(57)【要約】【課題】  無線フレームの容量を超えた場合でも、遅延時間の増加が最小になるようにパケットのフレーム割当を行う。【解決手段】  無線基地局と複数の無線端末間で多元接続方式かつ複信方式により双方向通信を行う無線通信システムの無線基地局で、上りサブフレームに各無線端末が用いる上りデータチャネルを割り当てるフレーム割当方法において、無線端末は、送信パケットを入力してから上りサブフレームで送信されるまでの遅延量を遅延情報として上り制御チャネルで送信し、無線基地局は、上り制御チャネルを受信して無線端末の遅延情報を抽出し、該遅延情報に基づいて遅延量が小さくなるように該無線端末が用いる上りサブフレームを割り当てるときに、複数の無線端末の遅延情報に基づいて遅延量の大きい順に優先順位をつける優先パケット選択手段を備え、該優先順位に基づいて各無線端末が用いる上りサブフレームの割り当てを行う。【選択図】        図１
2008301253.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線基地局と複数の無線端末間で多元接続方式かつ複信方式により双方向通信を行う無線通信システムの無線基地局で、複数の無線端末から無線基地局への送信に用いる上りサブフレームに各無線端末が用いる上りデータチャネルを割り当てるフレーム割当方法において、
前記無線端末は、送信パケットを入力してから前記上りサブフレームで送信されるまでの遅延量を遅延情報として上り制御チャネルで送信し、
前記無線基地局は、前記上り制御チャネルを受信して前記無線端末の遅延情報を抽出し、該遅延情報に基づいて遅延量が小さくなるように該無線端末が用いる上りサブフレームを割り当てるときに、前記複数の無線端末の遅延情報に基づいて遅延量の大きい順に優先順位をつける優先パケット選択手段を備え、該優先順位に基づいて各無線端末が用いる上りサブフレームの割り当てを行う
ことを特徴とするフレーム割当方法。
【請求項２】
請求項１に記載のフレーム割当方法において、
前記無線基地局は、前記無線端末の遅延量の履歴をもとに各無線端末の遅延量を調整し、前記優先パケット選択手段はこの調整された遅延量の大きい無線端末から優先順位をつけ、該優先順位に基づいて各無線端末が用いる上りサブフレームの割り当てを行う
ことを特徴とするフレーム割当方法。
【請求項３】
無線基地局と複数の無線端末間で多元接続方式かつ複信方式により双方向通信を行う構成であり、無線基地局は、複数の無線端末から無線基地局への送信に用いる上りサブフレームに各無線端末が用いる上りデータチャネルを割り当てる無線通信システムにおいて、
前記無線端末は、送信パケットを入力してから前記上りサブフレームで送信されるまでの遅延量を遅延情報として上り制御チャネルで送信する構成であり、
前記無線基地局は、前記上り制御チャネルを受信して前記無線端末の遅延情報を抽出し、該遅延情報に基づいて遅延量が小さくなるように該無線端末が用いる上りサブフレームを割り当てるときに、前記複数の無線端末の遅延情報に基づいて遅延量の大きい順に優先順位をつける優先パケット選択手段を備え、該優先順位に基づいて各無線端末が用いる上りサブフレームの割り当てを行う構成である
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項４】
請求項３に記載の無線通信システムにおいて、
前記無線基地局は、前記無線端末の遅延量の履歴をもとに各無線端末の遅延量を調整し、前記優先パケット選択手段はこの調整された遅延量の大きい無線端末から優先順位をつけ、該優先順位に基づいて各無線端末が用いる上りサブフレームの割り当てを行う構成である
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項５】
無線基地局と複数の無線端末間で多元接続方式かつ複信方式により双方向通信を行う無線通信システムで、複数の無線端末から無線基地局への送信に用いる上りサブフレームに各無線端末が用いる上りデータチャネルを割り当てる無線基地局において、
前記無線端末が送信パケットを入力してから前記上りサブフレームで送信されるまでの遅延量を遅延情報として送信した上り制御チャネルを受信する上り制御チャネル受信手段と、
前記上り制御チャネルから前記無線端末の遅延情報を抽出する遅延量抽出手段と、
前記遅延情報に基づいて遅延量が小さくなるように前記無線端末が用いる上りサブフレームを算出する最適フレーム算出手段と、
前記最適フレーム算出手段で算出された上りサブフレームに各無線端末が用いた上りデータチャネルを割り当てるフレーム割当手段と、
前記遅延量抽出手段から前記複数の無線端末の遅延情報を入力し、遅延量の大きい順に優先順位をつけ、前記フレーム割当手段が該優先順位に基づいて各無線端末が用いる上りサブフレームの割り当てを行うように制御する優先パケット選択手段と
を備えたことを特徴とする無線基地局。
【請求項６】
請求項５に記載の無線基地局において、
前記遅延量抽出手段から前記複数の無線端末の遅延情報を入力し、前記無線端末の遅延量の履歴をもとに各無線端末の遅延量を調整する遅延量処理手段を備え、
前記優先パケット選択手段は、前記調整された遅延量の大きい無線端末から優先順位をつけ、該優先順位に基づいて各無線端末が用いる上りサブフレームの割り当てを行う構成である
ことを特徴とする無線基地局。
【請求項７】
無線基地局と複数の無線端末間で多元接続方式かつ複信方式により双方向通信を行う無線通信システムの無線基地局で、複数の無線端末から無線基地局への送信に用いる上りサブフレームに各無線端末が用いる上りデータチャネルを割り当てるフレーム割当プログラムにおいて、
前記無線端末が送信パケットを入力してから前記上りサブフレームで送信されるまでの遅延量を遅延情報として送信した上り制御チャネルを上り制御チャネル受信手段で受信する第１のステップと、
前記上り制御チャネルから前記無線端末の遅延情報を遅延量抽出手段で抽出する第２のステップと、
前記遅延情報に基づいて遅延量が小さくなるように前記無線端末が用いる上りサブフレームを最適フレーム算出手段で算出する第３のステップと、
前記第３のステップで算出された上りサブフレームに各無線端末が用いた上りデータチャネルをフレーム割当手段で割り当てる第４のステップと、
前記遅延量抽出手段から前記複数の無線端末の遅延情報を優先パケット選択手段に入力し、遅延量の大きい順に優先順位をつけ、前記フレーム割当手段が該優先順位に基づいて各無線端末が用いる上りサブフレームの割り当てを行うように制御する第５のステップと
を有することを特徴とするフレーム割当プログラム。
【請求項８】
請求項７に記載のフレーム割当プログラムにおいて、
前記無線端末の遅延量の履歴をもとに各無線端末の遅延量を調整する第６のステップを有し、
前記第５のステップは、前記第６のステップで調整された遅延量の大きい無線端末から優先順位をつけ、前記フレーム割当手段が該優先順位に基づいて各無線端末が用いる上りサブフレームの割り当てを行うように制御する
ことを特徴とするフレーム割当プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線基地局と複数の無線端末間で、ＴＤＭＡ（時分割多元接続）方式、ＦＤＭＡ（周波数分割多元接続）方式、ＣＤＭＡ（符号分割多元接続）方式などの多元接続方式で、かつＴＤＤ（時分割複信）方式やＦＤＤ（周波数複信）方式により双方向通信を行う無線通信システムにおいて、上りサブフレーム内に各無線端末から無線基地局への送信に用いる上りデータチャネルを割り当てるフレーム割当方法およびフレーム割当プログラム、このフレーム割当を行う無線基地局および無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
図７は、多元接続方式の無線通信システムの構成例を示す。図において、無線基地局７１と複数の無線端末７２−１〜７２−ｎは無線回線を介して接続される。各無線端末にそれぞれ接続される情報機器７３−１〜７３−ｎは、各無線端末および無線基地局を介して図外のネットワークとの間でデータ伝送を行う構成である。例えばＴＤＭＡ−ＴＤＤ方式では、無線端末７２は情報機器７３から送信されたデータパケットを受け取り、これを無線パケット信号に変換し、無線基地局７１から上りサブフレームに割り当てられた上りデータチャネルで送信する。無線基地局７１は、各無線端末７２が送信する無線パケット信号が相互に干渉することがないように、それぞれに割り当てる上りデータチャネルを調整する。
【０００３】
図８は、ＴＤＭＡ−ＴＤＤフレームの構成例を示す。図において、１つの無線フレーム周期が下りサブフレーム８１と上りサブフレーム８２に分けられる。通常は、時間軸上で無線基地局の送信に用いる下りサブフレーム８１の次に、無線端末の送信に用いる上りサブフレーム８２が配置される。下りサブフレーム８１の先頭には下り制御チャネル８１１が配置され、この無線フレームの構成に関する情報が報知される。報知される情報には、無線フレーム内における下りデータチャネル８１２および上りデータチャネル８２１の配置情報が含まれており、無線端末はこの情報をもとに自分宛の下りデータチャネル８１２と、送信に用いる上りデータチャネル８２１の割り当てを認識する。
【０００４】
さらに、各無線端末は、上りデータチャネル８２１とともに送信する上り制御チャネル８２２を用いて、各無線端末に関する情報を無線基地局に通知する。この情報の一つである遅延情報は、情報機器から無線端末にデータパケットが入力してから無線フレームで送信されるまでの時間間隔である。これは、伝送遅延が品質に影響するためにリアルタイム性が求められる音声通信などの場合に、無線端末が無線基地局に遅延情報を送信し、無線基地局はこの遅延情報をもとに当該無線端末の上りデータチャネルの割り当てを行い、無線区間の伝送遅延を抑えるように調整する。
【０００５】
ここで、VoIPパケット伝送を例に遅延調整機能（非特許文献１）について図９を参照して説明する。音声符号化方式として一般に用いられている規格G.711 では、符号化速度64ｋbps で、VoIPフレーム周期は主に20ｍsec である。これに対する無線フレーム周期を５ｍsec とすると、無線端末は無線フレームが４回に１回の割合でVoIPパケットを送信する。図９中の ( )内の数字はVoIPパケットの順番を示し、 [ ]内の数字は無線フレームの順番を示す。
【０００６】
まず無線端末は、VoIPパケットｖ0(1)を無線フレーム[1] のタイミングで受け取り、例えば無線フレーム[3] のタイミングで無線基地局に送信したとする。このとき、無線端末はVoIPパケットｖ0(1)を送信するまでにかかった時間Ｔ0(1)を、遅延情報として上り制御チャネルを用いて無線基地局に通知する。無線基地局は、この遅延情報Ｔ0(1)を受け取ると、これが最短になるようにスケジューリングを行い、次に割り当てるフレームを決める。図９では、次のVoIPパケットｖ0(2)を無線フレーム[5] のタイミングで受け取り、最短のフレームとして無線フレーム[5] が選択される例を示す。このようにして伝送処理遅延や伝搬遅延を除けば、遅延量を１フレーム以下に抑えた最適フレームが算出される。すなわち、VoIPパケットのように一定周期をもつ場合に、無線基地局では予め送信フレームの遅延量を調整する上記のような遅延調整機能が働く。
【０００７】
なお、以上の説明はＴＤＭＡ−ＴＤＤ通信システムを例としており、双方向通信（複信）に用いる下りサブフレーム８１および上りサブフレーム８２、さらに多元接続のために各無線端末に割り当てる下りデータチャネル８１２および上りデータチャネル８２１は、すべて時間軸上に多重化される構成となるが、例えば周波数軸上に多重化される他の多元接続方式および双方向通信（複信）方式においても無線フレーム周期における遅延調整機能は同様である。
【０００８】
図１０は、無線通信システムの無線基地局に搭載される従来のフレーム割当処理回路の構成を示す。図において、遅延調整機能は上り制御チャネル受信部１１、遅延量抽出部１２、最適フレーム算出部１３により実現する。すなわち、上り制御チャネル受信部１１は上りサブフレームから上り制御チャネルを受信し、遅延量抽出部１２は上り制御チャネルから遅延情報を抽出し、最適フレーム算出部１３は遅延情報に基づいて次に割り当てるべき最短のフレームを決定する。フレーム割当部１４は、最適フレーム算出部１３で決定した無線フレームに複数のVoIPパケットを割り当てる場合に、チャネル割当テーブル１５を用いてラウンドロビン方式により調整する処理を行う。６個のVoIPパケットｖ0 〜ｖ5 に対するチャネル割当テーブル１５の一例を図１１に示す。
【０００９】
例えば図１２に示すように、各無線端末にそれぞれVoIPパケットｖ0 〜ｖ5 が任意のタイミングで入力されており、最適フレーム算出部１３が各VoIPパケットに最短の無線フレーム[1] を割り当てようとする場合に、無線フレーム[1] が５個のVoIPパケットの容量しかない場合を想定する。チャネル割当テーブル１５は、VoIPパケットｖ0 〜ｖ5 についてラウンドロビン方式によりフレーム割当の優先順位が巡回する構成であり、例えば無線フレーム[1] に割り当てる際のポインタがｖ1 にあるものとする。
【００１０】
この状況では、無線フレーム[1] にVoIPパケットｖ1 〜ｖ5 が優先的に割り当てられ、無線フレーム[1] であふれたVoIPパケットｖ0 は次の無線フレーム[2] に割り当てられる。次の４フレーム後の無線フレーム[5] では、ポインタが５つシフトしてｖ0 になるので、VoIPパケットｖ0 〜ｖ4 が優先的に割り当てられ、VoIPパケットｖ5 が次の無線フレーム[6] に割り当てられる。さらに次の４フレーム後の無線フレーム[9] では、VoIPパケットｖ5 〜ｖ3 が優先的に割り当てられ、VoIPパケットｖ4 が次の無線フレーム[10]に割り当てられる。このようにして、各VoIPパケットの送信権が公平に割り当てられることになる。
【非特許文献１】IEEE Std.802.16e-2005 、6.3.5.2.1 UGS
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従来のフレーム割当では、上り制御チャネルで通知された各パケットの遅延情報に基づき最短の無線フレームを割り当てる際に、ラウンドロビン方式により各パケットが公平に割り当てられるため、図１２に示すように、複数のVoIPパケットｖ0 〜ｖ5 のうち最も早く入力して最も遅延が大きくなるVoIPパケットｖ0 が次フレームに割り当てられてしまうケースも生じる。このとき、VoIPパケットｖ0 の遅延量Ｔ0 がほぼ２フレーム分となる場合もある。このように従来のフレーム割当では、周期的にある頻度（図１１の場合は６回中に１回の割合）で次フレームに割り当てられるVoIPパケットが発生し、さらにその遅延量が２フレームになる事態が生じ、これが遅延ジッタとなって伝送品質が劣化する問題があった。
【００１２】
本発明は、無線フレームの容量を超えた場合でも、遅延時間の増加が最小になるようにパケットのフレーム割当を行うことができるフレーム割当方法、無線通信システム、無線基地局およびフレーム割当プログラム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】
【００１３】
第１の発明は、無線基地局と複数の無線端末間で多元接続方式かつ複信方式により双方向通信を行う無線通信システムの無線基地局で、複数の無線端末から無線基地局への送信に用いる上りサブフレームに各無線端末が用いる上りデータチャネルを割り当てるフレーム割当方法において、無線端末は、送信パケットを入力してから上りサブフレームで送信されるまでの遅延量を遅延情報として上り制御チャネルで送信し、無線基地局は、上り制御チャネルを受信して無線端末の遅延情報を抽出し、該遅延情報に基づいて遅延量が小さくなるように該無線端末が用いる上りサブフレームを割り当てるときに、複数の無線端末の遅延情報に基づいて遅延量の大きい順に優先順位をつける優先パケット選択手段を備え、該優先順位に基づいて各無線端末が用いる上りサブフレームの割り当てを行う。
【００１４】
ここで、無線基地局は、無線端末の遅延量の履歴をもとに各無線端末の遅延量を調整し、優先パケット選択手段はこの調整された遅延量の大きい無線端末から優先順位をつけ、該優先順位に基づいて各無線端末が用いる上りサブフレームの割り当てを行うようにしてもよい。
【００１５】
第２の発明は、無線基地局と複数の無線端末間で多元接続方式かつ複信方式により双方向通信を行う構成であり、無線基地局は、複数の無線端末から無線基地局への送信に用いる上りサブフレームに各無線端末が用いる上りデータチャネルを割り当てる無線通信システムにおいて、無線端末は、送信パケットを入力してから上りサブフレームで送信されるまでの遅延量を遅延情報として上り制御チャネルで送信する構成であり、無線基地局は、上り制御チャネルを受信して無線端末の遅延情報を抽出し、該遅延情報に基づいて遅延量が小さくなるように該無線端末が用いる上りサブフレームを割り当てるときに、複数の無線端末の遅延情報に基づいて遅延量の大きい順に優先順位をつける優先パケット選択手段を備え、該優先順位に基づいて各無線端末が用いる上りサブフレームの割り当てを行う構成である。
【００１６】
ここで、無線基地局は、無線端末の遅延量の履歴をもとに各無線端末の遅延量を調整し、優先パケット選択手段はこの調整された遅延量の大きい無線端末から優先順位をつけ、該優先順位に基づいて各無線端末が用いる上りサブフレームの割り当てを行う構成としてもよい。
【００１７】
第３の発明は、無線基地局と複数の無線端末間で多元接続方式かつ複信方式により双方向通信を行う無線通信システムで、複数の無線端末から無線基地局への送信に用いる上りサブフレームに各無線端末が用いる上りデータチャネルを割り当てる無線基地局において、無線端末が送信パケットを入力してから上りサブフレームで送信されるまでの遅延量を遅延情報として送信した上り制御チャネルを受信する上り制御チャネル受信手段と、上り制御チャネルから無線端末の遅延情報を抽出する遅延量抽出手段と、遅延情報に基づいて遅延量が小さくなるように無線端末が用いる上りサブフレームを算出する最適フレーム算出手段と、最適フレーム算出手段で算出された上りサブフレームに各無線端末が用いた上りデータチャネルを割り当てるフレーム割当手段と、遅延量抽出手段から複数の無線端末の遅延情報を入力し、遅延量の大きい順に優先順位をつけ、フレーム割当手段が該優先順位に基づいて各無線端末が用いる上りサブフレームの割り当てを行うように制御する優先パケット選択手段とを備える。
【００１８】
ここで、無線基地局は、遅延量抽出手段から複数の無線端末の遅延情報を入力し、無線端末の遅延量の履歴をもとに各無線端末の遅延量を調整する遅延量処理手段を備え、優先パケット選択手段は、調整された遅延量の大きい無線端末から優先順位をつけ、該優先順位に基づいて各無線端末が用いる上りサブフレームの割り当てを行う構成としてもよい。
【００１９】
第４の発明は、無線基地局と複数の無線端末間で多元接続方式かつ複信方式により双方向通信を行う無線通信システムの無線基地局で、複数の無線端末から無線基地局への送信に用いる上りサブフレームに各無線端末が用いる上りデータチャネルを割り当てるフレーム割当プログラムにおいて、無線端末が送信パケットを入力してから上りサブフレームで送信されるまでの遅延量を遅延情報として送信した上り制御チャネルを上り制御チャネル受信手段で受信する第１のステップと、上り制御チャネルから無線端末の遅延情報を遅延量抽出手段で抽出する第２のステップと、遅延情報に基づいて遅延量が小さくなるように無線端末が用いる上りサブフレームを最適フレーム算出手段で算出する第３のステップと、第３のステップで算出された上りサブフレームに各無線端末が用いた上りデータチャネルをフレーム割当手段で割り当てる第４のステップと、遅延量抽出手段から複数の無線端末の遅延情報を優先パケット選択手段に入力し、遅延量の大きい順に優先順位をつけ、フレーム割当手段が該優先順位に基づいて各無線端末が用いる上りサブフレームの割り当てを行うように制御する第５のステップとを有する。
【００２０】
ここで、フレーム割当プログラムは、無線端末の遅延量の履歴をもとに各無線端末の遅延量を調整する第６のステップを有し、第５のステップは、第６のステップで調整された遅延量の大きい無線端末から優先順位をつけ、フレーム割当手段が該優先順位に基づいて各無線端末が用いる上りサブフレームの割り当てを行うように制御してもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は、遅延量の大きいパケットを優先的にフレーム割当するため、無線フレームの容量を超えた場合に遅延量の小さい送信パケットを次フレームに割り当てることができる。これにより、無線通信システム全体として遅延時間の増加を最小に抑えることができる。
【００２２】
また、本発明は、移動平均遅延量や遅延量の変化量Δに基づく予測遅延量など、遅延量の履歴に基づく遅延量の予測処理を行い、この予測遅延量の大きいパケットを優先的にフレーム割当するため、精度の高いフレーム割当を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態を示す。ここでは、本発明の無線通信システムの無線基地局に搭載されるフレーム割当処理回路の構成を示す。また、このフレーム割当処理回路の構成は、本発明のフレーム割当方法の処理手順およびフレーム割当プログラムのアルゴリズムに対応する。
【００２４】
図において、上り制御チャネル受信部１１、遅延量抽出部１２、最適フレーム算出部１３、フレーム割当部１４のそれぞれの基本的な機能は、従来構成と同様である。すなわち、上り制御チャネル受信部１１は上りサブフレームから上り制御チャネルを受信し、遅延量抽出部１２は上り制御チャネルから遅延情報を抽出し、最適フレーム算出部１３は遅延情報に基づいて次に割り当てるべき最短の無線フレームを決定する。フレーム割当部１４は、最適フレーム算出部１３で決定した無線フレームに各無線端末のパケットを割り当てる処理を行う。
【００２５】
本実施形態の特徴は、遅延量抽出部１２で抽出される各無線端末のパケットの遅延量を入力し、遅延量が大きい無線端末のパケットに優先順位をつけてフレーム割当部１４の処理を制御する優先パケット選択部１６を備えたところにある。例えば、フレーム割当部１４のチャネル割当テーブル１５は、図２(1) に示すように、VoIPパケットｖ0 〜ｖ5 とそれぞれの遅延量Ｔ０〜Ｔ５が対応付けられ、遅延量抽出部１２で抽出される各遅延量Ｔ0 〜Ｔ5 は、
Ｔ0 ＞Ｔ4 ＞Ｔ3 ＞Ｔ1 ＞Ｔ5 ＞Ｔ2 
の関係にあるものとする。
【００２６】
優先パケット選択部１６は、遅延量抽出部１２から各VoIPパケットの遅延量Ｔ０〜Ｔ５を入力し、図２(2) に示すように遅延量の大きい順にチャネル割当テーブル１５のVoIPパケットを並び替える。フレーム割当部１４はこの並び替えられたチャネル割当テーブル１５を参照し、最適フレーム算出部１３が決定したフレームに遅延量の大きい５個のVoIPパケットｖ0 ，ｖ1 ，ｖ3 ，ｖ4 ，ｖ5 を優先的に割り当てる。
【００２７】
図３は、第１の実施形態の動作例を示す。ここでは、図１２で説明した例と同様に、各無線端末にそれぞれVoIPパケットｖ0 〜ｖ5 が任意のタイミングで入力されており、最適フレーム算出部１３が各VoIPパケットに最短の無線フレーム[1] を割り当てようとする場合に、無線フレーム[1] が５個のVoIPパケットの容量しかない場合を想定する。フレーム割当部１４は、図２(2) に示すチャネル割当テーブル１５に従い、遅延量の大きい５個のVoIPパケットｖ0 ，ｖ1 ，ｖ3 ，ｖ4 ，ｖ5 を無線フレーム[1] に割り当てる。そして、無線フレーム[1] に割り当てできなかった最小遅延量のVoIPパケットｖ2 は次の無線フレーム[2] に割り当てる。
【００２８】
次の４フレーム後の無線フレーム[5] では、無線フレーム[2] に割り当てられたVoIPパケットｖ2 の遅延量が最大になるので、VoIPパケットｖ2 がチャネル割当テーブル１５の最上位にランクされる。このとき、他のVoIPパケットの遅延量の関係が不変であれば、無線フレーム[5] に遅延量が大きい５個のVoIPパケットｖ0 ，ｖ1 ，ｖ2 ，ｖ3 ，ｖ4 が割り当てられ、無線フレーム[5] であふれた最小遅延量のVoIPパケットｖ5 が次の無線フレーム[6] に割り当てられる。このようにして、各VoIPパケットの中で遅延量が大きいVoIPパケットに優先的に送信権が割り当てられ、常に最小遅延のVoIPパケットが次の無線フレームに割り当てられることになり、無線フレームの容量を超えた場合に全体として遅延時間の増加が最小になるようにフレーム割当を行うことができる。
【００２９】
ここで、各VoIPパケットｖ0 〜ｖ5 の入力が均等にバラけている場合、最短の無線フレームの次の無線フレームに割り当てられるVoIPパケットの遅延時間は、１フレームのパケット容量をＮとすると、（１＋１／Ｎ）フレームとなる。すなわち、遅延調整機能により１フレーム以内に抑えた遅延時間に対して、本発明のフレーム割当方法では最適フレームからあふれたVoIPパケットは平均的に１／Ｎフレームだけ遅延量が増加する。この遅延増加量がVoIP品質に影響ない範囲であれば、周期的に２フレームの遅延が発生する可能性がある従来のラウンドロビン方式よりも優れたものとなる。
【００３０】
一般に、VoIP端末のような情報機器と無線端末の基準クロックは別々であり、VoIPパケットと無線フレームは同期してしない。各無線端末の無線フレームは無線基地局に同期しており、これを基準とすると各VoIPパケットはバラバラに進んだり遅れたりする。したがって、各VoIPパケットの時間的な前後関係は短期間で止まっていても、長期間では並び順が変動する。このため、本実施形態のフレーム割当方法では、最小の遅延量のVoIPパケットは常に同じパケットにならない。
【００３１】
（第２の実施形態）
図４は、本発明の第２の実施形態を示す。ここでは、本発明の無線通信システムの無線基地局に搭載されるフレーム割当処理回路の構成を示す。また、このフレーム割当処理回路の構成は、本発明のフレーム割当方法の処理手順およびフレーム割当プログラムのアルゴリズムに対応する。
【００３２】
図において、上り制御チャネル受信部１１、遅延量抽出部１２、最適フレーム算出部１３、フレーム割当部１４のそれぞれの基本的な機能は、第１の実施形態と同様である。本実施形態の特徴は、遅延量抽出部１２で抽出される各無線端末のパケットの遅延量をｍフレーム（ｍは２以上有限の整数）に渡って蓄積し、遅延量の移動平均値を算出する遅延量処理部１７と、移動平均遅延量が大きい無線端末のパケットに優先順位をつけてフレーム割当部１４の処理を制御する優先パケット選択部１８を備えたところにある。例えば、チャネル割当テーブル１５は、図５(1) に示すように、VoIPパケットｖ0 〜ｖ5 とそれぞれの移動平均遅延量Ｔe0〜Ｔe5が対応付けられ、遅延量処理部１７で算出される各移動平均遅延量Ｔe0〜Ｔe5は、
Ｔe0＞Ｔe4＞Ｔe3＞Ｔe1＞Ｔe5＞Ｔe2
の関係にあるものとする。
【００３３】
優先パケット選択部１８は、遅延量処理部１７から各VoIPパケットの移動平均遅延量Ｔe0〜Ｔe5を入力し、図５(2) に示すように移動平均遅延量の大きい順にチャネル割当テーブル１５のVoIPパケットを並び替える。フレーム割当部１４はこの並び替えられたチャネル割当テーブル１５を参照し、最適フレーム算出部１３が決定したフレームに遅延量の大きい５個のVoIPパケットｖ0 ，ｖ1 ，ｖ3 ，ｖ4 ，ｖ5 を割り当てる。
【００３４】
図６は、第２の実施形態の動作例を示す。ここでは、図１２で説明した例と同様に、各無線端末にそれぞれVoIPパケットｖ0 〜ｖ5 が任意のタイミングで入力されており、最適フレーム算出部１３が各VoIPパケットに最短の無線フレーム[1] を割り当てようとする場合に、無線フレーム[1] が５個のVoIPパケットの容量しかない場合を想定する。フレーム割当部１４は、図５(2) に示すチャネル割当テーブル１５に従い、移動平均遅延量の大きい５個のVoIPパケットｖ0 ，ｖ1 ，ｖ3 ，ｖ4 ，ｖ5 を無線フレーム[1] に割り当てる。そして、無線フレーム[1] に割り当てできなかった最小の移動平均遅延量のVoIPパケットｖ2 は次の無線フレーム[2] に割り当てる。
【００３５】
次の４フレーム後の無線フレーム[5] では、無線フレーム[2] に割り当てられたVoIPパケットｖ2 の遅延量は大きくなるが、各VoIPパケットの移動平均遅延量の関係が不変であれば、無線フレーム[5] に移動平均遅延量が大きい５個のVoIPパケットｖ0 ，ｖ1 ，ｖ3 ，ｖ4 ，ｖ5 が割り当てられ、無線フレーム[5] であふれた最小の移動平均遅延量のVoIPパケットｖ2 が次の無線フレーム[6] に割り当てられる。このようにして、各VoIPパケットの中で移動平均遅延量が大きいVoIPパケットに優先的に送信権が割り当てられ、常に移動平均遅延量が最小のVoIPパケットが次の無線フレームに割り当てられることになり、無線フレームの容量を超えた場合に全体として遅延時間の増加が最小になるようにフレーム割当を行うことができる。
【００３６】
また、遅延量処理部１７は、前回のフレーム割当時の遅延量をＴ0 、１無線フレーム当たりの遅延量の変化量をΔ、前回のフレーム割当から今回のフレーム割当までの無線フレーム数をｓとしたとき、
Ｔe0＝Ｔ0 ＋Δ・ｓ
により求まる遅延量を、今回のフレーム割当時の予測遅延量として算出し、優先パケット選択部１８はチャネル割当テーブル１５でVoIPパケットｖ0 〜ｖ5 とそれぞれの予測遅延量Ｔe0〜Ｔe5を対応付けるようにしてもよい。ここで、１無線フレーム当たりの遅延量の変化量Δは、VoIPパケットｖ0 が無線フレーム[i] の次に無線フレーム[k] に割り当てられ、それぞれの遅延量をＴ0(i), Ｔ0(k)としたときに、 (Ｔ0(k)−Ｔ0(i))／(ｋ−ｉ）で計算される平均値とする。
【００３７】
また、移動平均遅延量や遅延量の変化量Δに基づく予測遅延量など、遅延量の履歴に基づく予測処理を行うと、最短の無線フレームの次の無線フレームに割り当てられたパケットの遅延量は一時的に大きくなり影響が大きくなる。そこで、パケットが最短の無線フレームの次の無線フレームに割り当てられた場合には、その遅延量から無線フレームの１周期分の遅延時間を差し引くようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す図。
【図２】第１の実施形態におけるチャネル割当テーブルの例を示す図。
【図３】第１の実施形態の動作例を示すタイムチャート。
【図４】本発明の第２の実施形態を示す図。
【図５】第２の実施形態におけるチャネル割当テーブルの例を示す図。
【図６】第２の実施形態の動作例を示すタイムチャート。
【図７】多元接続方式の無線通信システムの構成例を示す図。
【図８】ＴＤＭＡ−ＴＤＤフレームの構成例を示す図。
【図９】遅延調整機能の動作例を示すタイムチャート。
【図１０】従来のフレーム割当処理回路の構成例を示す図。
【図１１】従来のチャネル割当テーブルの例を示す図。
【図１２】従来のフレーム割当処理回路の動作例を示すタイムチャート。
【符号の説明】
【００３９】
１１  上り制御チャネル受信部
１２  遅延量抽出部
１３  最適フレーム算出部
１４  フレーム割当部
１５  チャネル割当テーブル
１６，１８  優先パケット選択部
１７  遅延量処理部
【図１】
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【図２】
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【図３】
2008301253.tif 000005
【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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