JP2003258807A - 高度マルチポイントアクセスシステムのためのipプラットフォーム - Google Patents
高度マルチポイントアクセスシステムのためのipプラットフォームInfo
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Abstract
のIPプラットフォームを提供すること。 【解決手段】 LMDSシステムは、ダウンリンク(D
L)バーストに通信網終端個別変調/符号化(物理層)
を使用し、DLの帯域幅が絶えず変化し、上位層(I
P)の機能は、サービス優先度重視のトラフィック整形
を行えない。本発明は、層間フレーマへのフレーミング
機能とIP層機能の結合を提案する。両情報の結合によ
り、マルチ変調、マルチ符号化環境でQoSの提供が保
証される。QoSキューサーバは、常に、利用可能な実
際のデータフレームビット量を知り、転送すべき次IP
パケットを、サービス優先度の側面に基づき決定する。
DLフレームが一杯になるとすぐ、−最大DLフレーム
レートが、常に、層間フレーマの内部処理より遅いと想
定し−QoSサーバは、データの送達を停止する。
Description
トアクセスシステム、特にLMDSシステムのためのI
Pプラットフォームに関する。本発明は、参照により本
明細書に組み込む、本願の優先権主張の基礎をなす欧州
特許出願第01440405.7号に基づくものであ
る。
バーストがネットワーク終端装置に個別の変調/コーデ
ィング(物理層)スキーム(a network te
rmination individual modu
lation and coding(Physica
l layer)scheme)を使用しているため
に、ダウンリンクの帯域幅またはデータ速度が時間とと
もに絶えず変化している。ダウンリンクのデータ速度が
一定でないため、上位層(IP)の機能は、サービス優
先度を重視したトラフィック整形を行うことができな
い。基地局内のキューイング機能ブロックは、与えられ
たIPトラフィックをバッファリングしなければなら
ず、様々なサービス優先度を考慮しなければならない。
また、フレーマ機能ブロックは、ダウンリンクフレーム
を生成しなければならない。問題は、フレーマが与えら
れた負荷のQoS(サービス品質)要件について何も知
らず、またQoSキューイングも、実際に利用可能なダ
ウンリンクの帯域幅またはデータ速度に関して何も知ら
ないことである。これは、ダウンリンク無線経路におい
てQoSが失われることにつながる。
マを含む、ポイントツーマルチポイント無線ネットワー
ク、特にLMDSのための基地局であって、前記層間フ
レーマが、キューイングモジュールとダウンリンクフレ
ーマの直列接続を含み、前記ダウンリンクフレーマが、
ダウンリンクを介して伝送すべき次フレーム中の実際の
未使用シンボルの数を段階的に伝送するために、前記キ
ューイングモジュールへのフィードバックループを備
え、前記キューイングモジュールが、次フレーム中に含
めるためにどの情報パケットを前記ダウンリンクフレー
マに転送するべきかを段階的に決定することができ、そ
の決定が前記ダウンリンクフレーマが受け取った実際の
未使用シンボルの数に依存する、ポイントツーマルチポ
イント無線ネットワーク、特にLMDSのための基地局
の特許を請求するものである。
態では、前記キューイングモジュールが、優先度が異な
るサービス品質パラメータを中間で記憶するための少な
くとも2つのキューを含み、次フレーム中に含めるため
にどの情報パケットを前記ダウンリンクフレーマに転送
するべきかを決定することができ、その決定が、前記ダ
ウンリンクフレーマが受け取った実際の未使用シンボル
の数、サービス品質パラメータの優先度、および対応す
る、中間で記憶された転送すべき情報パケットの長さに
依存する。
キューイングモジュールは、プロセッサ、および異なる
サービス品質パラメータを中間で記憶するための少なく
とも2つのキューを含む。
記憶手段を含む。プロセッサは、例えば、デジタル信号
プロセッサ、コントローラ、マイクロプロセッサ、サー
バ等である。プロセッサは、決定プロセスを実行するた
めに、例えば、特定のソフトウェア、例えばプログラミ
ング言語、CまたはC++で書かれたコンピュータプロ
グラムによってプログラムされる。決定プロセス機能
は、例えば決定ロジックを使用したハードウェアソリュ
ーションによって実装することもできる。
情報パケットは、QPSKおよび/またはQAM変調デ
ータパケット、および/またはQPSKおよび/または
QAM変調IPパケットである。
および/または64QAMなどでよい。情報パケット
は、さらに、例えばFECまたはCRC(FEC=前進
型誤訂正)を使って符号化することができる。
基地局から少なくとも1つの加入者交換局に無線で送信
される。基地局は、例えば、IPネットワークに接続さ
れ、IPパケットを送信および受信する。パケットの伝
送には少なくとも3つの層が使用される。PHY層は、
パケットの変調および符号化情報を含む。MAC層は、
認可メッセージのようなMAC情報を含む。IP層は、
様々な種類のパケットカテゴリー/クラスの優先度、例
えばベストエフォート、データ速度保証などを挿入する
サービス品質情報を含む。基地局は、異なるQoSクラ
スを選択するためのIPクラシファイアを含む。対応す
るパケットは、中間で記憶される。中間で記憶されたパ
ケットのうちどれを最初にダウンリンクフレーマに転送
するかという決定が、キューイングモジュールにおいて
なされる。通常、高優先度のパケットが最初にサービス
される。無線で送信する新しいフレームを埋めるため
に、フレーマは、実際の未使用シンボルの数をキューイ
ングモジュールに示される。フレームは、最初は空であ
り、したがってキューイングモジュールには最大数が伝
送される。キューイングモジュールは、優先度が最も高
く、かつ中間で最も長く記憶されているパケットを選択
し、それをダウンリンクフレーマに伝送する。ダウンリ
ンクフレーマは、送信すべき次のフレーム中の実際の未
使用シンボルの数(最大数から受け取ったパケットのシ
ンボルを差し引いた数に相当する)を決定し、この数を
キューイングモジュールに伝送する。この手順は、次の
フレームが満たされるまで続く。次のフレームが無線で
加入者交換局に伝送され、伝送すべきその次のフレーム
について同じプロシージャが開始する。優先度が最も高
いパケットが未使用フレームの残りに収まらない場合、
キューイングモジュールは、長さがより短い、例えば異
なる変調のパケットを選択することができる。これは、
低優先度パケットのこともあり得る。中間で記憶されて
いるパケットをどのように転送するかを決定するプロセ
スは、例えば、最初に、例えば優先度が最も高い10パ
ケット、次に優先度がそれよりも低い3パケット、その
次に優先度が最も低い1パケットを伝送することによっ
てすべてのQoSクラスの転送を保証するなどの、特定
のアルゴリズムであることも可能である。フレームの残
りは、そのギャップに収まるパケットで満たすことがで
きる。
でフレーミング機能およびIP層機能を結合することを
提案する。両方の情報を結合することによって、マルチ
変調およびマルチ符号化環境の場合のQoSの提供を保
証する。
データフレームのビットの実際の量をフレーマから知ら
されており、したがって、QoSキューサーバは、転送
すべき次のIPパケットまたはパケットの一部を決定す
ることができる。この決定は、常に、サービス優先度と
いう側面に基づいている。ダウンリンクフレームが満た
されるとすぐに−最大ダウンリンクフレームレートが、
常に、層間フレーマ中の内部処理よりも遅いと想定する
−QoSサーバは、データの送達を停止する。ぎりぎり
の時間に−次のダウンリンクフレームを満たすのに十分
な時間があることを意味する−QoSサーバは、再び、
次のダウンリンクフレームのIPパケット(フラグメン
ト)の決定および送達を開始する。(IP)パケットを
分類することにより、データベースの支援を受けて、フ
レーマの処理に必要とされるすべてのQoS、MACお
よびPHYパラメータを確かめることができる。これら
の値、およびデータパケットの記憶位置は代表パケット
の中に挿入され、この代表パケットは専用論理キューに
転送される。この転送と同時に、データパケットは、中
央CSLパケットメモリ中に記憶される。重み付きキュ
ーイング&データパケット読取りプロセッサモジュール
は、自分のキューの1つからデータパケットを選択し、
次いで、フレーミングサブモジュールに、専用TCLパ
ケットペイロードに正確に収まるデータパケットの部分
の供給を開始する。この処理に必要なすべての情報は代
表パケットに記載される。
ー優先サービスは、可変リンク速度環境、例えばマルチ
変調および/またはマルチ符号化環境(データ受信者に
依存する変調符号化)で可能である。
にし、また、共用メモリのコンセプトを適用するため、
最小容量のメモリスペースしか必要としない。複雑さが
低減されたダウンリンクフレーマを使用することができ
る。
ルチポイントディストリビューションサービス(LMD
S)システム(基地局および加入者交換局を含む)内
の、この固定広帯域無線アクセスネットワークでQoS
を提供するために必要とされる機能を説明する。差異化
サービスアーキテクチャが適用されることを想定してい
る。指定された機能は、ネットワーク階層化モデルの階
層化に従って、また、それらのロケーションに従って構
造化されている。説明している機能は、異なるサービス
レベル合意(Service Level Agree
ments)のマルチプロバイダおよび複数加入者環境
も対象とする。以下はさらに、(IP)パケットベース
のLMDSシステムに必要とされる機能を説明する。本
明細書では、従来のアプリケーション、およびQoSを
意識しているアプリケーションのサービス品質(Qo
S)を保証する、MACおよび(IP)ネットワーク層
の機能に焦点を当てている。そのため、QoS機能を追
加するために差異化サービスアーキテクチャを適用して
いる。代替の統合サービスアーキテクチャは、その重要
なスケーラビリティ上の問題のために考慮しなかった。
しかし、それでも、本発明はこの代替アーキテクチャに
も適用可能である。
おいて説明する。
ションサービス(LMDS)システムは、多数の固定利
用者とバックボーンネットワークの間に無線双方向広帯
域接続を提供することを目的としている。バックボーン
ネットワークは、公衆ネットワークでも私設ネットワー
クでもよい。
リビューションシステムの概観を示す。
間のインタフェースは、基地局BSによって提供され
る。利用者側では、加入者交換局SSが、無線リンクと
利用者ネットワークの間のインタフェースを提供する。
LMDSは、バースト性データサービスと固定ビットレ
ートサービスのミックスを可能にするマルチサービスプ
ラットフォームであり、記載の実施形態では、ネットワ
ーク層はIPに基づく。アプリケーション要件に応じて
必要な品質が提供されるように、異なるサービス品質
(QoS)クラスがサポートされる。例えば、リアルタ
イムの音声アプリケーションは、ファイル転送よりも遅
延および遅延ジッタが少なくなければならない。様々な
データフローを適切な諸サービスクラスで転送するため
に、差異化サービスアーキテクチャが使用される。
ャネルリソースを共用することを可能にする。特に、無
線チャネルが複数の利用者によって使用される、利用者
から基地局への方向においては、MACプロトコルが競
合および帯域幅の割振りを解決する。MACプロトコル
は、同じ媒体を目指して競合する様々な並行するアプリ
ケーションのQoS要求に応じて、無線チャネルへのア
クセスを提供する。
線リンクを使って転送および交換ネットワークにアクセ
スし、それによってインターネット、彼らの私設イント
ラネット(VPN)、および公衆または私設電話システ
ムにアクセスした場合の例を示す。この例では、利用者
x、y、zは、様々な接続が、必要なQoSを得て、か
つ互いに妨害しないことを保証する共用SSによって、
無線リンクにアクセスしている。この例で何人かの利用
者はまた、通常、下流方向においては上流方向において
よりもずっと広い帯域幅を持つ非対称接続を必要とし、
また、通常、この例の何人かの利用者が私設または公衆
電話システムにアクセスしている、IPアプリケーショ
ンによる音声の場合ほど高いサービス品質を必要としな
い高速インターネットアクセスを行っている。
のLMDSシステムの要件は、以下のように簡単に要約
することができる。 −従来のアプリケーションおよびQoSを意識している
IPアプリケーションのサービス品質 −差異化サービスのサポート −LMDSシステム −同じSSのLANインタフェースに関して独立した契
約をしている複数のユーザまたはユーザグループのサポ
ート −IPフローおよびサービスフローのIDごとのポリシ
ー機能のサポート −SSモードは、GPT(端末ごとの認可)またはGP
C(接続ごとの認可)であってよい −サービス優先度を重視した高速かつ公平なリソース配
分
与えられたデータパケットをCSLパケット中にカプセ
ル化し、それによってMAC層が様々な上位層のトラフ
ィックタイプをトンネルできるようにする。CSL機能
は、アップリンクおよびダウンリンクに共通である。本
明細書は、IPパケットを収束副層(CSL)パケット
にカプセル化することに重点を置いている。
ードの一部が2つ以上のMAC PDUに分割されるプ
ロセスである(図2)。誘導されたMACサービスデー
タ単位(MSDU)の長さは、利用可能な帯域幅を有効
に使用できるように、可変であることも可能である(ア
ップリンク)。
す。CSLパケットを、黒枠の箱として示している。箱
はCSLヘッダで構成される。
アップリンク方向では、MAC層の機能ブロック(図
3)は、必要とする制御信号(接続ID CID、フラ
グメンテーション制御FC、フラグメントシーケンス番
号FSN)を伴うCSLパケットから、フラグメント
(MACサービスデータ単位)を受け取り、これらをM
AC PDU中に収める。
ようにMAC PDU中に挿入されるかを示す。
ドワードに収まるように、セグメントに分割される。
(最後の)セグメントが小さすぎる場合は、バイトスタ
ッフィング(bytestuffing)が使用される
(図3参照)。セグメントは、TCLパケットが最初ま
たはそれに続くMAC PDUセグメントを伴うかどう
かを示すポインタとともに、TCLパケット中に挿入さ
れる。最後のMAC PDUセグメントを伴うTCLパ
ケットがスタッフィングバイトを含む場合、ポインタは
最初のスタッフィングバイトをマークする。
/TDMの変形形態が最も興味深いと考えられるため、
それに重点を置いている。TCLパケットは、バースト
記述テーブル内に定義されているコーディング戦略で符
号化される。適用するバーストコーディング(burs
t coding)の選択は、ダウンリンクマップ(D
Lマップ)中の索引(ダウンリンク内部利用コード−D
IUC)を使用して行う。ダウンリンクバースト(図
5)は、次いで、スクランブルされ、同じくバースト記
述に従って、シンボルにマップされる。結果として得ら
れるPLシンボルコードワードは、適当な位置でダウン
リンクフレーム中にマップされる。このダウンリンクフ
レームは、2つの必須かつ可変サイズのフィールド(P
HYおよびMAC)と、それに続く、4QAM、16Q
AM、64QAM用の任意かつ可変サイズのペイロード
エリアを有する。
す。
す。
UL PLバーストに挿入されることを除き、ダウンリ
ンクの機能にきわめて似ている。バースト記述も、上流
の内部利用コード(UIUC)によって索引される、バ
ースト記述テーブルによって与えられる。ダウンリンク
フレームのMAC制御フィールド中に配置されているア
ップリンクマップMACメッセージ内において、SS
は、それらの認可情報を得る。この認可情報は、接続I
D、UIUCおよびアップリンクのバーストサイズを提
示する。MAC PDUは、複数のアップリンクバース
トで転送され得る。
ウンリンクおよびアップリンクのデータ経路に分離され
たBSおよびSSの機能の概観を示す。LMDSシステ
ムのQoSの挙動に大きな影響を与える機能は、太字で
印刷してある。図は、主要(データフロー関連)機能を
含めて、4種類の象限を示す。ダウンリンクまたはアッ
プリンクの矢印を辿ると、プロセスの順序がわかる。
図8には、IPベースの基地局を示す。これは、以下の
主な機能ブロックを含む。
ったIPパケットは、最初に、IPおよび/または転送
プロトコル(UDP、TCP)の専用ヘッダフィールド
を使って分類される−3層および4層の処理。IPパケ
ットの分類は、抽出した情報を使ってデータベースをア
ドレス指定することにより行われる。そのように分類さ
れたIPパケットは、IPパケットの個々のヘッダを前
に付加する収束副層ブロックに転送される。これによっ
て、この収束副層パケットの次の処理ステップにおい
て、伴うプロトコル(IP、ATMなど)とは無関係に
一般的な処理を行うことが可能になる。このパケット
は、専用サービス優先度/クラスに対応する専用パケッ
トキューに記憶される。キューが輻輳した場合、パケッ
ト廃棄アルゴリズムがパケットの受け入れについて決定
する。ダウンストリームのフレームペイロードフィール
ドは、サービス優先キューからのデータで満たされる。
重み付きキューサーバは、データセグメントがキューか
ら取り出される順番を決定する。
何の機能も持たない。それでも、このブロックが、CS
Lヘッダを前に付けることによってIPパケットをCS
Lパケットにフレーム化し、それによって、異なるプロ
トコルを区別することが可能になると考えられる。CS
Lヘッダを前に付ける機能は、すべてのプロトコルパケ
ットに共通なパケットキューイング要件により、IP/
パケット層ブロックに移動される。CSLフラグメンテ
ーション機能は、この処理ブロック内に残る。
(IP)パケットは、このMAC接続内で転送される。
MACブロックは、(IP)パケットフラグメントを受
け取り、それらをMAC PDUペイロード中に挿入す
る。一方、MACCIDは、対応するMAC PDUの
ヘッダフィールド中に置かれる。さらに、フラグメンテ
ーション制御およびシーケンス番号がMACヘッダに追
加され、CSLパケットのリアセンブリが可能になる。
インタフェースを介して、コード化せずに伝送すること
はできない。したがって、TCLは、MACPDUをコ
ードワードに収まるデータ部分にセグメント化しなけれ
ばならない。任意のTCLセグメントに適用することが
できる複数のコーディングが定義されている。
ードのスクランブリングが含まれる。これらのコードワ
ードは、MACメッセージコードワードおよび物理層メ
ッセージコードワードとともに、ダウンリンクフレーム
に多重化しなければならない。同じ変調タイプで転送さ
れるコードワードは、フレーミングに従ってグループ化
される。シンボル数を単位とするグループサイズは前も
ってはわからず、与えられる負荷および対応するバース
ト記述子によって定義される。前のフレームが伝送され
ている間に、ダウンリンクフレーマおよびバーストプー
ルマネージャは、次に続くダウンリンクフレームを構築
する。シンボルマッパは、バイトとして物理層メモリ中
に記憶されているコードワードを、変調タイプによって
決定したシンボルに変換する。
スケジューラは、MAC層管理ブロック内の主要機能で
ある。MACリソーススケジューラは、5種類の指定さ
れたサービス優先度および異なるフィードバックメカニ
ズム(スリップ表示、ピギーバッキング(piggy−
backing)、ポールミー表示(poll me
indication)、バースト要求メッセージ)を
サポートしなければならない。これは、上流方向におい
てQoSを結果として提供する上でプロビジョニングに
とって重要な機能である。加入者交換局方向への通信イ
ンタフェースは、UL−マップメッセージによって構成
される。これらのUL−マップメッセージは、各ダウン
リンクフレーム中に挿入しなければならない。
ロック内で生成される。これらのメッセージは、与えら
れたトラフィックとともに変化する、ダウンリンクフレ
ームの実際の構造を示す。
および遅延の範囲、チャネル管理、登録管理、動的サー
ビス管理などのすべてのその他のMAC機能を収集す
る。これらのメッセージはまた、ダウンリンクフレーム
のPHYおよびMAC制御フィールド中にも挿入され
る。
クを示す。
P層の機能は、データ速度適合化のためのIPの分類お
よびIPのキューイングである。IPの分類では、IP
ヘッダから異なるフィールドを抽出する。IPv4の場
合、これらのフィールドは以下の通りである。 プロトコル IPの発信元および宛先アドレス(3層) 転送プロトコルの発信元および宛先ポート(4層)
て、MAC、伝送収束、および物理層など、BSダウン
リンクのさらなる層において必要とされるすべての関連
情報を提供するデータベースをアドレス指定する。この
IP層機能ブロック内では、データベースから受け取っ
たサービス品質パラメータを使用して、サービス優先度
レベルを識別する。サービス優先度レベルは、受け取っ
たIPパケットを記憶する「IPキューイング」サブブ
ロックに配置されている優先キューを判定する。これら
の優先キューは、高優先度サービスの遅延および/また
はパケット損失を最小限にするために必要とされる。ベ
ストエフォートサービスに属するIPパケット、または
データベース内に特定のエントリがないIPパケット
は、常に、優先度が最も低いキューに記憶される。
は、MAC層のPDUに必要とされる接続ID(CI
D)、および内部利用コード(DIUC)によって参照
される、対応するダウンリンクバースト情報である。Q
oSパラメータは、デフォルトではベストエフォートと
考えられる。受け取ったIPに関して、データベース内
にエントリがない場合、このパケットは落とされる。デ
ータベース情報のためのIPルーティング情報を決定す
るのに必要なIPルーティングプロトコル、およびアド
レス解決プロトコルについてはここでは述べない。
Pパケットの転送を制御する。これによって、物理層の
サブブロックは、IPパケットの読取りデータ速度を、
実際のダウンリンクのビットレートに適合させる(バッ
クプレシャーアルゴリズム)。次のフレーム周期の間に
ダウンリンクフレームを生成する物理層のサブブロック
は、必要とするペイロードデータを、IPキューイング
サブブロックに要求する。IPキューイングサブブロッ
クは、ダウンリンクフレーム中に挿入するための正しい
コードワードを中間サブブロックが生成できるような方
法で、優先度を決定して、データセグメントおよび要求
された制御信号を転送する。
におけるパケット(IPパケット)の分類は、個々の、
または統合されたIPフローに専用QoS特性を提供す
るための主要機能である。IPv4またはIPv6パケ
ット、および/またはUDPまたはTCP宛先ポートの
IPヘッダ(差異化サービスDS、プロトコル、宛先ア
ドレス、トラフィッククラス、フローラベル)の1つま
たはいくつかのフィールドについて、分類がなされる。
これらの情報フィールドを使ってデータベースをアドレ
ス指定することによって、IP分類サブブロックは、フ
ローの分類のための情報、および必要とするMAC、T
CSおよびPHY層の情報を受け取る。デフォルトのQ
oS分類は「ベストエフォート」である。すべての「ベ
ストエフォート」パケットは、IPキューイングサブブ
ロックのサービス優先度が最も低いキュー中に記憶され
る。
ンクデータを測定および制限するために必要とされる。
ダウンリンクの帯域幅を共用するマルチプロバイダ環境
の場合、各サービスプロバイダの契約の準拠を監督する
必要がある。ポリシングモジュールは、与えられた負荷
が契約を超える場合には、データパケットを落とし、ま
たはドロップ優先順位を設定しなければならない。サー
ビスプロバイダのトラフィックのポリシングのほかに、
合意されたサービスレベル合意(SLA)に基づいてユ
ーザトラフィックのポリシングも必要なことがある。
のダウンリンク方向における適応型変調および可変FE
Cの定義によって、得られるダウンリンクペイロードの
データ速度は常に変化している。なぜならば、ダウンリ
ンクフレームで64QAM、16QAM、または4QA
Mを伝送するシンボルの量、および伝送するコードワー
ドのFECオーバヘッドは、フレームごとに絶えず変化
している。この変化の原因は、SSの個々のバースト
を、個々の効率(シンボル当たりのペイロードビット)
で定義することである可能性もある。異なるSSを介し
て宛先に到達するIPパケットは、異なるバーストで転
送される。したがって、ペイロードのデータ速度は、ト
ラフィックと時間に依存する。多くのトラフィック負荷
が、16QAMまたは4QAMを受け取るSSに比べ、
64QAMを受け取ることができるSSに向けて伝送さ
れた場合、平均ダウンリンクビットレートが大きくな
る。すべてのSSが4QAMしか受信できない最悪の場
合、したがってビットレートは低くなる。上述のダウン
リンクBSのスループットの変化、およびLMDSのM
AC層と、接続されているコアネットワークのIP層の
間の独立性の結果、速度への適合化、およびQoSを重
視したキューイングを、近接するエッジルータ/スイッ
チによって行うことができない。したがって、LMDS
システムは、異なるビットレートに適合するために、そ
の入口でIPキューイング機能を追加しなければならな
い。
ーマルチポイント無線ネットワーク、特にLMDSのた
めの基地局であって、前記層間フレーマが、キューイン
グモジュール(IPキューイングサブブロック)とダウ
ンリンクフレーマの直列接続を含み、前記ダウンリンク
フレーマが、ダウンリンクを介して伝送すべき次フレー
ム中の実際の未使用シンボルの数を段階的に伝送するた
めに、前記キューイングモジュールへのフィードバック
ループを備え、前記キューイングモジュールが、次フレ
ーム中に含めるためにどの情報パケットを前記ダウンリ
ンクフレーマに転送するべきかを段階的に決定すること
ができ、その決定が前記ダウンリンクフレーマが受け取
った実際の未使用シンボルの数に依存する、ポイントツ
ーマルチポイント無線ネットワーク、特にLMDSのた
めの基地局を示す。
ーイングモジュールが、優先度が異なるサービス品質パ
ラメータを中間で記憶するための少なくとも2つのキュ
ーを含み、次フレーム中に含めるためにどの情報パケッ
トを前記ダウンリンクフレーマに転送するべきかを決定
することができ、その決定が、前記ダウンリンクフレー
マが受け取った実際の未使用シンボルの数、サービス品
質パラメータの優先度、および対応する、中間で記憶さ
れた、転送すべき情報パケットの長さに依存する。
ッファリング代替案: 単一のFIFOキュー(パケット廃棄メカニズムを含
む)の使用 複数のサービスクラスFIFOキュー(パケット廃棄メ
カニズムを含む)
最も単純な解決策であるが、リアルタイムおよびベスト
エフォートIPパケットが同じFIFOキューに記憶さ
れるという大きな欠点がある。これは、遅延に敏感なア
プリケーションに、キューイング遅延を最小限に抑える
ための優先度を与えることができないことを意味する。
高度なパケット廃棄メカニズムが適用されたとしても、
この基本的な欠点は残ったままである。したがって、代
替案1は、リアルタイムサービスの遅延および遅延ジッ
タ要件を保証するためには十分とは言えず、したがっ
て、次のシミュレーション段階では評価しない。
ム(しばしば、キューイングアルゴリズムまたは輻輳制
御アルゴリズムと呼ばれる)について触れ、簡単に紹介
する。これらのメカニズムは、文献の中の様々なアプリ
ケーションにおいて論じられ、研究されている。これら
のメカニズムは以下の通りである。ランダム早期廃棄
(RED)、またはイン/アウトによるRED(RED
with In and OUT)(RIO)、また
は2つのドロップ優先レベルによるテールドロップ
輳」が生じた場合に、落とすべきパケットを選択する方
法が異なる。
るパケットドロップ確率を持つ2つのキューしきい値を
定義する。
選択的に落とす。グラフ中、Min、Maxおよびp
は、選択可能なパラメータである。
比べて、バーストがよりよくサポートされる。平均キュ
ー深度が浅いために、遅延が少ない。TCPデータフロ
ー間で、よりフェアな帯域幅配分がなされる。
ローが区別できない。REDとTCPの間の輻輳制御の
相互作用のために、UDPトラフィックが支配する。
REDと類似であるが、各パケットタイプのドロップ優
先順位が異なる、パケットのタイプを区別する。
イプが、IP転送プロトコル(TCP、UDP)、また
はインプロファイルまたはトラフィック離脱プロファイ
ル挙動に関して異なることがある。
Oは、提案されている転送保証(DiffServ)に
従っている。UDPトラフィックがキューを支配しな
い。
識別することができない。実装のための労力が多い。
ロップは、REDまたはRIOと同様である。ステップ
機能を使用して、パケットを落とす。この機能は、平均
キュー深度の代わりにキュー深度を使用することを提案
する。
のポリシングを必要とする。
ーサーバおよびパケット廃棄アルゴリズムの1つととも
に、複数のキュー(妥当なキューの数は2から4)を導
入する。IPの分類に基づき、IPパケットは対応する
サービスキューに転送される。キューイングアルゴリズ
ムは、キューの充填状態ができるだけ少なくなるように
する。キューの個々のドロップ確率機能によって、遅延
がサービスに適合される。さらに、重み付きキューサー
バは、2つのメカニズムを使ってサービス優先度を決定
する。第1のメカニズムは、常に、空でなく、優先度が
高いキューを最初にサービスする。第2のメカニズム
は、空ではないキューについて、相対的なサービス確率
を定義する。それによって、高優先度のサービスキュー
中に常にトラフィックがある場合にも、ベストエフォー
トIPパケットが確実に忘れられないようにする。
全にかつ正しく受け取られて記憶された(IP)パケッ
トが、異なるパケットキュー中で待機しているかどうか
を判定しさえすればよい。低優先度の(IP)パケット
の実際の転送は、CSLサブブロックへ向けた優先度が
より高い(IP)パケットの転送によって、両方のパケ
ットが異なるCIDに属する場合には妨害される可能性
がある。なぜならば、MAC層は、同じCIDの複数の
パケットのフラグメントを転送する手段を持たないから
である。
満たすために必要なデータシンボルの数を示す値を、P
HY層サブブロックから受け取る。パケットキューイン
グ機能は、前に行われたIPの分類およびデータベース
へのアクセスから、コードワードのオーバヘッドバイト
を計算するためのすべての関連情報(CID、DIU
C)および選択された変調タイプを知っている。パケッ
トキューイング(機能)は、これを適用して、キューか
ら計算したデータバイト数を読み取って、コードワード
を生成する。キューサーバは、要求した数のダウンリン
クフレーム用のデータシンボルが供給されるまで、次の
コードワードの生成を即座に開始する。キューサーバ
は、新しいパケットの開始、システムが純粋にIPベー
スのものでない場合はパケットのタイプ、および、異な
るCIDに属するインターリーブされたパケットフラグ
メントをCSLが区別できるようにするCIDを、CS
Lのサブブロックに示す。
クは、送達されたMSDUが、完全なパケットか、また
はパケットフラグメントのみを含むかを、フレーム制御
(FC)信号を使ってMAC層のサブブロックに示す。
パケットのフラグメントだけだった場合には、フラグメ
ントシーケンス番号(FSN)も示す。MSDU、FC
およびFSNと同時に、CIDもMAC層サブブロック
に送る。
の(IP)パケット(のフラグメント)について前にサ
ービス優先度の決定を行った、パケットキューイングサ
ブブロックからの、パケット(のフラグメント)の読出
しを制御する。このパケットをMAC層上に転送するた
めに、MAC機能ブロックは、MACフレームカプセル
化機能を実行する。
コードワードに収まるように、セグメントに分割され
る。(最後の)セグメントが小さすぎる場合は、バイト
スタッフィングが使用される。セグメントは、TCLパ
ケットが最初またはそれに続くMAC PDUセグメン
トを伴うかどうかを示すポインタとともに、TCLパケ
ット中に挿入される。最後のMAC PDUセグメント
を伴うTCLパケットがスタッフィングバイトを含む場
合、そのポインタは最初のスタッフィングバイトをマー
クする。
は、バースト記述子に応じてリードソロモン(Reed
−Solomon)またはターボコーディング(Tur
bo Coding)を実行するコーディングサブブロ
ックを含む。コーディング機能の詳細パラメータは、I
Pの分類およびデータベースサブモジュールから送達さ
れる。コーディングをTCLパケットペイロードに追加
した後、次いで、TCLパケットを、スクランブリング
定義を使ってスクランブルする。誘導された、PLがス
クランブルしたコードワードは、バーストプールメモリ
中に転送される。バーストプールメモリは、変調タイプ
を表す3つのエリアに動的に分割される。変調タイプご
とに複数のコーディングがある場合は、さらなる細区分
が必要となる。FDD/TDMの場合、PLがスクラン
ブルした、同じバースト記述子(変調、コーディング、
スクランブリングなど)を備えたコードワードは、ダウ
ンリンクフレーム中で、共にグループ化され、したがっ
て、バーストプールメモリにおいても(論理的に)グル
ープ化される。このようなグループのそれぞれは、バー
スト記述子(DIUC)および物理スロットスタートを
示すことによって、DLマップ内で知らされる。
の主要な機能は、この場合のさらなる調査の焦点でもあ
る、MACスケジューラである。MACスケジューラ
は、SS認可を生成し、ULマップマネージャは、受け
取ったデータ認可を有効なULマップメッセージ中に挿
入する。
に従ってデータ伝送をスケジュールするための適切な基
盤を提供する。それは、優先度レベルごとに1機能づ
つ、複数の独立したスケジュール機能(認可マネージ
ャ)があることを示す。各認可マネージャは、トラフィ
ックパラメータで構成されなければならない。
ィードバック情報を受け取る。したがって、例えば、U
GSタイプの認可を生成するCBR認可マネージャは、
CBRキューがプログラム可能なしきい値を超えた場合
には、SSからスリップ表示(SI)情報を得る。スリ
ップ表示を受け取ると、CBR認可マネージャは、認可
速度をわずかに(約1%)上げて、キュー満杯状態を、
そしてそれによってデータパケットのキューイング遅延
を、ゆっくりと減少させる。非CBRタイプのトラフィ
ックについては、バースト性トラフィックソース(bu
rsty traffic sources)に対し
て、適切かつ動的に反応するように定義された様々なメ
カニズムがある。これらのフィードバック情報は、認可
速度を修正するために、対応する認可マネージャに転送
される。
入すべきデータ認可を生成する。これによって、データ
認可の異なる優先度が重視されなければならない。
び異なるサービス優先度の間に、フェアかつQoSを重
視した方法で、認可を分配しなければならない。
は、TCPおよびUDPのトラフィック処理能力に強い
影響をもっており、したがって十分な妥当性確認タスク
を必要とする。
リンクの機能説明においては、伝送収束層が使用可能で
あり、また、接続されているバックボーンネットワーク
中の利用可能な帯域幅が、アップリンクの無線インタフ
ェース上の帯域幅よりも広いと想定している。したがっ
て、BSアップリンクの主要なタスクは、IPパケット
を取り出し、それらを最小限の遅延でバックボーンネッ
トワークに向けて送ることである。さらに、2つの主要
ななMAC関連情報が、アップリンクデータストリーム
から抽出されなければならない。1つは、アップリンク
のバーストサブフレーム構造のBW要求競合エリア(図
15参照)中の競合表示である。この情報は、MACス
ケジューラが、いくつかのバースト要求メッセージが同
時に送られたことを識別し、競合しているSSに向けて
アップリンク帯域幅を高速に供給するために、競合解決
プロセスを開始できるようにするために必須である。も
う一方の主要なMAC関連メッセージは、MACスケジ
ューラに、SS内で待機しているミニスロットの数につ
いて知らせるMAC要求メッセージ自体である。MAC
スケジューラは、この情報を処理し、より優先度の高い
要求が受け付けられるとすぐに、このSSに帯域幅を供
給する。
ックを示す。
で、アップリンクバーストからTCLパケットの抽出を
処理する。これらのTCLパケットは、MACモジュー
ル内で、MAC PDUを得るためにリアセンブルされ
る。失われたTCLパケットは不完全なMAC PDU
となり、落とされる。MACモジュールはまた、接続I
D(CID)のルーティングを行って、MACマネージ
ャに向けて転送されなければならないMAC関連のMA
C PDUを識別する。
ビスデータユニットをデフラグメントし、収束副層ヘッ
ダを除去する。取り出されたIPパケットは、IPベー
スのバックボーンに向けて転送される。
サブフレーム構造を示す。
局(SS)の2つの異なる動作モード、「端末ごとの認
可(GPT)」モードおよび「接続ごとの認可(GP
C)」モードを定義する。第1の場合では、SSに属す
るすべての接続に対して帯域幅が認可されるが、第2の
場合では、BSが各接続に対して明白に帯域幅を認可す
る。GPCモードは、よりインテリジェントなSSが最
後の瞬間に決定を行うことができ、また、スケジューリ
ングサービスによっては、帯域幅スティールメカニズム
(bandwidthstealing mechan
ism)が可能なものもあるため、おそらくもともとB
Sによって認可されたのとは異なって帯域幅を利用する
ことができる。以下に、GPTモードで動作するSSに
ついて説明する。図16は、次の機能ブロックにモジュ
ラー化された、アップリンク方向のSSを示す。
パケットの分類を実行する。専用フローについては、ポ
リシングが実行され、その結果、ドロップ表示またはパ
ケットのドロップにさえなる。
ービスフロー中に関連付けられる。サービスフローのコ
ンセプトは、MACプロトコルの動作の中心となるもの
であり、サービス品質管理のためのメカニズムを提供す
る。データは接続間を伝送される。サービスフローの接
続へのマッピングも、このモジュール内でなされる。
定義され、各サービスタイプごとに専用キューが実装さ
れる。接続は、これらの優先キュー中にマップされる。
重み付きキューサーバは、どのキューを処理するか、ま
たキューから取り出されるデータセグメントのサイズを
判定する。
タセグメントを受け取り、特に接続IDを含む、生成さ
れたMACヘッダを前に付ける。
ップリンクモジュールを示す。
ムでは、パケット層ブロックは、後方に配置されたユー
ザ機器からIPパケットを受け取る。システム中で、I
P QoSメカニズムを、差異化サービスまたは統合サ
ービスとして使用可能にするためには、次に続くポリシ
ング機能のための、異なるIPパケットの分類が必要と
なる。図17は、IP QoS機能を使用可能にするた
めに必要とされる全般的な機能ブロックを示す。
ィールドを抽出することによって、異なるフローに分類
される。IPv4パケットの場合は、発信元IPアドレ
ス、および利用可能ならばTCP/UDP発信元ポー
ト、IPv6パケットの場合は、発信元アドレスおよび
フローラベルがあれば、パケットを分類するのには十分
である。これらの情報に基づいて、パケットはIPフロ
ー中に関連付けられる。さらに、これらの情報を使っ
て、パケットポリシング機能ブロック中で使用されるサ
ービスプロファイルを提供するデータベースがアドレス
指定される。この機能ブロック内では、トラフィックプ
ロファイルによって与えられたトラフィック契約に適合
しているかどうかに関して、分類されたパケットフロー
の監視がなされる。不適合の場合、ドロップ表示フラグ
を立てることによって、パケットが示される。後で、サ
ービスフローモジュールにおいて、いくつかのパケット
フローを1つのサービスフローに合流させることによっ
て多重化ゲインを達成することが可能なので、このブロ
ックにおいてパケットを落とすことは必須ではない。し
たがって、ドロップ表示は、後のサービスフローポリシ
ング機能のために不適合パケットを判定するのに必要で
ある。
ーモジュール内には、収束副層機能ブロック(CSLブ
ロック)が配置されている。IPパケットをMAC層の
接続およびサービスにマップすることが、この収束副層
のタスクである。パケットモジュールから来るIPパケ
ットは、CSLパケットにカプセル化されて、IPヘッ
ダの内容に基づいてMAC転送接続にマップされる。C
SLブロックは、IPv4およびIPv6パケットの両
方を受け入れる。サービスフローのコンセプトがMAC
プロトコルの動作の中心であり、またサービス品質管理
のメカニズムを提供するため、サービスフローへのパケ
ットのマッピングは重要である。複数のパケットフロー
を単一のサービスフローで供給することができ、この場
合、各サービスフローは、以下の属性で特徴付けられ
る。 −サービスフローID −接続ID −QoSパラメータセット
ポリシングがサービスフローレベルでなされるため、パ
ケットの識別、および対応するサービスフローへの割当
が必要である。入りパケットが属するサービスフローの
識別は、IPヘッダの内容に基づく。表1にはIPv4
用の、表2にはIPv6用の関連するIPヘッダフィー
ルドをリストアップしている。
ダ情報を処理して、サービスフロー識別子(SFID)
に与える。SFIDを使って、サービスフローのために
定義され、保持されている、待ち時間、ジッタ、スルー
プットの保証などのQoSパラメータを備えたデータベ
ースがアドレス指定される。データベースは、要求され
たQoSパラメータセットを、保持されているリソース
が転送されるパケットに正しく割り当てられるようにす
るパケットスケジューラに送達する。さらに、パケット
スケジューラは、トラフィック契約に適合しないパケッ
トを廃棄するタスクも行う。この場合、パケットスケジ
ューラは、ドロップ表示フラグセットを立てているパケ
ットを最初に廃棄する。
ポリシングブロックに一様なインタフェースを提供し、
CSLヘッダを前に付けることによって、異なるプロト
コルを隠す。
す。
イプの上流方向スケジューリングサービスが定義され
る。スケジューリングサービスは、ポーリング/認可プ
ロセスの効率を改善するように設計される。各接続は、
CIDが識別する専用スケジュールサービスに割り当て
られる。各サービスは、特定のタイプのデータフローに
合わせて調整される。基本的なサービスは、以下を含
む。
ルタイムサービスフロー(Tl/El、VoIPなど)
をサポートするように設計される。このサービスは、リ
アルタイムかつ定期的に固定サイズの認可を与える。
PS) 可変サイズのデータパケットを定期的に生成するリアル
タイムサービスフロー(MPEGビデオ)、最適なデー
タ転送効率のための可変認可サイズをサポートし、定期
的なユニキャストの要求の機会を与える。
らない認可サービス(UGS−AD) かなり長時間(>x*10ms、無音時圧縮によるVo
IP)、非アクティブになる場合がある、請求によらな
い認可サービスフローをサポートし、フローがアクティ
ブな場合にはUGSを提供し、フローが非アクティブな
場合にはユニキャストポーリングを提供し、この場合、
フローの非アクティブ状態は未使用認可によって検出さ
れる。UGS−ADは、UGSとrtPSを組み合わせ
たものである。1度に一つのスケジューリングサービス
のみがアクティブになる。
rtPS) 広帯域幅FTPなど、定期的に可変サイズデータ認可を
要求する、非リアルタイムサービスフローをサポートす
る。
提供する。
ットを、CIDに基づいて、適切なキュー中にマップす
る。キュー制御ブロックは、異なるキュー中のレベルを
監視し、入りパケットを廃棄すべきかどうかを決定す
る。このキュー制御メカニズムは、特に、低優先度のサ
ービスクラスにおける接続、例えばベストエフォートサ
ービスの場合には、トラフィック契約の紛失のためにこ
れらの接続をポリシングすることができないために重要
である。
て、ピギーバック要求がキューに従い計算される。ピギ
ーバック要求はMACコントローラに転送される。
ら取り出されるデータフラグメントのサイズは、重み付
きキューサーバによって決定される。キュー中で待機し
ているCSLパケットのフラグメンテーションは、次の
アップリンクバーストに認可された帯域幅に依存する。
MACコントローラは、重み付きキューサーバにこの情
報を提供する。
つの機能ブロック、MAC−PDUジェネレータおよび
セグメンテーション機能ブロックを有する。
ーイングモジュールから受け取ったデータ、およびMA
Cコントローラから受け取ったMACメッセージを、M
AC−PDUにカプセル化する。MACヘッダを構築す
るための情報も、このモジュールによって提供される。
完全なMAC−PDUは、次いで、正しいコードワード
サイズに分割されなければならない。
MAC−PDUセグメントからPLコードワードを生成
する。これらのコードワードは、その後、コード化さ
れ、かつスクランブルされる。
ク伝送フレーム(FDD/TDMの場合)は、図20に
示すように定義される。各加入者交換局は、4QAM変
調のフレーム制御ヘッダを受け取ることができなければ
ならない(それ自身の変調を受け取る能力とは関係な
く)。フレーム制御ヘッダは、どこで変調が変化するか
の表示を含む。データセクションでは、データおよび制
御メッセージが特定のSSに向けて伝送される。データ
フィールドでは、例えばQAM4およびQAM16な
ど、異なる種類の変調のデータパケットを伝送すること
ができる。異なる変調のデータフィールド間の境界は、
動的に変化し得る。
す。
データを、受け取って処理するために必要なモジュール
を示す。 −PHYモジュール −MACモジュール −収束モジュール
ジュールを示す。
MACコントローラから変調モードを変更するようにと
いう指示を得るまで、DLフレームを受け取って、QA
M4シンボルのシンボルデマッピングを実行する。シン
ボルは、PLがスクランブルした1つのコードワード用
のシンボル量を受け取るまで蓄積される。コードワード
を復号できるようになる前に、PLがスクランブルした
コードワードがデスクランブルされる。PHYモジュー
ルは、TCLパケットをMACモジュールに転送する。
リアセンブル機能ブロックは、PHYモジュールから受
け取ったTCLパケットを収集し、セグメントをMAC
−PDUに組み立てる。以下のブロックは、データMA
C−PDUと制御MAC−PDUを区別する。
送される。これらのPDUは、以下の情報を運ぶ。 PHY制御情報 −同時通信物理層情報 −ダウンリンクマップ −フレーム番号付け MAC制御情報 −MACバージョン識別子 −アップリンクマップ 専用MACメッセージ −範囲設定メッセージ −電力制御メッセージ −登録メッセージ
モジュールに送達される。
C PDUを得て、リアセンブリを行い、CSLデータ
パケットにする。デカプセル化機能は、CSLヘッダを
除去し、(IP)データパケットをユーザの端末インタ
フェースに向けて転送する。
提供し、IPベースのアプリケーションに保証されたサ
ービス品質が提供されなければならず、同時に、可変変
調およびコーディング要件のためにダウンリンクの帯域
幅またはデータ速度が絶えず変化する、ポイントツーマ
ルチポイント(ダウンリンク)アクセスネットワークに
最も適している。
終端で個々の変調およびコーディングを行う(物理層)
スキームを使用しているために、ダウンリンクの帯域幅
またはデータ速度が時間とともに絶えず変化していると
いう事実によって、上位層(IP)の機能は、サービス
優先度を重視したトラフィック整形を行うことができな
い。基地局内のキューイング機能ブロックは、与えられ
たトラフィックをバッファに入れなければならず、また
様々なサービス優先度を考慮しなければならない。フレ
ーマ機能ブロックは、ダウンリンクフレームを生成しな
ければならない。問題は、フレーマが与えられる負荷の
QoS要件について何も知らず、またQoSキューイン
グも、実際に利用可能なダウンリンクの帯域幅に関して
何も知らないことである。これは、ダウンリンク経路に
おいてQoSが失われることにつながる。
シファイアについて何も知らないため、IPアプリケー
ションのQoSをサポートできない。一方、QoSキュ
ーサーバは、ダウンリンクフレームに収まるデータビッ
トの実際の量について何も知らない場合には、QoSを
保証することができない。
とフレーマ(下位層)の間の情報のギャップを埋める、
層間フレーマに基づく。
で両方の(フレーミングおよびIP層)機能を結合する
ことを提案する。両情報を結合することによって、マル
チ変調およびマルチ符号化環境の場合のQoSの提供を
保証することができる。これは、QoSキューサーバ
が、常に、利用可能なデータフレームのビットの実際の
量をフレーマから知らされており、それによって、Qo
Sキューサーバは、転送すべき次のIPパケットまたは
パケットの一部を決定することができるという事実によ
る。この決定は、常に、サービス優先度という側面に基
づいている。ダウンリンクフレームが満たされるとすぐ
に−最大ダウンリンクフレームレートが、常に、層間フ
レーマ中の内部処理よりも遅いと想定する−QoSサー
バは、データの送達を停止する。最後の時間に−次のダ
ウンリンクフレームを満たすのに十分な時間があること
を意味する−QoSサーバは、再び、次のダウンリンク
フレームのIPパケット(フラグメント)の決定および
送達を開始する。
実装を説明する。ダウンリンクのフレーミングのため
に、PHYからMACまですべての層に十分なフレキシ
ビリティを持たせる結果、与えられたトラフィック負荷
が、実際のフレーム構造および実際に運ばれるオーバヘ
ッドに直接、影響を与え、それによって実際に達成可能
なペイロードのビットレートに、直接、影響を与えるこ
とになる。フレーマは、MACおよびPHYメッセー
ジ、およびユーザデータをダウンリンクフレーム中に多
重化しなればならない。多くの場合、MACおよびPH
Yメッセージは、ユーザデータに優先するため、フレー
マは、データペイロードを運ぶのに使用可能な、残って
いるシンボルの量を、各フレームごとに個々に計算しな
ければならない。フレーマは、所与のシンボルの量によ
り運ぶデータビットの数について何も知識がない。これ
は、パケットキューの中で待機しているデータパケット
が、個々の変調タイプおよびコーディングオーバヘッド
で転送されるという事実による。したがって、フレーマ
が、シンボルの量、およびそれがデータ入力(コードワ
ード)を受け入れる時間窓を、パケットの待機優先度お
よびバースト記述子を認識しているキューイングモジュ
ール(重み付きキューイング&データパケット読取りプ
ロセッサ)に対して示すことが予測される(図22)。
このモジュールは、CSLパケットメモリからのデータ
部分(TCLパケットのペイロード)の読み出し、MA
C、TCL、PLモジュール中における処理、およびフ
レーミングサブモジュール中に配置されている該当する
変調キューへの転送を制御する。
ット転送を可能にし、共用メモリのコンセプトを適用す
るため、最小容量のメモリスペースしか必要としない。
す。
の支援を受けて、フレーム処理に必要とされるすべての
QoS、MACおよびPHYパラメータを確かめること
ができる。これらの値、およびデータパケットの記憶位
置は代表パケットの中に挿入され、この代表パケットは
専用論理キューに転送される。この転送と同時に、デー
タパケットは中央CSLパケットメモリに記憶される。
ト読取りプロセッサモジュールは、自分のキューの1つ
からデータパケットを選択し、次いで、フレーミングサ
ブモジュールに、専用TCLパケットペイロードに正確
に収まるデータパケットの部分を供給し始める。この処
理に必要なすべての情報は代表パケット中に記載され
る。データパケット読取りプロセッサは、MAC、TC
L、およびPLモジュールも制御し、それらに要求され
た情報を提供する。データ読取りプロセスは、フレーミ
ングサブモジュールがデータ要求表示を設定するとすぐ
に開始する。データパケット読取りプロセッサは、この
開始信号と平行して、ダウンリンクフレーム中に残って
いるペイロードシンボルの数を得る。この情報によっ
て、最小限のスタッフィング情報でダウンリンクフレー
ムを満たすことを目標としてデータパケット部分の選択
を、さらに最適化することができる。スタッフィング情
報は、PLシンボルコードワードの数が利用可能なペイ
ロードフレームエリア中に収まらない場合、すぐに、ダ
ウンリンクフレーム中に挿入されなければならない。P
Lシンボルコードワード中のシンボルの量は、バースト
記述子に依存する。同じダウンリンクに対して、競合す
る複数のバースト記述子が可能である。異なるバースト
記述子に属するPLシンボルコードワードは、シンボル
の数のサイズが異なる。
ト読取りプロセッサは、2つの異なる最適化戦略に従わ
なければならない。主となる最適化戦略がサービス品質
目標に置かれることを明言しなければならない。最後
の、または最後のn個のPLシンボルコードワードにつ
いてのみ、最小限のスタッフィングシンボルアルゴリズ
ムが発動される。
バヘッド削減のための設計努力について、シミュレーシ
ョンモデルを使って調べる。
ンボルを受け取った場合、またはフレーム処理を開始し
なければならない場合、データパケット読取りプロセッ
サに送達の停止を指示する。フレーマの処理時間の間、
フレーミングサブモジュールは、受け取ったデータペイ
ロードに正確に収まるDLマップ、MACおよびPHY
情報を生成し、データ位置上のポインタをダウンリンク
フレーマジェネレータに渡す。ダウンリンクフレーマジ
ェネレータは、フレーム構造およびDLマップ情報に従
って、バイト処理からシンボルフォーマットへのオンザ
フライ変換(on the fly translat
ion)を行う。したがって、ダウンリンクフレーマジ
ェネレータは、最初に、4QAMのシンボルを生成する
フレーム制御ヘッダを生成する。このヘッダは、プリア
ンブルパターン、その次に、PHY制御部中に挿入しな
ければならないMACメッセージ(DLマップなど)、
その次に、MAC制御部中に挿入しなければならないM
ACメッセージ(UL−MAPなど)を含む。フレーム
制御ヘッダシンボルをダウンリンク変調ユニットに送達
した後、フレーマは、PLがスクランブルしたパケット
を4QAMキューから、次いで16QAMおよび64Q
AMキューから読み出し、バイト処理からシンボルの送
達へ、オンザフライ変換を行う。1つまたはいくつかの
変調キューがパケットを全く含んでいない場合、フレー
マは、次の変調キューにジャンプする。ダウンリンクを
満たすのに十分なデータがない場合には、フレームスタ
ッフィングが予測される。
ツーマルチポイント無線ネットワーク、特にLMDSの
ための基地局を示す。層間フレーマが、キューイングモ
ジュール(重み付きキューイングおよびデータパケット
読取りプロセッサ)とダウンリンクフレーマ(フレーム
ジェネレータ)の直列接続を含み、ダウンリンクフレー
マが、ダウンリンクを介して伝送すべき次フレーム中の
実際の未使用シンボルの数(要求シンボルの最大数)お
よびデータ要求指示を段階的に伝送するために、キュー
イングモジュールへのフィードバックループを備え、キ
ューイングモジュールが、次フレーム中に含めるために
どの情報パケットをダウンリンクフレーマに転送するべ
きかを段階的に決定することができ、その決定がダウン
リンクフレーマが受け取った実際の未使用シンボルの数
に依存する。
ーイングモジュールが、優先度が異なるサービス品質パ
ラメータを中間で記憶するための少なくとも2つのキュ
ーを含み、次フレーム中に含めるためにどの情報パケッ
トをダウンリンクフレーマに転送するべきかを決定する
ことができ、その決定が、ダウンリンクフレーマが受け
取った実際の未使用シンボルの数、サービス品質パラメ
ータの優先度、および対応する、転送すべき中間で記憶
された情報パケットの長さに依存する。
ツーマルチポイント無線ネットワーク、特にLMDSの
ための本発明の基地局を示す。層間フレーマが、キュー
イングモジュール(キュー、および少なくともQoSコ
ントローラの(機能の)一部)とダウンリンクフレーマ
の直列接続を含み、ダウンリンクフレーマが、ダウンリ
ンクを介して伝送すべき次フレーム中の実際の未使用シ
ンボルの数を段階的に伝送するために、キューイングモ
ジュールへのフィードバックループを備え、キューイン
グモジュールが、次フレーム中に含めるためにどの情報
パケットをダウンリンクフレーマに転送するべきかを段
階的に決定することができ、その決定がダウンリンクフ
レーマが受け取った実際の未使用シンボルの数に依存す
る。
ダウンリンクフレーマ、QoSコントローラ、アップリ
ンクデフレーマ、および競合処理を含む。伝送すべき次
のフレームの実際に残っているフレームシンボルのため
のフィードバックループは、ダウンリンクフレーマから
キューにフィードバックすることも、またはダウンリン
クフレーマからQoSコントローラにフィードバックす
ることもできる。
ングモジュールが、優先度が異なるサービス品質パラメ
ータを中間で記憶するための少なくとも2つのキューを
含み、次フレーム中に含めるためにどの情報パケットを
ダウンリンクフレーマに転送するべきかを決定すること
ができ、その決定が、ダウンリンクフレーマが受け取っ
た実際の未使用シンボルの数、サービス品質パラメータ
の優先度、および対応する、転送すべき中間で記憶され
た情報パケットの長さに依存する。
ンシステムの概観を示す図である。
AC PDUに挿入されるかを示す図である。
示す図である。
図である。
構造を示す。
モジュールを示す図である。
る。
す図である。
ggregate) BE ベストエフォート BS 基地局 BW 帯域幅 CBR 固定ビットレート CID 接続識別子 CSL 収束副層 DiffServ 差異化サービス DIUC ダウンリンク区間使用コード(Downli
nk Interval Usage Code) DL−MAP ダウンリンクマップ DS 差異化サービス DSCP 差異化サービスコードポイント FC フラグメンテーション制御 FDD 周波数分割二重化 FEC 前進型誤訂正 FIFO 先入れ先出し FSN フラグメントシーケンス番号 FTP ファイル転送プロトコル GPC 接続ごとの認可 GPT 端末ごとの認可 GW ゲートウェイ ID 識別子 IntServ 統合サービス IP インターネットプロトコル IPv4 インターネットプロトコルバージョン4 IPv6 インターネットプロトコルバージョン6 ISP インターネットサービスプロバイダ LAN ローカルエリアネットワーク LMDS ローカルマルチポイントディストリビューシ
ョンサービス MAC 媒体アクセス制御 MPEG 動画エキスパートグループ MSDU MACサービスデータユニット NAP ネットワークアクセスポイント nrtPS 非リアルタイムポーリングサービス PDU プロトコルデータユニット PHB パーホブビヘイビア(Per Hob Beh
avior) PHY 物理層 PL 物理層 PM ポールミー QAM 直交振幅変調 QoS サービス品質 RED ランダム早期検出 RIO イン/アウトによるRED rtPS リアルタイムポーリングサービス SFID サービスフロー識別 SI スリップ表示 SLA サービスレベル合意 SS 加入者交換局 TCL 伝送制御層 TCP 伝送制御プロトコル TDM 時間分割二重化 UDP ユーザデータプロトコル UGS 請求によらない認可サービス UGS−AD アクティビティ検出によるUGS UIUC アップリンク区間利用コード UL アップリンク VoIP ヴォイスオーバIP VPN 仮想私設ネットワーク
Claims (4)
- 【請求項1】 層間フレーマを含む、ポイントツーマル
チポイント無線ネットワーク、特にLMDSのための基
地局であって、前記層間フレーマが、キューイングモジ
ュールとダウンリンクフレーマの直列接続を含み、前記
ダウンリンクフレーマが、ダウンリンクを介して伝送す
べき次フレーム中の実際の未使用シンボルの数を段階的
に伝送するために、前記キューイングモジュールへのフ
ィードバックループを備え、前記キューイングモジュー
ルが、次フレーム中に含めるためにどの情報パケットを
前記ダウンリンクフレーマに転送するべきかを段階的に
決定することができ、その決定が前記ダウンリンクフレ
ーマが受け取った実際の未使用シンボルの数に依存す
る、ポイントツーマルチポイント無線ネットワーク、特
にLMDSのための基地局。 - 【請求項2】 前記キューイングモジュールが、優先度
が異なるサービス品質パラメータを中間で記憶するため
の少なくとも2つのキューを含み、次フレーム中に含め
るためにどの情報パケットを前記ダウンリンクフレーマ
に転送するべきかを決定することができ、その決定が、
前記ダウンリンクフレーマが受け取った実際の未使用シ
ンボルの数、サービス品質パラメータの優先度、および
対応する、中間で記憶された転送すべき情報パケットの
長さに依存する、請求項1に記載の基地局。 - 【請求項3】 前記キューイングモジュールが、プロセ
ッサと、異なるサービス品質パラメータを中間で記憶す
るための少なくとも2つのキューを含む、請求項1に記
載の基地局。 - 【請求項4】 前記情報パケットがQPSKおよび/ま
たはQAM変調データパケット、および/またはQPS
Kおよび/またはQAM変調IPパケットである、請求
項1に記載の基地局。
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