基地局１１、およびＦＤＤ方式の図１２の無線フレームと上述したＴＤＤ方式の図１３、図２、図３の無線フレームにおいて、それぞれ対応する要素には同一の符号を付けその詳細な説明は省略する。
【０１６５】
ＦＤＤ方式は、周波数多重であるので、上り方向と下り方向で異なる無線周波数が用いられる。そのため、ＴＤＤ方式の高周波回路３２、１３２を構成するスイッチ４３、１４３がＦＤＤ方式ではそれぞれ図１０、図１１に示すようにダイプレクサ４４、１４４に代替される。ダイプレクサ４４、１４４は、周知のように、受信周波数用のバンドパスフィルタと送信周波数用のバンドパスフィルタから構成され、それぞれ、送信機４２、１４２からの出力信号をアンテナ１２、２２側に導いて送信させ、アンテナ１２、２２で受信した信号を受信機４１、１４１側に導く作用を行う。
【０１６６】
一方、無線フレームは、図１３と図１２を参照すれば明らかなように、ＴＤＤ方式では１無線フレームが、下り回線と上り回線とに直列的に分割されているのに対し、ＦＤＤ方式では、下り無線フレームと上り無線フレームが並列的に構成されている。
【０１６７】
なお、図１２に示す下り無線フレーム中の下りデータ領域ＴＳ１２は、図２の下りデータ領域ＴＳ１２に示す下り固定長パケットＰｄと同一の構成となっている。
【０１６８】
同様に、図１２に示す上り無線フレーム中の上りデータ領域ＴＳ１５は、図４の上りデータ領域ＴＳ１５に示す上り固定長パケットＰｕと同一の構成となっている。
【０１６９】
図１１に示すスロット割当部５４では、図９に示したアルゴリズムを用いて、ＴＤＤ方式と同様に補正計算を行うことができる。なお、ＦＤＤ方式では、ダイナミックのスロット割当方式は、方式上採用することができない。
【０１７０】
なお、この発明は、上述した実施の形態に限らず、たとえば伝送回線として無線回線ではなく、基地局と加入者局との間が光ファイバで接続された双方向光回線においても適用することができる等、この発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【０１７１】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、既スロット割り当てを考慮することで、既送のデータ（パケット）にタイムスロットを割り当てないようにすることができる。
【０１７２】
また、この発明は、タイムスロットの浪費を回避することができる。
【０１７３】
さらに、この発明は、下り領域のデータ量と上り領域のデータ量の合計容量は一定であるが、各データ量の比を１通信フレーム（１無線フレームあるいは１有線フレーム）毎にダイナミックに変化させるダイナミックスロット割当方式において、既送のパケットにタイムスロットを割り当てることによるタイムスロットの浪費を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態が適用された通信システムの構成図である。
【図２】下りデータ領域と下り固定長パケットの構造図である。
【図３】隣接パケット有無情報の説明図である。
【図４】上りデータ領域と上り固定長パケットの構造図である。
【図５】ＴＤＤ方式の加入者局の構成を示すブロック図である。
【図６】ＴＤＤ方式の基地局の構成を示すブロック図である。
【図７】下りデータ領域のスロット割当処理の説明に供されるタイムチャートである。
【図８】上りデータ領域のスロット割当処理の説明に供されるタイムチャートである。
【図９】ダイナミックスロット割当処理の説明に供されるフローチャートである。
【図１０】ＦＤＤ方式の加入者局の構成を示すブロック図である。
【図１１】ＦＤＤ方式の基地局の構成を示すブロック図である。
【図１２】ＦＤＤ方式の無線フレームの構成図である。
【図１３】ＴＤＤ方式の無線フレームの構成図である。
【符号の説明】
１０…通信システム                    １１、１１Ａ…基地局
１３…ネットワーク                    ２０…端末
２１、２１Ａ…加入者局                ５４…スロット割当部
６２…上り送信バッファ                ６３、６６…パケット数計測部
６５…下り加入者局毎送信バッファ      ６７…スロット割当記憶部
７１…スロット要求                    ７２…スロット割当
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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