(57)【要約】【課題】対向機器から基地局を通じて配下の複数の加入者局へＴＤＤ方式等でデータ送信する際の認証プロセス中における基地局および加入者局のバッファへのデータの滞留による不都合を回避する。【解決手段】認証が確立してデータ伝送を行う前に、基地局１１内の該当する下り加入者局毎送信バッファ６５のデータのクリアを行うとともに、該当する加入者局２１が自身の上り送信バッファ６２のデータのクリアを行う。この後に、相互のデータ通信を開始する。このようにすれば、認証確立後に、不要なデータが伝送路に送信されることがなく、無線帯域の無駄な使用が回避される。【選択図】図６
2004320158.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向機器に接続される基地局と、それぞれが端末に接続される複数の加入者局との間で無線により双方向データ通信を行うデータ伝送システムにおいて、
前記基地局には、
前記対向機器から伝送されるデータを格納する下り加入者局毎送信バッファと、基地局認証管理部とが備えられ、
前記各加入者局には、
前記端末から伝送されるデータを格納する上り送信バッファと、加入者局認証管理部とが備えられ、
前記基地局認証管理部と前記加入者局認証管理部は、前記基地局の電源がオフからオンとなった際に、認証プロセスを行い、認証が確立したときに、前記基地局認証管理部が、認証の確立した前記下り加入者局毎送信バッファをクリアし、前記加入者局認証管理部が、前記上り送信バッファをクリアして、データ伝送を開始する
ことを特徴とするデータ伝送システム。
【請求項２】
請求項１記載のデータ伝送システムにおいて、
前記認証が確立している加入者局との認証が断となったとき、前記基地局認証管理部は、再度認証プロセスを行い、再び、認証が確立したときに、前記基地局認証管理部が、認証の確立した前記下り加入者局毎送信バッファをクリアし、前記加入者局認証管理部が、前記上り送信バッファをクリアしたときに、データ伝送を再開する
ことを特徴とするデータ伝送システム。
【請求項３】
それぞれが端末に接続される複数の加入者局との間で無線により双方向データ通信を行う、対向機器に接続される基地局において、
前記対向機器から伝送されるデータを格納する下り加入者局毎送信バッファと、基地局認証管理部とが備えられ、
前記基地局認証管理部は、データ伝送を開始する前に、前記加入者局との認証プロセスを行い、認証が確立したときに、認証の確立した前記下り加入者局毎送信バッファをクリアして、データ伝送を開始する
ことを特徴とする基地局。
【請求項４】
対向機器に接続される基地局との間で無線により双方向データ通信を行う、端末に接続される加入者局において、
前記端末から伝送されるデータを格納する上り送信バッファと、加入者局認証管理部とが備えられ、
前記加入者局認証管理部は、データ伝送を開始する前に、前記基地局との認証プロセスを行い、認証が確立したときに、前記上り送信バッファをクリアして、データ伝送を開始する
ことを特徴とする加入者局。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、対向機器から配下の全加入者局へのデータを全て受信する基地局と、それぞれが端末に接続される複数の加入者局との間で無線により双方向データ通信を行うデータ伝送システムおよびその基地局と加入者局に関し、特に、伝送帯域の無駄な使用を回避するデータ伝送システムおよびその基地局と加入者局に関する。
【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、いわゆるＰ−ＭＰ（Ｐｏｉｎｔ  ｔｏ  Ｍｕｌｔｉ−Ｐｏｉｎｔ）型で無線伝送するデータ伝送システムにおいては、ネットワークを介して対向機器に接続される基地局と端末に接続される特定の加入者局との間で伝送路を確立するために遅延制御や認証プロセスを行う必要がある。
【０００３】
ここで、遅延制御とは、基地局からの距離が異なる複数の加入者局から、いわゆる上り回線のデータ領域で送信されるタイムスロットが時間軸上で重なることがなく整然と並ぶように加入者毎のタイムスロットの送信遅延時間を基地局から制御する機能である。
【０００４】
また、認証プロセスとは、基地局が、該基地局に対してアクセスする権限が付与されている加入者局であるかどうかを実際のデータ通信の開始に先立ち、認証するプロセスである（特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−１０２０７２号（図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、認証プロセスの実行中（認証プロセス中）には、伝送路上にデータを送信することができない。そのため、認証プロセス中、電源オフ中、あるいは伝送路遮断中の加入者局宛に対向機器から基地局に対してデータが伝送されると対象加入者局の下り加入者局毎下り送信バッファにデータが滞留してしまう。
【０００７】
同様に、認証プロセス中あるいは伝送路遮断中の基地局に対して端末から加入者局を介してデータを伝送しようとすると、その加入者局の上り送信バッファにデータが滞留してしまう。
【０００８】
加入者局毎下り送信バッファおよび加入者局の上り送信バッファ上に滞留したデータは、認証が確立した後に、伝送路上に送信されるが、滞留していたデータは不要なデータであり、このデータを伝送路上に送信してしまうと無線帯域を無駄に使用してしまうという不都合が発生する。
【０００９】
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って、認証プロセス中などにバッファ上にデータが滞留した場合でも、無線帯域の無駄な使用を回避することを可能とするデータ伝送システムを提供することを目的とする。
【００１０】
また、この発明は、そのようなデータ伝送システムに利用される基地局および加入者局を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明のデータ伝送システムは、対向機器に接続される基地局と、それぞれが端末に接続される複数の加入者局との間で無線により双方向データ通信を行うデータ伝送システムにおいて、前記基地局には、前記対向機器から伝送されるデータを格納する各加入者局毎の下り送信バッファと、基地局認証管理部とが備えられ、前記各加入者局には、前記端末から伝送されるデータを格納する上り送信バッファと、加入者局認証管理部とが備えられ、前記基地局認証管理部と前記加入者局認証管理部は、前記基地局の電源がオフからオンとなった際に、認証プロセスを行い、認証が確立したときに、前記基地局認証管理部が、認証の確立した加入者局の下り送信バッファをクリアし、前記加入者局認証管理部が、前記上り送信バッファをクリアして、データ伝送を開始することを特徴とする（請求項１記載の発明）。
【００１２】
この発明によれば、電源がオフからオンとなった後に、認証が確立してデータ伝送を行う前に、基地局内の該当する加入者局の下り送信バッファのデータのクリアを行うとともに、該当する加入者局が自身の上り送信バッファのデータのクリアを行うようにしている。
【００１３】
このため、認証の確立後に、不要なデータが伝送路に送信されることがなく、無線帯域の無駄な使用が回避される。
【００１４】
なお、電源がオン中に、前記認証が確立している加入者局との認証が断となったとき、前記基地局認証管理部は、再度認証プロセスを行い、再び、認証が確立したときに、前記基地局認証管理部が、認証の確立した加入者局の下り送信バッファをクリアし、前記加入者局認証管理部が、自身の上り送信バッファをクリアしたときに、データ伝送を再開することで、同様に、不要なデータが伝送路に送信されることがなく、無線帯域の無駄な使用が回避される（請求項２記載の発明）。
【００１５】
また、この発明の基地局は、それぞれが端末に接続される複数の加入者局との間で無線により双方向データ通信を行う、対向機器に接続される基地局において、前記対向機器から伝送されるデータを格納する下り加入者局毎送信バッファと、基地局認証管理部とが備えられ、前記基地局認証管理部は、データ伝送を開始する前に、前記加入者局との認証プロセスを行い、認証が確立したときに、認証の確立した前記下り加入者局毎送信バッファをクリアして、データ伝送を開始することにより、無線帯域の無駄な使用を回避する（請求項３記載の発明）。
【００１６】
さらに、この発明の加入者局は、対向機器に接続される基地局との間で無線により双方向データ通信を行う、端末に接続される加入者局において、前記端末から伝送されるデータを格納する上り送信バッファと、加入者局認証管理部とが備えられ、前記加入者局認証管理部は、データ伝送を開始する前に、前記基地局との認証プロセスを行い、認証が確立したときに、前記上り送信バッファをクリアして、データ伝送を開始することにより、無線帯域の無駄な使用を回避する（請求項４記載の発明）。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１８】
図１は、この発明の一実施形態に係るデータ伝送システムおよびその基地局と加入者局が適用された無線通信システム１０の全体的な構成を示している。
【００１９】
この無線通信システム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。
【００２０】
そして、この無線通信システム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の伝送路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）〜２１（３）（代表して加入者局２１という。）とから構成される。
【００２１】
無線回線の伝送路は、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）〜２２（３）（代表してアンテナ２２という。）間の無線通信を通じて確立される。
【００２２】
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）〜２０（３）（代表して端末２０という。）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を介して前記の端末２０（１）〜２０（３）のそれぞれの対向機器１４（１）〜１４（３）（代表して対向機器１４という。）に接続されている。
【００２３】
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、ＷＷＷ（Ｗｏｒｌｄ  Ｗｉｄｅ  Ｗｅｂ）サーバ等の対向機器１４に接続されたＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）網等を使用することができる。なお、対向機器１４としては、サーバに限らず、図示しない他の基地局を介して接続される該他の基地局の加入者局（図示していない。）も含まれる。
【００２４】
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。
【００２５】
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／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。
【００２６】
図２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１［ｍｓ］等に選択される。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より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ネット（登録商標）フレーム（イーサフレームという）等のフレームとは異なるものである。
【００２７】
１無線フレームは、下り回線領域と上り回線領域とガードタイムＴＳ１６とから構成される。下り回線領域は、下りヘッダ領域ＴＳ１１と下りデータ領域ＴＳ１２を含む。上り回線領域は、基地局１１と各加入者局２１間の伝搬遅延の計測および認証プロセスに係るコマンド等のための時間帯であるＤＭＦ（Ｄｅｌａｙ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｆｒａｍｅ）領域ＴＳ１３とスロットデマンド領域ＴＳ１４と上りデータ領域ＴＳ１５とを含む。
【００２８】
１無線フレームの下り回線領域中、下りヘッダ領域ＴＳ１１は、１無線フレーム毎の受信同期信号を生成するためのプリアンブル領域ＴＳ１７と、基地局番号領域ＴＳ１８と、フレーム位置指定領域ＴＳ１９と、ＤＭＦ送信許可および認証プロセスに係るコマンド等の制御コマンドを含むコマンド領域ＴＳ２０と、スロット割当領域ＴＳ２１とから構成されている。
【００２９】
１無線フレームの下り回線領域中、残りの下りデータ領域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等の制御情報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。
【００３０】
１無線フレームの上り回線領域中、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等を含む制御情報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。
【００３１】
なお、上下データ領域ＴＳ１２、ＴＳ１５の構成は、ＴＤＤ／ＴＤＭＡ方式とＦＤＤ／ＴＤＭＡ方式とで共通である。
【００３２】
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バイトに選択される。
【００３３】
図３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。
【００３４】
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との間に配される切替スイッチ４３とを有している。
【００３５】
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、切替スイッチ４３を介してアンテナ２２に供給する。
【００３６】
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（無線フレームの変調信号）を切替スイッチ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の無線フレーム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。
【００３７】
変復調回路５１を構成する復調部は、受信機４１により受信した無線フレーム中の下り回線領域のデータをＡ／Ｄ変換器（不図示）およびＰＳＫ復調器（不図示）により復調して下り固定長パケットＰｄをＴＤＤ−ＴＤＭ／ＴＤＭＡ制御回路（以下、ＴＤＤ／ＴＤＭＡ制御回路という。）５２に供給する。
【００３８】
なお、変復調回路５１により復調された下り固定長パケットＰｄを、以下、受信パケット（下り固定長パケット）Ｐｄという。
【００３９】
また、変復調回路５１を構成する変調部は、ＴＤＤ／ＴＤＭＡ制御回路５２から供給される無線フレーム中の上り回線領域のデータをＤ／Ａ変換器（不図示）およびＰＳＫ変調器（不図示）を利用して変調し送信機４２に供給する。
【００４０】
通信制御回路３３は、変復調回路５１およびＴＤＤ／ＴＤＭＡ制御回路５２の他、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およびパケット数計測部６３を備えている。
【００４１】
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、これをスロットデマンド７１の情報としてＴＤＤ／ＴＤＭＡ制御回路５２に伝達する。このスロットデマンド７１の情報は、ＴＤＤ／ＴＤＭＡ制御回路５２から図２の１無線フレームのスロットデマンド領域ＴＳ１４の時間帯で変復調回路５１、送信機４２、切替スイッチ４３およびアンテナ２２を通じて基地局１１に通知される。
【００４２】
加入者局２１の認証管理部２０２は、基地局１１との認証プロセス（認証処理）および認証結果に基づく処理を行う。認証管理部２０２における認証プロセスの内容は、基地局１１から送信された認証要求に応答する認証応答（パスワードと加入者局名）の送信と、この認証応答を受信した基地局１１から送信される認証確立通知に応答する確認応答の送信である。
【００４３】
認証結果に基づく処理として、認証管理部２０２は、この確認応答の送信時に認証確立を認識し、上り送信バッファ６２に対してリセット指示を供給して、上り送信バッファ６２をクリアする。この後、認証が確立した加入者局２１から基地局１１に対する上り方向のデータ伝送が開始される。
【００４４】
図４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。
【００４５】
高周波回路１３２の構成および作用は、図３に示した加入者局２１の高周波回路３２と同等である。
【００４６】
通信制御回路３４は、変復調回路１５１、ＴＤＤ−ＴＤＭ／ＴＤＭＡ（ＴＤＤ／ＴＤＭＡ）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、認証管理部３０２を備えている。
【００４７】
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２の１無線フレームのスロットデマンド領域ＴＳ１４の時間帯で通知された各加入者局２１のスロットデマンド７１の情報を抽出し、スロット割当部５４に伝達する。
【００４８】
スロット割当部５４は、加入者局２１毎のパケット数およびスロットデマンド７１の情報に基づいて、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。
【００４９】
各加入者局２１に対する、上り方向のタイムスロットの割当（割当パケット数という。）は、図２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。
【００５０】
基地局１１の認証管理部３０２は、各加入者局２１との認証プロセス（認証処理）と認証結果に基づく処理を行う。認証管理部３０２における認証プロセスの内容は、加入者局２１に対する認証要求の送信と、この認証要求を受信した加入者局２１から送信される認証応答（パスワードと加入者局名）の内容の判断と、認証応答の内容が有効であると判断したきの認証確立通知の送信である。
【００５１】
認証結果に基づき、認証管理部３０２は、認証応答の内容が有効であると判断したとき、この確認応答時に認証確立を認識し、認証通知をスロット割当部５４に供給する。スロット割当部５４は、認証の確立した加入者局２１の下り加入者局毎送信バッファ６５に対してリセット指示を供給して、該当する下り加入者局毎送信バッファ６５をクリアする。この後、基地局１１は、認証の確立した加入者局２１とのデータ伝送を開始する。なお、認証の確立した加入者局２１の下り加入者局毎送信バッファ６５に対するリセット指示は、スロット割当部５４からではなく、認証管理部３０２から直接供給することもできる。
【００５２】
この発明の一実施形態が適用された無線通信システム１０は、基本的には、以上のように構成されるものであり、次に、この実施形態の理解を容易にするために、認証プロセスを省略した概括的な全体動作および認証管理部２０２、３０２による認証プロセスの詳細動作の順で説明する。
【００５３】
概括的な全体動作
たとえば、端末２０から対向機器１４に対してデータを伝送しようとするとき、端末２０から加入者局２１に供給されるイーサ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等の再合成情報を含む制御情報Ｐｕ４や誤り検出符号Ｐｕ６等が付加されて、上り送信バッファ６２に一旦蓄積される。
【００５４】
各上り固定長パケットＰｕは、加入者局２１からの、上り送信バッファ６２の蓄積量に基づくスロットデマンド７１に応じた基地局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、ＴＴＤ／ＴＤＭ制御回路５２、変復調回路５１、高周波回路３２、アンテナ２２および無線回線の伝送路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。
【００５５】
受信側装置として機能する基地局１１側で、アンテナ１２、高周波回路１３２、変復調回路１５１、ＴＤＤ／ＴＤＭＡ制御回路１５２を通じて受信された各上り固定長パケットＰｕは、一旦、上り加入者局毎受信バッファ６４に格納され、制御情報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、パケットの欠落がなかった場合には、再合成されたフレームがデータとしてネットワーク１３を通じて対向機器１４に出力される。
【００５６】
その一方、対向機器１４から端末２０に対してデータを伝送しようとするとき、対向機器１４からネットワーク１３を通じて基地局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等の再合成情報が制御情報Ｐｄ２として付加され、下り加入者局毎送信バッファ６５、ＴＤＤ／ＴＤＭＡ制御回路１５２、変復調回路１５１、高周波回路１３２、アンテナ１２、無線回線としての伝送路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、該加入者局２１の下り受信バッファ６１に一旦蓄積される。
【００５７】
受信され蓄積された下り固定長パケットＰｄは、該当する加入者局２１の通信インタフェース回路５３で制御情報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。
【００５８】
以上の説明が、無線通信システム１０の概括的な全体動作の説明である。
【００５９】
次に、認証プロセスの詳細動作について図５のシーケンスチャートに基づき説明する。なお、図６は、認証プロセスの理解用として作成した無線通信システム１０（図１参照）の概略的な構成図である。
【００６０】
図６から理解されるように、図４に示した下り加入者局毎送信バッファ６５は、加入者局２１（１）〜２１（３）のそれぞれの送信データを格納する下り加入者局毎送信バッファ６５（１）〜６５（３）にデータ格納領域が分割されている（割り当てられている）。また、基地局１１の認証管理部３０２は、実際上、各加入者局２１（１）〜２１（３）の認証管理部２０２（１）〜２０２（３）と個別に認証コマンドの送受を行う。
【００６１】
図５のシーケンスチャートは、電源オン（ＯＮ：立ち上げ）からの認証プロセスと、運用中に認証が断となった後に行われる再認証のプロセスの２種類を示している。なお、認証プロセスは、基地局１１側からのコマンド領域ＴＳ２０と加入者局２１側からのＤＭＦ領域ＴＳ１３を利用して行われる。
【００６２】
そこで、まず、図５の基地局１１側のシーケンスＡにおいて、基地局１１の電源がオフからオンになる。
【００６３】
このとき、基地局１１の認証管理部３０２（以下、繁雑となるので、単に基地局１１または基地局認証管理部３０２ともいう。）は、認証が確立していない加入者局２１、この場合、全ての加入者局２１に対してコマンド領域ＴＳ２０を利用して認証要求（ＲＥＱ）を送信する。この時点では、加入者局２１の認証が全く確立していないので、伝送路上にデータを送信することができず、基地局１１から加入者局２１に対するデータ伝送が停止される。
【００６４】
したがって、この認証プロセス中に、対向機器１４からネットワーク１３を介して下り方向（基地局１１）へデータが伝送されてくると、全ての下り加入者局毎送信バッファ６５にデータが滞留することとなる。
【００６５】
次に、加入者局２１のシーケンスＢにおいて、いずれかの加入者局２１の電源がオフからオンになるものとする。
【００６６】
電源がオンになった加入者局２１の認証管理部２０２（以下、繁雑となるので、単に加入者局２１または加入者局認証管理部２０２ともいう。）が基地局１１から認証要求を受信すると、この認証要求に対してＤＭＦ領域ＴＳ１３で認証応答（ＡＮＳ）を返信することで、認証プロセスが開始される。この認証応答では、加入者局２１の認証管理部２０２から加入者局名、すなわち加入者局番号とパスワードが認証応答の内容として送信される。
【００６７】
この場合にも、基地局１１から認証確認通知を受信するまでは伝送路上にデータを送信することができない。そのため、認証が確立していない期間に端末２０から上り方向（加入者局２０）へデータが伝送されてくると上り送信バッファ６２にデータが滞留することになる。
【００６８】
次いで、基地局１１のシーケンスＣにおいて、基地局１１が加入者局２１から認証応答を受信すると、パスワードが有効かどうかを確認し有効であると判断したとき、基地局１１は、加入者局番号に対応する対象加入者局２１の認証が確立したと判断し、対象加入者局２１へ認証確立通知（ＡＰＰ）を送信する。なお、認証プロセス中の基地局１１と加入者局２１間で通信するデータの内容や回数は、通常、無線通信システム１０毎に異なる。
【００６９】
認証が確立した時点で、認証が確立した対象加入者局２１に対するデータ伝送が可能な状態となるが、このまま何もしないで下り回線領域を使用して伝送路上へのデータ伝送を開始すると、基地局１１の電源がオンしたシーケンスＡの時点から、対象加入者局２１用の下り加入者局毎送信バッファ６５に滞留されていたデータを伝送路上に送信してしまうことになる。
【００７０】
そこで、この不都合を回避するために、対象加入者局２１に対して認証確立通知を判断したシーケンスＣの時点で、認証管理部３０２は、スロット割当部５４にスロットの割り当てを開始するように指示するとともにＴＤＤ／ＴＤＭＡ制御回路１５２に送信を開始してもよい旨のコマンドを送る。このとき、スロット割当部５４は、リセット指示により、対象加入者局２１の下り加入者局毎送信バッファ６５をクリアする。クリアした後、スロット割当部５４は、スロットデマンド領域ＴＳ１４からのスロット割当要求に応じて上りデータ領域ＴＳ１５のスロットの割り当てを行う。
【００７１】
認証の確立した加入者局２１が、もし１局のみである場合には、全てのタイムスロットをその加入者局２１に割り当てることができる。この後、ＴＤＤ／ＴＤＭＡ制御回路１５２の制御下に伝送路に対するデータの送受信が開始される。
【００７２】
その一方、加入者局２１のシーケンスＤにおいて、認証確立通知を受信すると、受信した旨の確認応答（ＡＣＫ）を行う。
【００７３】
その後、基地局１１から、１無線フレームの周期で、コマンド領域ＴＳ２０により加入者局２１に対して、運用確認（ＣＯＮ）が送信され、対象加入者局２１から確認応答を得ることで、無線通信システム１０が運用中とされる。
【００７４】
上記のシーケンスＤにおいて、加入者局２１が認証確立を認識すると伝送路上へデータ伝送が可能な状態となる。しかし、何もしないでこのままデータ伝送を開始すると、加入者局２１の電源オンから認証確立時点までに上り送信バッファ６２に滞留していたデータを伝送路に送信してしまうことになる。
【００７５】
そこで、この不都合を回避するために、認証の確立を判断したシーケンスＤの時点で対象加入者局２１の認証管理部２０２は、自身の上り送信バッファ６２をクリアし、クリアした後、伝送路上へデータを送信してもよいとのコマンドをＴＤＤ／ＴＤＭＡ制御回路５２に通知する。その後、ＴＤＤ／ＴＤＭＡ制御回路５２の制御下に伝送路に対するデータの送受信が開始される。
【００７６】
次に、運用中に認証が断となった後に行われる再認証のプロセスについて説明する。
【００７７】
運用中のシーケンスＥ（時点Ｅ）において、１無線フレーム周期毎にコマンド領域ＴＳ２０による運用確認が基地局１１から加入者局２１に送信される。そして、その度毎に、加入者局２１からＤＭＦ領域ＴＳ１３により確認応答がなされる。
【００７８】
しかし、シーケンスＦ（時点Ｆ）において、加入者局２１の電源がオンからオフにされたり、降雨、降雪等の天候状態による伝送路の瞬断あるいは一定期間の切断、または、鳥や洗濯物等の電波障害物等による伝送路の瞬断あるいは一定期間の切断により伝送路が遮断されると、加入者局２１からの応答がなくなる。すなわち、基地局１１からのコマンドは加入者局２１に届いたが、このコマンドに対して加入者局２１が無応答の状態（ＮＡＮＳ）、あるいは基地局１１からのコマンドが加入者局２１に届かない状態になる。
【００７９】
次に、シーケンスＧ（時点Ｇ）において、基地局１１は、加入者局２１からの応答がなかった場合、さらに所定回数運用確認を行っても応答がなかった場合に加入者局２１の認証が断になったと判断する。なお、所定回数は、伝送路品質条件、運用確認周期、サービス品質条件等を考慮した所望の回数に決定することができる。認証が断になったと判断した後は、加入者局２１に対して、再び、確認応答が返信されるまで認証要求を送信し続ける。
【００８０】
しかし、認証が断になると、伝送路上へデータを送信することができなくなる。このため、対向機器１４からネットワーク１３を通じて送られてくるデータが下り加入者局毎送信バッファ６５に滞留することになる。
【００８１】
次に、シーケンスＨ（時点Ｈ）において、加入者局２１の電源がオフからオンあるいは伝送路の遮断が回復するものとする。
【００８２】
この場合、上記の加入者局２１のシーケンスＢと同様に、電源がオンになった加入者局２１が基地局１１から認証要求を受信すると、この認証要求に対して認証応答を返信することで、上述した認証プロセスが開始される。そして、基地局１１から認証確認通知を受信するまでは伝送路上にデータを送信することができない。そのため、認証が確立していない期間に端末２０から上り方向（加入者局２０）へデータが伝送されてくると上り送信バッファ６２にデータが滞留することになる。
【００８３】
次いで、基地局１１のシーケンスＩ（時点Ｉ）において、シーケンスＣと同様に、基地局１１が加入者局２１から認証応答を受信し、有効であると判断したとき、基地局１１は対象加入者局２１へ認証確立通知を送信する。
【００８４】
この場合においても、認証が確立した対象加入者局２１に対するデータ伝送が可能な状態となるが、このまま何もしないで下り回線領域を使用して伝送路へのデータ伝送を開始すると、基地局１１が認証断と判断した時点Ｇから、対象加入者局２１用の下り加入者局毎送信バッファ６５に滞留されていたデータを伝送路上に送信してしまうことになる。
【００８５】
そこで、この不都合を回避するために、対象加入者局２１に対して認証確立通知を判断した時点Ｉで、スロット割当部５４を通じて、対象加入者局２１の下り加入者局毎送信バッファ６５をクリアする。クリアした後、スロット割当部５４およびＴＤＤ／ＴＤＭＡ制御回路１５２の制御下に伝送路に対するデータの送受信を再開する。
【００８６】
その一方、加入者局２１のシーケンスＪ（時点Ｊ）において、シーケンスＤと同様に、認証確立通知を受信すると、確認応答を行い、加入者局２１自身が認証が確立したと判断する。
【００８７】
加入者局２１が認証確立を認識すると伝送路上へデータ伝送が可能な状態となる。しかし、何もしないでこのままデータ伝送を開始すると、加入者局２１の電源オンまたは伝送路回復の時点Ｈから認証確立時点Ｊまでに上り送信バッファ６２に滞留していたデータを伝送路に送信してしまうことになる。
【００８８】
そこで、この不都合を回避するために、認証の確立を判断した時点Ｊで対象加入者局２１の認証管理部２０２は、自身の上り送信バッファ６２をクリアし、クリアした後、伝送路上へデータを送信してもよいとのコマンドをＴＤＤ／ＴＤＭＡ制御回路５２に通知する。その後、ＴＤＤ／ＴＤＭＡ制御回路５２の制御下に伝送路に対するデータの送受信が再開される。
【００８９】
このように、認証プロセス中などに上り送信バッファ６２および下り加入者局毎送信バッファ６５上にデータが滞留した場合に、それらのデータをクリアした後、送信を行うので、無線帯域の無駄な使用を回避することができる。
【００９０】
以上の説明が、認証プロセスの詳細動作である。
【００９１】
次に、図７は、ＦＤＤ方式の加入者局２１Ａの構成例を示している。図８は、ＦＤＤ方式の基地局１１Ａの構成例を示している。図９は、ＦＤＤ方式の無線フレームの構成を示している。
【００９２】
ＦＤＤ方式の図７の加入者局２１Ａと上述したＴＤＤ方式の図３の加入者局２１、ＦＤＤ方式の図８の基地局１１Ａと上述したＴＤＤ方式の図５の基地局１１、およびＦＤＤ方式の図９の無線フレームと上述したＴＤＤ方式の図２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。
【００９３】
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を構成する切替スイッチ４３、１４３がそれぞれＦＤＤ方式ではそれぞれ図７、図８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。
【００９４】
一方、無線フレームは、図２と図９を参照すれば明らかなように、ＴＤＤ方式では、下り回線と上り回線とが同一周波数を使用して、時間軸上に直列的に分割されているのに対し、ＦＤＤ方式では、下り回線と上り回線に対して異なる周波数を割り当て、時間軸上は並列的に構成されている。
【００９５】
なお、図９に示す下り無線フレーム中の下りデータ領域は、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。
【００９６】
同様に、図９に示す上り無線フレーム中の上りデータ領域は、図２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。
【００９７】
このため、ＦＤＤ方式においても、ＴＤＤ方式と同様に、図５のシーケンスに基づく、認証プロセスを行うことができる。
【００９８】
以上説明したように、上述した実施形態は、対向機器１４に接続される基地局１１、１１Ａと、それぞれが端末２０に接続される複数の加入者局２１、２１Ａとの間で無線により双方向データ通信を行うデータ伝送システムに適用される。
【００９９】
この場合、基地局１１、１１Ａには、対向機器１４から伝送されるデータを格納する下り加入者局毎送信バッファ６５と、基地局認証管理部３０２とが備えられている。
【０１００】
また、各加入者局２１、２１Ａには、端末２０から伝送されるデータを格納する上り送信バッファ６２と、加入者局認証管理部２０２とが備えられている。
【０１０１】
基地局認証管理部３０２と加入者局認証管理部２０２は、基地局１１、１１Ａの電源がオフからオンとなった際に、認証プロセスを行い、認証が確立したときに、基地局認証管理部３０２が、認証の確立した下り加入者局毎送信バッファ６５をクリアし、加入者局認証管理部２０２が、自身の上り送信バッファ６２をクリアして、伝送路上へのデータ伝送を開始するようにしている。
【０１０２】
すなわち、この実施形態では、認証が確立してデータ伝送を行う前に、加入者局毎送信バッファ６５と上り送信バッファ６２のクリアを行っている。バッファのクリアを行ってからデータ伝送を行うようにしているので、加入者局毎送信バッファ６５と上り送信バッファ６２に滞留していた不要なデータは消滅し、認証が確立した後のデータのみが伝送路上に送信されることとなる。このため、不要なデータの送受信による伝送帯域の無駄な使用が回避される。
【０１０３】
この場合、基地局１１、１１Ａでの下り加入者局毎送信バッファ６５をクリアするためのリセット指示はスロット割当部５４が行うようにしている。スロット割当部５４は、加入者局２１、２１Ａとのコマンドの送受により認証プロセスを管理している認証管理部３０２から各加入者局２１、２１Ａ毎の認証状態の通知を受けているので、認証管理部３０２からの認証通知を受けた下り加入者局毎送信バッファ６５をクリアしてからデータ伝送の割当を開始する。
【０１０４】
なお、スロット割当部５４からのリセット指示は、認証管理部３０２からの認証確立通知に基づき行っているので、結局、下り加入者局毎送信バッファ６５のクリアは、実質的に認証管理部３０２により行われることになる。
【０１０５】
加入者局２１、２１Ａでの上り送信バッファ６２をクリアするためのリセット指示は、加入者局認証管理部２０２が行う。すなわち、基地局１１、１１Ａから認証確立通知を受信すると認証管理部２０２は、加入者局２１、２１Ａの認証が確立したと判断して加入者局２１、２１Ａの上り送信バッファ６２をクリアしてデータ伝送を開始する。
【０１０６】
なお、下り加入者局毎送信バッファ６５および上り送信バッファ６２に対するデータの滞留は、認証が断となっている期間に、データが対向機器１４から下り加入者局毎送信バッファ６５に、また、データが端末２０から上り送信バッファ６２に伝送されてくるために発生してしまう。そこで、認証プロセス中に下り加入者局毎送信バッファ６５および上り送信バッファ６２への受信を停止してしまう方策も考えられるが、データ受信を停止してしまうと、加入者局２１、２１Ａあるいは基地局１１、１１Ａの保守管理を行うためのデータも送信することができなくなってしまう。このように、認証プロセス中に、下り加入者局毎送信バッファ６５および上り送信バッファ６２への受信を停止しまう方策は不都合がある。
【０１０７】
この発明は、上述した実施形態に限らず、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。
【０１０８】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、加入者局の認証が確立した後、データ伝送を行う前に、基地局内の認証が確立した下り加入者局毎送信バッファのデータのクリアを行うとともに、認証が確立した加入者局が自身の上り送信バッファのデータのクリアを行うようにしている。
【０１０９】
このため、認証確立後に、不要なデータが伝送路上に送信されることがなくなり、無線帯域の無駄な使用が回避される。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態が適用された無線通信システムの構成図である。
【図２】ＴＤＤ方式の無線フレームの構成図である。
【図３】ＴＤＤ方式のこの実施形態の加入者局の構成を示すブロック図である。
【図４】ＴＤＤ方式のこの実施形態の基地局の構成を示すブロック図である。
【図５】認証プロセスとバッファクリアの動作説明に供されるシーケンス図である。
【図６】認証プロセスとバッファクリアの動作説明に供される伝送システムの構成を示すブロック図である。
【図７】ＦＤＤ方式の実施形態の加入者局の構成を示すブロック図である。
【図８】ＦＤＤ方式の他の実施形態の基地局の構成を示すブロック図である。
【図９】ＦＤＤ方式の無線フレームの構成図である。
【符号の説明】
１０…無線通信システム            １１，１１Ａ…基地局
１２，２２…アンテナ              １３…ネットワーク
１４…対向機器                    ２０…端末
２１，２１Ａ…加入者局            ３２，１３２…高周波回路
３３，３４…通信制御回路          ４１，１４１…受信機
４２，１４２…送信機              ４３，１４３…切替スイッチ
４４，１４４…ダイプレクサ        ５１，１５１…変復調回路
５２，１５２…ＴＤＤ−ＴＤＭ／ＴＤＭＡ制御回路（ＴＤＤ／ＴＤＭＡ制御回路）
５３，１５３…通信インタフェース回路
５４…スロット割当部              ６１…下り受信バッファ
６２…上り送信バッファ            ６３…パケット数計測部
６４…上り加入者局毎受信バッファ  ６５…下り加入者局毎送信バッファ
７１…スロットデマンド            ７２…スロット割当
２０２、３０２…認証管理部
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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