JP3365970B2 - 無線回線割当方法 - Google Patents
無線回線割当方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＴＤＭＡ無線通信
を行う無線基地局装置および無線端末装置が複数台あ
り、無線周波数帯域を共用することにより無線基地局装
置と無線端末装置間の通信を多重する無線通信システム
において、集中管理局の一括制御によらず、トラヒック
の状況に応じて動的に無線リソースの割り当てを行う無
線回線割当方法に関する。
を行う無線基地局装置および無線端末装置が複数台あ
り、無線周波数帯域を共用することにより無線基地局装
置と無線端末装置間の通信を多重する無線通信システム
において、集中管理局の一括制御によらず、トラヒック
の状況に応じて動的に無線リソースの割り当てを行う無
線回線割当方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の無線通信システムは、複数の無線
基地局装置および無線端末装置と、基幹ネットワーク
と、集中管理局とを備え、以下に示す構成および機能に
より集中管理局の一括管理による無線リソースの割り当
てを行う。
基地局装置および無線端末装置と、基幹ネットワーク
と、集中管理局とを備え、以下に示す構成および機能に
より集中管理局の一括管理による無線リソースの割り当
てを行う。
【０００３】無線基地局装置は、基幹ネットワークと有
線チャネルを用いてデータの送受信を行うデータ入出力
手段と、複数の無線端末装置と無線チャネルを用いて通
信する無線通信手段と、集中管理局と有線チャネルを用
いてデータの送受信を行うデータ入出力手段とを備え
る。そして、集中管理局に対して、カバーする地域内の
無線端末装置に対して新たに発生するパケット群の数の
統計情報を送信し、集中管理局からタイムスロットの分
配情報を受信する。また、無線端末装置に対して、一定
間隔で制御用の報知信号（本明細書では「Ｂバースト」
という）を送信し、Ｂバースト間を複数の固定長のタイ
ムスロットに分割し、位相番号をつけて各無線端末装置
に割り当てる。
線チャネルを用いてデータの送受信を行うデータ入出力
手段と、複数の無線端末装置と無線チャネルを用いて通
信する無線通信手段と、集中管理局と有線チャネルを用
いてデータの送受信を行うデータ入出力手段とを備え
る。そして、集中管理局に対して、カバーする地域内の
無線端末装置に対して新たに発生するパケット群の数の
統計情報を送信し、集中管理局からタイムスロットの分
配情報を受信する。また、無線端末装置に対して、一定
間隔で制御用の報知信号（本明細書では「Ｂバースト」
という）を送信し、Ｂバースト間を複数の固定長のタイ
ムスロットに分割し、位相番号をつけて各無線端末装置
に割り当てる。
【０００４】集中管理局は、各無線基地局装置から受信
した新たに発生するパケット群の数の統計情報を一括管
理し、各無線基地局装置に分配するタイムスロットを決
定し、各無線基地局装置に対してタイムスロットの分配
情報を送信する。
した新たに発生するパケット群の数の統計情報を一括管
理し、各無線基地局装置に分配するタイムスロットを決
定し、各無線基地局装置に対してタイムスロットの分配
情報を送信する。
【０００５】このような構成において、無線基地局装置
がカバーする地域に存在する無線端末装置に対するデー
タが基幹ネットワークで生成されると、無線基地局装置
は固定長のタイムスロット長に分割した複数のパケット
からなるパケット群を生成し、先入れ先出し機能を有す
る送信キューに蓄積する。そして、あらかじめ集中管理
局から分配されているタイムスロットの中から、すでに
予約中でないタイムスロットを選択し、まだタイムスロ
ットの予約ができていないパケット群に割り当て、タイ
ムスロットの予約を行ってパケット群を送信する。これ
をパケット群の送信が終了するまで同一の位相番号のタ
イムスロットを割り当て続け、送信キュー内のパケット
を送信終了ごとに削除する。
がカバーする地域に存在する無線端末装置に対するデー
タが基幹ネットワークで生成されると、無線基地局装置
は固定長のタイムスロット長に分割した複数のパケット
からなるパケット群を生成し、先入れ先出し機能を有す
る送信キューに蓄積する。そして、あらかじめ集中管理
局から分配されているタイムスロットの中から、すでに
予約中でないタイムスロットを選択し、まだタイムスロ
ットの予約ができていないパケット群に割り当て、タイ
ムスロットの予約を行ってパケット群を送信する。これ
をパケット群の送信が終了するまで同一の位相番号のタ
イムスロットを割り当て続け、送信キュー内のパケット
を送信終了ごとに削除する。
【０００６】図７は、従来の無線通信システムにおける
タイムスロットの分配例を示す。ここでは、システム全
体のタイムスロット数ｎ（ｎは２以上の整数）が12であ
り、統計的に全地域のトラヒックが一様であった場合の
タイムスロットの分配例を示す。図において、７１はＢ
バースト、７２は無線基地局装置Ａに分配されたタイム
スロット、７３は無線基地局装置Ｂに分配されたタイム
スロット、７４は無線基地局装置Ｃに分配されたタイム
スロットであり、均等に１／３ずつ分配される。
タイムスロットの分配例を示す。ここでは、システム全
体のタイムスロット数ｎ（ｎは２以上の整数）が12であ
り、統計的に全地域のトラヒックが一様であった場合の
タイムスロットの分配例を示す。図において、７１はＢ
バースト、７２は無線基地局装置Ａに分配されたタイム
スロット、７３は無線基地局装置Ｂに分配されたタイム
スロット、７４は無線基地局装置Ｃに分配されたタイム
スロットであり、均等に１／３ずつ分配される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来の集中管理局の一
括管理による無線リソース割当方法では、トラヒック状
況が刻々と変化するときに、各無線基地局装置からの情
報を即座にタイムスロットの分配情報に反映させること
が困難である。そのため、集中管理局では無線基地局装
置から通知される統計的なデータをもとにした無線リソ
ースの割り当てしかできない問題があった。また、無線
基地局装置数の増加に従って、集中管理局の制御負荷が
大きくなる問題があった。
括管理による無線リソース割当方法では、トラヒック状
況が刻々と変化するときに、各無線基地局装置からの情
報を即座にタイムスロットの分配情報に反映させること
が困難である。そのため、集中管理局では無線基地局装
置から通知される統計的なデータをもとにした無線リソ
ースの割り当てしかできない問題があった。また、無線
基地局装置数の増加に従って、集中管理局の制御負荷が
大きくなる問題があった。
【０００８】本発明は、トラヒックの状況に応じて、各
無線基地局装置が自律的に分散して無線リソースの割り
当てを行うことができる動的で効率のよい無線回線割当
方法を提供することを目的とする。
無線基地局装置が自律的に分散して無線リソースの割り
当てを行うことができる動的で効率のよい無線回線割当
方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の無線回線割当方
法は、各無線基地局装置が各無線端末装置に対して一定
間隔でＢバーストを送信し、Ｂバースト間を複数の固定
長のタイムスロットに分割し、位相番号をつけて各無線
端末装置に割り当てる。このとき、タイムスロットの位
相番号を複数のブロックに分割し、その１つを優先ブロ
ック、残りを非優先ブロックに分類し、隣接する無線基
地局装置に互いに異なるブロックを優先ブロックとして
割り当てる。無線基地局装置は、無線端末装置への送信
データとして、固定長のタイムスロット長に分割された
複数のパケットからなるパケット群が生成されたとき
に、各無線基地局装置に割り当てられた優先ブロックの
所定の位相番号のタイムスロットについて、前フレーム
で他の無線基地局装置からの干渉がなくかつ自局で使用
中でない場合に、そのタイムスロットを前記パケット群
に割り当て、先頭のパケットを送信してタイムスロット
の使用権獲得を試みる。
法は、各無線基地局装置が各無線端末装置に対して一定
間隔でＢバーストを送信し、Ｂバースト間を複数の固定
長のタイムスロットに分割し、位相番号をつけて各無線
端末装置に割り当てる。このとき、タイムスロットの位
相番号を複数のブロックに分割し、その１つを優先ブロ
ック、残りを非優先ブロックに分類し、隣接する無線基
地局装置に互いに異なるブロックを優先ブロックとして
割り当てる。無線基地局装置は、無線端末装置への送信
データとして、固定長のタイムスロット長に分割された
複数のパケットからなるパケット群が生成されたとき
に、各無線基地局装置に割り当てられた優先ブロックの
所定の位相番号のタイムスロットについて、前フレーム
で他の無線基地局装置からの干渉がなくかつ自局で使用
中でない場合に、そのタイムスロットを前記パケット群
に割り当て、先頭のパケットを送信してタイムスロット
の使用権獲得を試みる。
【００１０】
【００１１】
【００１２】さらに、前フレームで他の無線基地局装置
からの干渉がある場合、または自局で使用中の場合に
は、優先ブロックの所定の位相番号から番号順に（例え
ば小さい方から順に）タイムスロットを検索し、次に非
優先ブロックに移って優先ブロックとは逆の番号順（例
えば大きい方から順）でタイムスロットを検索し、干渉
がなくかつ自局で使用中でないタイムスロットが割り当
てられるまで全タイムスロットを順次検索する（請求項
１）。
からの干渉がある場合、または自局で使用中の場合に
は、優先ブロックの所定の位相番号から番号順に（例え
ば小さい方から順に）タイムスロットを検索し、次に非
優先ブロックに移って優先ブロックとは逆の番号順（例
えば大きい方から順）でタイムスロットを検索し、干渉
がなくかつ自局で使用中でないタイムスロットが割り当
てられるまで全タイムスロットを順次検索する（請求項
１）。
【００１３】また、以上の無線回線割当方法において、
無線基地局装置が割り当てられたタイムスロットの使用
権獲得のために先頭パケットを送信し、他の無線基地局
装置から干渉を受けることなく伝送が成功したときに、
無線端末装置がその旨を無線基地局装置に伝達し、無線
基地局装置はパケット群の送信が終了するまで同一の位
相番号のタイムスロットを割り当てる（請求項２）。
無線基地局装置が割り当てられたタイムスロットの使用
権獲得のために先頭パケットを送信し、他の無線基地局
装置から干渉を受けることなく伝送が成功したときに、
無線端末装置がその旨を無線基地局装置に伝達し、無線
基地局装置はパケット群の送信が終了するまで同一の位
相番号のタイムスロットを割り当てる（請求項２）。
【００１４】
【００１５】このような本発明の無線回線割当方法によ
れば、各無線基地局装置は自律的に分散してタイムスロ
ットの割り当てを行うので、集中的な一括制御を行う集
中管理局が不要になるとともに、動的な無線リソースの
割り当てが可能となる。すなわち、刻々と変化するトラ
ヒック状況において、統計的なデータを元にした無線リ
ソースの割り当てではなく、瞬間的かつ動的に無線リソ
ースの割り当て（タイムスロットの分配）が可能とな
る。
れば、各無線基地局装置は自律的に分散してタイムスロ
ットの割り当てを行うので、集中的な一括制御を行う集
中管理局が不要になるとともに、動的な無線リソースの
割り当てが可能となる。すなわち、刻々と変化するトラ
ヒック状況において、統計的なデータを元にした無線リ
ソースの割り当てではなく、瞬間的かつ動的に無線リソ
ースの割り当て（タイムスロットの分配）が可能とな
る。
【００１６】また、優先ブロックを利用する方法では、
隣接する各無線基地局装置ごとに優先ブロックが異な
り、しかもタイムスロットの検索開始位相番号および検
索順が異なることにより、各無線基地局装置が同じタイ
ムスロットで使用権獲得を試みる確率を小さくすること
ができる。すなわち、無線基地局装置間でタイムスロッ
ト確保のための競合が生じても、パケットの衝突を極力
回避することができる。
隣接する各無線基地局装置ごとに優先ブロックが異な
り、しかもタイムスロットの検索開始位相番号および検
索順が異なることにより、各無線基地局装置が同じタイ
ムスロットで使用権獲得を試みる確率を小さくすること
ができる。すなわち、無線基地局装置間でタイムスロッ
ト確保のための競合が生じても、パケットの衝突を極力
回避することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の無線回線割当方
法が適用される無線通信システムおよび無線基地局装置
の実施形態を示す。
法が適用される無線通信システムおよび無線基地局装置
の実施形態を示す。
【００１８】図において、本実施形態の無線通信システ
ムは、無線基地局装置１−１，１−２および無線端末装
置２−１〜２−４と、基幹ネットワーク３により構成さ
れる。各無線基地局装置１は、それぞれ基幹ネットワー
ク３と有線チャネル４を用いてデータの送受信を行うデ
ータ入出力手段１１と、各無線端末装置２と無線チャネ
ル５を用いて通信する無線通信手段１２と、隣接する無
線基地局装置から受ける干渉６の強度をタイムスロット
の位相ごとに検出する干渉検出手段１３と、検出した干
渉強度の情報をタイムスロットの位相ごとに記憶する干
渉強度記憶手段１４とを備える。この干渉検出手段１３
により、各無線基地局装置１は常に前フレームにおける
全タイムスロットの位相において、隣接する無線基地局
装置からの干渉状況を知ることができる。
ムは、無線基地局装置１−１，１−２および無線端末装
置２−１〜２−４と、基幹ネットワーク３により構成さ
れる。各無線基地局装置１は、それぞれ基幹ネットワー
ク３と有線チャネル４を用いてデータの送受信を行うデ
ータ入出力手段１１と、各無線端末装置２と無線チャネ
ル５を用いて通信する無線通信手段１２と、隣接する無
線基地局装置から受ける干渉６の強度をタイムスロット
の位相ごとに検出する干渉検出手段１３と、検出した干
渉強度の情報をタイムスロットの位相ごとに記憶する干
渉強度記憶手段１４とを備える。この干渉検出手段１３
により、各無線基地局装置１は常に前フレームにおける
全タイムスロットの位相において、隣接する無線基地局
装置からの干渉状況を知ることができる。
【００１９】各無線基地局装置１は、各無線端末装置２
に対して一定間隔でＢバーストを送信し、Ｂバースト間
をｎ（ｎは２以上の整数）個の固定長のタイムスロット
に分割し、位相番号をつけて各無線端末装置に割り当て
る。また、各無線基地局装置１がカバーする地域に存在
する無線端末装置２に対するデータが基幹ネットワーク
３で生成されると、各無線基地局装置１は固定長のタイ
ムスロット長に分割した複数のパケットからなるパケッ
ト群を生成し、先入れ先出し機能を有する送信キューに
蓄積する。
に対して一定間隔でＢバーストを送信し、Ｂバースト間
をｎ（ｎは２以上の整数）個の固定長のタイムスロット
に分割し、位相番号をつけて各無線端末装置に割り当て
る。また、各無線基地局装置１がカバーする地域に存在
する無線端末装置２に対するデータが基幹ネットワーク
３で生成されると、各無線基地局装置１は固定長のタイ
ムスロット長に分割した複数のパケットからなるパケッ
ト群を生成し、先入れ先出し機能を有する送信キューに
蓄積する。
【００２０】図２は、本発明の無線回線割当方法が適用
される無線通信システムのセル配置を示す。ここでは、
正６角形オムニセルを10個示すが、各セルは２次元的に
無限に広がっており、各セルには必ず６個の隣接セルが
ある。すべてのセルは無線周波数帯域を共用する。な
お、隣接セルの無線基地局装置が同じ位相番号のタイム
スロットを同時に割り当てた場合に干渉を受けるものと
する。また、通信品質の劣化は干渉のみによるものと
し、パケットどうしの衝突が起これば干渉の大きさに関
わらず、そのパケットの伝送は必ず失敗するものとす
る。
される無線通信システムのセル配置を示す。ここでは、
正６角形オムニセルを10個示すが、各セルは２次元的に
無限に広がっており、各セルには必ず６個の隣接セルが
ある。すべてのセルは無線周波数帯域を共用する。な
お、隣接セルの無線基地局装置が同じ位相番号のタイム
スロットを同時に割り当てた場合に干渉を受けるものと
する。また、通信品質の劣化は干渉のみによるものと
し、パケットどうしの衝突が起これば干渉の大きさに関
わらず、そのパケットの伝送は必ず失敗するものとす
る。
【００２１】図２において、Ａ，Ｂ，Ｃはタイムスロッ
トの優先ブロックが異なることを示し、それぞれの優先
ブロックの先頭位相番号ｄが０，ｎ／３，２ｎ／３であ
る。このようにセルを対称に配置することにより、干渉
局となる隣接セルが初期状態で同じ位相のタイムスロッ
トを割り当てることがなくなる。
トの優先ブロックが異なることを示し、それぞれの優先
ブロックの先頭位相番号ｄが０，ｎ／３，２ｎ／３であ
る。このようにセルを対称に配置することにより、干渉
局となる隣接セルが初期状態で同じ位相のタイムスロッ
トを割り当てることがなくなる。
【００２２】図３は、本発明の無線回線割当方法におけ
るタイムスロットの使用権獲得のアルゴリズムを示す。
無線基地局装置は、初期設定として各無線基地局装置に
与えられた固有のｄ番目の位相番号のタイムスロットを
セットする（Ｓ１）。次に、タイムスロットの予約がで
きていないパケット群が送信キューにあってタイムスロ
ットの使用権獲得を試みるか否か（Ｓ２）、全タイムス
ロットを調べたか否か（Ｓ３）、セットされたタイムス
ロットが非予約中か否か（Ｓ４）、セットされたタイム
スロットが前フレームで隣接するセルの無線基地局装置
から干渉を受けていないか否か（Ｓ５）を判断する。
るタイムスロットの使用権獲得のアルゴリズムを示す。
無線基地局装置は、初期設定として各無線基地局装置に
与えられた固有のｄ番目の位相番号のタイムスロットを
セットする（Ｓ１）。次に、タイムスロットの予約がで
きていないパケット群が送信キューにあってタイムスロ
ットの使用権獲得を試みるか否か（Ｓ２）、全タイムス
ロットを調べたか否か（Ｓ３）、セットされたタイムス
ロットが非予約中か否か（Ｓ４）、セットされたタイム
スロットが前フレームで隣接するセルの無線基地局装置
から干渉を受けていないか否か（Ｓ５）を判断する。
【００２３】（タイムスロットの割り当て）タイムスロ
ットの予約ができていないパケット群が送信キューにあ
り、セットされたタイムスロットが予約されておらず
（非予約中）、前フレームで隣接するセルの無線基地局
装置から干渉を受けていなければ、セットしたタイムス
ロットをまだタイムスロットの予約ができていないパケ
ット群に割り当て（Ｓ６）、先頭のパケットを伝送して
タイムスロットの使用権獲得を試みる。
ットの予約ができていないパケット群が送信キューにあ
り、セットされたタイムスロットが予約されておらず
（非予約中）、前フレームで隣接するセルの無線基地局
装置から干渉を受けていなければ、セットしたタイムス
ロットをまだタイムスロットの予約ができていないパケ
ット群に割り当て（Ｓ６）、先頭のパケットを伝送して
タイムスロットの使用権獲得を試みる。
【００２４】一方、セットされたタイムスロットがすで
に予約されているか、前フレームで隣接するセルの無線
基地局装置から干渉を受けていれば、事前に設定された
順番に従って次のタイムスロットをセットし（Ｓ７）、
Ｓ２に戻る。そして、Ｓ４，Ｓ５の条件を満たすタイム
スロットが割り当てられるまで、全タイムスロットにつ
いて順次同様の処理を繰り返して調べる（Ｓ３）。
に予約されているか、前フレームで隣接するセルの無線
基地局装置から干渉を受けていれば、事前に設定された
順番に従って次のタイムスロットをセットし（Ｓ７）、
Ｓ２に戻る。そして、Ｓ４，Ｓ５の条件を満たすタイム
スロットが割り当てられるまで、全タイムスロットにつ
いて順次同様の処理を繰り返して調べる（Ｓ３）。
【００２５】ここで、全ての位相のタイムスロットがＳ
４，Ｓ５の条件を満たさないこと、すなわち全ての位相
のタイムスロットがすでに予約中か、または前フレーム
で隣接するセルの無線基地局装置から干渉を受けている
ことが確認された場合には（Ｓ３）、タイムスロットが
割り当てられないので、まだタイムスロットの予約がで
きていないパケット群を送信キューに蓄え（Ｓ８）、一
旦終了して再度、タイムスロットの使用権獲得を試み
る。
４，Ｓ５の条件を満たさないこと、すなわち全ての位相
のタイムスロットがすでに予約中か、または前フレーム
で隣接するセルの無線基地局装置から干渉を受けている
ことが確認された場合には（Ｓ３）、タイムスロットが
割り当てられないので、まだタイムスロットの予約がで
きていないパケット群を送信キューに蓄え（Ｓ８）、一
旦終了して再度、タイムスロットの使用権獲得を試み
る。
【００２６】また、Ｓ６でタイムスロットの割り当てを
行った後は、別の無線端末装置宛てのパケット群の送信
に用いるタイムスロットとして、事前に設定された順番
に従って次のタイムスロットをセットし（Ｓ７）、Ｓ２
に戻り、タイムスロットの予約ができていないパケット
群が送信キューになくなるまで同様の処理を繰り返す。
行った後は、別の無線端末装置宛てのパケット群の送信
に用いるタイムスロットとして、事前に設定された順番
に従って次のタイムスロットをセットし（Ｓ７）、Ｓ２
に戻り、タイムスロットの予約ができていないパケット
群が送信キューになくなるまで同様の処理を繰り返す。
【００２７】（タイムスロットの使用権獲得）Ｓ６でタ
イムスロットの割り当てを行い、先頭のパケットを伝送
してタイムスロットの使用権獲得を試みたときに、まだ
タイムスロットの予約ができていないパケット群を有す
る隣接セルの無線基地局装置も同様に先頭パケットの伝
送を試みるため、無線基地局装置間でタイムスロット確
保のための競合が生じる。ここで、隣接する無線基地局
装置が同じ位相のタイムスロットの使用権獲得の試みを
行っていなければ、干渉を受けることなく先頭パケット
は目的の無線端末装置に受信される。無線端末装置は先
頭パケットの伝送に成功したことを無線基地局装置にＡ
ＣＫ信号で伝達する。これにより、無線基地局装置は割
り当てたタイムスロットの使用を予約し、パケット群の
すべてのパケットの送信が終了するまで、同一の位相番
号のタイムスロットを割り当て続け、送信キュー内のパ
ケットを送信が終了するごとに削除する。
イムスロットの割り当てを行い、先頭のパケットを伝送
してタイムスロットの使用権獲得を試みたときに、まだ
タイムスロットの予約ができていないパケット群を有す
る隣接セルの無線基地局装置も同様に先頭パケットの伝
送を試みるため、無線基地局装置間でタイムスロット確
保のための競合が生じる。ここで、隣接する無線基地局
装置が同じ位相のタイムスロットの使用権獲得の試みを
行っていなければ、干渉を受けることなく先頭パケット
は目的の無線端末装置に受信される。無線端末装置は先
頭パケットの伝送に成功したことを無線基地局装置にＡ
ＣＫ信号で伝達する。これにより、無線基地局装置は割
り当てたタイムスロットの使用を予約し、パケット群の
すべてのパケットの送信が終了するまで、同一の位相番
号のタイムスロットを割り当て続け、送信キュー内のパ
ケットを送信が終了するごとに削除する。
【００２８】一方、隣接する無線基地局装置が同じ位相
のタイムスロットの使用権獲得を試みて先頭パケットを
送出していた場合には、その無線基地局装置からの干渉
を受けて伝送が失敗する。無線端末装置は先頭パケット
の伝送に失敗したことを無線基地局装置にＮＡＫ信号で
伝達する。これにより、無線基地局装置は再度、タイム
スロットの使用権獲得を試みて先頭パケットの送出を行
う。
のタイムスロットの使用権獲得を試みて先頭パケットを
送出していた場合には、その無線基地局装置からの干渉
を受けて伝送が失敗する。無線端末装置は先頭パケット
の伝送に失敗したことを無線基地局装置にＮＡＫ信号で
伝達する。これにより、無線基地局装置は再度、タイム
スロットの使用権獲得を試みて先頭パケットの送出を行
う。
【００２９】（割り当て可能なタイムスロットの検索）
Ｓ７では事前に設定された順番に従って次のタイムスロ
ットをセットするが、その順番は次のようにして設定さ
れる。各無線基地局装置は、タイムスロットの位相番号
をｍ個（ｍは２以上ｎ以下の整数）のブロックに分割
し、優先して割り当てを行う１つの優先ブロックと、ｍ
−１個の非優先ブロックに分類し、隣接する無線基地局
装置が互いに異なるブロックを優先ブロックとする。全
タイムスロット数ｎが12、全タイムスロットを分割する
ブロック数ｍが３の場合を図４に示す。
Ｓ７では事前に設定された順番に従って次のタイムスロ
ットをセットするが、その順番は次のようにして設定さ
れる。各無線基地局装置は、タイムスロットの位相番号
をｍ個（ｍは２以上ｎ以下の整数）のブロックに分割
し、優先して割り当てを行う１つの優先ブロックと、ｍ
−１個の非優先ブロックに分類し、隣接する無線基地局
装置が互いに異なるブロックを優先ブロックとする。全
タイムスロット数ｎが12、全タイムスロットを分割する
ブロック数ｍが３の場合を図４に示す。
【００３０】図４において、無線基地局装置Ａは最初の
ブロック、無線基地局装置Ｂは２番目のブロック、無線
基地局装置Ｃは最後のブロックをそれぞれ優先ブロック
４２，４３，４４と分類する。そして、優先ブロックで
は位相番号の小さい方から順にそのタイムスロットが使
用可能であるか検索して割り当てを行い、優先ブロック
内の全てのタイムスロットが予約中になったら、非優先
ブロックに移って優先ブロックとは逆の順番、すなわち
位相番号の大きい方から順にそのタイムスロットが使用
可能であるか検索して割り当てを行う。図４には、各無
線基地局装置におけるタイムスロットのセット順を(1),
(2),(3) で示し、その方向を矢印で示す。
ブロック、無線基地局装置Ｂは２番目のブロック、無線
基地局装置Ｃは最後のブロックをそれぞれ優先ブロック
４２，４３，４４と分類する。そして、優先ブロックで
は位相番号の小さい方から順にそのタイムスロットが使
用可能であるか検索して割り当てを行い、優先ブロック
内の全てのタイムスロットが予約中になったら、非優先
ブロックに移って優先ブロックとは逆の順番、すなわち
位相番号の大きい方から順にそのタイムスロットが使用
可能であるか検索して割り当てを行う。図４には、各無
線基地局装置におけるタイムスロットのセット順を(1),
(2),(3) で示し、その方向を矢印で示す。
【００３１】このように、隣接する各無線基地局装置ご
とに優先ブロックが異なり、しかもタイムスロットのセ
ット順および方向が異なることにより、各無線基地局装
置が同じタイムスロットで使用権獲得を試みる確率を小
さくすることができる。
とに優先ブロックが異なり、しかもタイムスロットのセ
ット順および方向が異なることにより、各無線基地局装
置が同じタイムスロットで使用権獲得を試みる確率を小
さくすることができる。
【００３２】なお、図４では、無線基地局装置Ａ，Ｂ，
Ｃが同一のタイムスロットでＢバースト４１を送信して
衝突するように見えるが、実際には複数のフレームで超
フレームを構成し、最初のフレームで無線基地局装置Ａ
がＢバーストを送信し、次のフレームで無線基地局装置
ＢがＢバーストを送信するように、超フレーム周期で各
無線基地局装置がＢバーストを送信している。これによ
り、時間的に重ならずに各無線基地局装置がＢバースト
を送信することができる。
Ｃが同一のタイムスロットでＢバースト４１を送信して
衝突するように見えるが、実際には複数のフレームで超
フレームを構成し、最初のフレームで無線基地局装置Ａ
がＢバーストを送信し、次のフレームで無線基地局装置
ＢがＢバーストを送信するように、超フレーム周期で各
無線基地局装置がＢバーストを送信している。これによ
り、時間的に重ならずに各無線基地局装置がＢバースト
を送信することができる。
【００３３】（まとめ）以上説明したアルゴリズムによ
れば、各無線基地局装置は常に、隣接する無線基地局装
置からの前フレームにおけるタイムスロットの位相番号
ごとの干渉状況と、自局装置の前フレームと現フレーム
の予約状況を知ることができる。一方、自局装置が予約
しているタイムスロットにおいて前フレームでパケット
群の送信が終了しても、隣接する無線基地局装置にはそ
のタイムスロットが予約可能な状態であることを知る術
がない。したがって、現フレームにおいて、そのタイム
スロットの使用権獲得を試みることができるのは自局装
置のみであり、隣接する無線基地局装置からの干渉を受
けることがない。これにより、各無線基地局装置で使用
するタイムスロットが次第に固定化されていき、無線リ
ソースの割り当てを自律的に分散して行うことが可能と
なる。
れば、各無線基地局装置は常に、隣接する無線基地局装
置からの前フレームにおけるタイムスロットの位相番号
ごとの干渉状況と、自局装置の前フレームと現フレーム
の予約状況を知ることができる。一方、自局装置が予約
しているタイムスロットにおいて前フレームでパケット
群の送信が終了しても、隣接する無線基地局装置にはそ
のタイムスロットが予約可能な状態であることを知る術
がない。したがって、現フレームにおいて、そのタイム
スロットの使用権獲得を試みることができるのは自局装
置のみであり、隣接する無線基地局装置からの干渉を受
けることがない。これにより、各無線基地局装置で使用
するタイムスロットが次第に固定化されていき、無線リ
ソースの割り当てを自律的に分散して行うことが可能と
なる。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
各無線基地局装置は自律的に分散してタイムスロットの
割り当てを行うので、集中的な一括制御を行う集中管理
局が不要になるとともに、動的な無線リソースの割り当
てが可能となる。
各無線基地局装置は自律的に分散してタイムスロットの
割り当てを行うので、集中的な一括制御を行う集中管理
局が不要になるとともに、動的な無線リソースの割り当
てが可能となる。
【００３５】（呼損率）本発明では、生成されたにも関
わらずタイムスロットが割り当てられなかったパケット
群は、再度タイムスロットの割り当てが試みられるが、
ここでは固定伝送速度トラヒックを想定し、割り当てら
れなかったパケット群は呼損とみなす。呼損率とは、新
たに生成されたパケット群の数に対して、生成されたに
も関わらずタイムスロットが割り当てられなかったパケ
ット群の数の割合である。前フレームの干渉情報を用い
て効率よく干渉のないタイムスロットから割り当ててい
くことにより、従来の集中管理局の一括制御による無線
リソース割当方法と比べて、パケット群のパケット数が
多い場合（例えば 60000個) では、図５に示すように同
等の呼損率特性を得ることができる。
わらずタイムスロットが割り当てられなかったパケット
群は、再度タイムスロットの割り当てが試みられるが、
ここでは固定伝送速度トラヒックを想定し、割り当てら
れなかったパケット群は呼損とみなす。呼損率とは、新
たに生成されたパケット群の数に対して、生成されたに
も関わらずタイムスロットが割り当てられなかったパケ
ット群の数の割合である。前フレームの干渉情報を用い
て効率よく干渉のないタイムスロットから割り当ててい
くことにより、従来の集中管理局の一括制御による無線
リソース割当方法と比べて、パケット群のパケット数が
多い場合（例えば 60000個) では、図５に示すように同
等の呼損率特性を得ることができる。
【００３６】また、パケット数が少ない場合（例えば10
00個）では、図６に示すように呼量の大きいところでよ
り低い呼損率特性を得ることができる。なお、呼量と
は、１つの無線基地局装置で予約しているタイムスロッ
ト数である。
00個）では、図６に示すように呼量の大きいところでよ
り低い呼損率特性を得ることができる。なお、呼量と
は、１つの無線基地局装置で予約しているタイムスロッ
ト数である。
【００３７】（パケット衝突率）従来の集中管理局の一
括制御による無線リソース割当方法では、タイムスロッ
トの分配が集中管理局に一括で制御されているので、原
理的にパケットの衝突は発生しない。それに対し、本発
明方法では、無線基地局装置が分散して自律的に無線リ
ソースの割り当てを行うので、隣接するセルで発生する
パケット群が多いときにはパケットの衝突が生じる。し
かし、優先ブロックと非優先ブロックを用いることによ
り、図６に示すようにパケット衝突率を呼損率よりも低
く抑えることができる。
括制御による無線リソース割当方法では、タイムスロッ
トの分配が集中管理局に一括で制御されているので、原
理的にパケットの衝突は発生しない。それに対し、本発
明方法では、無線基地局装置が分散して自律的に無線リ
ソースの割り当てを行うので、隣接するセルで発生する
パケット群が多いときにはパケットの衝突が生じる。し
かし、優先ブロックと非優先ブロックを用いることによ
り、図６に示すようにパケット衝突率を呼損率よりも低
く抑えることができる。
【００３８】本発明では、パケット衝突が起きた場合に
は再送されることになるが、ここでは固定伝送速度トラ
ヒックを想定し、パケット衝突が起きた場合は再送を行
わずパケットを消失させることとする。パケット衝突率
とは、タイムスロットを割り当てられて送信されたパケ
ット群の先頭パケット数に対して、送信されたにも関わ
らず隣接する無線基地局装置からの干渉により、そのタ
イムスロットを予約することができなかった先頭パケッ
ト数の割合である。
は再送されることになるが、ここでは固定伝送速度トラ
ヒックを想定し、パケット衝突が起きた場合は再送を行
わずパケットを消失させることとする。パケット衝突率
とは、タイムスロットを割り当てられて送信されたパケ
ット群の先頭パケット数に対して、送信されたにも関わ
らず隣接する無線基地局装置からの干渉により、そのタ
イムスロットを予約することができなかった先頭パケッ
ト数の割合である。
【００３９】図５，６は、計算機シミュレーションによ
り算出した呼損率特性およびパケット衝突率特性を示
す。それぞれパケット群の平均パケット数が 60000個と
1000個の場合について示す。平均パケット数は指数分布
に従うものとする。横軸は呼量を示し、パラメータＫは
１フレーム当たりの先頭パケットの平均発生率を示す。
これはポアソン分布に従うものとする。縦軸は呼損率お
よびパケット衝突率を示す。
り算出した呼損率特性およびパケット衝突率特性を示
す。それぞれパケット群の平均パケット数が 60000個と
1000個の場合について示す。平均パケット数は指数分布
に従うものとする。横軸は呼量を示し、パラメータＫは
１フレーム当たりの先頭パケットの平均発生率を示す。
これはポアソン分布に従うものとする。縦軸は呼損率お
よびパケット衝突率を示す。
【００４０】ここでは、システム全体のタイムスロット
数ｎは36とし、トラヒックは統計的にみてすべてのセル
において先頭パケットの平均発生数が等しいと仮定し
た。図５，６において、実線は本発明による自律分散制
御型の無線リソースの割り当て方法によるものであり、
破線は従来の集中管理局の一括制御による無線リソース
の割り当て方法によるものである。また、プロットのな
い呼量の小さい部分は呼損率０であり、呼量の大きい部
分は呼損率１である。図６において、パケット衝突率が
ない部分は、パケット衝突率が呼量に関わらず０であ
る。
数ｎは36とし、トラヒックは統計的にみてすべてのセル
において先頭パケットの平均発生数が等しいと仮定し
た。図５，６において、実線は本発明による自律分散制
御型の無線リソースの割り当て方法によるものであり、
破線は従来の集中管理局の一括制御による無線リソース
の割り当て方法によるものである。また、プロットのな
い呼量の小さい部分は呼損率０であり、呼量の大きい部
分は呼損率１である。図６において、パケット衝突率が
ない部分は、パケット衝突率が呼量に関わらず０であ
る。
【００４１】このように、本発明による方法では、刻々
変化するトラヒックの状況を即座に無線基地局装置の棲
み分けに反映させることが可能であり、制御負荷が小さ
くトラヒック状況を即座に無線リソース割り当てに反映
させることができる効果がある。
変化するトラヒックの状況を即座に無線基地局装置の棲
み分けに反映させることが可能であり、制御負荷が小さ
くトラヒック状況を即座に無線リソース割り当てに反映
させることができる効果がある。
【図１】本発明の無線回線割当方法が適用される無線通
信システムおよび無線基地局装置の実施形態を示すブロ
ック図。
信システムおよび無線基地局装置の実施形態を示すブロ
ック図。
【図２】本発明の無線回線割当方法が適用される無線通
信システムのセル配置例を示す図。
信システムのセル配置例を示す図。
【図３】本発明の無線回線割当方法におけるタイムスロ
ットの使用権獲得のアルゴリズムを示すフローチャー
ト。
ットの使用権獲得のアルゴリズムを示すフローチャー
ト。
【図４】各無線基地局装置におけるタイムスロットのセ
ット順を示す図。
ット順を示す図。
【図５】パケット群の平均パケット数が 60000個のとき
の呼損率を示す図。
の呼損率を示す図。
【図６】パケット群の平均パケット数が1000個のときの
呼損率およびパケット衝突率を示す図。
呼損率およびパケット衝突率を示す図。
【図７】従来の無線通信システムにおけるタイムスロッ
トの分配例を示す図。
トの分配例を示す図。
１ 無線基地局装置
２ 無線端末装置
３ 基幹ネットワーク
４ 有線チャネル
５ 無線チャネル
６ 干渉
１１ データ入出力手段
１２ 無線通信手段
１３ 干渉検出手段
１４ 干渉強度記憶手段
４１ Ｂバースト
４２ 無線基地局装置Ａの優先ブロック
４３ 無線基地局装置Ｂの優先ブロック
４４ 無線基地局装置Ｃの優先ブロック
７１ Ｂバースト
７２ 無線基地局装置Ａに分配されたタイムスロット
７３ 無線基地局装置Ｂに分配されたタイムスロット
７４ 無線基地局装置Ｃに分配されたタイムスロット
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H04B 7/24 - 7/26
H04Q 7/00 - 7/38
Claims (2)
- 【請求項１】 複数の無線基地局装置と複数の無線端末
装置が無線周波数帯を共用してＴＤＭＡ無線通信を行う
無線通信システムにおいて、 前記各無線基地局装置は、前記各無線端末装置に対して
一定間隔でＢバーストを送信し、Ｂバースト間を複数の
固定長のタイムスロットに分割し、位相番号をつけて各
無線端末装置に割り当て、さらにタイムスロットの位相
番号を複数のブロックに分割し、その１つを優先ブロッ
ク、残りを非優先ブロックに分類し、隣接する無線基地
局装置に互いに異なるブロックを優先ブロックとして割
り当て、 前記無線基地局装置は、前記無線端末装置への送信デー
タとして、固定長のタイムスロット長に分割された複数
のパケットからなるパケット群が生成されたときに、各
無線基地局装置に割り当てられた優先ブロックの所定の
位相番号のタイムスロットについて、前フレームで他の
無線基地局装置からの干渉がなくかつ自局で使用中でな
い場合に、そのタイムスロットを前記パケット群に割り
当て、先頭のパケットを送信してタイムスロットの使用
権獲得を試み、さらに、前フレームで他の無線基地局装置からの干渉が
ある場合、または自局で使用中の場合には、優先ブロッ
クの所定の位相番号から番号順にタイムスロットを検索
し、次に非優先ブロックに移って優先ブロックとは逆の
番号順でタイムスロットを検索し、干渉がなくかつ自局
で使用中でないタイムスロットが割り当てられるまで全
タイムスロットを順次検索する ことを特徴とする無線回
線割当方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載の無線回線割当方法にお
いて、 無線基地局装置が割り当てられたタイムスロットの使用
権獲得のために先頭パケットを送信し、他の無線基地局
装置から干渉を受けることなく伝送が成功したときに、
無線端末装置がその旨を無線基地局装置に伝達し、無線
基地局装置はパケット群の送信が終了するまで同一の位
相番号のタイムスロットを割り当てることを特徴とする
無線回線割当方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04865499A JP3365970B2 (ja) | 1999-02-25 | 1999-02-25 | 無線回線割当方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04865499A JP3365970B2 (ja) | 1999-02-25 | 1999-02-25 | 無線回線割当方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000253445A JP2000253445A (ja) | 2000-09-14 |
| JP3365970B2 true JP3365970B2 (ja) | 2003-01-14 |
Family
ID=12809356
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04865499A Expired - Fee Related JP3365970B2 (ja) | 1999-02-25 | 1999-02-25 | 無線回線割当方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3365970B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005197765A (ja) * | 2001-10-03 | 2005-07-21 | Sharp Corp | 無線通信システム、無線通信方法、無線通信プログラム及び無線通信プログラムを記録した記録媒体 |
| JP4595762B2 (ja) * | 2005-09-16 | 2010-12-08 | 株式会社豊田中央研究所 | 通信端末装置 |
| US20220078751A1 (en) | 2019-01-10 | 2022-03-10 | Sony Group Corporation | Communication control device, communication control method, and computer program |
-
1999
- 1999-02-25 JP JP04865499A patent/JP3365970B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000253445A (ja) | 2000-09-14 |
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