JP3566660B2 - Base station for two-way wireless packet communication - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、双方向無線パケット通信用基地局装置に関する。本発明は、有線ネットワークをバックボーンとする無線基地局とその配下の無線加入者局（無線端末）とで構成される無線パケット通信システムにおいて、無線端末から無線基地局への上り方向データ通信及び無線基地局から無線端末への下り方向データ通信を行う場合に、上下両方向のデータ通信に対して一定の通信品質の保証を可能にするために用いることができる。
【０００２】
【従来の技術】
無線通信システムにおける、最大遅延時間，最低帯域幅などの通信品質について一定の保証を行うための従来の優先制御方法として、ＩＥＥＥ８０２．１１委員会の規定する無線アクセス制御を機能拡張させた方法がある。
ＩＥＥＥ８０２．１１委員会で規定されたシステムにおいては、図８に示すような制御を行う。このシステムにおいては、複数の無線端末がパケットの衝突が生じないようにキャリアセンスしながらデータを送信するＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ ｗｉｔｈ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）を用いたＤＣＦ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ：分散制御手順）と無線基地局がポーリングを用いて集中的にアクセス制御を行うＰＣＦ（Ｐｏｉｎｔ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ：集中制御手順）とがアクセス制御方法として規定されている。
【０００３】
また、ＤＣＦ期間（ＤＣＦ制御を行う期間）とＰＣＦ期間（ＰＣＦ制御を行う期間）とは時間的に分離されており、一定の周期Ｔ１で２種類の制御が交互に繰り返される。
このシステムを用いて１つの無線基地局とその配下の３つの無線端末（１，２，３）との間で無線通信を行う場合の具体例が図９，図１０，図１１に示されている。この例では、無線アクセス制御としてＰＣＦを使用したときの状態が示されている。
【０００４】
図９に示すように、無線端末（１）はポーリングフレームを受信するとデータの送受信を行う。
次に、無線基地局は無線端末（２）へのポーリングと、無線端末（１）からのデータの受信に伴う無線端末（１）宛のＡＣＫフレーム送信を同時に行う。また、ポーリングされた無線端末（２）はポーリングフレームの受信に引き続きデータを従属する無線基地局へ送信する。
【０００５】
その後、無線端末（３），無線端末（１），・・・と順番にボーリングされる。ボーリングされた無線端末は、ポーリングフレームの受信直後にデータの送信を開始する。
すなわち、配下の無線端末は従属する無線基地局からポーリングされない限りデータの送信を行うことができない。このため、無線基地局はポーリングを行うことにより、配下の無線端末のデータ送信を完全に集中管理することが可能である。
【０００６】
従って、ＰＣＦの制御は最大遅延時間の保証や最低帯域幅の保証のように一定の通信品質を保証するのに適している。このため、従来のＩＥＥＥ８０２．１１規格に準拠したシステムにおける通信品質保証はＰＣＦを用いたスケジューリングにより行われてきた。
ＰＣＦを用いた従来の通信品質制御は、図１０，図１１に示すように行われている。
【０００７】
図１０の例では、ビデオストリームデータを有する無線端末がＰＣＦ期間でデータの送受信を行う場合を想定している。また、前記無線端末を配下に持つ無線基地局はポーリングリストを管理することにより、無線端末のデータ送信に対して遅延時間を保証する。
図１１の例では、無線基地局から無線端末への要求の異なる複数の最低帯域保証型データフローに対して、無線チャネルの状態を考慮してスケジューリングを行うことにより、要求される帯域を保証する。
【０００８】
図１０の例では、無線基地局がビデオストリームデータを送信する無線端末（ビデオ端末）に対するポーリングをスケジューリングし、各無線端末のビデオストリーム送信を可能にする。
無線基地局は、ＰＣＦ開始時点で全てのビデオ端末をポーリングリストに加える。そして、ラウンドロビンでビデオ端末（１〜３）を順番にポーリングする。このとき、無線基地局がキューに保持しているビデオ端末（１）宛てのデータは、ビデオ端末（１）へのポーリング情報とともに送信される。
【０００９】
すなわち、図１０に示す制御は、無線端末から無線基地局への上り方向のデータ送信機会をスケジューリングするものである。このため、無線基地局から無線端末への下り方向のデータ送信については、事前にスケジューリングしたポーリングの機会を待つ必要がある。
一方、図１１の例では、無線基地局が配下の無線端末（１〜３）への下り方向のデータ送信をそれぞれ異なる帯域を保証して行う場合が示されている。また、図１１の例では無線基地局から無線端末（２）への通信チャネルの状態が悪く、無線基地局から無線端末（１，３）への通信チャネルの状態が良好であることを想定している。
【００１０】
この例では、無線基地局はスケジューリング時にｉ番目のフローに対してパケットを送信すべき時間（ｓｔａｒｔ＿ｔｉｍｅ（ｉ））と現在の時刻（ｃｕｒｒｅｎｔ＿ｔｉｍｅ）とを管理し、全フロー内で最低の時間（ｓｔａｒｔ＿ｔｉｍｅ（ｉ））を有するフローを最優先で送信する。すなわち、最小の時間（ｓｔａｒｔ＿ｔｉｍｅ（ｉ））を有する無線端末宛のパケットから順番に送信される。
【００１１】
通常は、無線端末（１）に対するパケットを送信した直後には時間（ｓｔａｒｔ＿ｔｉｍｅ（ｉ））が最低になる無線端末（２）へのフローに対してパケットが送信される。しかし、図１１の例では送信前のチャネル推定において無線端末（２）のチャネル状態が悪いと判断されるので、無線端末（２）のフローの次に時間（ｓｔａｒｔ＿ｔｉｍｅ（ｉ））が小さい無線端末（３）へのフローのパケットが送信される。
【００１２】
すなわち、図１１の方式ではＰＣＦ期間において、無線基地局は無線端末へのポーリングを行わず、無線端末宛のデータフローに対して帯域の保証を行うために、無線基地局から無線端末への下り方向データに対するスケジューリングのみを行っている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
図１０に示す方式を採用する場合、無線基地局から無線端末に向かう下り方向のデータ送信については、事前にスケジューリングしたポーリングの機会を待つ必要がある。このため、ポーリングする無線端末の数が増加すると遅延時間も増加し、結果として無線基地局からの下り方向データ送信に対する通信品質の保証が難しくなる。
【００１４】
一方、図１１に示す方式では、下り方向のデータのみをスケジューリングしているため、無線端末から無線基地局に向かう上り方向のデータに対しては一定の通信品質の保証を行うことができない。
本発明は、上記のような双方向無線パケット通信用基地局装置において、上り及び下りの両方向のデータ通信に対して一定の通信品質の保証を可能にすることを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の双方向無線パケット通信用基地局装置は、有線通信網と無線通信網との間でデータを中継する無線基地局と、前記無線基地局と従属関係にあり前記無線基地局との間で無線パケット通信する無線端末とを含む無線通信システムであって、前記無線基地局が、データの送信要求を上げた無線端末のデータ送信順序を管理する上り方向スケジューリング部と、有線通信網から到着したデータを優先度別に送信バッファ上に振り分け、前記送信バッファから取り出したデータを送信するデータ送信部とを有し、前記無線基地局が無線端末宛のデータ送信及び無線端末のデータ送信をポーリングにより制御するとともに、無線基地局がデータの優先度を反映しつつ前記無線端末に対してデータ送信を行い、前記無線端末が送信するデータの優先度を反映しつつ前記無線端末に対して送信機会を割り当てる無線通信システムで用いる双方向無線パケット通信用基地局装置であって、品質保証型のデータを送信するための第１のサービスクラスと、品質保証をしないデータを送信するための第２のサービスクラスとが定義され、前記第１のサービスクラスとして、最大遅延時間を保証するクラスと最低帯域幅を保証するクラスとがある場合に、前記無線基地局に、有線通信網から到着したパケットを該パケットのサービスクラス別に格納するための、優先度の異なる複数の送信キューから構成される送信バッファと、有線通信網から品質保証型のデータが到着した場合に、データの量の統計を該データの優先度毎に計算する統計データ取得手段と、無線端末が送信しようとする品質保証型データの優先度及び該データの量を無線端末毎に管理する上り方向優先度管理手段と、有線通信網からの下り方向保証型データ量と無線端末からの上り方向保証型データ量との単位時間のデータ量の比を計算し、無線端末に対して上りデータの送信を許可する回数Ｍ及び無線端末への下りデータの送信を行う回数Ｎを決定するトラヒックバランス制御手段と、上り方向データの送信端末に対する送信順序を規定する上り方向スケジューリングリストと、前記トラヒックバランス制御手段により決定した上りデータ送信量と統計データ取得手段により決定した下りデータ送信量との比と、前記上り方向優先度管理手段の管理内容に基づいて上り方向スケジューリングリストを作成するための上り方向スケジューリングリスト作成手段と、前記無線端末に対して上りデータの送信を許可した回数ならびに無線端末に対して行った下りデータ送信の回数を計数する計数手段と、前記上り方向スケジューリングリスト上で上り方向のデータ送信を許可する無線端末を指し示すとともに下りデータの送信機会にパケットを取り出すキューを指示するポインタ手段と、前記計数手段の計数値が、無線端末に対して上りデータの送信を許可する回数Ｍに達した後で無線端末宛の下り方向データの送信を行い、無線端末宛の下りデータ送信をＮ回行った後で計数手段をクリアし、無線端末に対して上り方向データの送信を許可する送信制御手段とを設けたことを特徴とする。
【００１６】
請求項１においては、送信バッファには下り方向のデータに対する優先度毎のキューが用意されているので、有線通信網から到着したパケットをサービスクラス別に格納して管理することができる。
また、統計データ取得手段は有線通信網から到着する品質保証型のデータに関するデータの量の統計を優先度毎に計算する。上り方向優先度管理手段は、無線端末が送信しようとする品質保証型データの優先度及び該データの量を無線端末毎に例えばテーブル形式で管理する。
【００１７】
トラヒックバランス制御手段は、上り方向と下り方向とのデータトラヒックの量の割合を求め、無線端末に上りデータの送信を許可する回数Ｍ及び無線端末に向けて下りデータを送信する回数Ｎを決定する。
上り方向スケジューリングリスト作成手段は、上りデータ送信量と下りデータ送信量との割合と前記上り方向優先度管理手段の管理内容とに基づいて、上り方向データの送信端末に対する送信順序を規定する上り方向スケジューリングリストを作成する。
【００１８】
送信制御手段は、計数手段の計数値により上りデータの送信許可回数及び下りデータ送信回数を把握し、Ｍ回の上りデータ送信を許可した後でＮ回の下りデータ送信を行い、Ｎ回の下りデータ送信後（計数値がＭ＋Ｎに達した後）でＭ回の上りデータ送信を許可する。
ポインタ手段は、前記上り方向スケジューリングリスト上で上り方向のデータ送信を許可する無線端末を指し示すとともに下りデータの送信機会にパケットを取り出すキューを指示する。ポインタ手段の状態から、次回に上り方向データ送信を許可する無線端末、あるいは次回の下り方向データ送信時にパケットを取り出すべきキューの位置を把握することができる。
【００１９】
請求項１によれば、上り方向及び下り方向の両方のデータ通信について一定の通信品質の保証を実現することが可能になる。
請求項２の双方向無線パケット通信用基地局装置は、有線通信網と無線通信網との間でデータを中継する無線基地局と、前記無線基地局と従属関係にあり前記無線基地局との間で無線パケット通信する無線端末とを含む無線通信システムであって、前記無線基地局が、データの送信要求を上げた無線端末のデータ送信順序を管理する上り方向スケジューリング部と、有線通信網から到着したデータを優先度別に送信バッファ上に振り分け、前記送信バッファから取り出したデータを送信するデータ送信部とを有し、前記無線基地局が無線端末宛のデータ送信及び無線端末のデータ送信をポーリングにより制御するとともに、無線基地局がデータの優先度を反映しつつ前記無線端末に対してデータ送信を行い、前記無線端末が送信するデータの優先度を反映しつつ前記無線端末に対して送信機会を割り当てる無線通信システムで用いる双方向無線パケット通信用基地局装置であって、品質保証型のデータを送信するための第１のサービスクラスと、品質保証をしないデータを送信するための第２のサービスクラスとが定義され、前記第１のサービスクラスとして、最大遅延時間を保証するクラスと最低帯域幅を保証するクラスとがある場合に、前記無線基地局に、有線通信網から到着したパケットを該パケットのサービスクラス別に格納するための、優先度の異なる複数の送信キューから構成される送信バッファと、有線通信網から品質保証型のデータが到着した場合に、データの量の統計を該データの優先度毎に計算する統計データ取得手段と、無線端末が送信しようとする品質保証型データの優先度及び該データの量を無線端末毎に管理する上り方向優先度管理手段と、有線通信網からの下り方向保証型データ量と無線端末からの上り方向保証型データ量との単位時間のデータ量の比を計算し、無線端末に対して上りデータの送信を許可する回数Ｍ及び無線端末への下りデータの送信を行う回数Ｎを決定するトラヒックバランス制御手段と、上り方向データの送信端末に対する送信順序を規定する上り方向スケジューリングリストと、前記トラヒックバランス制御手段により決定した上りデータ送信量と統計データ取得手段により決定した下りデータ送信量との比と、前記上り方向優先度管理手段の管理内容に基づいて上り方向スケジューリングリストを作成するための上り方向スケジューリングリスト作成手段と、無線基地局が無線端末に対して上りデータの送信を許可した回数を計数する上り計数手段と、無線基地局が無線端末宛に下りデータを送信した回数を計数する下り計数手段と、前記上り方向スケジューリングリスト上で上り方向のデータ送信を許可する無線端末を指し示すとともに下りデータの送信機会にパケットを取り出すキューを指示するポインタ手段と、無線端末に対して上りデータの送信を許可した後で、無線端末宛の下り方向データを送信し、無線端末宛の下り方向データを送信した後で、無線端末に対して上りデータの送信を許可し、前記上り計数手段の計数値及び下り計数手段の計数値が前記トラヒックバランス制御手段から取得した値に達した後で前記上り計数手段及び下り計数手段をクリアする送信制御手段とを設けたことを特徴とする。
【００２０】
請求項２では、請求項１と同様に送信バッファ，統計データ取得手段，上り方向優先度管理手段，トラヒックバランス制御手段，上り方向スケジューリングリスト，上り方向スケジューリングリスト作成手段，ポインタ手段及び送信制御手段を設けてある。また、上りデータの送信許可回数を計数する上り計数手段と、下りデータの送信回数を計数する下り計数手段とを独立に設けてあり、送信制御手段は、１回の上りデータ送信を許可した後で１回の下りデータ送信を行い、Ｎ回の下りデータ送信及びＭ回の上りデータ送信許可を行った後で上り計数手段及び下り計数手段をクリアする。
【００２１】
請求項２によれば、上り方向及び下り方向の両方のデータ通信について一定の通信品質の保証を実現することが可能になる。
請求項３は、請求項１又は請求項２の双方向無線パケット通信用基地局装置において、前記上り方向優先度管理手段に、各無線端末が送信しようとする品質保証型のデータの総データ量を求める上り総トラヒック量計算手段と、前記上り総トラヒック量計算手段の求めた総データ量が閾値を超えた場合には、各無線端末からの新たな上りデータ送信要求について、上り方向優先度管理手段の管理対象への追加を抑制する収容端末数規制手段と、各無線端末からの新たな上りデータ送信要求について、上り方向優先度管理手段の管理対象に追加できなかった場合には、該当する無線端末に対して情報を通知する情報通知手段とを設けたことを特徴とする。
【００２２】
請求項３においては、各無線端末が送信しようとする上りの品質保証型のデータの総データ量が閾値を超えた場合には、各無線端末からの新たな上りデータ送信要求について、上り方向優先度管理手段の管理対象への追加が抑制される。また、各無線端末からの新たな上りデータ送信要求について、上り方向優先度管理手段の管理対象に追加できなかった場合には、該当する無線端末に対して要求が受け付けられなかったことが通知される。
【００２３】
請求項４は、請求項１，請求項２及び請求項３のいずれかに記載の双方向無線パケット通信用基地局装置において、前記上り方向スケジューリングリスト作成手段が、前記上り方向スケジューリングリストの内容を更新する場合に帯域保証型のデータを送信しようとする第１の無線端末と、最大遅延時間保証型のデータを送信しようとする第２の無線端末とを検出した場合には、前記第２の無線端末が第１の無線端末よりも優先してデータを送信するように前記上り方向スケジューリングリストの内容を決定することを特徴とする。
【００２４】
請求項４においては、上り方向スケジューリングリストを作成する際の優先度の制御により、帯域保証型データを送信する無線端末に比べ、最大遅延時間保証型のデータを送信する無線端末が優先的にデータ送信できるようになる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
本発明の双方向無線パケット通信用基地局装置の１つの実施の形態について図１〜図３を参照して説明する。この形態は請求項１及び請求項４に対応する。
【００２６】
図１はこの形態の上下双方向スケジューリング部の構成を示すブロック図である。図２はこの形態の制御の内容を示すフローチャートである。図３はこの形態のデータ送受信の例を示すタイムチャートである。
この形態では、請求項１の送信バッファ，統計データ取得手段，上り方向優先度管理手段，トラヒックバランス制御手段，上り方向スケジューリングリスト，上り方向スケジューリングリスト作成手段，計数手段，ポインタ手段及び送信制御手段は、それぞれ下り方向送信バッファ１１１，下り方向統計データ取得部１１２，上り方向優先度管理テーブル１１３，トラヒックバランス取得部１１４，上り方向スケジューリングリスト１１５，上り方向スケジューリング部１２１，カウンタ１１７，ポインタ１１６及び送信制御部１３０に対応する。
【００２７】
この形態では、有線通信網と無線通信網との間でデータを中継する無線基地局と、前記無線基地局と従属関係にあり前記無線基地局との間で無線パケット通信する無線端末とを含む無線通信システムの無線基地局に本発明を適用する場合を想定している。この形態では、無線基地局に図１に示す上下双方向スケジューリング部１１０が設けてある。
【００２８】
また、本発明を適用する無線通信システムについては、品質保証型のデータを送信するための第１のサービスクラスと、品質保証をしないデータを送信するための第２のサービスクラスとが定義され、前記第１のサービスクラスとしては最大遅延時間を保証するクラスと最低帯域幅を保証するクラスとがある場合を想定している。
【００２９】
また、無線アクセス制御としては、ＩＥＥＥ８０２．１１委員会で規定されたアルゴリズムのうち、無線基地局がポーリングを行うことにより配下の無線端末のデータ送受信の機会を集中的に制御するポーリングアルゴリズムに従うことを想定している。このポーリングアルゴリズムについては、既に説明した図９に示された通りである。
【００３０】
なお、以下の説明においては、無線基地局から無線端末へ向かうデータ送信を下り方向のデータ送信と呼び、無線端末から無線基地局へ向かうデータ送信を上り方向のデータ送信と呼ぶ。また、最大遅延時間の保証を行うトラヒッククラスを（ＶＶ）型と表記し、最低帯域幅の保証を行うトラヒッククラスを（ＣＬ）型と表記する。
【００３１】
図１を参照すると、この上下双方向スケジューリング部１１０は下り方向送信バッファ１１１，下り方向統計データ取得部１１２，上り方向優先度管理テーブル１１３，トラヒックバランス取得部１１４，上り方向スケジューリングリスト１１５，ポインタ１１６，カウンタ１１７，上り方向スケジューリング部１２１及び送信制御部１３０を備えている。なお、図１に示す各矢印は制御の流れを示している。
【００３２】
下り方向送信バッファ１１１は、互いに優先度の異なる複数のキューで構成されている。すなわち、優先度が異なる（ＶＶ）型のデータパケットと（ＣＬ）型のデータパケットとは互いに異なる独立したキューに保持される。下り方向送信バッファ１１１は、無線基地局から無線端末に向かう下り方向に送信されるデータを送信待ちの間だけ各キューに保持する。
【００３３】
下り方向統計データ取得部１１２は、下り方向送信バッファ１１１に到着したデータの量あるいは下り方向送信バッファ１１１に保持されているデータの量をデータの優先度毎に検出する。
上り方向優先度管理テーブル１１３は、図１に示すように無線基地局の配下の無線端末が送信する品質保証型のデータの優先度及びデータ量の統計値を表す情報を端末別に管理している。
【００３４】
この上り方向優先度管理テーブル１１３は、無線基地局に対して配下の無線端末からポーリングの要求があった場合に、その無線端末からの要求の情報を登録しデータの優先度及びデータ量を管理する。
トラヒックバランス取得部１１４は、単位時間あたりの下り方向のデータ量と上り方向のデータ量との比をトラヒックバランスとして計算する。下り方向のデータ量は、下り方向統計データ取得部１１２から得ることができ、上り方向のデータ量は上り方向優先度管理テーブル１１３の内容から得ることができる。
【００３５】
また、トラヒックバランス取得部１１４は求めたトラヒックバランスに従って、無線端末に対するポーリングの回数Ｍ及び無線端末宛てのデータ送信回数Ｎを決定する。
上り方向スケジューリングリスト１１５は、無線端末に対するポーリングの順序を規定する情報を保持している。すなわち、図１に示すように送信順序１，２，３，・・・，Ｍのそれぞれについて割り当てられた無線端末の識別情報（ＳＴＡ ＩＤ）を保持している。すなわち、図１の例では端末（１），端末（２），端末（１），・・・，端末（３）の順番にポーリングのスケジュールが決められている。
【００３６】
上り方向スケジューリング部１２１は、上り方向優先度管理テーブル１１３に保持された内容とトラヒックバランス取得部１１４から入力されるトラヒックバランスとに基づいて、図１に示すような上り方向スケジューリングリスト１１５の内容を作成する。
ポインタ１１６は、上り方向スケジューリングリスト１１５におけるいずれか１つの無線端末（次にポーリングすべき無線端末）の情報を指し示すとともに、下り方向送信バッファ１１１における優先度別の複数のキューのいずれか１つ（次にパケットを取り出すべきキュー）を指し示す。
【００３７】
ポインタ１１６については、上り方向スケジューリングリスト１１５を指し示す状態と、下り方向送信バッファ１１１を指し示す状態とに方向を切り替えることができる。すなわち、ポインタ１１６の方向を切り替えることにより上り方向スケジューリングリスト１１５を参照するか、下り方向送信バッファ１１１を参照するかを選択することができる。
【００３８】
カウンタ１１７は、ポインタ１１６の移動回数（更新回数）を計数する。また、ポインタ１１６及びカウンタ１１７は送信制御部１３０によって制御される。トラヒックバランス取得部１１４によって決定される上り方向データと下り方向データとのトラヒック量のバランス（トラヒックバランス）は、下り方向統計データ取得部１１２で検出される下り方向のデータ量ならびに上り方向優先度管理テーブル１１３の内容で定まる上り方向データ量が更新されるたびに更新される。
【００３９】
そして、トラヒックバランスが更新されるとその変化が上り方向スケジューリング部１２１によって上り方向スケジューリングリスト１１５に反映され、上下双方向スケジューリング部１１０の動作に反映される。
上下双方向スケジューリング部１１０における制御の内容は、図２に示す通りである。図２を参照しながら上下双方向スケジューリング部１１０の動作について以下に説明する。
【００４０】
上下双方向スケジューリング部１１０は、ＰＣＦの開始後に、トラヒックバランス取得部１１４で決定されたポーリング実行回数（Ｍ）及び下り方向データ送信回数（Ｎ）を確認し、規定ポーリング回数をＭに定め、規定下りデータ送信回数をＮに定める（ステップＳ００１）。
次のステップＳ００２では、ポインタ１１６の参照する現在の方向が上り方向スケジューリングリスト１１５を指しているか下り方向送信バッファ１１１を指しているかを調べる。
【００４１】
ポインタ１１６が上り方向スケジューリングリスト１１５を指している場合にはステップＳ００３に進み、下り方向送信バッファ１１１の優先度別キューの先頭にあるパケットを参照し、当該パケットの宛先アドレスを読み取る。
次のステップＳ００４では、ポインタ１１６が指している上り方向スケジューリングリスト１１５上のポーリング先の端末とステップＳ００３で参照した先頭パケットの宛先アドレスとが一致するか否かを調べる。すなわち、ＩＥＥＥ８０２．１１で規定されているポーリング手順に従って、ポーリングと下りデータ送信とを同時に行うかどうかの判断を行う。
【００４２】
ポーリング先の端末と下りデータの宛先端末とが一致する場合には、ポーリングと下り方向データ送信とをステップＳ００５で同時に行いステップＳ００７に進む。
一致しない場合には、ステップＳ００６でポーリングのみを送信してステップＳ００７に進む。
【００４３】
ステップＳ００７では、ポインタ１１６の指し示す位置を表す１つ進めるためにポーリングカウンタ（ＰＣ）の内容を更新する。また、カウンタ１１７の内容も更新する。
次のステップＳ００８では、カウンタ１１７の値ＣｘとステップＳ００１の規定ポーリング回数Ｍとを比較する。等しい場合にはステップＳ００８からＳ００９に進み、ポインタ１１６の方向を下り方向送信バッファ１１１に向けてステップＳ００２に戻る。
【００４４】
一方、カウンタ１１７の値Ｃｘが規定ポーリング回数Ｍと等しくない場合には、ステップＳ０１０に進む。そして、カウンタ１１７の値Ｃｘが規定ポーリング回数Ｍと規定下りデータ送信回数Ｎとの和に等しいかを調べる。
（Ｃｘ＝Ｍ＋Ｎ）であるの場合にはステップＳ０１０からＳ００１に戻り、再び規定ポーリング回数Ｍ及び規定下りデータ送信回数Ｎの決定を行う。（Ｃｘ＝Ｍ＋Ｎ）でない場合には、ポインタ１１６の方向を変更することなしにステップＳ００２に戻って再びボーリング手順を開始する。
【００４５】
一方、ステップＳ００２でポインタの方向が下り方向の下り方向送信バッファ１１１を指している場合には、ステップＳ０１１に進む。そして、下り方向送信バッファ１１１上に優先度別に用意されたキューの中から所定のアルゴリズムに従ってパケットを取り出す。
次のステップＳ０１２では、上り方向優先度管理テーブル１１３の内容（ポーリングリスト）を参照する。続くステップＳ０１３では、上り方向優先度管理テーブル１１３の内容に基づいて、ステップＳ０１１で取り出したパケットの宛先端末が上り方向のデータ送信要求を行っているか否かを識別する。すなわち、ＩＥＥＥ８０２．１１で規定されているポーリング手順に従って、下りのデータ送信とポーリングとを同時に行うか否かの判断をする。
【００４６】
ステップＳ０１１で取り出したパケットの宛先端末が上り方向のデータ送信要求を行っている場合には、次のステップＳ０１４で下りのデータ送信とポーリングとを同時に行いステップＳ０１６に進む。
【００４７】
一方、ステップＳ０１１で取り出したパケットの宛先端末が上り方向のデータ送信要求を行っていない場合には、ステップＳ０１５に進み、下りのデータ送信のみを行って次のステップＳ０１６に進む。
ステップＳ０１６では、カウンタ１１７の値Ｃｘを更新する。続くステップＳ０１７では、更新後のカウンタ１１７の値ＣｘをステップＳ００１で規定した規定下りデータ送信回数Ｎと比較する。
【００４８】
（Ｃｘ＝Ｎ）である場合にはステップＳ０１８に進み、ポインタ１１６の方向を上り方向スケジューリングリスト１１５に切り替えてからステップＳ００２に戻る。
一方、（Ｃｘ＝Ｎ）でない場合にはステップＳ０１９に進む。そして、カウンタ１１７の値Ｃｘを規定ポーリング回数Ｍと規定下りデータ送信回数Ｎとの和と比較する。
【００４９】
（Ｃｘ＝Ｍ＋Ｎ）である場合には、ステップＳ００１に戻り、規定ポーリング回数Ｍ及び規定下りデータ送信回数Ｎを再び規定する。（Ｃｘ＝Ｍ＋Ｎ）でない場合には、ポインタ１１６の方向を変えることなくステップＳ００２に戻って下り方向のデータ送信手順を再び開始する。
図２に示す制御を実施する場合には、無線基地局と配下の無線端末との間で図３に示すようなデータの送受信を行うことができる。
【００５０】
図３において、矩形で示される各信号フレームに表記された「Ｄ」，「Ｐ」及び「Ａ」は、それぞれ「データ」，「ポーリング」及び「肯定応答（ＡＣＫ）」を表している。
なお、図３の例では下り方向送信バッファ１１１内のキューには、無線端末（１）宛のデータのみが存在し、ポインタ１１６の方向は最初に上り方向スケジューリングリスト１１５を指している場合に無線基地局と無線端末（１〜３）との間でデータの送受信を行う場合を想定している。
【００５１】
図３に示す動作について以下に説明する。無線基地局は、ＰＣＦ期間の開始を示すビーコンを送信した後で、上り方向スケジューリングリスト１１５の先頭にポインタ１１６を合わせ、最初にポーリングを行う無線端末（１）を確認する。その後、無線基地局は下り方向送信バッファ１１１のキュー内の先頭パケットを参照し、そのパケットの宛先端末が無線端末（１）であることを確認するので、無線端末（１）に対してポーリングと下りデータ送信とを同時に行う。すなわち、Ｔ１のタイミングで（Ｐ＋Ｄ）を送信する。
【００５２】
この場合、無線端末（１）はポーリングと下り方向のデータとを同時に受信するので、下り方向データの受信完了の合図であるＡＣＫフレームの送信とポーリングに対する上り方向データの送信とを同時に行う。すなわち、無線端末（１）はＴ２のタイミングで（Ｄ＋Ａ）を送信する。
その後、無線基地局ではカウンタ１１７の値Ｃｘを１つ進め、更に上り方向スケジューリングリスト１１５上でポインタ１１６を１つ進め、次のポーリング対象の無線端末（２）を確認する。
【００５３】
更に、無線基地局は下り方向送信バッファ１１１のキュー内の先頭パケットを参照し、そのパケットの宛先端末が無線端末（２）ではないことを確認すると、その後で無線端末（２）に対するポーリングとポーリングの直前に無線端末（１）から受信した上り方向データに対するＡＣＫフレーム送信とを同時に行う。すなわち、無線基地局はＴ３のタイミングで（Ｐ＋Ａ）を送信する。
【００５４】
また、無線基地局は、上り方向スケジューリングリスト１１５のＭ番目に記述された無線端末（３）へのポーリング（Ｔ７の「Ｐ」）が終了した後で、ポインタ１１６の方向を上り方向スケジューリングリスト１１５から下り方向送信バッファ１１１に変更し、キューからデータを取り出し、無線端末（１）宛の下りデータ送信を開始する。
【００５５】
その際、上り方向優先度管理テーブル１１３に無線端末（１）が存在しているので、下りデータ送信とポーリングとを同時に行う。また、Ｔ８のタイミングで無線端末（３）から受信した上り方向データに対するＡＣＫフレームを同時に送信する。 すなわち、無線基地局はＴ９のタイミングで（Ｄ＋Ｐ＋Ａ）を送信する。
【００５６】
また、無線端末（１）は、Ｔ９のタイミングで受信した下り方向データの受信完了を表すＡＣＫフレームの送信とＴ９のタイミングのポーリングに対する上り方向データ送信とを同時に行う。すなわち、無線端末（１）はＴ１０のタイミングで（Ｄ＋Ａ）を送信する。
そして、無線基地局から無線端末宛の下りデータ送信が、規定下りデータ送信回数であるＮ回繰り返し実行される。
【００５７】
ところで、図１の上り方向スケジューリング部１２１は、上り方向スケジューリングリスト１１５を作成する際に、データの品質保証に関するトラヒッククラスを考慮する。
すなわち、最大遅延時間の保証を行うトラヒッククラス（ＶＶ）と最低帯域幅の保証を行うトラヒッククラス（ＣＬ）とが存在する場合には前者を優先するように上り方向スケジューリングリスト１１５上の端末の送信順序を決定する。
【００５８】
例えば、図１の場合には上り方向優先度管理テーブル１１３にＶＶ型の優先度のデータを送信しようとしている端末（１，２）とＣＬ型の優先度のデータを送信しようとしている端末（３）とが登録されている。
この場合、上り方向スケジューリング部１２１が作成する上り方向スケジューリングリスト１１５の送信順序については、ＶＶ型の優先度のデータを送信しようとしている端末（１，２）がＣＬ型の優先度のデータを送信しようとしている端末（３）よりも優先される。
【００５９】
すなわち、図１に示す上り方向スケジューリングリスト１１５の内容のように、端末（１，２）に関する送信順序は先に配置され、端末（３）に関する送信順序は後に配置される。
従って、最大遅延時間の保証が必要なデータを送信する端末は、最低帯域幅の保証が必要なデータを送信する端末よりも優先して先にデータを送信することができる。
【００６０】
（第２の実施の形態）
本発明の双方向無線パケット通信用基地局装置のもう１つの実施の形態について、図４〜図６を参照して説明する。この形態は、請求項２及び請求項４に対応する。
図４はこの形態の上下双方向スケジューリング部の構成を示すブロック図である。図５はこの形態の制御の内容を示すフローチャートである。図６はこの形態のデータ送受信の例を示すタイムチャートである。
【００６１】
この形態では、有線通信網と無線通信網との間でデータを中継する無線基地局と、前記無線基地局と従属関係にあり前記無線基地局との間で無線パケット通信する無線端末とを含む無線通信システムの無線基地局に本発明を適用する場合を想定している。この形態では、無線基地局に図４に示す上下双方向スケジューリング部１１０が設けてある。
【００６２】
この形態は、第１の実施の形態の変形例である。図４において図１と対応する要素は同じ符号を付けて示してある。第１の実施の形態と同じ構成要素及び同じ動作については、以下の説明を省略する。
この形態では、図１のカウンタ１１７の代わりに上りカウンタ１１８及び下りカウンタ１１９が設けてある。また、制御の内容については図５に示す通りである。
【００６３】
この形態では、上り方向スケジューリングリスト１１５の内容を１回読み出したら、その次は下り方向送信バッファ１１１から１回パケットを取り出す。この動作を交互に繰り返す。また、ポインタ１１６の位置の更新毎にポインタ１１６の指し示す方向を交互に切り替える。それ以外の動作については、第１の実施の形態と同様である。
【００６４】
この形態の制御の内容について、図５を参照しながら以下に説明する。
図５に示すステップＳ１０１〜Ｓ１０７並びにＳ１１３〜Ｓ１１８の内容は、カウンタ１１７の値Ｃｘの代わりに上り方向の制御には上りカウンタ１１８の値Ｃｘｕを用い、下り方向の制御には下りカウンタ１１９の値Ｃｘｄを用いることを除いて図２の場合と同様である。
【００６５】
ポインタ１１６の方向が上り方向スケジューリングリスト１１５を指している場合には、ステップＳ１０２からＳ１０３，Ｓ１０４を通りＳ１０５又はＳ１０６を実行する。すなわち、ステップＳ１０５で下りデータ送信とポーリングとを同時に行うか、又はステップＳ１０６でポーリングのみを行う。
また、ステップＳ１０７でポーリングカウンタ（ＰＣ）及び上りカウンタ１１８の値Ｃｘｕを更新する。そして、ステップＳ１０８で上りカウンタ１１８の値Ｃｘｕを規定ポーリング回数Ｍと比較する。
【００６６】
そして、上りカウンタ１１８の値Ｃｘｕが規定ポーリング回数Ｍに達した場合には、ステップＳ１０８からＳ１０９に進み、下りカウンタ１１９の値Ｃｘｄを規定下りデータ送信回数Ｎと比較する。
ステップＳ１０９で（Ｃｘｄ＝Ｎ）である場合には、ステップＳ１０１に戻り、上りカウンタ１１８，下りカウンタ１１９，規定ポーリング回数Ｍ及び規定下りデータ送信回数Ｎをリセットする。
【００６７】
また、ステップＳ１０９で（Ｃｘｄ＝Ｎ）でない場合には、ステップＳ１１０でポインタ１１６の向きを下り方向送信バッファ１１１の方向に切り替えてからステップＳ１０２に戻る。
【００６８】
また、ステップＳ１０８で上りカウンタ１１８の値Ｃｘｕが規定ポーリング回数Ｍに達していない場合には、ステップＳ１１１で下りカウンタ１１９の値Ｃｘｄを規定下りデータ送信回数Ｎと比較する。
また、ステップＳ１１１で（Ｃｘｄ＝Ｎ）でない場合には、ステップＳ１１０でポインタ１１６の向きを下り方向送信バッファ１１１の方向に切り替えてからステップＳ１０２に戻る。
【００６９】
また、ステップＳ１１１で（Ｃｘｄ＝Ｎ）である場合には、ポインタ１１６の方向を上り方向スケジューリングリスト１１５（上り）に向けたまま（方向を変更せずに）ステップＳ１０２に戻る。
一方、ステップＳ１０２でポインタ１１６の方向が下り方向送信バッファ１１１を向いている場合には、ステップＳ１１３〜Ｓ１１５を通り、ステップＳ１１６又はＳ１１７を実行する。
【００７０】
すなわち、ステップＳ１１６で下りデータ送信とポーリングとを同時に行うか又はステップＳ１１７で下りデータ送信のみを行う。
また、ステップＳ１１８で下りカウンタ１１９の値Ｃｘｄを更新し、ステップＳ１１９でＣｘｄを規定下りデータ送信回数Ｎと比較する。
下りカウンタ１１９の値Ｃｘｄが規定下りデータ送信回数Ｎに達した場合には、ステップＳ１２１で上りカウンタ１１８の値Ｃｘｕを規定ポーリング回数Ｍと比較する。
【００７１】
ステップＳ１２１で（Ｃｘｕ＝Ｍ）である場合には、ステップＳ１０１に戻り上りカウンタ１１８，下りカウンタ１１９，規定ポーリング回数Ｍ及び規定下りデータ送信回数Ｎをリセットする。
ステップＳ１２１で（Ｃｘｕ＝Ｍ）でない場合には、ステップＳ１２３でポインタ１１６の向きを上り方向スケジューリングリスト１１５の方向に変更してからステップＳ１０２に戻る。
【００７２】
また、ステップＳ１１９でＣｘｄが規定下りデータ送信回数Ｎに達していない場合には、ステップＳ１２０で上りカウンタ１１８の値Ｃｘｕを規定ポーリング回数Ｍと比較する。
ステップＳ１２０で（Ｃｘｕ＝Ｍ）でない場合には、ステップＳ１２３でポインタ１１６の向きを上り方向スケジューリングリスト１１５の方向に向けてからステップＳ１０２に戻る。
【００７３】
また、ステップＳ１２０で（Ｃｘｕ＝Ｍ）である場合には、ステップＳ１２２に進み、ポインタ１１６の向きを下り方向送信バッファ１１１の方向に向けたままステップＳ１０２に戻る。
図５に示す制御を実施する場合には、無線基地局と配下の無線端末との間で図６に示すようなデータの送受信を行うことができる。図６において、矩形で示される各信号フレームに表記された「Ｄ」，「Ｐ」及び「Ａ」は、それぞれ「データ」，「ポーリング」及び「肯定応答（ＡＣＫ）」を表している。
【００７４】
図６の例では、無線基地局の下り方向送信バッファ１１１内のキューには、無線端末（１）宛のデータのみが存在し、最初のポインタ１１６の方向は上り方向スケジューリングリスト１１５に向いていることを想定している。
図６に示す動作について以下に説明する。最初に、無線基地局はＰＣＦ期間の開始を示すビーコンを送信し、その後で上り方向スケジューリングリスト１１５の先頭にポインタ１１６の位置を合わせて最初にポーリングを行うべき無線端末（１）を確認する。
【００７５】
その後、無線基地局は下り方向送信バッファ１１１のキュー内の先頭パケットを参照し、そのパケットの宛先端末が無線端末（１）であることを確認する。そして、ポーリングと下りデータ送信とを同時に行う。すなわち、Ｔ１のタイミングで（Ｐ＋Ｄ）を送信する。
これを受信する無線端末（１）においては、下り方向データの受信完了の合図であるＡＣＫフレームの送信とポーリングに対する上り方向データ送信とを同時に行う。すなわち、Ｔ２のタイミングで（Ｄ＋Ａ）を送信する。
【００７６】
その後、無線基地局はポインタ１１６の向きを下り方向送信バッファ１１１の方向に切り替え、下り方向送信バッファ１１１のキューからデータを取り出し、無線端末（１）宛の下りデータ送信を開始する。
その際、上り方向優先度管理テーブル１１３に無線端末（１）が登録されているので、無線基地局は下りデータ送信とポーリングとを同時に行う。また、Ｔ２で無線端末（１）から受信したデータの受信完了を示すＡＣＫフレームも送信する。すなわち、Ｔ３のタイミングで無線基地局は（Ｄ＋Ｐ＋Ａ）を送信する。
【００７７】
これを受信する無線端末（１）においては、下り方向データの受信完了の合図であるＡＣＫフレームの送信とポーリングに対する上り方向データ送信とを同時に行う。すなわち、Ｔ４のタイミングで（Ｄ＋Ａ）を送信する。
その後、無線基地局は再びポインタ１１６の向きを上り方向スケジューリングリスト１１５の方向に向け、上り方向スケジューリングリスト１１５の内容から次にポーリングすべき無線端末（２）を確認する。
【００７８】
そして、無線基地局は下り方向送信バッファ１１１上のキュー内の先頭パケットを参照し、そのパケットの宛先端末が無線端末（２）ではないことを確認する。従って、無線基地局は次に無線端末（２）に対するポーリングを行う。同時に、Ｔ４のタイミングで無線端末（１）から受信した上り方向データに対するＡＣＫフレームを送信する。すなわち、Ｔ５のタイミングで（Ｐ＋Ａ）を送信する。
【００７９】
これ以降も、上記の説明と同様の動作が図６に示すように繰り返される。そして、ポインタ１１６の向きはポーリングならびに下りデータ送信を１回行う毎に変更される。従って、無線基地局から無線端末へ向かう下り方向のデータ送信の機会と、無線端末から無線基地局へ向かう上り方向のデータ送信の機会とが交互に発生することになる。
【００８０】
ところで、図４の上り方向スケジューリング部１２１は、上り方向スケジューリングリスト１１５を作成する際に、データの品質保証に関するトラヒッククラスを考慮する。
すなわち、最大遅延時間の保証を行うトラヒッククラス（ＶＶ）と最低帯域幅の保証を行うトラヒッククラス（ＣＬ）とが存在する場合には前者を優先するように上り方向スケジューリングリスト１１５上の端末の送信順序を決定する。
【００８１】
例えば、図４の場合には上り方向優先度管理テーブル１１３にＶＶ型の優先度のデータを送信しようとしている端末（１，２）とＣＬ型の優先度のデータを送信しようとしている端末（３）とが登録されている。
この場合、上り方向スケジューリング部１２１が作成する上り方向スケジューリングリスト１１５の送信順序については、ＶＶ型の優先度のデータを送信しようとしている端末（１，２）がＣＬ型の優先度のデータを送信しようとしている端末（３）よりも優先される。
【００８２】
すなわち、図４に示す上り方向スケジューリングリスト１１５の内容のように、端末（１，２）に関する送信順序は先に配置され、端末（３）に関する送信順序は後に配置される。
従って、最大遅延時間の保証が必要なデータを送信する端末は、最低帯域幅の保証が必要なデータを送信する端末よりも優先して先にデータを送信することができる。
【００８３】
（第３の実施の形態）
本発明の双方向無線パケット通信用基地局装置のもう１つの実施の形態について、図７を参照して説明する。図７はこの形態の上下双方向スケジューリング部の構成を示すブロック図である。この形態は、請求項３に対応する。
この形態では、請求項３の上り総トラヒック量計算手段，収容端末数規制手段及び情報通知手段は、収容端末数規制部１２０に対応する。
【００８４】
この形態は、第２の実施の形態の変形例であり、図７に示すように上り方向優先度管理テーブル１１３を制御するために収容端末数規制部１２０が追加されている。それ以外は第２の実施の形態と同様である。
第１の実施の形態及び第２の実施の形態と同様に、無線基地局に配下の無線端末からポーリングの要求があった場合には、上り方向優先度管理テーブル１１３は無線端末が送信しようとするデータの優先度及びデータ量の情報を追加登録し端末毎に管理する。
【００８５】
収容端末数規制部１２０は、上り方向優先度管理テーブル１１３に登録されている情報に基づいて各無線端末が送信しようとする品質保証型のデータの総データ量を求める。また、求められた品質保証型のデータの総データ量を予め定めた閾値Ｒ１と比較して規制すべきデータ量に到達したか否かを調べる。
そして、品質保証型のデータの総データ量が閾値Ｒ１を超えた場合には、収容端末数規制部１２０は新たに上りデータ送信の要求を上げてきた（ポーリングを要求した）無線端末を上り方向優先度管理テーブル１１３に追加するのを阻止する。
【００８６】
また、総データ量が閾値Ｒ１を超えたために新たに上りデータ送信要求を上げてきた無線端末を上り方向優先度管理テーブル１１３に追加しなかった場合には、収容端末数規制部１２０は該当する無線端末に対して、追加できなかったことを示す情報を通知する。
【００８７】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば無線基地局が上り及び下りのトラヒック量のバランスとデータの優先度とを考慮しつつ、配下の無線端末のデータ送信機会と、配下の無線端末宛の下りデータ送信の機会とを決定することができるので、上りと下りのトラヒックに偏りがある場合でも、上り方向並びに下り方向のデータ通信に対して最大遅延時間や最低帯域幅を保証し、一定の通信品質を保証することが可能になる。
【００８８】
また、上り方向のデータ送信要求を管理するテーブルにおいて収容する無線端末数を規制することにより、無線基地局がそのスケジューリング能力を超える無線端末に対してスケジューリングを行うのを防止することができ、保証すべき通信品質の劣化を抑制できる。
また、最大遅延時間保証型のデータフローを優先的にスケジューリングすることにより、そのデータフローに対して一定の時間間隔でパケット送信を行うことが可能になる。従って、ビデオストリームなどのデータ伝送が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態の上下双方向スケジューリング部の構成を示すブロック図である。
【図２】第１の実施の形態の制御の内容を示すフローチャートである。
【図３】第１の実施の形態のデータ送受信の例を示すタイムチャートである。
【図４】第２の実施の形態の上下双方向スケジューリング部の構成を示すブロック図である。
【図５】第２の実施の形態の制御の内容を示すフローチャートである。
【図６】第２の実施の形態のデータ送受信の例を示すタイムチャートである。
【図７】第３の実施の形態の上下双方向スケジューリング部の構成を示すブロック図である。
【図８】ＩＥＥＥ８０２．１１アクセスシステムの動作を示すタイムチャートである。
【図９】無線アクセス制御ＰＣＦによるデータの送受信の例を示すタイムチャートである。
【図１０】従来のＰＣＦを用いた通信品質制御の例（１）を示すタイムチャートである。
【図１１】従来のＰＣＦを用いた通信品質制御の例（２）を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１１０ 上下双方向スケジューリング部
１１１ 下り方向送信バッファ
１１２ 下り方向統計データ取得部
１１３ 上り方向優先度管理テーブル
１１４ トラヒックバランス取得部
１１５ 上り方向スケジューリングリスト
１１６ ポインタ
１１７ カウンタ
１１８ 上りカウンタ
１１９ 下りカウンタ
１２０ 収容端末数規制部
１２１ 上り方向スケジューリング部
１３０ 送信制御部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a base station device for two-way wireless packet communication. The present invention relates to a wireless packet communication system including a wireless base station having a wired network as a backbone and a wireless subscriber station (wireless terminal) under the wireless base station, and performs uplink data communication from the wireless terminal to the wireless base station and wireless communication. When performing downlink data communication from a base station to a wireless terminal, it can be used to ensure a certain communication quality for both up and down data communication.
[0002]
[Prior art]
As a conventional priority control method for ensuring a certain level of communication quality such as a maximum delay time and a minimum bandwidth in a wireless communication system, there is a method in which a wireless access control defined by the IEEE 802.11 committee is extended. .
In a system defined by the IEEE 802.11 committee, control is performed as shown in FIG. In this system, a plurality of wireless terminals transmit data while performing carrier sense so that packet collision does not occur, and a distributed sense coordination function (DCF) using a DCS (Carrier Sense Multiple Access With Collision Aidance) is used. ) And a PCF (Point Coordinated Function: centralized control procedure) in which the radio base station performs access control collectively using polling are defined as access control methods.
[0003]
The DCF period (period for performing DCF control) and the PCF period (period for performing PCF control) are temporally separated, and two types of control are alternately repeated at a constant cycle T1.
FIGS. 9, 10 and 11 show specific examples in which wireless communication is performed between one wireless base station and three wireless terminals (1, 2, 3) under the wireless base station using this system. I have. In this example, a state when PCF is used as wireless access control is shown.
[0004]
As shown in FIG. 9, when receiving the polling frame, the wireless terminal (1) transmits and receives data.
Next, the wireless base station simultaneously performs polling of the wireless terminal (2) and transmission of an ACK frame addressed to the wireless terminal (1) accompanying data reception from the wireless terminal (1). The polled wireless terminal (2) transmits the data to the subordinate wireless base station following the reception of the polling frame.
[0005]
Thereafter, boring is performed in the order of the wireless terminal (3), the wireless terminal (1),. The boring wireless terminal starts transmitting data immediately after receiving the polling frame.
That is, the subordinate wireless terminals cannot transmit data unless polled by the subordinate wireless base station. Therefore, by performing polling, the radio base station can completely centrally manage data transmission of the subordinate radio terminals.
[0006]
Therefore, the control of the PCF is suitable for guaranteeing a certain communication quality such as guarantee of the maximum delay time and guarantee of the minimum bandwidth. For this reason, communication quality assurance in a conventional system based on the IEEE 802.11 standard has been performed by scheduling using PCF.
Conventional communication quality control using PCF is performed as shown in FIGS.
[0007]
In the example of FIG. 10, it is assumed that a wireless terminal having video stream data transmits and receives data during the PCF period. Further, the wireless base station having the wireless terminal under its control manages the polling list to guarantee a delay time for data transmission of the wireless terminal.
In the example of FIG. 11, the required bandwidth is guaranteed by performing scheduling in consideration of the state of the wireless channel for a plurality of minimum bandwidth guaranteed data flows that have different requests from the wireless base station to the wireless terminal. .
[0008]
In the example of FIG. 10, the radio base station schedules polling for a radio terminal (video terminal) that transmits video stream data, and enables each radio terminal to transmit a video stream.
The radio base station adds all video terminals to the polling list at the start of PCF. Then, the video terminals (1 to 3) are sequentially polled by round robin. At this time, data addressed to the video terminal (1) held in the queue by the wireless base station is transmitted together with polling information to the video terminal (1).
[0009]
That is, the control shown in FIG. 10 is for scheduling an uplink data transmission opportunity from the wireless terminal to the wireless base station. For this reason, it is necessary to wait for a scheduled polling opportunity for downlink data transmission from the wireless base station to the wireless terminal.
On the other hand, the example of FIG. 11 illustrates a case where the wireless base station performs downlink data transmission to the wireless terminals (1 to 3) under its control while guaranteeing different bands. Also, in the example of FIG. 11, it is assumed that the state of the communication channel from the wireless base station to the wireless terminal (2) is poor, and the state of the communication channel from the wireless base station to the wireless terminal (1, 3) is good. ing.
[0010]
In this example, the radio base station manages the time (start_time (i)) at which a packet should be transmitted for the i-th flow and the current time (current_time) at the time of scheduling, and sets the minimum time (start_time) in all flows. The flow having (i)) is transmitted with the highest priority. That is, the packets are transmitted in order from the packet addressed to the wireless terminal having the minimum time (start_time (i)).
[0011]
Normally, immediately after transmitting a packet to the wireless terminal (1), a packet is transmitted for a flow to the wireless terminal (2) whose time (start_time (i)) is the shortest. However, in the example of FIG. 11, since the channel state of the wireless terminal (2) is determined to be bad in the channel estimation before transmission, the wireless terminal (2) has the shortest time (start_time (i)) next to the flow of the wireless terminal (2). The packet of the flow to (3) is transmitted.
[0012]
In other words, in the method of FIG. 11, during the PCF period, the wireless base station does not poll the wireless terminal, and in order to guarantee the band for the data flow addressed to the wireless terminal, the downlink from the wireless base station to the wireless terminal is performed. Only the scheduling for the direction data is performed.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
When the method shown in FIG. 10 is adopted, it is necessary to wait for a polling opportunity scheduled in advance for downlink data transmission from the wireless base station to the wireless terminal. For this reason, when the number of wireless terminals to be polled increases, the delay time also increases, and as a result, it becomes difficult to guarantee the communication quality for downlink data transmission from the wireless base station.
[0014]
On the other hand, in the scheme shown in FIG. 11, since only the downlink data is scheduled, a certain communication quality cannot be guaranteed for the uplink data from the wireless terminal to the wireless base station.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a base station apparatus for two-way wireless packet communication as described above, which can guarantee a certain communication quality for both uplink and downlink data communication.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
The base station apparatus for two-way wireless packet communication according to
[0016]
According to the first aspect, the transmission buffer is provided with a queue for each priority level for downlink data, so that packets arriving from the wired communication network can be stored and managed for each service class.
Further, the statistical data acquisition means calculates statistics of the amount of data relating to the quality assurance type data arriving from the wired communication network for each priority. The uplink priority management unit manages the priority of the quality assurance type data to be transmitted by the wireless terminal and the amount of the data in a table format for each wireless terminal.
[0017]
The traffic balance control means calculates the ratio of the amount of data traffic in the uplink direction and the downlink direction, and determines the number M of times the wireless terminal is allowed to transmit uplink data and the number N of times the downlink data is transmitted to the wireless terminal. .
The uplink scheduling list creating unit is configured to define a transmission order of the uplink data to the transmitting terminal based on a ratio between the uplink data transmission amount and the downlink data transmission amount and the management content of the uplink priority management unit. Create a scheduling list.
[0018]
The transmission control means grasps the number of permitted transmissions of the uplink data and the number of transmissions of the downlink data based on the count value of the counting means, performs M downlink data transmissions after permitting M uplink data transmissions, and performs N downlink data transmissions. After data transmission (after the count value reaches M + N), M uplink data transmissions are permitted.
The pointer means points to a wireless terminal that permits transmission of data in the uplink direction on the uplink scheduling list and indicates a queue for extracting a packet at a transmission opportunity of downlink data. From the state of the pointer means, it is possible to know the position of the wireless terminal that permits the next uplink data transmission or the position of the queue from which the packet should be taken out at the next downlink data transmission.
[0019]
According to the first aspect, it is possible to guarantee a certain communication quality for both the uplink and downlink data communication.
The base station device for two-way wireless packet communication according to
[0020]
According to a second aspect of the present invention, as in the first aspect, the transmission buffer, the statistical data acquisition unit, the uplink priority management unit, the traffic balance control unit, the uplink scheduling list, the uplink scheduling list creating unit, the pointer unit, and the transmission control unit are provided. It is provided. Further, an up-counter for counting the number of permitted transmissions of the up-data and a down-counter for counting the number of transmissions of the down-data are provided independently. Performs one downlink data transmission, and after permitting N downlink data transmissions and M uplink data transmissions, clears the uplink counting means and the downlink counting means.
[0021]
According to the second aspect, it is possible to guarantee a certain communication quality for both the uplink and downlink data communication.
A third aspect of the present invention is the base station for bidirectional wireless packet communication according to the first or second aspect, wherein the uplink priority management means includes a total data amount of quality assurance type data to be transmitted by each wireless terminal. Means for calculating the total uplink traffic amount, and when the total amount of data obtained by the total uplink traffic amount calculation unit exceeds a threshold value, a new uplink data transmission request from each wireless terminal is managed by the uplink priority management. Means for controlling the number of accommodated terminals that suppresses the addition of the means to the management target, and for a new uplink data transmission request from each wireless terminal, if the addition to the management target of the uplink priority management means could not be performed, this applies. Information notifying means for notifying information to the wireless terminal is provided.
[0022]
According to
[0023]
According to a fourth aspect, in the base station apparatus for two-way wireless packet communication according to any one of the first, second, and third aspects, the uplink scheduling list creating means stores the content of the uplink scheduling list. If the first wireless terminal that attempts to transmit band-guaranteed data and the second wireless terminal that attempts to transmit maximum-delay-time-guaranteed data are detected when updating, the second The content of the uplink scheduling list is determined so that the wireless terminal transmits data with priority over the first wireless terminal.
[0024]
According to the fourth aspect, by controlling the priority when creating the uplink scheduling list, the wireless terminal transmitting the maximum delay time guarantee type data has a higher priority than the wireless terminal transmitting the band guarantee type data. Be able to send.
[0025]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(First Embodiment)
One embodiment of the base station apparatus for bidirectional wireless packet communication of the present invention will be described with reference to FIGS. This embodiment corresponds to
[0026]
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the up / down bidirectional scheduling unit of this embodiment. FIG. 2 is a flowchart showing the contents of the control of this embodiment. FIG. 3 is a time chart showing an example of data transmission / reception of this embodiment.
In this embodiment, the transmission buffer, the statistical data acquisition unit, the uplink priority management unit, the traffic balance control unit, the uplink scheduling list, the uplink scheduling list creating unit, the counting unit, the pointer unit, and the transmission control unit of
[0027]
In this aspect, the wireless base station includes a wireless base station that relays data between a wired communication network and a wireless communication network, and a wireless terminal that is dependent on the wireless base station and performs wireless packet communication with the wireless base station. It is assumed that the present invention is applied to a wireless base station of a wireless communication system. In this embodiment, the radio base station is provided with the up / down
[0028]
Further, for the wireless communication system to which the present invention is applied, a first service class for transmitting data of a quality assurance type and a second service class for transmitting data of which quality is not guaranteed are defined, It is assumed that the first service class includes a class that guarantees a maximum delay time and a class that guarantees a minimum bandwidth.
[0029]
The wireless access control is based on an algorithm specified by the IEEE 802.11 committee that follows a polling algorithm that centrally controls data transmission and reception opportunities of subordinate wireless terminals by performing polling by a wireless base station. I assume. This polling algorithm is as shown in FIG. 9 already described.
[0030]
In the following description, data transmission from the wireless base station to the wireless terminal is called downlink data transmission, and data transmission from the wireless terminal to the wireless base station is called uplink data transmission. In addition, a traffic class that guarantees the maximum delay time is denoted as (VV) type, and a traffic class that guarantees the minimum bandwidth is denoted as (CL) type.
[0031]
Referring to FIG. 1, the up / down
[0032]
The downlink transmission buffer 111 includes a plurality of queues having different priorities. That is, the (VV) type data packet and the (CL) type data packet having different priorities are held in independent queues different from each other. The downlink transmission buffer 111 holds data transmitted in the downlink direction from the wireless base station to the wireless terminal in each queue only while waiting for transmission.
[0033]
The downlink statistical
As shown in FIG. 1, the uplink priority management table 113 manages, for each terminal, information indicating the priority and the statistical value of the data amount of the quality assurance type data transmitted by the wireless terminal under the control of the wireless base station. .
[0034]
This uplink priority management table 113 manages data priority and data amount by registering information of a request from the wireless terminal when a polling request is issued from a wireless terminal under the control to the wireless base station. I do.
The traffic
[0035]
Further, the traffic
The
[0036]
The
The
[0037]
The direction of the
[0038]
The
[0039]
When the traffic balance is updated, the change is reflected on the
The contents of control in the up / down
[0040]
After the start of the PCF, the up / down
In the next step S002, it is checked whether the current direction referred to by the
[0041]
If the
In the next step S004, it is determined whether or not the polling destination terminal on the
[0042]
When the terminal of the polling destination matches the destination terminal of the downlink data, the polling and the downlink data transmission are simultaneously performed in step S005, and the process proceeds to step S007.
If they do not match, only polling is transmitted in step S006, and the process proceeds to step S007.
[0043]
In step S007, the content of the polling counter (PC) is updated in order to increment the position indicated by the
In the next step S008, the value Cx of the
[0044]
On the other hand, if the value Cx of the
If (Cx = M + N), the process returns from step S010 to S001, and the prescribed polling count M and the prescribed downlink data transmission count N are determined again. If not (Cx = M + N), the process returns to step S002 without changing the direction of the
[0045]
On the other hand, if the direction of the pointer points to the downlink transmission buffer 111 in the downlink direction in step S002, the process proceeds to step S011. Then, a packet is extracted from a queue prepared for each priority on the downlink transmission buffer 111 according to a predetermined algorithm.
In the next step S012, the contents (polling list) of the uplink priority management table 113 are referred to. In the following step S013, based on the contents of the uplink priority management table 113, it is determined whether or not the destination terminal of the packet extracted in step S011 has made an uplink data transmission request. That is, it is determined whether or not to perform downlink data transmission and polling simultaneously according to a polling procedure defined in IEEE 802.11.
[0046]
If the destination terminal of the packet extracted in step S011 has made an uplink data transmission request, then in step S014, downlink data transmission and polling are performed simultaneously, and the flow advances to step S016.
[0047]
On the other hand, if the destination terminal of the packet extracted in step S011 has not issued an uplink data transmission request, the process proceeds to step S015, performs only downlink data transmission, and proceeds to the next step S016.
In step S016, the value Cx of the
[0048]
If (Cx = N), the process proceeds to step S018, where the direction of the
On the other hand, if not (Cx = N), the process proceeds to step S019. Then, the value Cx of the
[0049]
If (Cx = M + N), the process returns to step S001, where the specified polling number M and the specified downlink data transmission number N are specified again. If not (Cx = M + N), the flow returns to step S002 without changing the direction of the
When the control shown in FIG. 2 is performed, data transmission and reception as shown in FIG. 3 can be performed between the radio base station and the subordinate radio terminals.
[0050]
In FIG. 3, "D", "P", and "A" shown in each signal frame indicated by a rectangle represent "data", "polling", and "acknowledgment (ACK)", respectively.
In the example of FIG. 3, only the data addressed to the wireless terminal (1) exists in the queue in the downlink transmission buffer 111, and the direction of the
[0051]
The operation shown in FIG. 3 will be described below. After transmitting the beacon indicating the start of the PCF period, the wireless base station positions the
[0052]
In this case, since the wireless terminal (1) receives the polling and the downlink data at the same time, the wireless terminal (1) simultaneously transmits the ACK frame indicating the completion of the reception of the downlink data and the uplink data for the polling. That is, the wireless terminal (1) transmits (D + A) at the timing of T2.
Thereafter, the wireless base station advances the value Cx of the
[0053]
Further, the wireless base station refers to the first packet in the queue of the downlink transmission buffer 111 and confirms that the destination terminal of the packet is not the wireless terminal (2). ACK frame transmission for the uplink data received from the wireless terminal (1) immediately before is performed at the same time. That is, the wireless base station transmits (P + A) at the timing of T3.
[0054]
Further, after the polling (“P” of T7) to the wireless terminal (3) described in the M-th in the
[0055]
At this time, since the wireless terminal (1) exists in the uplink priority management table 113, the downlink data transmission and the polling are performed simultaneously. Further, at the timing of T8, an ACK frame for the uplink data received from the wireless terminal (3) is simultaneously transmitted. That is, the wireless base station transmits (D + P + A) at the timing of T9.
[0056]
Further, the wireless terminal (1) simultaneously transmits an ACK frame indicating completion of reception of downlink data received at the timing of T9 and transmits uplink data for polling at the timing of T9. That is, the wireless terminal (1) transmits (D + A) at the timing of T10.
Then, the downlink data transmission from the wireless base station to the wireless terminal is repeatedly performed N times, which is the prescribed number of downlink data transmissions.
[0057]
By the way, when creating the
That is, when there is a traffic class (VV) that guarantees the maximum delay time and a traffic class (CL) that guarantees the minimum bandwidth, transmission of a terminal on the
[0058]
For example, in the case of FIG. 1, the terminal (1, 2) trying to transmit VV-type priority data and the terminal (3) trying to transmit CL-type priority data in the uplink priority management table 113. ) Is registered.
In this case, as for the transmission order of the
[0059]
That is, as in the content of the
Therefore, a terminal that transmits data that requires a maximum delay time can transmit data in preference to a terminal that transmits data that requires a minimum bandwidth.
[0060]
(Second embodiment)
Another embodiment of the base station apparatus for two-way wireless packet communication according to the present invention will be described with reference to FIGS. This embodiment corresponds to
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the up / down bidirectional scheduling unit of this embodiment. FIG. 5 is a flowchart showing the contents of the control in this embodiment. FIG. 6 is a time chart showing an example of data transmission and reception in this mode.
[0061]
In this aspect, the wireless base station includes a wireless base station that relays data between a wired communication network and a wireless communication network, and a wireless terminal that is dependent on the wireless base station and performs wireless packet communication with the wireless base station. It is assumed that the present invention is applied to a wireless base station of a wireless communication system. In this embodiment, the radio base station is provided with an up / down
[0062]
This embodiment is a modification of the first embodiment. In FIG. 4, elements corresponding to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. The following description of the same components and operations as those of the first embodiment is omitted.
In this embodiment, an up
[0063]
In this embodiment, after the content of the
[0064]
The contents of the control in this mode will be described below with reference to FIG.
The contents of steps S101 to S107 and S113 to S118 shown in FIG. 5 are such that the value Cxu of the
[0065]
If the direction of the
In step S107, the value Cxu of the polling counter (PC) and the
[0066]
Then, when the value Cxu of the
If (Cxd = N) in step S109, the process returns to step S101 to reset the
[0067]
If (Cxd = N) is not satisfied in step S109, the direction of the
[0068]
If the value Cxu of the
If (Cxd = N) is not satisfied in step S111, the direction of the
[0069]
If (Cxd = N) in step S111, the process returns to step S102 while keeping the direction of the
On the other hand, if the direction of the
[0070]
That is, downlink data transmission and polling are performed simultaneously in step S116, or only downlink data transmission is performed in step S117.
In step S118, the value Cxd of the
When the value Cxd of the
[0071]
If (Cxu = M) in step S121, the process returns to step S101 to reset the
If (Cxu = M) is not satisfied in step S121, the direction of the
[0072]
If Cxd has not reached the specified downlink data transmission number N in step S119, the value Cxu of the
If (Cxu = M) is not satisfied in step S120, the
[0073]
If (Cxu = M) in step S120, the process proceeds to step S122, and the process returns to step S102 while keeping the direction of the
When the control shown in FIG. 5 is performed, data transmission and reception as shown in FIG. 6 can be performed between the wireless base station and the subordinate wireless terminals. In FIG. 6, “D”, “P”, and “A” described in each signal frame indicated by a rectangle represent “data”, “polling”, and “acknowledgement (ACK)”, respectively.
[0074]
In the example of FIG. 6, only data addressed to the wireless terminal (1) exists in the queue in the downlink transmission buffer 111 of the wireless base station, and the direction of the
The operation shown in FIG. 6 will be described below. First, the wireless base station transmits a beacon indicating the start of the PCF period, and thereafter positions the
[0075]
Thereafter, the wireless base station refers to the first packet in the queue of the downlink transmission buffer 111, and confirms that the destination terminal of the packet is the wireless terminal (1). Then, polling and downlink data transmission are performed simultaneously. That is, (P + D) is transmitted at the timing of T1.
The wireless terminal (1) receiving the signal simultaneously transmits an ACK frame, which is a signal of the completion of the reception of the downlink data, and transmits the uplink data for polling. That is, (D + A) is transmitted at the timing of T2.
[0076]
Thereafter, the radio base station switches the direction of the
At this time, since the wireless terminal (1) is registered in the uplink priority management table 113, the wireless base station performs downlink data transmission and polling simultaneously. Further, an ACK frame indicating the completion of the reception of the data received from the wireless terminal (1) at T2 is also transmitted. That is, the radio base station transmits (D + P + A) at the timing of T3.
[0077]
The wireless terminal (1) receiving the signal simultaneously transmits an ACK frame, which is a signal of the completion of the reception of the downlink data, and transmits the uplink data for polling. That is, (D + A) is transmitted at the timing of T4.
Thereafter, the wireless base station turns the
[0078]
Then, the wireless base station refers to the first packet in the queue on the downlink transmission buffer 111 and confirms that the destination terminal of the packet is not the wireless terminal (2). Therefore, the wireless base station next polls the wireless terminal (2). At the same time, an ACK frame for the uplink data received from the wireless terminal (1) is transmitted at timing T4. That is, (P + A) is transmitted at the timing of T5.
[0079]
Thereafter, the same operation as described above is repeated as shown in FIG. The direction of the
[0080]
Meanwhile, the
That is, when there is a traffic class (VV) that guarantees the maximum delay time and a traffic class (CL) that guarantees the minimum bandwidth, transmission of a terminal on the
[0081]
For example, in the case of FIG. 4, the terminal (1, 2) trying to transmit VV type priority data and the terminal (3) trying to transmit CL type priority data in the uplink priority management table 113. ) Is registered.
In this case, as for the transmission order of the
[0082]
That is, as in the content of the
Therefore, a terminal that transmits data that requires a maximum delay time can transmit data in preference to a terminal that transmits data that requires a minimum bandwidth.
[0083]
(Third embodiment)
Another embodiment of the base station for bidirectional wireless packet communication according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the up / down bidirectional scheduling unit of this embodiment. This embodiment corresponds to claim 3.
In this embodiment, the upstream total traffic amount calculating means, the accommodated terminal number regulating means, and the information notifying means in
[0084]
This embodiment is a modification of the second embodiment. As shown in FIG. 7, an accommodation terminal
As in the first and second embodiments, when a polling request is issued from a subordinate wireless terminal to the wireless base station, the uplink priority management table 113 indicates that the wireless terminal is to transmit. The information on the priority and data amount of the data to be added is additionally registered and managed for each terminal.
[0085]
The accommodated terminal
Then, when the total data amount of the quality assurance type data exceeds the threshold value R1, the accommodated terminal
[0086]
Further, if the wireless terminal that has newly issued an uplink data transmission request because the total data amount has exceeded the threshold value R1 is not added to the uplink priority management table 113, the accommodated terminal
[0087]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the radio base station considers the balance between the uplink and downlink traffic volumes and the priority of data, while taking advantage of the data transmission opportunity of the subordinate radio terminal and the downlink to the subordinate radio terminal. Since data transmission opportunities can be determined, even if there is a bias in uplink and downlink traffic, a maximum delay time and minimum bandwidth are guaranteed for uplink and downlink data Quality can be guaranteed.
[0088]
Also, by restricting the number of radio terminals accommodated in the table for managing data transmission requests in the uplink direction, it is possible to prevent the radio base station from performing scheduling for radio terminals exceeding its scheduling capability, which can be guaranteed. Deterioration of communication quality to be performed can be suppressed.
Further, by scheduling the data flow of the maximum delay time guarantee type preferentially, it becomes possible to perform packet transmission for the data flow at regular time intervals. Therefore, data transmission of a video stream or the like becomes possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an up / down bidirectional scheduling unit according to a first embodiment.
FIG. 2 is a flowchart showing the contents of control according to the first embodiment.
FIG. 3 is a time chart illustrating an example of data transmission and reception according to the first embodiment;
FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of an up / down bidirectional scheduling unit according to a second embodiment;
FIG. 5 is a flowchart showing the contents of control according to the second embodiment.
FIG. 6 is a time chart illustrating an example of data transmission and reception according to the second embodiment;
FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration of an up / down bidirectional scheduling unit according to the third embodiment;
FIG. 8 is a time chart showing the operation of the IEEE 802.11 access system.
FIG. 9 is a time chart showing an example of data transmission / reception by the wireless access control PCF.
FIG. 10 is a time chart illustrating an example (1) of communication quality control using a conventional PCF.
FIG. 11 is a time chart showing an example (2) of communication quality control using a conventional PCF.
[Explanation of symbols]
110 Up / down bidirectional scheduling unit
111 Downstream transmission buffer
112 Downstream statistical data acquisition unit
113 Upstream priority management table
114 Traffic Balance Acquisition Unit
115 Uplink scheduling list
116 pointer
117 counter
118 Up counter
119 Down Counter
120 Number of terminals accommodated
121 uplink scheduling unit
130 Transmission control unit
Claims (4)
品質保証型のデータを送信するための第１のサービスクラスと、品質保証をしないデータを送信するための第２のサービスクラスとが定義され、前記第１のサービスクラスとして、最大遅延時間を保証するクラスと最低帯域幅を保証するクラスとがある場合に、
前記無線基地局に、
有線通信網から到着したパケットを該パケットのサービスクラス別に格納するための、優先度の異なる複数の送信キューから構成される送信バッファと、
有線通信網から品質保証型のデータが到着した場合に、データの量の統計を該データの優先度毎に計算する統計データ取得手段と、
無線端末が送信しようとする品質保証型データの優先度及び該データの量を無線端末毎に管理する上り方向優先度管理手段と、
有線通信網からの下り方向保証型データ量と無線端末からの上り方向保証型データ量との単位時間のデータ量の比を計算し、無線端末に対して上りデータの送信を許可する回数Ｍ及び無線端末への下りデータの送信を行う回数Ｎを決定するトラヒックバランス制御手段と、
上り方向データの送信端末に対する送信順序を規定する上り方向スケジューリングリストと、
前記トラヒックバランス制御手段により決定した上りデータ送信量と統計データ取得手段により決定した下りデータ送信量との比と、前記上り方向優先度管理手段の管理内容に基づいて上り方向スケジューリングリストを作成するための上り方向スケジューリングリスト作成手段と、
前記無線端末に対して上りデータの送信を許可した回数ならびに無線端末に対して行った下りデータ送信の回数を計数する計数手段と、
前記上り方向スケジューリングリスト上で上り方向のデータ送信を許可する無線端末を指し示すとともに下りデータの送信機会にパケットを取り出すキューを指示するポインタ手段と、
前記計数手段の計数値が、無線端末に対して上りデータの送信を許可する回数Ｍに達した後で無線端末宛の下り方向データの送信を行い、無線端末宛の下りデータ送信をＮ回行った後で計数手段をクリアし、無線端末に対して上り方向データの送信を許可する送信制御手段と
を設けたことを特徴とする双方向無線パケット通信用基地局装置。A wireless communication system including a wireless base station that relays data between a wired communication network and a wireless communication network, and a wireless terminal that is dependent on the wireless base station and performs wireless packet communication with the wireless base station. An uplink scheduling unit that manages a data transmission order of a wireless terminal that has issued a data transmission request; and the radio base station sorts data arriving from a wired communication network on a transmission buffer according to priority, and performs the transmission. A data transmission unit for transmitting data extracted from the buffer, wherein the radio base station controls data transmission to the radio terminal and data transmission of the radio terminal by polling, and the radio base station reflects the priority of the data. While transmitting data to the wireless terminal, and transmitting a transmission opportunity to the wireless terminal while reflecting the priority of data transmitted by the wireless terminal. Ri against a two-way wireless packet base station unit for use in a wireless communication system,
A first service class for transmitting data of a quality assurance type and a second service class for transmitting data of which quality is not guaranteed are defined, and a maximum delay time is guaranteed as the first service class. If there is a class that guarantees and a class that guarantees the minimum bandwidth,
In the wireless base station,
A transmission buffer including a plurality of transmission queues having different priorities for storing packets arriving from the wired communication network for each service class of the packets;
Statistical data acquisition means for calculating statistics of the amount of data for each priority of the data when quality assurance type data arrives from the wired communication network;
Upstream priority management means for managing the priority of the quality assurance type data to be transmitted by the wireless terminal and the amount of the data for each wireless terminal,
Calculate the ratio of the data amount per unit time between the downlink guaranteed data amount from the wired communication network and the uplink guaranteed data amount from the wireless terminal, and calculate the number of times M for permitting the wireless terminal to transmit the uplink data; Traffic balance control means for determining the number N of transmissions of downlink data to the wireless terminal;
An uplink scheduling list that defines the transmission order of the uplink data to the transmitting terminal,
To create an uplink scheduling list based on the ratio between the uplink data transmission amount determined by the traffic balance control unit and the downlink data transmission amount determined by the statistical data acquisition unit, and the management content of the uplink priority management unit. Means for creating an uplink scheduling list,
Counting means for counting the number of times the transmission of uplink data to the wireless terminal is permitted and the number of times of transmission of downlink data to the wireless terminal,
Pointer means for indicating a wireless terminal that permits uplink data transmission on the uplink scheduling list and indicating a queue for extracting a packet at a transmission opportunity of downlink data,
After the count value of the counting means reaches the number M of times that the wireless terminal is allowed to transmit the uplink data, the downlink data is transmitted to the wireless terminal, and the downlink data transmission to the wireless terminal is performed N times. And a transmission control means for clearing the counting means after that, and permitting the wireless terminal to transmit the uplink data.
品質保証型のデータを送信するための第１のサービスクラスと、品質保証をしないデータを送信するための第２のサービスクラスとが定義され、前記第１のサービスクラスとして、最大遅延時間を保証するクラスと最低帯域幅を保証するクラスとがある場合に、
前記無線基地局に、
有線通信網から到着したパケットを該パケットのサービスクラス別に格納するための、優先度の異なる複数の送信キューから構成される送信バッファと、
有線通信網から品質保証型のデータが到着した場合に、データの量の統計を該データの優先度毎に計算する統計データ取得手段と、
無線端末が送信しようとする品質保証型データの優先度及び該データの量を無線端末毎に管理する上り方向優先度管理手段と、
有線通信網からの下り方向保証型データ量と無線端末からの上り方向保証型データ量との単位時間のデータ量の比を計算し、無線端末に対して上りデータの送信を許可する回数Ｍ及び無線端末への下りデータの送信を行う回数Ｎを決定するトラヒックバランス制御手段と、
上り方向データの送信端末に対する送信順序を規定する上り方向スケジューリングリストと、
前記トラヒックバランス制御手段により決定した上りデータ送信量と統計データ取得手段により決定した下りデータ送信量との比と、前記上り方向優先度管理手段の管理内容に基づいて上り方向スケジューリングリストを作成するための上り方向スケジューリングリスト作成手段と、
無線基地局が無線端末に対して上りデータの送信を許可した回数を計数する上り計数手段と、
無線基地局が無線端末宛に下りデータを送信した回数を計数する下り計数手段と、
前記上り方向スケジューリングリスト上で上り方向のデータ送信を許可する無線端末を指し示すとともに下りデータの送信機会にパケットを取り出すキューを指示するポインタ手段と、
無線端末に対して上りデータの送信を許可した後で、無線端末宛の下り方向データを送信し、無線端末宛の下り方向データを送信した後で、無線端末に対して上りデータの送信を許可し、前記上り計数手段の計数値及び下り計数手段の計数値が前記トラヒックバランス制御手段から取得した値に達した後で前記上り計数手段及び下り計数手段をクリアする送信制御手段と
を設けたことを特徴とする双方向無線パケット通信用基地局装置。A wireless communication system including a wireless base station that relays data between a wired communication network and a wireless communication network, and a wireless terminal that is dependent on the wireless base station and performs wireless packet communication with the wireless base station. An uplink scheduling unit that manages a data transmission order of a wireless terminal that has issued a data transmission request; and the radio base station sorts data arriving from a wired communication network on a transmission buffer according to priority, and performs the transmission. A data transmission unit for transmitting data extracted from the buffer, wherein the radio base station controls data transmission to the radio terminal and data transmission of the radio terminal by polling, and the radio base station reflects the priority of the data. While transmitting data to the wireless terminal, and transmitting a transmission opportunity to the wireless terminal while reflecting the priority of data transmitted by the wireless terminal. Ri against a two-way wireless packet base station unit for use in a wireless communication system,
A first service class for transmitting data of a quality assurance type and a second service class for transmitting data of which quality is not guaranteed are defined, and a maximum delay time is guaranteed as the first service class. If there is a class that guarantees and a class that guarantees the minimum bandwidth,
In the wireless base station,
A transmission buffer including a plurality of transmission queues having different priorities for storing packets arriving from the wired communication network for each service class of the packets;
Statistical data acquisition means for calculating statistics of the amount of data for each priority of the data when quality assurance type data arrives from the wired communication network;
Upstream priority management means for managing the priority of the quality assurance type data to be transmitted by the wireless terminal and the amount of the data for each wireless terminal,
Calculate the ratio of the data amount per unit time between the downlink guaranteed data amount from the wired communication network and the uplink guaranteed data amount from the wireless terminal, and calculate the number of times M for permitting the wireless terminal to transmit the uplink data; Traffic balance control means for determining the number N of transmissions of downlink data to the wireless terminal;
An uplink scheduling list that defines the transmission order of the uplink data to the transmitting terminal,
To create an uplink scheduling list based on the ratio between the uplink data transmission amount determined by the traffic balance control unit and the downlink data transmission amount determined by the statistical data acquisition unit, and the management content of the uplink priority management unit. Means for creating an uplink scheduling list,
Uplink counting means for counting the number of times that the wireless base station has allowed the wireless terminal to transmit uplink data,
Downlink counting means for counting the number of times the wireless base station has transmitted downlink data to the wireless terminal,
Pointer means for indicating a wireless terminal that permits uplink data transmission on the uplink scheduling list and indicating a queue for extracting a packet at a transmission opportunity of downlink data,
After transmitting the uplink data to the wireless terminal, transmit the downlink data to the wireless terminal, and after transmitting the downlink data to the wireless terminal, permit the wireless terminal to transmit the uplink data. And transmission control means for clearing the up-counting means and the down-counting means after the count value of the up-counting means and the count value of the down-counting means have reached the value obtained from the traffic balance control means. A base station apparatus for two-way wireless packet communication characterized by the following.
各無線端末が送信しようとする品質保証型のデータの総データ量を求める上り総トラヒック量計算手段と、
前記上り総トラヒック量計算手段の求めた総データ量が閾値を超えた場合には、各無線端末からの新たな上りデータ送信要求について、上り方向優先度管理手段の管理対象への追加を抑制する収容端末数規制手段と、
各無線端末からの新たな上りデータ送信要求について、上り方向優先度管理手段の管理対象に追加できなかった場合には、該当する無線端末に対して情報を通知する情報通知手段と
を設けたことを特徴とする双方向無線パケット通信用基地局装置。The base station device for two-way wireless packet communication according to claim 1 or 2, wherein the uplink priority management means comprises:
Uplink total traffic amount calculation means for obtaining the total data amount of quality assurance type data that each wireless terminal intends to transmit
When the total data amount calculated by the upstream total traffic amount calculation unit exceeds a threshold, the addition of a new upstream data transmission request from each wireless terminal to the management target of the upstream priority management unit is suppressed. Means for controlling the number of accommodated terminals;
When a new uplink data transmission request from each wireless terminal cannot be added to the management target of the uplink priority management unit, an information notification unit that notifies information to the corresponding wireless terminal is provided. A base station apparatus for two-way wireless packet communication characterized by the following.
前記上り方向スケジューリングリスト作成手段が、前記上り方向スケジューリングリストの内容を更新する場合に帯域保証型のデータを送信しようとする第１の無線端末と、最大遅延時間保証型のデータを送信しようとする第２の無線端末とを検出した場合には、前記第２の無線端末が第１の無線端末よりも優先してデータを送信するように前記上り方向スケジューリングリストの内容を決定する
ことを特徴とする双方向無線パケット通信用基地局装置。The base station for bidirectional wireless packet communication according to any one of claims 1, 2 and 3,
The uplink scheduling list creating means, when updating the contents of the uplink scheduling list, attempts to transmit a bandwidth guaranteed type data and a maximum delay time guaranteed type data. When detecting the second wireless terminal, the content of the uplink scheduling list is determined so that the second wireless terminal transmits data in preference to the first wireless terminal. Base station for bidirectional wireless packet communication.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001035770A JP3566660B2 (en) | 2001-02-13 | 2001-02-13 | Base station for two-way wireless packet communication |
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|---|---|---|---|
| JP2001035770A JP3566660B2 (en) | 2001-02-13 | 2001-02-13 | Base station for two-way wireless packet communication |
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