JP3061122B2 - 伝送制御方式 - Google Patents
伝送制御方式Info
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W74/00—Wireless channel access
- H04W74/02—Hybrid access
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- H04W74/08—Non-scheduled access, e.g. ALOHA
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Description
における伝送制御方式に関し、特に、複数の端末と無線
基地局間の無線通信媒体を共有してパケット通信を行
い、衝突の起こりうる多重アクセス方式を用いる場合の
ある無線通信システムにおける伝送制御方式に関するも
のである。
発生のバースト性により、複数の端末で通信媒体を共有
して使用することが多い。このような場合、通信におい
て共用されている通信媒体では、ポイント−マルチポイ
ントの伝送路を提供している。通信媒体が無線であるな
らば、その通信アクセス形態は、無線基地局から端末へ
信号が伝送される下り無線回線は放送となり全端末が受
信可能であるが、端末から無線基地局へ信号が伝送され
る上り回線は、複数の端末が共通の通信媒体を使用する
マルチアクセスとなることが一般的である。この上り無
線回線において、効率的なマルチアクセス方式を提供す
ることは、一つの共用通信媒体あたりの伝送容量を拡大
することになり、システムの加入者容量の大幅な増加を
可能にする。
方式が提案されている。最も制御が単純で基本的な方式
は、ALOHA方式(Telecommunication Networks(ISB
N0-201-16423),pp.407-408)である。この方式の基本的
な考え方は、パケット信号が新たに発生した場合には、
その直後にパケット信号を送信するというものである。
そのため、衝突が起こりうるが、非常に小さい遅延を達
成することができる。このような衝突の起こりうるアク
セス方式を以下では衝突系のアクセス方式と呼ぶ。
を受信部で検出し、アイドル期間検出後、直ちにパケッ
ト信号を送信するCSMA(Carrier Sense Multiple A
ccess)方式(Telecommunication Networks(ISBN0-201-
16423),pp.437)もある。この方式では、他の端末が送
信中には送信を行わないため、送出されたパケット信号
の衝突を軽減することが可能となる。
互いに見通しにある場合が少なく、隠れ端末の影響が大
きい場合には、端末による完全なキャリアセンスが出来
ないため、ICMA(Idle-signal Casting Multiple A
ccess)方式が用いられ、多重アクセス時のパケット信号
の衝突を低減し、スループットを改善している。
時の生き残りを考慮して、上り信号の一部を部分エコー
としてアクセス制御信号に用いるICMA−PE(Idle
-signal Casting Multiple Access With Partial Ech
o)方式(梅田、尾上゛部分エコー付き空線制御移動通
信ランダムアクセス方式゜信学技報RCS91−30)
が提案されている。図4は、ICMA−PE方式のシー
ケンス図である。
1u(0)が無線基地局40に受信された場合、無線基地
局40はアクセス制御情報としてbusy flagを立てると
ともに、受信したデータD1u(0)の一部を部分エコー
PE1(0)として加える。このようにすることで、補
足効果によるパケット信号衝突の生き残り信号が、どの
端末が送信した信号か判別することができ、救済が可能
となる。また、ICMA−PEの簡略方式として、衝突
が起きたか否かのみを端末に知らせるICMA−CD
(Idle-signal Casting Multiple Access With Collisi
on Detection)と呼ばれるマルチアクセス方式も提案さ
れている。
いては、送信開始時の衝突は避けることができず、送信
を希望する端末数が多い場合には大きな問題となる。ま
た、無線基地局での受信誤りが、衝突によるものかある
いは無線回線品質の劣化によるものかを判断することが
できず、その対処が困難である。
て、衝突の発生しないアクセス方式もある。このような
多重アクセス方式を以下では非衝突系のアクセス方式と
呼ぶ。この方式は一般に端末の送信権を巡回させること
によって実現される。非衝突系のアクセス方式の一つに
ポーリング方式と呼ばれる多重アクセス方式がある。
一つ一つに伝送すべき信号があるか否かを問い合わせ、
端末に伝送すべき信号がある場合には該端末から信号が
伝送され、次々にポーリング(送信勧誘)が行われるこ
とになる。このようなポーリング方式では、無線基地局
による集中管理が可能であるため、複数端末による多重
アクセス時の信号の衝突は生じないが、端末に送信すべ
き信号が発生してもポーリングによって送信権が付与さ
れるまでは送信できないため、送信遅延が生じるという
問題がある。
開平8−274788号公報には、衝突系のアクセス方
式と非衝突系のアクセス方式を適応的に使い分ける多重
アクセス方法が提案されている。すなわち、端末と無線
基地局間の通信トラヒックに応じて、低トラヒック時に
は衝突系の多重アクセス方式を、高トラヒック時には非
衝突系の多重アクセス方式を用いることにより、接続遅
延を小さくし、かつ高トラヒック時においても高いスル
ープットの実現が図られている。
788号公報記載の発明においては、衝突系のアクセス
方式では、衝突が発生した後、再衝突を避けるために自
局が送信したパケット信号が衝突を起こしたと判断した
端末は、バックオフ状態に遷移し、ランダム時間が経過
した後に再送もしくは次の信号の送信を行うような手法
がとられている。一方、非衝突系のアクセス方式では、
無線基地局からのポーリングによってのみ端末からの送
信が可能となるため、衝突は発生せず、従って、バック
オフ状態に遷移することはない。
方式と非衝突系のアクセス方式を適応的に用いている場
合に、ある端末が送信した信号が衝突を起こしたことを
起因として、衝突系のアクセス方式から非衝突系のアク
セス方式に移行し、該端末自身はバックオフ状態へ遷移
している場合、仮に無線基地局から該端末にポーリング
が行われたとしても、該端末はバックオフ状態に遷移し
ているために送信できないという問題が生じる。
アクセス方式を用いる場合のある通信システムにおい
て、衝突系のアクセス方式を用いている場合に衝突が発
生し、バックオフ状態に遷移して送信待機状態となって
いる端末が送信できないことによるスループットの低下
を改善することにある。
めに、請求項1記載の発明は、複数の端末と無線基地局
間の無線通信媒体を共有してパケット通信を行い、衝突
の起こりうる多重アクセス方式を用いる無線通信システ
ムにおいて、衝突系のアクセス方式を用いているとき
に、端末から送信された信号が衝突し、該端末がバック
オフ状態に遷移して送信待機となっている端末であって
も、無線基地局からのポーリングを受信したときには、
速やかに送信を行うことができるようにしたことを特徴
とする。
と無線基地局間の無線通信媒体を共有してパケット通信
を行い、衝突の起こりうる多重アクセス方式と衝突の起
こり得ない多重アクセス方式を適応的に用いる無線通信
システムにおいて、無線基地局が衝突を検知し、衝突の
起こりうる多重アクセス方式から衝突の起こりえない多
重アクセス方式に移行する際に、前記衝突を起こした信
号を送信し、バックオフ状態に遷移し、送信待機となっ
ている端末であっても、無線基地局からのポーリングを
受信したときには、速やかに送信を行うことができるよ
うにしたことを特徴とする。
と無線基地局間の無線通信媒体を共有してパケット通信
を行い、前記複数の端末から前記無線基地局への上り無
線回線においては、衝突の起こりうる多重アクセス方式
を用い、下り回線において伝送される下りパケット信号
に関する送達確認を前記下りパケット信号の宛先となる
端末からの応答信号により実現する無線通信システムに
おいて、無線基地局が衝突を検知した後、前記衝突を起
こした信号を送信したためにバックオフ状態に遷移し、
送信待機となっている端末であっても、無線基地局から
のポーリングを受信したときには、速やかに送達確認の
ための応答信号の送信を行うことができるようにしたこ
とを特徴とする。
から非衝突系のアクセス方式へ移行した場合や、下り無
線回線上で伝送される信号に対する応答信号を返送する
場合に、端末がバックオフ状態に遷移し、送信待機とな
っている状態であっても、無線基地局からのポーリング
信号を受信した場合には速やかに送信を行わせることに
より、スループットが改善され、無線回線を効率的に使
用することが可能となる。また、基地局から端末へ送ら
れる信号に対して、端末から送信されるべき送達確認の
ための応答信号を速やかに勧誘することができる。
態を示すシーケンス図である。この実施の形態は、上り
と下りが時間スロット構造を持つ無線パケット通信シス
テムであり、上りのマルチアクセスに関しては、ICM
A−PE方式を用いており、無線基地局10が端末1
1、12と通信を行っている。端末11、12の識別子
を各々11、12とする。
sy/Idle/Polling flagおよびpolling addressからなる
アクセス制御情報を含んだ下り信号(DA11〜DA1
7)が各端末に向かって送信される。端末11、12は
各々D11(0)、D12(0)のパケット信号を送出
しようとする時、無線基地局10からIdle情報を含んだ
DA11を受信することにより、各々D11(0)、D
12(0)を送信する。
無線基地局10には受信されず、無線基地局10は何も
受信しなかったとして、Busy/Idle/Polling flagをIdle
とし、polling addressを0としたアクセス制御情報を
含んだDA12を送出する。このDA12を受信した端
末11、12は、自局が送出したパケット信号が衝突を
起こしたと判断して、衝突を繰り返さないために、それ
ぞれランダム時間送信を保留するバックオフ状態に遷移
する。
は、無線基地局10からIdle情報を含んだDA13を受
信すると、衝突したと判断したパケット信号である前記
D12(0)を再送する。このパケット信号を正常に受
信した無線基地局10は、Busy/Idle/Polling flagをId
leとし、polling addressを端末12の識別子である1
2とするアクセス制御情報を含んだDA14を送出す
る。このDA14を受信した端末12は、自局が送出し
たパケット信号が無線基地局10に正常に受信されたと
判断する。
信号が続けて送信されて来ないため、Busy/Idle/Pollin
g flagをpolling とし、polling addressを端末11の
識別子である11とするアクセス制御情報を含んだDA
15を送出し、端末11に対してパケット信号の送出を
勧誘する。このDA15を受信した端末11は、自局が
バックオフ状態に遷移しており、自局が主体的にパケッ
ト信号の送出を行うことはしないが、無線基地局からの
送信勧誘であるため、バックオフ状態に遷移しておりな
がら、衝突したと判断したパケット信号である前記D1
1(0)を再送する。このパケット信号を正常に受信し
た無線基地局10は、Busy/Idle/Polling flagをIdleと
し、polling addressを端末11の識別子である11と
するアクセス制御情報を含んだDA15を送出する。こ
のDA15を受信した端末11は、自局が送出したパケ
ット信号が無線基地局10正常に受信されたと判断す
る。
る端末であっても、無線基地局からのポーリング信号を
受信した場合には、送信を可能とすることにより、パケ
ット信号の効率的な伝送が可能となる。
シーケンス図である。この実施の形態は、上りと下りが
時間スロット構造を持つ無線パケット通信システムであ
り、上りのマルチアクセスに関しては、ICMA−CD
方式を用いており、伝送効率の向上のために、衝突系の
アクセス方式と非衝突系のアクセス方式を適応的に使い
分けながら、無線基地局20が端末21、22と通信を
行っている。端末21、22の識別子を各々21、22
とする。
sy/Idle flagおよびpolling addressからなるアクセス
制御情報を含んだ下り信号(DA21〜DA27)が各
端末に向かって送信される。無線基地局20が衝突系ア
クセスモードにある状況で、端末21、22は各々D2
1(0)、D22(0)のパケット信号を送出しようと
する時、無線基地局20からIdle情報を含んだDA21
を受信することにより、各々D21(0)、D22
(0)を送信する。
無線基地局20には受信されず、無線基地局20は、衝
突が発生したと判断して、これ以上の衝突を避けるため
に、衝突系アクセスモードから非衝突系アクセスモード
に遷移し、Busy/Idle flagをBusy とし、polling addre
ssを0とするアクセス制御情報を含んだDA22を送出
する。このDA22を受信した端末21、22は、自局
が送出したパケット信号が衝突を起こしたと判断して、
衝突を繰り返さないために、それぞれランダム時間送信
を保留するバックオフ状態に遷移する。
は、無線基地局20からBusy/IdleflagがBusyであり、p
olling addressが自局の識別子の21である自局宛のポ
ーリング情報を含んだDA23を受信すると、無線基地
局20からの送信勧誘に従い、衝突したと判断したパケ
ット信号である前記D21(0)を再送する。このパケ
ット信号を正常に受信した無線基地局20は、再び端末
21宛のポーリング情報を含んだDA24を送信する
が、端末21からパケット信号が送られてこないため、
続けて、Busy/Idle flagがBusyであり、polling addres
sが端末22の識別子である22とするポーリング情報
を含んだDA25を送出する。
がバックオフ状態に遷移しており、自局が主体的にパケ
ット信号の送出を行うことはしないが、無線基地局から
の送信勧誘であるため、バックオフ状態に遷移しており
ながら、衝突したと判断したパケット信号である前記D
21(0)を再送する。このパケット信号を正常に受信
した無線基地局20は、再び端末22宛のポーリング情
報を含んだDA26を送信するが、端末22からパケッ
ト信号が送られてこないため、続けて、次に送信を勧誘
すべき端末宛のポーリング情報を含んだDA27を送出
する。
突系アクセスモードと非衝突系アクセスモードを使い分
ける無線システムにおいて、バックオフ状態に遷移して
いる端末であっても、無線基地局からのポーリング信号
を受信した場合には、送信を可能とすることにより、パ
ケット信号の効率的な伝送が可能となる。
シーケンス図である。この実施の形態は、上りと下りが
時間スロット構造を持つ無線パケット通信システムであ
り、上りのマルチアクセスに関しては、ICMA−CD
方式を用いており、無線基地局30から端末11、12
への下りパケット信号の送達確認をLAPB(Balanced
Link Access Procedure:平衡リンクアクセス手続き)
相当のプロトコルを用いて通信を行っている。端末3
1、32の識別子を各々31、32とする。
sy/Idle/Polling flagおよびdestination addressから
なるアクセス制御情報を含んだ下り信号(DA31〜D
A37)が順次各端末に向かって送信される。端末3
1、32は各々D31(0)、D32(0)のパケット
信号を送出しようとする時、無線基地局30からIdle情
報を含んだDA31を受信することにより、各々D31
(0)、D32(0)を送信する。
無線基地局30には受信されず、無線基地局30は何も
受信しなかったとして、destination address を0とす
るアクセス制御情報を含んだDA32を送出する。この
DA32を受信した端末31、32は、自局が送出した
パケット信号が衝突を起こしたと判断して、衝突を繰り
返さないために、それぞれランダム時間送信を保留する
バックオフ状態に遷移する。
タの送信に伴い、Busy/Idle/Polling flagをIdleとし、
destination address を端末31の識別子である31と
したアクセス制御情報と端末31宛の下りデータからな
るDA33を送出する。端末31は、DA33を受信す
ると、自局宛の下りデータを取り出す。
は、無線基地局30からIdle情報を含んだDA33を受
信すると、衝突したと判断したパケット信号である前記
D32(0)を再送する。このパケット信号を正常に受
信した無線基地局30は、継続する端末31宛の下りデ
ータの送信に伴い、Busy/Idle/Polling flagをIdleと
し、destination addressを端末31の識別子である3
1としたアクセス制御情報と端末31宛の下りデータか
らなるDA34を送出する。このDA34を受信した端
末31は、DA34から自局宛の下りデータを取り出
す。
1宛の下りデータの送信と現在までに端末31に送った
下りデータの送信確認の実施に伴い、Busy/Idle/Pollin
g flagをpolling(送達確認要求)とし、destination a
ddressを端末31の識別子である31としたアクセス制
御情報と端末31宛の下りデータからなるDA35を送
出する。端末31は、DA35を受信すると、自局宛の
下りデータを取り出すとともに、無線基地局30からの
送達確認に応答するために、バックオフ状態に遷移して
いるにも関わらず、応答のためのパケット信号D31
(RR)を送信する。
信した無線基地局30は、継続する端末31宛の下りデ
ータの送信に伴い、Busy/Idle/Polling flagをIdleと
し、destination addressを端末31の識別子である3
1としたアクセス制御情報と継続する端末31宛の下り
データからなるDA36を送出する。このDA36を受
信した端末31は、DA36から自局宛の下りデータを
取り出す。この時、端末31はバックオフ状態から回復
しており、Idle情報を含んだDA36を受信したため、
衝突したと判断したパケット信号である前記D31
(0)を再送する。
る端末であっても、無線基地局からのポーリング信号を
受信した場合には、下りデータに対する送達確認を速や
かに行うことが可能となり、効率的なパケット伝送が可
能となる。
てバックオフ状態に遷移し、自らの希望に基づく送信を
保留している端末に対して、無線基地局からポーリング
信号を送出することにより、無線基地局の要望に基づ
き、端末に速やかな信号の送出を行わせているので、効
率的なパケット伝送を実現することができる。
クセスモードを適応的に使い分け、伝送効率の向上を目
指すシステムに対して本方式を用いた場合には、衝突系
のアクセスモードから非衝突系のアクセスモードに移行
した直後に行われる送信勧誘においても無線基地局から
のポーリング信号を受信した場合には、端末はパケット
信号を送信することが可能となり、一層効率的なパケッ
ト伝送を実現できる。
下り信号に関して、LAPB相当の送達確認を行う無線
システムに対して本方式を用いた場合には、バックオフ
状態に遷移し、自局宛の下り信号を受信している端末で
あっても無線基地局からのポーリング信号を受信した場
合には、下りパケット信号に対する応答信号を速やかに
送出することが可能となり、効率的なパケット伝送を実
現できる。
と端末間の通信シーケンス図である。
と端末間の通信シーケンス図である。
と端末間の通信シーケンス図である。
Claims (7)
- 【請求項1】 複数の端末と無線基地局間の無線通信媒
体を共有してパケット通信を行い、衝突の起こりうる多
重アクセス方式を用いる場合のある無線通信システムに
おいて、 衝突系のアクセス方式を用いている場合に、端末から送
信された信号が衝突し、該端末がバックオフ状態に遷移
し、送信待機となっているときに、前記無線基地局から
の前記端末宛のポーリングを受信した場合には、前記端
末が前記ポーリングを受信した時点で送信を行えるよう
にしたことを特徴とする伝送制御方式。 - 【請求項2】 前記各端末は、無線基地局に向けてパケ
ット信号を送信した後に、前記無線基地局から受信して
いないことを表すアクセス制御情報を受信したときに
は、自局が送出したパケット信号が衝突を起こしたと判
断して、互いに異なるランダム時間送信を保留するバッ
クオフ状態に遷移することを特徴とする請求項1記載の
伝送制御方式。 - 【請求項3】 前記無線基地局は、前記各端末からパケ
ット信号を受信していないときには、全ての端末に対し
て共通のポーリング信号を送出し、特定の端末からのパ
ケット信号を受信したときには、前記特定の端末からの
パケット信号の受信終了後にその他の端末宛のポーリン
グ信号を順次送出することを特徴とする請求項1記載の
伝送制御方式。 - 【請求項4】 複数の端末と無線基地局間の無線通信媒
体を共有してパケット通信を行い、衝突の起こりうる多
重アクセス方式と衝突の起こり得ない多重アクセス方式
を適応的に用いる無線通信システムにおいて、 無線基地局が衝突を検知し、衝突の起こりうる多重アク
セス方式から衝突の起こりえない多重アクセス方式に移
行する際に、前記衝突を起こした信号を送信して、バッ
クオフ状態に遷移し、送信待機となっている端末が、無
線基地局からのポーリングを受信した場合には、該ポー
リングを受信した時点で送信を行えるようにしたこと特
徴とする伝送制御方式。 - 【請求項5】 前記各端末は、無線基地局に向けてパケ
ット信号を送信した後に、前記無線基地局から受信して
いないことを表すアクセス制御情報を受信したときに
は、自局が送出したパケット信号が衝突を起こしたと判
断して、互いに異なるランダム時間送信を保留するバッ
クオフ状態に遷移することを特徴とする請求項4記載の
伝送制御方式。 - 【請求項6】 複数の端末と無線基地局間の無線通信媒
体を共有してパケット通信を行い、前記複数の端末から
前記無線基地局への上り無線回線においては、衝突の起
こりうる多重アクセス方式を用い、下り回線において伝
送される下りパケット信号に関する送達確認を前記下り
パケット信号の宛先となる端末からの応答信号により実
現する無線通信システムにおいて、 無線基地局が衝突を検知した後、前記衝突を起こした信
号を送信して、バックオフ状態に遷移し、送信待機とな
っている端末が、無線基地局からのポーリングを受信し
た場合には、該ポーリングを受信した時点で送達確認の
ための応答信号の送信を行えるようにしたことを特徴と
する伝送制御方式。 - 【請求項7】 前記各端末は、無線基地局に向けてパケ
ット信号を送信した後に、前記無線基地局から受信して
いないことを表すアクセス制御情報を受信したときに
は、自局が送出したパケット信号が衝突を起こしたと判
断して、互いに異なるランダム時間送信を保留するバッ
クオフ状態に遷移することを特徴とする請求項6記載の
伝送制御方式。
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