(57)【要約】【課題】動的に伝送帯域を割り当てるデマンドアサイン型のＴＤＭＡ通信方式において、ＴＣＰ通信における往復遅延時間を低減することができるＴＤＭＡ通信方法、ＴＤＭＡ送信装置及びＴＤＭＡ通信システムを提供する。【解決手段】デマンド信号が衝突によって廃棄されないように制御されており、動的にタイムスロットを予約して割り当てるデマンドアサイン型のＴＤＭＡ通信方法であって、入力された送信すべきデータから特定データを分離し、分離した特定データを、アサイン前にデマンド信号に含めて送信する。【選択図】図５
2008054095.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デマンド信号が衝突によって廃棄されないように制御されており、動的にタイムスロットを予約して割り当てるデマンドアサイン型のＴＤＭＡ通信方法であって、入力された送信すべきデータから特定データを分離し、該分離した特定データを、アサイン前にデマンド信号に含めて送信することを特徴とするＴＤＭＡ通信方法。
【請求項２】
前記特定データが、ＴＣＰにおけるＡＣＫ／ＮＡＣＫであることを特徴とする請求項１に記載のＴＤＭＡ通信方法。
【請求項３】
前記特定データを分離する際に、フレーム長、フレームに含まれるＴＣＰヘッダ及びＶＬＡＮタグのＴＣＩフィールドのうちの少なくとも１つを識別子として用いることを特徴とする請求項１又は２に記載のＴＤＭＡ通信方法。
【請求項４】
入力された送信すべきデータから所定の抽出基準に基づいて特定データを抽出するデータ分離手段と、
前記抽出した特定データを格納する第１のキュー構造蓄積部、及び該特定データを除く入力データを格納する第２のキュー構造蓄積部を有する蓄積手段と、
前記抽出した特定データを前記第１のキュー構造蓄積部から読み出してデマンド信号の領域に割り付け、該デマンド信号と多重化させて多重デマンド信号を生成するデマンド多重化手段と、
前記デマンド多重化手段からの多重デマンド信号を通信網を介してＴＤＭＡ受信装置へ送信し、前記デマンド信号に基づくアサイン後に前記第２のキュー構造蓄積部から読み出した前記特定データを除く入力データ、及びその他の制御信号を前記通信網を介して前記ＴＤＭＡ受信装置へ送信する送信手段と、
を備えたことを特徴とするＴＤＭＡ送信装置。
【請求項５】
前記データ分離手段が、前記特定データとしてＴＣＰにおけるＡＣＫ／ＮＡＣＫを抽出する手段であることを特徴とする請求項４に記載のＴＤＭＡ送信装置。
【請求項６】
前記データ分離手段が、フレーム長、フレームに含まれるＴＣＰヘッダ、及びＶＬＡＮタグのＴＣＩフィールドのうち少なくとも１つを識別子として、前記特定データを分離する手段であることを特徴とする請求項４又は５に記載のＴＤＭＡ送信装置。
【請求項７】
請求項４から６のいずれか１項に記載のＴＤＭＡ送信装置と、通信網と、前記ＴＤＭＡ送信装置と前記通信網経由で接続可能な前記ＴＤＭＡ受信装置とを備えたＴＤＭＡ通信システムであって、
前記ＴＤＭＡ受信装置が、
前記ＴＤＭＡ送信装置からの信号を受信し、前記多重デマンド信号、データ、及びその他の制御信号を取り出す受信手段と、
前記多重デマンド信号から前記特定データを所定の抽出基準に基づいて分離するデマンド分離手段と、
分離された特定データを格納する第１のキュー構造蓄積部、及び該特定データを除くデータを格納する第２のキュー構造蓄積部を有する蓄積手段と、
前記第１のキュー構造蓄積部から読み出した特定データ及び前記第２のキュー構造蓄積部から読み出した前記特定データを除くデータを結合して出力する出力手段と、
を備えたことを特徴とするＴＤＭＡ通信システム。
【請求項８】
前記通信網が、パケット交換型のポイント・トゥ・マルチポイント方式の無線アクセス網であり、デマンド信号が衝突によって廃棄されないように制御されているデマンドアサイン型のＴＤＭＡ方式を用いていることを特徴とする請求項７に記載のＴＤＭＡ通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動的にタイムスロットを予約して割り当てするデマンドアサイン型のＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ、時分割多元接続）通信方法、ＴＤＭＡ送信装置及びＴＤＭＡ通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
基地局と複数の加入者局との間で単一局対多数局の通信を行うパケット交換型のポイント・トゥ・マルチポイント方式の無線アクセスネットワークにおいては、デマンドアサイン型のＴＤＭＡ方式が広く用いられている（例えば、非特許文献１）。
【０００３】
この揚合、加入者局から基地局への上り方向通信にはＴＤＭＡが用いられ、基地局から加入者への下り方向通信にはＴＤＭ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ、時分割多重）が用いられ、また、送受分離についてはＴＤＤ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｄｕｐｌｅｘ、時分割複信）又はＦＤＤ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｄｕｐｌｅｘ、周波数分割複信）が用いられる。回線割り当て方法としては、回線交換型の一定帯域を割り付ける方式ではなく、パケット交換により伝送帯域をデータ量に応じて動的に割り当てる方式が用いられる。
【０００４】
各局はデマンド信号により帯域を要求し、基地局はデマンド信号を集約して、各加入者局ヘタイムスロットを割り当て、その情報をアサイン信号により各加入者局へ送出し、各加入者局は割り当てられたタイムスロットについてのみデータを送信する。この場合、加入者局間の公平性を確保するため、また、伝送遅延を低減させるために、デマンド信号については衝突により廃棄されないように制御する方式が有効である。
【０００５】
最近ではＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ  ｏｆ  Ｓｅｒｖｉｃｅ、サービス品質）制御が必要な音声、映像トラフィック、ベストエフォートであるインターネットトラフィックが混在したトリプルプレイサービスが普及しており、従来から用いられているベストエフォート型の処理ではＱｏＳ制御が必要なトラフィックとベストエフォート型トラフィックとが混在した状況でＱｏＳを確保することが困難であるため、アクセスネットワーク機器においても優先制御技術の実装が一般的になっている。
【０００６】
トリプルプレイサービス等のネットワークサービスに関するユーザーの満足度を考える場合、音声、映像の安定性については当然重要な指標であるが、ＦＴＰ（Ｆｉｌｅ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）におけるスループット値も重要な指標となっている。ＦＴＰにおいては一般的にＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を用いているため、伝送時の往復遅延時間がスループット値に影響を与える。
【０００７】
図１にＦＴＰにおけるＴＣＰコネクション確立後の通信の流れを示す。
【０００８】
サーバは一定量のデータを送信する。サーバが一回に送信できるデータ量の最大値は、最大ウィンドウサイズ（Ｒｗｉｎ）で規定され、通常は６４ｋｂｙｔｅｓである。クライアントはサーバから一定のデータを受信後、正常に受信した場合にはＡＣＫ（Ａｃｋｎｏｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）を、再送を要求する際にはＮＡＣＫ（Ｕｎａｃｋｎｏｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）をそれぞれサーバヘ返信する。サーバは、ＡＣＫ／ＮＡＣＫを受信してから、次のデータを送信する。このため、サーバがデータを送信してからＡＣＫを受け取るまでの往復遅延時間が短いほど、最大スループットは大きくなる。
【０００９】
図２に往復遅延時間と最大スループットとの関係を示す。
【００１０】
特に高スループット時において、往復遅延時間の増加は、最大スループットの低下につながる。このため、システムの設計に当たっては、伝送遅延を極力小さくすることが望ましい。
【００１１】
【非特許文献１】安井、水本、桑原、「ワイヤレスＩＰアクセスシステム信号処理技術」、ＮＴＴ  Ｒ＆Ｄ、Ｖｏｌ．５１、Ｎｏ．１１、ｐｐ９２８〜９３７、２００２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
図３に従来のデマンドアサイン型のＴＤＭＡ方式におけるＴＣＰコネクション確立後の通信の流れを示す。
【００１３】
クライアントからのＡＣＫ／ＮＡＣＫ返信において、デマンド信号及びアサイン信号による帯域割り当てを待ってからの送信となるため、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ送信遅延が発生し、往復遅延時間が増加してしまうため、ＴＣＰ通信におけるスループットが低下する。遅延時間を低減するためにプリアサイン方式を用いる方法はあるが、固定的に伝送帯域を確保してしまうために加入者局数が多いほどシステム全体での周波数利用効率が低下し、また、加入者局あたりの最大伝送速度が低下してしまう。
【００１４】
従って本発明の目的は、動的に伝送帯域を割り当てるデマンドアサイン型のＴＤＭＡ通信方式において、ＴＣＰ通信における往復遅延時間を低減することができるＴＤＭＡ通信方法、ＴＤＭＡ送信装置及びＴＤＭＡ通信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明によれば、デマンド信号が衝突によって廃棄されないように制御されており、動的にタイムスロットを予約して割り当てるデマンドアサイン型のＴＤＭＡ通信方法であって、入力された送信すべきデータから特定データを分離し、分離した特定データを、アサイン前にデマンド信号に含めて送信するＴＤＭＡ通信方法が提供される。
【００１６】
特定データが、ＴＣＰにおけるＡＣＫ／ＮＡＣＫであることが好ましい。
【００１７】
特定データを分離する際に、フレーム長、フレームに含まれるＴＣＰヘッダ及びＶＬＡＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ  ＬＡＮ、バーチャルＬＡＮ）タグのＴＣＩ（Ｔａｇ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）フィールドのうちの少なくとも１つを識別子として用いることも好ましい。
【００１８】
本発明によれば、さらに、入力された送信すべきデータから所定の抽出基準に基づいて特定データを抽出するデータ分離手段と、抽出した特定データを格納する第１のキュー構造蓄積部、及び特定データを除く入力データを格納する第２のキュー構造蓄積部を有する蓄積手段と、抽出した特定データを第１のキュー構造蓄積部から読み出してデマンド信号の領域に割り付け、デマンド信号と多重化させて多重デマンド信号を生成するデマンド多重化手段と、デマンド多重化手段からの多重デマンド信号を通信網を介してＴＤＭＡ受信装置へ送信し、デマンド信号に基づくアサイン後に第２のキュー構造蓄積部から読み出した特定データを除く入力データ、及びその他の制御信号を通信網を介してＴＤＭＡ受信装置へ送信する送信手段とを備えたＴＤＭＡ送信装置が提供される。
【００１９】
データ分離手段が、特定データとしてＴＣＰにおけるＡＣＫ／ＮＡＣＫを抽出する手段であることが好ましい。
【００２０】
データ分離手段が、フレーム長、フレームに含まれるＴＣＰヘッダ、及びＶＬＡＮタグのＴＣＩフィールドのうち少なくとも１つを識別子として、特定データを分離する手段であることも好ましい。
【００２１】
本発明によれば、さらにまた、上述したＴＤＭＡ送信装置と、通信網と、ＴＤＭＡ送信装置と通信網経由で接続可能なＴＤＭＡ受信装置とを備えたＴＤＭＡ通信システムであって、このＴＤＭＡ受信装置が、ＴＤＭＡ送信装置からの信号を受信し、多重デマンド信号、データ、及びその他の制御信号を取り出す受信手段と、多重デマンド信号から特定データを所定の抽出基準に基づいて分離するデマンド分離手段と、分離された特定データを格納する第１のキュー構造蓄積部、及び特定データを除くデータを格納する第２のキュー構造蓄積部を有する蓄積手段と、第１のキュー構造蓄積部から読み出した特定データ及び第２のキュー構造蓄積部から読み出した前記特定データを除くデータを結合して出力する出力手段とを備えたＴＤＭＡ通信システムが提供される。
【００２２】
通信網が、パケット交換型のポイント・トゥ・マルチポイント方式の無線アクセス網であり、デマンド信号が衝突によって廃棄されないように制御されているデマンドアサイン型のＴＤＭＡ方式を用いていることが好ましい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、デマンドアサイン方式により動的に伝送帯域を割り当てるＴＤＭＡ通信方式において、ＴＣＰ通信における往復遅延時間を低減することが可能になるため、ＴＣＰスループットを向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図４は本発明の一実施形態におけるＴＤＭＡ通信システムの構成を概略的に示すブロック図である。
【００２５】
本実施形態におけるＴＤＭＡ通信システムは、デマンドアサイン方式により動的に伝送帯域を割り当てる方式であり、同図に示すように、ＴＤＭＡ送信装置１００と、ＴＤＭＡ受信装置１１０と、これらを接続する通信網１２０とを備えている。本実施形態においては、ＴＤＭＡ送信装置１００が１つの加入者局側の送信装置であり、ＴＤＭＡ受信装置１１０が基地局側の受信装置であり、この加入者局と基地局とが通信網１２０を介して接続されている。
【００２６】
ＴＤＭＡ送信装置１００は、データ分離部１０１と、フレーム蓄積部１０２と、デマンド多重部１０３と、送信部１０４とを備えている。
【００２７】
ＴＤＭＡ受信装置１１０は、受信部１１１と、デマンド分離部１１２と、フレーム蓄積部１１３と、データ出力部１１４とを備えている。
【００２８】
ＴＤＭＡ送信装置１００におけるデータ分離部１０１は、このＴＤＭＡ送信装置１００に入力されたデータから所定の抽出基準に基づいて特定データを取り出す。即ち、特定データとその他の入力データとに分離する。特定データとしては、ＴＣＰにおけるＡＣＫ／ＮＡＣＫとすることが可能であり、また、特定データの抽出に当たっては、識別子として、フレーム長、フレームに含まれるＴＣＰヘッダ、及びＶＬＡＮタグのＴＣＩフィールドのうち少なくとも１つを用いる。
【００２９】
データ分離部１０１で分離された特定データ及び特定データを除く入力データは、特定データ用の第１のキュー構造蓄積部（特定データ用キュー）と、特定データを除く入力データ用の第２のキュー構造蓄積部（その他のデータ用キュー）とを有するフレーム蓄積部１０２に入力され、特定データは第１のキュー構造蓄積部に格納され、特定データを除く入力データは第２のキュー構造蓄積部に格納される。
【００３０】
デマンド多重部１０３は、フレーム蓄積部１０２の第１のキュー構造蓄積部に格納されている特定データを読み出し、デマンド信号の領域に割り付け、デマンド信号と多重させて多重デマンド信号を生成し、送信部１０４へ出力する。
【００３１】
送信部１０４は、帯域を要求するべく、多重デマンド信号を通信網１２０を介して基地局側のＴＤＭＡ受信装置１１０側へ送信する。このように、特定データは、デマンド信号と共に、即ち、タイムスロットの割り当て前に送信されることとなる。
【００３２】
基地局は、各加入者局から送られた多重デマンド信号に多重化されているデマンド信号を集約し各加入者局ヘタイムスロットを割り当て、その情報をアサイン信号により加入者局へ送出する。
【００３３】
加入者局のＴＤＭＡ送信装置１００における送信部１０４は、このようなアサイン後、割り当てられたタイムスロットについてのみ、フレーム蓄積部１０２における第２のキュー構造蓄積部から読み出した特定データを除く入力データ、及びその他の制御信号を通信網１２０を介して基地局側のＴＤＭＡ受信装置１１０側へ送信する。
【００３４】
通信網１２０は、本実施形態では、パケット交換型のポイント・トゥ・マルチポイント方式の無線アクセス網であり、デマンド信号が衝突によって廃棄されないように制御されているデマンドアサイン型のＴＤＭＡ方式を用いている。
【００３５】
基地局側のＴＤＭＡ受信装置１１０は、加入者局側のＴＤＭＡ送信装置１００からのデータを通信網１２０経由で受信する。
【００３６】
基地局側のＴＤＭＡ受信装置１１０における受信部１１１は、多重デマンド信号、データ、及びその他の制御信号を取り出し、デマンド分離部１１２は取り出された多重デマンド信号から特定データ、例えばＴＣＰにおけるＡＣＫ／ＮＡＣＫ、を所定の抽出基準に基づいて分離する。
【００３７】
フレーム蓄積部１１３は、特定データ用の第１のキュー構造蓄積部（特定データ用キュー）と、特定データを除く入力データ用の第２のキュー構造蓄積部（その他のデータ用キュー）とを有しており、デマンド分離部１１２からの分離された特定データは第１のキュー構造蓄積部に入力されて蓄積され、受信部１１１からの特定データを除くデータは、第２のキュー構造蓄積部に入力されて蓄積される。
【００３８】
データ出力部１１４は、フレーム蓄積部１１３の第１のキュー構造蓄積部及び第２のキュー構造蓄積部からそれぞれ読み出した特定データ及び特定データを除くデータを結合して出力する。
【００３９】
なお、本発明で扱うデータとしては、具体的には、イーサーネットフレームが想定できる。この場合、ＡＣＫ／ＮＡＣＫデータはＡＣＫ／ＮＡＣＫフレームとして扱うことができるようになり、しかも、データ伝送の前後でフレームの順番が入れ替わるようなことは基本的に生じないので、データ出力部１１４は入力されたフレームをフレーム単位でＦＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ  Ｉｎ  Ｆｉｒｓｔ  Ｏｕｔ）又はラウンドロビン等により入力順に出力すれば良い。即ち、この場合、フレーム内部を解析して結合するような処理は行わない。
【００４０】
図５に本実施形態におけるデマンドアサイン型のＴＤＭＡ方式におけるＴＣＰコネクション確立後の通信の流れを示す。
【００４１】
前述の説明及び同図からも明らかのように、クライアントからのＡＣＫ／ＮＡＣＫ返信については、多重デマンド信号を用いることにより、デマンドアサインによる帯域割り当てを待たずに送信可能であるため、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ送信遅延が短縮され、往復遅延時間が増加しないため、ＴＣＰ通信におけるスループットを向上することが可能になる。
【００４２】
以上述べた実施形態は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】ＦＴＰにおけるＴＣＰコネクション確立後の通信の流れを説明する図である。
【図２】往復遅延時間と最大スループットとの関係を示す図である。
【図３】従来のデマンドアサイン型のＴＤＭＡ方式におけるＴＣＰコネクション確立後の通信の流れを示す図である。
【図４】本発明の一実施形態におけるＴＤＭＡ通信システムの構成を示すブロック図である。
【図５】本実施形態におけるデマンドアサイン型のＴＤＭＡ方式におけるＴＣＰコネクション確立後の通信の流れを示す図である。
【符号の説明】
【００４４】
１００  ＴＤＭＡ送信装置
１０１  データ分離部
１０２、１１３  フレーム蓄積部
１０３  デマンド多重部
１０４  送信部
１１０  ＴＤＭＡ受信装置
１１１  受信部
１１２  デマンド分離部
１１４  データ出力部
【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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