(57)【要約】  複数の端末（１）が基地局（２）に対してデータ送信に必要なデータ送信用の無線リソース（６）の予約要求をランダムに行なう無線通信システムにおいて、端末（１）が基地局（２）に対して予約要求を行なうのに必要な予約要求用の無線リソース（５）として端末（１）に固有の無線リソースを割り当てる。これにより、予約要求の衝突発生を無くすことが可能となる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の端末が基地局に対してデータ送信に必要なデータ送信用の無線リソースの予約要求をランダムに行なう無線通信システムであって、
該端末が該基地局に対して該予約要求を行なうのに必要な予約要求用の無線リソースとして該端末に固有の無線リソースを割り当てることを特徴とする、無線通信システム。
【請求項２】
該基地局が、
該端末との通信に必要な無線リソースを管理する無線リソース管理手段と、
いずれかの前記端末からのデータ送信要求に応じて当該端末に固有の予約要求用の無線リソースを割り当てる予約要求用無線リソース割り当て手段と、
該予約要求用の無線リソースを用いて送られてきた該予約要求に応じた該データ送信用の無線リソースを割り当てるデータ送信用無線リソース割り当て手段とをそなえるとともに、
該端末が、
該データ送信要求を該基地局に送信するデータ送信要求送信手段と、
該データ送信要求に対して該基地局により割り当てられた該予約要求用の無線リソースを用いて該予約要求を行なう予約要求手段と、
該予約要求に対して該基地局により割り当てられた該データ送信用の無線リソースを用いて該基地局に対する該データ送信を行なうデータ送信手段とをそなえたことを特徴とする、請求項１記載の無線通信システム。
【請求項３】
複数の端末が基地局に対してデータ送信に必要なデータ送信用の無線リソースの予約要求をランダムに行なう無線通信システムに用いられる該基地局であって、
該端末との通信に必要な無線リソースを管理する無線リソース管理手段と、
いずれかの前記端末からのデータ送信要求に応じて当該端末に固有の予約要求用の無線リソースを割り当てる予約要求用無線リソース割り当て手段と、
該予約要求用の無線リソースを用いて送られてきた該予約要求に応じた該データ送信用の無線リソースを割り当てるデータ送信用無線リソース割り当て手段とをそなえたことを特徴とする、無線通信システムに用いられる基地局。
【請求項４】
該無線リソース管理手段が、
該予約要求用の無線リソースとして割り当てるべき該端末に固有の無線リソースを周波数で分けて管理することを特徴とする、請求項３記載の無線通信システムに用いられる基地局。
【請求項５】
該無線リソース管理手段が、
該予約要求用の無線リソースとして割り当てるべき該端末に固有の無線リソースを割り当て時間で分けて管理することを特徴とする、請求項３記載の無線通信システムに用いられる基地局。
【請求項６】
該無線リソース管理手段が、
該予約要求用の無線リソースとして割り当てるべき該端末に固有の無線リソースを拡散コードで分けて管理することを特徴とする、請求項３記載の無線通信システムに用いられる基地局。
【請求項７】
該無線リソース管理手段が、
該予約要求用の無線リソースとして割り当てるべき該端末に固有の無線リソースを周波数及び時間で分けて管理することを特徴とする、請求項３記載の無線通信システムに用いられる基地局。
【請求項８】
該無線リソース管理手段が、
該予約要求用の無線リソースとして割り当てるべき該端末に固有の無線リソースを周波数及び拡散コードで分けて管理することを特徴とする、請求項３記載の無線通信システムに用いられる基地局。
【請求項９】
複数の端末が基地局に対してデータ送信に必要なデータ送信用の無線リソースの予約要求をランダムに行なう無線通信システムに用いられる該端末であって、
該データ送信要求を該基地局に送信するデータ送信要求送信手段と、
該データ送信要求に対して該基地局により割り当てられた該予約要求用の無線リソースを用いて該予約要求を行なう予約要求手段と、
該予約要求に対して該基地局により割り当てられた該データ送信用の無線リソースを用いて該基地局に対する該データ送信を行なうデータ送信手段とをそなえたことを特徴とする、無線通信システムに用いられる端末。
【請求項１０】
送信すべきデータを一時的に蓄積する送信バッファをさらにそなえ、
該データ送信要求送信手段が、
該送信バッファにデータが蓄積されたことをトリガとして該データ送信要求を該基地局に送信すべく構成されたことを特徴とする、請求項９記載の無線通信システムに用いられる端末。
【請求項１１】
該データ送信要求送信手段が、
あらかじめ決められた時間をトリガとして該データ送信要求を該基地局に送信すべく構成されたことを特徴とする、請求項９記載の無線通信システムに用いられる端末。
【請求項１２】
該データ送信要求送信手段が、
あらかじめ決められた時間間隔をトリガとして該データ送信要求を該基地局に送信すべく構成されたことを特徴とする、請求項９記載の無線通信システムに用いられる端末。
【請求項１３】
該基地局からのデータを受信する受信手段をさらにそなえ、
該データ送信要求送信手段が、
該受信手段にてレスポンスすべきデータが受信されたことをトリガとして該データ送信要求を該基地局に送信すべく構成されたことを特徴とする、請求項９記載の無線通信システムに用いられる端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システム並びに同システムに用いられる基地局及び端末に関し、パケット通信、特に、無線を用いた端末から基地局方向（アップリンク）のパケット通信に用いて好適な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムにおいて、移動端末（ＭＳ：Mobile Station）から基地局（ＢＳ：Base Station）方向（アップリンク）に通信する際、各移動端末（以下、単に「端末」という）で占有する無線リソースを決めて通信する方法（個別チャネルによる通信）と、すべての端末で同一の無線リソースを共有して通信する方法（共通チャネルによる通信）とが存在する。【０００３】
個別チャネルを用いて通信を行なう場合には、各端末で占有したリソースが確保されているため、他の端末からの影響を受けることは無い。
しかし、通信すべきデータが少ない場合には、占有して確保した無線リソースを１００％活用することができない。例えば図９に示すように、３台の端末(1)，(2)，(3)に対してそれぞれに個別チャネルを割り当てた場合、通信すべきデータが少ないため送信パケットがまばらとなり網がけで示す部分以外の部分が未使用領域となり、無線リソースを効率良く使用できないことになる。なお、個別チャネルを形成する無線リソースとして、周波数やＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式で用いられる拡散コードなどがある。【０００４】
これに対し、共通チャネルを用いた場合には、各端末からの通信データが少ない場合にも無線リソースを１００％使用できる可能性がある。例えば図１０に示すように、５台の端末で時間方向に５分割（丸付き数字１〜５参照）した無線フレームを順番に使うことで、無線リソースを１００％使用することができる。
しかし、一般的に各端末から送信すべきデータの発生（一般的にはランダム）に伴ってランダムに共通のリソース（共通チャネル）にアクセスが発生する。このようなアクセス方式を「ランダムアクセス方式」と呼び、純アロハ方式（pure ALOHA）やスロットアロハ方式（Slotted ALOHA）が良く知られており、例えば、下記非特許文献１のP.374に説明がある。かかる「ランダムアクセス方式」では、共通チャネルに対する衝突の発生により通信効率が劣化する。【０００５】
また、端末からの送信予約を行なう領域（予約領域）と、実際に通信を行なう領域（通信領域）とを分けて通信を行なう方式も良く知られており、「予約型ランダムアクセス方式」と呼ばれている。この「予約型ランダムアクセス方式」は、下記非特許文献１のP.377に「ランダム予約方式」として説明がある。
なお、「予約型ランダムアクセス方式」に関連する技術として、例えば下記特許文献２により提案されている技術がある。この技術は、サービス品質に応じて予約領域を別々に用意することで、他のサービスクラスからの影響を受けないようにしている。【０００６】
さらに関連する技術として下記特許文献１により提案されている技術がある。この技術は、通信トラフィックに応じて予約パケットの送信可能確率を制御することで、予約パケット衝突によるスループット低下を回避している。
また、他に関連する技術として下記特許文献３により提案されている技術がある。この技術は、パケットのトラフィック量に応じて１つ以上のパケット予約チャネルを確保することで、複数の移動局からのパケット予約メッセージが衝突する確率を抑制している。【０００７】
さらに関連する技術として、下記特許文献４により提案されている技術がある。この技術は、複数スロットを有する基準フレームと同じ長さで先頭スロットがずれた複数の仮想フレームを設定して、送信予約を要求した端末に対していずれかの仮想フレームを割り振り、その仮想フレーム内に上記送信予約を割り当てることで、端末に割り振られた仮想フレームに時間的なずれを与えて、各端末に許容可能な遅延を確保する。これにより、伝送速度を超える一時的な高トラフィックが生じた場合には、各端末の送信タイミングを、可能な範囲で後ろのスロットへ移すことで、実際の端末収容能力を超えて仮想的な予約を与えることができる。したがって、パケット廃棄率を減少させて、収容可能な端末数を増加することができる。【０００８】
しかしながら、下記特許文献１でも課題となっているが、予約領域として共通チャネルを用いた場合、予約パケットの衝突が頻繁に発生し、データの伝送効率が低下してしまうという課題がある。
具体例について図１１を用いて説明する。この図１１では２台の端末(1)，(2)から同時期に上りデータが発生した場合を示しており、同時期に、必要な無線リソース（通信チャネル）の予約要求（予約パケット）９１，９２が２台の端末(1)，(2)から送信されたために衝突が発生している（枠３００参照）。そして、２台の端末(1)，(2)からの予約パケット９１，９２が両方とも基地局に到達しなかった（あるいは、正しく復号されなかった）ため、各端末(1)，(2)は、それぞれ、ランダムな時間（ランダム遅延：符号１００，２００参照）待った後に予約パケット１０１，２０１を再送信し、その結果、両端末(1)，(2)ともにデータの送信許可１０２，２０２を得ることができている。上記ランダム遅延により２端末(1)，(2)ともに上りデータ１０３，２０３の送信が可能となったが、大きな遅延が発生（符号１０４，２０４参照）するとともに、衝突がなければ送信が可能であった通信領域の空きが発生する（符号４００参照）といった、伝送効率の低下が発生している。なお、このランダム遅延後の再送技術は下記非特許文献１のp.374にも記載があるとおり一般的な技術である。【０００９】
さらに別の具体例について図１２を用いて説明する。この図１２の場合、端末(1)の予約パケット１０１のみ基地局で正しく復号され、その結果、送信許可１０２が基地局から端末(1)に送られ、そして、端末(1)から上りデータ１０３が送信されている。一方、端末(2)は、衝突により予約パケット９２が基地局に到達しなかった（あるいは、正しく復号されなかった）ため、ランダム遅延２００待った後に予約パケットを再送している。したがって、端末(2)側に大きな遅延が発生している（符号２０４参照）。【００１０】
下記特許文献２〜３により提案されている技術では、予約パケットの衝突発生を低減することはできるものの、衝突発生を無くすことはできない。したがって、データ伝送効率の低下は避けられない。
本発明は、上記のような課題に鑑み創案されたもので、予約パケットの衝突発生を無くして、データ伝送効率を向上できるようにすることを目的とする。
【特許文献１】特開２００１−２１７７４９号公報
【特許文献２】特開平８−１５４０９７号公報
【特許文献３】特開２０００−２２４２３１号公報
【特許文献４】特開２００１−１６０９８３号公報
【非特許文献１】飯田尚志編著、「衛星通信」、平成９年２月２５日、オーム社 (ISBN4-274-03478-9)
【発明の開示】
【００１１】
上記の目的を達成するために、本発明の無線通信システム（請求項１）は、複数の端末が基地局に対してデータ送信に必要なデータ送信用の無線リソースの予約要求をランダムに行なう無線通信システムであって、該端末が該基地局に対して該予約要求を行なうのに必要な予約要求用の無線リソースとして該端末に固有の無線リソースを割り当てることを特徴としている。
【００１２】
ここで、該基地局が、該端末との通信に必要な無線リソースを管理する無線リソース管理手段と、いずれかの上記端末からのデータ送信要求に応じて当該端末に固有の予約要求用の無線リソースを割り当てる予約要求用無線リソース割り当て手段と、該予約要求用の無線リソースを用いて送られてきた該予約要求に応じた該データ送信用の無線リソースを割り当てるデータ送信用無線リソース割り当て手段とをそなえるとともに、該端末が、該データ送信要求を該基地局に送信するデータ送信要求送信手段と、該データ送信要求に対して該基地局により割り当てられた該予約要求用の無線リソースを用いて該予約要求を行なう予約要求手段と、該予約要求に対して該基地局により割り当てられた該データ送信用の無線リソースを用いて該基地局に対する該データ送信を行なうデータ送信手段とをそなえるのが好ましい（請求項２）。
【００１３】
また、本発明の無線通信システムに用いられる基地局（請求項３）は、複数の端末が基地局に対してデータ送信に必要なデータ送信用の無線リソースの予約要求をランダムに行なう無線通信システムに用いられる該基地局であって、該端末との通信に必要な無線リソースを管理する無線リソース管理手段と、いずれかの上記端末からのデータ送信要求に応じて当該端末に固有の予約要求用の無線リソースを割り当てる予約要求用無線リソース割り当て手段と、該予約要求用の無線リソースを用いて送られてきた該予約要求に応じた該データ送信用の無線リソースを割り当てるデータ送信用無線リソース割り当て手段とをそなえたことを特徴としている。
【００１４】
ここで、該無線リソース管理手段は、該予約要求用の無線リソースとして割り当てるべき該端末に固有の無線リソースを、周波数で分けて管理してもよいし（請求項４）、割り当て時間で分けて管理してもよいし（請求項５）、拡散コードで分けて管理してもよい（請求項６）。また、周波数及び時間で分けて管理してもよいし（請求項７）、周波数及び拡散コードで分けて管理してもよい（請求項８）。
【００１５】
さらに、本発明の無線通信システムに用いられる端末（請求項９）は、複数の端末が基地局に対してデータ送信に必要なデータ送信用の無線リソースの予約要求をランダムに行なう無線通信システムに用いられる該端末であって、該データ送信要求を該基地局に送信するデータ送信要求送信手段と、該データ送信要求に対して該基地局により割り当てられた該予約要求用の無線リソースを用いて該予約要求を行なう予約要求手段と、該予約要求に対して該基地局により割り当てられた該データ送信用の無線リソースを用いて該基地局に対する該データ送信を行なうデータ送信手段とをそなえたことを特徴としている。
【００１６】
ここで、上記端末は、送信すべきデータを一時的に蓄積する送信バッファをさらにそなえ、該データ送信要求送信手段が、該送信バッファにデータが蓄積されたことをトリガとして該データ送信要求を該基地局に送信すべく構成されていてもよい（請求項１０）。
また、該データ送信要求送信手段は、あらかじめ決められた時間をトリガとして該データ送信要求を該基地局に送信すべく構成されていてもよいし（請求項１１）、あらかじめ決められた時間間隔をトリガとして該データ送信要求を該基地局に送信すべく構成されていてもよい（請求項１２）。
【００１７】
さらに、上記端末は、該基地局からのデータを受信する受信手段をさらにそなえ、該データ送信要求送信手段が、該受信手段にてレスポンスすべきデータが受信されたことをトリガとして該データ送信要求を該基地局に送信すべく構成されていてもよい（請求項１３）。
上記本発明によれば、次のような効果ないし利点が得られる。
【００１８】
(1)予約パケットの衝突が発生しないため、伝送遅延が発生しない。
(2)予約パケットの衝突が発生しないため、衝突のため伝送不可能となる通信領域が発生しない（上りデータが無い場合の通信領域の空きは存在する）。
(3)基地局で同時に複数の端末からの予約パケットを入手できるため、通信領域を効率的に使用できる。例えば複数の端末から同時に予約パケットが送信された場合に基地局が連続的に各端末を通信領域に割り当てることができるので、通信領域のリソースを１００％活用することができる（通信領域の空きが発生しない）。
【００１９】
(4)(3)と関連するが、通信領域のリソース割り当て時に各端末のサービス内容（例えば、リアルタイムが必要かなど）を考慮して割り当てが可能となる。例えば、或る端末について伝送遅延を小さくする必要がある場合、他の端末よりも先に割り当てを行なうことで、所望の伝送遅延を守ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態としての無線通信システムの要部構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す端末状態管理部で管理する端末状態及び状態遷移の一例を示す図である。
【図３】図１に示す端末から基地局方向（アップリンク）の通信で用いられるチャネル分割（無線リソースの割り当て）の一例を示す図である。
【図４】図１に示す無線通信システムの動作（予約領域割り当て）を説明するためのシーケンス図である。
【図５】図１に示す無線通信システムの動作（個別チャネルを用いた予約パケット伝送）を説明するための図である。
【図６】図１に示す無線通信システムにおける予約領域割り当ての他の例を示す図である。
【図７】図１に示す無線通信システムにおける予約領域割り当ての他の例を示す図である。
【図８】図１に示す無線通信システムにおける予約領域割り当ての他の例を示す図である。
【図９】従来の無線通信システムにおける個別チャネルの使用例を示す図である。
【図１０】従来の無線通信システムにおける共通チャネルの時間方向分割使用例を示す図である。
【図１１】従来の無線通信システムにおける予約型ランダムアクセス方式を説明するための図である。
【図１２】従来の無線通信システムにおける予約型ランダムアクセス方式を説明するための図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の一実施形態としての無線通信システムの要部構成を示すブロック図で、この図１に示す無線通信システムは、複数の携帯電話端末等の無線端末１と、これらの無線端末１がアクセスしうる基地局２とをそなえて構成されており、無線端末１から基地局２（アップリンク）へのアクセスは、「予約型ランダムアクセス方式」によって行なわれる、即ち、複数の端末１が基地局２に対してデータ送信に必要な無線リソース（通信チャネル）の予約要求をランダムに行なうようになっている。【００２２】
そして、この図１に示すように、無線端末１は、その要部に着目すると、送信部１１，受信部１２，無線リソース管理部１３，端末状態管理部１４，バッファ１５，予約領域リクエスト部１６，送信予約制御部１７及びデータ送信制御部１８をそなえて構成され、基地局２は、その要部に着目すると、送信部２１，受信部２２，予約領域無線リソース管理部２３及び通信領域割当スケジューラ部２４をそなえて構成されている。【００２３】
ここで、端末１において、送信部１１は、ＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）方式等の所要の無線通信方式で上りパケット（画像や音声データ、基地局２への予約パケットや制御情報パケットなどを含む）を無線により送信するもので、所要の符号化処理、拡散処理、ＱＡＭやＱＰＳＫ等の変調処理等を含む必要な送信処理を行なえるようになっており、受信部１２は、基地局２から無線により送信されてくる下りパケット（画像や音声データ、予約領域（チャネル）や通信領域（チャネル）の割当情報などの制御情報パケットを含む）を受信するもので、所要の復号処理、復調処理、逆拡散処理等を含む必要な受信処理を行なえるようになっている。【００２４】
無線リソース管理部１３は、基地局２との無線通信に必要な無線リソース（チャネル）を管理するもので、基地局２から送信され受信部１２で受信されて上記制御情報パケット等によって割り当てられた（通知された）チャネル情報を保持するようになっている。なお、本実施形態では、図３により後述するように、当該端末１が基地局２に対してデータ送信を行なうに当たって必要な通信領域（通信チャネル）の予約を要求するパケット（予約パケット）の送信に必要な無線リソース（予約領域：予約要求用無線リソース）として、各端末１に固有の無線リソース（個別チャネル）が割り当てられるようになっている。【００２５】
端末状態管理部１４は、自端末の状態（端末状態）を管理するもので、ここでは、例えば図２に示すように、「電源オフ」，「予約領域割当て無し」及び「予約領域割当てあり」の３状態１４１，１４２，１４３を管理するようになっている。具体的には、端末１が「電源オフ」から「オン状態」になった場合、矢印(1)で示す遷移により「電源オフ」状態１４１から「予約領域割当て無し」状態１４２に遷移する。この状態１４２は、個別チャネルを用いた予約パケットの端末からの送信ができない状態である。また、送信したいデータが端末１で発生した際に、図４により後述するごとく、端末１から予約領域の割当てを基地局２に対してリクエストし、基地局２から予約領域を指定してもらう。そして、矢印(2)で示す遷移により「予約領域割当てあり」状態１４３となる。この状態１４３になると、端末１は基地局２との通信（通信領域割当て要求→通信領域割当て→通信）が可能な状態となる。また、通信が終了し基地局２からの個別チャネルの割り当てが解放されると、矢印(3)で示す遷移により、端末１は「予約領域割当て無し」状態１４２となる。【００２６】
バッファ１５は、基地局２への送信データを一時的に蓄積しておくものであり、予約領域リクエスト部（データ送信要求送信手段）１６は、上記予約パケットの送信に必要な予約領域の割り当て要求（予約領域リクエスト）をデータ送信要求として基地局２に送信するものであり、送信予約制御部（予約要求手段）１７は、上記予約要求リクエストに対して基地局２から割り当てられた予約領域（無線リソース管理部１３で管理されている）を用いて、予約パケット（通信領域割り当てリクエスト）を送信部１１経由で基地局２へ送信するための制御を行なうものである。【００２７】
データ送信制御部（データ送信手段）１８は、バッファ１５に蓄積されている送信データを順次読み出して当該送信データをパケット化し、上記予約パケットに対する応答として基地局２から割り当てられた通信領域（通信チャネル）を用いて送信部１１経由で基地局２へ送信するための制御を行なうものである。
一方、基地局２において、送信部２１は、端末１への下りパケットを無線により送信するもので、所要の符号化処理、拡散処理、変調処理等を含む必要な送信処理を行なえるようになっており、受信部２２は、端末１から無線により送信されてくる上りパケットを受信するもので、所要の復号処理、復調処理、逆拡散処理等を含む必要な受信処理を行なえるようになっている。【００２８】
予約領域無線リソース管理部（無線リソース管理手段、予約要求用無線リソース割り当て手段）２３は、端末１との通信に必要な無線リソース、特に、端末１に割り当てるべき予約領域（無線リソース）を管理するとともに、いずれかの端末１からの予約領域リクエストに応じて当該端末１に固有の予約領域（予約要求用の無線リソース）を割り当てるもので、例えば図３に示すごとく、端末１別に割り当てるべき予約領域（チャネル）５を周波数によって分けて管理するようになっている。【００２９】
なお、図３は端末１から基地局２方向（アップリンク）の通信で用いられるチャネル分割の一例を示しており、この図３では、３台の端末１に対して異なる周波数の予約領域（個別チャネル）５が割り当てられている様子を示している。また、符号４は予約領域５の割り当てを基地局２に対して要求するのに使用するリクエスト（予約領域リクエスト）領域（各端末に共通のチャネル）、符号６は上記予約要求により基地局２が割り当てる（実際のデータ通信に使用する）通信領域（通信チャネル）をそれぞれ示している。つまり、この例では、アップリンクのチャネル分割として、周波数によって分割された、予約領域リクエスト領域４，予約領域５及び通信領域６の３種類の領域を有している、換言すれば、アップリンクにおいて割り当てるべき無線リソース（チャネル）を周波数によって分けるようになっている。なお、他の分割手法も可能であり、後述する。【００３０】
通信領域割当スケジューラ部（送信用無線リソース割り当て手段）２４は、端末１から上記予約領域５を用いて送信され受信部２２で受信された予約パケット(通信領域割り当てリクエスト)に応じて、アップリンクの通信領域６の割り当てを所定のスケジューリング方法に従って行ない、その割り当て情報（通信チャネル情報）を送信部２１経由で端末１へ通知するための制御を行なうものである。なお、上記スケジューリング方法に関しては後述する。【００３１】
以下、上述のごとく構成された本実施形態の無線通信システムの動作について、図４及び図５参照しながら詳述する。
まず、図４に示すように、端末１において、送信データがバッファ１５に蓄積されると、予約領域リクエスト部１６から送信部１１を通じて基地局２に対して予約要求リクエストが送信される（ステップＳ１）。なお、予約領域リクエストの発生トリガは、他にもあるが、後述する。【００３２】
基地局２では、上記予約要求リクエストが受信部２２で受信されると、予約領域無線リソース管理部２３が、当該予約要求リクエストを送信した端末１向けの予約領域５として個別の無線リソースを割り当て、その割り当て情報を「予約領域割り当て」信号として送信部２１を通じて端末１に知らせる（応答する：ステップＳ２）。
この「予約領域割り当て」信号が、端末１の受信部１２で受信されると、無線リソース管理部１３に入力され、これにより、当該端末１は、基地局２から割り当てられた予約領域５として使用する無線リソース（個別チャネル）を把握する。このとき、端末状態管理部１４では、端末状態を「予約領域割当てあり」状態に変化させる。そして、送信予約制御部１７により、上述のごとく基地局２から割り当てられた予約領域５を用いて、予約パケット（通信領域割り当て要求）を送信する（ステップＳ３）。【００３３】
この予約パケットを受信部２２で受信した基地局２は、通信領域割当スケジューラ部２４によって、当該予約パケットに応じた通信領域６の割り当てを行ない、その割り当て情報を端末１に送信部２１を通じて応答する（ステップＳ４）。
端末１では、上記通信領域６の割り当て情報を受信部１２経由で無線リソース管理部１３へ知らせる。そして、端末１は、データ送信制御部１８によりバッファ１５から送信データを読み出して送信フレームを生成し、無線リソース管理部１３で管理されている（基地局２から割り当てられた）通信領域６を用いて基地局２に対するデータ送信を行なう。【００３４】
以上のように、端末１が基地局２に対してデータ送信に必要な無線リソース（通信領域６）の予約要求を行なうのに必要な無線リソース（予約領域５）、即ち、端末１からの予約パケットの送信に用いる無線リソース（予約領域５）として端末１に固有の無線リソース（個別チャネル）を割り当てることで、従来のような予約パケットの衝突発生を無くすことができる。例えば図５に示すように、２台の端末１（端末１−１，１−２とする）において同時期に送信データが発生して、同時期に予約パケット９１，９２がそれぞれ送信されたとしても、各予約パケット９１，９２はそれぞれ個別チャネル５を使用して基地局２へ送信されるので、予約パケット９１，９２の衝突は発生しない。【００３５】
したがって、各端末１−１，１−２は、それぞれ、基地局２からの許可（通信領域６の割り当て）１０２，２０２を受けることができ、その後いつでもデータ１０３，２０３の送信を行なうことができる。この結果、従来のような伝送遅延が発生しない。また、衝突発生のために伝送不可能となる通信領域６が発生しない。つまり、無線リソースの有効利用を図ることができる。もっとも、上りパケットが無い場合の通信領域６の空きは存在する。【００３６】
さらに、基地局２で同時に複数端末１からの予約パケットを入手できるため、通信領域６を効率的に使用できる。例えば図５中の最下段に示すごとく、基地局２は、複数の端末１からのデータ１０３，２０３を連続的に通信領域６に割り当てることも可能となるので、通信領域６の無線リソースを１００％活用することができる（通信領域６の空きが発生しない）。また、これと関連するが、通信領域６のリソース割り当て時に各端末１のサービス内容（例えば、リアルタイムが必要かなど）を考慮して割り当てが可能となる。例えば、或る端末１について伝送遅延を小さくする必要がある場合、他の端末１よりも先に割り当てを行なうことで、所望の伝送遅延を守ることが可能となる。【００３７】
・各領域（チャネル）４，５，６の無線リソース割り当てのその他の例
（１）上述した例では、図３により前述したごとく各領域（無線リソース）４，５，６を周波数分割しているが、例えば図６に示すように、周波数は単一とし、時間方向に各領域４，５，６を分割多重してもよい。ただし、すべての領域を同一周波数帯域に多重するのではなく、例えば、予約領域５と通信領域６とを多重し、予約領域リクエスト領域４だけ別の周波数帯域に割り当てる方法もある。【００３８】
（２）また、例えば図７に示すように、予約領域５と通信領域６を時間方向に分割多重し、さらに予約領域５をＣＤＭＡ方式の拡散コードで分割多重（つまり、時間と拡散コードによる２次元の分割多重）することもできる。ただし、この例では、予約領域リクエスト領域４は別周波数帯域に割り当てている。
（３）さらに、例えば図８に示すように、予約領域５と通信領域６を時間方向に分割多重し、さらに予約領域５を周波数方向に分割多重（つまり、時間と周波数による２次元の分割多重）することもできる。ただし、この例でも、図７と同様に予約領域リクエスト領域４は別の周波数帯域に割り当てている。【００３９】
なお、上記（１）〜（３）のいずれの手法についても前記の予約領域無線リソース管理部２３によって管理される。
・予約領域リクエストの発生トリガ例
なお、端末１での予約領域リクエストは、上述した送信すべきデータがバッファ１５に蓄積された時以外に、例えば、決まった時間に送信データが発生するような場合に予め決められた時間に発生させてもよいし、一定の時間間隔で送信データが発生するような場合に予め決められた時間間隔で発生させてもよい。また、端末１でレスポンスすべきデータが受信された時点で発生させてもよい。この場合は、レスポンスすべきデータパケットのすべての受信が完了していない時点で予約領域リクエストを送信して、早期に予約領域５を確保しておくことが可能となる。【００４０】
・通信領域割り当てスケジューリング例
また、通信領域６の割り当て（スケジューリング方法）は、例えば、各端末を順番に割り当てるラウンドロビンでもよいし、端末１の優先度を考慮したスケジューリングでもよい。例えば図５の場合は、端末１−１の優先度が端末１−２よりも高いため、同時期に予約パケット９１，９２が発生しているが、優先度の高い端末１−１の割り当てを先に行なっている。また、通信品質の高い端末１から優先的に割り当てるスケジューリングも可能である。例えば、基地局２のサービスエリア内のトータルスループットを向上させる目的で、割り当て時の通信品質が最も良い端末１から通信領域６を割り当てる方法である。【００４１】
なお、本発明は、上述した実施形態に関わらず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
以上詳述したように、本発明によれば、端末からの予約要求に用いる無線リソースとして各端末に固有の無線リソースを割り当てることにより、予約要求の衝突発生を無くすことができるので、伝送遅延を最小限にするとともに、アップリンクの無線リソースを効率良く使用することができ、無線通信技術分野において極めて有用と考えられる。
【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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【国際調査報告】
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