JP2000106690A

JP2000106690A - 無線通信システム

Info

Publication number: JP2000106690A
Application number: JP10274066A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Toshimitsu; 清利光
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1998-09-28
Filing date: 1998-09-28
Publication date: 2000-04-11
Anticipated expiration: 2018-09-28
Also published as: JP3629153B2

Abstract

(57)【要約】【課題】無線データリンク層での再送制御を行わず、Ｔ
ＣＰ（Transport Control Protocol）などの上位層での
再送制御を行うような無線通信システムにおいて、無線
回線の有効利用を図ることを目的とする。【解決手段】無線基地局１０２は、通話スロットを使
用している無線端末１０４の数（多重数）を多重数計測
部３０６により計測し、計測した多重数を基に対応表記
憶部３０５の対応表を参照して最大共用数を求め、通信
路割当部３０７にて、この最大共用数未満のスロットを
通話スロットとして割り当てる。これにより、一つの第
１の通信路を、その上限まで、複数の移動局が共有して
利用できるため、周波数の有効利用が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パケット通信を行
う無線通信システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】音声とデータのように異なるＱｏＳ（Qu
ality of Service）が要求される情報を一つの無線通信
システムで効率的に伝送する方法のーつとしてワイヤレ
スＡＴＭがある。ワイヤレスＡＴＭでは、一般にＴＤＭ
Ａ（Time Division Multiple Access ）方式が用いられ
るが、ワイヤレスＡＴＭにおけるフレームはＡＴＭセル
を伝送するための情報チャネルと、この情報チャネルの
制御や情報チャネルを獲得するためのアクセス用の制御
チャネルとから構成される。

【０００３】ワイヤレスＡＴＭは、ＣＢＲ（Constant B
it Rate ）、ｒｔ−ＶＢＲ（real time-Variable Bit R
ate ）、ｎｒｔ−ＶＢＲ（non real time-Variable Bit
Rate ）、ＵＢＲ（Unspecified Bit Rate）、ＡＢＲ
（Available Bit Rate）等の様々なサービスが提供可能
なプロトコルであるが、これら全てを提供するために
は、その制御が非常に複雑となり、実現は困難であっ
た。

【０００４】また、ユーザ要求の大半は、電話等の音声
通信サービスや、インターネットに代表されるようなＴ
ＣＰ（Transport Control Protocol）ベースのデータ通
信サービスである。これらはＣＢＲとＵＢＲでサービス
可能であり、また、特にＵＢＲはその制御も容易である
ことから、ＣＢＲとＵＢＲのみを提供するような通信シ
ステムが重要となる。

【０００５】ところで、マルチメデイア通信の需要の高
まりにつれ、必要な情報量が大きくなり、その結果、移
動体通信に要求される信号伝送速度が向上している。Ｍ
ＭＡＣ（マルチメディア移動アクセス）推進協議会にお
いても、１ＯＭｂｐｓ以上の高速通信の検討を行ってい
る。このような高速通信を実現するためには、広い帯域
幅が必要となるが、現在の周波数の利用状況をみると、
広い帯域幅を確保するためには高い周波数を使わざるを
えない。

【０００６】しかしながら、高い周波数は電波の直進性
が高く、距離減衰が大きいため、基地局（送信アンテ
ナ）近傍の見通しの良いところでは良好な伝送特性（Ｂ
ＥＲ：Bit Error Rate．ＰＥＲ：Packet Error Rate
等）が得られるものの、見通し外等ではその特性は急激
に劣化してしまう。このような状況では、良好な伝送特
性が得られる時には、ＦＥＣ（Forward Error Correcti
on）やＡＲＱ（AutomaticRecovery Quotient ）のよう
な誤り訂正技術は不要となり、一方、伝送特性の悪い時
には、ＦＥＣでは訂正できない程の誤りが生じたり、Ａ
ＲＱで再送しても、再送された情報も完全に誤ってしま
う等、ＦＥＣやＡＲＱの効果が得られなくなってしま
う。従って、高い周波数を利用する広帯域通信では、Ｆ
ＥＣやＡＲＱは単なる冗長になってしまうという問題が
あった。

【０００７】上記問題の解決方法のーつとして、高い周
波数を利用した広帯域通信では無線データリンクでの再
送制御を行わず、ＴＣＰのようなトランスポート層以上
の再送制御に委ねる方式が考えられる。つまり、この方
式は、無線データリンクでの送達確認（Ａｃｋ）を行わ
ず、ＴＣＰでの送達確認のみを行う方式である。ＴＣＰ
の再送制御は、通常、下りチャネルで２つのＴＣＰセグ
メントを正しく受信した場合にＡｃｋ信号を返信し、こ
のＡｃｋ信号がある一定時間経っても返信されなかった
場合に行われる。

【０００８】さて、下りチャネルでＵＢＲでの情報配送
を行う場合、１ユーザあたりの伝送速度は同時に利用す
るユーザ数（多重数）に依存する。つまり、多重数が１
の時は、全帯域を１ユーザで占有して情報伝送を行うた
め最大の伝送速度が得られるものの、多重数がＮの時
は、Ｎ分の１の伝送速度しか得られなくなる。従って、
多重数が多い場合は、２つのＴＣＰセグメントを受信す
るのに時間がかかり、Ａｃｋ返送の頻度も下がってしま
う。

【０００９】しかしながら、従来の無線通信システムで
は、もともと無線データリンクでの再送制御を前提にし
て設計されており、ＴＣＰ等の上位層での再送制御に効
率的な無線アクセス方式はほとんど険討されていなかっ
た。また、従来の無線アクセス方式を、上位層での再送
制御のみを送信するような無線システムに適用した場
合、ＴＣＰのＡｃｋ返送の頻度が下がっているにも関わ
らず帯域を割り当てたままにしておくなど、周波数を有
効活用することができないという問題があった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ユーザの二−ズの高い
電話等の音声通話サービスとＴＣＰをベースとしたイン
ターネットサービスを移動体通信で実現するためには、
高い周波数を利用する広帯域通信が不可欠となる。高い
周波数を利用した広帯域通信では、上述したように、無
線データリンクでの再送制御を行うよりも、ＴＣＰ層で
の再送制御を行った方が効果的である。しかしながら、
従来の無線アクセス方式は、無線データリンク層での再
送を前提に設計されているため、ＴＣＰのような上位層
のみの再送を行う無線システムでは、周波数の有効利用
が困難であるという問題があった。

【００１１】本発明はこのような課題を解決するための
ものであり、周波数の有効利用が可能な無線通信システ
ムの提供を目的とする。

【００１２】また、本発明は、フレームにおける通話ス
ロット等の通信路をその上限まで、複数の移動局で共用
することのできる無線通信システムの提供を目的とす
る。

【００１３】さらに、本発明は、フレームにおける通話
スロット等の通信路をその上限まで、複数の移動局で共
用することのできる無線通信システムにおいて、通信路
が全て使用中であるとき第２の通信路において発生し得
る無用なアクセスを制限することのできる無線通信シス
テムの提供を目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】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は、移動局と、該移動
局と通信可能な基地局とを有し、前記移動局と前記基地
局間で、少なくとも情報伝送用の１つ以上の第１の通信
路と、該第１の通信路を獲得するための第２の通信路と
を用いて通信を行う無線通信システムにおいて、前記基
地局が、前記第１の通信路を利用している移動局の総数
を計測する計測手段と、少なくとも前記計測の結果に基
づいて、一つの第１の通信路を共用できる移動局の数の
上限を設定する設定手段とを具備することを特徴とす
る。

【００１５】これにより、第１の通信路を、その上限ま
で、複数の移動局で共用することが可能になり、周波数
の有効利用が可能となる。

【００１６】また、基地局から移動局への通信の伝送速
度は、音声通信や、データ通信などのように要求される
通信種別または通信品質によって異なる。そこで、第１
の通信路を利用して通信を行う移動局数の計測を、移動
局と基地局との間で通信される通信の品質要求毎に行う
こととする。これにより、１つの第１の通信路を共有で
きる移動局数を通信品質毎に算出できるため、複数の通
信品質をサポートする通信システムであっても、周波数
の有効利用が可能となる。

【００１７】さらに、１つの第１の通信路を共有できる
移動局数を算出するための処理を簡単にするため、基地
局は、第１の通信路を利用して通信を行う移動局数と、
１つの第１の通信路を利用できる移動局数の上限の対応
表を具備していることとする。これにより、より簡易な
処理で周波数の有効利用が可能となる。

【００１８】さらに、第２の通信路を用いた無用なアク
セスを制限するために、基地局は、全ての第１の通信路
における移動局の利用数を調べ、その結果が、各第１の
通信路を利用できる移動局数の上限と一部または全部等
しい場合は、第１の通信路を獲得するための第２の通信
路を用いた通信を一部または全部制限する。これは、本
発明の効果である、第１の通信路が全て使用中であって
も、さらに第１の通信路を共用して用いられることを考
慮したアクセス制限である。これにより、第１の通信路
を有効に活用しつつ、第２の通信路における無用なアク
セスを制限することが可能となる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施する場合の形
態について図面を参照して説明する。

【００２０】図１は本発明の一実施形態である無線通信
システムの全体構成を概略的に示した図である。同図に
示すように、ネットワーク１０１には複数の無線基地局
１０２とサーバ１０３が接続されており、互いに通信を
行うことが可能とされている。各無線基地局１０２が形
成するサービスエリア１０５内に属する無線通信端末
（以下、簡単に無線端末と呼ぶ）１０４は、無線基地局
１０２を介して、他の無線端末１０４やサーバ１０３と
通信を行う。また、ネットワーク１０１に接続された固
定の端末（図示しない）と通信してもよい。

【００２１】無線端末１０４から無線基地局１０２への
上りチャネルの通信方式には、たとえば時分割多元接続
（ＴＤＭＡ：Time Division Multiple Access ）が用い
られている。また、下りチャネルの通信方式には、たと
えばＴＤＤ（Time Divis1onDuplex）方式による時分割
多重（ＴＤＭ：Time Division ）方式や、上りチャネル
よりも広帯域な下りチャネルを割り当てる非対称無線シ
ステム（ＡＷＬ：Asymmetric Wireless Link(PH07-1767
91) などが用いられている。

【００２２】図２に前記の無線基地局１０２の構成を示
す。同図に示すように、無線基地局１０２は、基地局全
体の制御を行う制御部３０１と、アンテナ３０２と、ア
ンテナ３０２で受信した信号を処理する受信部３０３
と、アンテナ３０２より送信する信号を処理する送信部
３０４と、フレーム中の通話スロットを利用して通信を
行う無線端末１０４の数と一つの通話スロットを利用で
きる無線端末１０４の数との対応表が記憶された対応表
記憶部３０５と、通話スロットを使用している無線端末
１０４の数（多重数）を計測する多重数計測部３０６
と、多重数計測部３０６により計測された多重数を基に
対応表記憶部３０５の対応表を参照して最大共用数を求
め、この最大共用数未満のスロットを通話スロットとし
て割り当てる通信路割当部３０７とから構成される。

【００２３】図３に上り／下りチャネルの通信方式とし
てＴＤＭＡ／ＴＤＤを採用した場合のフレームの構成の
例を示す。同図に示すように、フレーム２０１は、情報
を伝送するための複数の通話スロット２０３と、通話ス
ロット２０３を獲得するための制御スロット２０２から
なる。これは、ＰＨＳ（Personal Handy-phone System
）等で実用化されている、１フレーム長が５ｍｓｅｃ
であるフレーム例を示しており、制御スロット２０２は
上下各１スロット（２０２ａ，２０２ａ' ）、通話スロ
ット２０３は上下各７スロット（２０３ａ〜２０３ｇ，
２０３ａ' 〜２０３ｇ' ）からなる。ここで、通話スロ
ット２０３ａ〜２０３ｇが請求項に記載の「第１の通信
路」、制御スロット２０２ａが「第２の通信路」に相当
する。また、図３では制御スロット２０２のスロット長
と通話スロット２０３のスロット長が等しいものとして
いるが、これらのスロット長は必ずしも同じである必要
はない。例えば、アクセスに必要な情報量が実際の情報
量に比べ小さいことに着目し、制御スロット２０２を情
報スロット２０３よりも小さくしてフレーム２０１を構
成する方法も考えられる。

【００２４】図４はアクセススロットのスロット長を通
話スロット４０３のスロット長の１／４とし、制御スロ
ット４０２を上下各４スロット（４０２ａ〜４０２ｄ，
４０２ａ' 〜４０２ｄ' ）、通話スロット３０３を上下
各７スロット（４０３ａ〜４０３ｇ，４０３ａ' 〜４０
３ｇ' ）としてフレーム４０１を構成した場合の例であ
る。このようなフレーム構成にした場合、アクセス時の
衝突を軽減できるという効果がある。また、上りチャネ
ルの通信方式としては上述したＴＤＭＡの他にＦＤＭＡ
(Frequency Division Multiple Access)やＣＤＭＡ(Cod
e Division Multiple Access) を用いることができる。
ＦＤＭＡの場合、第１の通信路（通信チャネル）の搬送
波周波数をｆｌ〜ｆ７とし、第２の通信路（制御チャネ
ル）の搬送波周波数をｆ０として上りチャネルを構成す
る。ＣＤＭＡの場合、第１の通信路（通信チャネル）
の拡散符号をＣ１〜Ｃ７とし、第２の通信路（制御チヤ
ネル）の拡散符号をＣ０として上りチャネルを構成す
る。

【００２５】さて、図３において、無線基地局１０２の
サービスエリア内に入った無線端末１０４は、アクセス
スロット２０２ａを利用してランダムアクセスを行う。
ランダムアクセスに成功した無線端末１０４には通話ス
ロット２０３が割り当てられる。この通話スロット２０
３の割当の際、従来は、使用されていない空きスロット
などを検出してこのスロツトを割り当てていたが、本実
施形態では、現在の多重数に応じて、未使用の空きスロ
ットを割り当てたり、使用中のスロットを共用するよう
に割り当てを行う。以下に、その方式について詳細に説
明する。

【００２６】無線基地局１０２は、現在通話スロット２
０３を使用している無線端末１０４の数（多重数）を計
測する。計測の際、対象とする無線システムが、ＣＢＲ
（音声など）、ＵＢＲ（データなど）等の様々なＱｏＳ
を保証するシステムであれば、ＱｏＳ毎に多重数を計測
する。

【００２７】まず、ＵＢＲのようなＴＣＰベースのトラ
フィック（遅延の変動やある程度のセルロスを許容でき
る）のみを取り扱うシステムの場合について、つまり、
無線端末１０４が無線基地局１０２を介してサーバ１０
３に、ＴＣＰ／ＩＰを利用してインターネットアクセス
し、所望の情報をダウンロードする場合を例に取り説明
する。

【００２８】保証すべきＱｏＳがーつなので、無線基地
局１０２は通話スロット２０３を使用している無線端末
１０４の総数（多重数）を計測する。無線基地局１０２
は計測した多重数から、下りチャネルにおける１つの無
線端末１０４あたりの平均伝送速度を推定する。例え
ば、下りチャネルの情報伝送速度が５Ｍｂｐｓとし、２
端末が多重した場合、１端末の平均情報伝送速度は２．
５Ｍｂｐｓと推定される。この場合、１フレームで伝送
できる平均情報量は高々６．２５ｋｂｉｔ（２．５Ｍｂ
ｐｓ×２．５ｍｓｅｃ）である。TCP/ＩP over ATMにお
けるＴＣＰの典型的な最大セグメント長（ＭＳＳ）は９
１８０Ｂｙｔｅであるから、２ＴＣＰセグメントを受信
するのに、１２（９１８０×８／６２５０）フレーム程
度も必要になる。同様に、Ｅｔｈｅｒｎｅｔの場合につ
いて考察すると、ＥｔｈｅｒｎｅｔにおけるＴＣＰの典
型的な最大セグメント長（ＭＳＳ）は１４６０Ｂｙｔｅ
であるから、２ＴＣＰセグメントを受信するのに、２
（１４６０×８／６２５０）フレーム程度必要になる。
また、多重数が大きくなれば、１ユーザあたりの伝送速
度が低下するため、２ＴＣＰセグメントを受信するのに
必要なフレーム数はさらに大きくなってしまう。特に、
上りチャネルよりも下りチャネルの伝送速度の早い非対
称無線システム（ＡＷＬ：Asymmetric Wireless Link）
においても、ＴＣＰの最大セグメント長は大きくした方
が効率的であるとの報告もある。以上のことから、上り
チャネルで伝送されるＴＣＰのＡｃｋ信号の送信頻度は
低下の傾向、つまり、上りの通話スロット２０３が使用
されなくなる傾向にあると言える。

【００２９】そこで、多重数に応じて、上り通話スロッ
トを複数のユーザで共用できるようにする。このとき、
本発明のポイントは、無制限にユーザからのランダムア
クセスによる送信を受け付けるのではなく、１スロット
で共用できる無線端末１０４の数に上限値を設け、その
上限値を多重数を基に算出するという点にある。

【００３０】先の例では、２端末が多重した場合、１端
末が返すＴＣＰのＡｃｋ信号は１２フレームに１回以下
であるため、例えば、１スロットに２端末を多重させ、
ランダムにＴＣＰのＡｃｋ信号を返送するようにしても
パケットの衝突が起こる可能性は小さい。しかも、有線
のネットワークで代表的な通信制御方式としてＣＳＭＡ
／ＣＤ（Carrier Sensinq Multiple Access with Colli
sion Detection）が実用化されているが、これは、ある
サーバが情報伝送している場合は、他のサーバからの情
報伝送を停止する通信制御方式であるため、情報が有線
のネットワークを伝送される段階でユーザ毎にバースト
的になっている。つまり、あるユーザが情報を受信して
いる場合は、他のユーザは何も情報を受け取っていなか
ったりする。従って、ユーザが返信するＡｃｋ信号が衝
突する可能性は小さいと言える。

【００３１】また、何らかの方法で、情報の平等な伝送
が実現できたとする。この場合は、ＴＣＰのＡｃｋ信号
はほぼ周期的に発生するので、ＴＣＰのＡｃｋ信号の衝
突は、ほとんど最初のＡｃｋ信号の衝突であり、それ以
降はほとんど衝突しない。最初のＡｃｋ信号の衝突につ
いては、その最悪値は、ポアソン過程で呼を発生させた
スロット付きアロハ（Slotted Aloha ）のスループット
から推定できる。スロット付きアロハのスループット特
性は、平均オファードロード（Average Offered Load）
が大きくなるにつれ向上し、平均オファードロードが１
パケット／スロットの時にスループット（Throuqhput）
の最大値０．３６となり、その後は、平均オファードロ
ードが大きくなるにつれスループットが小さくなる。平
均オファードロードが１を越えた時のスループットの低
下の原因は、パケット衝突の頻度が大きくなることにあ
ることが知られている。従って、１スロットを共有して
ＴＣＰのＡｃｋ信号を送信できるユーザ数は、その平均
オファードロードが１以下（上述の例でほ、１２端末以
下の多重）であれば、その衝突の影響はそれほど大きく
ないと考えられる。

【００３２】図５に多重数の計測から通話スロットの割
り当てまでの処理の流れの一例を示す。

【００３３】ステップ１で、多重数の計測を行う。ステ
ップ２で、ステップ１の結果を基に、下りチャネルにお
ける１ユーザあたりの伝送速度を推定する。そして、ス
テップ３にて、ＴＣＰのセグメント長の検出を行い、そ
の結果とステップ２の推定結果より、ＴＣＰのＡｃｋ信
号が返信されるフレームの周期を推定し、ステップ４で
は、１スロットに共用できる最大無線端末数（最大共用
数）を算出する。そして、ステップ５にて最大共用数未
満のスロットを通話スロットとして割り当てる。割り当
て方法としては、未使用の通話スロットよりも、使用中
であるが、共用数が最大共用数未満のスロットを割り当
てる方法などがある。

【００３４】実際の、多重数と１スロットあたりに共用
できるユーザ数の関係については、下りの伝送速度やＴ
ＣＰのセグメント長等、様々な要因が絡み合ってくるの
で、その都度、無線基地局１０２が算出する方法が性能
の向上には最も有利であるが、無線基地局１０２の負担
は大きくなってしまう問題がある。

【００３５】そこで、特に、ＴＣＰのセグメント長が固
定であるとみなせるシステムでは、多重数と１スロット
あたりに収容できるユーザ数との関係について、図６に
示すような対応表を予め作成しておき、多重数の計測結
果を対応表に照らし合わせ、最大共用数を調べ、通話ス
ロットの割り当てを行う方法などが考えられる。

【００３６】以上説明したように、本発明を適用するこ
とで、ユーザに対し、同じ通信サービスの快適性（同じ
伝送速度など）を提供しつつ、上りチャネルの周波数を
効率的に使用できることがわかる。本発明の適用によっ
て新たに空きチャネルが生じるので、予めこれを下りチ
ャネルに割り当てるよう回線設計をしておけば、トータ
ルで必要な帯域幅は同じであるにも関わらず、従来より
も１ユーザあたりの伝送速度、同時に収容できるユーザ
数を増やすことが可能になる。

【００３７】また、通話スロット２０３ａ〜２０３ｇお
よび通話スロット２０３ａ' 〜２０３ｇ' を上りチャネ
ルと下りチャネルに動的に割り当てるシステムに本発明
を適用しても効果的である。つまり、本発明の適用によ
り生じた上りの空きチャネルを動的に下りチャネルに割
り当でたり、逆に、端末から大容量のデータを送り、基
地局からはＡｃｋ信号が伝送される場合は、下りチャネ
ルに生じた空きチャネルを動的に上りチャネルに割り当
てることにより、周波数の有効利用が可能となる。

【００３８】また、全ての通話チャネルが使用中で、さ
らなる通話チャネル獲得の要求を受け付けられない場合
にはｂｕｓｙ信号を報知し、通話チャネル獲得のための
ランダムアクセスを制限すれば、移動局からの無駄なラ
ンダムアクセスによる無駄な電力消費や、パケットの衝
突、他チャンネルへの干渉等を減らすことができる。こ
のような制御をするために、従来は、全ての通話スロッ
トが使用中であるか否かを調べ、全て使用中であれば、
ランダムアクセスを制限（拒否）するための制御信号を
報知する制御を行っていたが、上述したように、一つの
通話スロットを、複数の移動局が共用できるようなシス
テムでは、通話スロットを共用できるにも関わらずラン
ダムアクセスを制限してしまう。

【００３９】そこで、図７に示すように、無線基地局１
０２に、全ての通話スロットにおける移動局の利用状況
を調べ、もし、各通話スロットにおける利用者数が最大
共用数と等しい場合は、移動局に対し、新たに通話スロ
ットを獲得するためのランダムアクセスを制限（拒否）
するための制御信号を報知するためのアクセス制御部３
０８を設ける。これにより、これ以上通話チャネルを割
り当てられないにも関わらず通話チャネルを獲得するた
めの無駄なランダムアクセスが行われる回数を減らすこ
とができる。

【００４０】図８に、この方式のフローチャートを示
す。ここでは、第１の通信路の総数をｎとする。ステッ
プ１で、各第１の通信路において利用している移動局の
数Ｍｉ（１≦ｉ≦ｎ）を調べる。ステップ２で、各第１
の通信路における最大共用数Ｎｉ（１≦ｉ≦ｎ）を調べ
る。そして、ステップ３にて、全ての第１の通信路にお
いて、ＭｉとＮｉが、Ｍｉ＝Ｎｉの条件を満たすか否か
を調べ、もし、その条件を満たせば、ステップ５にて、
新たに通話スロットを獲得するためのランダムアクセス
を制限（拒否）するための制御信号を報知する。

【００４１】また、図８では、ステップ４の条件を満た
さない場合は、ステップ１に戻るフローチャートを示し
たが、ステップ４の条件を満たさない場合には、新たに
通話スロットを獲得するためのランダムアクセスを受け
付けていることを示す信号を報知しても構わない。

【００４２】次に、ＵＢＲのようなＴＣＰベースのトラ
フィックの他、ＣＢＲのような音声も収容できる通信シ
ステムに本発明を適用する場合について説明する。基本
的には、先に説明したＵＢＲのようなトラフィックのみ
の場合と同じであるが、ＣＢＲ呼を収容する場合、ＣＢ
Ｒ呼に対しては、例えば、固定の通話スロットを割り当
て、それをフレーム周期で使用する。この場合、無線基
地局１０２は通話スロットを使用している無線端末１０
４の数（多重数）を計測する場合に、単純な総数をカウ
ントするのではなく、ＱｏＳ毎に分けて計測する。

【００４３】つまり、この例では、ＣＢＲ呼の多重数と
ＵＢＲ呼の多重数を分けて計測する。なぜなら、ＣＢＲ
呼の場合、固定の帯域（伝送速度）を割り当てるため、
１端末が使用する帯域（伝送速度）は多重数に左右され
ないのに対し、ＵＢＲ呼に対しては、ＣＢＲで占有され
た帯域以外の残りの帯域を多重数で分けて使用するた
め、１端末が使用する帯域（伝送速度）が多重数に大き
く影響するからである。

【００４４】この場合も図５に示したフローチャートと
同様に、１スロットに共用できる最大無線端末数を算出
する。ステップ１で、多重数の計測を行う。但し、図５
で示したフローチャートとの相違点として、ＱｏＳ毎に
多重数を計測する。ここでは、ＣＢＲ（音声）とＵＢＲ
（データ）の２種類のＱｏＳがある場合について説明す
る。ステップ２では、ステップ１の結果を基に、下りチ
ャネルにおけるＵＢＲ呼の１ユーザあたりの平均伝送速
度を推定する。具体的な推定例の一例を示すと、例え
ば、下りチャネル全体の伝送速度をＶ．ＣＢＲ呼を伝送
するユーザｉの伝送速度をＶｃ、多重数をＮｃとし、Ｕ
ＢＲ呼を伝送するユーザ１の多重数をＮｕとすると、Ｕ
ＢＲ呼に対する１ユーザあたりの平均伝送速度Ｖｕは、Ｖｕ＝（Ｖ−Ｖc ×Ｎc ) ／Ｎu と推定できる。

【００４５】そして、ステップ３にて、ＴＣＰのセグメ
ント長を検出し、その結果とステップ２の推定結果か
ら、ＴＣＰのＡｃｋ信号が返信されるフレームの周期を
推定し、ステップ４で、１スロットに収容できる最大無
線端末数（最大共用数）を算出する。そして、ステップ
５にて最大共用数未満のスロットを通話スロットとして
割り当てる。割り当て方法としては、未使用の通話スロ
ットよりも、他の無線端末がＵＢＲ呼を伝送している
が、共用数が最大共用数未満のスロットを割り当てる方
法などがある。

【００４６】また、このようにＵＢＲのようなＴＣＰベ
ースのトラフィックの他、ＣＢＲのような音声も収容で
きる通信システムにおいて、先に示したようなランダム
アクセスの制御を行う場合について説明する。ＣＢＲ呼
の場合、１スロットを他の移動局と共用して使えないた
め、全ての通話スロットが使用中になった段階で、新た
なＣＢＲ呼の受け付けはできなくなる。従って、ＣＢＲ
とＵＢＲの２種類の情報を伝送するシステムでは、アク
セス制御のための信号を複数種類報知する必要がある。

【００４７】図９に、ＣＢＲとＵＢＲの２種類の情報を
伝送する場合のフローチャートを示す。ここでは、第１
の通信路の総数をｎとする。ステップ１で、各第１の通
信路において利用している移動局の数Ｍｉ（１≦ｉ≦
ｎ）を調べる。ステップ２で、全ての第１の通信路にお
いて、Ｍｉ≧１の条件を満たすか否かを調べる。もし、
ステップ２の条件を満たした場合は、ステップ３で、各
第１の通信路における最大共用数Ｎｉ（１≦ｉ≦ｎ）を
調べる。そして、ステップ４にて、全ての第１の通信路
において、ＭｉとＮｉが、Ｍｉ＝Ｎｉの条件を満たすか
否かを調べ、もし、その条件を満たせば、ステップ５に
て、新たに通話スロットを獲得するための全てのランダ
ムアクセスを制限（拒否）するための制御信号を報知す
ることとする。また、ステップ４の条件を満たさない場
合は、ステップ６にて、ＣＢＲの送信要求を有する移動
局に対してのみ、新たに通話スロットを獲得するための
ランダムアクセスを制限（拒否）を行う旨の制御信号を
報知する。つまり、ＵＢＲの送信要求を有する移動局に
対しては、新たに通話スロットを獲得するためのランダ
ムアクセスを受け付けることになる。

【００４８】また、図９では、ステップ２の条件を満た
さない場合は、ステップ１に戻るフローチャートを示し
たが、ステップ２の条件を満たさない場合には、ＣＢ
Ｒ、ＵＢＲ共に、新たに通話スロットを獲得するための
ランダムアクセスを受け付けていることを示す信号を報
知しても構わない。

【００４９】以上、主にＡＴＭをバックボーンネットワ
ークとした場合について説明したが、本発明はＡＴＭに
限定されることなくＥｔｈｅｒｎｅｔ等、他のネットワ
ークシステムにでも十分適用できる。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、第
１の通信路を、その上限まで、複数の移動局で共用する
ことが可能になり、周波数の有効利用が可能となる。

【００５１】また、第１の通信路を利用して通信を行う
移動局数の計測を、移動局と基地局との間で通信される
通信の品質要求毎に行うことで、１つの第１の通信路を
共有できる移動局数を通信品質毎に算出できるため、複
数の通信品質をサポートする通信システムであっても、
周波数の有効利用が可能となる。

【００５２】さらに、第２の通信路を用いた無用なアク
セスを制限するために、基地局は、全ての第１の通信路
における移動局の利用数を調べ、その結果が、各第１の
通信路を利用できる移動局数の上限と一部または全部等
しい場合は、第１の通信路を獲得するための第２の通信
路を用いた通信を一部または全部制限することで、第１
の通信路を有効に活用しつつ、第２の通信路における無
用なアクセスを制限することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態である無線通信システムの全
体構成を示す図である。

【図２】本実施形態における無線基地局の構成を示す図
である。

【図３】上り／下りチャネルの通信方式としてＴＤＭＡ
／ＴＤＤを採用した場合のフレームの構成の例を示す図
である。

【図４】同じく上り／下りチャネルの通信方式としてＴ
ＤＭＡ／ＴＤＤを採用した場合のフレームの構成の他の
例を示す図である。

【図５】本実施形態の通信方式において多重数の計測か
ら通話スロットの割り当てまでの処理の流れを示すフロ
ーチャートである。

【図６】多重数と１スロットあたりに収容できるユーザ
数との対応表の例を示す図である。

【図７】本実施形態における無線基地局の他の構成を示
す図である。

【図８】図７の無線基地局によるアクセス制御の手順を
示すフローチャートである。

【図９】ＣＢＲとＵＢＲの２種類の情報を伝送する場合
の手順を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１０１ネットワーク１０２無線基地局１０３サーバ１０４無線端末１０５サービスエリア３０１制御部３０２アンテナ３０３受信部３０４送信部３０５対応表記憶部３０６多重数計測部３０７通信路割当部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】移動局と、該移動局と通信可能な基地局
とを有し、前記移動局と前記基地局間で、少なくとも情
報伝送用の１つ以上の第１の通信路と、該第１の通信路
を獲得するための第２の通信路とを用いて通信を行う無
線通信システムにおいて、前記基地局が、前記第１の通信路を利用している移動局の総数を計測す
る計測手段と、少なくとも前記計測の結果に基づいて、一つの第１の通
信路を共用できる移動局の数の上限を設定する設定手段
とを具備することを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】請求項１記載の無線通信システムにおい
て、前記計測手段は、前記移動局と前記基地局との間で行わ
れる通信の種別または品質要求毎に、前記第１の通信路
を利用している移動局の総数を計測することを特徴とす
る無線通信システム。
【請求項３】請求項１または２記載の無線通信システ
ムにおいて、前記基地局は、前記第１の通信路を利用して通信を行う移動局の数と一
つの第１の通信路を利用できる移動局の数との対応表を
さらに具備していることを特徴とする無線通信システ
ム。
【請求項４】請求項１ないし３記載のいずれかの無線
通信システムにおいて、前記基地局は、前記計測手段により計測された前記第１の通信路を利用
している移動局の総数が、前記設定手段により設定され
た個々の第１の通信路を利用できる移動局数の上限と一
部または全部等しい場合、前記第１の通信路を獲得する
ための前記第２の通信路を用いた通信の一部または全部
を制限する手段をさらに具備することを特徴とする無線
通信システム。