JP3204303B2 - 無線atm通信方式 - Google Patents

無線atm通信方式

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JP3204303B2
JP3204303B2 JP32854497A JP32854497A JP3204303B2 JP 3204303 B2 JP3204303 B2 JP 3204303B2 JP 32854497 A JP32854497 A JP 32854497A JP 32854497 A JP32854497 A JP 32854497A JP 3204303 B2 JP3204303 B2 JP 3204303B2
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04B7/14Relay systems
    • H04B7/15Active relay systems
    • H04B7/204Multiple access
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    • H04W72/044Wireless resource allocation based on the type of the allocated resource
    • H04W72/0446Resources in time domain, e.g. slots or frames
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00Local resource management
    • H04W72/20Control channels or signalling for resource management
    • H04W72/23Control channels or signalling for resource management in the downlink direction of a wireless link, i.e. towards a terminal
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W74/00Wireless channel access, e.g. scheduled or random access
    • H04W74/04Scheduled or contention-free access

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、無線ATM通信方
式に関し、特に、無線区間の伝送使用効率を向上させる
ための無線ATM通信方式に関する。
【0002】
【従来の技術】TDMA通信における無線ATM通信方
式においては、以下に記載するようなものが提案されて
いる。
【0003】特開平9−835518号公報には、TD
MA通信におけるバースト割り当てを効率的に行う方法
が開示されている。
【0004】特開平9−18435号公報には、TDM
A通信において、ダウンリンク側(基地局から端末局方
向)に関しては単一バーストを割り当て、アップリンク
側(端末局から基地局方向)に関してはALOHAアク
セス制御理論によってダイナミックにバーストを割り当
て、それにより無線区間の伝送効率を向上させるものが
開示されている。
【0005】特開平7−336774号公報には、パケ
ットデータを転送するために、TDMAフレームのタイ
ムスロットを必要に応じて制御チャネル経由によりダイ
ナミックに要求、割り当てることにより柔軟なシステム
を構築するものが開示されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】予め、制御チャネルに
よって各ユーザ毎に使用できるユーザチャネル(TDM
A上のスロットまたはバースト)が決められ、そのチャ
ネルを利用してデータ転送(ユーザチャネルのバースト
データは、k個のATMセルから構成され、そのユーザ
チャネルを介してATMセルの送受信)が行われている
従来のTDMA通信における無線ATM通信方式におい
ては、コネクション確立時にn個(n≧1)のユーザチ
ャネルが固定的にアサインされることになるため、デー
タが転送されていない場合、あるいはアサインしたバー
ストを全て使用したデータが転送されていない場合(デ
ータ転送のスループットが、確保されたユーザチャネル
で使用できる最大スループットに満たない場合)、アサ
インされたユーザチャネルに空きが発生してしまう。
【0007】そのため、TDMA通信において、ユーザ
チャネルの空きによりデータ伝送効率が低下してしまう
という問題点がある。
【0008】ここで例えば、TDMA通信において1フ
レーム内に、ユーザ毎に複数のユーザチャネルがアサイ
ンされている場合、インターネットのホームページを閲
覧しているケースなどでは特に、基地局から端末局側へ
の伝送(ダウンリンク側伝送)において、全てのユーザ
が、アサインされている全てのユーザチャネルを使用し
てデータ転送を行っているわけではない。つまり、他の
ユーザにアサインされているユーザチャネルに空きが生
じており、その空きを使用することにより、空きを使用
することができたユーザにおいて、ダウンリンク側伝送
効率が向上し、それにより、データ転送時間を短縮させ
ることができる。
【0009】本発明は、上述したような従来の技術が有
する問題点に鑑みてなされたものであって、伝送効率の
向上を図ることができる無線ATM通信方式を提供する
ことを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、少なくとも1つの端末局と、該端末局との
間にてデータのやりとりを行う交換機と、該交換機から
送出されたデータを前記端末局に送信するとともに、前
記端末局から送出されたデータを前記交換機に送信する
基地局とを有し、前記端末局と前記交換機との間におけ
る通信開始時に、前記端末毎に制御チャネルとATMセ
ル転送に使用するユーザチャネルとをアサインする無線
ATM通信方式において、前記基地局は、前記端末局と
前記交換機との通信開始時に、アサインされたユーザチ
ャネルが全て使用されている状態と他の端末局にアサイ
ンされているユーザチャネルにおける空きとを該ユーザ
チャネルを構成するATMセル単位で検出し、該検出結
果に基づいて、空きがあるユーザデータチャネルへAT
Mセルを挿入指示する情報及び使用される他の端末局用
ユーザデータチャネルのスロット位置情報を出力する送
信データ管理手段と、該送信データ管理手段から出力さ
れた情報に基づいて、前記制御チャネル及びユーザデー
タチャネルを組み立てる送信バースト組み立て手段と、
該送信バースト組み立て手段にて組み立てられた制御チ
ャネル及びユーザデータチャネルに基づいて、前記端末
局に送信するためのフレームを生成する制御手段とを有
し、前記送信バースト組み立て手段は、前記送信データ
管理手段から出力された情報に基づいて、前記端末局へ
のデータの送信のために使用されるユーザデータチャネ
ルが、予め割り当てられていたユーザデータチャネルで
不足する場合に、空きがある他のユーザデータチャネル
を利用し、該利用したユーザデータチャネルのスロット
位置情報を前記制御チャネル内に格納することを特徴と
することを特徴とする。
【0011】また、前記端末局は、前記基地局から送信
されたフレームを受信する無線受信手段と、該無線受信
手段にて受信されたフレームを自局宛ての制御チャネル
とユーザデータチャネルとに分離する受信バースト分離
手段と、該受信バースト分離手段にて分離された制御チ
ャネル内に格納された、他の端末局に割り当てられてい
るユーザデータチャネルのスロット位置情報と予め割り
当てられているユーザデータチャネルのスロット位置情
報とを抽出する受信スロット割り当て情報生成手段と、
該受信スロット割り当て情報生成手段から出力されたス
ロット位置情報に基づいて、受信フレーム内の抽出すべ
きユーザデータチャネルを前記受信バースト分離手段に
通知する受信スロットタイミング生成手段と、前記受信
バースト分離手段にて分離されたユーザデータチャネル
からATMセルを抽出するATMセル抽出処理手段と、
該ATMセル抽出処理手段にて抽出されたATMセルが
通知され、通知されたATMセルが自局宛てのものであ
るかを、前記ATMセルのヘッダ情報から判断し、自局
宛てのものであった場合、該ATMセルをセル処理を行
うセル受信制御手段に転送するATMセル処理手段とを
有することを特徴とする。
【0012】本発明は、既に割り当てられているバース
トで、かつそのバースト内に空きセル(未使用領域)が
含まれているところを他のユーザ用のセル伝送に使用す
ることでバーストの使用効率の向上を図るものである。
【0013】また、本発明は、アップリンク側、ダウン
リンク側のバースト割当てをした後、ダウンリンク側の
バーストに対し、複数のユーザ宛てのATMセルを転送
させ、各端末局側のATMヘッダチェック機能を利用し
た選択的セル受信を行うことで一時的に他のユーザにア
サインされたバーストを使用できるようにし、無線区間
の伝送効率の向上を図るものである。
【0014】また、本発明は、フレーム内のタイムスロ
ットの割当ては、コネクション設定時に行われ、その割
り当てられたスロットで他の移動局(端末局)に予約さ
れたスロット内の空きエリアを使用するものである。
【0015】(作用)上記のように構成された本発明に
おいては、基地局において、各端末局宛てのデータトラ
ヒック情報が監視され、その端末局にて使用されている
ユーザチャネルに空きがあるかが検出され、端末局宛て
のデータ転送が既にアサインされているデータトラヒッ
クを超えていることが検出されることにより、空きユー
ザデータチャネルが、更にデータ転送を行う必要のある
端末局側のデータ転送用に一時的にアサインされ、その
ユーザデータチャネルが使用されてATMセルが転送さ
れる。この時、一時的にアサインされたユーザデータチ
ャネルの有無が、基地局から端末局に対して制御チャネ
ルにより通知される。
【0016】また、端末局においては、コネクション設
定時に指定されたユーザデータチャネル以外に自局用制
御チャネルにより通知されたユーザチャネルが受信さ
れ、受信されたデータから自局宛てのATMセルが抽出
されることにより、一時的にアサインされたユーザデー
タチャネルが利用されて自局宛てのATMセルデータが
受信される。
【0017】これにより、TDMA上のユーザチャネル
の使用効率の向上が図られる。
【0018】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。
【0019】図1は、本発明の無線ATM通信方式が適
用されるシステムの構成を示す図である。
【0020】本システムは図1に示すように、それぞれ
が端末20−1〜20−Nと接続された複数の端末局1
0−1〜10−Nと、端末局10−1〜10−Nとの間
にてデータのやりとりを行う交換機30と、交換機30
から送出されたデータを端末局10−1〜10−Nのう
ち、該当する端末局に送信するとともに、端末局10−
1〜10−Nから送出されたデータを交換機30に送信
する基地局40とから構成されている。なお、端末20
−1〜20−N及び端末局10−1〜10−Nにおいて
は、複数とは限られず、少なくとも1つ設けられていれ
ばよい。
【0021】以下に、上記のように構成されたシステム
に本発明の無線ATM通信方式が適用された場合の通信
動作について説明する。
【0022】交換機30から端末局10−1〜10−N
宛てのデータが基地局40へ送信されると、基地局40
において、交換機30から送信されたデータがどの端末
局宛てのデータであるかが判断され、その端末局がコネ
クション設定時に使用できるユーザチャネルを利用し
て、そのデータが該当する端末局へ送信される。
【0023】ここで、本形態においては、交換機30か
ら基地局40を介して端末局10−1へデータが転送さ
れることを考える。
【0024】基地局40においては、端末局10−1に
て使用することができるユーザチャネルが管理されてお
り、データが転送される際に、端末局10−1に割り当
てられたユーザチャネルよりも多くのスループットが必
要であることが検出された場合、他のユーザにて使用さ
れるユーザチャネルにATMセル単位の空きが有るかが
監視され、空きがある場合、制御チャネルにおいて、使
用される他のユーザチャネルスロット位置指定が、制御
チャネルにより端末局10−1に通知され、その後、そ
の空きのあるユーザチャネルにATMセルが多重されて
通知される。
【0025】端末局10−1においては、予め割り当て
られたユーザチャネルが受信されるとともに、基地局4
0から制御チャネルにて通知された監視対象追加ユーザ
チャネルが認識され、そのユーザチャネルが受信される
とともに、そのユーザチャネルに含まれるATMセルが
自局宛てのセルか否かがATMセルのヘッダ情報から判
断され、自局宛てセルが抽出され、受信される。
【0026】
【実施例】以下に、上述した実施の形態の実施例につい
て説明する。
【0027】図2は、図1に示した端末局10−1〜1
0−Nと交換機30との間にてやりとりされるデータの
フレーム構成の一実施例を示す図である。
【0028】本実施例におけるフレームは図2に示すよ
うに、アクセスチャネル51と、n個の制御チャネル5
2−1〜52−nと、m個のユーザデータチャネル53
−1〜53−mとから構成されており、制御チャネル5
2−1〜52−nのそれぞれは、事前にアサインされて
いるユーザチャネル以外のユーザチャネルを使用する場
合のユーザチャネル情報(スロット番号)が格納される
受信スロット指定54と、通信処理に係る制御情報が格
納される制御情報55とから構成され、ユーザデータチ
ャネル53−1〜53−mのそれぞれは、k個のATM
セル56−1〜56−kから構成されている。
【0029】図3は、図1に示した基地局40の一構成
例を示すブロック図である。
【0030】本形態における基地局40は図3に示すよ
うに、端末局宛てデータ411−1〜411−Nをデー
タの有無とデータ量を示す送信データ格納情報412と
して管理し、送信データ格納情報412に基づいて、ア
サインされたユーザデータチャネルが全て使用されてい
る状態と他の端末局にアサインされているユーザデータ
チャネルにおける空き(その時点でユーザチャネルを使
用していないチャネルまたはユーザデータチャネルにA
TMセルを挿入する空きがあるチャネル)とを検出し、
さらに、その検出結果に基づいて、空きがあるユーザデ
ータチャネルへATMセルを挿入指示する情報及び使用
される他の端末局用ユーザデータチャネルのスロット位
置情報を送信データ組み立て指示414として出力する
送信データ管理部41と、端末局宛てデータ411−1
〜411−Nのデータが送信データ413として入力さ
れるとともに、送信データ管理部41から出力された送
信データ組み立て指示414が入力され、送信データ組
み立て指示414に基づいて制御チャネル52(図2参
照)及びユーザデータチャネル53−1〜53−m(図
2参照)を組み立て、制御チャネルデータ415及びユ
ーザバーストデータ416として出力する送信バースト
組み立て部42と、送信バースト組み立て部42から出
力された制御チャネルデータ415及びユーザバースト
データ416に基づいて、図2に示すような、端末局1
0−1〜10−Nに送信するためのフレームを生成する
TDMA制御部43と、TDMA制御部43にて生成さ
れたフレームをアンテナ45を介して送出する無線送信
部44とから構成されている。
【0031】以下に、上記のように構成された基地局4
0の動作について説明する。
【0032】交換機30からATMセルが送出される
と、送出されたATMセルが端末局宛てデータ411−
1〜411−Nとして管理され、端末局宛てデータ41
1−1〜411−Nのうち、データの有無とデータ量を
示す送信データ格納情報412が送信データ管理部41
に、送信データ413が送信バースト組み立て部42に
それぞれ入力される。
【0033】すると、送信データ管理部41において、
送信データ格納情報412に基づいて、送信先端末局へ
送信するために使用するユーザデータチャネル53−1
〜53−m(図2参照)を指定する情報とデータの転送
に使用されるユーザデータチャネル53−1〜53−m
(図2参照)が、予め割り当てられていたユーザデータ
チャネル53−1〜53−m(図2参照)で不足する場
合、他のユーザデータチャネルの空き状態が監視され、
空きがあるユーザデータチャネル53−1〜53−m
(図2参照)へATMセルを挿入する旨の指示に関する
情報及び使用される他端末局用ユーザデータチャネル5
3−1〜53−m(図2参照)のスロット情報が送信デ
ータ組み立て指示414として送信バースト組み立て部
42に通知される。なお、このとき、予めアサインされ
ていたユーザデータチャネルで足りる場合は、受信スロ
ット指定54(図2参照)は通知されない。
【0034】次に、送信バースト組み立て部42におい
て、送信データ管理部41から通知された送信データ組
み立て指示414に基づいて、各端末局宛ての制御チャ
ネル52−1〜52−n(図2参照)及びユーザデータ
チャネル53−1〜53−m(図2参照)が組み立てら
れる。ここで、各制御チャネル52−1〜52−n(図
2参照)においては、上述した、空きがあるユーザデー
タチャネル53−1〜53−m(図2参照)のうち、A
TMセルを挿入するユーザデータチャネルのスロット位
置情報が受信スロット指定54に格納されている。
【0035】送信バースト組み立て部42にて各端末局
宛ての制御チャネル52−1〜52−n(図2参照)及
びユーザデータチャネル53−1〜53−m(図2参
照)が組み立てられると、組み立てられた制御チャネル
52−1〜52−n(図2参照)は制御チャネルデータ
415として、また、組み立てられたユーザデータチャ
ネル53−1〜53−m(図2参照)はユーザバースト
データ416としてそれぞれTDMA制御部43に通知
される。
【0036】次に、TDMA制御部43において、送信
バースト組み立て部42から通知された制御チャネルデ
ータ415とユーザバーストデータ416とに基づいて
図2に示すようなフレームが生成される。
【0037】TDMA制御部43にて生成されたフレー
ムは、無線送信部44及びアンテナ45を介して送信さ
れる。
【0038】図4は、図1に示した端末局10−1〜1
0−Nの一構成例を示すブロック図である。
【0039】本形態における端末局10−1〜10−N
のそれぞれは図4に示すように、基地局40から送信さ
れたフレームをアンテナ11を介して受信する無線受信
部12と、無線受信部12にて受信されたフレームを自
局宛ての制御チャネルとユーザデータチャネルとに分離
する受信バースト分離部13と、受信バースト分離部1
3にて分離されたフレームのうち、自局宛ての制御チャ
ネルが入力され、入力された制御チャネルの受信スロッ
ト指定54(図2参照)に格納された、他の端末局に割
り当てられているユーザデータチャネル53−1〜53
−m(図2参照)のスロット位置情報と予め割り当てら
れているユーザデータチャネルのスロット位置情報とを
抽出し、出力する受信スロット割り当て情報生成部14
と、受信スロット割り当て情報生成部14から出力され
たスロット位置情報に基づいて、受信フレーム内の抽出
すべきユーザデータチャネルを受信バースト分離部13
に通知する受信スロットタイミング生成部15と、受信
バースト分離部13にて分離されたフレームのうち、ユ
ーザデータチャネルが入力され、入力されたユーザデー
タチャネルからATMセル56−1〜56−k(図2参
照)を抽出するATMセル抽出処理部16と、ATMセ
ル抽出処理部16にて抽出されたATMセル56−1〜
56−k(図2参照)が通知され、通知されたATMセ
ルが自局宛てのものであるかを、ATMセルのヘッダ情
報から判断し、自局宛てのものであった場合、そのAT
Mセルをセル受信制御部18に転送するATMセル処理
手段であるATMコネクションフィルタ17とから構成
されている。
【0040】以下に、上記のように構成された端末局1
0−1〜10−Nの動作について説明する。
【0041】基地局40から送出されたフレームがアン
テナ11及び無線受信部12を介して受信されると、受
信バースト分離部13において、受信スロットタイミン
グ生成部15からの通知に従って制御チャネル52−1
〜52−n(図2参照)とユーザデータチャネル53−
1〜53−m(図2参照)とが分離される。
【0042】受信バースト分離部13にて分離されたフ
レームのうち、制御チャネル52−1〜52−n(図2
参照)は受信スロット割り当て情報生成部14に入力さ
れ、受信スロット割り当て情報生成部14において、入
力された制御チャネル52−1〜52−n(図2参照)
の受信スロット指定54(図2参照)に格納された、他
の端末局に割り当てられているユーザデータチャネル5
3−1〜53−n(図2参照)のスロット位置情報と予
め割り当てられているユーザデータチャネルのスロット
位置情報とが抽出され、受信スロットタイミング生成部
15に通知される。
【0043】また、受信バースト分離部13にて分離さ
れたフレームのうち、ユーザデータチャネル53−1〜
53−m(図2参照)はATMセル抽出処理部16に入
力され、ATMセル抽出処理部16において、入力され
たユーザデータチャネルからATMセル56−1〜56
−k(図2参照)が抽出される。
【0044】その後、ATMセル抽出処理部16にて抽
出されたATMセル56−1〜56−k(図2参照)が
ATMコネクションフィルタ17に通知され、ATMコ
ネクションフィルタ17において、通知されたATMセ
ルが自局宛てのものであるかが、ATMセルのヘッダ情
報から判断され、自局宛てのものであった場合、そのA
TMセルがセル受信制御部18に転送される。
【0045】
【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
基地局から端末局へのダウンリンク側通信において、他
の端末局にアサインされているユーザデータチャネルの
空き部分を利用したATMセル転送が行われる構成とし
たため、無線区間のバースト使用効率が向上し、それに
より、ダウンリンク側の伝送効率の向上を図ることがで
きる。
【0046】また、ダウンリンク側のユーザデータチャ
ネルがコネクション設定時に予め指定されているため、
転送すべきデータがある場合、そのユーザチャネルの使
用が保証され、それにより、無線区間にて損失がない場
合、最低トラヒックを保証しながら、それ以上のトラヒ
ックを提供することができる。
【0047】また、他のユーザデータチャネルに空きの
ある場合、その空き部分を利用したデータ転送が可能と
なるため、予め確保したスループット以上のデータ転送
を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の無線ATM通信方式が適用されるシス
テムの構成を示す図である。
【図2】図1に示した端末局と交換機との間にてやりと
りされるデータのフレーム構成の一実施例を示す図であ
る。
【図3】図1に示した基地局の一構成例を示すブロック
図である。
【図4】図1に示した端末局の一構成例を示すブロック
図である。
【符号の説明】
10−1〜10−N 端末局 11,45 アンテナ 12 無線受信部 13 受信バースト分離部 14 受信スロット割り当て情報生成部 15 受信スロットタイミング生成部 16 ATMセル抽出処理部 17 ATMコネクションフィルタ 18 セル受信制御部 41 送信データ管理部 42 送信バースト組み立て部 43 TDMA制御部 44 無線送信部 51 アクセスチャネル 52−1〜52−n 制御チャネル 53−1〜53−m ユーザデータチャネル 54 受信スロット指定 55 制御情報 56−1〜56−k ATMセル 411 端末局宛てデータ 412 送信格納情報 413 送信データ 414 送信データ組み立て指示 415 制御チャネルデータ 416 ユーザバーストデータ

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも1つの端末局と、該端末局と
    の間にてデータのやりとりを行う交換機と、該交換機か
    ら送出されたデータを前記端末局に送信するとともに、
    前記端末局から送出されたデータを前記交換機に送信す
    る基地局とを有し、前記端末局と前記交換機との間にお
    ける通信開始時に、前記端末毎に制御チャネルとATM
    セル転送に使用するユーザチャネルとをアサインする無
    線ATM通信方式において、 前記基地局は、 前記端末局と前記交換機との通信開始時に、アサインさ
    れたユーザチャネルが全て使用されている状態と他の端
    末局にアサインされているユーザチャネルにおける空き
    とを該ユーザチャネルを構成するATMセル単位で検出
    し、該検出結果に基づいて、空きがあるユーザデータチ
    ャネルへATMセルを挿入指示する情報及び使用される
    他の端末局用ユーザデータチャネルのスロット位置情報
    を出力する送信データ管理手段と、 該送信データ管理手段から出力された情報に基づいて、
    前記制御チャネル及びユーザデータチャネルを組み立て
    る送信バースト組み立て手段と、該送信バースト組み立
    て手段にて組み立てられた制御チャネル及びユーザデー
    タチャネルに基づいて、前記端末局に送信するためのフ
    レームを生成する制御手段とを有し、 前記送信バースト組み立て手段は、前記送信データ管理
    手段から出力された情報に基づいて、前記端末局へのデ
    ータの送信のために使用されるユーザデータチャネル
    が、予め割り当てられていたユーザデータチャネルで不
    足する場合に、空きがある他のユーザデータチャネルを
    利用し、該利用したユーザデータチャネルのスロット位
    置情報を前記制御チャネル内に格納することを特徴とす
    ることを特徴とする無線ATM通信方式。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の無線ATM通信方式に
    おいて、 前記端末局は、 前記基地局から送信されたフレームを受信する無線受信
    手段と、 該無線受信手段にて受信されたフレームを自局宛ての制
    御チャネルとユーザデータチャネルとに分離する受信バ
    ースト分離手段と、 該受信バースト分離手段にて分離された制御チャネル内
    に格納された、他の端末局に割り当てられているユーザ
    データチャネルのスロット位置情報と予め割り当てられ
    ているユーザデータチャネルのスロット位置情報とを抽
    出する受信スロット割り当て情報生成手段と、 該受信スロット割り当て情報生成手段から出力されたス
    ロット位置情報に基づいて、受信フレーム内の抽出すべ
    きユーザデータチャネルを前記受信バースト分離手段に
    通知する受信スロットタイミング生成手段と、 前記受信バースト分離手段にて分離されたユーザデータ
    チャネルからATMセルを抽出するATMセル抽出処理
    手段と、 該ATMセル抽出処理手段にて抽出されたATMセルが
    通知され、通知されたATMセルが自局宛てのものであ
    るかを、前記ATMセルのヘッダ情報から判断し、自局
    宛てのものであった場合、該ATMセルをセル処理を行
    うセル受信制御手段に転送するATMセル処理手段とを
    有することを特徴とする無線ATM通信方式。
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