JP2003234715A - データ伝送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】無線フレーム中、タイムスロットに分割された
データ領域を利用して時分割双方向伝送方式によりデー
タを伝送する際のタイムスロットの浪費を未然に回避す
る。 【解決手段】基地局１１のスロット割当部５４が、パケ
ット数計測部６６により計測した下り加入者局毎送信バ
ッファ６５中のパケット数に基づいてタイムスロットを
割り当てる際に、スロット割当記憶部６７に記憶されて
いる既に割り当てられているパケット数を減算した値に
基づいて割り当てる。これにより、既送のデータ、具体
的には既送のパケットにタイムスロットが割り当てられ
ることがなくなり、タイムスロットの浪費を回避するこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ランダムに発生
するデータパケット（以下、パケットという。）を、単
一の基地局と複数個の加入者局との間で、一定周期で繰
り返す無線フレーム等の通信フレームを使用して双方向
伝送するデータ伝送装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】イーサネット（登録商標）等の通信方式
に利用される可変長のデータフレーム（単に、フレーム
ともいう。）のようなランダムに発生するデータを、固
定長のパケットに分割しタイムスロットで単一の基地局
と複数の加入者局間で伝送する場合、複数の加入者局が
帯域を共用し、バースト状データトラヒックに対する統
計的多重効果を利用して帯域を効率的に利用するデータ
伝送装置が用いられている。

【０００３】このデータ伝送装置では、基地局および各
加入者局に蓄積されているパケット数を周期的に計測
し、この計測結果に基づいて、基地局がタイムスロット
を割り当てるようにしている。

【０００４】図１３は、ランダムに発生するパケット
を、単一の基地局と複数個の加入者局との間で伝送す
る、ＴＤＤ（time division duplex）／ＴＤＭＡ（time
division multi-channel access）方式を利用するＰ−
ＭＰ（point to multi-point）の無線アクセスシステム
における１無線フレームのフォーマットを示している。
なお、この１無線フレームのフレームとイーサフレーム
等のフレームとは異なることに留意する。

【０００５】１無線フレームは、下りヘッダ領域ＴＳ１
１と下りデータ領域ＴＳ１２とからなる下り回線と、Ｄ
ＭＦ（delay measurement frame）領域ＴＳ１３とスロ
ット要求領域ＴＳ１４と上りデータ領域ＴＳ１５とから
なる上り回線と、ガードタイムＴＳ１６とから構成され
ている。

【０００６】下りヘッダ領域ＴＳ１１は、基地局が下り
回線や上り回線のトラヒック量に応じて決めたタイムス
ロット割当等のタイムスケジュールに関する指示や監視
制御情報を各加入者局へ報知するための時間帯である。

【０００７】下りデータ領域ＴＳ１２は、下り回線にお
ける加入者局へのデータをパケットに対応するタイムス
ロットに分割して伝送するための時間帯である。

【０００８】ＤＭＦ領域ＴＳ１３は、基地局と各加入者
局間の伝搬遅延を計測するための時間帯であり、各加入
者局からの無線データの送信タイミングを調整して各加
入者局からの無線データが基地局で衝突しないようにす
るために設けられている。

【０００９】スロット要求領域ＴＳ１４は、各加入者局
が基地局に対してパケット伝送用のタイムスロット数を
要求するための領域である。通常、複数の加入者局から
パケットを伝送するためのタイムスロットの割当要求に
応じられるように複数のタイムスロットが準備されてい
る。

【００１０】実際上、各加入者局からの上り回線のスロ
ット要求の送信は、下りヘッダ領域ＴＳ１１で指定され
るスケジュールの指示に基づいて行われる。

【００１１】ガードタイムＴＳ１６は、上り回線と下り
回線との境界に設定されており、予め固定されたパラメ
ータである。

【００１２】図１３中、拡大して示すように、下りヘッ
ダ領域ＴＳ１１は、５つの領域ＴＳ１７〜ＴＳ２１から
構成されている。

【００１３】プリアンブルの領域ＴＳ１７は、各加入者
局が基地局からのバースト波を正常に受信できるように
するトレーニング信号用として使用される。

【００１４】基地局番号の領域ＴＳ１８は、下りデータ
領域ＴＳ１２で送信されるパケットの送信元の基地局の
番号を示している。

【００１５】フレーム位置指定の領域ＴＳ１９は、各領
域ＴＳ１１〜ＴＳ１５の開始位置を示している。

【００１６】コマンドの領域ＴＳ２０は、加入者局の制
御等を行うためのフレームであり、制御を行おうとする
加入者局番号と制御コマンド等とから構成される。

【００１７】スロット割当の領域ＴＳ２１は、スロット
要求領域ＴＳ１４および上りデータ領域ＴＳ１５の各領
域の割り当てに対するスロット番号とこのスロット番号
に割り当てられた加入者局番号とから構成される。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】このように構成される
１無線フレームを利用する単一基地局と複数の加入者局
間の双方向通信では、以下のような課題があることがこ
の出願の発明者により見いだされた。

【００１９】一般に、基地局において、ある加入者局宛
に蓄積されたパケット数を計測した時点と実際にタイム
スロットを割り当てる時点の間には、スケジュールを立
てるための計算時間、すなわち時間差が存在し、その間
に蓄積されたパケットの一部もしくは全部が送出されて
いる可能性が存在する。この場合、既に送出されたパケ
ットに対してタイムスロットを割り当てることとなり、
いわゆるタイムスロットの浪費が発生する。

【００２０】また、加入者局において、該加入者局に蓄
積されたパケット数を計測した時点と、計測したパケッ
ト数の情報に基づいて基地局のスロット割当部がスロッ
トの使用許可を発行して各加入者局に通知する時点の間
には時間差が存在し、その間に蓄積されたパケットの一
部もしくは全部が送出されている可能性が存在する。こ
の場合にも、いわゆるタイムスロットの浪費が発生す
る。

【００２１】そして、特にＴＤＤ方式において、帯域の
利用効率向上のために、上り方向の上りデータ領域ＴＳ
１５に割り当てるタイムスロットの数と、下り方向の下
りデータ領域ＴＳ１２に割り当てるタイムスロットの数
とを、トラヒック量に応じてダイナミックに変化させる
ダイナミックスロット割当方式を採用しようとする場
合、下り方向の下りデータ領域ＴＳ１２の割当にも加入
者局の送信バッファに蓄積されているパケット数の情報
が必要となり、上り方向と同じ原理での時間遅れが発生
することを見いだした。

【００２２】この発明はこのような課題を考慮してなさ
れたものであり、既送のパケットにタイムスロットを割
り当てないことを可能とするデータ伝送装置を提供する
ことを目的とする。

【００２３】また、この発明は、タイムスロットの浪費
を回避することを可能とするデータ伝送装置を提供する
ことを目的とする。

【００２４】さらに、この発明は、下り領域のデータ量
と上り領域のデータ量の合計容量は一定であるが、各デ
ータ量の比を１通信フレーム（１無線フレームあるいは
１有線フレーム）毎にダイナミックに変化させるダイナ
ミックスロット割当方式において、既送のパケットにタ
イムスロットを割り当てることによるタイムスロットの
浪費を回避することを可能とするデータ伝送装置を提供
することを目的とする。

【００２５】

【課題を解決するための手段】この発明のデータ伝送装
置は、複数のタイムスロットに区分された下りデータ領
域を含む一定長さの通信フレームが一定周期で繰り返さ
れ、単一の基地局の送信バッファから読み出したパケッ
トを複数の加入者局へ前記下りデータ領域のタイムスロ
ットで伝送するデータ伝送装置において、前記基地局
は、前記送信バッファ中の加入者局宛毎のパケット数を
周期的に計測するパケット数計測部と、計測したパケッ
ト数に基づいて、タイムスロットの割当を行うスロット
割当部と、タイムスロットの割当を記憶するスロット割
当記憶部とを備え、前記スロット割当部は、前記タイム
スロットを割り当てる際に、前記計測パケット数から前
記スロット割当記憶部に記憶されている既に割り当てら
れているパケット数を減算した値に基づいて割り当てる
ことを特徴とする（請求項１記載の発明）。

【００２６】この発明によれば、基地局にタイムスロッ
トの割当を記憶するタイムスロット割当記憶部を設け、
基地局のスロット割当部が、前記計測パケット数に基づ
いて、前記タイムスロットを割り当てる際に、前記スロ
ット割当記憶部に記憶されている既に割り当てられてい
るパケット数を減算して割り当てるようにしているの
で、既送のパケットにタイムスロットを割り当てないよ
うにすることができ、したがって、タイムスロットの浪
費を回避することができる。

【００２７】通信フレームとしては、無線フレームある
いは光ファイバ回線等の有線フレームを利用することが
できる。

【００２８】この場合、データ伝送装置が、時分割多重
データ伝送装置であるとき、スロット割当部が、今回の
通信フレームでタイムスロットを割り当てるとき、前回
の通信フレームで割り当てているパケット数を減算した
値に基づいて割り当てるようにすることで、既送のパケ
ットを再送しないようにすることができる（請求項２記
載の発明）。

【００２９】また、この発明のデータ伝送装置は、複数
の加入者局から単一の基地局への送信が行われる上り回
線と、前記単一の基地局から前記複数の加入者局への送
信が行われる下り回線とを含む一定周期で繰り返される
一定長さの通信フレームが存在し、前記上り回線には、
前記複数の加入者局から前記単一の基地局へタイムスロ
ットを要求するスロット要求領域と、前記複数の加入者
局から前記単一の基地局へパケットを送るために複数の
タイムスロットに区分された上りデータ領域が含まれ、
前記下り回線には、前記基地局からのスロット割当を前
記複数の加入者局に通知するスロット割当領域が含まれ
るデータ伝送装置において、前記複数の加入者局は、そ
れぞれ送信バッファと、該送信バッファ中のパケット数
を計測するパケット数計測部を有し、周期的に前記送信
バッファ中のパケット数を計測し、この計測値をタイム
スロット要求数として前記スロット要求領域で送信し、
前記基地局は、受信したタイムスロット要求数に基づき
前記上りデータ領域のタイムスロットを割り当てるスロ
ット割当部と、タイムスロットの割当を記憶するスロッ
ト割当記憶部とを有し、前記スロット割当部は、前記タ
イムスロット要求数から前記スロット割当記憶部に記憶
されている既に割り当てられているタイムスロット数を
減算した値に基づき前記上りデータ領域のタイムスロッ
トを割り当てることを特徴とする（請求項３記載の発
明）。

【００３０】この発明によれば、基地局のスロット割当
部は、上りデータ領域のタイムスロットを割り当てる際
に、加入者局からのタイムスロット要求数から、既に割
り当てられてスロット割当記憶部に記憶されているタイ
ムスロット数を減算した値に基づいて割り当てるように
しているので、既送のパケットにタイムスロットを割り
当てないようにすることができ、既送のパケットにタイ
ムスロットを割り当ててしまうことにより発生するタイ
ムスロットの浪費が未然に回避される。

【００３１】この場合、データ伝送装置が、時分割多元
接続データ伝送装置であるとき、前記スロット割当部
が、今回の通信フレームでタイムスロットを割り当てる
とき、前記タイムスロット要求数から前回および前々回
の通信フレームで割り当てているタイムスロットを減算
した値に基づき割り当てることで、既送のパケットにタ
イムスロットを割り当てないようにすることができ、既
送のパケットにタイムスロットを割り当ててしまうこと
により発生するタイムスロットの浪費が未然に回避され
る（請求項４記載の発明）。

【００３２】この発明のデータ伝送装置は、複数の加入
者局から単一の基地局への送信が行われる上り回線と、
前記単一の基地局から前記複数の加入者局への送信が行
われる下り回線とを含む一定周期で繰り返される一定長
さの通信フレームが存在し、前記上り回線には、前記複
数の加入者局から前記単一の基地局へタイムスロットを
要求するスロット要求領域と、前記複数の加入者局から
前記単一の基地局へパケットを送るために複数のタイム
スロットに区分された上りデータ領域が含まれ、前記下
り回線には、前記基地局からのスロット割当を前記複数
の加入者局に通知するスロット割当領域と、前記基地局
から前記複数の加入者局へパケットを送るために複数の
タイムスロットに区分された下りデータ領域が含まれる
データ伝送装置において、前記複数の加入者局は、それ
ぞれ送信バッファと、該送信バッファ中のパケット数を
計測するパケット数計測部を有し、周期的に前記送信バ
ッファ中のパケット数を計測し、この計測値をタイムス
ロット要求数として前記スロット要求領域で送信し、前
記基地局は、自身の送信バッファ中の加入者局宛毎のパ
ケット数を周期的に計測するパケット数計測部と、前記
計測したパケット数に基づき前記下りデータ領域のタイ
ムスロットを割り当てるとともに、受信したタイムスロ
ット要求数に基づき前記上りデータ領域のタイムスロッ
トを割り当てるスロット割当部と、タイムスロットの割
当を記憶するスロット割当記憶部とを有し、前記スロッ
ト割当部は、前記計測パケット数に基づいて前記下りデ
ータ領域のタイムスロットを割り当てるとともに前記タ
イムスロット要求数に基づき前記上りデータのタイムス
ロットを割り当てる際に、前記計測パケット数および前
記タイムスロット要求数から、前記スロット割当記憶部
に記憶されている既に割り当てられているそれぞれのタ
イムスロット数をそれぞれ減算した値に基づいて割り当
てるとともに、上下のデータ領域の分配量を決定して割
り当てることを特徴とする（請求項５記載の発明）。

【００３３】この発明によれば、ダイナミックスロット
割当方式において、基地局にスロット割当記憶部を設
け、この記憶内容を参照してタイムスロットを割り当て
るようにしているので、既送のパケットにタイムスロッ
トを割り当てることを防止してタイムスロットの浪費を
回避することができる。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。なお、以下に参照する図
面において、上記図１３に示したものと対応するものに
は同一の符号を付けてその詳細な説明は省略する。ま
た、繁雑さを避けるために、必要に応じて上記図１３を
も参照して説明する。

【００３５】図１は、この発明の一実施の形態が適用さ
れた通信システム１０の全体的な構成を示している。

【００３６】この通信システム１０は、複数の加入者に
対して固定無線アクセスサービスを提供するＰ−ＭＰ
（point to multi-point）型として用いられる。

【００３７】そして、この通信システム１０は、基本的
には、建物あるいは電柱等に固定された基地局１１と、
該固定された基地局１１に対してそれぞれ無線回線を介
して双方向通信が可能とされる会社内あるいは家庭内等
に配される複数の加入者局２１（１）〜（３）（代表し
て加入者局２１ともいう。）とから構成される。

【００３８】実際上、無線回線は、基地局１１のアンテ
ナ１２と、複数の加入者局２１のアンテナ２２（１）〜
（３）（代表してアンテナ２２ともいう。）間の無線通
信を通じて確立される。

【００３９】加入者局２１は、それぞれパーソナルコン
ピュータ等の端末２０（１）〜（３）（代表して端末２
０ともいう。）に有線または無線で接続されている。各
端末２０と各加入者局２１とは一体的な構成とすること
ができる。一方、基地局１１は、主に、有線でネットワ
ーク１３に接続されている。

【００４０】したがって、各加入者局２１は、無線回線
および基地局１１を介してネットワーク１３にアクセス
することができる。なお、ネットワーク１３としては、
ＩＰ（internet protocol）網等を使用することができ
る。

【００４１】基地局１１と複数の加入者局２１との間の
通信には、ＴＤＤ（time divisionduplex）／ＴＤＭＡ
（time division multiple access）方式を採用する双
方向の通信が可能である。この場合、基地局１１と複数
の加入者局２１との間には、共通の無線周波数、たとえ
ば２６［ＧＨｚ］帯が割り当てられ、使用するタイムス
ロットの違いにより効率的な通信が可能である。

【００４２】なお、基地局１１と複数の加入者局２１と
の間の通信には、ＴＤＤ／ＴＤＭＡ方式に代替して、後
述するＦＤＤ（frequency division duplex）／ＴＤＭ
Ａ方式を採用することができる。なお、ＴＤＤ／ＴＤＭ
Ａ方式あるいはＦＤＤ／ＴＤＭＡ方式のいずれの場合に
おいても、下り方向は、ＴＤＭ（time division multip
lex）方式とされ、上り方向はＴＤＭＡ方式とされる。

【００４３】上記の図１３は、複数の加入者局２１と基
地局１１との間での通信を行うためのＴＤＤ方式による
無線フレーム（１無線フレーム）の構成を示している。
１無線フレームの周期は、１〜１０［ｍｓ］程度のう
ち、固定の周期、たとえば２［ｍｓ］等が選択される。
もちろん、１無線フレームの周期は、ハードウエア等と
の関係において、より短い周期あるいは長い周期を選択
することも可能である。なお、この固定周期の１無線フ
レームのフレームと可変長のイーサフレーム等のフレー
ムとは異なるものであることに留意する。

【００４４】上述したように、１無線フレームは、下り
ヘッダ領域ＴＳ１１と下りデータ領域ＴＳ１２とからな
る下り回線と、ＤＭＦ領域ＴＳ１３とスロット要求領域
ＴＳ１４と上りデータ領域ＴＳ１５からなる上り回線
と、ガードタイムＴＳ１６とから構成される。

【００４５】図２は、図１３中、下りデータ領域ＴＳ１
２の詳細な構成を示している。

【００４６】下りデータ領域ＴＳ１２は、複数のタイム
スロットに分割されており、それぞれに下り固定長パケ
ット（単に、パケットともいう。）Ｐｄが割り当てられ
る。各下り固定長パケットＰｄは、加入者局番号Ｐｄ
１、隣接パケット有無情報Ｘ等を含む再合成情報Ｐｄ
２、実際のデータである固定長データＰｄ３、および誤
り検出符号Ｐｄ４から構成されている。

【００４７】図３は、再合成情報Ｐｄ２中、当該パケッ
トの隣接パケットに対する関係を示す２ビットの隣接パ
ケット有無情報Ｘ｛Ｘ＝（ａ，ｂ）｝の例を示してい
る。隣接パケット有無情報Ｘ＝（ａ，ｂ）は、当該パケ
ットがフレーム（たとえば、イーサフレーム、以下、再
合成情報Ｐｄ２の説明の際は、１無線フレームとの錯綜
を回避するため、フレームをイーサフレームという。）
内の先頭パケットであるかどうかを示す情報ビット（単
に、情報ともいう。）ａ（ａ＝１で先頭、ａ＝０で先頭
ではない。）と、当該パケットがイーサフレーム内の末
尾パケットであるかどうかを示す情報ビット（単に、情
報ともいう。）ｂ（ｂ＝１で末尾、ｂ＝０で末尾ではな
い。）から構成されている。

【００４８】この場合、隣接パケット有無情報Ｘ＝
（ａ，ｂ）＝（１，１）は、当該パケットに１個の完結
したイーサフレームが収容されていることを意味する。
換言すれば、１つのイーサフレームが固定長のパケット
以下のデータ長であることを意味する。隣接パケット有
無情報Ｘ＝（ａ，ｂ）＝（１，０）は、当該パケットが
イーサフレームの先頭パケットであって、かつ後続する
パケットが存在することを意味する。隣接パケット有無
情報Ｘ＝（ａ，ｂ）＝（０，０）は、当該パケットが前
のパケット（前接パケットともいう。）に続きさらに後
続パケットが存在する中間パケットであることを意味す
る。隣接パケット有無情報Ｘ＝（ａ，ｂ）＝（０，１）
は、当該パケットが前のパケットに続き、かつフレーム
の最終パケットであることを意味する。なお、このと
き、伝送路中で、パケットの順序が入れ替わることがな
いものとする。

【００４９】図４は、図１３中、上りデータ領域ＴＳ１
５の詳細な構成を示している。

【００５０】上りデータ領域ＴＳ１５は、複数のタイム
スロットに分割されており、それぞれに上り固定長パケ
ット（単に、パケットともいう。）Ｐｕが割り当てられ
る。各上り固定長パケットＰｕには、ガードタイムＰｕ
１、プリアンブルＰｕ２、加入者局番号Ｐｕ３、隣接パ
ケット有無情報Ｘ等を含む再合成情報Ｐｕ４、実際のデ
ータである固定長データＰｕ５、および誤り検出符号Ｐ
ｕ６から構成されている。

【００５１】なお、タイムスロットによるパケットのデ
ータ伝送が、下り回線のみで行われる通信システムの場
合には、１無線フレーム中、上りデータ領域ＴＳ１５
は、不要になる。また、タイムスロットによるパケット
のデータ伝送が、上り回線のみで行われる通信システム
の場合には、１無線フレーム中、下りデータ領域が、不
要になる。

【００５２】上下データ領域ＴＳ１２（図２）、ＴＳ１
５（図５）の構成は、ＴＤＤ／ＴＤＭＡ方式とＦＤＤ／
ＴＤＭＡ方式とで共通である。

【００５３】１個の下り固定長パケットＰｄあるいは１
個の上り固定長パケットＰｕのデータ長は、たとえば６
４バイトあるいは１２８バイトに選択することができ
る。

【００５４】図５は、例としての各加入者局２１の構成
を示している。加入者局２１は、基本的には、アンテナ
２２と、高周波回路３２と、該高周波回路３２と端末２
０に接続される通信制御回路３３とから構成されてい
る。

【００５５】高周波回路３２は、受信機４１と、送信機
４２と、該送受信機４１、４２とアンテナ２２との間に
配される１回路２接点のスイッチ４３とを有している。

【００５６】高周波回路３２の送信機４２は、通信制御
回路３３から供給される中間周波数の信号を、内蔵する
混合器により無線周波数の信号に周波数変換するととも
に、無線周波数の高周波信号を、内蔵する電力増幅器で
電力増幅し、スイッチ４３を介してアンテナ２２に供給
する。

【００５７】また、高周波回路３２の受信機４１は、ア
ンテナ２２で受信した無線周波数の高周波信号をスイッ
チ４３を介して入力し、内蔵された低雑音増幅器で増幅
した後、内蔵する混合器により中間周波数に周波数変換
して通信制御回路３３の変復調回路５１に供給する。

【００５８】通信制御回路３３は、変復調回路５１の
他、ＴＤＤ−ＴＤＭ／ＴＤＭＡ（単に、ＴＤＤ／ＴＤＭ
Ａという。）制御回路５２、端末２０に接続される通信
インタフェース回路５３、下り受信バッファ６１、上り
送信バッファ６２、パケット数計測部６３を備えてい
る。

【００５９】パケット数計測部６３は、上り送信バッフ
ァ６２に蓄積されたパケット数を１無線フレームの周期
毎に周期的に計測し、これをスロット要求（スロット要
求数ともいう。）７１の情報としてＴＤＤ／ＴＤＭＡ制
御回路５２に伝達する。このスロット要求７１の情報
は、ＴＤＤ／ＴＤＭＡ制御回路５２から図１３の１無線
フレームのスロット要求領域ＴＳ１４の時間帯で変復調
回路５１、送信機４２、スイッチ４３およびアンテナ２
２を通じて基地局１１に通知される。

【００６０】図６は、例としての基地局１１の構成を示
している。基地局１１は、基本的には、アンテナ１２
と、高周波回路１３２と、該高周波回路１３２とネット
ワーク１３に接続される通信制御回路３４とから構成さ
れている。

【００６１】高周波回路１３２の構成および作用は、図
５に示した加入者局２１の高周波回路３２と同等であ
る。

【００６２】通信制御回路３４は、変復調回路１５１、
ＴＤＤ−ＴＤＭ／ＴＤＭＡ（単に、ＴＤＤ／ＴＤＭＡと
いう。）制御回路１５２、ネットワーク１３に接続され
る通信インタフェース回路１５３、スロット割当部５
４、上り加入者局毎受信バッファ６４、下り加入者局毎
送信バッファ６５、パケット数計測部６６、およびスロ
ット割当記憶部６７を備えている。

【００６３】パケット数計測部６６は、下り加入者局毎
送信バッファ６５に蓄積された加入者局２１毎のパケッ
ト数を１無線フレームの周期毎に周期的に計測し、これ
をスロット割当部５４に伝達する。ＴＤＤ／ＴＤＭＡ制
御回路１５２は、図２の１無線フレームのスロット要求
領域ＴＳ１４の時間帯で通知された各加入者局２１のス
ロット要求７１の情報を抽出し、スロット割当部５４に
伝達する。

【００６４】スロット割当部５４は、加入者局２１毎の
パケット数（蓄積パケット数）およびスロット要求７１
の情報に基づいて、下り回線と上り回線の上下データ領
域ＴＳ１２、ＴＳ１５を構成するタイムスロットの割当
に関し、どの加入者局２１にどれだけのタイムスロット
をどの無線フレームに割り当てるかの、いわゆるスケジ
ュール計算を行い、スロット割当７２の情報を決定し、
ＴＤＤ／ＴＤＭＡ制御回路１５２に通知する。

【００６５】各加入者局２１に対する、上り方向の上り
データ領域ＴＳ１５に対するタイムスロットの割当は、
図１３の１無線フレーム内のスロット割当領域ＴＳ２１
の時間帯において通知される。

【００６６】各加入者局２１と基地局１１のそれぞれの
通信インタフェース回路５３、１５３、ＴＤＤ／ＴＤＭ
Ａ制御回路５２、１５２、パケット数計測部６３、６
６、およびスロット割当部５４は、それぞれ、ＣＰＵ
（central processing unit）を含んでマイクロコンピ
ュータ等により構成される場合にはＲＯＭ（read only
memory）に各種プログラムがインストールされてＣＰＵ
により実行される構成とされ、ハードウエアとして構成
される場合には、ＡＳＩＣ（application specificinte
grated circuit）化されて所定の機能が実行される。

【００６７】たとえば、通信インタフェース回路５３、
１５３の機能について説明すれば、端末２０から加入者
局２１に供給されるイーサネット（登録商標）フレーム
のようなランダムに発生する可変長のデータが、加入者
局２１の通信インタフェース回路５３で、上り固定長パ
ケットＰｕに分割される。このとき、通信インタフェー
ス回路５３で、さらに、各上り固定長パケットＰｕに隣
接パケット有無情報Ｘを含む再合成情報Ｐｕ４が付加さ
れる。

【００６８】各上り固定長パケットＰｕは、基地局１１
からのスロット割当領域ＴＳ２１の内容によりスロット
が割り当てられ、無線回線を通じて送信側装置として機
能する各加入者局２１から送信される。

【００６９】受信側装置として機能する基地局１１側で
受信された各上り固定長パケットＰｕは、再合成情報Ｐ
ｕ４等を基に、通信インタフェース回路１５３で再合成
され、さらにパケットの欠落の有無が検出され、パケッ
トの欠落が無かった場合には、再合成されたイーサフレ
ームがデータとしてネットワーク１３側へ出力される。

【００７０】ネットワーク１３から基地局１１に供給さ
れるデータについても同様であるが、この場合、送信側
装置として機能する基地局１１の通信インタフェース回
路１５３により、下り固定長パケットＰｄに分割され、
その際、各下り固定長パケットＰｄに隣接パケット有無
情報Ｘを含む再合成情報Ｐｄ２が付加され、無線回線を
通じて受信側装置として機能する加入者局２１に送信さ
れる。

【００７１】該当する加入者局２１の通信インタフェー
ス回路５３で受信された下り固定長パケットＰｄは、再
合成情報Ｐｄ２に基づいて再合成され、パケットの欠落
の有無が検出され、パケットの欠落がなかった場合には
端末２０に伝送される。

【００７２】この発明の一実施の形態が適用された通信
システム１０は、基本的には、以上のように構成され、
かつ動作するものである。

【００７３】次に、スロット割当部５４におけるスケジ
ュール計算によるスロットの割当処理について、以下の
順序で説明する。

【００７４】（１）基地局１１から各加入者局２１へデ
ータを伝送する下りデータ領域ＴＳ１２へのスロット割
当処理についての説明。

【００７５】（２）基地局１１が、各加入者局２１から
のスロット要求７１の情報を受け取ってから、各加入者
局２１から基地局１１へデータを伝送する上りデータ領
域ＴＳ１５へのスロット割当処理についての説明。

【００７６】（３）上記の（１）と（２）の処理を含
む、上下データ領域ＴＳ１５、ＴＳ１２の各データ量の
比を１無線フレーム毎にダイナミックに変化させるダイ
ナミックスロット割当処理についての説明。

【００７７】まず、（１）基地局１１から各加入者局２
１へデータを伝送する下りデータ領域ＴＳ１２のタイム
スロットの割当について、図７のタイムチャートを参照
して説明する。

【００７８】この場合、下り加入者局毎送信バッファ６
５に蓄積されている各加入者局２１宛毎の蓄積パケット
数（Ｐとする。）が、たとえば、図７に示すように、１
無線フレームの境界で１無線フレーム周期毎にパケット
数計測部６６により計測され更新されて、スロット割当
部５４に通知される。スロット割当部５４は、通知され
た各加入者局２１宛毎の蓄積パケット数に基づいて、約
１無線フレーム周期に対応する時間をかけてスケジュー
ル計算を行い、次フレームの下りデータ領域ＴＳ１２に
おいてスロットの割当を実行するものとする。

【００７９】なお、ここでは、説明の煩雑さを回避し理
解の容易さを優先するため、１加入者局２１についての
割当を例として説明するが、複数の加入者局２１であっ
ても、同様に適用することができる。

【００８０】そこで、まず、無線フレームＮ−２の先頭
の時点ｔ０において、パケット数計測部６６によりある
加入者局２１の蓄積パケット数Ｐが計測され、その計測
値（ここでは、Ｐ１とする。）が、スロット割当部５４
に伝達されたものとする。

【００８１】この計測値Ｐ１により、略同一の時点ｔ０
において、スロット割当部５４は、スケジュール計算を
開始する。

【００８２】次に、無線フレームＮ−１の先頭の時点ｔ
１の計測において、蓄積パケット数Ｐを計測し、パケッ
ト数ＰがＰ＝Ｐ２に更新されていたものとする。

【００８３】その時点ｔ１で、無線フレームＮ−２で
の、蓄積パケット数Ｐ＝Ｐ１のスケジュール計算が終了
する。

【００８４】このスケジュール計算結果により、当該加
入者局２１に対するスロット割当数がＲ１とされ、この
スロット割当数Ｒ１が無線フレームＮ−１へ割り当てら
れたことがスロット割当記憶部６７に記憶される。な
お、スロット割当数Ｒ１は、タイムスロットに余裕があ
れば、蓄積パケット数の計測値Ｐ１と同数になるが、常
に同数となるわけでばない。全加入者局２１の蓄積パケ
ット数の和がタイムスロット総数を超えると制約が発生
する。したがって、スロット割当数Ｒには、蓄積パケッ
ト数Ｐと異なる変数を与えている。

【００８５】この時点ｔ１で、スロット割当部５４は、
新たな蓄積パケット数Ｐ＝Ｐ２−Ｒ１に基づく新たなス
ケジュール計算を開始する。

【００８６】次に、時点ｔ２で、このスロット割当数Ｒ
１の数と同数の蓄積パケット数（割当パケット数ともい
う。）Ｐ＝Ｒ１のデータが、無線フレームＮ−１の下り
データ領域ＴＳ１２で、当該加入者局２１に伝送され
る。すなわち、基地局１１において、蓄積パケット数Ｐ
２のうち、Ｒ１個のデータが、下り加入者局毎送信バッ
ファ６５からＴＤＤ／ＴＤＭＡ制御回路１５２により読
み出され、変復調回路１５１、送信機１４２、スイッチ
１４３およびアンテナ１２を通じて送信される。

【００８７】この送信データは、無線回線、当該加入者
局２１のアンテナ２２、スイッチ４３を通じて受信機４
１により受信される。

【００８８】受信データは、変復調回路５１、ＴＤＤ／
ＴＤＭＡ制御回路５２を介して下り受信バッファ６１に
蓄積される。

【００８９】次いで、無線フレームＮの先頭の時点ｔ３
の計測において、蓄積パケット数ＰがＰ＝Ｐ３に更新さ
れていたものとする。この時点ｔ３においては、スロッ
ト割当数Ｒ１が、時点ｔ３の下りデータ領域ＴＳ１２で
加入者局２１宛に送信されているので、下り加入者局毎
送信バッファ６５から削除されている。

【００９０】次いで、その時点ｔ３で、無線フレームＮ
−１の蓄積パケット数Ｐ＝Ｐ２−Ｒ１のスケジュール計
算が終了する。

【００９１】このスケジュール計算によるスロット割当
数がＲ２であるものとする。このスロット割当数Ｒ２
は、無線フレームＮの下りデータ領域ＴＳ１２の割り当
てに使用されるとともにスロット割当記憶部６７中に記
憶される。

【００９２】この時点ｔ３で、スロット割当部５４は、
新たな蓄積パケット数Ｐ＝Ｐ３−Ｒ２に基づく新たなス
ケジュール計算を開始する。

【００９３】スロット割当数Ｒ２のデータは、スケジュ
ールに従い、時点ｔ４における無線フレームＮの下りデ
ータ領域ＴＳ１２で、当該加入者局２１に伝送される。
以下、時点ｔ３以降に同様な処理が繰り返される。

【００９４】一方、加入者局２１では、通信インタフェ
ース回路５３により、下り受信バッファ６１に蓄積され
たデータパケットの再合成情報Ｐｄｕが参照されて、イ
ーサフレーム等の再合成が行われ、端末２０に伝送され
る。

【００９５】上述したように、この実施の形態によれ
ば、複数のタイムスロットに区分された下りデータ領域
ＴＳ１２と上りデータ領域ＴＳ１５を含む一定長さの１
無線フレームが一定周期で繰り返され、基地局１１の下
り加入者局毎送信バッファ６５からのパケットを複数の
加入者局２１へ下りデータ領域ＴＳ１２のタイムスロッ
トで伝送する。そして、基地局１１のパケット数計測部
６６は、下り加入者局毎送信バッファ６５中の加入者局
２１宛毎の蓄積パケット数を１無線フレームの周期で計
測する。スロット割当部５４は、タイムスロットを割り
当てる際に、蓄積パケット数Ｐからスロット割当記憶部
６７に記憶されている既に割り当てられているパケット
数Ｒを減算した値（Ｐ−Ｒ）に基づいて割り当てる。

【００９６】このように、基地局１１にタイムスロット
の割当を記憶するタイムスロット割当記憶部５７を設
け、スロット割当部５４が、計測パケット数に基づい
て、タイムスロットを割り当てる際に、スロット割当記
憶部６７で既に割り当てられているパケット数を減算補
正して割り当てるようにしているので、スケジュール計
算中（パケット数を計測してからスロットを割り当てる
までの間）に、下りデータ領域ＴＳ１２で既に加入者局
２１に送信された既送のデータにタイムスロットを重複
して割り当てないようにすることができ、タイムスロッ
トの浪費を回避することができる。

【００９７】実際上、この実施の形態では、スロット割
当部５４が、今回の１無線フレームＮでタイムスロット
を割り当てるとき、前回の無線フレームＮ−１で割り当
てているスロット割当数Ｒ１を減算した値に基づいて割
り当てるようにすることで、既送のパケットにタイムス
ロットを割り当てないようにすることができる。

【００９８】次に、（２）基地局１１が、各加入者局２
１からのスロット要求７１の情報を受け取ってから、各
加入者局２１から基地局１１へ上り回線でデータを伝送
する上りデータ領域ＴＳ１５のスロット割当処理につい
て、図８のタイムチャートを参照して説明する。

【００９９】なお、ここでは、説明の煩雑さを回避し理
解の容易さを優先するため、１加入者局２１についての
割当を例として説明するが、複数の加入者局２１であっ
ても、同様に適用することができる。

【０１００】この場合、加入者局２１の上り送信バッフ
ァ６２に蓄積されている各加入者局２１毎の蓄積パケッ
ト数（上記のＰと区別するためＱという。）が、たとえ
ば、図８中、１無線フレームの境界で１無線フレーム周
期毎にパケット数計測部６３により計測され更新され
る。

【０１０１】この蓄積パケット数Ｑは、スロット要求７
１の情報（スロット要求数という。）として、上り回線
のスロット要求領域ＴＳ１４で、各加入者局２１のＴＤ
Ｄ／ＴＤＭＡ制御回路５２、変復調回路５１、送信機４
２、スイッチ４３、およびアンテナ２２を通じて送信さ
れ、無線回線を介して、基地局１１のアンテナ１２、ス
イッチ１４３を介して受信機１４１で受信される。受信
情報は、変復調回路１５１およびＴＤＤ／ＴＤＭＡ制御
回路１５２を通じてスロット要求７１の情報（スロット
要求数）として、スロット割当部５４に通知される。

【０１０２】スロット割当部５４は、通知された各加入
者局２１宛毎のスロット要求数に基づいて、約１無線フ
レーム周期に対応する時間をかけてスケジュール計算を
行い、次フレームのスロット割当領域ＴＳ２１までにそ
のスケジュール計算を終了してスロットの割当処理を実
行する。この割当処理で割り当てたスロット割当数をＵ
という。

【０１０３】そこで、まず、無線フレームＮ−４の先頭
の時点ｔ１０において、パケット数計測部６３により、
ある加入者局２１の蓄積パケット数Ｑの計測値がＱ１と
して計測されたものとする。この時点ｔ１０で、基地局
１１のスロット割当部５４は、スケジュール計算を開始
するが、実際上、スロット要求７１の情報（スロット要
求数）を受け取っていないので、後述するように、この
スケジュール計算では何も割り当てられない。

【０１０４】次に、時点ｔ１１の無線フレームＮ−４の
上り回線のスロット要求領域ＴＳ１４で、時点ｔ１０で
加入者局２１で計測された蓄積パケット数Ｑの計測値Ｑ
１が、スロット要求数（等しい値であるのでＱ１とす
る。）として、加入者局２１から送信され、基地局１１
のスロット割当部５４に供給される。

【０１０５】次いで、無線フレームＮ−３の先頭の時点
ｔ１４の計測において、上り送信バッファ６２の蓄積パ
ケット数ＱがＱ＝Ｑ２に更新される。

【０１０６】この時点ｔ１４で、基地局１１のスロット
割当部５４は、現時点でのスロット要求数を確認し、そ
の値がＱ１であることから、このスロット要求数Ｑ１に
基づくスケジュール計算を開始する。

【０１０７】次いで、時点ｔ１５のスロット要求領域Ｔ
Ｓ１４で、時点ｔ１４で加入者局２１のパケット数計測
部６３で計測された蓄積パケット数Ｑ２が、スロット要
求数Ｑ２として、基地局１１のスロット割当部５４に供
給される。

【０１０８】さらに、無線フレームＮ−２の先頭の時点
ｔ１６で、加入者局２１の蓄積パケット数ＱがＱ＝Ｑ３
として計測される。

【０１０９】また、時点ｔ１６で、時点ｔ１４から開始
したスケジュール計算が終了し、スロットが割り当てら
れる。スロット割当数をＵ１とする。このスロット割当
数Ｕ１がスロット割当記憶部６７に記憶される。

【０１１０】さらに、この時点ｔ１６では、スロット割
当部５４によりスロット要求数Ｑ２が確認され、このス
ロット要求数Ｑ２からスロット割当数Ｕ１を減算した値
Ｑ２−Ｕ１に基づくスケジュール計算が開始される。

【０１１１】次に、時点ｔ１７では、この無線フレーム
Ｎ−２の上りデータ領域ＴＳ１５で、スロット割当数Ｕ
１と同数の蓄積パケット数の送信を行うようにとのスケ
ジュールが、無線フレームＮ−２の下り回線のスロット
割当領域ＴＳ２１で、当該加入者局２１に通知される。

【０１１２】次いで、時点ｔ１８で、加入者局２１の蓄
積パケット数Ｑ３が、スロット要求数Ｑ３として、基地
局１１のスロット割当部５４に通知される。

【０１１３】次に、加入者局２１において、スケジュー
ルに従い、時点ｔ１９で、上り送信バッファ６２からＴ
ＤＤ／ＴＤＭＡ制御回路５２によりスロット割当数Ｕ１
のデータが読み出される。そして、読み出されたデータ
が、その時点ｔ１９の無線フレームＮ−２の上り回線の
上りデータ領域ＴＳ１５で、無線回線を介して加入者局
２１から基地局１１に送信され、基地局１１の上り加入
者局毎受信バッファ６４に記憶される。

【０１１４】なお、時点ｔ１９で、加入者局２１の上り
送信バッファ６２からスロット割当数Ｕ１のデータが読
み出されるので、蓄積パケット数は、そのＵ１分減少す
る。

【０１１５】次いで、無線フレームＮ−１の先頭の時点
ｔ２０で、加入者局２１の蓄積パケット数ＱがＱ＝Ｑ４
として計測される。

【０１１６】この時点ｔ２０で、また、時点ｔ１６から
開始したスケジュール計算が終了し、スロットが割り当
てられる。スロット割当数をＵ２とする。このスロット
割当数Ｕ２がスロット割当記憶部６７に記憶される。

【０１１７】さらに、この時点ｔ２０では、スロット割
当部５４によりスロット要求数Ｑ３が確認され、このス
ロット要求数Ｑ３からスロット割当数Ｕ２＋Ｕ１を減算
した値Ｑ３−（Ｕ２＋Ｕ１）に基づくスケジュール計算
が開始される。

【０１１８】次に、時点ｔ２１では、この無線フレーム
Ｎ−１の上りデータ領域ＴＳ１５で、スロット割当数Ｕ
２と同数の蓄積パケット数の送信を行うようにとのスケ
ジュールが、無線フレームＮ−１の下り回線のスロット
割当領域ＴＳ２１で、当該加入者局２１に通知される。

【０１１９】次いで、時点ｔ２２で、加入者局２１の蓄
積パケット数Ｑ４が、スロット要求数Ｑ４として、基地
局１１のスロット割当部５４に通知される。

【０１２０】次に、加入者局２１において、スケジュー
ルに従い、時点ｔ２３で、上り送信バッファ６２からＴ
ＤＤ／ＴＤＭＡ制御回路５２によりスロット割当数Ｕ２
のデータが読み出される。そして、読み出されたデータ
が、その時点ｔ２３の無線フレームＮ−１の上り回線の
上りデータ領域ＴＳ１５で、無線回線を介して加入者局
２１から基地局１１に送信され、基地局１１の上り加入
者局毎受信バッファ６４に記憶される。

【０１２１】なお、時点ｔ２３で、加入者局２１の上り
送信バッファ６２からスロット割当数Ｕ２のデータが読
み出されるので、蓄積パケット数は、そのＵ２分減少す
る。

【０１２２】次いで、無線フレームＮの先頭の時点ｔ２
４で、加入者局２１の蓄積パケット数ＱがＱ＝Ｑ５とし
て計測される。

【０１２３】この時点ｔ２４で、また、時点ｔ２０から
開始したスケジュール計算が終了し、スロットが割り当
てられる。スロット割当数をＵ３とする。このスロット
割当数Ｕ３がスロット割当記憶部６７に記憶される。

【０１２４】さらに、この時点ｔ２４では、スロット割
当部５４によりスロット要求数Ｑ４が確認され、このス
ロット要求数Ｑ４からスロット割当数Ｕ３＋Ｕ２を減算
した値Ｑ４−（Ｕ３＋Ｕ２）に基づくスケジュール計算
が開始される。

【０１２５】次に、時点ｔ２５では、この無線フレーム
Ｎの上りデータ領域ＴＳ１５で、スロット割当数Ｕ３と
同数の蓄積パケット数の送信を行うようにとのスケジュ
ールが、無線フレームＮの下り回線のスロット割当領域
ＴＳ２１で、当該加入者局２１に通知される。

【０１２６】蓄積パケット数Ｕ３のデータは、スケジュ
ールに従い、無線フレームＮの上りデータ領域ＴＳ１５
で、当該加入者局２１から基地局１１の上り加入者局毎
受信バッファ６４に伝送され記憶される。以下、時点ｔ
２４以降と同様な処理が繰り返される。

【０１２７】一方、基地局１１の通信インタフェース回
路１５３により、上り加入者局２１毎受信バッファ６４
に蓄積されたデータの再合成情報Ｐｄｕが参照されて、
イーサフレーム等の再合成が行われ、ネットワーク１３
に伝送される。

【０１２８】上述した実施の形態によれば、複数の加入
者局２１から単一の基地局１１への送信が行われる上り
回線と、基地局１１から複数の加入者局２１への送信が
行われる下り回線とを含む一定周期で繰り返される一定
長さの１無線フレームが存在し、上り回線には、複数の
加入者局２１から基地局１１へタイムスロットを要求す
るスロット要求領域ＴＳ１４と、複数の加入者局２１か
ら基地局１１へパケットを送るために複数のタイムスロ
ットに区分された上りデータ領域ＴＳ１５が含まれ、下
り回線には、基地局１１からのスロット割当７２の情報
を複数の加入者局２１に通知するスロット割当領域ＴＳ
２１と、基地局１１から複数の加入者局２１へパケット
を送るために複数のタイムスロットに区分された下りデ
ータ領域ＴＳ１２が含まれる。

【０１２９】各加入者局２１は、パケット数計測部６３
により、上り送信バッファ６２中に蓄積されている蓄積
パケット数Ｑを、１無線フレームの周期と等しい一定周
期で計測する。この計測値Ｑをスロット要求数Ｑとして
スロット要求領域ＴＳ１４で送信する。

【０１３０】基地局１１は、スロット要求数Ｑに基づき
スロット割当部５４により上りデータ領域ＴＳ１５のタ
イムスロットを割り当てる。

【０１３１】また、スロット割当部５４は、タイムスロ
ットの割当をスロット割当記憶部６７に記憶する。

【０１３２】そして、スロット割当部５４は、スロット
要求数Ｑに基づき上りデータ領域ＴＳ１５のタイムスロ
ットを割り当てる際に、スロット割当記憶部６７に既に
割り当てられているタイムスロット数を減算した値に基
づいて割り当てる。

【０１３３】このように、基地局１１のスロット割当部
５４は、上りデータ領域ＴＳ１５のタイムスロットを割
り当てる際に、加入者局２１からのスロット要求数Ｑか
ら、既に割り当てられてスロット割当記憶部６７に記憶
されているタイムスロット数を減算して割り当てるよう
にしているので、既送のパケットに対するタイムスロッ
トの再割当が防止され、タイムスロットの浪費を未然に
回避することができる。

【０１３４】この場合、データ伝送装置は、ＴＤＭＡ伝
送装置であるので、加入者局２１で計測したパケット数
Ｑをスロット要求数Ｑとして送信する手順が必要とな
る。このため、上り方向のデータの伝送の際には、スロ
ット割当部５４が、今回の無線フレームＮでタイムスロ
ットを割り当てるとき、前回および前々回のタイムスロ
ットを割り当てた無線フレームＮ−１、Ｎ−２で割り当
てているタイムスロットを減算した値｛たとえば、Ｑ４
−（Ｓ３＋Ｓ２）｝に基づいて割り当てることで、既送
のパケットに対するタイムスロットの再割当が防止さ
れ、タイムスロットの浪費が未然に回避される。

【０１３５】なお、この上り方向のスロット割当では、
下り方向のスロット割当に比較して、スロット要求数Ｑ
の加入者局２１からのスロット要求領域ＴＳ１４での送
信および受信が必要であるので、考慮すべきスロット割
当が１無線フレーム分増加している。

【０１３６】なお、スケジュール計算の時間が、１無線
フレーム余りの時間ではなく、たとえば２無線フレーム
余りの時間を要する場合には、無線フレームＮでタイム
スロットを割り当てるとき、前回および前々回のタイム
スロットを割り当てた無線フレームを、Ｎ−２、Ｎ−３
およびＮ−４とすればよい。

【０１３７】次に、（３）上記の（１）と（２）の処理
を含む、１無線フレーム内の上下データ領域ＴＳ１５、
ＴＳ１２の各データ量の比を１無線フレーム毎にダイナ
ミックに変化させるダイナミックスロット割当処理につ
いて、図９のフローチャートを参照して説明する。な
お、理解の容易化のために同時に図７、図８のタイムチ
ャートも参照して説明する。

【０１３８】この場合、スロット割当部５４は、たとえ
ば無線フレームの境界時点で、図７に示した下り方向の
タイムスロット割当のためのスケジュール計算と、図８
に示した上り方向のタイムスロットの割当のためのスケ
ジュール計算を同時に並列的に行い、その割当結果に基
づいて、同一無線フレーム中の下りデータ領域ＴＳ１２
と上りデータ領域ＴＳ１５へのタイムスロットの割当を
ダイナミックに行う。すなわち、１無線フレーム中で、
下りデータ領域ＴＳ１２と上りデータ領域とＴＳ１５へ
割り当てるタイムスロットの合計数は一定であるが、こ
の合計数をＳとするとき、たとえば下りデータ領域ＴＳ
１２へのスロット割当数が少なく、それがＳｄであった
場合、上りデータ領域ＴＳ１５には、残りのＳ−Ｓｄの
数の多くのスロット数を割り当てるようにする。このよ
うに制御することにより、タイムスロットを有効に利用
することができ、データを基地局１１から加入者局２１
あるいは加入者局２１から基地局１１へ短時間で伝送で
きる可能性が高くなる。

【０１３９】図９のフローチャートで示される各処理
は、基地局１１のスロット割当部５４により実行され
る。

【０１４０】フローチャート中のステップＡ１〜Ａ３で
は、基地局１１と加入者局２１間のデータ伝送量の決定
を行う。ここで、ステップＡ１の処理の詳細を示すステ
ップＢ１〜Ｂ６の処理が上述した補正計算を行う部分で
ある。

【０１４１】この場合、ステップＢ１〜Ｂ４の処理で
は、無線フレームＮにおける上りデータ領域ＴＳ１５の
タイムスロットの割当処理を行うため、それぞれ無線フ
レームＮ−２および無線フレームＮ−１で行われた割当
処理を考慮した減算補正処理を行う。この減算補正処理
は、図８中、時点ｔ２０で行われ、それに基づくスケジ
ュール計算の結果が時点ｔ２５で行われるスロット割当
処理である。

【０１４２】また、ステップＢ５、Ｂ６の処理では、無
線フレームＮにおける下りデータ領域ＴＳ１２のタイム
スロットの割当処理を行うため、無線フレームＮ−１で
行われた割当処理を考慮した減算補正処理を行う。この
減算補正処理は、図７中、時点ｔ１で行われ、それに基
づくスケジュール計算の結果が、時点ｔ３で行われるス
ロット割当処理である。なお、上述したように、ここで
の補正計算は、加入者局２１からスロット要求数の通知
を受ける必要がないので、無線フレームＮ−２の補正を
考慮する必要がない。

【０１４３】そこで、まず、ステップＡ１では、加入者
局２１のパケット数計測部６３および各基地局１１のパ
ケット数計測部６６でのパケット数の計測時点と基地局
１１のスロット割当部５４でスロットを割り当てる時点
の時間差によるパケット数の補正処理を行う。

【０１４４】ステップＡ１を構成するステップＢ１の処
理では、割当が行われた加入者局２１に対して補正計算
が必要なため、無線フレームＮ−２の割当処理を確認す
る（上述のスロット割当数Ｕ１）。

【０１４５】ステップＢ２の処理では、無線フレームＮ
−２のスロット要求数Ｑ３から無線フレームＮ−２の割
当処理で割り当てられたスロット割当数Ｕ１を減算する
補正計算を行う（Ｑ３−Ｕ１）。

【０１４６】次いで、ステップＢ３の処理では、割当が
行われた加入者局２１に対して補正計算が必要なため、
無線フレームＮ−１の割当処理を確認する（上述のスロ
ット割当数Ｕ２）。

【０１４７】ステップＢ４の処理では、無線フレームＮ
のスロット要求数Ｑ３から無線フレームＮ−１の割当処
理で割り当てられたスロット割当数Ｕ２を減算する補正
計算を行う（Ｑ３−Ｕ２）。

【０１４８】次に、ステップＢ５の処理では、割当が行
われた加入者局２１に対して補正計算が必要なため、無
線フレームＮ−１の割当処理を確認する（上述のスロッ
ト割当数Ｒ１）。

【０１４９】ステップＢ６の処理では、基地局１１の蓄
積パケット数Ｐ２から無線フレームＮ−１の割当処理で
割り当てられたスロット割当数Ｒ１を減算する補正計算
を行う｛上述の（Ｐ２−Ｒ１）｝。

【０１５０】次に、ステップＡ２では、減算補正後のパ
ケット数から、無線フレームＮにおける上下のデータ領
域ＴＳ１２、ＴＳ１５のタイムスロット数の分配量を決
定する。

【０１５１】実際上、この分配を決定する際、タイムス
ロット数が、１無線フレームの、上下のデータ領域ＴＳ
１２、ＴＳ１５のタイムスロット数の合計数以下の値と
なっている場合には、１無線フレーム内にスロット割当
数を割り当てるようにすればよい。このようにすれば、
１無線フレームで割り当てられたタイムスロット数に対
応するパケット数のデータを１無線フレームで送信する
ことができ、送信時間が短縮される。

【０１５２】もちろん、タイムスロットの割り当ては、
１フレームでは済まない場合もあるが、その場合には、
現時点で、使用する無線フレームの数が最小となるよう
に上下データ領域ＴＳ１２、ＴＳ１５にタイムスロット
を分配すればよい。

【０１５３】次いで、ステップＡ３では、実際上、複数
の加入者局２１が存在することから、複数の加入者局２
１へのデータ転送率が同等、すなわち公平になるように
上下データ領域ＴＳ１２、ＴＳ１５でスロット割当を通
知させる加入者局番あるいはデータを転送する加入者局
番を決定する。

【０１５４】また、基地局１１は、加入者局２１に対す
るパケット計測値の通知、すなわちスロット要求数の通
知を許可する加入者局番を、上記データ転送率が同等、
すなわち公平になるように決定する。

【０１５５】これらを満足するスロット割当数が、ステ
ップＡ３で、スロット割当数Ｒ２、Ｕ３として決定され
る。

【０１５６】このように上述した実施の形態によれば、
複数の加入者局２１から基地局１１への送信が行われる
上り回線と、基地局１１から複数の加入者局２１への送
信が行われる下り回線とを含む一定周期で繰り返される
一定長さの無線フレームが存在し、上り回線には、複数
の加入者局２１から基地局１１へタイムスロットを要求
するスロット要求領域ＴＳ１４と、複数の加入者局２１
から基地局１１へパケットを送るために複数のタイムス
ロットに区分された上りデータ領域ＴＳ１５が含まれ、
下り回線には、基地局１１からのスロット割当を複数の
加入者局２１に通知するスロット割当領域ＴＳ２１と、
基地局１１から複数の加入者局２１へパケットを送るた
めに複数のタイムスロットに区分された下りデータ領域
ＴＳ１２が含まれる。

【０１５７】複数の加入者局２１は、それぞれ上り送信
バッファ６２と、上り送信バッファ６２中のパケット数
を計測するパケット数計測部６３を有し、１無線フレー
ムと同周期の一定周期毎に上り送信バッファ６２中のパ
ケット数を計測し、この計測値をタイムスロット要求数
としてスロット要求領域ＴＳ１４で送信する。

【０１５８】基地局１１は、自身の下り加入者局毎送信
バッファ６５中の加入者局宛毎のパケット数を１無線フ
レームと同周期の一定周期毎にパケット数計測部６６に
より計測する。

【０１５９】そして、スロット割当部５４は、計測した
パケット数に基づき下りデータ領域ＴＳ１２のタイムス
ロットを割り当てるとともに、タイムスロット要求数に
基づき上りデータ領域ＴＳ１５のタイムスロットを割り
当てる。

【０１６０】また、割り当てたタイムスロットの割当を
スロット割当記憶部６７に記憶する。

【０１６１】この場合、スロット割当部５４は、計測パ
ケット数に基づいて下りデータ領域ＴＳ１２のタイムス
ロットを割り当てるとともにタイムスロット要求数に基
づき上りデータ領域ＴＳ１５のタイムスロットを割り当
てる際に、計測パケット数およびタイムスロット要求数
から、スロット割当記憶部６７に記憶され既に割り当て
られているそれぞれのタイムスロット数をそれぞれ減算
した値に基づいて割り当てるとともに、上下のデータ領
域の分配量を決定して割り当てる。

【０１６２】このようにすれば、１無線フレーム内のス
ロット割当をダイナミックに行うことが可能となるの
で、パケット再送を防止してタイムスロットの浪費を回
避することができるとともに、パケットの高速転送が可
能となる。

【０１６３】次に、図１０は、ＦＤＤ方式の加入者局２
１Ａの構成例を示している。図１１は、ＦＤＤ方式の基
地局１１Ａの構成例を示している。図１２は、ＦＤＤ方
式の無線フレームの構成を示している。

【０１６４】ＦＤＤ方式の図１０の加入者局２１Ａと上
述したＴＤＤ方式の図５の加入者局２１、ＦＤＤ方式の
図１１の基地局１１Ａと上述したＴＤＤ方式の図６の基
地局１１、およびＦＤＤ方式の図１２の無線フレームと
上述したＴＤＤ方式の図１３、図２、図３の無線フレー
ムにおいて、それぞれ対応する要素には同一の符号を付
けその詳細な説明は省略する。

【０１６５】ＦＤＤ方式は、周波数多重であるので、上
り方向と下り方向で異なる無線周波数が用いられる。そ
のため、ＴＤＤ方式の高周波回路３２、１３２を構成す
るスイッチ４３、１４３がＦＤＤ方式ではそれぞれ図１
０、図１１に示すようにダイプレクサ４４、１４４に代
替される。ダイプレクサ４４、１４４は、周知のよう
に、受信周波数用のバンドパスフィルタと送信周波数用
のバンドパスフィルタから構成され、それぞれ、送信機
４２、１４２からの出力信号をアンテナ１２、２２側に
導いて送信させ、アンテナ１２、２２で受信した信号を
受信機４１、１４１側に導く作用を行う。

【０１６６】一方、無線フレームは、図１３と図１２を
参照すれば明らかなように、ＴＤＤ方式では１無線フレ
ームが、下り回線と上り回線とに直列的に分割されてい
るのに対し、ＦＤＤ方式では、下り無線フレームと上り
無線フレームが並列的に構成されている。

【０１６７】なお、図１２に示す下り無線フレーム中の
下りデータ領域ＴＳ１２は、図２の下りデータ領域ＴＳ
１２に示す下り固定長パケットＰｄと同一の構成となっ
ている。

【０１６８】同様に、図１２に示す上り無線フレーム中
の上りデータ領域ＴＳ１５は、図４の上りデータ領域Ｔ
Ｓ１５に示す上り固定長パケットＰｕと同一の構成とな
っている。

【０１６９】図１１に示すスロット割当部５４では、図
９に示したアルゴリズムを用いて、ＴＤＤ方式と同様に
補正計算を行うことができる。なお、ＦＤＤ方式では、
ダイナミックのスロット割当方式は、方式上採用するこ
とができない。

【０１７０】なお、この発明は、上述した実施の形態に
限らず、たとえば伝送回線として無線回線ではなく、基
地局と加入者局との間が光ファイバで接続された双方向
光回線においても適用することができる等、この発明の
要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることは
もちろんである。

【０１７１】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、既スロット割り当てを考慮することで、既送のデー
タ（パケット）にタイムスロットを割り当てないように
することができる。

【０１７２】また、この発明は、タイムスロットの浪費
を回避することができる。

【０１７３】さらに、この発明は、下り領域のデータ量
と上り領域のデータ量の合計容量は一定であるが、各デ
ータ量の比を１通信フレーム（１無線フレームあるいは
１有線フレーム）毎にダイナミックに変化させるダイナ
ミックスロット割当方式において、既送のパケットにタ
イムスロットを割り当てることによるタイムスロットの
浪費を回避することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施の形態が適用された通信シス
テムの構成図である。

【図２】下りデータ領域と下り固定長パケットの構造図
である。

【図３】隣接パケット有無情報の説明図である。

【図４】上りデータ領域と上り固定長パケットの構造図
である。

【図５】ＴＤＤ方式の加入者局の構成を示すブロック図
である。

【図６】ＴＤＤ方式の基地局の構成を示すブロック図で
ある。

【図７】下りデータ領域のスロット割当処理の説明に供
されるタイムチャートである。

【図８】上りデータ領域のスロット割当処理の説明に供
されるタイムチャートである。

【図９】ダイナミックスロット割当処理の説明に供され
るフローチャートである。

【図１０】ＦＤＤ方式の加入者局の構成を示すブロック
図である。

【図１１】ＦＤＤ方式の基地局の構成を示すブロック図
である。

【図１２】ＦＤＤ方式の無線フレームの構成図である。

【図１３】ＴＤＤ方式の無線フレームの構成図である。

【符号の説明】

１０…通信システム １１、１１Ａ
…基地局 １３…ネットワーク ２０…端末 ２１、２１Ａ…加入者局 ５４…スロッ
ト割当部 ６２…上り送信バッファ ６３、６６…
パケット数計測部 ６５…下り加入者局毎送信バッファ ６７…スロッ
ト割当記憶部 ７１…スロット要求 ７２…スロッ
ト割当

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 米田 真也 東京都三鷹市下連雀５丁目１番１号 日本 無線株式会社内 (72)発明者 水本 幸秀 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 安井 由幸 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 Ｆターム(参考） 5K028 AA11 BB06 CC02 CC05 HH00 KK01 KK12 LL12 LL13 MM05 RR02 5K067 AA13 BB21 CC08 EE02 EE10 EE22 HH22 HH23

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数のタイムスロットに区分された下りデ
   ータ領域を含む一定長さの通信フレームが一定周期で繰
   り返され、単一の基地局の送信バッファから読み出した
   パケットを複数の加入者局へ前記下りデータ領域のタイ
   ムスロットで伝送するデータ伝送装置において、 前記基地局は、 前記送信バッファ中の加入者局宛毎のパケット数を周期
   的に計測するパケット数計測部と、 計測したパケット数に基づいて、タイムスロットの割当
   を行うスロット割当部と、 タイムスロットの割当を記憶するスロット割当記憶部と
   を備え、 前記スロット割当部は、前記タイムスロットを割り当て
   る際に、前記計測パケット数から前記スロット割当記憶
   部に記憶されている既に割り当てられているパケット数
   を減算した値に基づいて割り当てることを特徴とするデ
   ータ伝送装置。
2. 【請求項２】請求項１記載のデータ伝送装置において、 前記データ伝送装置が、時分割多重データ伝送装置であ
   るとき、 前記スロット割当部が、今回の通信フレームでタイムス
   ロットを割り当てるとき、前回の通信フレームで割り当
   てているパケット数を減算した値に基づいて割り当てる
   ことを特徴とするデータ伝送装置。
3. 【請求項３】複数の加入者局から単一の基地局への送信
   が行われる上り回線と、前記単一の基地局から前記複数
   の加入者局への送信が行われる下り回線とを含む一定周
   期で繰り返される一定長さの通信フレームが存在し、 前記上り回線には、前記複数の加入者局から前記単一の
   基地局へタイムスロットを要求するスロット要求領域
   と、前記複数の加入者局から前記単一の基地局へパケッ
   トを送るために複数のタイムスロットに区分された上り
   データ領域が含まれ、 前記下り回線には、前記基地局からのスロット割当を前
   記複数の加入者局に通知するスロット割当領域が含まれ るデータ伝送装置において、 前記複数の加入者局は、それぞれ送信バッファと、該送
   信バッファ中のパケット数を計測するパケット数計測部
   を有し、周期的に前記送信バッファ中のパケット数を計
   測し、この計測値をタイムスロット要求数として前記ス
   ロット要求領域で送信し、 前記基地局は、受信したタイムスロット要求数に基づき
   前記上りデータ領域のタイムスロットを割り当てるスロ
   ット割当部と、タイムスロットの割当を記憶するスロッ
   ト割当記憶部とを有し、 前記スロット割当部は、前記タイムスロット要求数から
   前記スロット割当記憶部に記憶されている既に割り当て
   られているタイムスロット数を減算した値に基づき前記
   上りデータ領域のタイムスロットを割り当てることを特
   徴とするデータ伝送装置。
4. 【請求項４】請求項３記載のデータ伝送装置において、 前記データ伝送装置が、時分割多元接続データ伝送装置
   であるとき、 前記スロット割当部が、今回の通信フレームでタイムス
   ロットを割り当てるとき、前記タイムスロット要求数か
   ら前回および前々回の通信フレームで割り当てているタ
   イムスロットを減算した値に基づき割り当てることを特
   徴とするデータ伝送装置。
5. 【請求項５】複数の加入者局から単一の基地局への送信
   が行われる上り回線と、前記単一の基地局から前記複数
   の加入者局への送信が行われる下り回線とを含む一定周
   期で繰り返される一定長さの通信フレームが存在し、 前記上り回線には、前記複数の加入者局から前記単一の
   基地局へタイムスロットを要求するスロット要求領域
   と、前記複数の加入者局から前記単一の基地局へパケッ
   トを送るために複数のタイムスロットに区分された上り
   データ領域が含まれ、 前記下り回線には、前記基地局からのスロット割当を前
   記複数の加入者局に通知するスロット割当領域と、前記
   基地局から前記複数の加入者局へパケットを送るために
   複数のタイムスロットに区分された下りデータ領域が含
   まれるデータ伝送装置において、 前記複数の加入者局は、それぞれ、送信バッファと、該
   送信バッファ中のパケット数を計測するパケット数計測
   部を有し、周期的に前記送信バッファ中のパケット数を
   計測し、この計測値をタイムスロット要求数として前記
   スロット要求領域で送信し、 前記基地局は、 自身の送信バッファ中の加入者局宛毎のパケット数を周
   期的に計測するパケット数計測部と、 前記計測したパケット数に基づき前記下りデータ領域の
   タイムスロットを割り当てるとともに、受信したタイム
   スロット要求数に基づき前記上りデータ領域のタイムス
   ロットを割り当てるスロット割当部と、 タイムスロットの割当を記憶するスロット割当記憶部と
   を有し、 前記スロット割当部は、前記計測パケット数に基づいて
   前記下りデータ領域のタイムスロットを割り当てるとと
   もに前記タイムスロット要求数に基づき前記上りデータ
   のタイムスロットを割り当てる際に、前記計測パケット
   数および前記タイムスロット要求数から、前記スロット
   割当記憶部に記憶されている既に割り当てられているそ
   れぞれのタイムスロット数をそれぞれ減算した値に基づ
   いて割り当てるとともに、上下のデータ領域の分配量を
   決定して割り当てることを特徴とするデータ伝送装置。