(57)【要約】【課題】制御信号伝送用のチャネル無しでデマンドアサインを実現する。【解決手段】フレームのヘッダ中に、スロットアサイン要求有無を示すＲビット、スロットアサイン成否を示すＡビット、スロットアサイン先を示す上りスロット制御等のフィールドを設ける。スロットアサインを要求する加入者局は、Ｒビット＝ＯＮ、ペイロード＝データ長としたフレームをインバンドで送信する。これを受け付けた基地局は、Ａビット＝ＯＮ、上りスロット制御＝加入者局の加入者局番号としたフレームをインバンドで返信する。【選択図】　　　　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘッダ及びペイロードを含むフレームにより基地局加入者局間のデータ伝送を行う無線通信システムにて、加入者局へのタイムスロットのアサインのため実行され、いずれの加入者局にもアサインされていないタイムスロットがあるときに加入者局からの要求に応じて基地局がそのタイムスロットをその加入者局にアサインするデマンドアサインメント方法において、
基地局に対する加入者局からのタイムスロットのアサイン要求が、その旨を示す情報がセットされたヘッダ及びアサインされたタイムスロットで送信したいデータの量を示す情報がセットされたペイロードを含むフレームを、アサインを受けたいタイムスロットを使用しインバンドで加入者局から基地局に送信することによって、実行されることを特徴とするデマンドアサインメント方法。
【請求項２】
請求項１記載のデマンドアサインメント方法において、
いずれの加入者局にもアサインされていないタイムスロットがあるとき、基地局が、その旨を示す情報がセットされたヘッダを含むフレームをそのタイムスロットにより各加入者局に送信し、
このフレームを基地局から受信した加入者局のうち送信すべきデータを保持している加入者局が、そのフレームを受信したタイムスロットのアサインを基地局に対し要求することを特徴とするデマンドアサインメント方法。
【請求項３】
請求項２記載のデマンドアサインメント方法において、
複数の加入者局から同時に同一のタイムスロットのアサインを要求されたとき、基地局が、そのタイムスロットがいずれの加入者局にもアサインされていないことを示す情報がセットされたヘッダを含むフレームをそのタイムスロットにより各加入者局に送信し、
自局がタイムスロットのアサインを要求した後いずれの加入者局に対しそのタイムスロットがアサインされないままこのフレームを受信したとき、加入者局が、乱数設定された待機時間の経過後に、そのフレームを受信したタイムスロットのアサインをそのタイムスロットにより基地局に対し要求することを特徴とするデマンドアサインメント方法。
【請求項４】
請求項２又は３記載のデマンドアサインメント方法において、
基地局からアサインされたタイムスロットによるデータの送信が今回送信するフレームで終了するとき、加入者局が、そのフレームのヘッダ中にその旨を示す情報をセットして送信を行い、
このフレームを受信した基地局が、いずれの加入者局にもアサインされていないタイムスロットがある旨を示す情報がセットされたヘッダを含むフレームをそのタイムスロットにより各加入者局に送信することを特徴とするデマンドアサインメント方法。
【請求項５】
請求項２乃至４のいずれか一項記載のデマンドアサインメント方法において、
加入者局からタイムスロットのアサインを要求されたが、その要求に係るフレームのペイロード中にセットされている情報から見て、その加入者局にそのタイムスロットをアサインしてデータの送信を行わせることが不可能又は不適切であると認められるとき、基地局が、そのタイムスロットがいずれの加入者局にもアサインされていないことを示す情報がセットされたヘッダを含むフレームをそのタイムスロットにより各加入者局に送信することを特徴とするデマンドアサインメント方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加入者からのデマンド（要求）に応じて基地局がタイムスロットをアサイン（割当）するデマンドアサインメント方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
共通の無線周波数帯を時分割することによって無線による複数のタイムスロットを提供し、これら複数のタイムスロットにより一般に複数の加入者局を収容するＴＤＭＡ（時分割多元アクセス）方式は、例えば特許文献１に記載の通り各種の無線通信システムにて広く用いられている。この種のシステムは、図１に示すように、適宜配置された単数又は複数の基地局１０と、一般に複数の加入者局１２−ｉ（ｉ：自然数。図１ではｉ＝２）とを、無線接続するシステム構成を有している。ＴＤＭＡ方式におけるスロットアサインメント方法としては、例えば、各加入者局１２−ｉに対し固定的にタイムスロットを割り当てておくプリアサインという方法の他に、加入者局１２−ｉからのスロットアサイン要求に応じて基地局１０がタイムスロットをアサインするデマンドアサインという方法が、知られている。
【０００３】
デマンドアサインのための手順は、図２に示すように、加入者局１２−ｉ（図中は１２−１）から基地局１０へのスロットアサイン要求の無線送信と、これへの応答即ち基地局１０からスロットアサイン要求元加入者局１２−ｉへのスロットアサイン応答の無線返信とを、含んでいる。即ち、いずれの加入者局にもアサインされていない空いているタイムスロットがあるときは、基地局１０は、そのタイムスロットを、スロットアサイン要求元加入者局１２−ｉにアサインする。ＴＤＭＡ方式に限らず一般に多元接続方式を利用した通信システムにおいては、スロットアサイン要求／スロットアサイン応答の送信／返信は、従来から、制御信号伝送用の特別なチャネルを使用して行われている。例えば特許文献２乃至６では、「回線制御チャネル」或いは「情報伝送チャネル（０番）」という特定かつ専用のチャネルを利用してチャネル割当を行うことが、開示されている。特許文献７には、「共通制御チャネル」を利用した要求中にタイムスロット数をセットする旨が、記載されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−８３２８１号公報
【特許文献２】
特開昭６４−５５９２６号公報
【特許文献３】
特開昭６４−５５９２７号公報
【特許文献４】
特開昭６４−５５９２８号公報
【特許文献５】
特開平２−２８５８２３号公報
【特許文献６】
特開平４−２３６３０号公報
【特許文献７】
特開２００１−２６８０３４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
これら、従来におけるスロットアサインメント方法のいずれにも、実用上の問題点があった。まず、プリアサインメント方式では、加入者局に対してスロットを固定的に割り当てているため、例えばＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）における可変長パケットを伝送するとき、そのスロットにより単位時間当たりに伝送可能なパケット数と実際に伝送されたパケット数との差に相当する分の情報伝送容量が、無駄になってしまう。他方で、従来のデマンドアサインメント方式では、制御信号伝送用の特別なチャネルを利用してスロットアサイン要求／スロットアサイン応答の送信／返信を行っているため、当該特別なチャネルが必要である。
【０００６】
本発明は、この様な問題点を解決することを課題としてなされたものであり、制御信号伝送用の特別なチャネルを用いずにデマンドアサインを実行できるようにすることにより、情報伝送容量を有効利用した効率的な伝送が可能で、制御信号伝送用の特別なチャネルも必要としない多元接続型の通信システムを実現できるようにすることを、その目的の一つとしている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明は、（１）ヘッダ及びペイロードを含むフレームにより基地局加入者局間のデータ伝送を行う無線通信システムにて、加入者局へのタイムスロットのアサインのため実行され、（２）いずれの加入者局にもアサインされていないタイムスロットがあるときに加入者局からの要求に応じて基地局がそのタイムスロットをその加入者局にアサインするデマンドアサインメント方法において、（３）基地局に対する加入者局からのタイムスロットのアサイン要求が、その旨を示す情報がセットされたヘッダ及びアサインされたタイムスロットで送信したいデータの量を示す情報がセットされたペイロードを含むフレームを、アサインを受けたいタイムスロットを使用しインバンドで加入者局から基地局に送信することによって、実行されることを特徴とする。好ましくは、（４）いずれの加入者局にもアサインされていないタイムスロットがあるとき、基地局が、その旨を示す情報がセットされたヘッダを含むフレームをそのタイムスロットにより各加入者局に送信し、（５）このフレームを基地局から受信した加入者局のうち送信すべきデータを保持している加入者局が、そのフレームを受信したタイムスロットのアサインを基地局に対し要求することとする。より好ましくは、（６）複数の加入者局から同時に同一のタイムスロットのアサインを要求されたとき、基地局が、そのタイムスロットがいずれの加入者局にもアサインされていないことを示す情報がセットされたヘッダを含むフレームをそのタイムスロットにより各加入者局に送信し、（７）自局がタイムスロットのアサインを要求した後いずれの加入者局に対しそのタイムスロットがアサインされないままこのフレームを受信したとき、加入者局が、乱数設定された待機時間の経過後に、そのフレームを受信したタイムスロットのアサインをそのタイムスロットにより基地局に対し要求することとする。更に好ましくは、（８）基地局からアサインされたタイムスロットによるデータの送信が今回送信するフレームで終了するとき、加入者局が、そのフレームのヘッダ中にその旨を示す情報をセットして送信を行い、（９）このフレームを受信した基地局が、いずれの加入者局にもアサインされていないタイムスロットがある旨を示す情報がセットされたヘッダを含むフレームをそのタイムスロットにより各加入者局に送信することとする。また、好ましくは、（１０）加入者局からタイムスロットのアサインを要求されたが、その要求に係るフレームのペイロード中にセットされている情報から見て、その加入者局にそのタイムスロットをアサインしてデータの送信を行わせることが不可能又は不適切であると認められるとき、基地局が、そのタイムスロットがいずれの加入者局にもアサインされていないことを示す情報がセットされたヘッダを含むフレームをそのタイムスロットにより各加入者局に送信することとする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態に関し図面に基づき説明する。なお、本発明は図１に示したＴＤＭＡ方式無線通信システムにて実施できるため、便宜上、以下の説明ではこのシステムを前提とする。また、本発明は、基地局１０及び加入者局１２−ｉに実装されたハードウエアによって、或いは当該ハードウエアにインストールされたソフトウエアによって、実施されうるものである。これらのハードウエア及びソフトウエアは、本発明が属する技術分野における熟練した技術者であれば、公知の技術に基づきかつ本願による開示に従い設計等することができるため、以下、当該ハードウエア及びソフトウエアの内部構成については説明を省略する。更に、本発明を実施するに当たっては設計的範囲或いは自明範囲において適宜変形、改変等を施すことが可能であり、本発明の要旨を下記実施形態の細部により限定して解釈すべきではないことに、留意されたい。
【０００９】
図３（Ａ）に、本発明の好適な実施形態におけるスロットアサインメント手順、特に加入者局間でスロットアサイン要求の衝突が発生していない場合に実行されることとなる手順を示す。また、本実施形態にて使用されるフレームは図４に示すようにヘッダ及びペイロードを含むフレームである。本実施形態にて基地局１０から加入者局１２−ｉへの伝送に使用されるフレームの構成を表１に、加入者局１２−ｉから基地局１０への伝送に使用されるフレームの構成を表２に、これらのフレーム中におけるペイロード種別フィールドの内容とペイロード種別との関係を表３に、Ｖ，Ｔ，Ｅの各ビットとペイロードにセットされているデータとの関係を表４に、他の各ビット又はフィールドの意味を表５に、それぞれ示す。本実施形態に係るシステムでは、改良されたデマンドアサインだけでなく、プリアサインによる伝送も実行可能であるため、これらの表にはプリアサインに関する記述も含まれている。
【００１０】
【表１】
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【表２】
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【表３】
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【表４】
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【表５】
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ここで、まず、あるタイムスロット例えば第Ｎスロットがいずれの加入者局１２−ｉにもアサインされていない、即ち第Ｎスロットが空きスロットであるとする。この場合、基地局１０は、第Ｎスロットが空いていることを各加入者局１２−ｉに通知する。これは、ペイロード種別フィールド＝０００１、Ａビット＝ＯＦＦとしたヘッダを含むフレームを、基地局１０から各加入者局１２−ｉへと第Ｎスロットにて送信することにより、行われる。各加入者局１２−ｉは、空きスロットを含め各タイムスロットにおける信号存否、フレーム有無等を監視している。従って、基地局１０から送信された空き通知は、各加入者局１２−ｉにより受信される。
【００１１】
送信すべきデータを保持している加入者局１２−ｉ、図３（Ａ）に示した例では加入者局１２−１は、基地局１０からこの空き通知を受信したとき、その空きタイムスロットを自局にアサインするよう基地局１０に要求する。これは、ペイロード種別フィールド＝００１０、Ｒビット＝ＯＮ、加入者局番号フィールド＝自局の加入者番号例えば「１」としたヘッダと、送信すべきデータの情報量（データ長）例えばパケット数を示す情報がセットされたペイロードとを含むフレーム（図４参照）即ちスロットアサイン要求を、加入者局１２−１から基地局１０へと第Ｎスロットにて送信することにより、行われる。
【００１２】
基地局１０は、加入者局１２−ｉのいずれかからスロットアサイン要求を受信したとき、原則としては、要求元の加入者局１２−ｉに対してそのタイムスロットをアサインする旨を、各加入者局１２−ｉに通知する。図３（Ａ）に示した例では、加入者局番号＝１の加入者局１２−１に対してアサインする旨が、アサイン先加入者局１２−１だけでなく他の加入者局１２−２にも通知されている。この通知は、ペイロード種別フィールド＝０００１、Ａビット＝ＯＮ、上りスロット制御フィールド＝要求元加入者局の加入者局番号（ここでは「１」）としたヘッダを含むフレーム、即ちスロットアサイン応答を、基地局１０から各加入者局１２−ｉへと第Ｎスロットにて送信することにより、行われる。
【００１３】
「原則としては」と述べたのは、例外があるためである。第１の例外としては、図３（Ｂ）に示すように、複数の加入者局１２−ｉから同時にスロットアサイン要求が発せられた場合がある。この場合、基地局１０は再度そのタイムスロットについて空き通知を送信する。スロットアサインを要求したにもかかわらずこの空き通知を受信したとき、加入者局１２−ｉは、先に送信したスロットアサイン要求が衝突等によりいわば却下されたものと見なし、乱数決定されている時間（同一スロットが再来する周期の乱数自然数倍）に亘り待機する。加入者局１２−ｉは、待機時間が経過した時点でもそのタイムスロットが空いているなら、スロットアサイン要求を再送する。この場合の待機時間は加入者局１２−ｉ毎に異なる時間とする。例えば、各加入者局１２−ｉの内部で発生させた乱数に従い待機時間を決定する。従って、先にスロットアサイン要求が衝突し合った複数の加入者局１２−ｉの中で、待機時間が最も短かったもののみがスロットアサイン要求を再送でき、他のものは、当該最短待機の加入者局１２−ｉに対するタイムスロットアサイン通知（後述）に反応して再送を断念する。
【００１４】
また、第２の例外としては、スロットアサイン要求に係るフレームのペイロードにセットされているデータ長が顕著に大きく、要求元の加入者局１２−ｉに対してそのタイムスロットをアサインするとトラフィック上の問題が発生する場合等、スロットアサイン要求元の加入者局１２−ｉにそのタイムスロットをアサインするのが不適切又は不可能である場合がある。この場合にも、基地局１０は、そのタイムスロットについて空き通知を再度送信する。
【００１５】
スロットアサイン要求を送信した加入者局１２−１は、自局をアサイン先とするスロットアサイン応答を基地局１０から受信した上で、そのタイムスロットを使用したデータの送信を開始する。これは、ペイロード種別フィールド＝０１０１即ちＩＰ（ＩｎｔｅｒｎｅｔＰｒｏｔｏｃｏｌ）データ、加入者局番号フィールド＝自局の加入者局番号即ち「１」としたヘッダと、送信するＩＰデータがセットされたペイロードとを含むフレームを、加入者局１２−１から基地局１０へと第Ｎスロットにて送信することにより、行われる。送信するデータの量が比較的少なく１回のフレーム送信で足る場合は、Ｖ／Ｔ／Ｅビットを１１１とする。２回以上に亘って送信する場合は、初回送信時のＶ／Ｔ／Ｅビットを１１０とし、最終送信時のＶ／Ｔ／Ｅビットを１０１とする。３回以上に亘って送信する場合は、初回及び最終送信時以外のＶ／Ｔ／Ｅビットを１００とする。単一スロットで送信できず他のスロットのアサインも要求する場合は、Ｒビット＝ＯＮとする。
【００１６】
Ｖ／Ｔ／Ｅビットが１１１又は１０１のヘッダが付されたフレームをアサイン先加入者局１２−１から受信したとき、基地局１０は、そのフレームが伝送されたタイムスロットをリリースすべく、ペイロード種別フィールド＝０００１、Ａビット＝ＯＦＦ、上りスロット制御フィールド＝データ送信を終了した加入者局の加入者局番号（ここでは「１」）としたヘッダを含むフレーム、即ちリリース通知を、各加入者局１２−ｉに送信する。各加入者局１２−ｉの中で送信すべきデータを保持しているものは、これへの応答としてスロットアサイン要求を送信することもできる。
【００１７】
これら、タイムスロットの空き通知、アサイン要求、アサイン応答、データ送信、リリース通知等の通信は、いずれも、インバンドで実行される。即ち、通常の音声やデータの通信時に使用されるチャネルのみを使用して、実現できる。従来におけるデマンドアサインメント方式は、制御信号伝送用の特別のチャネルを用いてスロットアサイン要求、スロットアサイン通知等を行うもの、即ちアウトバンドの通信によりアサインメントを行う方式であったが、本実施形態ではインバンドでデマンドアサインメントを実現できるため、デマンドアサインメントに制御信号伝送用チャネルは不要になる。また、本実施形態では、デマンドアサインメント方式を採用したにとどまらず、デマンドアサイン要求衝突への対処や、トラフィックを考慮したアサインメント可否判断を、基地局１０にて行っているため、任意の加入者局１２−ｉにて送信すべきＩＰデータがバースト的に発生したときでも、インバンドの能力が許す限りにおいて、当該バースト的トランザクションに好適に対処／実現できる。また、基地局１０にて、回線利用率の高い加入者局１２−ｉに優先的にスロットをアサインするといった措置を執り、帯域保証を実現することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＴＤＭＡ方式無線通信システムの一般的構成を示すブロック図である。
【図２】従来におけるデマンドアサインメント方式のための手順を示すタイムチャートである。
【図３】本発明の一実施形態に係るデマンドアサインメント方式のための手順を示すタイムチャートであり、特に（Ａ）はある加入者局からのスロットアサイン要求が他の加入者局からのスロットアサイン要求と衝突しなかった場合の手順を、（Ｂ）は衝突した場合の手順を、それぞれ示す図である。
【図４】この実施形態におけるスロットアサイン要求時のペイロードの内容を説明するためのフレーム構成図である。
【符号の説明】
１０　ＴＤＭＡ基地局、１２−１，１２−２　ＴＤＭＡ加入者局。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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