JP2000174767A - マルチアクセス通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多ユーザマルチアクセス通信システムにおい
て、通信量が多い場合にはランダム予約システムのみを
用いることで高スループットを実現し、また通信量が少
ない場合にランダム予約システムとランダムアクセスシ
ステムとを併用して低遅延を実現する。 【解決手段】 スケジューリング手段は、長パケット予
約キューに予約情報がありかつ長パケットの予約に対し
てデータ送信用帯域の割り当てがなかったことを示すフ
ラグを保持しており、データ送信用帯域の割り当てが始
まるとこのフラグを見る（１５１）。フラグがセットさ
れている場合、長パケットにデータ送信用帯域を割り当
て（１５２）、短パケットにデータ送信用帯域を割り当
てる（１５３）。フラグがセットされていない場合には
短パケットにデータ送信用帯域を割り当て（１５４）、
長パケットにデータ送信用帯域を割り当てる（１５
５）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はマルチアクセス通信
システムに関し、特に、ケーブルテレビ網を利用したＷ
ＡＮ（Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）のような
多数の子局を有するマルチアクセス通信システムに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、衛星通信システムやケーブルモデ
ムシステムなどの媒体共有型のネットワークでは１台の
親局と複数台の子局とが双方向の通信を行う。親局から
子局への通信においては放送型回線を通じ、制御信号や
データが全ての子局に同報される。一方、子局から親局
への通信はマルチアクセス型回線を複数の子局間の競合
制御により時分割して使用する。ＷＡＮにおいては子局
の数は数百から数千と多く、かつ同時にデータを送信し
ている子局の数が比較的少ないのが一般的である。この
ようなシステムにおいてマルチアクセス回線を効率よく
利用するためには、データ送信を要求する子局間でのみ
マルチアクセス回線の競合を行うデマンドアサイン型の
マルチアクセス制御が行われ、ランダム予約システムお
よびランダムアクセスシステムが知られている。ランダ
ム予約システムでは親局の制御によってマルチアクセス
回線の帯域内に任意の子局が帯域予約情報を送信するこ
とが可能な領域を設定し、データ送信を要求する子局は
この帯域内に予約情報を衝突型で送信し、複数の子局か
らの予約情報が衝突を起こした場合には衝突解決を行
い、衝突解決を経てデータ送信用の帯域を確保した後に
データを衝突なく送信するシステムである。一方、ラン
ダムアクセスシステムでは親局がマルチアクセス回線の
帯域に任意の子局がデータを送信することが可能な領域
を設定し、送信データを持つ子局はこの帯域内にデータ
を衝突型で送信し、衝突が発生した場合には衝突解決を
行ってデータを再送するシステムである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のデマン
ドアサイン型マルチアクセス制御では、例えばランダム
予約システムでは衝突による帯域が小さいために高スル
ープットが実現できるものの、衝突が起こらない場合に
も予約手順を行うために必要な遅延が発生するという問
題があった。またランダムアクセスシステムではデータ
が衝突しない場合には最小の遅延となるものの、衝突が
発生した場合の帯域損失が大きく、特に子局から送信さ
れるデータ量が多くなると帯域の利用効率が大きく劣化
するという問題があった。

【０００４】また子局から受け付けた予約の順に帯域を
割り当てる制御システムでは送信するパケット長による
子局間の公平性が損なわれることから、例えばＰｒｏｃ
ｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ＩＥＥＥ（１９９５年
１０月）のＺｈａｎの論文“Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｄｉｓｃ
ｉｐｌｉｎｅｓ ｆｏｒ Ｇｕａｒａｎｔｅｅｄ Ｐｅ
ｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｓｅｒｖｉｃｅ ｉｎ Ｐａｃｋ
ｅｔ−ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ"で紹介
されているウェイテッドフェアキューイングのような予
約の受付時間と予約パケット長とから帯域割り当てをス
ケジューリングする方法がある。しかし多数の子局が存
在するような通信システムにおいては、頻繁に受信する
予約情報に対してウェイテッドフェアキューイングのよ
うなアルゴリズムを適用するとＣＰＵへの負荷が高くな
るという問題があった。

【０００５】そこで、本発明は、多ユーザマルチアクセ
ス通信システムにおいて、通信量が多い場合にはランダ
ム予約システムのみを用いることで高スループットを実
現し、また通信量が少ない場合にランダム予約システム
とランダムアクセスシステムとを併用して低遅延を実現
することを課題としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの本発明のマルチアクセス通新システムにおいては、
親局は、マルチアクセス型回線において子局にランダム
予約送信用帯域を割り当てる手段と、ランダムアクセス
データ送信用の帯域を割り当てる手段と、子局から受信
した予約情報に基づいて子局にデータ送信用帯域を割り
当てる手段を持つ。また親局はマルチアクセス型回線の
通信量をモニタリングする手段と、通信量に応じてラン
ダムアクセスデータ送信用の帯域を調整する手段を持
ち、通信量の少ないときにはランダムアクセスデータ送
信用帯域を多く割り当てることで遅延を低く抑え、通信
量の多い場合はランダムアクセスデータ送信用帯域を割
り当てずランダム予約システムのみを用いることでマル
チアクセス型回線の使用効率を向上させる。

【０００７】また、子局はランダム予約送信用の帯域で
予約情報を送信する手段と、ランダムアクセスデータ送
信用帯域でデータを送信する手段と、ランダム予約シス
テムおよびランダムアクセスシステムで発生した衝突を
解決するための手段と、データ送信用帯域でデータを送
信する手段を持つ。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
４つの実施の形態について、説明する。

【０００９】まず本発明の全ての実施形態に共通する部
分について図を用いて説明する。

【００１０】図1に親局１０と３台の子局１１_1-3からな
るシステムを示す。親局１０はさらに親局アクセス制御
装置１２、ルーター１３とから構成され、子局は子局ア
クセス制御装置１４と端末１５とから構成される。親局
１０から子局１１_1-3への下り方向の通信は放送型通信
路１６を通じて行われ、制御信号およびデータは全ての
子局に通知される。一方、各子局１１_1-3から親局１０
への上り方向の通信はマルチアクセス型通信路１７を用
いる。なお、図１において放送型通信路１６、マルチア
クセス型通信路１７とも有線・無線のどちらであっても
よい。

【００１１】図２は図１記載のマルチアクセス型通信路
１７における、子局から親局への信号の構成を示す図で
ある。マルチアクセス型通信路には複数の子局からのバ
ースト信号２０_1-4が多重される。各バースト信号は同
期のための同期語２１と送信元の子局を特定するための
アドレス２２、帯域予約量２３、ユーザデータ２４、誤
り検出符号２５から構成される。ただしランダム予約を
行う場合（２０₁）にはユーザデータ２４は送信しな
い。

【００１２】図３は図１記載の放送型通信路１６上の親
局から子局への信号の構成を示す図である。放送型通信
路は固定長あるいは可変長のフレームから構成される。
フレームには送信指示信号を送るための制御フレーム３
０とデータを送信するためのデータフレーム３１の２種
類がある。各フレームには制御フレーム／データフレー
ムの種別を識別するための情報３２が先頭に付けられ
る。制御フレームでは制御情報３３を、データフレーム
ではユーザデータ３４を送信し、誤り検出符号３５を付
加する。

【００１３】図４は本発明の全ての実施形態に共通す
る、図３記載の制御フレーム３０内の制御情報の内部フ
ォーマットを示す図である。図１記載の親局アクセス制
御装置１２は予め定められたタイミングでマルチアクセ
ス型通信路の帯域割当をスケジュールし、１つの制御フ
レームに複数の帯域割当情報を記述し、放送型通信路を
通じて全子局に通知する。また帯域割り当て情報には、
割り当てる領域を指定する情報と、その領域をデータ送
信用領域・ランダム予約領域・ランダムアクセス領域の
いずれの用途に使用するかを示す情報と、データ送信用
領域の場合にはデータを送信してよい子局を指定する情
報とが含まれる。図４の例ではスケジューリング時刻４
０において４つの帯域１（４１₁）〜帯域４（４１₄）を
スケジュールし、制御フレーム４２内の制御情報３３に
はこれらの割当情報を４３_1-4にまとめて記述して放送
型通信路に送信する。またその際には次にスケジューリ
ングを行う時刻４４を設定し、その時刻になれば帯域５
（４１₅）以降の帯域割り当て情報を制御フレーム４５
に記述する。

【００１４】図５は実施形態１における、図１記載の子
局アクセス装置１４の機能構成を示す。子局アクセス制
御装置は下り信号受信手段５０と、誤り検出手段５１
と、分離手段５２と、送信制御手段５３と、送信バッフ
ァ５４と、未送信データ量計算手段５５と、誤り検出符
号生成手段５６と、上り信号送信手段５７とから構成さ
れる。

【００１５】下り信号受信手段５０は放送型通信路から
の信号２００を復調し、受信したフレーム２０１を誤り
検出手段５１に出力する。誤り検出手段５１はフレーム
２０１の誤り検出を行い、誤りがなければ誤り検出符号
を除いた部分２０２を分離手段５２に出力する。誤りを
検出した場合には受信したフレームを破棄する。

【００１６】分離手段５２は受信フレーム２０２の内容
を解析し、自局宛てのデータフレームであれば図１記載
の端末１５にユーザデータ２０３を送信する。制御情報
である場合は帯域割当情報２０４を送信制御手段５３に
通知する。

【００１７】図１記載の端末１５は送信するユーザデー
タ２０５を送信バッファ５４に書き込む。

【００１８】送信バッファ５４は送信制御手段５３から
データの要求があれば、要求されたバイト数のユーザデ
ータ２０６を送信制御手段５３に出力する。

【００１９】未送信データ量計算手段５５は送信バッフ
ァ５４内の未送信データ量を計算し、その値２０７を送
信制御手段５３に出力する。

【００２０】送信制御手段５３は帯域割当情報２０４に
従って子局からのデータ送信を制御し、自局宛のデータ
送信用の帯域が割り当てられた場合には、送信バッファ
５４から割り当てられた帯域分のデータ２０６を読み出
し、自局アドレス・ユーザデータからなる送信フレーム
２０９を組み立てて誤り検出符号生成手段５６に出力す
る。

【００２１】ランダム予約用帯域が割り当てられ、未送
信データ量２０７が０より大きくかつ現在予約を行って
いない場合、予約情報の衝突確率を低減するために乱数
に基づいて予約情報を送信するか否かを決定し、予約情
報を送信する場合には未送信データ量２０７を予約量と
し、自局アドレス・予約量からなる送信フレーム２０９
を組み立て、適切なタイミングで誤り検出符号生成手段
５６に出力する。予約情報を送信しない場合は次にラン
ダム予約用帯域が割り当てられた際に同様の処理を繰り
返す。

【００２２】ランダムアクセス用帯域が割り当てられ、
未送信データ量２０７が０より大きくかつ現在予約を行
っていない場合、データの衝突確率を低減するために乱
数に基づいてデータを送信するか否かを決定し、データ
を送信する場合には割り当てられた帯域分のデータを送
信バッファ５４から読み出し、自局アドレス・データか
らなる送信フレーム２０９を組み立て、誤り検出符号生
成手段５６に出力する。ランダムアクセスデータを送信
しない場合は次にランダムアクセス用帯域が割り当てら
れた際に同様の処理を繰り返す。

【００２３】誤り検出符号生成手段５６は送信フレーム
２０９に対して誤り検出符号を生成し、これを元のフレ
ームに付加して上り信号送信手段５７に出力する。上り
信号送信手段５７は送信フレーム２１０の先頭部に同期
語を付加し、これを変調してマルチアクセス型回線に信
号２１１を送信する。

【００２４】図６は実施形態１における図１記載の親局
アクセス制御装置１２の機能構成を示す。親局アクセス
制御装置は、上り信号受信手段６０と、誤り検出手段６
１と、分離手段６２と、予約情報収集手段６３と、送信
バッファ６４と、スケジューリング手段６５と、タイマ
ー割込生成手段６６と、上り回線使用量測定手段６７
と、ランダムアクセス領域決定手段６８と、制御スロッ
ト生成手段６９と、多重手段７０と、誤り検出符号生成
手段７１と、下り信号送信手段７２とから構成される。

【００２５】上り信号受信手段６０はマルチアクセス型
通信路からのバースト信号２２０を受信・復調し、同期
語を除いたフレーム２２１を誤り検出手段６１に出力す
る。また上り信号受信手段６０はバーストを受信してい
る間、受信イネイブル信号２２２を上り回線使用量測定
手段６７に出力する。

【００２６】誤り検出手段６１は入力フレーム２２１の
誤り検出符号を用いて誤り検出を行い、誤りが無ければ
誤り検出符号を除いて分離手段６２に出力する。誤りが
検出された場合には入力フレーム２２１を破棄する。

【００２７】分離手段６２は誤り検出後のフレーム２２
３を解析・分離する。フレーム２２３がユーザデータで
あり、その宛先が放送型通信路に接続された子局宛であ
れば折り返しデータ２２４として送信バッファ６４に出
力し、それ以外のユーザデータの場合には図１記載のル
ータ１３へユーザデータ２２６を出力する。フレーム２
２３が子局からの予約パケットである場合には予約情報
２２５を予約情報収集手段６３に出力する。

【００２８】送信バッファ６４は図１記載のルータ１３
からのユーザデータ２２７および折り返しデータ２２４
を受信し、データフレーム識別子を付加して多重手段６
８に出力する。

【００２９】スケジューリング手段６５はタイマー割込
生成手段６６からのタイマー割込２２９で起床され、予
約情報収集手段６３からの予約情報２３０をもとにデー
タ送信用領域を割り当て、ランダム予約領域を割り当
て、ランダムアクセス領域決定手段６８から指示された
量のランダムアクセス用帯域を割り当てる。ランダム予
約領域の割り当ては例えば１回の割り当てで予約パケッ
ト１０個分などとするが、これは一例を示したものであ
り実際のランダム予約領域の割り当て量を何ら規定する
もではない。また上記のデータ送信用帯域・ランダム予
約用領域・ランダムアクセス用領域の割り当ての順序は
一例を示したものであり、実際の割り当ての順序を規定
するものではない。スケジューリング手段６５は帯域の
スケジューリングを終了すると帯域割当情報２３３を制
御スロット生成手段６９へ出力し、また次回のスケジュ
ーリング開始時刻２３４をタイマー割込生成手段６６に
設定する。

【００３０】タイマー割込生成手段６６は、スケジュー
リング手段６５により設定された時刻２３４になればタ
イマー割込２２９を生成し、スケジューリング手段６５
に通知する。

【００３１】上り回線使用量測定手段６７は、上り信号
受信手段６０からの受信イネイブル信号２２２から上り
回線使用量を測定し、その測定値２３１をランダムアク
セス領域決定手段６８に通知する。

【００３２】ランダムアクセス領域決定手段６８は上り
回線使用量測定値２３１からランダムアクセス領域の割
当量を決定する。例えば上り回線使用量が１０％であれ
ば全帯域の８０％をランダムアクセス用領域に割り当
て、上り回線使用量が６０％ならば全帯域の２０％程度
をランダムアクセス用帯域に割り当てるなどとする。た
だし上記の割り当て例は一例を示したものであり、実際
のランダムアクセス用領域の割り当てを何ら規定するも
のではない。 制御フレーム生成手段６７はスケジュー
リング手段６５より通知される帯域割当情報２３３に従
って制御フレーム２３５を生成し、多重手段７０に出力
する。多重手段７０はデータフレーム２２８および制御
フレーム２３５を時間多重し、誤り検出符号生成手段７
１に出力する。

【００３３】誤り検出符号生成手段７１は入力フレーム
２３６の誤り検出符号を生成し、元のフレームに付加し
て送信フレーム２３７を下り信号送信手段７２に出力す
る。下り信号送信手段７２は送信スロット２３７を変調
し、変調信号２３８を放送型通信路に送信する。

【００３４】図７は図６記載のスケジューリング手段６
５においてデータ帯域割り当てのアルゴリズムを示すフ
ローチャートである。データ帯域の割り当てが開始され
ると（１００）、図６記載の予約情報収集手段６３から
予約情報の有無を問い合わせ（１０１）、予約情報がな
い場合にはデータ帯域割り当てを終了する（１０４）。
予約情報がある場合、今回のスケジューリングでこれま
にで割り当てた帯域と予約量との和を求め（１０２）、
予め定めた閾値より大きければデータ帯域割り当てを終
了し、そうでない場合にデータ帯域を割り当て（１０
２）、次の予約情報を予約情報収集手段に問い合わせ
（１０１）、予約情報がなくなるかまたは総割り当て帯
域が予め定めた閾値を越えるまで上記の処理を繰り返
す。なお上記の閾値はスケジューリング毎に固定である
必要はなく、また閾値を非常に大きくとることにより受
け付けた全ての予約に対してデータ送信用帯域を割り当
てることも可能である。

【００３５】本発明の実施形態２においては、図１記載
の子局アクセス制御装置１４は図５に示す発明例１と同
じ機能構成を持つ。ただし、発明例２において図５記載
の送信制御手段は、ランダムアクセスデータまたは通常
のデータ送信時に未送信データ量を取得し、未送信デー
タ量と送信を許可されたデータ量との差を次回の送信予
約量とし、自局アドレス・データ・予約情報からなる送
信フレームを構成して図５記載の誤り検出符号生成手段
５６に送信する。

【００３６】本発明の実施形態２においては、図１記載
の親局アクセス制御装置１２は図６に示す発明例１と同
じ機能構成を持つ。ただし、発明例２においては図６記
載の分離手段６２は入力された受信フレーム２２３がユ
ーザデータの場合、データに付随した次回予約情報があ
ればその予約情報を図６記載の予約情報収集手段６３に
出力する。

【００３７】図８は本発明の実施形態２における、図６
記載のスケジューリング手段６５が行う帯域割り当ての
手順をフローチャートで説明したものである。スケジュ
ーリング手段はステップ９０において図６記載のタイマ
ー割り込み生成手段６６からのタイマー割り込みによっ
て起床され、まず図６記載の予約情報収集手段６３から
の予約情報から特定の子局にデータ送信用領域を割り当
て、次にステップ９２でランダム予約用帯域を割り当
て、続いてステップ９３で図６記載のランダムアクセス
領域決定手段からの指示によりランダムアクセス用領域
を割り当てる。全てのスケジューリングが終了するとス
テップ９４で図６記載のタイマー割り込み生成手段に次
回の割り込みを設定する。データ送信用領域、ランダム
予約用領域、ランダムアクセス用領域の各々の割り当て
方は発明例１と同じであり、ここでは説明を省略する。

【００３８】図９は本発明の実施形態３における図１記
載の親局アクセス制御装置１２の機能構成を示す。図９
に示される各部ブロックの機能は発明例２と同じである
ためここでは説明を省略する。

【００３９】図１０は図９記載のスケジューリング手段
１１５における帯域割り当てアルゴリズムを説明するフ
ローチャートである。スケジューリング手段は一定のサ
イクルでスケジューリングを行う。スケジューリング手
段は図９記載のタイマー割込生成手段１１６からサイク
ルの開始を示すタイマー割込により起床され（１３
０）、まず図９記載の予約情報収集手段１１３からの予
約情報に従って特定の子局にデータ送信用領域を割り当
てる（１３１）。ここでデータ送信用帯域の割り当ては
図７記載のフローチャートに従うが、ここでは閾値を１
サイクル分の帯域と定める。次に一定量のランダム予約
を割り当てる（１３２）。この時点で今回のスケジュー
リングで割り当てた帯域の合計が１サイクルの範囲内か
どうかを調べ（１３３）、１サイクル未満の場合にのみ
１サイクルの範囲内でランダムアクセス領域を割り当て
る（１３４）。全てのスケジューリング終了後、ステッ
プ１３５において次のサイクル開始時刻を決定し、図９
記載のタイマー割り込み生成手段１１６に設定する。

【００４０】本発明の実施形態４は実施形態３において
親局アクセス制御装置内の予約情報収集手段と、スケジ
ューリング手段におけるデータ帯域割り当てのアルゴリ
ズムを変更する。

【００４１】図１１は実施形態４において図９記載の親
局アクセス制御装置内の予約情報収集手段１１３の内部
構成を示す図である。予約情報収集手段は予約情報分類
手段１４１と短パケットキュー１４３と長パケットキュ
ー１４６とから構成される。予約情報分類手段１４１は
予約パケット１４０を受け付けるとその予約量を予め定
めた閾値と比較し、閾値以下の予約１４２であれば短パ
ケット予約情報１４４として短パケット予約キュー１４
３に挿入し、閾値より大きい予約１４５であれば長パケ
ット予約情報１４７として長パケット予約キュー１４６
に保持する。

【００４２】図１１では短パケット予約キュー１４３に
は６つの短パケット予約情報１４４ _1-6が、長パケット
予約キュー１４６には長パケット予約情報１４７_1-3が
入れられているが、これは一例を示したものであり各予
約キュー内の予約情報数を制限する物ではない。図９記
載のスケジューリング手段１１５は長/短パケットを指
示して予約情報を問い合わせ、予約情報収集手段は各予
約キューの先頭から予約情報を出力する。図１１の例の
場合、スケジューリング手段からの短パケット予約キュ
ーに予約情報の要求があれば１４４₁の予約情報から、
長パケット予約キューに予約情報の要求があれば１４７
₁の予約情報から順に出力される。

【００４３】図１２は実施形態４におけるデータ送信用
帯域割り当てのアルゴリズムを説明するフローチャート
である。スケジューリング手段は、長パケット予約キュ
ーに予約情報がありかつ長パケットの予約に対してデー
タ送信用帯域の割り当てがなかったことを示すフラグを
保持しており、データ送信用帯域の割り当てが始まると
このフラグを見て（１５１）、フラグがセットされてい
る場合にはまず長パケットにデータ送信用帯域を割り当
て（１５２）、続いて短パケットにデータ送信用帯域を
割り当てる（１５３）。フラグがセットされていない場
合にはまず短パケットにデータ送信用帯域を割り当て
（１５４）、続いて長パケットにデータ送信用帯域を割
り当てる（１５５）。

【００４４】図１３は実施形態４における長パケットへ
のデータ送信用帯域割り当てのアルゴリズムを説明する
フローチャートである。長パケットへのデータ送信用帯
域割り当てが開始されると、図１１記載の長パケット予
約キューに予約情報の有無を問い合わせ（１６１）、予
約情報がない場合には長パケットへのデータ送信用帯域
割り当てを終了する。予約情報がある場合、今回のスケ
ジューリングでこれまでに割り当てたデータ送信用帯域
と予約量との合計を１サイクル分の帯域と比較し（１６
２）、１サイクル分の帯域を越えている場合には長パケ
ットへのデータ送信用帯域割り当てを終了し、今回のス
ケジューリングで長パケットへの帯域割り当てを行って
いない場合にフラグをセットする（１６６）。ステップ
１６２において合計が１サイクル分の帯域以下である場
合にはデータ帯域を割り当て、長パケット予約キューか
ら予約情報を削除し、さらにフラグをリセットする（１
６４）。以降はステップ１６１以降を繰り返し、予約情
報がなくなるかまたはこれまでに割り当てた帯域と予約
量との合計が１サイクル分の帯域を越えるまでデータ送
信用帯域の割り当てる。

【００４５】図１４は実施形態４における短パケットへ
のデータ送信用帯域割り当てのアルゴリズムを説明する
フローチャートである。予約情報を問い合わせるキュー
が短パケット予約キューに変更され、またフラグの設定
が不要となる以外は図１３に示すアルゴリズムと同じで
あるため説明は省略する。

【００４６】

【発明の効果】以上説明した本発明によれば、記子局か
ら送信されるデータ量が少ない場合は、ランダム予約領
域で予約を送信してからデータ送信用領域を割り当てて
もらってデータを送信する代わりに、ランダムアクセス
領域を使用して直接データを送信することにより子局は
データを短い遅延で送信することが可能となり、データ
量が多くランダム予約用領域やランダムアクセス用領域
で複数の子局からの信号が衝突する頻度が高い場合に
は、ランダムアクセス用領域よりもランダム予約領域を
使用することで衝突によって失われる領域を減らすこと
により、マルチアクセス型通信路を効率的に利用するこ
とが可能である。

【００４７】又、本発明によれば、連続してデータを送
信する子局に対して次回予約量情報を早く収集して早く
データ送信用領域を割り当てることを可能とし、また一
定量のランダム予約用領域を割り当てることでマルチア
クセス型回線の通信量が多い場合でも常に新しい前記予
約情報を受け付けられる。

【００４８】又、本発明によれば、子局から送信される
データ量を計測することなくマルチアクセス型通信路の
混み具合に応じてランダムアクセス領域の大きさを変更
できる。

【００４９】又、本発明によれば、短いパケットに優先
的にデータ用領域を割り当てると同時に長いパケットに
も最低限のデータ用領域を確保して送信パケット長によ
る子局間の不公平性を解消することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の全ての実施形態に共通なマルチアクセ
ス通信システムの構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の全ての実施形態に共通なマルチアクセ
ス型通信路における子局から親局への信号の構成を示す
図である。

【図３】本発明の全ての実施形態に共通な放送型通信路
における親局から子局への信号の構成を示す図である。

【図４】本発明の全ての実施形態に共通な、親局が子局
へ送信する制御フレームの中の制御情報の内部フォーマ
ットを示した図である。

【図５】本発明の全ての実施形態に共通な、子局アクセ
ス制御装置の機能構成を示したブロック図である。

【図６】本発明の実施形態１、２における親局アクセス
制御装置の機能構成を示したブロック図である。

【図７】本発明の実施形態１、２、３において親局アク
セス制御装置内のスケジューリング手段がおこなうデー
タ帯域割り当ての手順を説明するフローチャートであ
る。

【図８】本発明の実施形態２において親局アクセス制御
装置内のスケジューリング手段が行うデータ送信用領域
・ランダム予約用領域・ランダムアクセス用領域の割り
当て手順を示すフローチャートである。

【図９】本発明の実施形態３、４における親局アクセス
制御装置の機能構成を示すブロック図である。

【図１０】本発明の実施形態３、４において親局アクセ
ス制御装置のスケジューリング手段が行うデータ送信用
領域・ランダム予約用領域・ランダムアクセス用領域の
割り当て手順を示すフローチャートである。

【図１１】本発明の実施形態４における親局アクセス制
御装置内の予約情報収集手段の内部構成を示すブロック
図である。

【図１２】本発明の実施形態４において親局アクセス制
御装置内のスケジューリング手段が行うデータ送信用帯
域割り当てアルゴリズムを説明するフローチャートであ
る。

【図１３】本発明の実施形態４において親局アクセス制
御装置内のスケジューリング手段が行う長パケットへの
データ送信用帯域割り当てアルゴリズムを説明するフロ
ーチャートである。

【図１４】本発明の実施形態４において親局アクセス制
御装置内のスケジューリング手段が行う短パケットへの
データ送信用帯域割り当てアルゴリズムを説明するフロ
ーチャートである。

【符号の説明】

１０ 親局 １１ 子局１、子局２、子局３ １２ 親局アクセス制御装置 １３ ルーター １４ 子局アクセス制御装置 １５ 端末 １６ 放送型通信路 １７ マルチアクセス型通信路 ２０ 上りバースト信号 ２１ 同期語 ２２ アドレス ２３ 予約量情報 ２４ ユーザデータ ２５ 誤り検出符号 ３０ 制御フレーム ３１ データフレーム ３２ 制御フレーム/データフレーム識別子 ３３ 制御情報 ３４ ユーザデータ ３５ 誤り検出符号 ４０、４４ スケジューリング時刻 ４１ 上り帯域１、上り帯域２、上り帯域３、上り帯域
４、上り帯域５ ４２、４５ 制御フレーム ４３ 割り当て情報１、割り当て情報２、割り当て情報
３、割り当て情報４ ５０ 下り信号受信手段 ５１ 誤り検出手段 ５２ 分離手段 ５３ 送信制御手段 ５４ 送信バッファ ５５ 未送信データ量計算手段 ５６ 誤り検出符号生成手段 ５７ 上り信号受信手段 ６０ 上り信号受信手段 ６１ 誤り検出手段 ６２ 分離手段 ６３ 予約情報収集手段 ６４ 送信バッファ ６５ スケジューリング手段 ６６ タイマー割り込み生成手段 ６７ 上り回線使用量測定手段 ６８ ランダムアクセス領域決定手段 ６９ 制御スロット生成手段 ７０ 多重手段 ７１ 誤り検出符号生成手段 ７２ 下り信号送信手段 ９０ タイマー割り込み待ち状態 ９１ データ送信用帯域割当ブロック ９２ ランダム予約用帯域割当ブロック ９３ ランダムアクセス用帯域割当ブロック ９４ 次回スケジューリング時刻設定ブロック １００ データ送信用帯域割当開始 １０１ 予約情報の有無の判断ブロック １０２ データ送信用帯域割当可否判断ブロック １０３ データ送信用帯域割当ブロック １０４ データ送信用帯域割当終了 １１０ 上り信号受信手段 １１１ 誤り検出手段 １１２ 分離手段 １１３ 予約情報収集手段 １１４ 送信バッファ １１５ スケジューリング手段 １１６ タイマー割り込み生成手段 １１７ 制御スロット生成手段 １１８ 多重手段 １１９ 誤り検出符号生成手段 １２０ 下り信号送信手段 １３０ タイマー割り込み待ち状態 １３１ データ送信用帯域割当ブロック １３２ ランダム予約用帯域割当ブロック １３３ ランダムアクセス用帯域割当可否判断ブロ
ック １３４ ランダムアクセス用帯域割当ブロック １３５ 次回スケジューリング時刻設定ブロック １４０ 子局からの予約情報 １４１ 予約情報分類手段 １４２、１４４ 短パケット予約情報 １４３ 短パケット予約キュー １４５、１４７ 長パケット予約情報 １４６ 長パケット予約キュー １４８ 短パケット予約情報出力 １４９ 長パケット予約情報出力 １５０ データ送信用帯域割当開始ブロック １５１ フラグ判断ブロック １５２、１５５ 長パケット送信用帯域割当ブロック １５３、１５４ 短パケット送信用帯域割当ブロック １５６ データ送信用帯域割当終了ブロック １６０ 長パケット送信用帯域割当開始ブロック １６１ 長パケット予約情報の有無判断ブロック １６２ 長パケット送信用帯域割当可否判断ブロッ
ク １６３ 長パケット送信用帯域割当ブロック １６４ フラグリセットブロック １６５ フラグセット判断ブロック １６６ フラグセットブロック １６７ 長パケット送信用帯域割当終了ブロック １７０ 短パケット送信用帯域割当開始ブロック １７１ 短パケット予約情報の有無判断ブロック １７２ 短パケット送信用帯域割当可否判断ブロッ
ク １７３ 短パケット送信用帯域割当ブロック １７４ 短パケット送信用帯域割当終了ブロック ２００ 下り信号 ２０１ 下り受信フレーム ２０２ 誤り検出後の下り受信フレーム ２０３ 自局宛の下りユーザデータ ２０４ 帯域割当情報 ２０５ 端末からのユーザデータ ２０６ 送信ユーザデータ ２０７ 未送信データ量 ２０８ 送信バッファ内の未送信データ量 ２０９ 上り送信フレーム ２１０ 誤り検出符号を付加した上り送信フレーム ２１１ 上り送信バースト信号 ２２０ 上りバースト信号 ２２１ 上り受信フレーム ２２２ 受信イネイブル信号 ２２３ 誤り検出後の上り受信フレーム ２２４ 折り返しユーザデータ ２２５ 予約情報 ２２６ マルチアクセス通信システム外へのユーザ
データ ２２７ ルーターからのユーザデータ ２２８ 下り送信データ ２２９ タイマー割り込み ２３０ 予約情報 ２３１ 上り回線使用量測定値 ２３２ ランダムアクセス領域割当量 ２３３ 帯域割当情報 ２３４ タイマー割り込み設定値 ２３５ 制御フレーム ２３６ 下り送信フレーム ２３７ 誤り検出符号付加後の下り送信フレーム ２３８ 下り送信信号 ２４０ 上りバースト信号 ２４１ 上り受信フレーム２４２ 誤り検出後
の上り受信フレーム ２４３ 折り返しユーザデータ ２４４ 予約情報 ２４５ マルチアクセス通信システム外へのユーザ
データ ２４６ ルーターからのユーザデータ ２４７ 下り送信データ ２４８ タイマー割り込み ２４９ 予約情報 ２５０ 帯域割当情報 ２５１ タイマー割り込み設定値 ２５２ 制御フレーム ２５３ 下り送信フレーム ２５４ 誤り検出符号付加後の下り送信フレーム ２５５ 下り送信信号

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5K030 GA02 GA03 HB11 HC01 HD03 JL02 KX18 LA01 LB01 LC05 LD07 MB09 5K033 AA02 CA12 CB01 CB13 CB17 CC02 DA01 DA06 DA18 EA01 5K034 AA03 BB07 DD03 EE03 EE09 HH01 HH11 HH64 JJ11 MM03 MM11 MM21 9A001 BB02 BB03 BB04 CC03 DD08 DD10 JJ18 KK37 KK56 LZ09

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １台の親局と、複数台の子局と、前記親
   局から前記複数台の子局へ信号を伝送する放送型通信路
   と、前記複数台の子局から前記親局へ信号を伝送するマ
   ルチアクセス型通信路とを有し、前記親局は前記放送型
   通信路を通じて前記子局の各々へ、前記マルチアクセス
   型通信路へ信号を送信してよい前記子局と、送信してよ
   い信号の種類と、信号を送信してよいタイミングとを指
   示するアクセス制御情報を送信し、前記子局は前記アク
   セス制御情報を受信すると指定されたタイミングで指定
   された種類の信号を前記マルチアクセス型通信路に送信
   するマルチアクセス通信システムにおいて、 前記親局は前記アクセス制御情報として、任意の前記子
   局が予約情報を送信してよいランダム予約領域を指定す
   るランダム予約用帯域情報と、任意の前記子局がデータ
   を送信してよいランダムアクセス領域を指定するランダ
   ムアクセス用帯域情報と、特定の前記子局がデータを送
   信してよいデータ領域を指定するデータ用帯域情報を送
   信する手段を有し、 前記子局の各々は、前記ランダム
   予約用帯域情報を受信した場合、送信したいデータがあ
   る場合には子局識別子と予約量を含む予約情報を送信
   し、またこのとき送信した前記予約情報が他の前記子局
   が送信した前記予約情報と衝突した場合は前記予約情報
   が衝突せずに届くまで再送を繰り返し、 前記親局は前記子局から前記予約情報を受信した場合は
   前記予約情報に基づいて前記データ用帯域情報を送信
   し、 前記子局は前記データ送信用領域情報を受信するとデー
   タを送信し、 前記子局は前記ランダムアクセス用帯域情報を受信した
   場合、送信したいデータがある場合にはデータを送信
   し、またこのとき送信したデータが他の前記子局が送信
   したデータと衝突した場合はデータが衝突せずに届くま
   で再送を繰り返し、 前記親局は全ての前記子局が送信してくるデータ量を計
   測してその値に応じて前記ランダムアクセス用領域の割
   当てを変更する手段を備え、データ量が少ない場合には
   前記ランダムアクセス用領域の割当てを増やし、データ
   量が多い場合には前記ランダムアクセス用領域の帯域を
   減らし、 前記子局から送信されるデータ量が少ない場合は、前記
   ランダムアクセス領域を使用して直接データを送信し、 データ量が多い場合には、前記ランダムアクセス用領域
   よりも前記ランダム予約領域を使用することを特徴とす
   るマルチアクセス通信システム。
2. 【請求項２】 請求項１記載のマルチアクセス通信シス
   テムにおいて、 前記子局は前記データ送信用領域にデータを送信する際
   に次に送信したいデータがある場合には次回予約情報を
   データに付加して送信する手段を備え、 前記親局が前記マルチアクセス型通信路に領域を割り当
   てる際には、 まず前記データ用領域を割り当て、 続いて一定量の前記ランダム予約領域を割り当て、 次に全ての前記子局から送信されるデータ量を測定した
   結果に応じた前記ランダムアクセス用領域を割り当てる
   ことを特徴とするマルチアクセス通信システム。
3. 【請求項３】 請求項２記載のマルチアクセス通信シス
   テムにおいて、 前記親局は一定のサイクル毎に前記ランダムアクセス領
   域、前記ランダム予約領域、前記データ用領域の割り当
   てを決定し、 このとき最初に前記データ用領域を前記サイクルの範囲
   内で割り当てられる分だけ割り当て、 次に一定量の前記ランダム予約用領域を割り当て、 さらに前記サイクルで残った領域がある場合には前記ラ
   ンダムアクセス領域を割り当てることを特徴とするマル
   チアクセス通信システム。
4. 【請求項４】 請求項３記載のマルチアクセス通信シス
   テムにおいて、 前記親局は前記子局からの前記予約情報を保持するキュ
   ーを２つ保持し、また前記子局からの前記予約量の大小
   を判断するための閾値の情報を持ち、 前記親局が前記子局から前記予約情報を受信した場合、
   予約量が前記閾値よりも小さければ第１のキューにこの
   予約情報を保持し、予約量が前記閾値以上であれば第２
   のキューにこの予約情報を保持し、 前記親局が前記子局に前記データ用領域を割り当てる際
   には、 前回の前記サイクルで前記データ用領域を割り当てる際
   に前記第２のキュー内の予約に対して前記データ用領域
   の割り当てを行った場合には、まず前記第１のキュー内
   の前記予約情報に基づいて前記サイクルの範囲内で前記
   データ用領域を割り当て、割り当てた領域が前記サイク
   ルに満たない場合には続いて前記第２のキュー内の前記
   予約情報に基づいて前記サイクルの範囲内で前記データ
   用領域を割り当て、 前回の前記サイクルで前記データ用領域を割り当てる際
   に前記第２のキュー内に前記予約情報がありかつ前記第
   ２のキュー内の前記予約情報に対して前記データ用領域
   を割り当てなかった場合には、まず前記第２のキュー内
   の前記予約情報に基づいて前記サイクルの範囲内で前記
   データ用領域を割り当て、続いて前記第１のキュー内の
   前記予約情報に基づいて前記サイクルの範囲内で前記デ
   ータ送信用領域を割り当てることを特徴とするマルチア
   クセス通信システム。