JP3386976B2 - パケット通信方法 - Google Patents
パケット通信方法Info
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Description
パケットデータの送受を行うパケット通信方法に係り、
特に無線局に移動体を含むパケット通信方法に関する。
における衝突制御では、衝突以外に想定される伝送情報
の誤り要因が存在しないことから、データ先頭部、また
は、データ伝送に先だって送られる回線の予約信号等に
誤りが検出されると、無条件に信号の再送確率を下げ
る、あるいは、臨時のIDとして用いる乱数列を発生し
てその臨時のIDによって定められる自己の送信順序ま
で信号再送を延期する、等の処理を行う衝突解決モード
へ遷移するのが一般的であった。この衝突解決モードで
は、各データ端末の送信タイミングを拡散させる手順を
踏んで1台ずつデータ送信をさせて行く。
りわけ移動通信では、伝送誤り要因は衝突のみではな
く、(a)周囲の無線基地局、無線セル等から到達する
干渉波、(b)無線基地局と無線端末との距離が長くな
り、受信レベルが低下することによって、無線装置で発
生する雑音の影響を受ける、(c)障害物の存在によっ
て受信レベルが下がって同様の結果を生ずる、(d)建
築物等に反射した波が重なり合って受信レベルが瞬時に
低下することによって同様の結果を生ずる、等がある。
御方式に則って無線伝送路でパケット通信を行おうとす
る場合、上記の衝突以外の諸要因によって予約信号、デ
ータの先頭部に誤りが生じた場合にも、その都度衝突解
決モードへ遷移することになる。衝突解決モードでは、
送信タイミングをずらす制御のために伝送の遅延が生ず
るので、衝突が発生していない場合にも遷移すること
は、効率的ではない。このため、移動通信環境に適合し
たパケット伝送技術が求められている。
信、とりわけ移動パケットデータ通信において衝突解決
制御をより適切な場合に起動する判定方法を備え、通信
の効率化が図れるパケット通信方法を提供することにあ
る。
は、無線回線を介してパケット通信を行う複数の無線局
のうち、2局以上の無線局が無線回線を同時にアクセス
することによって生ずる衝突の再発、続発を回避するた
めに、受信局、他の無線局、通信を監視制御している局
の何れかにおいて、アクセスのタイミングを調整する衝
突制御、または、アクセスのタイミングをずらす衝突制
御を行うパケット通信方法であって、衝突制御は、通信
開始時の送信データの先頭部、または、通信開始時の送
信データの送信に先だって送信される予約信号に閾値以
上の回数連続して誤りが検出された場合にのみ、品質劣
化要因は衝突であると判断して起動されることを特徴と
する。
または、通信開始時の送信データの送信に先だって送信
される予約信号に誤りがあった場合は直ちに衝突制御モ
ードへ移行するのではなく、閾値以上の回数連続して誤
りが検出された場合にのみ、品質劣化要因は衝突である
と判断して、衝突制御を起動する。したがって、通信の
効率化が図れる。
てパケット通信を行う複数の無線局のうち、2局以上の
無線局が無線回線を同時にアクセスすることによって生
ずる衝突の再発、続発を回避するために、受信局、他の
無線局、通信を監視制御している局の何れかにおいて、
アクセスのタイミングを調整する衝突制御、または、ア
クセスのタイミングをずらす衝突制御を行うパケット通
信方法であって、衝突制御は、通信中に閾値以上の回数
連続して誤りが検出された場合にのみ、品質劣化要因は
衝突であると判断して起動されることを特徴とする。
衝突制御モードへ移行するのではなく、閾値以上の回数
連続して誤りが検出された場合にのみ、品質劣化要因は
衝突であると判断して、衝突制御を起動する。したがっ
て、通信の効率化が図れる。
を参照して説明する。
通信方法を実施する移動パケット通信システムの構成図
である。この実施形態は、請求項1,2に対応する。こ
の移動パケット通信システムでは、複数の無線ゾーン1
0−1、・・、10−nにおいて、無線基地局1と複数
の移動局2−1、・・、2−mとが1の無線回線を介し
て接続される。各無線ゾーンの無線基地局1は、パケッ
ト交換局4を介してインターネット8に接続される。
の下り情報を常時放送している。図2において、この下
り情報は、特定移動局の識別子または全て“0”が設定
されるフィールド21と、フィールド21に設定した識
別子に対応する特定移動局宛の情報または全て“0”が
設定されるフィールド22と、空き/busyの回線情報が
設定されるフィールド23とで構成される。
syの回線情報に従って回線が空きの場合にパケットデー
タを送信する。複数の移動局のパケットデータが1の無
線回線にパケット多重され、送受信される。移動局が無
線回線をアクセスする方式には、スロットを予約してパ
ケットデータを送信するなど種々あるが、2局以上の局
が送信したパケットデータが衝突した場合に行われる衝
突制御には、受信局、他の移動局あるいは無線基地局
が、アクセスのタイミングを調整する方法、あるいは、
アクセスするタイミングをずらす方法が採用される。
動局が無線基地局を介して通信するシステムであるが、
移動局同士が直接通信するシステムでは、各無線局がこ
の実施形態での基地局と同等の機能を備えるので、この
場合の衝突制御は、受信局、または、他の移動局が行う
ことになる。送信したパケットデータが衝突した場合に
衝突解決モードへ遷移する契機となる機能として、無線
基地局は、誤り検出機能と誤り情報の再送を要求する機
能とを備える。なお、これらの機能は、移動局も、衝突
時以外のデータ再送を行う必要から常備している。
作を説明する。図3は、移動局の衝突制御の動作フロー
チャートである。この実施形態では、移動局は、送信に
先だってまず無線回線へ予約信号を送信する(S1)。
正常であれば、無線基地局は、予約信号を受け付ける
と、許可信号を送信する。移動局は、1回目の予約信号
に対する許可信号が受信されない場合は(S2)、間隔
を開けずに直ちに2回目の予約信号を送信し(S3)、
許可信号の受信を監視する(S4)。そして、予約信号
再送後、再び許可信号が受信されなかった場合は、衝突
解決モードへ遷移する(S5)。衝突解決モードでの移
動局の動作は、後述する。
号が受信された場合(S2)、あるいは、予約信号再送
後に許可信号が受信された場合(S4)には、その許可
信号が自局向けのものか否かを判断し(S6)、自局向
けの許可信号であれば、通常の手順に従ってパケットデ
ータの送信を開始する(S7)。一方、受信した許可信
号が自局向けではなく、他局が送信した予約信号に対す
る許可信号であれば、当該移動局は、同時に予約信号を
送信したその他局が以後パケットデータを送信すると判
断して送信待ちモードへ遷移し(S8)、下り回線を監
視し空き状態になるのを待機する(S9)。
作フローチャートである。無線基地局は、パケット通信
で使用される上り無線回線に空きがあるか否かを監視し
(S20)、空きチャネルが検出できた場合(S2
1)、受信レベルが一定値以上あれば(S22)、何ら
かの信号が受信されたと判断する。そして、その信号に
付与された識別子が誤っていた場合などでは、その信号
が予約信号の誤りと認識する。
信号の誤りを検出した場合に(S24)、衝突と判断し
て衝突解決モードへ遷移する(S25)。即ち、自局配
下の移動局に対し衝突解決モードへ遷移したことを通知
する。これに対し、各移動局は、臨時にIDとして使用
する乱数列を発生し、無線基地局からその臨時IDに対
して送信許可が来るのを待機し、臨時IDに対して送信
許可が来たときのみデータを送信する。これにより、無
線基地局は、各移動局に、衝突を回避したデータ送信を
行わせることができる。
ロック・スタック・アルゴリズム等として知られている
(例えばB.S.Tsybakov,“Survey of USSR Contribution
toRandom Multiple-Access Communication,”IEEE Tra
nsactions on InformationTheory,vol.IT-31,No.2,Marc
h 1985)。
る場合(S23)、予約信号が1回の誤りだけで2回目
は正しく受信できた場合(S24)には、該当移動局に
許可信号を送信し、通常モードでのデータ送信を開始す
る(S26)。このデータ送信開始後は、無線基地局
は、フレーム誤り率、受信レベルから通信品質劣化要因
が、衝突にあるか、干渉にあるかの切り分けを行い(図
4のS23参照)、通信品質回復の措置として、同一無
線基地局内無線回線切換、隣接無線基地局間無線回線切
換を適宜起動する。
としたが、予約信号を使用しない方式では、送信データ
の先頭部を判断対象として選定できる。また、パケット
の衝突は通信中でも生ずる。従って、無線回線の伝送誤
り率を監視し、それが閾値以上の場合にのみ、品質劣化
要因は衝突であると判断して衝突制御を起動する。ある
いは、通信中の回線の誤り発生状況を監視し、それが閾
値以上の回数連続して誤りが検出された場合にのみ、品
質劣化要因は衝突であると判断して衝突制御を起動する
等によっても良い。また、衝突と判断する回数は、2回
に限らず、伝送路の品質やトラヒック等に応じて適宜定
めることができる。
の衝突以外の誤りの要因によって予約信号、または、送
信データの先頭部に誤りが検出されても、従来のように
直ちに衝突解決モードへ遷移するのではなく、移動局に
さらに何回か(n回とする)予約信号または送信データ
の先頭部を送信する機会を与え、誤りがn回連続して検
出された場合、もしくは、誤りがm回以上(m<n)連
続して検出された場合にのみ、衝突解決モードへ遷移す
る方法を採用する。これにより、衝突が起きていない場
合の遷移を防止し、通信の効率を高めることができる。
する従来の方式と、2回の誤りで衝突解決モードへ遷移
するこの実施形態の方式とにおける伝送遅延について比
較検討する。なお、無線基地局配下の移動局の台数を
n、衝突確率をP(n)、使用中の無線回線のフレーム誤
り率をα、1タイムスロットの時間幅をt、移動局1台
当たりのパケット生起率をλとする。
する場合。この場合の伝送遅延は、式(1)で与えられ
る。 {P(n)+α}×(1/2)×n×t ・・・・(1) これは、最初の信号が誤る確率は、(衝突確率)+(フ
レーム誤り率)であり、衝突と判定して衝突解決モード
へ遷移した場合の制御遅延の期待値は、移動局の1台ず
つに送信許可を与えていって送信の順番が回って来る時
間として求められることに基づく。
する場合。この伝送遅延は式(2)で与えられる。 {P(n)+α2}×(1/2)×(n+1)×t ・・・・(2) これは、式(1)と同様にして求められる。即ち最初の
信号が、2回連続して誤る確率は、(衝突確率)+(フ
レーム誤り率)2である。そして、誤り要因の判定のため
に1スロット分費やしていることを考慮している。な
お、衝突確率P(n)は、ポアソン分布に近似することに
よって、 P(n)=1−exp(−nλt)−nλt×exp(−nλt) ・・・・(3) となる。但し、特殊な場合として、P(1)=0であ
る。
い場合は、2回の誤りで衝突解決モードへ遷移する
(b)場合の方式が優れていると言える。
が上昇して衝突確率が高くなった場合には、(b)の方
式で衝突制御すると不利となる場合があるので、この実
施形態では、一定閾値を設け、移動局1台当たりのパケ
ット生起率を監視し、生起率が閾値を超えた場合には
(a)の方式で衝突制御を行い、生起率が閾値以下のと
きに(b)の方式で衝突制御を行うようにしている。こ
れにより、通信の効率を高めることができる。
スロットという正規化された生起率でパケットを発生す
る場合の、従来方式(a)と、この実施形態の方式
(b)との比較を示した図である。評価は、伝送遅延を
尺度として行っている。これは、誤り情報を再送するこ
と、及び、衝突解決モードへ遷移し、信号再生タイミン
グを調整すること、の2つの理由によって生じる遅延
が、パケット通信のサービス性の最も直接的な劣化要因
である、という考えに基づいている。
ると、1回の誤りで衝突と判断する従来方式では、特性
が悪くなって行くことが理解できる。また、移動局(パ
ケット端末)の台数が増加すると、送信タイミングを拡
散するこの実施形態の方式の効果が顕著に現れる。これ
は、衝突確率の上昇の効果が、衝突解決に伴う遅延の増
大(これは送信タイミングが拡散されることに基づく)
によって打ち消されるために、衝突解決モードへの遷移
のための条件として衝突であると判断するという厳しい
条件があるこの実施形態の方式がより有利となるからで
ある。
項2に記載の発明では、衝突制御への遷移の条件を、デ
ータ先頭部、予約信号などの連続誤り回数を指標として
定め、品質劣化の要因として干渉との切り分けが行える
ので、衝突以外の連続してデータ誤りの発生する確率が
低い要因と、決まって連続してデータ誤りの発生する衝
突とを切り分けることが可能となり、衝突が発生してい
ない場合の衝突制御への遷移を防止でき、伝送遅延を短
縮して通信効率の向上を図ることができる。
施する移動パケット通信システムの構成図である。
る。
ある。
である。
Claims (2)
- 【請求項1】 無線回線を介してパケット通信を行う複
数の無線局のうち、2局以上の無線局が無線回線を同時
にアクセスすることによって生ずる衝突の再発、続発を
回避するために、受信局、他の無線局、通信を監視制御
している局の何れかにおいて、アクセスのタイミングを
調整する衝突制御、または、アクセスのタイミングをず
らす衝突制御を行うパケット通信方法であって、 前記衝突制御は、 通信開始時の送信データの先頭部、または、通信開始時
の送信データの送信に先だって送信される予約信号に閾
値以上の回数連続して誤りが検出された場合にのみ、品
質劣化要因は衝突であると判断して起動されることを特
徴とするパケット通信方法。 - 【請求項2】 無線回線を介してパケット通信を行う複
数の無線局のうち、2局以上の無線局が無線回線を同時
にアクセスすることによって生ずる衝突の再発、続発を
回避するために、受信局、他の無線局、通信を監視制御
している局の何れかにおいて、アクセスのタイミングを
調整する衝突制御、または、アクセスのタイミングをず
らす衝突制御を行うパケット通信方法であって、 前記衝突制御は、 通信中に閾値以上の回数連続して誤りが検出された場合
にのみ、品質劣化要因は衝突であると判断して起動され
ることを特徴とするパケット通信方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14623497A JP3386976B2 (ja) | 1997-03-19 | 1997-06-04 | パケット通信方法 |
Applications Claiming Priority (3)
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---|---|---|---|
JP9-66842 | 1997-03-19 | ||
JP6684297 | 1997-03-19 | ||
JP14623497A JP3386976B2 (ja) | 1997-03-19 | 1997-06-04 | パケット通信方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10322266A JPH10322266A (ja) | 1998-12-04 |
JP3386976B2 true JP3386976B2 (ja) | 2003-03-17 |
Family
ID=26408045
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP14623497A Expired - Fee Related JP3386976B2 (ja) | 1997-03-19 | 1997-06-04 | パケット通信方法 |
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JP2001202589A (ja) * | 2000-01-19 | 2001-07-27 | Ohbayashi Corp | 広域作業管理システム |
US8817606B2 (en) * | 2006-07-13 | 2014-08-26 | Alcatel Lucent | Managing overload of an access medium for a communication system |
-
1997
- 1997-06-04 JP JP14623497A patent/JP3386976B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPH10322266A (ja) | 1998-12-04 |
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