JP2000324038A - 無線パケット伝送システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 衛星通信システムに適用してパケット衝突の
確率が小さい無線パケット伝送システムを実現する。 【解決手段】 複数のユーザ局と一つの基地局から構成
される無線パケット伝送システムにおいて、ユーザ局
に、空きチャネル数と同時接続ユーザ数を受信する手段
と、パケット生起時に、受信した前記空きチャネル数と
前記同時接続ユーザの比によって、送信許可確率を求め
る手段と、乱数使用による送信確率設定手段と、該送信
確率の値と、前記送信許可確率の値を比較する手段を有
し、この比率が１より大である時、基地局にパケットを
送信する手段と、比率が１より小である時は、一定時間
後に改めて基地局からの報知情報を受信し、送信許可確
率と、自局で生成した送信確率の値とを比較してパケッ
トを送信するか否かを判定する手段とを設けて構成す
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、ユーザ局から基地
局への上り回線として、複数のチャネルが存在する通信
システムにおけるパケット送信制御方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、基地局のデモジュレータの動作状
況を観測し、かつ、送信許可確率を計算し、基地局から
ユーザ局に送信許可確率を通知するという方法があっ
た。（電子情報通信学会技術研究報告ＳＳＴ９８−５：
スペクトル拡散型ＦＤＭＡ衛星通信におけるアクセス法
の検討）。

【０００３】本方式は、上り回線のパケット多重化方式
として、スペクトル拡散型ＦＤＭＡを使用するため、同
一チャネルに複数のユーザ局からの送信パケットが到来
した場合でも、スぺクトル拡散の効果によりパケットが
復調可能となる。

【０００４】更に、基地局には１周波数あたり複数のデ
モジユレータを用意し、最大でデモジュレータの数だけ
のパケットの同時復調を可能としている。基地局ではデ
モジュレークの動作状況を時間的に連続して観測し、デ
モジュレータの動作状況がある一定の値を超えた場合
に、基地局からすべてのユーザ局に向けてブロードキャ
ストで制御信号を送信する。

【０００５】その制御信号を受け取ったユーザ局は自局
にパケットが生起しても、送信許可確率が低く設定され
るため、パケットの送信を行うユーザ局が減少し、アク
セス局数が制限される。以上の方法を従来技術の第１の
例とする。

【０００６】従来の技術の他の例として、パケットの送
信確率を変化させてパケット衝突を回避する方法があっ
た（電子情報通信学会技術研究報告ＲＣＳ９７−５６：
送信許可確率を可変としたＰＲＭＡ方式の検討）。

【０００７】本方式は、基地局に到来する干渉波電力を
常時監視し、この干渉波電力の変動によって、ユーザ局
からのパケット送信許可確率を決定し、各ユーザ局に現
時点での送信許可確率をブロードキャストで送信するこ
とによって報知する。

【０００８】ここで、自局でパケットが生起したユーザ
局はこのブロードキャストされた送信許可確率をもとに
パケットを送信する。この、送信許可確率を決定する方
法は、次の通りである。

【０００９】基地局での干渉ユーザ局からの総到来電力
を観測し、その電力が高い場合には、衝突する確率が高
いと判断し、送信許可確率を減少させ、反対に、電力が
低い場合には、衝突する確率が低いと判断し、送信許可
確率を増加させる。この方法を従来技術の第２の例とす
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】データ通信と音声通信
のパケットが混在したシステムにおいては、基地局に到
来するパケット数は時間的な変動がかなり大きいため、
精密なトラヒック予測は非常に難しい。また、衛星回線
のような遅延時間の大きなシステムでは、基地局で制御
信号を生成した時間でのトラヒックと、ユーザ局に到着
した時間のトラヒックには、全く相関がなく、制御信号
の精度が劣化してしまう。

【００１１】前述した従来技術の第１の例は、基地局で
の正確なトラヒックを観測するために、基地局に一周波
数あたり複数のデモジュレータを用意し、そのデモジュ
レータの動作状況によりトラヒックを観測している。

【００１２】そして、トラヒックの観測データから制御
情報を生成したのち、ユーザ局に向けてブロードキャス
トでパケットを送信している。しかし、基地局のデモジ
ュレータ数以上のパケットが同時に到来した場合には、
正確な到来波数の検出が不可能になるという問題があっ
た。

【００１３】また、トラヒックの変動によっては、短時
間であっても送信パケットが送信チャネル数を越えて到
来することがある。遅延時間の大きな衛星通信システム
に適用した場合には、基地局からユーザ局に制御情報が
伝わるまでの時間にトラヒックが変動し正確な、トラヒ
ック制御が行われないという問題が生ずる。

【００１４】その結果、許容干渉波電力を越えてしま
い、他衛星システムヘ干渉を与えてしまうという問題が
あった。また、本方式は基地局による集中制御であるた
め、ユーザ局でのトラヒック量が異なった場合でも、す
ベてのユーザ局で同様の送信確率でパケット送信を行う
ため、ユーザ局間で公平なスループットを実現すること
は困難であるという課題があった。

【００１５】また、前述した従来技術の第２の例は、他
ユーザ局からの干渉波電力をもとに送信許可確率を決定
するものであるが、これを従来技術の第１の例の場合と
同じように、遅延時間の大きな衛星通信システムに適用
すると、トラヒック（干渉波電力）が急激に増加した場
合に、送信許可確率を低く設定することが困難になり、
パケット衝突の確率が増加し、また、許容干渉波電力を
越えてしまうという問題があった。

【００１６】更に、パケット送信を試みたユーザが、送
信確率が低いため送信が先にのばされた場合、再び送信
確率を計算する場合に、送信試行回数に関わらず、同じ
計算方法により送信確率を決定するため、試行回数が少
ないユーザ局が、試行回数が多いユーザ局よりも先にパ
ケット送信してしまう確率が高くなり、すべてのユーザ
局で公平なスループットを実現することが難しいという
課題があった。

【００１７】

【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、複数のユーザ
局と一つの基地局を含んで構成され、前記ユーザ局から
前記基地局ヘの回線に複数のチャネルが存在し、前記基
地局は、チャネルの使用状況を監視する機能と、前記ユ
ーザ局に対して、空きチャネル数と当該基地局にアクセ
スしている同時接続ユーザ数を報知する機能を有する無
線パケット伝送システムにおいて、

【００１８】ユーザ局に、前記空きチャネル数と当該基
地局にアクセスしている同時接続ユーザ数を受信する手
段と、パケット生起時に、受信した前記空きチャネル数
と前記同時接続ユーザ数の比によって、送信許可確率を
求める手段と、乱数を発生させて、該乱数を用いて送信
確率を設定する手段と、該送信確率の値と、前記送信許
可確率の値を比較する手段と、前記送信確率の値が送信
許可確率の値より大であるとき、基地局にパケットを送
信する手段と、

【００１９】前記送信確率の値が送信許可確率の値より
小であるときは、一定時間後に改めて基地局からの報知
情報を受信して、これから送信許可確率の値を算出し、
これと自局で生成した送信確率の値とを比較してパケッ
トを送信するか否かを判定する手段とを設けた無線パケ
ット伝送システムである。

【００２０】請求項２の発明は、複数のユーザ局と一つ
の基地局を含んで構成され、前記ユーザ局から前記基地
局ヘの回線に複数のチャネルが存在し、前記基地局は、
チャネルの使用状況を監視する機能と、前記ユーザ局に
対して、空きチャネル数と当該基地局にアクセスしてい
る同時接続ユーザ数を報知する機能を有する無線パケッ
ト伝送システムにおいて、

【００２１】ユーザ局に、前記空きチャネル数と当該基
地局にアクセスしている同時接続ユーザ数を受信する手
段と、パケット生起時に、受信した前記空きチャネル数
と前記同時接続ユーザ数の比によって、送信許可確率を
求める手段と、乱数を発生させて、該乱数を用いて送信
確率を設定する手段と、該送信確率の値と、前記送信許
可確率の値を比較する手段と、前記送信確率の値が送信
許可確率の値より大であるとき、空きチャネルを選択す
る手段と、

【００２２】選択した空きチャネルによって、基地局に
パケットを送信する手段と、前記送信確率の値が送信許
可確率の値より小であるときは、一定時間後に改めて基
地局からの報知情報を受信して、これから送信許可確率
の値を算出し、これと自局で生成した送信確率の値とを
比較してパケットを送信するか否かを判定する手段とを
設けた無線パケット伝送システムである。

【００２３】請求項３の発明は、複数のユーザ局と一つ
の基地局を含んで構成され、前記ユーザ局から前記基地
局ヘの回線に複数のチャネルが存在し、前記基地局は、
チャネルの使用状況を監視する機能と、前記ユーザ局に
対して、空きチャネル数と当該基地局にアクセスしてい
る同時接続ユーザ数を報知する機能を有する無線パケッ
ト伝送システムにおいて、

【００２４】ユーザ局に、前記空きチャネル数と当該基
地局にアクセスしている同時接続ユーザ数を受信する手
段と、パケット生起時に、受信した前記空きチャネル数
と前記同時接続ユーザ数の比によって、送信許可確率を
求める手段と、乱数を発生させて、該乱数を用いて送信
確率を設定する手段と、該送信確率の値と、前記送信許
可確率の値を比較する手段と、

【００２５】前記送信確率の値が送信許可確率の値より
大であるとき、基地局にパケットを送信する手段と、前
記送信確率の値が送信許可確率の値より小であるとき
は、一定時間後に改めて基地局からの報知情報を受信し
て、これから送信許可確率の値を算出し、これと自局で
生成した送信確率の値とを比較してパケットを送信する
か否かを判定する手段と、

【００２６】上記送信確率を計算する度に、送信確率を
計算した回数を計数するための送信カウンタの値をカウ
ントアップする手段と、送信カウンタの値によって、算
出した送信許可確率の値を補正する手段とを設けた無線
パケット伝送システムである。

【００２７】請求項４の発明は、複数のユーザ局と一つ
の基地局を含んで構成され、前記ユーザ局から前記基地
局ヘの回線に複数のチャネルが存在し、前記基地局は、
チャネルの使用状況を監視する機能と、前記ユーザ局に
対して、空きチャネル数と当該基地局にアクセスしてい
る同時接続ユーザ数を報知する機能を有する無線パケッ
ト伝送システムにおいて、

【００２８】ユーザ局に、前記空きチャネル数と当該基
地局にアクセスしている同時接続ユーザ数を受信する手
段と、パケット生起時に、受信した前記空きチャネル数
と前記同時接続ユーザ数の比によって、送信許可確率を
求める手段と、乱数を発生させて、該乱数を用いて送信
確率を設定する手段と、該送信確率の値と、前記送信許
可確率の値を比較する手段と、

【００２９】前記送信確率の値が送信許可確率の値より
大であるとき、基地局にパケットを送信する手段と、前
記送信確率の値が送信許可確率の値より小であるとき
は、一定時間後に改めて基地局からの報知情報を受信し
て、これから送信許可確率の値を算出し、これと自局で
生成した送信確率の値とを比較してパケットを送信する
か否かを判定する手段と、

【００３０】上記手段によって判定の結果パケットが送
信されなかったとき、当該パケットを送信バッファに保
存する手段と、該送信バッファに残っているパケットの
量が多いほど、送信許可確率を高い値に補正する手段
と、上記送信確率を計算する度に、送信確率を計算した
回数を計数するための送信カウンタの値をカウントアッ
プする手段とを設けた無線パケット伝送システムであ
る。

【００３１】請求項５の発明は、複数のユーザ局と一つ
の基地局を含んで構成され、前記ユーザ局から前記基地
局ヘの回線に複数のチャネルが存在し、前記基地局は、
チャネルの使用状況を監視する機能と、前記ユーザ局に
対して、空きチャネル数と当該基地局にアクセスしてい
る同時接続ユーザ数を報知する機能を有する無線パケッ
ト伝送システムにおいて、

【００３２】ユーザ局に、前記空きチャネル数と当該基
地局にアクセスしている同時接続ユーザ数を受信する手
段と、パケット生起時に、受信した前記空きチャネル数
と前記同時接続ユーザ数の比によって、送信許可確率を
求める手段と、乱数を発生させて、該乱数を用いて送信
確率を設定する手段と、該送信確率の値と、前記送信許
可確率の値を比較する手段と、

【００３３】前記送信確率の値が送信許可確率の値より
大であるとき、基地局にパケットを送信する手段と、前
記送信確率の値が送信許可確率の値より小であるとき
は、一定時間後に改めて基地局からの報知情報を受信し
て、これから送信許可確率の値を算出し、これと自局で
生成した送信確率の値とを比較してパケットを送信する
か否かを判定する手段と、

【００３４】上記送信確率を計算する度に、送信確率を
計算した回数を計数するための送信カウンタの値をカウ
ントアップする手段と、送信カウンタの値によって、上
記リトライのための一定時間の値を補正する手段とを設
けた無線パケット伝送システムである。

【００３５】請求項６の発明は、上記請求項１〜請求項
５のいずれか１項に記載の無線パケット伝送システムに
おいて、それぞれの請求項記載の、送信許可確率を求め
る手段に変えて、基地局から報知された空きチャネル数
を受信して、この空きチャネル数の時間的変化を観測す
ることで空きチャネルを予測する手段と、パケット生起
時に、前記予測した空きチャネル数と前記受信した同時
接続ユーザ数の比によって送信許可確率を求める手段を
具備するように構成したものである。

【００３６】

【発明の実施の形態】図１に本発明の実施の形態を説明
するための無線パケット伝送システムの無線区間の構成
の例を示す。同図において、無線パケット伝送システム
は複数のユーザ局１−１〜１−３と、１つの基地局２
と、衛星３とから構成されている。基地局２と、ユーザ
局１−１〜１−３は衛星３を介して、上り回線４ａと下
り回線４ｂを用いて通信を行う。次に、本発明の実施の
形態の第１の例としてユーザ局におけるの送信許可確率
決定方法を流れ図として図２に示す。この例は請求項１
に記載の発明に対応している。

【００３７】上り回線の送信周波数はチャネル＃１から
チャネル＃Ｎまで設定されており、基地局２から空いて
いるチャネルの数の情報（空きチャネル数情報）が全ユ
ーザ局１−１〜１−３にブロードキャストされているの
でこれを受信する（Ｓ−１００）。また、同時に、基地
局２にアクセスしている同時接続ユーザ数もまた、基地
局２からユーザ局１−１〜１−３にブロードキャストさ
れているので、これを読み込む（Ｓ−１０１）。

【００３８】ユーザ局１−１〜１−３は、次のような方
法により送信確率を決定し、パケット送信を行う。ま
ず、同時接続ユーザ数と、空きチャネル数情報から送信
許可確率を決定する（Ｓ−１０２）。ここで、送信許可
確率は、同時接続ユーザ数で空きチャネル数を割ったも
のである。また、乱数により各ユーザ局で送信確率が決
定され（Ｓ−１０３）、送信確率が送信許可確率を上回
った場合に（Ｓ−１０４）、パケット送信が行われる
（Ｓ−１０５）。

【００３９】一方、送信確率が送信許可確率を下回った
場合には、タイマーをスタートさせ（Ｓ−１０６）、一
定時間後（Ｓ−１０７）に、再度、送信許可確率と送信
確率を計算し、送信確率が送信許可確率を上回った場合
にパケット送信を行う。上述のような制御によって、送
信確率を決定し、パケット送信を行うことにより、同時
到来波数を最大チャネル数以下に抑えることが可能とな
り、他システムへ与える干渉を軽減することが可能とな
る。

【００４０】なお、前記「同時接続ユーザ数」とは、実
際にパケット信号を発生させる通信中のユーザ端末の数
であり、前記ユーザ局の数ではない。この通信中のユー
ザ端末に関しては、、前記基地局が通信の開始に先立っ
て、ユーザ端末とリンク確立などの制御信号をやり取り
するため、基地局で把握できるものである。

【００４１】図３は本発明の送信許可確率決定方法の第
２の例を示す流れ図であって、請求項２に対応してい
る。先に説明した図１の場合と同様に上り回線の送信周
波数はチャネル＃１からチャネル＃Ｎまで設定されてお
り、基地局２からチャネルの使用状況に関する情報（空
きチャネル情報）が全ユーザ局１にブロードキヤストさ
れる。

【００４２】ここで空きチャネル情報には、空きチャネ
ルの総数と、実際に空いているチャネル番号の情報が含
まれている。また、同時に、基地局２にアクセスしてい
る同時接続ユーザ数もまた、基地局２からユーザ局１に
ブロードキャストされている。 ユーザ局１−１〜１−
３は，次のような方法により送信確率を決定し、パケッ
ト送信を行う。まず空きチャネル情報を受信して（Ｓ−
２００）し、次に、同時接続ユーザ数を受信（Ｓ−２０
１）して、これらから送信許可確率を決定する（Ｓ−２
０２）。ここで、送信許可確率は、同時接続ユーザ数で
空きチャネル数を割ったものである。

【００４３】また、乱数により各ユーザ局で送信確率を
決定し（Ｓ−２０３）、送信確率が送信許可確率を上回
った場合（Ｓ−２０４）に、空きチャネルを選択し（Ｓ
−２０５）、パケット送信を行う。一方、送信確率が送
信許可確率を下回った場合には、タイマーをスタートさ
せ（Ｓ−２０７）、一定時間後（Ｓ−２０８）に、再
度、送信許可確率と送信確率を計算し、送信確率が送信
許可確率を上回った場合にパケット送信を行う。

【００４４】上述のような制御によって、送信確率を決
定し、パケット送信を行うことによって、同時到来波数
を、最大チャネル数以下に抑えることが可能となり、他
システムに与える干渉を軽減することができる。更に、
空いているチャネルをユーザ局側で判断することができ
るから、ユーザ局が空いているチャネルにむけてパケッ
トを送信するので、実施の形態の第１の例に比して更に
衝突率の軽減を図ることができる。

【００４５】本発明の実施の形態の第３の例としてユー
ザ局におけるの送信許可確率決定方法を流れ図として図
４に示す。この例は請求項３に記載の発明に対応してい
る。同図において、上り回線の送信周波数はチャネル＃
１からチャネル＃Ｎまで設定されており、基地局２から
チャネルの使用状況に関する情報（空きチャネル情報）
が全ユーザ局１−１〜１−３にブロードキャストされて
いる。

【００４６】ここで空きチャネル情報には、空きチャネ
ルの総数と、実際に空いているチャネル番号の情報が含
まれている。また、同時に、基地局２にアクセスしてい
る同時接続ユーザ数もまた、基地局２からユーザ局１に
ブロードキャストされている。 ユーザ局１−１〜１−
３は、次のような方法により送信確率を決定し、パケッ
ト送信を行う。まず、送信カウンタをリセットしてカウ
ンタ値を“０”にする（Ｓ−３００）。空きチャネル情
報を受信（Ｓ−３０１）し、次に同時接続ユーザ数を読
み込んで（Ｓ−３０２）、これらから送信許可確率を決
定する（Ｓ−３０３）。

【００４７】ここで、送信許可確率は、同時接続ユーザ
数で空きチャネル数を割ったものである。また、乱数に
より各ユーザ局で送信確率が決定され（Ｓ−３０６）、
送信確率が送信許可確率を上回った場合（Ｓ−３０７）
に、パケット送信が行われる（Ｓ−３０９）。

【００４８】一方、送信確率が送信許可確率を下回った
場合には、その送信パケットはユーザ局の送信バッファ
に格納されたままになり、送信確率の計算回数を計数す
るための送信カウンタの値をカウントアップする（Ｓ−
３１０）。このカウン夕の計算と同時に、パケット送信
までのタイマーをスタートさせる（Ｓ−３１１）。

【００４９】一定時間後（タイムアウト時）（Ｓ−３１
２）に、送信確率の計算回数をカウントする送信カウン
タの値が大きなユーザ局ほど、送信許可確率を高く設定
し（Ｓ−３１４）、送信確率との比較を行い（Ｓ−３１
３）、送信確率が送信許可確率を上回った場合にパケッ
ト送信を行う（Ｓ−３０９）。

【００５０】このような制御によれば、あるユーザ局に
限って送信確率が高くなったり、反対に低くなったりす
ることがなくなり、平均的な確率でパケットの送信が行
われ、平均的な遅延時間となるから、公平なスルーブッ
トが実現できる。

【００５１】本発明の実施の形態の第４の例としてユー
ザ局におけるの送信許可確率決定方法を流れ図として図
５に示す。この例は請求項４に記載の発明に対応してい
る。同図において、上り回線の送信周波数はチャネル＃
１からチャネル＃Ｎまで設定されており、基地局２から
チャネルの使用状況に関する情報（空きチャネル情報）
が全ユーザ局（１−１〜１−３）にブロードキャストさ
れる。

【００５２】ここで空きチャネル情報には、空きチャネ
ルの総数と、実際に空いているチャネル番号の情報が含
まれている。また、同時に、基地局２にアクセスしてい
る同時接続ユーザ数もまた、基地局２からユーザ局１−
１〜１−３にブロードキャストされている。

【００５３】ユーザ局１−１〜１−３は次のような方法
により送信確率を決定し、パケット送信を行う。まず、
送信カウンタをリセットしてカウンタ値を“０”にする
（Ｓ−４００）。空きチャネル情報を受信（Ｓ−４０
１）し、次に同時接続ユーザ数を読み込んで（Ｓ−４０
２）、これらから送信許可確率を決定する（Ｓ−４０
３）。

【００５４】ここで、送信許可確率は、同時接続ユーザ
数で空きチャネル数を割ったものである。また、乱数に
より各ユーザ局で送信確率が決定され（Ｓ−４０６）、
送信確率が送信許可確率を上回った場合に（Ｓ−４０
７）、空きチャネルを選択して（Ｓ−４０８）パケット
送信が行われる（Ｓ−４０９）。

【００５５】一方、送信確率が送信許可確率を下回った
場合には、その送信パケットはユーザ局の送信バッファ
に格納されたままになり、送信確率の計算回数をカウン
トする送信カウンタの値を加算する（Ｓ−４１４）。こ
のカウンタの計算と同時に、パケット送信までのタイマ
ーをスタートさせる（Ｓ−４１５）。

【００５６】一定時間後（タイムアウト時）（Ｓ−４１
６）に、ユーザ局の送信バッファに格納されているパケ
ットの量を調べ（Ｓ−４１０）、送信バッファに残って
いるパケットの量が多いほど（Ｓ−４１１）、送信許可
確率を高く設定し（Ｓ−４１２）、送信確率との比較を
行い（Ｓ−４１３）、送信確率が送信許可確率を上回っ
た場合に空きチャネルを選択して（Ｓ−４０８）パケッ
ト送信を行う（Ｓ−４０９）。このような制御によれ
ば、送信パケットの多いユーザに対し優先的にパケット
の送信が行われるため、全ユーザで平均したパケットの
送信が行われ、公平なスループットが実現できる。

【００５７】本発明の実施の形態の第５の例として、ユ
ーザ局における送信許可確率決定方法を流れ図として図
６に示す。この例は請求項５に記載の発明に対応してい
る。同図において、上り回線の送信周波数はチャネル＃
１からチャネル＃Ｎまで設定されており、基地局２から
チャネルの使用状況に関する情報（空きチャネル情報）
が全ユーザ局１−１〜１−３にブロードキャストされて
いる。

【００５８】ここで空きチャネル情報には、空きチャネ
ルの総数と、実際に空いているチャネル番号の情報が含
まれている。また、同時に、基地局２にアクセスしてい
る同時接続ユーザ数もまた、基地局２からユーザ局（１
−１〜１−３）にブロードキャストされている。 ユー
ザ局１−１〜１−３は次のような方法により送信確率を
決定し、パケット送信を行う。

【００５９】まず、送信カウンタをリセットしてカウン
タ値を“０”にする（Ｓ−５００）。空きチャネル情報
を受信（Ｓ−５０１）し、次に同時接続ユーザ数を読み
込んで（Ｓ−５０２）、これらから送信許可確率を決定
する（Ｓ−５０３） ここで、送信許可確率は、同時接
続ユーザ数で空きチャネル数を割ったものである。

【００６０】また、乱数により各ユ一ザ局で送信確率が
決定され（Ｓ−５０６）、送信確率が送信許可確率を上
回った場合に（Ｓ−５０７）、空きチャネルを選択し
て、パケット送信が行われる（Ｓ−５１０）。一方、送
信確率が送信許可確率を下回った場合には、その送信パ
ケットはユーザ局のバッファに格納されたままになり、
送信確率の計算回数をカウントする送信カウンタの値を
加算する（Ｓ−５１１）。

【００６１】このカウンタの計算と同時に、パケット送
信までのタイマーをスタートさせる（Ｓ−５１２）。こ
こで、送信確率の計算回数をカウントする送信カウンタ
の値が大きなユーザ局ほど、パケット送信までのタイマ
ーつまり、送信許可確率の計算までの時間を、短くし再
度計算した送信許可確率と、送信確率との比較を行う。

【００６２】そして、送信確率が送信許可確率を上回っ
た場合にパケット送信を行う。以上の制御により、送信
許可確率の計算回数の多いユーザのパケット送信までの
時問が短くなり、全ユーザでパケツトの送信確率が平均
化され、平均的な遅延時間となり、公平なスループット
の実現が可能となる。

【００６３】本発明の実施の形態の第６の例として、ユ
ーザ局におけるの送信許可確率決定方法を流れ図として
図７に示す。この例は、請求項６に記載の発明に対応し
ている。先に説明した図２〜図６に記載の送信確率決定
方法は、空きチャネル情報に時間的に相関がない場合に
より大きな効果が現れる。

【００６４】一方で、空きチャネル情報に相関があった
場合には請求項６に記載の方法がより効果的である。以
下に、その決定方法を述べる。送信確率の決定方法は、
前記実施の形態の第１〜第５の例にに記載されたものと
同じ方法であるが、送信許可確率は次のように決定され
る。

【００６５】基地局２によりブロードキャストされる空
きチャネル情報を受信して、これらの情報を基に空きチ
ャネルの時間的な変化を常時観測し（Ｓ−６００）、そ
の時問変化を微分し（Ｓ−６０１）、将来の空きチャネ
ル数を予測するものである。このように予測することに
よって、不可能であった、衛星伝搬遅延分の予測の誤差
を解消することができ、このような制御を行うことによ
り、同時パケット送信ユーザ局数が制限でき、他衛星シ
ステムへ与える干渉を制限することができる。

【００６６】上記で説明した発明を用いることにより、
従来の技術に比べて、他衛星システムへの与干渉の解
消、もしくは軽減、同時パケット送信による衝突回避、
それによるスループットの向上の点においてそれぞれの
改善を図ることができる。

【００６７】なお上記で説明した図２〜図７の流れ図
は、各ユーザ局において送信すべきパケット信号が発生
し、送信パケットバッファ部に格納された時点で開始さ
れる。この送信パケットバッファ部には、送信すべきパ
ケット信号が発生するたびに書き込まれるため、バッフ
ァがオーバフロするまで、複数のパケット信号が格納さ
れる。

【００６８】次に、本発明の無線パケット伝送システム
のユーザ局の詳細な構成の例を図８に示す。本発明のユ
ーザ局は、次に示す動作を行う。同図において、パケッ
ト生成部１０は、ユーザ局５に接続された実際に通信を
行うユーザ端末（図８には図示していない）からの信号
を受信して、無線区間の信号フオーマットに合わせたパ
ケット信号を作成する。

【００６９】この作成されたパケット信号は、送信バッ
ファ部９に格納される。送信すべきバケット信号は、発
生するたびに、この送信バッファ部９に書き込まれ、送
信されるか、又は、廃棄されるまで送信バッファ部９に
保存される。該送信バッファ９にパケット信号が格納さ
れると、送信制御部８に送信すべきパケット信号がある
旨の信号が送信バッファ部９より通知される。

【００７０】一方、基地局によりブロードキャストされ
た報知信号は、アンテナ６で受信され、復調部１２によ
り復調されて、受信パケット制御部１３に入力される。
ここで復調部１２には低雑音増幅器も含まれている。

【００７１】この受信バケット制御部１３では、復調さ
れた信号が前記報知信号であるか、ユ一ザ端末に対する
受信パケット信号であるかを識別して、報知信号である
場合には、その受信信号を空きチャネル情報処理部１１
に渡し、ユーザ端末への受信パケット信号である場合に
は、受信パケット処理部１４へその受信信号を渡す。受
信パケッ卜処理部１４は受信されたパケット信号をユー
ザ端末へのフォーマットに信号変換して、該当するユー
ザ端末へ信号を送信する。

【００７２】報知信号を受け取った空きチャネル情報処
理部１１では、受信された報知信号から、空きチャネル
情報である「空きチャネル総数」とΓ空きチャネル番
号」の情報を抽出して記憶する。また、「同時接続ユー
ザ数」も抽出して記憶する。

【００７３】送信制御部８では、前述の送信確率の設定
方法に従って、乱数を発生して送信確率を求め、更に、
空きチャネル情報処理部１１に記憶された「同時接続ユ
ーザ数」と「空きチャネル総数」とから送信許可確率を
求めて、前記送信確率が前記送信許可確率よりも大きい
場合に送信バッファよりパケット信号を読み出して、該
パケット信号を変調部７及びアンテナ６を経由して基地
局ヘ送信するように制御する。

【００７４】ここで、変調部７には大電力増幅器（ＨＰ
Ａ）等の無線周波数に係わる回路も含まれている。ここ
で、前記送信確率が前記送信許可確率以下の場合には、
前述の方法に従って、送信制御部８は、送信カウンタを
制御する。この場合には、送信カウンタに“１”を加算
して、時間の監視（送信タイマ）を開始し、タイマがタ
イムアウトしてから、再度前述の送信制御を試みる。

【００７５】また、送信カウンタを使用しない方法の場
合には、送信制御部８は、送信タイマの動作を開始し、
タイマがタイムアウトしてから、再度前述の送信制御を
試みる。上記、動作説明では、送信制御部８の基本的動
作の例について説明しているので、前記各実施の形態の
例の各場合について、全て説明しているわけではない
が、送信制御部８は、基本的には上述の制御方法に従っ
て、動作することになる。

【００７６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、送信確率が送信許可確率を上回った場合にパケ
ット送信を行い、一方、送信確率が送信許可確率を下回
った場合には、一定時間後、再度、送信許可確率と送信
確率を計算し、送信確率が送信許可確率を上回った場合
にパケット送信を行うように制御している。このような
制御によって、同時到来波数を最大チャネル数以下に抑
えることが可能となるから、他システムへ与える干渉を
軽減することができる利点がある。

【００７７】請求項２の発明によれば、請求項１の発明
の場合と同様に、同時到来波数を、最大チャネル数以下
に抑えることが可能となり、他システムに与える干渉を
軽減することができる。更に、空いているチャネルをユ
ーザ局側で判断することができるから、ユーザ局が空い
ているチャネルにむけてパケット送信するので、実施の
形態の第１の例に比して更に衝突率の軽減を図ることが
できる利点がある。

【００７８】請求項３の発明にでは、送信確率が送信許
可確率を下回った場合には、その送信パケットはユーザ
局の送信バッファに格納されたままになり、送信確率の
計算回数を計数するための送信カウンタの値をカウント
アップする。このカウン夕の計算と同時に、パケット送
信までのタイマーをスタートさせる。

【００７９】一定時間後（タイムアウト時）に、送信確
率の計算回数をカウントする送信カウンタの値が大きな
ユーザ局ほど、送信許可確率を高く設定し、送信確率と
の比較を行い、送信確率が送信許可確率を上回った場合
にパケット送信を行うようにしている。そのため、ある
ユーザ局に限って送信確率が高くなったり、反対に低く
なったりすることがなくなり、平均的な確率でパケット
の送信が行われ、平均的な遅延時間となるから、公平な
スルーブットが実現できる利点がある。

【００８０】請求項４の発明によれば、空きチャネル情
報、同時接続ユーザ数、ユーザ局におけるトラヒック量
を計算し、送信許可確率を計算することで、各ユーザご
とにパケット送信を制限するので、チャネル取得までの
遅延時間がそれぞれのユーザで平均化されるため、公平
なサービス提供が可能となる利点がある。

【００８１】請求項５の発明によれば、送信確率の計算
回数が大きいほどパケット送信までのタイマー値を短縮
するので、ユーザ局の待ち時間が平均化されて、パケッ
ト送信が行われるため、公平なスループットが期待で
き、全ユーザ局に公平なサービスを提供することが可能
となる利点がある。

【００８２】請求項６の発明によれば、空きチャネル情
報の変化を観測し、将来の空きチャネルを予測すること
で、衛星伝搬遅延分の予測の誤差を解消することができ
るから、その結果、同時パケット送信ユーザ局数が高い
精度で制限できるので、他衛星システムへ与える干渉を
抑制することができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施する無線パケット伝送システムの
構成の例を示す図である。

【図２】本発明の実施の形態の第１の例を示す図であ
る。

【図３】本発明の実施の形態の第２の例を示す図であ
る。

【図４】本発明の実施の形態の第３の例を示す図であ
る。

【図５】本発明の実施の形態の第４の例を示す図であ
る。

【図６】本発明の実施の形態の第５の例を示す図であ
る。

【図７】本発明の実施の形態の第６の例を示す図であ
る。

【図８】本発明の送信許可確率決定方法を適用したユー
ザ局の構成の例を示す図である。

【符号の説明】

１−１〜１−３ ユーザ局 ２ 基地局 ３ 衛星 ４ａ 上り回線 ４ｂ 下り回線 ５ ユーザ局 ６ アンテナ ７ 変調部 ８ 送信制御部 ９ 送信バッファ部 １０ パケット生成部 １１ 空きチャネル情報処理部 １２ 復調部 １３ 受信パケット制御部 １４ 受信パケット処理部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中山 正芳 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内 (72)発明者 荒木 克彦 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内 Ｆターム(参考） 5K067 AA03 AA11 CC08 DD42 EE02 EE07 EE10 EE22 GG07 HH21 JJ02 LL05 5K072 AA04 AA15 BB22 BB27 CC15 DD01 DD11 DD16 EE31 FF05 FF27 GG01 GG11 GG33 GG36 HH01

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のユーザ局と一つの基地局を含んで
   構成され、 前記ユーザ局から前記基地局ヘの回線に複数のチャネル
   が存在し、 前記基地局は、チャネルの使用状況を監視する機能と、
   前記ユーザ局に対して、空きチャネル数と当該基地局に
   アクセスしている同時接続ユーザ数を報知する機能を有
   する無線パケット伝送システムにおいて、 ユーザ局に、 前記空きチャネル数と当該基地局にアクセスしている同
   時接続ユーザ数を受信する手段と、 パケット生起時に、受信した前記空きチャネル数と前記
   同時接続ユーザ数の比によって、送信許可確率を求める
   手段と、 乱数を発生させて、該乱数を用いて送信確率を設定する
   手段と、 該送信確率の値と、前記送信許可確率の値を比較する手
   段と、 前記送信確率の値が送信許可確率の値より大であると
   き、基地局にパケットを送信する手段と、 前記送信確率の値が送信許可確率の値より小であるとき
   は、一定時間後に改めて基地局からの報知情報を受信し
   て、これから送信許可確率の値を算出し、これと自局で
   生成した送信確率の値とを比較してパケットを送信する
   か否かを判定する手段とを設けたことを特徴とする無線
   パケット伝送システム。
2. 【請求項２】 複数のユーザ局と一つの基地局を含んで
   構成され、 前記ユーザ局から前記基地局ヘの回線に複数のチャネル
   が存在し、 前記基地局は、チャネルの使用状況を監視する機能と、
   前記ユーザ局に対して、空きチャネル数と当該基地局に
   アクセスしている同時接続ユーザ数を報知する機能を有
   する無線パケット伝送システムにおいて、 ユーザ局に、 前記空きチャネル数と当該基地局にアクセスしている同
   時接続ユーザ数を受信する手段と、 パケット生起時に、受信した前記空きチャネル数と前記
   同時接続ユーザ数の比によって、送信許可確率を求める
   手段と、 乱数を発生させて、該乱数を用いて送信確率を設定する
   手段と、 該送信確率の値と、前記送信許可確率の値を比較する手
   段と、 前記送信確率の値が送信許可確率の値より大であると
   き、空きチャネルを選択する手段と、 選択した空きチャネルによって、基地局にパケットを送
   信する手段と、 前記送信確率の値が送信許可確率の値より小であるとき
   は、一定時間後に改めて基地局からの報知情報を受信し
   て、これから送信許可確率の値を算出し、これと自局で
   生成した送信確率の値とを比較してパケットを送信する
   か否かを判定する手段とを設けたことを特徴とする無線
   パケット伝送システム。
3. 【請求項３】 複数のユーザ局と一つの基地局を含んで
   構成され、 前記ユーザ局から前記基地局ヘの回線に複数のチャネル
   が存在し、 前記基地局は、チャネルの使用状況を監視する機能と、
   前記ユーザ局に対して、空きチャネル数と当該基地局に
   アクセスしている同時接続ユーザ数を報知する機能を有
   する無線パケット伝送システムにおいて、 ユーザ局に、 前記空きチャネル数と当該基地局にアクセスしている同
   時接続ユーザ数を受信する手段と、 パケット生起時に、受信した前記空きチャネル数と前記
   同時接続ユーザ数の比によって、送信許可確率を求める
   手段と、 乱数を発生させて、該乱数を用いて送信確率を設定する
   手段と、 該送信確率の値と、前記送信許可確率の値を比較する手
   段と、 前記送信確率の値が送信許可確率の値より大であると
   き、基地局にパケットを送信する手段と、 前記送信確率の値が送信許可確率の値より小であるとき
   は、一定時間後に改めて基地局からの報知情報を受信し
   て、これから送信許可確率の値を算出し、これと自局で
   生成した送信確率の値とを比較してパケットを送信する
   か否かを判定する手段と、 上記送信確率を計算する度に、送信確率を計算した回数
   を計数するための送信カウンタの値をカウントアップす
   る手段と、 送信カウンタの値によって、算出した送信許可確率の値
   を補正する手段とを設けたことを特徴とする無線パケッ
   ト伝送システム。
4. 【請求項４】 複数のユーザ局と一つの基地局を含んで
   構成され、 前記ユーザ局から前記基地局ヘの回線に複数のチャネル
   が存在し、 前記基地局は、チャネルの使用状況を監視する機能と、
   前記ユーザ局に対して、空きチャネル数と当該基地局に
   アクセスしている同時接続ユーザ数を報知する機能を有
   する無線パケット伝送システムにおいて、 ユーザ局に、 前記空きチャネル数と当該基地局にアクセスしている同
   時接続ユーザ数を受信する手段と、 パケット生起時に、受信した前記空きチャネル数と前記
   同時接続ユーザ数の比によって、送信許可確率を求める
   手段と、 乱数を発生させて、該乱数を用いて送信確率を設定する
   手段と、 該送信確率の値と、前記送信許可確率の値を比較する手
   段と、 前記送信確率の値が送信許可確率の値より大であると
   き、基地局にパケットを送信する手段と、 前記送信確率の値が送信許可確率の値より小であるとき
   は、一定時間後に改めて基地局からの報知情報を受信し
   て、これから送信許可確率の値を算出し、これと自局で
   生成した送信確率の値とを比較してパケットを送信する
   か否かを判定する手段と、 上記手段によって判定の結果パケットが送信されなかっ
   たとき、当該パケットを送信バッファに保存する手段
   と、 該送信バッファに残っているパケットの量が多いほど、
   送信許可確率を高い値に補正する手段と、上記送信確率
   を計算する度に、送信確率を計算した回数を計数するた
   めの送信カウンタの値をカウントアップする手段とを設
   けたことを特徴とする無線パケット伝送システム。
5. 【請求項５】 複数のユーザ局と一つの基地局を含んで
   構成され、 前記ユーザ局から前記基地局ヘの回線に複数のチャネル
   が存在し、 前記基地局は、チャネルの使用状況を監視する機能と、
   前記ユーザ局に対して、空きチャネル数と当該基地局に
   アクセスしている同時接続ユーザ数を報知する機能を有
   する無線パケット伝送システムにおいて、 ユーザ局に、 前記空きチャネル数と当該基地局にアクセスしている同
   時接続ユーザ数を受信する手段と、 パケット生起時に、受信した前記空きチャネル数と前記
   同時接続ユーザ数の比によって、送信許可確率を求める
   手段と、 乱数を発生させて、該乱数を用いて送信確率を設定する
   手段と、 該送信確率の値と、前記送信許可確率の値を比較する手
   段と、 前記送信確率の値が送信許可確率の値より大であると
   き、基地局にパケットを送信する手段と、 前記送信確率の値が送信許可確率の値より小であるとき
   は、一定時間後に改めて基地局からの報知情報を受信し
   て、これから送信許可確率の値を算出し、これと自局で
   生成した送信確率の値とを比較してパケットを送信する
   か否かを判定する手段と、 上記送信確率を計算する度に、送信確率を計算した回数
   を計数するための送信カウンタの値をカウントアップす
   る手段と、 送信カウンタの値によって、上記リトライのための一定
   時間の値を補正する手段とを設けたことを特徴とする無
   線パケット伝送システム。
6. 【請求項６】 請求項１から請求項５に記載の、送信許
   可確率を求める手段に変えて、 基地局から報知された空きチャネル数を受信して、この
   空きチャネル数の時間的変化を観測することで空きチャ
   ネルを予測する手段と、 パケット生起時に、前記予測した空きチャネル数と前記
   受信した同時接続ユーザ数の比によって送信許可確率を
   求める手段を具備することを特徴とする請求項１〜請求
   項５のいずれか１項に記載の無線パケット伝送システ
   ム。