(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線基地局と複数の無線端末局とが共通のチャネルを使用し、無線端末局がデータ送信時にまずＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｓｅｎｓｅ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ  ｗｉｔｈ  Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ  Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）に基づくチャネル割当て要求を行い、該割当て要求に応じて無線基地局がＴＤＭＡに基づく送信時間のスケジューリングを行う無線通信システムにおいて、
送信要求のある無線端末局は、０〜Ｎ（Ｎは自然数）の間に一様分布する乱数を発生させ、ランダムアクセスによるチャネル割当て要求を、前記乱数に基づいて選択したパケットによって送信を開始し、
送信要求のない無線端末局は、０〜Ｎ（Ｎは自然数）の間に一様分布する乱数を発生させ、ランダムアクセスによるチャネル割当て要求時間に、前記乱数に基づいて選択したパケットによって送信を開始したと仮定して、他の無線端末局からの送信が行われるか否かについてチャネルを監視し、他の無線端末局が送信したパケットを検出した場合は、設定された衝突回避に用いるランダムスロット設定範囲が最適な値よりも小さいと判断し、
一方、他の無線端末局が送信したパケットを検出しなかった場合は、設定された衝突回避に用いるランダムスロット設定範囲が最適な値よりも大きいと判断して、
無線端末局が、ランダムスロット設定範囲について、予め決められた時間内に最適な値よりも小さいと判断した回数が、閾値を超えた場合に、ランダムアクセスに使用するスロットを決定する乱数発生範囲を広げ、
一方、予め決められた時間内に最適な値よりも大きいと判断した回数が、閾値をこえた場合に、ランダムアクセスに使用するスロットを決定する乱数発生範囲０〜Ｎを縮小することを特徴とする無線パケット送信制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は同じチャネルを使用する無線基地局及び複数台の無線端末局が存在する際の、無線端末局の無線パケット送信制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の無線パケット送信制御方法について小電力データ通信システム／広帯域移動アクセスシステム（ＨｉＳＷＡＮａ）で定められているＲＣＨ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  ｃＨａｎｎｅｌ）アクセス法を用いて説明する。
【０００３】
送信要求のある無線端末局は、無線基地局にＴＤＭＡによるデータ送信用のチャネル割当を行うよう要求するために、まずランダムアクセス用に設けられたスロットでチャネル割当て要求を行う。
【０００４】
無線基地局は、要求に従いスケジューリングを行い、無線端末局に対してチャネル割当て要求を行い、スケジューリング情報を無線端末局に送信する。無線端末局はチャネル割り当て情報に従い、データを送信する。
【０００５】
図３は従来方法の衝突回避に用いるランダムスロット設定範囲の設定方法を説明するフローチャートである。無線端末局は、データ送信要求が発生したとき、チャネル割当て要求を無線基地局に送信する。このチャネル割当て要求を送る際にはランダムアクセスを使用する。
【０００６】
無線端末局は、送信要求が発生すると、無線基地局が設定する１フレーム内のランダムアクセス用チャネルの数（ＲＣＨのスロット数ｎ）と、チャネル割当て要求回数（試行回数ａ）を比較し、ＲＣＨのスロット数ｎの方が大きければ、１〜ｎの範囲のＲＣＨのスロットの中から、チャネル割当て要求を無線基地局に送信するスロットを選択する。
【０００７】
そして、無線端末局は無線基地局が設定する１フレーム内のランダムアクセス用スロット数（ＲＣＨのスロット数ｎ）と、チャネル割当て要求回数（試行回数ａ）の判定式２のａ乗と比較（Ｓ３０３）し、ＲＣＨのスロット数ｎの方が小さければ、試行回数ａに応じて衝突回避に用いるランダムスロット設定範囲を広げ、ＲＣＨのスロットの中からチャネル割当て要求を無線基地局に送信するスロットを選択する（Ｓ３０４）。
【０００８】
一方、無線端末局は無線基地局が設定する１フレーム内のランダムアクセス用スロット数（ＲＣＨのスロット数ｎ）と、チャネル割当て要求回数（試行回数ａ）を比較（３０５）し、ＲＣＨのスロット数ｎの方が小さく、かつ判定式２のａ乗が衝突回避に用いるランダムスロット設定範囲の最大値よりも大きくなった場合、衝突回避に用いるランダムスロット設定範囲の最大値を設定し、チャネル割当て要求を無線基地局に送信するスロットを選択する（Ｓ３０６）。
【０００９】
図４は従来方式のランダムアクセス方法を説明する図である。同図において、符号Ｓは衝突のため受信できなかったスロット、Ｔは正常に受信したスロット、Ｙはチャネル割り当て要求応答スロットを受信し、自端末用の割り当てを確認したスロット、Ｚはチャネル割り当て要求応答スロットを受信し、自端末用の割り当てを確認しなかったスロットを示している。
【００１０】
送信要求のある無線端末局（ＭＴ＃１〜３）は無線基地局にＴＤＭＡによるデータ送信用のチャネル割当を行うよう要求するために、まずランダムアクセス用に設けられたスロットでチャネル割当て要求を行うために衝突回避に用いるランダムスロット設定範囲を設定する。
【００１１】
フレーム２において無線端末局（ＭＴ＃１）の試行回数は今回が最初なので１回目とする。図面ではランダムアクセス用スロット数が３つあるので１〜３の乱数の中から１を選択し、１番目のランダムアクセス用チャネル割当て要求時間でチャネル割当て要求パケットを送信する（ＲＡ２１１）。
【００１２】
一方、無線端末局（ＭＴ＃２）の試行回数は今回が最初なので１回目とする。図面ではランダムアクセス用スロット数が３つあるので１〜３の乱数の中から１を選択し、１番目のランダムアクセス用チャネル割当て要求時間でチャネル割当て要求パケットを送信する（ＲＡ２１２）。
【００１３】
一方、無線端末局（ＭＴ＃３）の試行回数は今回が最初なので１回目とする。図面ではランダムアクセス用スロット数が３つあるので１〜３の乱数の中から１を選択し、２番目のランダムアクセス用チャネル割当て要求時間でチャネル割当て要求パケットを送信する（ＲＡ２１３）。
【００１４】
無線端末局（ＭＴ＃１）の送信したチャネル割当て要求パケット（ＲＡ２１１）と無線端末局（ＭＴ＃２）の送信したチャネル割当て要求パケット（ＲＡ２１２）とは同じランダムアクセス用チャネル割当て要求時間で送信を行ったので衝突を起こし、無線基地局（ＡＰ）は正常に受信できない。
【００１５】
一方、無線端末局（ＭＴ＃３）の送信したチャネル割当て要求パケット（ＲＡ２１３）は無線基地局（ＡＰ）は正常に受信されるため、フレーム１において無線端末局（ＭＴ＃３）の送信したチャネル割当て要求に応じたデータ送信用帯域割当て情報をフレーム２において基地局が送信する（Ａ２２０）。
【００１６】
一方、無線端末局（ＭＴ＃１〜２）は基地局の送信したデータ送信用帯域割当て情報に自端末用のデータ送信用帯域割当てがないため、新たな衝突回避に用いるランダムスロット設定範囲を設定し、チャネル割当て要求パケットを送信しようと試みる。
【００１７】
無線端末局（ＭＴ＃１）の試行回数は今回が２回目となる。図面ではランダムアクセス用スロット数が３つあるので今度は１〜４（２の２乗＞３）の乱数の中から１を選択し、１番目のランダムアクセス用チャネル割当て要求時間でチャネル割当て要求パケットを送信する（ＲＡ２２１）。
【００１８】
無線基地局はフレーム２において無線端末局（ＭＴ＃１）の送信したチャネル割当て要求パケット（ＲＡ２２１）に応じたデータ送信用帯域割当て情報をフレーム３において基地局が送信する（Ａ２３０）。
【００１９】
一方、無線端末局（ＭＴ＃２）の試行回数は今回が２回目となる。図面ではランダムアクセス用スロット数が３つあるので今度は１〜４（２の２乗＞３）の乱数の中から４を選択し、４番目のランダムアクセス用チャネル割当て要求時間（１フレーム内のランダムアクセス用スロットで足りない場合は次のフレームのランダムアクセス用スロットも使用する）でチャネル割当て要求パケットを送信する（ＲＡ２３２）。
【００２０】
無線基地局は、フレーム３において無線端末局（ＭＴ＃２）の送信したチャネル割当て要求パケット（ＲＡ２３２）に応じたデータ送信用帯域割当て情報を、フレーム４において基地局が送信する（Ａ２４０）。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような、従来の無線パケット送信制御方法では送信要求を持つ無線端末の数が多くなってきた場合、衝突を繰り返しながら衝突回避に用いるランダムスロット設定範囲を広げることで衝突確率を低下させる。
【００２２】
しかし、この方法では、衝突を繰り返しながら衝突回避に用いるランダムスロット設定範囲を広げるために、データフレーム送信要求に応じて、すばやく送信用チャネルが割り当てることができないので、チャネルの利用効率が低下するという課題があった。
【００２３】
また、衝突回避に用いるランダムスロット設定範囲の初期値を大きくとると、チャネル割当て要求を送信するまでに時間かかりすぎる場合があり、この場合も、データフレーム送信要求に応じて、すばやく送信用チャネルが割り当てられず、チャネルの利用効率が低下するという課題があった。
【００２４】
本発明の目的は、上記衝突回避のために使用するランダムスロット設定範囲を決定する乱数発生範囲の初期値の設定に際して、これを送信要求のある端末数に適した値を選択しないためにスループットの低下が起こるという従来の課題を解決することのできる無線パケット送信制御方法を提供することにある。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、上述の課題は、前記特許請求の範囲に記載した手段によって解決される。すなわち、請求項１の発明は、無線基地局と複数の無線端末局とが共通のチャネルを使用し、無線端末局がデータ送信時にまずＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｓｅｎｓｅ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ  ｗｉｔｈ  Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ  Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）に基づくチャネル割当て要求を行い、該割当て要求に応じて無線基地局がＴＤＭＡに基づく送信時間のスケジューリングを行う無線通信システムにおいて、
【００２６】
送信要求のある無線端末局は、０〜Ｎ（Ｎは自然数）の間に一様分布する乱数を発生させ、ランダムアクセスによるチャネル割当て要求を、前記乱数に基づいて選択したパケットによって送信を開始し、
【００２７】
送信要求のない無線端末局は、０〜Ｎ（Ｎは自然数）の間に一様分布する乱数を発生させ、ランダムアクセスによるチャネル割当て要求時間に、前記乱数に基づいて選択したパケットによって送信を開始したと仮定して、他の無線端末局からの送信が行われるか否かについてチャネルを監視し、
【００２８】
他の無線端末局が送信したパケットを検出した場合は、設定された衝突回避に用いるランダムスロット設定範囲が最適な値よりも小さいと判断し、一方、他の無線端末局が送信したパケットを検出しなかった場合は、設定された衝突回避に用いるランダムスロット設定範囲が最適な値よりも大きいと判断して、
【００２９】
無線端末局が、ランダムスロット設定範囲について、予め決められた時間内に最適な値よりも小さいと判断した回数が、閾値を超えた場合に、ランダムアクセスに使用するスロットを決定する乱数発生範囲を広げ、一方、予め決められた時間内に最適な値よりも大きいと判断した回数が、閾値をこえた場合に、ランダムアクセスに使用するスロットを決定する乱数発生範囲０〜Ｎを縮小する無線パケット送信制御方法である。
【００３０】
本発明は送信要求のある無線端末局及び送信要求のない無線端末局が、チャネルを監視しつづける間、乱数を発生させ、任意の送信タイミングにおいて送信が成功するかどうかを判断し、最適な衝突回避に用いるランダムスロット設定範囲を自律的に判定し続けることが従来方式とは異なる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明において無線端末局が衝突回避に使用するランダムスロット設定範囲を決定するまでのシーケンスを示すフローチャートである。
【００３２】
本発明においては、送信要求のある無線端末局は、０〜Ｎ（Ｎは自然数）の間に一様分布する乱数を発生させて、該乱数に基づいて、ランダムアクセスによるチャネル割当て要求時間に、パケットの送信を開始する。
【００３３】
送信要求のない無線端末局は、ランダムアクセスによるチャネル割当て要求時間に、０〜Ｎ（Ｎは自然数）の間に一様分布する乱数を発生させて、送信予定のＲＣＨを決定（Ｓ１０１）し、送信予定ＲＣＨに他の無線端末局からの送信が行われるかチャネルを監視する（Ｓ１０２）。
【００３４】
このとき他の無線端末局が送信したパケットを検出した場合は、設定された衝突回避に用いるランダムスロット設定範囲が最適な値よりも小さいと判断し、一方、パケットの送信を開始したと仮定して無線周波数の監視を続け、同時に他の無線端末局が送信したパケットを検出しなかった場合は、設定された衝突回避に用いるランダムスロット設定範囲が最適な値よりも大きいと判断する。
【００３５】
そして、無線端末局が衝突回避に用いるランダムスロット設定範囲を決定する際に、衝突回数が予め設定した閾値を越えたか否かを調べて（Ｓ１０３）、衝突回数が予め設定した閾値を越えていればランダムアクセスに使用するスロットを決定する乱数発生範囲を広げる（Ｓ１０４）。
【００３６】
また、未衝突回数が予め設定した閾値を越えたか否かを調べて（Ｓ１０５）、（予め設定した最適な値よりも大きいと判断した未衝突回数が閾値をこえた場合にランダムアクセスに使用するスロットを決定する乱数発生範囲を縮小する（Ｓ１０６）。
【００３７】
図２は無線基地局（ＡＰ）と無線端末局（ＭＴ＃１〜＃３）間の本発明による無線パケット送信制御方法を説明する図である。同図において、符号Ｔは正常に受信したスロット、Ｙはチャネル割り当て要求応答スロットを受信し、自端末用の割り当てを確認したスロット、Ｚはチャネル割り当て要求応答スロットを受信し、自端末用の割り当てを確認しなかったスロットを示している。
【００３８】
無線端末局は、データ送信要求が発生したとき、チャネル割当て要求を無線基地局に送信するが、チャネル割当て要求を送る際にはランダムアクセスを使用する。
【００３９】
送信要求のある無線端末局（ＭＴ＃１〜＃３）は無線基地局（ＡＰ）にＴＤＭＡによるデータ送信用のチャネル割当を行うよう要求するために、まずランダムアクセス用に設けられたスロットでチャネル割当て要求を行うために衝突回避に用いるランダムスロット設定範囲を設定する。
【００４０】
フレーム１において無線端末局（ＭＴ＃１）及び無線端末局（ＭＴ＃３）はランダムアクセス用チャネル割当て要求時間でチャネル割当て要求パケットを送信する（ＲＡ４１１、ＲＡ４１３）。一方、送信要求のない無線端末局（ＭＴ＃２）は，乱数を発生させ、送信予定ランダムアクセススロット（ＲＡＰ４１２）を決定する。
【００４１】
無線端末局（ＭＴ＃２）は前記送信予定ランダムアクセススロット（ＲＡＰ４１２）のタイミングで送信を行った場合には衝突が起きていたと判断し、カウン卜を行う。衝突回数が予め設定した閾値（この実施例では閾値を１とする）を超えたと判断し、衝突回避に用いるランダムスロット設定範囲を広げる。
【００４２】
無線基地局は、フレーム１において無線端末局ＭＴ＃１、ＭＴ＃２の送信したチャネル割当て要求パケット（ＲＡ４１１、ＲＡ４１３）に応じたデータ送信用帯域割当て情報をフレーム２において基地局が送信する（Ａ４２０）。  無線端末局ＭＴ＃２の試行回数は今回が１回目となる。
【００４３】
図面ではランダムアクセス用スロット数が３つあるが衝突回避に用いるランダムスロット設定範囲を広げているため今度は１〜４（２の２乗＞３）の乱数の中から４を選択し、４番目のランダムアクセス用チャネル割当て要求時間でチャネル割当て要求パケットを送信する（ＲＡ４３２）。
【００４４】
無線基地局はフレーム３において無線端末局ＭＴ＃２の送信したチャネル割当て要求パケット（ＲＡ４３２）に応じたデータ送信用帯域割当て情報をフレーム４において基地局が送信する（Ａ４４０）。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、チャネル割当て要求を送信するランダムスロットを決定する際の、衝突回避に用いるランダムスロット設定範囲の選択範囲を、無線端末局が送信要求があるかないかによらず、乱数を発生させ任意の送信タイミングにおいて送信が成功するかどうかを判断する。
【００４６】
そして、最適な衝突回避に用いるランダムスロット設定範囲を自律的に判定し続けるので、その設定範囲が広すぎるため生ずるスループットの低下や、衝突回避に用いるランダムスロット設定範囲が送信要求のある無線端末局数よりも少ない場合に、複数の無線端末局が同じランダムスロットを選択することで発生するパケットの衝突によるスループットの低下を防止することができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のランダムスロット設定範囲の決定方法を説明するフローチヤートである。
【図２】  本発明のランダムアクセス方法を示す図である。
【図３】  従来のランダムスロット設定範囲の決定方法を説明するフローチヤートである。
【図４】  従来のランダムアクセス方法を示す図である。
【符号の説明】
ＭＴ＃１〜ＭＴ５      無線端末局
ＡＰ      無線基地局
ＲＡ２１１〜ＲＡ４３２      チャネル割当て要求を基地局に送信するランダムアクセススロット
Ａ２２０〜Ａ４４０      データ送信用チヤネル割当て情報を端末局に伝えるパケット
【図１】
0003762256.tif 000002
【図２】
0003762256.tif 000003
【図３】
0003762256.tif 000004
【図４】
0003762256.tif 000005