JP2005244505A - データ伝送システムにおけるオーバーフローの制御方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】無線アクセスシステムにおいて、加入者局で下りバッファオーバーフローが発生しても基地局と複数の加入者局との間の帯域を無駄に使用しないで有効に使用する。
【解決手段】加入者局２１の下り受信バッファ６１のバッファオーバーフローを検出したとき、ＴＤＤ／ＴＤＭＡ制御回路５２から基地局１１へオーバーフローがオン状態のフロー制御信号７４信号を送信する。このフロー制御信号７４を受信したスロット割当部５４は、対象加入者局２１に対する下り方向のデータの割当を停止する。
【選択図】図３

Description

この発明は、１つの基地局と複数の加入者局との間で時分割多元接続方式により双方向データ通信を行うデータ伝送システムにおけるオーバーフローの制御方法及びその装置に関し、特に、加入者局内で下り方向のバッファオーバーフローが発生した場合のデータ伝送システムにおけるオーバーフローの制御方法及びその装置に関する。

イーサネット（登録商標）フレーム（イーサフレームという。）等の可変長のデータフレームを、基地局あるいは各加入者局において固定長のデータパケットに分割し、基地局と複数の加入者局の間で双方向でデータを伝送し、基地局あるいは各加入者局において再び、元の長さのデータフレームに再合成するデータ伝送システムが、例えば無線アクセスシステムとして知られている（特許文献１参照）。

この無線アクセスシステムは、家庭や企業と電気通信事業者の交換局や有線回線との間を直接、無線により接続し固定回線として使用するシステムである。

特開２００３−２３４７１５号公報

ところで、このような無線アクセスシステムにおいて、基地局から加入者局へ下り方向のデータ伝送を行うと加入者局内の受信バッファがオーバーフローしてしまう可能性がある。例えば、オーバーフローするケースとしては、無線回線の伝送帯域よりも加入者局と該加入者局に接続される端末との間の回線の伝送帯域の方が小さい場合や、加入者局と端末との間の接続ケーブルが外れている場合等に発生する。

加入者局内の受信バッファでオーバーフローが発生した場合、基地局から加入者局へ伝送されたデータは、加入者局のバッファオーバーフロー処理で廃棄される。

このようにバッファオーバーフローが発生している間も基地局から対象加入者局に対してデータの伝送が行われるが、バッファオーバーフローが発生している加入者局へ伝送されたデータは加入者局内で廃棄されてしまう。このため、廃棄されてしまう無駄なデータが基地局から加入者局へ伝送されることとなり、結局、基地局と加入者局との間の無線回線の伝送帯域を無駄に使用してしまうという問題がある。

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、加入者局で下りオーバーフローが発生しても基地局と複数の加入者局との間の伝送回線の帯域を無駄に使用しないで有効に使用することを可能とするデータ伝送システムにおけるオーバーフローの制御方法及びその装置を提供することを目的とする。

この発明のデータ伝送システムにおけるオーバーフローの制御方法は、１つの基地局と複数の加入者局との間で時分割多元接続方式により双方向データ通信を行うデータ伝送システムにおける通信制御方法において、前記各加入者局内で下り受信バッファのオーバーフローを監視する過程と、ある加入者局でオーバーフローを検出したとき、オーバーフロー信号を上り回線で基地局に送信する過程と、オーバーフロー信号を受信した基地局が当該オーバーフロー信号を送信した加入者局に対する下り方向のデータの送信を停止する過程とを有することを特徴とする（請求項１記載の発明）。

この発明によれば、ある加入者局で下り方向のバッファオーバーフローが発生した場合、基地局へオーバーフロー信号を送信する。基地局はオーバーフロー信号を受信すると対象加入者局に対する下り方向のデータの送信を停止する。オーバーフローが発生している間、対象加入者局に対しての基地局からのデータの送信を停止することにより、伝送回線の無駄な帯域の使用を回避して帯域を有効に使用することができる。

この場合、オーバーフローを監視する過程では、下り受信バッファの空きバッファ量が閾値以下となった場合にオーバーフローであると検出し、データの送信を停止する過程では、基地局は、各加入者局がオーバーフロー状態にあるかどうかを記憶するフロー制御テーブルを有し、加入者局から送信されたオーバーフロー信号に基づきフロー制御テーブルの当該加入者局のオーバーフローをセットして、下り方向のデータの送信を停止するように制御することにより、オーバーフローの発生の可能性が検知でき、オーバーフローを原因としてデータが廃棄される可能性を回避することができる（請求項２記載の発明）。

なお、下り方向のデータの送信が停止された後、ある加入者局のオーバーフローを監視する過程で、オーバーフローの解除が検出されたとき、ある加入者局からの基地局に対する上り回線でオーバーフロー信号の送信を停止する過程と、基地局は、前記オーバーフロー信号の停止を検出したとき、フロー制御テーブルをリセットして、前記ある加入者局に対して下り方向のデータの送信を開始する通信再開過程とを有することで、オーバーフローが停止した場合には、すみやかに下り方向のデータの送信を再開することができる。また、フロー制御テーブルを参照することで、確実にオーバーフローの有無（オーバーフローが発生しているか解除されているか）を検出することができる（請求項３記載の発明）。

この発明のデータ伝送システムにおける通信制御装置は、１つの基地局と複数の加入者局との間で時分割多元接続方式により双方向データ通信を行うデータ伝送システムにおける通信制御装置において、前記各加入者局内で下り受信バッファのオーバーフローを監視するオーバーフロー監視手段と、ある加入者局でオーバーフローを検出したとき、オーバーフロー信号を上り回線で基地局に送信するオーバーフロー送信手段と、オーバーフロー信号を受信した基地局が当該オーバーフロー信号を送信した加入者局に対する下り方向のデータの送信を停止する送信停止手段とを有することを特徴とする（請求項４記載の発明）。

この発明によれば、ある加入者局のオーバーフロー監視手段により下り方向のバッファオーバーフローを検出したとき、オーバーフロー送信手段が、基地局へオーバーフロー信号を送信する。基地局はオーバーフロー信号を受信すると、送信停止手段が、対象加入者局に対する下り方向のデータの送信を停止する。このため、オーバーフローが発生している間、対象加入者局に対しての基地局からのデータの送信が停止され、無駄な帯域の使用を回避して帯域を有効に使用することができる。

この場合にも、基地局に、加入者局毎のオーバーフローの有無を格納するフロー制御テーブルを設け、このフロー制御テーブルをオーバーフロー信号の有無により更新し、かつ更新したフロー制御テーブルを参照して、下り方向のデータ送信の制御を行うことにより、データ送信の制御がより確実化される。

この発明によれば、加入者局の下り方向の受信バッファにオーバーフローが発生した場合あるいは発生する可能性がある場合、対象加入者局に対して下り方向のデータを伝送しないように制御するので、回線の帯域が無駄に使用されることを回避して帯域を有効に使用することができる。

以下、この発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、この発明の一実施形態が適用された無線通信システム（データ伝送システム）１０の全体的な構成を示している。

この無線通信システム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。

そして、この無線通信システム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）〜２１（３）（代表して加入者局２１という。）とから構成される。

無線回線の伝送路１５（１）〜１５（３）（代表して伝送路１５という。）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）〜２２（３）（代表してアンテナ２２という。）間の無線通信を通じて確立される。

各加入者局２１は、アンテナ２２に接続される高周波回路３２と、変復調回路５１と、通信制御回路３３を有し、通信制御回路３３を介してそれぞれパーソナルコンピュータ等の端末２０（１）〜２０（３）（代表して端末２０という。）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、アンテナ１２に接続される高周波回路１３２と、変復調回路１５１と、通信制御回路３４を有し、通信制御回路３４は、主に有線で、ネットワーク１３を介して、端末２０（１）〜２０（３）のそれぞれの対向機器１４（１）〜１４（３）（代表して対向機器１４という。）に接続されている。

各加入者局２１は、無線回線の伝送路１５及び基地局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、図示していないＷＷＷ（World Wide Web）サーバ等に接続されたＩＰ（Internet Protocol）網等を使用することができる。また、対向機器１４としては、サーバに限らず、図示しない他の基地局を介して接続される該他の基地局の加入者局（図示していない。）も含まれる。

基地局１１と複数の加入者局２１との間の通信には、ＴＤＤ（Time Division Duplex）／ＴＤＭＡ（Time Division multiple Access ）方式、いわゆる時分割多元接続方式を採用する双方向のデータ通信が可能である。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、例えば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。

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／ＴＤＭＡ方式を採用することができる。また、ＴＤＤ／ＴＤＭＡ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 Multiplex）方式とされ、上り方向はＴＤＭＡ方式とされる。

図２は、複数の加入者局２１と１つの基地局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（通信フレーム）の構成を示している。１無線フレーム（１通信フレーム）の周期は、１〜１０［ｍｓ］程度のうち、固定の周期、例えば１［ｍｓ］等に選択される。もちろん、１無線フレームの周期（長さ）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。

１無線フレームは、下り回線領域と上り回線領域とガードタイムＴＳ１６とから構成される。下り回線領域は、下りヘッダ領域ＴＳ１１と下りデータ領域ＴＳ１２を含む。上り回線領域は、基地局１１と各加入者局２１間の伝搬遅延を計測する等のための時間帯であるＤＭＦ（Delay Measurement Frame）領域ＴＳ１３と、各加入者局２１毎のフロー制御ビット（オーバーフロー発生時「１」、オーバーフロー解除時「０」）を含むスロット要求領域ＴＳ１４と、上りデータ領域ＴＳ１５とを含む。

１無線フレームの下り回線領域中、下りヘッダ領域ＴＳ１１は、１無線フレーム毎の受信同期信号を生成するためのプリアンブル領域ＴＳ１７と、基地局番号領域ＴＳ１８と、フレーム位置指定領域ＴＳ１９と、ＤＭＦ送信許可等の制御コマンドを含むコマンド領域ＴＳ２０と、スロット割当領域ＴＳ２１とから構成されている。なお、ＤＭＦ領域ＴＳ１３とスロット要求領域ＴＳ１４とは上りヘッダ領域ＴＳ２２を形成する。

１無線フレームの下り回線領域中、残りの下りデータ領域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、対向機器１４からネットワーク１３を通じて基地局１１に送信されたイーサフレーム等の可変長フレームが、所定バイト単位（この実施形態では、１２８バイト単位）で均等に分割された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Ｐｄ１、隣接パケット有無情報等の再合成情報を含む制御情報Ｐｄ２、実際のデータである固定長データＰｄ３、及び誤り検出符号Ｐｄ４から構成されている。

１無線フレームの上り回線領域中、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、端末２０から加入者局２１に送信されたイーサフレーム等の可変長フレームが、所定バイト単位（この実施形態では、１２８バイト単位）で均等に分割された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は、ガードタイムＰｕ１、プリアンブルＰｕ２、加入者局番号Ｐｕ３、隣接パケット有無情報等の再合成情報を含む制御情報Ｐｕ４、実際のデータである固定長データＰｕ５、及び誤り検出符号Ｐｕ６から構成されている。

なお、上下データ領域ＴＳ１２、ＴＳ１５の構成は、ＴＤＤ／ＴＤＭＡ方式とＦＤＤ／ＴＤＭＡ方式とで共通である。

図３は、例としての各加入者局２１と基地局１１の詳細構成を示す無線通信システム１０を示している。なお、図３において、図１に示したアンテナ１２、２２、高周波回路３２、１３２、及び変復調回路５１、１５１は図示していない。

加入者局２１の通信制御回路３３は、変復調回路５１（図１参照）に接続されるＴＤＤ／ＴＤＭＡ制御回路５２の他、端末２０に接続される通信インタフェース回路５３、自身の空きバッファ量が閾値以下となったときにオーバーフローであると検出しオーバーフロー信号をＴＤＤ／ＴＤＭＡ制御回路５２に供給する下り受信バッファ６１、上り送信バッファ６２及びパケット数計測部６３を備えている。なお、下り受信バッファ６１の閾値は、予め設定されているが、トラフィック量等により変更が必要であれば、例えば基地局１１の通信インタフェース１５３に接続される不図示の端末（外部端末）から閾値の設定値を変更することが可能である。また、当該外部端末から加入者局２１（の端末２０）に設定変更の要請を通知し、端末２０のユーザ、すなわち加入者に、加入者自身の端末２０から設定を変更するようにすることも可能である。

パケット数計測部６３は、各加入者局２１の上り送信バッファ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、これを上りスロット要求（上りスロット要求数）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の情報及びオーバーフローの存否を表すフロー制御信号７４は、ＴＤＤ／ＴＤＭＡ制御回路５２からスロット要求領域ＴＳ１４の時間帯で、図３に模式的に示すように、伝送路１５を通じ基地局１１のスロット割当部５４に通知される。なお、スロット要求領域ＴＳ１４は、各加入者局２１が自局の上り送信バッファ６２に蓄積されているパケットの量、すなわちバッファ量を基地局１１に通知する領域であり、プリアンブル、加入者局番号、上り送信バッファ６２のバッファ量である上りスロット要求数７１及び誤り検出符号から構成されている。この中、現在、スロット要求数７１の最上位ビットは使用されていないので、下り受信バッファ６１のフロー制御信号（フロー制御ビット）７４として使用する。このフロー制御信号７４は、オーバーフローの発生あるいは可能性を検出したときオン状態（ビット「１」）とされ、オーバーフローが解消あるいは可能性が解消されたときオフ状態（ビット「０」）とされる。

基地局１１の通信制御回路３４は、変復調回路１５１に接続されるＴＤＤ−ＴＤＭ／ＴＤＭＡ（ＴＤＤ／ＴＤＭＡ）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５４、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、及び加入者局毎フロー制御テーブル６８を備えている。

加入者局毎フロー制御テーブル（フロー制御テーブル）６８には、各加入者局２１からのフロー制御信号７４によりセットあるいはリセットされる各加入者局２１毎の下り受信バッファ６１のオーバーフローフラグ（オーバーフローが検出されてオン状態のフロー制御信号７４を受信したときセットされ、オーバーフローが解消されてオフ状態の制御信号７４を受信したときリセットされる。）が格納されている。

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、具体的には固定長データＰｄ３に制御情報Ｐｄ２を付加した固定長データである下り固定長パケットＰｄの数を１無線フレームの周期毎に周期的に計測し、これを下りスロット要求７３の情報としてスロット割当部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の上りスロット要求７１の情報を抽出し、スロット割当部５４に伝達する。

スロット割当部５４は、加入者局２１毎のパケット数に対応する下りスロット要求（下りスロット要求数）７３及び上りスロット要求（上りスロット要求数）７１及び加入者局毎フロー制御テーブル６８の各情報に基づいて、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。

各加入者局２１に対する、上り方向のタイムスロットの割当(割当パケット数という。)は、図２の１無線フレーム内の下りヘッダ領域ＴＳ１１中、スロット割当領域ＴＳ２１の時間帯において通知される。

ＴＤＤ／ＴＤＭＡ制御回路１５２は、スロット割当部５４から通知された割当結果であるスロット割当７２に従い、下り受信及び上り送信を行う。

この発明の一実施形態が適用された無線通信システム１０は、基本的には、以上のように構成されるものであり、次に、この実施形態の理解を容易にするために、まず、Ａ．この無線通信システム１０の概括的な全体動作を説明し、次に、Ｂ．下り方向のバッファオーバーフロー制御の詳細動作を説明する。

Ａ．概括的な全体動作
端末２０から対向機器１４に対してデータを伝送しようとするとき、端末２０から加入者局２１に供給されるイーサ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、固定長データＰｕ５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、各固定長データＰｕ５に隣接パケット有無情報等の再合成情報を含む制御情報Ｐｕ４や誤り検出符号Ｐｕ６等が付加された上り固定長パケットＰｕとして上り送信バッファ６２に一旦蓄積される。

各上り固定長パケットＰｕは、加入者局２１からの、パケット数計測部６３により計測された上り送信バッファ６２の蓄積量（バッファ量）に基づく上りスロット要求（帯域要求）７１に応じて、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（帯域）が割り当てられ、上り送信バッファ６２からＴＤＤ／ＴＤＭＡ制御回路５２、変復調回路５１、高周波回路３２、アンテナ２２及び無線回線の伝送路１５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。なお、図３中、上りスロット要求７１＋フロー制御信号７４は、理解の便宜のため模式的に伝送路１５と並列に描いているが、実際には、無線フレーム中のスロット要求領域ＴＳ１４に含まれて伝送路１５を通じて加入者局２１から基地局１１に伝送される。

受信装置として機能する基地局１１側で、アンテナ１２、高周波回路３２、変復調回路１５１、及びＴＤＤ／ＴＤＭＡ制御回路１５２を通じて受信された各上り固定長パケットＰｕは、一旦、上り加入者局毎受信バッファ６４に格納され、制御情報Ｐｕ４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、パケットの欠落がなかった場合には、再合成されたフレームがデータとしてネットワーク１３を通じて対向機器１４に出力される。

その一方、対向機器１４から端末２０に対してデータを伝送しようとするとき、対向機器１４からネットワーク１３を通じて基地局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、下り固定長データＰｄ３に分割され、その際、各下り固定長データＰｄ３に隣接パケット有無情報等の再合成情報を含む制御情報Ｐｄ２が付加され下り固定長パケットＰｄとして、下り加入者局毎送信バッファ６５、ＴＤＤ／ＴＤＭＡ制御回路１５２、変復調回路１５１、高周波回路１３２、アンテナ１２、及び伝送路１５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、該加入者局２１の下り受信バッファ６１に一旦蓄積される。

受信され蓄積された下り固定長パケットＰｄは、該当する加入者局２１の通信インタフェース回路５３で制御情報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。

以上の説明が、無線通信システム１０の概括的な全体動作の説明である。

次に、図４のシーケンスチャートを参照して、下り方向のオーバーフロー制御の詳細動作を説明する。なお、図４において、時間Ｎ、Ｎ＋１、…Ｎ＋６は、それぞれ、１無線フレーム区間に対応する同一の１［ｍｓ］である。また、図４中、上段に示している番号５４、１５２、５２、６１は、それぞれ、スロット割当部５４、ＴＤＤ／ＴＤＭＡ制御回路１５２、ＴＤＤ／ＴＤＭＡ制御回路５２、下り受信バッファ６１に対応する。

Ｂ．下り方向のオーバーフロー制御の詳細動作
まず、通常運用時にはシーケンスＰ１〜Ｐ６の処理が行われる。すなわち、１無線フレーム区間に対応する時間ＮのシーケンスＰ１で、対象加入者局２１のＴＤＤ／ＴＤＭＡ制御回路５２から上りスロット要求７１とオフ状態（オーバーフロー解除状態）のフロー制御信号７４が基地局１１のＴＤＤ／ＴＤＭＡ制御回路１５２に通知され、そのオフ状態のフロー制御信号７４が、ＴＤＤ／ＴＤＭＡ制御回路１５２を通じてシーケンスＰ２でスロット割当部５４に通知される。

スロット割当部５４は、時間Ｎの無線フレーム区間で得たスロット要求７１とオフ状態（オーバーフロー解除状態）のフロー制御信号７４に基づき、次の無線フレーム区間に対応する時間Ｎ＋１のシーケンスＰ３においてスロット割当の計算を行い、このスロット割当の計算結果が、時間Ｎ＋２のシーケンスＰ４でスロット割当部５４からＴＤＤ／ＴＤＭＡ制御回路１５２に通知される。ＴＤＤ／ＴＤＭＡ制御回路１５２は、シーケンスＰ５で、下り加入者局毎送信バッファ６５から対象加入者局２１の下り固定長パケットＰｄを読み出し、下りデータ領域ＴＳ１２のタイムスロットに割り当て、伝送路１５を通じて対象加入者局２１のＴＤＤ／ＴＤＭＡ制御回路５２へ送信される。対象加入者局２１のＴＤＤ／ＴＤＭＡ制御回路５２は、受信した下り固定長パケットＰｄを、シーケンスＰ６にて、下り受信バッファ６１に格納する。

なお、シーケンスＳ１〜Ｓ３は、時間Ｎでのスロット割当計算に基づく、スロット割当通知、下りデータ送信、下りデータの格納を示している。

次に、オーバーフロー発生時には、シーケンスＱ１〜Ｑ７の処理が行われる。すなわち、時間Ｎ＋１において、下り受信バッファ６１の空きバッファ量が予め定めた閾値以下の値となった場合、下り受信バッファ６１によりオーバーフローが検出され、オーバーフロー信号がオン状態とされ、シーケンスＱ１でＴＤＤ／ＴＤＭＡ制御回路５２に通知される。

この場合、ＴＤＤ／ＴＤＭＡ制御回路５２が、時間Ｎ＋１で上りスロット要求７１とフロー制御信号７４を基地局１１に通知する前に下り受信バッファ６１からシーケンスＱ１によりオーバーフロー信号が通知されたときには、その時間Ｎ＋１のシーケンスＱ２でスロット要求７１とオン状態のフロー制御信号（当該加入者局２１でオーバーフローが発生していることを知らせる信号）７４が基地局１１に通知される。間に合わなかったとき、つまりＴＤＤ／ＴＤＭＡ制御回路５２が、時間Ｎ＋１で上りスロット要求７１とオフ状態のフロー制御信号（当該加入者局２１でオーバーフローが発生していないこと、換言すればオーバーフローが解除されていることを知らせる信号）７４を基地局１１に通知した後に、下り受信バッファ６１からシーケンスＱ１によりオーバーフロー信号が通知されたときには、その時間Ｎ＋１のシーケンスＱ２では、スロット要求７１とオフ状態のフロー制御信号７４が基地局１１に通知される。

ここでは、間にあったものとし、時間Ｎ＋１のシーケンスＱ３で基地局１１のＴＤＤ／ＴＤＭＡ制御回路１５２が、スロット要求７１とオン状態のフロー制御信号７４を受信し、スロット割当部５４に通知するものとする。

スロット割当部５４は、時間Ｎ＋１で、上りスロット要求７１とフロー制御信号７４を受信すると、フロー制御信号７４がオン状態となった対象加入者局２１を検出し、加入者局毎フロー制御テーブル６８中、対象加入者局２１のアドレス部のオーバーフローフラグをセットする。なお、フロー制御信号７４がオフ状態となっている加入者局２１のアドレス部のオーバーフローフラグはリセットされる。すなわち、スロット割当部５４は、１無線フレーム毎に、各加入者局２１毎のフロー制御信号７４の状態をチェックして、全ての加入者局２１のオーバーフローのオン、オフ状態を確認し、加入者局毎フロー制御テーブル６８の内容を更新する。

そして、スロット割当部５４は、時間Ｎ＋１で得たスロット要求７１と更新された加入者局毎フロー制御テーブル６８の内容に基づき、時間Ｎ＋２でスロット割当計算を行い、オーバーフローが発生した対象加入者局２１に対してはスロットを割り当てない内容を含むスロット割当７２を、時間Ｎ＋３のシーケンスＱ５でＴＤＤ／ＴＤＭＡ制御回路１５２に通知する。

このため、時間Ｎ＋３のシーケンスＱ６、Ｑ７では、オーバーフローが発生した対象加入者局２１に対する下りデータの送信が停止される（図４中、下りデータの送信停止を意味する×印を描いている。）。

時間Ｎ＋３のシーケンスＳ７、Ｓ８では、このオーバーフロー状態が継続し、時間Ｎ＋４のシーケンスＳ９のスロット割当では対象加入者局２１にはスロットが割り当てられず、時間Ｎ＋４のシーケンスＳ１０、Ｓ１１においても、オーバーフローが継続している対象加入者局２１に対しては、下りデータの送信停止が継続される。

オーバーフロー解除時には、シーケンスＲ１〜Ｒ７の処理が行われる。すなわち、時間Ｎ＋４において、対象加入者局２１の下り受信バッファ６１において、空きバッファ量が閾値を超えた場合にはオーバーフローが解除され、シーケンスＲ１において、オフ状態とされたオーバーフロー信号が下り受信バッファ６１からＴＤＤ／ＴＤＭＡ制御回路５２に通知される。なお、オーバーフロー解除検出のときの閾値を、オーバーフロー発生検出のときの閾値より大きな値とする、いわゆるヒステリシスを持たせてもよい。

この場合においても、ＴＤＤ／ＴＤＭＡ制御回路５２が、時間Ｎ＋４で上りスロット要求７１とフロー制御信号７４を基地局１１に通知する前に下り受信バッファ６１からシーケンスＲ１によりオフ状態となったオーバーフロー信号が通知されたときには、その時間Ｎ＋４のシーケンスＲ２でスロット要求７１とフロー制御信号７４が基地局１１に通知される。間に合わなかったとき、つまりＴＤＤ／ＴＤＭＡ制御回路５２が、時間Ｎ＋４で上りスロット要求７１とオン状態のフロー制御信号７４を基地局１１に通知した後に、下り受信バッファ６１からシーケンスＱ１によりオフ状態のオーバーフロー信号（オーバーフロー解除信号）が通知されたときには、その時間Ｎ＋４のシーケンスＲ２では、スロット要求７１とオン状態のフロー制御信号７４が基地局１１に通知される。

ここでは、間に合ったものとし、時間Ｎ＋４のシーケンスＲ３で基地局１１のＴＤＤ／ＴＤＭＡ制御回路１５２がスロット要求７１とオフ状態のフロー制御信号７４を受信し、スロット割当部５４に通知するものとする。

スロット割当部５４は、時間Ｎ＋４で上りスロット要求７１とフロー制御信号７４を受信すると、フロー制御信号７４がオフ状態となって対象加入者局２１を検出し、加入者局毎フロー制御テーブル６８中の対象加入者局２１のアドレス部のオーバーフローフラグをリセットする。フロー制御信号７４がオン状態となっている加入者局２１のアドレス部のオーバーフローフラグはセットする。すなわち、スロット割当部５４は、１無線フレーム毎にフロー制御信号７４の状態をチェックし、基本的には、全ての加入者局２１のオーバーフローのオン、オフ状態を確認し、加入者局毎フロー制御テーブル６８の内容を更新する。

そして、スロット割当部５４は、時間Ｎ＋５でスロット割当計算を行い、復帰した対象加入者局２１に対してスロットを割り当てる内容を含むスロット割当７２を、時間Ｎ＋６のシーケンスＲ５でＴＤＤ／ＴＤＭＡ制御回路１５２に通知する。なお、時間Ｎ＋５の無線フレームでは、シーケンスＳ１４、Ｓ１５に示すように、対象加入者局２１に対する下りデータの送信は停止されたままの状態となっている。

時間Ｎ＋６のシーケンスＲ６、Ｒ７では、オーバーフロー解除した対象加入者局２１に対して、下りデータの送信が再開される。

シーケンスＳ１６、Ｓ１７、Ｓ１９、Ｓ２０では、オフ状態のフロー制御信号７４が対象加入者局２１のＴＤＤ／ＴＤＭＡ制御回路５２から基地局１１のＴＤＤ／ＴＤＭＡ制御回路１５２へ送信される。

以上の説明が、下り方向のオーバーフロー制御の詳細動作である。この図４例の場合には、時間Ｎ＋１で特定の加入者局２１で発生したオーバーフローが時間Ｎ＋３で反映され、その特定の加入者局２１に対する時間Ｎ＋３〜Ｎ＋５での無駄な下りデータ伝送が停止される。なお、図４中では、無駄な下りデータ伝送が停止される時間は無線フレームで３区間のみであるが、端末２０の電源がオフ状態となっている場合や、加入者局２１と端末２０との間の接続ケーブルが外れている場合（切断されている場合）は、無駄な下りデータ伝送が停止される有効期間はさらに長い時間になる。また、時間Ｎ＋４で解除されたオーバーフロー状態が時間Ｎ＋６の無線フレームに反映されて、迅速かつ適切に通常運用が再開されていることが分かる。

なお、この実施形態はＦＤＤ方式にも適用することが可能でありＦＤＤ方式では、加入者局２１では、ＴＤＤ／ＴＤＭＡ制御回路５２が、ＦＤＤ−ＴＤＭ／ＴＤＭＡ制御回路に置換され、基地局１１では、ＴＤＤ／ＴＤＭＡ制御回路１５２が、ＦＤＤ−ＴＤＭ／ＴＤＭＡ制御回路に置換される構成とされる（特許文献１の図１０、図１１）。

図５は、ＦＤＤ方式の無線フレームの構成を示している。無線フレームは、図２と図５を参照すれば明らかなように、ＴＤＤ方式では、下り回線と上り回線とが同一周波数を使用して、時間軸上に直列的に分割されているのに対し、ＦＤＤ方式では、下り回線と上り回線に対して異なる周波数を割り当て、時間軸上は並列的に構成されている。

ここで、図５に示す下り無線フレーム中の下りデータ領域は、図２の下りデータ領域ＴＳ１２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。

同様に、図５に示す上り無線フレーム中の上りデータ領域は、図２の上りデータ領域ＴＳ１５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。

このため、ＦＤＤ方式においても、ＴＤＤ方式と同様に、図４のシーケンスに基づく、同様の処理を行うことができる。

以上説明したように、上述した実施形態によれば、１つの基地局１１と複数の加入者局２１との間で時分割多元接続方式により双方向データ通信（ＴＤＤ／ＴＤＭＡ）を行う無線通信システム１０における通信制御方法において、各加入者局２１内のオーバーフロー監視手段としても機能する下り受信バッファ６１で当該下り受信バッファ６１のオーバーフローを監視する過程と、ある加入者局２１でオーバーフローを検出したとき、オーバーフロー送信手段として機能するＴＤＤ／ＴＤＭＡ制御回路５２からオーバーフロー状態を表す信号をフロー制御信号７４と上り回線でして基地局１１に送信する過程と、オーバーフロー状態を表す信号であるフロー制御信号７４を受信した基地局１１の送信停止手段として機能するスロット割当部５４が当該フロー制御信号を送信した加入者局２１に対する下り方向のデータの送信を停止する過程とを有する。

このようにすれば、オーバーフローが発生している間、対象加入者局２１に対しての基地局１１からのデータの送信が停止され、無線フレーム中、無駄な帯域の使用を回避して帯域を有効に使用することができる。

この場合、オーバーフローを監視する過程では、下り受信バッファ６１の空きバッファ量が閾値以下となった場合にオーバーフローであると検出し、データの送信を停止する過程では、基地局１１は、フロー制御テーブルとしての加入者局毎フロー制御テーブル６８を有し、加入者局２１から送信されたオーバーフロー信号に基づき、加入者局毎フロー制御テーブル６８の該当加入者局２１のオーバーフロー有無フラグをセットして（オーバーフロー有り）、下り方向のデータの送信を停止するように制御することにより、実際のオーバーフローの発生を回避することができる。この場合、加入者局毎フロー制御テーブル６８は、加入者局２１毎のオーバーフロー状態が、オーバーフロー有無フラグにより監視されており、このオーバーフロー有無フラグが、１無線区間毎に、フロー制御信号７４に基づいて更新される。したがって、スロット割当部５４は、加入者局毎フロー制御テーブル６８のオーバーフロー有無フラグの状態を参照することで、オーバーフローの発生している対象加入者局２１に対して下り方向のデータの送信を確実に停止することができる。

なお、下り方向のデータの送信が停止された後、ある加入者局２１のオーバーフローを監視する過程で、オーバーフローの解除が検出されたとき、ある加入者局２１からのオーバーフロー状態を表すフロー制御信号７４の基地局１１に対する上り回線での送信を停止する過程と、基地局１１は、オーバーフロー状態を表すフロー制御信号７４の停止を検出したとき、加入者局毎フロー制御テーブル６８のオーバーフロー有無フラグをリセットして（加入者局毎フロー制御テーブル６８の内容をオーバーフロー無し状態に更新して）、下り方向のデータの送信を開始する通信再開過程とを有することで、オーバーフローが解除（停止）した場合には、すみやかに、かつ確実に下り方向のデータの送信を再開することができる。

なお、この発明は、上述した実施形態に限らず、例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。

この発明の一実施形態が適用された無線通信システムの構成図である。 ＴＤＤ方式の無線フレームの構成図である。 この実施形態のオーバーフローの制御方法が適用された加入者局と基地局の構成を示すブロック図である。 オーバーフロー通信制御方法の例を説明するシーケンス図である。 ＦＤＤ方式の無線フレームの構成図である。

符号の説明

１０…無線通信システム １１…基地局
１４…対向機器 ２０…端末
２１…加入者局
５２、１５２…ＴＤＤ−ＴＤＭ／ＴＤＭＡ制御回路（ＴＤＤ／ＴＤＭＡ制御回路）
５４…スロット割当部 ６１…下り受信バッファ
６８…加入者局毎フロー制御テーブル

Claims (4)

1. １つの基地局と複数の加入者局との間で時分割多元接続方式により双方向データ通信を行うデータ伝送システムにおける通信制御方法において、
   前記各加入者局内で下り受信バッファのオーバーフローを監視する過程と、
   ある加入者局でオーバーフローを検出したとき、オーバーフロー信号を上り回線で基地局に送信する過程と、
   オーバーフロー信号を受信した基地局が当該オーバーフロー信号を送信した加入者局に対する下り方向のデータの送信を停止する過程と
   を有することを特徴とするデータ伝送システムにおけるオーバーフローの制御方法。
2. 請求項１記載のデータ伝送システムにおけるオーバーフローの制御方法において、
   前記オーバーフローを監視する過程では、前記下り受信バッファの空きバッファ量が閾値以下となった場合にオーバーフローであると検出し、
   前記データの送信を停止する過程では、前記基地局は、各加入者局がオーバーフロー状態にあるかどうかを記憶するフロー制御テーブルを有し、加入者局から送信されたオーバーフロー信号に基づき前記フロー制御テーブルの当該加入者局のオーバーフローをセットして、下り方向のデータの送信を停止する
   ことを特徴とするデータ伝送システムにおけるオーバーフローの制御方法。
3. 請求項２記載のデータ伝送システムにおけるオーバーフローの制御方法において、
   下り方向のデータの送信が停止された後、前記ある加入者局のオーバーフローを監視する過程で、オーバーフローの解除が検出されたとき、前記ある加入者局からの基地局に対する上り回線で前記オーバーフロー信号の送信を停止する過程と、
   前記基地局は、前記オーバーフロー信号の停止を検出したとき、前記フロー制御テーブルのオーバーフローをリセットして、前記ある加入者局に対して下り方向のデータの送信を開始する通信再開過程と
   を有することを特徴とするデータ伝送システムにおけるオーバーフローの制御方法。
4. １つの基地局と複数の加入者局との間で時分割多元接続方式により双方向データ通信を行うデータ伝送システムにおける通信制御装置において、
   前記各加入者局内で下り受信バッファのオーバーフローを監視するオーバーフロー監視手段と、
   ある加入者局でオーバーフローを検出したとき、オーバーフロー信号を上り回線で基地局に送信するオーバーフロー送信手段と、
   オーバーフロー信号を受信した基地局が当該オーバーフロー信号を送信した加入者局に対する下り方向のデータの送信を停止する送信停止手段と
   を有することを特徴とするデータ伝送システムにおけるオーバーフローの制御装置。
   
   

Images