JP2561481B2 - 無線パケット通信方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、移動無線通信方式に利用する。特に、トラ
ヒック量の変動によって生じる無線ディジタル伝送路の
回線使用率の不均衡や接続遅延の増大を改善するパケッ
ト通信方式に関するものである。

〔従来の技術〕

従来の無線パケット移動通信方式では、無線基地局と
移動機との間の通信に使用する無線ディジタル伝送路
は、通信に先立ってあらかじめ一つの無線基地局とその
相手となる移動機に対して固定的に割り付けられるもの
であり、通信の開始から終話までこれは変更されない。
さらに、この割り付けはトラヒック量の変動に関係なく
行われていた。

第６図は従来例の無線パケット移動通信方式の構成図
であり、第７図は従来例の制御シーケンスを示す図であ
り、第８図は各移動機が発生するデータの量と発生時点
を例示する図であり、第９図は第８図のようにデータが
発生したとき、従来例装置各移動機のパケット送出状況
を示す図であり、第10図は従来例各無線ディジタル伝送
路の使用状況を示す図である。

第６図に示すように、各移動機2₁〜2₄と無線基地局１
との間に無線ディジタル伝送路3₁あるいは3₂が設定され
ている。ここでは各無線ディジタル伝送路は１つの移動
機との間に、あるいは２以上の移動機との間に共用して
設定される。第６図の例では、移動機2₁および2₂は無線
ディジタル伝送路3₁を共用し、移動機2₂および2₄は無線
ディジタル伝送路3₂を共用している。無線基地局１と各
移動機との間の無線ディジタル伝送路は、無線基地局１
が管制し、使用すべきディジタル伝送路の選択設定を行
って各移動機に通知する。

無線基地局１はひとつの移動機に対して伝送許可を与
える信号を伝送する（以下「ポーリング」という）が、
無線基地局１は各移動機に対して初めてポーリングを行
うときに応答すべき無線ディジタル伝送路の番号を通知
する。この無線ディジタル伝送路の番号は、ポーリング
信号に含めて伝送する方法と、ポーリング信号とは別の
信号としてポーリング信号に引続き伝送する方法とがあ
る。

第７図は無線ディジタル伝送路の番号をポーリング信
号に含めて伝送する方法の接続手順の一例である。パケ
ット伝送に先立って無線基地局１は、同一無線ディジタ
ル伝送路を共用している移動機群の中のひとつの移動機
に対してポーリングを行う。この移動機は無線基地局１
に対して伝送すべきデータがあれば、ポーリングを受け
て直ちにデータパケットを伝送する。最後に伝送される
データパケットには、伝送終了信号が付加される（以
下、伝送終了信号が付加された最後に伝送されるデータ
パケットを「最終データパケット」という）。伝送すべ
きデータがない場合には、伝送終了信号のみのパケット
（以下「終了パケット」という）を無線基地局１に対し
て伝送する。無線基地局１は最終データパケット以外の
データパケットを受け取ると、同一移動機に対してポー
リングを行い、次のデータパケットの伝送を要求する。
また無線基地局１は最終データパケットまたは終了パケ
ットを受け取ると、定められた順番に従って次の移動機
に対してポーリングを行う。

いま第８図に示すようにデータが各移動機に発生した
ものとする。１単位データ量は１つのパケットで伝送で
きる最大のデータ量を示す。１単位時間は１単位データ
を伝送するのに要する時間を示す。無線基地局１は、通
信に先立って無線ディジタル伝送路3₁および無線ディジ
タル伝送路3₂の共用を規定した移動機群から、それぞれ
移動機（例えば、移動機2₁、移動機2₃）を選択しポーリ
ングを行う。移動機2₁は、ポーリングを受けると直ちに
無線ディジタル伝送路3₁によりデータパケットの伝送を
開始する。移動移動機2₃はこのときにデータを持ってい
ないので、直ちに終了パケットを無線基地局１に送り返
す。無線基地局１は移動機2₃より終了パンケットを受け
ると、無線ディジタル伝送路3₂の使用を予め規定してい
る他の移動機（移動機2₄）に対してポーリングを行う。
移動機2₄は同様に手順により、保有しているデータを無
線ディジタル伝送路3₂で伝送を開始する。２単位時間後
に、移動機2₄は最終データパケットを無線基地局１に伝
送する。無線基地局１は、最終データパケットを受信す
ると、移動機2₃に対してポーリングを行う。以上のよう
に、無線基地局１からポーリングを受けた移動機は、伝
送すべきデータを保有していれば、データ伝送の最後に
最終データパケットを無線基地局に伝送し、伝送すべき
データを持たない移動機は終了パケットを無線基地局に
伝送することにより、送信権を次の移動機に移譲する。

以上の手順により各移動機がパケットを伝送した結果
と、各無線ディジタル伝送路の使用状況を第９図および
第10図に示す。第９図では、各移動機は、データを発生
してから無線基地局１のポーリングを受けるまでデータ
を持ったまま待機する時間があり接続遅延が長いことが
分かる。第10図では、無線ディジタル伝送路3₁は常にパ
ケットが伝送されているが、一方無線ディジタル伝送路
3₂は使用されていない時間が存在し、回線使用率の不均
衡が生じていることが分かる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の技術では、上記のように無線ディジタル伝送路
を共用している移動機群のパケット生起率が異なると、
無線ディジタル伝送路の使用率が不均衡になり、伝送遅
延が長くなる欠点があった。

本発明は、このような従来の問題を改良するもので、
無線ディジタル伝送路を均等にむだなく使用することが
でき、接続遅延を短縮することができる方式を提供する
ことを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、移動機には、ポーリングに応答して送信す
べきデータの量を基地局に対して通知する手段を備え、
基地局には、この手段により各移動機から通知された送
信すべきデータの量にしたがって各移動機に対して送信
すべき無線ディジタル伝送路をパケット毎に選択設定
し、かつ当該移動機に通知する手段を備え、さらに前記
移動機には、この手段により通知された内容にしたがっ
てパケット毎に無線ディジタル伝送路を設定してデータ
を送信する手段を備えたことを特徴とする。

〔作用〕

ポーリングに応答するに際して、各移動機はその時点
で発生している送信すべきデータの量を無線基地局に対
して通知する。無線基地局ではこの通知によりトラフイ
ックを知り、無線ディジタル伝送路の利用状態が平均化
されるように、パケット毎に送信すべき無線ディジタル
伝送路を選択設定し、これを当該移動機に通知する。こ
れを受けた移動機は、パケット毎に使用する無線ディジ
タル伝送路を設定しそのデータを送信る。したがって、
特定の無線ディジタル伝送路にトラフイックが集中し
て、他の無線ディジタル伝送路では空きが生じるような
ことが発生せずに、各無線ディジタル伝送路の利用率が
平均化され、全体として無線伝送路の利用率を高くする
ことができる。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例を示す無線パケット移動通
信方式の構成を示す図である。第２図は本発明による制
御シーケンスの一例を示す。第３図は上記従来例で説明
したと同様に第８図のように各移動機にデータが発生し
たときに各移動機がパケットを送出する順序を示す図で
ある。第４図は各無線ディジタル伝送路の使用状況を示
す図である。

第１図いおいて、符号11₁、11₂、11₃、11₄は周波数逐
次制御回路、符号12は送信権スケジューリング回路、符
号13はリシーケンス回路、符号14₁、14₂、14₃、14₄、14
₅はパケット長変換回路を示す。

本発明による無線パケット通信方式は、各々の移動機
が、同時に複数の無線ディジタル伝送路を用いてパケッ
トの送受信が可能なシステムに対しても、同時に１つの
無線ディジタル伝送路でのみパケットの送受信が可能な
システムに対しても適用できる。本実施例では、移動機
が同時にパケットの送受信ができる無線ディジタル伝送
路は１つであるとする。

以下、図面を用いて本発明による無線パケット伝送方
式について説明する。

第１図に示すように、各移動機は無線基地局１との間
に逐次切り替えて使用可能な無線ディジタル伝送路3₁お
よび3₂を持つ。無線ディジタル伝送路3₁および3₂は複数
の移動機が共用する。周波数逐次制御回路11₁、11₂、11
₃、11₄は、無線基地局１の指示に従って、移動機送受信
装置で使用する無線ディジタル伝送路を逐次切り替える
機能を有する。

第２図の制御シーケンスに示すように、移動機は伝送
すべきデータが発生するとそのデータ量を無線基地局１
に通知する。無線基地局１は各移動機から通知されたデ
ータ量を基に、無線ディジタル伝送路を有効に使用する
ように送信権スケジューリング回路12により移動機の送
信権のスケジューリングを行う。

無線基地局１は、スケジューリングした順序で該当す
る移動機にポーリング信号と無線ディジタル伝送路番号
を伝送する。無線ディジタル伝送路番号は、ポーリング
信号に含めて伝送する方法と、ポーリング信号とは別の
信号としてポーリング信号に引続き伝送する方法とがあ
る。本実施例は、無線ディジタル伝送路番号をポーリン
グ信号に含めて伝送する方法の例である。

ひとつの移動機2₁が、ポーリングを受けると直ちに周
波数逐次制御回路11₁により無線ディジタル伝送路番号
を解析し、該当する無線ディジタル伝送路3₁を選択し、
この伝送路にデータパケットを伝送する。最後に伝送す
るデータパケットには、伝送終了信号が付加される。無
線基地局１は、最終データパケット以外のデータパケッ
トを受け取ると同一移動機に対して無線ディジタル伝送
路番号を含んだポーリングを行い、指定した無線ディジ
タル伝送路により次のデータパケットの伝送を要求す
る。また無線基地局１は、最終データパケットまたは終
了パケットを受け取ると、スケジューリングされた別の
移動機に無線ディジタル伝送路番号を含んだポーリング
を行う。

無線基地局による無線ディジタル伝送路を有効に使用
するスケジューリングは、本実施例では、無線ディジタ
ル伝送路が空いた時点で最も早くデータ量を通知した移
動機に対して送信許可を与える方法であると仮定する。

いま第８図に示すようなデータが各移動機に発生した
ものとする。移動機2₁、2₂、2₄はデータが発生すると無
線基地局１に対してその量（各々順に３単位、１単位、
２単位のデータ量）を伝送する。無線基地局１では、こ
れらの報告を移動機2₁、2₂、2₄の順に受け付けたものと
仮定する。そこで、無線基地局は直ちにこれらの移動機
に対して使用すべき伝送路番号すなわち移動機2₁には伝
送路番号3₁を、移動機2₂には伝送路番号3₂を、移動機2₄
には伝送路番号3₂をそれぞれ選択設定し、さらに移動機
2₁および2₂にはその無線ディジタル伝送路での送信許可
信号を送り、パケット伝送を要求する。ここで移動機2₄
に無線ディジタル伝送路3₂を指定した理由は、各移動機
からのデータ量通知を基に、無線ディジタル伝送路3₂が
無線ディジタル伝送路3₁より２単位時間早く空くことが
無線基地局１で判明しているからである。

移動機2₂がパケット伝送を終了すると、次に伝送する
ようにスケジューリングされた移動機2₄に対してポーリ
ングを行う。移動機2₄は、前もって指定された無線ディ
ジタル伝送路3₂を用いてパケット伝送を開始する。ま
た、データが発生した移動機は、データ量を逐次無線基
地局１に伝送する。無線基地局１はそのつどスケジュー
リングを行い、無線ディジタル伝送路の指定をその移動
機に対して行う。

以上の手順において、同一移動機から異なる無線ディ
ジタル伝送路を通って伝送されるパケットのうち、エラ
ーが発生したパケットは再送となり、そのパケットの伝
送時間が増加する。このため、そのパケットとは別の無
線ディジタル伝送路により伝送された後続のパケットが
そのパケットを追い越して無線基地局１に到達すること
がある。これを修正するために無線基地局１では、リシ
ーケンス回路13によりパケットのシーケンスを行う。

また、無線パケット通信では、有線パケット通信と異
なるパケット長でパケット伝送する場合がある。第５図
は有線通信方式により伝送されたパケット、すなわちハ
イウェイ10から送られてきたパケットや、バッファ7₁、
7₂、7₃、7₄から出力されたパケットのパケット長を、無
線パケット通信に適したパケット長に一旦変換して無線
伝送し、受信側で元のパケット長に再変換する。このた
めに、パケット長変換回路14₁、14₂、14₃、14₄、14₅を
無線基地局１と移動機2₁、2₂、2₃、2₄の双方に付加した
例である。

以上の手順により各移動機がパケットを伝送した結果
と、各無線ディジタル伝送路の使用状況を第３図および
第４図に示す。

従来の技術で同様のパケットを伝送した結果である第
９図および第10図と比較すると、各移動機における送信
待ち時間は短縮され、無線データ伝送路の使用率も向上
し、全データを伝送するために要する時間は、この例で
は10単位時間から８単位時間に短縮されていることがわ
かる。

本発明は、ここで説明した例以外の無線パケット通信
に広く適用できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、各無線ディジ
タル伝送路の回線使用率を均等にし、パケットの送受信
に要する伝送遅延時間を大幅に短縮できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例無線パケット移動通信方式の
構成を示す図。 第２図は本発明による制御シーケンスの一例を示す図。 第３図は本発明により第８図のように各移動機にデータ
が発生したときに各移動機がパケットを送出する順序を
示す図。 第４図は本発明による各無線ディジタル伝送路の使用状
況を示す図。 第５図は本発明による無線パケット通信方式でパケット
長を無線パケット伝送に適した長さに変更する方式の構
成例を示す図。 第６図は従来例無線パケット移動通信方式の構成を示す
図。 第７図は従来例方式による制御シーケンスを示す図。 第８図は各移動機が発生するデータの時点とデータの量
の一例を示す図。 第９図は従来例方式により第８図のようにデータが発生
したときに各移動機がパケットを送出する順序を示す
図。 第10図は従来例方式による各無線ディジタル伝送路の使
用状況を示す図。 １……無線基地局、2₁、2₂、2₃、2₄……移動機、3₁、3₂
……無線ディジタル伝送路、４……無線ゾーン、5₁、
5₂、5₃、5₄……移動機送受信装置、6₁、6₂、6₃、6₄……
周波数設定回路、7₁、7₂、7₃、7₄……バッファメモリ、
8₁、8₂、8₃、8₄……端末、９……無線基地局送受信装
置、10……ハイウェイ、11₁、11₂、11₃、11₄……周波数
逐次制御回路、12……送信権スケジューリング回路、13
……リシーケンス回路、14₁、14₂、14₃、14₄、14₅……
パケット長変換回路、a₁、a₂、a₃、a₄、a₅、a₆……移動
機2₁が送出するパケット、b₁、b₂、b₃、b₄……移動機2₂
が送出するパケット、c₁、c₂、c₃……移動機2₃が送出す
るパケット、d₁、d₂、d₃……移動機2₄が送出するパケッ
ト、１単位データ量……１つのパケットで伝送できる最
大データ量、１単位時間……１単位データを伝送するの
に要する時間。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 茂房 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−166321（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−202541（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−80445（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭55−107750（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の無線ゾーンに散在する複数の移動機
   と、この移動機と複数の周波数の無線ディジタル伝送路
   を用いてパケット通信によりデータの送受信を行う無線
   基地局とを備え、 前記無線基地局には、各移動機に対して応答すべき無線
   ディジタル伝送路を指定してポーリングを行う手段を備
   え、 前記移動機には、前記ポーリングに応答してデータを送
   信する手段を備えた 無線パケット通信方式において、 前記移動機には、送信すべきデータの量を前記基地局に
   対して通知する手段を備え、 前記基地局には、この手段により各移動機から通知され
   た送信すべきデータの量にしたがって各移動機に対して
   送信すべき無線ディジタル伝送路をパケット毎に選択設
   定し、かつ当該移動機に通知する手段を備え、 さらに前記移動機には、この手段により通知された内容
   にしたがってパケット毎に無線ディジタル伝送路を設定
   してデータを送信する手段を備えた ことを特徴とする無線パケット通信方式。
2. 【請求項２】前記移動機は端末とパケット通信路により
   接続され、前記無線基地局は通信網とパケット通信路に
   より接続され、 前記移動機は前記端末から受けるパケットを前記無線デ
   ィジタル伝送路に送信されるパケットにそのパケット長
   を変換する手段を含み、 前記無線基地局は前記無線ディジタル伝送路から受ける
   パケットを前記通信網に送信するパケットにそのパケッ
   ト長を変換する手段を含む 特許請求の範囲第（１）項に記載の無線パケット通信方
   式。