JP3709376B2 - Data transmission device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ランダムに発生するデータパケット(以下、パケットという。)を、単一の基地局と複数個の加入者局との間で、一定周期で繰り返す無線フレーム等の通信フレームを使用して双方向伝送するデータ伝送装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
イーサネット(登録商標)等の通信方式に利用される可変長のデータフレーム(単に、フレームともいう。)のようなランダムに発生するデータを、固定長のパケットに分割しタイムスロットで単一の基地局と複数の加入者局間で伝送する場合、複数の加入者局が帯域を共用し、バースト状データトラヒックに対する統計的多重効果を利用して帯域を効率的に利用するデータ伝送装置が用いられている。
【0003】
このデータ伝送装置では、基地局および各加入者局に蓄積されているパケット数を周期的に計測し、この計測結果に基づいて、基地局がタイムスロットを割り当てるようにしている。
【0004】
図13は、ランダムに発生するパケットを、単一の基地局と複数個の加入者局との間で伝送する、TDD(time division duplex)/TDMA(time division multi-channel access)方式を利用するP−MP(point to multi-point)の無線アクセスシステムにおける1無線フレームのフォーマットを示している。なお、この1無線フレームのフレームとイーサフレーム等のフレームとは異なることに留意する。
【0005】
1無線フレームは、下りヘッダ領域TS11と下りデータ領域TS12とからなる下り回線と、DMF(delay measurement frame)領域TS13とスロット要求領域TS14と上りデータ領域TS15とからなる上り回線と、ガードタイムTS16とから構成されている。
【0006】
下りヘッダ領域TS11は、基地局が下り回線や上り回線のトラヒック量に応じて決めたタイムスロット割当等のタイムスケジュールに関する指示や監視制御情報を各加入者局へ報知するための時間帯である。
【0007】
下りデータ領域TS12は、下り回線における加入者局へのデータをパケットに対応するタイムスロットに分割して伝送するための時間帯である。
【0008】
DMF領域TS13は、基地局と各加入者局間の伝搬遅延を計測するための時間帯であり、各加入者局からの無線データの送信タイミングを調整して各加入者局からの無線データが基地局で衝突しないようにするために設けられている。
【0009】
スロット要求領域TS14は、各加入者局が基地局に対してパケット伝送用のタイムスロット数を要求するための領域である。通常、複数の加入者局からパケットを伝送するためのタイムスロットの割当要求に応じられるように複数のタイムスロットが準備されている。
【0010】
実際上、各加入者局からの上り回線のスロット要求の送信は、下りヘッダ領域TS11で指定されるスケジュールの指示に基づいて行われる。
【0011】
ガードタイムTS16は、上り回線と下り回線との境界に設定されており、予め固定されたパラメータである。
【0012】
図13中、拡大して示すように、下りヘッダ領域TS11は、5つの領域TS17〜TS21から構成されている。
【0013】
プリアンブルの領域TS17は、各加入者局が基地局からのバースト波を正常に受信できるようにするトレーニング信号用として使用される。
【0014】
基地局番号の領域TS18は、下りデータ領域TS12で送信されるパケットの送信元の基地局の番号を示している。
【0015】
フレーム位置指定の領域TS19は、各領域TS11〜TS15の開始位置を示している。
【0016】
コマンドの領域TS20は、加入者局の制御等を行うためのフレームであり、制御を行おうとする加入者局番号と制御コマンド等とから構成される。
【0017】
スロット割当の領域TS21は、スロット要求領域TS14および上りデータ領域TS15の各領域の割り当てに対するスロット番号とこのスロット番号に割り当てられた加入者局番号とから構成される。
【0018】
【発明が解決しようとする課題】
このように構成される1無線フレームを利用する単一基地局と複数の加入者局間の双方向通信では、以下のような課題があることがこの出願の発明者により見いだされた。
【0019】
一般に、基地局において、ある加入者局宛に蓄積されたパケット数を計測した時点と実際にタイムスロットを割り当てる時点の間には、スケジュールを立てるための計算時間、すなわち時間差が存在し、その間に蓄積されたパケットの一部もしくは全部が送出されている可能性が存在する。この場合、既に送出されたパケットに対してタイムスロットを割り当てることとなり、いわゆるタイムスロットの浪費が発生する。
【0020】
また、加入者局において、該加入者局に蓄積されたパケット数を計測した時点と、計測したパケット数の情報に基づいて基地局のスロット割当部がスロットの使用許可を発行して各加入者局に通知する時点の間には時間差が存在し、その間に蓄積されたパケットの一部もしくは全部が送出されている可能性が存在する。この場合にも、いわゆるタイムスロットの浪費が発生する。
【0021】
そして、特にTDD方式において、帯域の利用効率向上のために、上り方向の上りデータ領域TS15に割り当てるタイムスロットの数と、下り方向の下りデータ領域TS12に割り当てるタイムスロットの数とを、トラヒック量に応じてダイナミックに変化させるダイナミックスロット割当方式を採用しようとする場合、下り方向の下りデータ領域TS12の割当にも加入者局の送信バッファに蓄積されているパケット数の情報が必要となり、上り方向と同じ原理での時間遅れが発生することを見いだした。
【0022】
この発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、既送のパケットにタイムスロットを割り当てないことを可能とするデータ伝送装置を提供することを目的とする。
【0023】
また、この発明は、タイムスロットの浪費を回避することを可能とするデータ伝送装置を提供することを目的とする。
【0024】
さらに、この発明は、下り領域のデータ量と上り領域のデータ量の合計容量は一定であるが、各データ量の比を1通信フレーム(1無線フレームあるいは1有線フレーム)毎にダイナミックに変化させるダイナミックスロット割当方式において、既送のパケットにタイムスロットを割り当てることによるタイムスロットの浪費を回避することを可能とするデータ伝送装置を提供することを目的とする。
【0025】
【課題を解決するための手段】
この発明のデータ伝送装置は、複数のタイムスロットに区分された下りデータ領域を含む一定長さの通信フレームが一定周期で繰り返され、単一の基地局の送信バッファから読み出したパケットを複数の加入者局へ前記下りデータ領域のタイムスロットで伝送するデータ伝送装置において、前記基地局は、前記送信バッファ中の加入者局宛毎のパケット数を1通信フレームの周期毎に周期的に計測するパケット数計測部と、計測したパケット数に基づいて、タイムスロットの割当を行うスロット割当部と、タイムスロットの割当を記憶するスロット割当記憶部とを備え、前記スロット割当部は、前記タイムスロットを割り当てる際に、前記計測パケット数から前記スロット割当記憶部に記憶されている既に割り当てられているパケット数を減算した値に基づいて割り当てることを特徴とする(請求項1記載の発明)。
【0026】
この発明によれば、基地局にタイムスロットの割当を記憶するタイムスロット割当記憶部を設け、基地局のスロット割当部が、前記計測パケット数に基づいて、前記タイムスロットを割り当てる際に、前記スロット割当記憶部に記憶されている既に割り当てられているパケット数を減算して割り当てるようにしているので、既送のパケットにタイムスロットを割り当てないようにすることができ、したがって、タイムスロットの浪費を回避することができる。
【0027】
通信フレームとしては、無線フレームあるいは光ファイバ回線等の有線フレームを利用することができる。
【0028】
この場合、データ伝送装置が、時分割多重データ伝送装置であるとき、スロット割当部が、今回の通信フレームでタイムスロットを割り当てるとき、前回の通信フレームで割り当てているパケット数を減算した値に基づいて割り当てるようにすることで、既送のパケットを再送しないようにすることができる(請求項2記載の発明)。
【0029】
また、この発明のデータ伝送装置は、複数の加入者局から単一の基地局への送信が行われる上り回線と、前記単一の基地局から前記複数の加入者局への送信が行われる下り回線とを含む一定周期で繰り返される一定長さの通信フレームが存在し、前記上り回線には、前記複数の加入者局から前記単一の基地局へタイムスロットを要求するスロット要求領域と、前記複数の加入者局から前記単一の基地局へパケットを送るために複数のタイムスロットに区分された上りデータ領域が含まれ、前記下り回線には、前記基地局からのスロット割当を前記複数の加入者局に通知するスロット割当領域が含まれるデータ伝送装置において、前記複数の加入者局は、それぞれ送信バッファと、該送信バッファ中のパケット数を計測するパケット数計測部を有し、1通信フレームの周期毎に周期的に前記送信バッファ中のパケット数を計測し、この計測値をタイムスロット要求数として前記スロット要求領域で送信し、前記基地局は、受信したタイムスロット要求数に基づき前記上りデータ領域のタイムスロットを割り当てるスロット割当部と、タイムスロットの割当を記憶するスロット割当記憶部とを有し、前記スロット割当部は、前記タイムスロット要求数から前記スロット割当記憶部に記憶されている既に割り当てられているタイムスロット数を減算した値に基づき前記上りデータ領域のタイムスロットを割り当てることを特徴とする(請求項3記載の発明)。
【0030】
この発明によれば、基地局のスロット割当部は、上りデータ領域のタイムスロットを割り当てる際に、加入者局からのタイムスロット要求数から、既に割り当てられてスロット割当記憶部に記憶されているタイムスロット数を減算した値に基づいて割り当てるようにしているので、既送のパケットにタイムスロットを割り当てないようにすることができ、既送のパケットにタイムスロットを割り当ててしまうことにより発生するタイムスロットの浪費が未然に回避される。
【0031】
この場合、データ伝送装置が、時分割多元接続データ伝送装置であるとき、前記スロット割当部が、今回の通信フレームでタイムスロットを割り当てるとき、前記タイムスロット要求数から前回および前々回の通信フレームで割り当てているタイムスロットを減算した値に基づき割り当てることで、既送のパケットにタイムスロットを割り当てないようにすることができ、既送のパケットにタイムスロットを割り当ててしまうことにより発生するタイムスロットの浪費が未然に回避される(請求項4記載の発明)。
【0032】
この発明のデータ伝送装置は、複数の加入者局から単一の基地局への送信が行われる上り回線と、前記単一の基地局から前記複数の加入者局への送信が行われる下り回線とを含む一定周期で繰り返される一定長さの通信フレームが存在し、前記上り回線には、前記複数の加入者局から前記単一の基地局へタイムスロットを要求するスロット要求領域と、前記複数の加入者局から前記単一の基地局へパケットを送るために複数のタイムスロットに区分された上りデータ領域が含まれ、前記下り回線には、前記基地局からのスロット割当を前記複数の加入者局に通知するスロット割当領域と、前記基地局から前記複数の加入者局へパケットを送るために複数のタイムスロットに区分された下りデータ領域が含まれるデータ伝送装置において、前記複数の加入者局は、それぞれ送信バッファと、該送信バッファ中のパケット数を計測するパケット数計測部を有し、周期的に前記送信バッファ中のパケット数を計測し、この計測値をタイムスロット要求数として前記スロット要求領域で送信し、前記基地局は、自身の送信バッファ中の加入者局宛毎のパケット数を周期的に計測するパケット数計測部と、前記計測したパケット数に基づき前記下りデータ領域のタイムスロットを割り当てるとともに、受信したタイムスロット要求数に基づき前記上りデータ領域のタイムスロットを割り当てるスロット割当部と、タイムスロットの割当を記憶するスロット割当記憶部とを有し、前記スロット割当部は、前記計測パケット数に基づいて前記下りデータ領域のタイムスロットを割り当てるとともに前記タイムスロット要求数に基づき前記上りデータ領域のタイムスロットを割り当てる際に、前記計測パケット数および前記タイムスロット要求数から、前記スロット割当記憶部に記憶されている既に割り当てられているそれぞれのタイムスロット数をそれぞれ減算した値に基づいて割り当てることを特徴とする(請求項5記載の発明)。
【0033】
この発明によれば、ダイナミックスロット割当方式において、基地局にスロット割当記憶部を設け、この記憶内容を参照してタイムスロットを割り当てるようにしているので、既送のパケットにタイムスロットを割り当てることを防止してタイムスロットの浪費を回避することができる。
【0034】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、以下に参照する図面において、上記図13に示したものと対応するものには同一の符号を付けてその詳細な説明は省略する。また、繁雑さを避けるために、必要に応じて上記図13をも参照して説明する。
【0035】
図1は、この発明の一実施の形態が適用された通信システム10の全体的な構成を示している。
【0036】
この通信システム10は、複数の加入者に対して固定無線アクセスサービスを提供するP−MP(point to multi-point)型として用いられる。
【0037】
そして、この通信システム10は、基本的には、建物あるいは電柱等に固定された基地局11と、該固定された基地局11に対してそれぞれ無線回線を介して双方向通信が可能とされる会社内あるいは家庭内等に配される複数の加入者局21(1)〜(3)(代表して加入者局21ともいう。)とから構成される。
【0038】
実際上、無線回線は、基地局11のアンテナ12と、複数の加入者局21のアンテナ22(1)〜(3)(代表してアンテナ22ともいう。)間の無線通信を通じて確立される。
【0039】
加入者局21は、それぞれパーソナルコンピュータ等の端末20(1)〜(3)(代表して端末20ともいう。)に有線または無線で接続されている。各端末20と各加入者局21とは一体的な構成とすることができる。一方、基地局11は、主に、有線でネットワーク13に接続されている。
【0040】
したがって、各加入者局21は、無線回線および基地局11を介してネットワーク13にアクセスすることができる。なお、ネットワーク13としては、IP(internet protocol)網等を使用することができる。
【0041】
基地局11と複数の加入者局21との間の通信には、TDD(time division duplex)/TDMA(time division multiple access)方式を採用する双方向の通信が可能である。この場合、基地局11と複数の加入者局21との間には、共通の無線周波数、たとえば26[GHz]帯が割り当てられ、使用するタイムスロットの違いにより効率的な通信が可能である。
【0042】
なお、基地局11と複数の加入者局21との間の通信には、TDD/TDMA方式に代替して、後述するFDD(frequency division duplex)/TDMA方式を採用することができる。なお、TDD/TDMA方式あるいはFDD/TDMA方式のいずれの場合においても、下り方向は、TDM(time division multiplex)方式とされ、上り方向はTDMA方式とされる。
【0043】
上記の図13は、複数の加入者局21と基地局11との間での通信を行うためのTDD方式による無線フレーム(1無線フレーム)の構成を示している。1無線フレームの周期は、1〜10[ms]程度のうち、固定の周期、たとえば2[ms]等が選択される。もちろん、1無線フレームの周期は、ハードウエア等との関係において、より短い周期あるいは長い周期を選択することも可能である。なお、この固定周期の1無線フレームのフレームと可変長のイーサフレーム等のフレームとは異なるものであることに留意する。
【0044】
上述したように、1無線フレームは、下りヘッダ領域TS11と下りデータ領域TS12とからなる下り回線と、DMF領域TS13とスロット要求領域TS14と上りデータ領域TS15からなる上り回線と、ガードタイムTS16とから構成される。
【0045】
図2は、図13中、下りデータ領域TS12の詳細な構成を示している。
【0046】
下りデータ領域TS12は、複数のタイムスロットに分割されており、それぞれに下り固定長パケット(単に、パケットともいう。)Pdが割り当てられる。各下り固定長パケットPdは、加入者局番号Pd1、隣接パケット有無情報X等を含む再合成情報Pd2、実際のデータである固定長データPd3、および誤り検出符号Pd4から構成されている。
【0047】
図3は、再合成情報Pd2中、当該パケットの隣接パケットに対する関係を示す2ビットの隣接パケット有無情報X{X=(a,b)}の例を示している。隣接パケット有無情報X=(a,b)は、当該パケットがフレーム(たとえば、イーサフレーム、以下、再合成情報Pd2の説明の際は、1無線フレームとの錯綜を回避するため、フレームをイーサフレームという。)内の先頭パケットであるかどうかを示す情報ビット(単に、情報ともいう。)a(a=1で先頭、a=0で先頭ではない。)と、当該パケットがイーサフレーム内の末尾パケットであるかどうかを示す情報ビット(単に、情報ともいう。)b(b=1で末尾、b=0で末尾ではない。)から構成されている。
【0048】
この場合、隣接パケット有無情報X=(a,b)=(1,1)は、当該パケットに1個の完結したイーサフレームが収容されていることを意味する。換言すれば、1つのイーサフレームが固定長のパケット以下のデータ長であることを意味する。隣接パケット有無情報X=(a,b)=(1,0)は、当該パケットがイーサフレームの先頭パケットであって、かつ後続するパケットが存在することを意味する。隣接パケット有無情報X=(a,b)=(0,0)は、当該パケットが前のパケット(前接パケットともいう。)に続きさらに後続パケットが存在する中間パケットであることを意味する。隣接パケット有無情報X=(a,b)=(0,1)は、当該パケットが前のパケットに続き、かつフレームの最終パケットであることを意味する。なお、このとき、伝送路中で、パケットの順序が入れ替わることがないものとする。
【0049】
図4は、図13中、上りデータ領域TS15の詳細な構成を示している。
【0050】
上りデータ領域TS15は、複数のタイムスロットに分割されており、それぞれに上り固定長パケット(単に、パケットともいう。)Puが割り当てられる。各上り固定長パケットPuには、ガードタイムPu1、プリアンブルPu2、加入者局番号Pu3、隣接パケット有無情報X等を含む再合成情報Pu4、実際のデータである固定長データPu5、および誤り検出符号Pu6から構成されている。
【0051】
なお、タイムスロットによるパケットのデータ伝送が、下り回線のみで行われる通信システムの場合には、1無線フレーム中、上りデータ領域TS15は、不要になる。また、タイムスロットによるパケットのデータ伝送が、上り回線のみで行われる通信システムの場合には、1無線フレーム中、下りデータ領域が、不要になる。
【0052】
上下データ領域TS12(図2)、TS15(図4)の構成は、TDD/TDMA方式とFDD/TDMA方式とで共通である。
【0053】
1個の下り固定長パケットPdあるいは1個の上り固定長パケットPuのデータ長は、たとえば64バイトあるいは128バイトに選択することができる。
【0054】
図5は、例としての各加入者局21の構成を示している。加入者局21は、基本的には、アンテナ22と、高周波回路32と、該高周波回路32と端末20に接続される通信制御回路33とから構成されている。
【0055】
高周波回路32は、受信機41と、送信機42と、該送受信機41、42とアンテナ22との間に配される1回路2接点のスイッチ43とを有している。
【0056】
高周波回路32の送信機42は、通信制御回路33から供給される中間周波数の信号を、内蔵する混合器により無線周波数の信号に周波数変換するとともに、無線周波数の高周波信号を、内蔵する電力増幅器で電力増幅し、スイッチ43を介してアンテナ22に供給する。
【0057】
また、高周波回路32の受信機41は、アンテナ22で受信した無線周波数の高周波信号をスイッチ43を介して入力し、内蔵された低雑音増幅器で増幅した後、内蔵する混合器により中間周波数に周波数変換して通信制御回路33の変復調回路51に供給する。
【0058】
通信制御回路33は、変復調回路51の他、TDD−TDM/TDMA(単に、TDD/TDMAという。)制御回路52、端末20に接続される通信インタフェース回路53、下り受信バッファ61、上り送信バッファ62、パケット数計測部63を備えている。
【0059】
パケット数計測部63は、上り送信バッファ62に蓄積されたパケット数を1無線フレームの周期毎に周期的に計測し、これをスロット要求(スロット要求数ともいう。)71の情報としてTDD/TDMA制御回路52に伝達する。このスロット要求71の情報は、TDD/TDMA制御回路52から図13の1無線フレームのスロット要求領域TS14の時間帯で変復調回路51、送信機42、スイッチ43およびアンテナ22を通じて基地局11に通知される。
【0060】
図6は、例としての基地局11の構成を示している。基地局11は、基本的には、アンテナ12と、高周波回路132と、該高周波回路132とネットワーク13に接続される通信制御回路34とから構成されている。
【0061】
高周波回路132の構成および作用は、図5に示した加入者局21の高周波回路32と同等である。
【0062】
通信制御回路34は、変復調回路151、TDD−TDM/TDMA(単に、TDD/TDMAという。)制御回路152、ネットワーク13に接続される通信インタフェース回路153、スロット割当部54、上り加入者局毎受信バッファ64、下り加入者局毎送信バッファ65、パケット数計測部66、およびスロット割当記憶部67を備えている。
【0063】
パケット数計測部66は、下り加入者局毎送信バッファ65に蓄積された加入者局21毎のパケット数を1無線フレームの周期毎に周期的に計測し、これをスロット割当部54に伝達する。TDD/TDMA制御回路152は、図13の1無線フレームのスロット要求領域TS14の時間帯で通知された各加入者局21のスロット要求71の情報を抽出し、スロット割当部54に伝達する。
【0064】
スロット割当部54は、加入者局21毎のパケット数(蓄積パケット数)およびスロット要求71の情報に基づいて、下り回線と上り回線の上下データ領域TS12、TS15を構成するタイムスロットの割当に関し、どの加入者局21にどれだけのタイムスロットをどの無線フレームに割り当てるかの、いわゆるスケジュール計算を行い、スロット割当72の情報を決定し、TDD/TDMA制御回路152に通知する。
【0065】
各加入者局21に対する、上り方向の上りデータ領域TS15に対するタイムスロットの割当は、図13の1無線フレーム内のスロット割当領域TS21の時間帯において通知される。
【0066】
各加入者局21と基地局11のそれぞれの通信インタフェース回路53、153、TDD/TDMA制御回路52、152、パケット数計測部63、66、およびスロット割当部54は、それぞれ、CPU(central processing unit)を含んでマイクロコンピュータ等により構成される場合にはROM(read only memory)に各種プログラムがインストールされてCPUにより実行される構成とされ、ハードウエアとして構成される場合には、ASIC(application specific integrated circuit)化されて所定の機能が実行される。
【0067】
たとえば、通信インタフェース回路53、153の機能について説明すれば、端末20から加入者局21に供給されるイーサネット(登録商標)フレームのようなランダムに発生する可変長のデータが、加入者局21の通信インタフェース回路53で、上り固定長パケットPuに分割される。このとき、通信インタフェース回路53で、さらに、各上り固定長パケットPuに隣接パケット有無情報Xを含む再合成情報Pu4が付加される。
【0068】
各上り固定長パケットPuは、基地局11からのスロット割当領域TS21の内容によりスロットが割り当てられ、無線回線を通じて送信側装置として機能する各加入者局21から送信される。
【0069】
受信側装置として機能する基地局11側で受信された各上り固定長パケットPuは、再合成情報Pu4等を基に、通信インタフェース回路153で再合成され、さらにパケットの欠落の有無が検出され、パケットの欠落が無かった場合には、再合成されたイーサフレームがデータとしてネットワーク13側へ出力される。
【0070】
ネットワーク13から基地局11に供給されるデータについても同様であるが、この場合、送信側装置として機能する基地局11の通信インタフェース回路153により、下り固定長パケットPdに分割され、その際、各下り固定長パケットPdに隣接パケット有無情報Xを含む再合成情報Pd2が付加され、無線回線を通じて受信側装置として機能する加入者局21に送信される。
【0071】
該当する加入者局21の通信インタフェース回路53で受信された下り固定長パケットPdは、再合成情報Pd2に基づいて再合成され、パケットの欠落の有無が検出され、パケットの欠落がなかった場合には端末20に伝送される。
【0072】
この発明の一実施の形態が適用された通信システム10は、基本的には、以上のように構成され、かつ動作するものである。
【0073】
次に、スロット割当部54におけるスケジュール計算によるスロットの割当処理について、以下の順序で説明する。
【0074】
(1)基地局11から各加入者局21へデータを伝送する下りデータ領域TS12へのスロット割当処理についての説明。
【0075】
(2)基地局11が、各加入者局21からのスロット要求71の情報を受け取ってから、各加入者局21から基地局11へデータを伝送する上りデータ領域TS15へのスロット割当処理についての説明。
【0076】
(3)上記の(1)と(2)の処理を含む、上下データ領域TS15、TS12の各データ量の比を1無線フレーム毎にダイナミックに変化させるダイナミックスロット割当処理についての説明。
【0077】
まず、(1)基地局11から各加入者局21へデータを伝送する下りデータ領域TS12のタイムスロットの割当について、図7のタイムチャートを参照して説明する。
【0078】
この場合、下り加入者局毎送信バッファ65に蓄積されている各加入者局21宛毎の蓄積パケット数(Pとする。)が、たとえば、図7に示すように、1無線フレームの境界で1無線フレーム周期毎にパケット数計測部66により計測され更新されて、スロット割当部54に通知される。スロット割当部54は、通知された各加入者局21宛毎の蓄積パケット数に基づいて、約1無線フレーム周期に対応する時間をかけてスケジュール計算を行い、次フレームの下りデータ領域TS12においてスロットの割当を実行するものとする。
【0079】
なお、ここでは、説明の煩雑さを回避し理解の容易さを優先するため、1加入者局21についての割当を例として説明するが、複数の加入者局21であっても、同様に適用することができる。
【0080】
そこで、まず、無線フレームN−2の先頭の時点t0において、パケット数計測部66によりある加入者局21の蓄積パケット数Pが計測され、その計測値(ここでは、P1とする。)が、スロット割当部54に伝達されたものとする。
【0081】
この計測値P1により、略同一の時点t0において、スロット割当部54は、スケジュール計算を開始する。
【0082】
次に、無線フレームN−1の先頭の時点t1の計測において、蓄積パケット数Pを計測し、パケット数PがP=P2に更新されていたものとする。
【0083】
その時点t1で、無線フレームN−2での、蓄積パケット数P=P1のスケジュール計算が終了する。
【0084】
このスケジュール計算結果により、当該加入者局21に対するスロット割当数がR1とされ、このスロット割当数R1が無線フレームN−1へ割り当てられたことがスロット割当記憶部67に記憶される。なお、スロット割当数R1は、タイムスロットに余裕があれば、蓄積パケット数の計測値P1と同数になるが、常に同数となるわけでばない。全加入者局21の蓄積パケット数の和がタイムスロット総数を超えると制約が発生する。したがって、スロット割当数Rには、蓄積パケット数Pと異なる変数を与えている。
【0085】
この時点t1で、スロット割当部54は、新たな蓄積パケット数P=P2−R1に基づく新たなスケジュール計算を開始する。
【0086】
次に、時点t2で、このスロット割当数R1の数と同数の蓄積パケット数(割当パケット数ともいう。)P=R1のデータが、無線フレームN−1の下りデータ領域TS12で、当該加入者局21に伝送される。すなわち、基地局11において、蓄積パケット数P2のうち、R1個のデータが、下り加入者局毎送信バッファ65からTDD/TDMA制御回路152により読み出され、変復調回路151、送信機142、スイッチ143およびアンテナ12を通じて送信される。
【0087】
この送信データは、無線回線、当該加入者局21のアンテナ22、スイッチ43を通じて受信機41により受信される。
【0088】
受信データは、変復調回路51、TDD/TDMA制御回路52を介して下り受信バッファ61に蓄積される。
【0089】
次いで、無線フレームNの先頭の時点t3の計測において、蓄積パケット数PがP=P3に更新されていたものとする。この時点t3においては、スロット割当数R1が、時点t3の下りデータ領域TS12で加入者局21宛に送信されているので、下り加入者局毎送信バッファ65から削除されている。
【0090】
次いで、その時点t3で、無線フレームN−1の蓄積パケット数P=P2−R1のスケジュール計算が終了する。
【0091】
このスケジュール計算によるスロット割当数がR2であるものとする。このスロット割当数R2は、無線フレームNの下りデータ領域TS12の割り当てに使用されるとともにスロット割当記憶部67中に記憶される。
【0092】
この時点t3で、スロット割当部54は、新たな蓄積パケット数P=P3−R2に基づく新たなスケジュール計算を開始する。
【0093】
スロット割当数R2のデータは、スケジュールに従い、時点t4における無線フレームNの下りデータ領域TS12で、当該加入者局21に伝送される。以下、時点t3以降に同様な処理が繰り返される。
【0094】
一方、加入者局21では、通信インタフェース回路53により、下り受信バッファ61に蓄積されたデータパケットの再合成情報Pduが参照されて、イーサフレーム等の再合成が行われ、端末20に伝送される。
【0095】
上述したように、この実施の形態によれば、複数のタイムスロットに区分された下りデータ領域TS12と上りデータ領域TS15を含む一定長さの1無線フレームが一定周期で繰り返され、基地局11の下り加入者局毎送信バッファ65からのパケットを複数の加入者局21へ下りデータ領域TS12のタイムスロットで伝送する。そして、基地局11のパケット数計測部66は、下り加入者局毎送信バッファ65中の加入者局21宛毎の蓄積パケット数を1無線フレームの周期で計測する。スロット割当部54は、タイムスロットを割り当てる際に、蓄積パケット数Pからスロット割当記憶部67に記憶されている既に割り当てられているパケット数Rを減算した値(P−R)に基づいて割り当てる。
【0096】
このように、基地局11にタイムスロットの割当を記憶するタイムスロット割当記憶部67を設け、スロット割当部54が、計測パケット数に基づいて、タイムスロットを割り当てる際に、スロット割当記憶部67で既に割り当てられているパケット数を減算補正して割り当てるようにしているので、スケジュール計算中(パケット数を計測してからスロットを割り当てるまでの間)に、下りデータ領域TS12で既に加入者局21に送信された既送のデータにタイムスロットを重複して割り当てないようにすることができ、タイムスロットの浪費を回避することができる。
【0097】
実際上、この実施の形態では、スロット割当部54が、今回の1無線フレームNでタイムスロットを割り当てるとき、前回の無線フレームN−1で割り当てているスロット割当数R1を減算した値に基づいて割り当てるようにすることで、既送のパケットにタイムスロットを割り当てないようにすることができる。
【0098】
次に、(2)基地局11が、各加入者局21からのスロット要求71の情報を受け取ってから、各加入者局21から基地局11へ上り回線でデータを伝送する上りデータ領域TS15のスロット割当処理について、図8のタイムチャートを参照して説明する。
【0099】
なお、ここでは、説明の煩雑さを回避し理解の容易さを優先するため、1加入者局21についての割当を例として説明するが、複数の加入者局21であっても、同様に適用することができる。
【0100】
この場合、加入者局21の上り送信バッファ62に蓄積されている各加入者局21毎の蓄積パケット数(上記のPと区別するためQという。)が、たとえば、図8中、1無線フレームの境界で1無線フレーム周期毎にパケット数計測部63により計測され更新される。
【0101】
この蓄積パケット数Qは、スロット要求71の情報(スロット要求数という。)として、上り回線のスロット要求領域TS14で、各加入者局21のTDD/TDMA制御回路52、変復調回路51、送信機42、スイッチ43、およびアンテナ22を通じて送信され、無線回線を介して、基地局11のアンテナ12、スイッチ143を介して受信機141で受信される。受信情報は、変復調回路151およびTDD/TDMA制御回路152を通じてスロット要求71の情報(スロット要求数)として、スロット割当部54に通知される。
【0102】
スロット割当部54は、通知された各加入者局21宛毎のスロット要求数に基づいて、約1無線フレーム周期に対応する時間をかけてスケジュール計算を行い、次フレームのスロット割当領域TS21までにそのスケジュール計算を終了してスロットの割当処理を実行する。この割当処理で割り当てたスロット割当数をUという。
【0103】
そこで、まず、無線フレームN−4の先頭の時点t10において、パケット数計測部63により、ある加入者局21の蓄積パケット数Qの計測値がQ1として計測されたものとする。この時点t10で、基地局11のスロット割当部54は、スケジュール計算を開始するが、実際上、スロット要求71の情報(スロット要求数)を受け取っていないので、後述するように、このスケジュール計算では何も割り当てられない。
【0104】
次に、時点t11の無線フレームN−4の上り回線のスロット要求領域TS14で、時点t10で加入者局21で計測された蓄積パケット数Qの計測値Q1が、スロット要求数(等しい値であるのでQ1とする。)として、加入者局21から送信され、基地局11のスロット割当部54に供給される。
【0105】
次いで、無線フレームN−3の先頭の時点t14の計測において、上り送信バッファ62の蓄積パケット数QがQ=Q2に更新される。
【0106】
この時点t14で、基地局11のスロット割当部54は、現時点でのスロット要求数を確認し、その値がQ1であることから、このスロット要求数Q1に基づくスケジュール計算を開始する。
【0107】
次いで、時点t15のスロット要求領域TS14で、時点t14で加入者局21のパケット数計測部63で計測された蓄積パケット数Q2が、スロット要求数Q2として、基地局11のスロット割当部54に供給される。
【0108】
さらに、無線フレームN−2の先頭の時点t16で、加入者局21の蓄積パケット数QがQ=Q3として計測される。
【0109】
また、時点t16で、時点t14から開始したスケジュール計算が終了し、スロットが割り当てられる。スロット割当数をU1とする。このスロット割当数U1がスロット割当記憶部67に記憶される。
【0110】
さらに、この時点t16では、スロット割当部54によりスロット要求数Q2が確認され、このスロット要求数Q2からスロット割当数U1を減算した値Q2−U1に基づくスケジュール計算が開始される。
【0111】
次に、時点t17では、この無線フレームN−2の上りデータ領域TS15で、スロット割当数U1と同数の蓄積パケット数の送信を行うようにとのスケジュールが、無線フレームN−2の下り回線のスロット割当領域TS21で、当該加入者局21に通知される。
【0112】
次いで、時点t18で、加入者局21の蓄積パケット数Q3が、スロット要求数Q3として、基地局11のスロット割当部54に通知される。
【0113】
次に、加入者局21において、スケジュールに従い、時点t19で、上り送信バッファ62からTDD/TDMA制御回路52によりスロット割当数U1のデータが読み出される。そして、読み出されたデータが、その時点t19の無線フレームN−2の上り回線の上りデータ領域TS15で、無線回線を介して加入者局21から基地局11に送信され、基地局11の上り加入者局毎受信バッファ64に記憶される。
【0114】
なお、時点t19で、加入者局21の上り送信バッファ62からスロット割当数U1のデータが読み出されるので、蓄積パケット数は、そのU1分減少する。
【0115】
次いで、無線フレームN−1の先頭の時点t20で、加入者局21の蓄積パケット数QがQ=Q4として計測される。
【0116】
この時点t20で、また、時点t16から開始したスケジュール計算が終了し、スロットが割り当てられる。スロット割当数をU2とする。このスロット割当数U2がスロット割当記憶部67に記憶される。
【0117】
さらに、この時点t20では、スロット割当部54によりスロット要求数Q3が確認され、このスロット要求数Q3からスロット割当数U2+U1を減算した値Q3−(U2+U1)に基づくスケジュール計算が開始される。
【0118】
次に、時点t21では、この無線フレームN−1の上りデータ領域TS15で、スロット割当数U2と同数の蓄積パケット数の送信を行うようにとのスケジュールが、無線フレームN−1の下り回線のスロット割当領域TS21で、当該加入者局21に通知される。
【0119】
次いで、時点t22で、加入者局21の蓄積パケット数Q4が、スロット要求数Q4として、基地局11のスロット割当部54に通知される。
【0120】
次に、加入者局21において、スケジュールに従い、時点t23で、上り送信バッファ62からTDD/TDMA制御回路52によりスロット割当数U2のデータが読み出される。そして、読み出されたデータが、その時点t23の無線フレームN−1の上り回線の上りデータ領域TS15で、無線回線を介して加入者局21から基地局11に送信され、基地局11の上り加入者局毎受信バッファ64に記憶される。
【0121】
なお、時点t23で、加入者局21の上り送信バッファ62からスロット割当数U2のデータが読み出されるので、蓄積パケット数は、そのU2分減少する。
【0122】
次いで、無線フレームNの先頭の時点t24で、加入者局21の蓄積パケット数QがQ=Q5として計測される。
【0123】
この時点t24で、また、時点t20から開始したスケジュール計算が終了し、スロットが割り当てられる。スロット割当数をU3とする。このスロット割当数U3がスロット割当記憶部67に記憶される。
【0124】
さらに、この時点t24では、スロット割当部54によりスロット要求数Q4が確認され、このスロット要求数Q4からスロット割当数U3+U2を減算した値Q4−(U3+U2)に基づくスケジュール計算が開始される。
【0125】
次に、時点t25では、この無線フレームNの上りデータ領域TS15で、スロット割当数U3と同数の蓄積パケット数の送信を行うようにとのスケジュールが、無線フレームNの下り回線のスロット割当領域TS21で、当該加入者局21に通知される。
【0126】
蓄積パケット数U3のデータは、スケジュールに従い、無線フレームNの上りデータ領域TS15で、当該加入者局21から基地局11の上り加入者局毎受信バッファ64に伝送され記憶される。以下、時点t24以降と同様な処理が繰り返される。
【0127】
一方、基地局11の通信インタフェース回路153により、上り加入者局21毎受信バッファ64に蓄積されたデータの再合成情報Pduが参照されて、イーサフレーム等の再合成が行われ、ネットワーク13に伝送される。
【0128】
上述した実施の形態によれば、複数の加入者局21から単一の基地局11への送信が行われる上り回線と、基地局11から複数の加入者局21への送信が行われる下り回線とを含む一定周期で繰り返される一定長さの1無線フレームが存在し、上り回線には、複数の加入者局21から基地局11へタイムスロットを要求するスロット要求領域TS14と、複数の加入者局21から基地局11へパケットを送るために複数のタイムスロットに区分された上りデータ領域TS15が含まれ、下り回線には、基地局11からのスロット割当72の情報を複数の加入者局21に通知するスロット割当領域TS21と、基地局11から複数の加入者局21へパケットを送るために複数のタイムスロットに区分された下りデータ領域TS12が含まれる。
【0129】
各加入者局21は、パケット数計測部63により、上り送信バッファ62中に蓄積されている蓄積パケット数Qを、1無線フレームの周期と等しい一定周期で計測する。この計測値Qをスロット要求数Qとしてスロット要求領域TS14で送信する。
【0130】
基地局11は、スロット要求数Qに基づきスロット割当部54により上りデータ領域TS15のタイムスロットを割り当てる。
【0131】
また、スロット割当部54は、タイムスロットの割当をスロット割当記憶部67に記憶する。
【0132】
そして、スロット割当部54は、スロット要求数Qに基づき上りデータ領域TS15のタイムスロットを割り当てる際に、スロット割当記憶部67に既に割り当てられているタイムスロット数を減算した値に基づいて割り当てる。
【0133】
このように、基地局11のスロット割当部54は、上りデータ領域TS15のタイムスロットを割り当てる際に、加入者局21からのスロット要求数Qから、既に割り当てられてスロット割当記憶部67に記憶されているタイムスロット数を減算して割り当てるようにしているので、既送のパケットに対するタイムスロットの再割当が防止され、タイムスロットの浪費を未然に回避することができる。
【0134】
この場合、データ伝送装置は、TDMA伝送装置であるので、加入者局21で計測したパケット数Qをスロット要求数Qとして送信する手順が必要となる。このため、上り方向のデータの伝送の際には、スロット割当部54が、今回の無線フレームNでタイムスロットを割り当てるとき、前回および前々回のタイムスロットを割り当てた無線フレームN−1、N−2で割り当てているタイムスロットを減算した値{たとえば、Q4−(S3+S2)}に基づいて割り当てることで、既送のパケットに対するタイムスロットの再割当が防止され、タイムスロットの浪費が未然に回避される。
【0135】
なお、この上り方向のスロット割当では、下り方向のスロット割当に比較して、スロット要求数Qの加入者局21からのスロット要求領域TS14での送信および受信が必要であるので、考慮すべきスロット割当が1無線フレーム分増加している。
【0136】
なお、スケジュール計算の時間が、1無線フレーム余りの時間ではなく、たとえば2無線フレーム余りの時間を要する場合には、無線フレームNでタイムスロットを割り当てるとき、前回および前々回のタイムスロットを割り当てた無線フレームを、N−2、N−3およびN−4とすればよい。
【0137】
次に、(3)上記の(1)と(2)の処理を含む、1無線フレーム内の上下データ領域TS15、TS12の各データ量の比を1無線フレーム毎にダイナミックに変化させるダイナミックスロット割当処理について、図9のフローチャートを参照して説明する。なお、理解の容易化のために同時に図7、図8のタイムチャートも参照して説明する。
【0138】
この場合、スロット割当部54は、たとえば無線フレームの境界時点で、図7に示した下り方向のタイムスロット割当のためのスケジュール計算と、図8に示した上り方向のタイムスロットの割当のためのスケジュール計算を同時に並列的に行い、その割当結果に基づいて、同一無線フレーム中の下りデータ領域TS12と上りデータ領域TS15へのタイムスロットの割当をダイナミックに行う。すなわち、1無線フレーム中で、下りデータ領域TS12と上りデータ領域とTS15へ割り当てるタイムスロットの合計数は一定であるが、この合計数をSとするとき、たとえば下りデータ領域TS12へのスロット割当数が少なく、それがSdであった場合、上りデータ領域TS15には、残りのS−Sdの数の多くのスロット数を割り当てるようにする。このように制御することにより、タイムスロットを有効に利用することができ、データを基地局11から加入者局21あるいは加入者局21から基地局11へ短時間で伝送できる可能性が高くなる。
【0139】
図9のフローチャートで示される各処理は、基地局11のスロット割当部54により実行される。
【0140】
フローチャート中のステップA1〜A3では、基地局11と加入者局21間のデータ伝送量の決定を行う。ここで、ステップA1の処理の詳細を示すステップB1〜B6の処理が上述した補正計算を行う部分である。
【0141】
この場合、ステップB1〜B4の処理では、無線フレームNにおける上りデータ領域TS15のタイムスロットの割当処理を行うため、それぞれ無線フレームN−2および無線フレームN−1で行われた割当処理を考慮した減算補正処理を行う。この減算補正処理は、図8中、時点t20で行われ、それに基づくスケジュール計算の結果が時点t25で行われるスロット割当処理である。
【0142】
また、ステップB5、B6の処理では、無線フレームNにおける下りデータ領域TS12のタイムスロットの割当処理を行うため、無線フレームN−1で行われた割当処理を考慮した減算補正処理を行う。この減算補正処理は、図7中、時点t1で行われ、それに基づくスケジュール計算の結果が、時点t3で行われるスロット割当処理である。なお、上述したように、ここでの補正計算は、加入者局21からスロット要求数の通知を受ける必要がないので、無線フレームN−2の補正を考慮する必要がない。
【0143】
そこで、まず、ステップA1では、加入者局21のパケット数計測部63および各基地局11のパケット数計測部66でのパケット数の計測時点と基地局11のスロット割当部54でスロットを割り当てる時点の時間差によるパケット数の補正処理を行う。
【0144】
ステップA1を構成するステップB1の処理では、割当が行われた加入者局21に対して補正計算が必要なため、無線フレームN−2の割当処理を確認する(上述のスロット割当数U1)。
【0145】
ステップB2の処理では、無線フレームN−2のスロット要求数Q3から無線フレームN−2の割当処理で割り当てられたスロット割当数U1を減算する補正計算を行う(Q3−U1)。
【0146】
次いで、ステップB3の処理では、割当が行われた加入者局21に対して補正計算が必要なため、無線フレームN−1の割当処理を確認する(上述のスロット割当数U2)。
【0147】
ステップB4の処理では、無線フレームNのスロット要求数Q3から無線フレームN−1の割当処理で割り当てられたスロット割当数U2を減算する補正計算を行う(Q3−U2)。
【0148】
次に、ステップB5の処理では、割当が行われた加入者局21に対して補正計算が必要なため、無線フレームN−1の割当処理を確認する(上述のスロット割当数R1)。
【0149】
ステップB6の処理では、基地局11の蓄積パケット数P2から無線フレームN−1の割当処理で割り当てられたスロット割当数R1を減算する補正計算を行う{上述の(P2−R1)}。
【0150】
次に、ステップA2では、減算補正後のパケット数から、無線フレームNにおける上下のデータ領域TS12、TS15のタイムスロット数の分配量を決定する。
【0151】
実際上、この分配を決定する際、タイムスロット数が、1無線フレームの、上下のデータ領域TS12、TS15のタイムスロット数の合計数以下の値となっている場合には、1無線フレーム内にスロット割当数を割り当てるようにすればよい。このようにすれば、1無線フレームで割り当てられたタイムスロット数に対応するパケット数のデータを1無線フレームで送信することができ、送信時間が短縮される。
【0152】
もちろん、タイムスロットの割り当ては、1フレームでは済まない場合もあるが、その場合には、現時点で、使用する無線フレームの数が最小となるように上下データ領域TS12、TS15にタイムスロットを分配すればよい。
【0153】
次いで、ステップA3では、実際上、複数の加入者局21が存在することから、複数の加入者局21へのデータ転送率が同等、すなわち公平になるように上下データ領域TS12、TS15でスロット割当を通知させる加入者局番あるいはデータを転送する加入者局番を決定する。
【0154】
また、基地局11は、加入者局21に対するパケット計測値の通知、すなわちスロット要求数の通知を許可する加入者局番を、上記データ転送率が同等、すなわち公平になるように決定する。
【0155】
これらを満足するスロット割当数が、ステップA3で、スロット割当数R2、U3として決定される。
【0156】
このように上述した実施の形態によれば、複数の加入者局21から基地局11への送信が行われる上り回線と、基地局11から複数の加入者局21への送信が行われる下り回線とを含む一定周期で繰り返される一定長さの無線フレームが存在し、上り回線には、複数の加入者局21から基地局11へタイムスロットを要求するスロット要求領域TS14と、複数の加入者局21から基地局11へパケットを送るために複数のタイムスロットに区分された上りデータ領域TS15が含まれ、下り回線には、基地局11からのスロット割当を複数の加入者局21に通知するスロット割当領域TS21と、基地局11から複数の加入者局21へパケットを送るために複数のタイムスロットに区分された下りデータ領域TS12が含まれる。
【0157】
複数の加入者局21は、それぞれ上り送信バッファ62と、上り送信バッファ62中のパケット数を計測するパケット数計測部63を有し、1無線フレームと同周期の一定周期毎に上り送信バッファ62中のパケット数を計測し、この計測値をタイムスロット要求数としてスロット要求領域TS14で送信する。
【0158】
基地局11は、自身の下り加入者局毎送信バッファ65中の加入者局宛毎のパケット数を1無線フレームと同周期の一定周期毎にパケット数計測部66により計測する。
【0159】
そして、スロット割当部54は、計測したパケット数に基づき下りデータ領域TS12のタイムスロットを割り当てるとともに、タイムスロット要求数に基づき上りデータ領域TS15のタイムスロットを割り当てる。
【0160】
また、割り当てたタイムスロットの割当をスロット割当記憶部67に記憶する。
【0161】
この場合、スロット割当部54は、計測パケット数に基づいて下りデータ領域TS12のタイムスロットを割り当てるとともにタイムスロット要求数に基づき上りデータ領域TS15のタイムスロットを割り当てる際に、計測パケット数およびタイムスロット要求数から、スロット割当記憶部67に記憶され既に割り当てられているそれぞれのタイムスロット数をそれぞれ減算した値に基づいて割り当てるとともに、上下のデータ領域の分配量を決定して割り当てる。
【0162】
このようにすれば、1無線フレーム内のスロット割当をダイナミックに行うことが可能となるので、パケット再送を防止してタイムスロットの浪費を回避することができるとともに、パケットの高速転送が可能となる。
【0163】
次に、図10は、FDD方式の加入者局21Aの構成例を示している。図11は、FDD方式の基地局11Aの構成例を示している。図12は、FDD方式の無線フレームの構成を示している。
【0164】
FDD方式の図10の加入者局21Aと上述したTDD方式の図5の加入者局21、FDD方式の図11の基地局11Aと上述したTDD方式の図6の基地局11、およびFDD方式の図12の無線フレームと上述したTDD方式の図13、図2、図3の無線フレームにおいて、それぞれ対応する要素には同一の符号を付けその詳細な説明は省略する。
【0165】
FDD方式は、周波数多重であるので、上り方向と下り方向で異なる無線周波数が用いられる。そのため、TDD方式の高周波回路32、132を構成するスイッチ43、143がFDD方式ではそれぞれ図10、図11に示すようにダイプレクサ44、144に代替される。ダイプレクサ44、144は、周知のように、受信周波数用のバンドパスフィルタと送信周波数用のバンドパスフィルタから構成され、それぞれ、送信機42、142からの出力信号をアンテナ12、22側に導いて送信させ、アンテナ12、22で受信した信号を受信機41、141側に導く作用を行う。
【0166】
一方、無線フレームは、図13と図12を参照すれば明らかなように、TDD方式では1無線フレームが、下り回線と上り回線とに直列的に分割されているのに対し、FDD方式では、下り無線フレームと上り無線フレームが並列的に構成されている。
【0167】
なお、図12に示す下り無線フレーム中の下りデータ領域TS12は、図2の下りデータ領域TS12に示す下り固定長パケットPdと同一の構成となっている。
【0168】
同様に、図12に示す上り無線フレーム中の上りデータ領域TS15は、図4の上りデータ領域TS15に示す上り固定長パケットPuと同一の構成となっている。
【0169】
図11に示すスロット割当部54では、図9に示したアルゴリズムを用いて、TDD方式と同様に補正計算を行うことができる。なお、FDD方式では、ダイナミックのスロット割当方式は、方式上採用することができない。
【0170】
なお、この発明は、上述した実施の形態に限らず、たとえば伝送回線として無線回線ではなく、基地局と加入者局との間が光ファイバで接続された双方向光回線においても適用することができる等、この発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【0171】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、既スロット割り当てを考慮することで、既送のデータ(パケット)にタイムスロットを割り当てないようにすることができる。
【0172】
また、この発明は、タイムスロットの浪費を回避することができる。
【0173】
さらに、この発明は、下り領域のデータ量と上り領域のデータ量の合計容量は一定であるが、各データ量の比を1通信フレーム(1無線フレームあるいは1有線フレーム)毎にダイナミックに変化させるダイナミックスロット割当方式において、既送のパケットにタイムスロットを割り当てることによるタイムスロットの浪費を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施の形態が適用された通信システムの構成図である。
【図2】下りデータ領域と下り固定長パケットの構造図である。
【図3】隣接パケット有無情報の説明図である。
【図4】上りデータ領域と上り固定長パケットの構造図である。
【図5】TDD方式の加入者局の構成を示すブロック図である。
【図6】TDD方式の基地局の構成を示すブロック図である。
【図7】下りデータ領域のスロット割当処理の説明に供されるタイムチャートである。
【図8】上りデータ領域のスロット割当処理の説明に供されるタイムチャートである。
【図9】ダイナミックスロット割当処理の説明に供されるフローチャートである。
【図10】FDD方式の加入者局の構成を示すブロック図である。
【図11】FDD方式の基地局の構成を示すブロック図である。
【図12】FDD方式の無線フレームの構成図である。
【図13】TDD方式の無線フレームの構成図である。
【符号の説明】
10…通信システム 11、11A…基地局
13…ネットワーク 20…端末
21、21A…加入者局 54…スロット割当部
62…上り送信バッファ 63、66…パケット数計測部
65…下り加入者局毎送信バッファ 67…スロット割当記憶部
71…スロット要求 72…スロット割当[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention uses a communication frame such as a radio frame that repeats a randomly generated data packet (hereinafter referred to as a packet) between a single base station and a plurality of subscriber stations at a constant period. The present invention relates to a data transmission apparatus for bidirectional transmission.
[0002]
[Prior art]
Randomly generated data such as variable-length data frames (simply referred to as frames) used in communication systems such as Ethernet (registered trademark) is divided into fixed-length packets and a single base is used in time slots. When transmitting between a station and a plurality of subscriber stations, a data transmission apparatus is used in which a plurality of subscriber stations share a band and efficiently use the band by utilizing the statistical multiplexing effect on bursty data traffic. ing.
[0003]
In this data transmission apparatus, the number of packets stored in the base station and each subscriber station is periodically measured, and the base station allocates time slots based on the measurement results.
[0004]
FIG. 13 uses a time division duplex (TDD) / time division multi-channel access (TDD) system in which randomly generated packets are transmitted between a single base station and a plurality of subscriber stations. 2 shows a format of one radio frame in a P-MP (point to multi-point) radio access system. Note that the frame of one radio frame is different from a frame such as an ether frame.
[0005]
One radio frame includes a downlink composed of a downlink header region TS11 and a downlink data region TS12, an uplink composed of a DMF (delay measurement frame) region TS13, a slot request region TS14, and an uplink data region TS15, and a guard time TS16. It is composed of
[0006]
The downlink header region TS11 is a time zone for notifying each subscriber station of instructions and monitoring control information regarding a time schedule such as time slot allocation determined by the base station according to the downlink and uplink traffic volume.
[0007]
The downlink data area TS12 is a time zone for transmitting data to the subscriber station in the downlink by dividing it into time slots corresponding to packets.
[0008]
The DMF region TS13 is a time zone for measuring the propagation delay between the base station and each subscriber station. The radio data from each subscriber station is adjusted by adjusting the transmission timing of the radio data from each subscriber station. It is provided to prevent collisions at the base station.
[0009]
The slot request area TS14 is an area for each subscriber station to request the number of time slots for packet transmission from the base station. Usually, a plurality of time slots are prepared so as to respond to time slot allocation requests for transmitting packets from a plurality of subscriber stations.
[0010]
In practice, transmission of an uplink slot request from each subscriber station is performed based on a schedule instruction specified in the downlink header region TS11.
[0011]
The guard time TS16 is a parameter that is set in advance at the boundary between the uplink and the downlink, and is fixed in advance.
[0012]
As shown in an enlarged manner in FIG. 13, the downlink header area TS11 is composed of five areas TS17 to TS21.
[0013]
The preamble region TS17 is used for a training signal that enables each subscriber station to normally receive a burst wave from the base station.
[0014]
The base station number area TS18 indicates the number of the base station that is the transmission source of the packet transmitted in the downlink data area TS12.
[0015]
A frame position designation area TS19 indicates the start position of each of the areas TS11 to TS15.
[0016]
The command area TS20 is a frame for controlling the subscriber station and is composed of a subscriber station number to be controlled and a control command.
[0017]
The slot allocation area TS21 includes a slot number for allocation of each of the slot request area TS14 and the uplink data area TS15, and a subscriber station number allocated to the slot number.
[0018]
[Problems to be solved by the invention]
The inventor of this application has found the following problems in bidirectional communication between a single base station and a plurality of subscriber stations using one radio frame configured as described above.
[0019]
In general, in a base station, there is a calculation time for making a schedule, that is, a time difference between the time when the number of packets accumulated for a certain subscriber station is measured and the time when a time slot is actually allocated. There is a possibility that some or all of the accumulated packets are transmitted. In this case, a time slot is assigned to a packet that has already been transmitted, and so-called time slot is wasted.
[0020]
Also, at the subscriber station, the slot allocation unit of the base station issues a slot use permission based on the time when the number of packets accumulated in the subscriber station is measured and the information on the measured number of packets, and each subscriber There is a time difference between the time points notified to the station, and there is a possibility that some or all of the packets accumulated during that time are transmitted. In this case as well, so-called time slot is wasted.
[0021]
In particular, in the TDD scheme, the number of time slots allocated to the uplink data area TS15 in the uplink direction and the number of time slots allocated to the downlink data area TS12 in the downlink direction are increased in the traffic amount in order to improve the bandwidth utilization efficiency. When a dynamic slot allocation method that dynamically changes in response to this is adopted, information on the number of packets stored in the transmission buffer of the subscriber station is also required for the allocation of the downlink data area TS12 in the downlink direction. We found that a time lag occurred on the same principle.
[0022]
The present invention has been made in consideration of such problems, and an object of the present invention is to provide a data transmission apparatus that makes it possible not to assign a time slot to an already sent packet.
[0023]
Another object of the present invention is to provide a data transmission apparatus that can avoid wasting time slots.
[0024]
Further, according to the present invention, although the total capacity of the downstream area data amount and the upstream area data amount is constant, the ratio of each data amount is dynamically changed for each communication frame (one wireless frame or one wired frame). It is an object of the present invention to provide a data transmission apparatus that can avoid wasting time slots by allocating time slots to already transmitted packets in the dynamic slot allocation method.
[0025]
[Means for Solving the Problems]
According to the data transmission apparatus of the present invention, a communication frame having a fixed length including a downlink data area divided into a plurality of time slots is repeated at a fixed period, and a packet read from a transmission buffer of a single base station is added to a plurality of subscriptions. In the data transmission apparatus for transmitting to the user station in the time slot of the downlink data area, the base station determines the number of packets addressed to the subscriber station in the transmission buffer. Every communication frame cycle A packet number measurement unit that periodically measures; a slot assignment unit that assigns time slots based on the measured number of packets; and a slot assignment storage unit that stores time slot assignments, the slot assignment unit comprising: When allocating the time slot, the time slot is allocated based on a value obtained by subtracting the number of already allocated packets stored in the slot allocation storage unit from the number of measured packets (claim 1). invention).
[0026]
According to the present invention, the base station is provided with a time slot allocation storage unit that stores time slot allocation. When the slot allocation unit of the base station allocates the time slot based on the number of measurement packets, Since the number of already allocated packets stored in the allocation storage unit is subtracted and allocated, it is possible to prevent a time slot from being allocated to an already transmitted packet. It can be avoided.
[0027]
As the communication frame, a wireless frame or a wired frame such as an optical fiber line can be used.
[0028]
In this case, when the data transmission apparatus is a time division multiplexing data transmission apparatus, when the slot allocation unit allocates a time slot in the current communication frame, it is based on a value obtained by subtracting the number of packets allocated in the previous communication frame. Thus, it is possible to prevent retransmission of already sent packets (the invention according to claim 2).
[0029]
In the data transmission apparatus of the present invention, an uplink is transmitted from a plurality of subscriber stations to a single base station, and transmission is performed from the single base station to the plurality of subscriber stations. There is a communication frame of a certain length that is repeated at a certain period including a downlink, and the uplink includes a slot request area for requesting a time slot from the plurality of subscriber stations to the single base station, An uplink data area divided into a plurality of time slots for transmitting packets from the plurality of subscriber stations to the single base station is included, and the downlink is assigned slot allocation from the base station. In the data transmission apparatus including a slot allocation area to be notified to the subscriber station, each of the plurality of subscriber stations includes a transmission buffer and a packet number measuring unit for measuring the number of packets in the transmission buffer. And, Every communication frame cycle The number of packets in the transmission buffer is periodically measured, and the measured value is transmitted as the number of time slot requests in the slot request region. The base station determines the time in the uplink data region based on the received number of time slot requests. A slot allocation unit for allocating a slot; and a slot allocation storage unit for storing the allocation of a time slot. The slot allocation unit is already allocated from the number of time slot requests stored in the slot allocation storage unit. The time slot of the upstream data area is assigned based on a value obtained by subtracting the number of time slots.
[0030]
According to the present invention, the slot allocation unit of the base station allocates the time slot already allocated and stored in the slot allocation storage unit from the number of time slot requests from the subscriber station when allocating the time slot in the uplink data area. Since the allocation is based on the value obtained by subtracting the number of slots, it is possible to avoid allocating a time slot to a transmitted packet, and a time slot generated by allocating a time slot to a transmitted packet. Is wasted.
[0031]
In this case, when the data transmission apparatus is a time division multiple access data transmission apparatus, when the slot allocation unit allocates a time slot in the current communication frame, it is allocated in the previous and previous communication frames from the number of time slot requests. By assigning based on the value obtained by subtracting the current time slot, it is possible to avoid assigning the time slot to the already sent packet, and waste of the time slot caused by assigning the time slot to the already sent packet. Is avoided in advance (the invention according to claim 4).
[0032]
A data transmission apparatus according to the present invention includes an uplink for transmission from a plurality of subscriber stations to a single base station, and a downlink for transmission from the single base station to the plurality of subscriber stations. A communication frame of a fixed length that repeats at a fixed cycle including: a slot request area for requesting a time slot from the plurality of subscriber stations to the single base station on the uplink; An uplink data area divided into a plurality of time slots for transmitting packets from one subscriber station to the single base station, and the downlink is assigned slot assignments from the base station. In a data transmission apparatus including a slot allocation area to be notified to a user station, and a downlink data area divided into a plurality of time slots for transmitting packets from the base station to the plurality of subscriber stations, The number of subscriber station has a respective transmit buffer, the packet counting unit for counting the number of packets in the transmission buffer , Zhou Periodically measure the number of packets in the transmission buffer, and transmit the measured value as the number of time slot requests in the slot request area. The base station counts the number of packets addressed to the subscriber station in its transmission buffer. Around A packet number measurement unit that periodically measures, and a slot allocation unit that allocates the time slot of the downlink data area based on the measured number of packets and allocates the time slot of the uplink data area based on the received number of time slot requests; A slot allocation storage unit for storing time slot allocation, wherein the slot allocation unit allocates the time slot of the downlink data area based on the number of measurement packets and the uplink data based on the number of time slot requests region Are allocated based on the value obtained by subtracting the number of timeslots already allocated stored in the slot allocation storage unit from the number of measurement packets and the number of timeslot requests. Ruko (Invention of claim 5)
[0033]
According to the present invention, in the dynamic slot allocation method, the base station is provided with the slot allocation storage unit, and the time slot is allocated with reference to the stored contents. Therefore, the time slot can be allocated to the transmitted packet. This avoids wasting time slots.
[0034]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings referred to below, the same reference numerals are given to the components corresponding to those shown in FIG. 13 and the detailed description thereof is omitted. Moreover, in order to avoid complexity, it demonstrates with reference to the said FIG. 13 as needed.
[0035]
FIG. 1 shows the overall configuration of a
[0036]
The
[0037]
The
[0038]
In practice, the wireless line is established through wireless communication between the
[0039]
The
[0040]
Accordingly, each
[0041]
For communication between the base station 11 and the plurality of
[0042]
For communication between the base station 11 and the plurality of
[0043]
FIG. 13 described above shows a configuration of a radio frame (one radio frame) based on the TDD scheme for performing communication between the plurality of
[0044]
As described above, one radio frame is composed of the downlink composed of the downlink header region TS11 and the downlink data region TS12, the uplink composed of the DMF region TS13, the slot request region TS14, and the uplink data region TS15, and the guard time TS16. Composed.
[0045]
FIG. 2 shows a detailed configuration of the downlink data area TS12 in FIG.
[0046]
The downlink data area TS12 is divided into a plurality of time slots, and a fixed downlink packet (also simply referred to as a packet) Pd is assigned to each. Each downlink fixed-length packet Pd includes a subscriber station number Pd1, recombination information Pd2 including adjacent packet presence / absence information X, etc., fixed-length data Pd3 that is actual data, and an error detection code Pd4.
[0047]
FIG. 3 shows an example of 2-bit adjacent packet presence / absence information X {X = (a, b)} indicating the relationship of the packet to the adjacent packet in the recombination information Pd2. The adjacent packet presence / absence information X = (a, b) indicates that the packet is a frame (for example, an Ether frame; hereinafter, when describing the recombination information Pd2, the frame is an Ether frame in order to avoid confusion with one radio frame. And an information bit indicating whether or not the packet is the first packet in the data frame (simply referred to as information) a (a = 1 is the first, a = 0 is not the first), and the packet is the last in the Ethernet frame. It consists of information bits (simply referred to as information) b (b = 1 at the end, b = 0 at the end, not the end) indicating whether it is a packet.
[0048]
In this case, the adjacent packet presence / absence information X = (a, b) = (1, 1) means that one complete ether frame is accommodated in the packet. In other words, it means that one Ethernet frame has a data length equal to or shorter than a fixed-length packet. The adjacent packet presence / absence information X = (a, b) = (1, 0) means that the packet is the head packet of the Ether frame and there is a subsequent packet. The adjacent packet presence / absence information X = (a, b) = (0, 0) means that the packet is an intermediate packet in which a subsequent packet exists after the previous packet (also referred to as a predecessor packet). The adjacent packet presence / absence information X = (a, b) = (0, 1) means that the packet follows the previous packet and is the final packet of the frame. At this time, it is assumed that the order of the packets is not changed in the transmission path.
[0049]
FIG. 4 shows a detailed configuration of the upstream data area TS15 in FIG.
[0050]
The uplink data area TS15 is divided into a plurality of time slots, and an uplink fixed length packet (also simply referred to as a packet) Pu is allocated to each. Each uplink fixed-length packet Pu includes guard time Pu1, preamble Pu2, subscriber station number Pu3, recombination information Pu4 including adjacent packet presence / absence information X, fixed-length data Pu5 that is actual data, and error detection code Pu6 It is composed of
[0051]
Note that in the case of a communication system in which data transmission of packets by time slots is performed only in the downlink, the uplink data region TS15 is not required in one radio frame. Further, in the case of a communication system in which data transmission of packets using time slots is performed only on the uplink, the downlink data area is not required in one radio frame.
[0052]
Upper and lower data areas TS12 (FIG. 2), TS15 (FIG. 4 ) Is common to the TDD / TDMA system and the FDD / TDMA system.
[0053]
The data length of one downlink fixed length packet Pd or one uplink fixed length packet Pu can be selected to be 64 bytes or 128 bytes, for example.
[0054]
FIG. 5 shows the configuration of each
[0055]
The high-frequency circuit 32 includes a
[0056]
The
[0057]
The
[0058]
The communication control circuit 33 includes a modulation /
[0059]
The packet
[0060]
FIG. 6 shows a configuration of the base station 11 as an example. The base station 11 basically includes an
[0061]
The configuration and operation of the high-frequency circuit 132 are the same as those of the high-frequency circuit 32 of the
[0062]
The communication control circuit 34 includes a modulation /
[0063]
The packet
[0064]
The
[0065]
The allocation of the time slot to the uplink data area TS15 in the uplink direction for each
[0066]
The
[0067]
For example, the functions of the
[0068]
Each uplink fixed length packet Pu is assigned a slot according to the contents of the slot assignment area TS21 from the base station 11, and is transmitted from each
[0069]
Each uplink fixed-length packet Pu received at the base station 11 functioning as a receiving side device is recombined by the
[0070]
The same applies to data supplied from the
[0071]
The downlink fixed-length packet Pd received by the
[0072]
A
[0073]
Next, slot allocation processing by schedule calculation in the
[0074]
(1) Description of slot allocation processing to the downlink data area TS12 for transmitting data from the base station 11 to each
[0075]
(2) After the base station 11 receives the information of the
[0076]
(3) Description of dynamic slot allocation processing that dynamically changes the ratio of the data amounts of the upper and lower data areas TS15 and TS12, including the processes (1) and (2) above, for each radio frame.
[0077]
First, (1) time slot allocation in the downlink data area TS12 for transmitting data from the base station 11 to each
[0078]
In this case, the number of stored packets (referred to as P) addressed to each
[0079]
Here, in order to avoid the complexity of the explanation and give priority to the ease of understanding, an explanation will be given by taking an example of assignment to one
[0080]
Therefore, first, at the time t0 at the beginning of the radio frame N-2, the number P of accumulated packets of a
[0081]
With this measured value P1, the
[0082]
Next, it is assumed that the accumulated packet number P is measured and the packet number P is updated to P = P2 at the time t1 at the beginning of the radio frame N-1.
[0083]
At that time t1, the schedule calculation of the number of stored packets P = P1 in the radio frame N-2 is completed.
[0084]
Based on this schedule calculation result, the slot allocation number for the
[0085]
At this time t1, the
[0086]
Next, at time t2, the number of stored packets equal to the number of slot allocations R1 (also referred to as the number of allocated packets) P = R1 is transferred to the subscriber in the downlink data area TS12 of the radio frame N-1. It is transmitted to the
[0087]
This transmission data is received by the
[0088]
Received data is stored in the
[0089]
Next, it is assumed that the number of stored packets P has been updated to P = P3 in the measurement at the start time t3 of the radio frame N. At this time point t3, since the slot allocation number R1 is transmitted to the
[0090]
Next, at the time t3, the schedule calculation of the number of stored packets P = P2-R1 of the radio frame N-1 ends.
[0091]
Assume that the number of slot allocations by this schedule calculation is R2. The slot allocation number R2 is used for allocation of the downlink data area TS12 of the radio frame N and is stored in the slot
[0092]
At this time t3, the
[0093]
The data of the slot allocation number R2 is transmitted to the
[0094]
On the other hand, in the
[0095]
As described above, according to this embodiment, one radio frame having a certain length including the downlink data region TS12 and the uplink data region TS15 divided into a plurality of time slots is repeated at a certain period, and The packet from the downlink subscriber
[0096]
As described above, the time slot allocation storage unit stores the time slot allocation in the base station 11. 6 7 and the
[0097]
In practice, in this embodiment, when the
[0098]
Next, (2) after the base station 11 receives the information of the
[0099]
Here, in order to avoid the complexity of the explanation and give priority to the ease of understanding, an explanation will be given by taking an example of assignment to one
[0100]
In this case, the number of packets stored for each
[0101]
The number Q of stored packets is the
[0102]
The
[0103]
Therefore, first, it is assumed that the measured value of the number Q of stored packets of a
[0104]
Next, in the uplink slot request region TS14 of the radio frame N-4 at time t11, the measured value Q1 of the accumulated packet number Q measured at the
[0105]
Next, in the measurement at the beginning time t14 of the radio frame N-3, the number Q of packets stored in the
[0106]
At this time t14, the
[0107]
Next, in the slot request area TS14 at time t15, the accumulated packet number Q2 measured by the packet
[0108]
Further, the stored packet count Q of the
[0109]
Further, at time t16, the schedule calculation started from time t14 ends, and a slot is allocated. The number of assigned slots is U1. The slot allocation number U1 is stored in the slot
[0110]
Further, at time t16, the
[0111]
Next, at time t17, the uplink data area TS15 of the radio frame N-2 is scheduled to transmit the same number of stored packets as the slot allocation number U1, and the schedule for the downlink of the radio frame N-2 is set. The
[0112]
Next, at time t18, the stored packet count Q3 of the
[0113]
Next, in the
[0114]
At time t19, since the data of the slot allocation number U1 is read from the
[0115]
Next, at the start time t20 of the radio frame N-1, the number Q of stored packets in the
[0116]
At this time t20, the schedule calculation started from the time t16 is completed, and a slot is allocated. The number of assigned slots is U2. The slot allocation number U2 is stored in the slot
[0117]
Furthermore, at this time t20, the
[0118]
Next, at time t21, the uplink data area TS15 of the radio frame N-1 is scheduled to transmit the same number of stored packets as the slot allocation number U2, and the schedule for the downlink of the radio frame N-1 is set. The
[0119]
Next, at time t22, the stored packet count Q4 of the
[0120]
Next, in the
[0121]
At time t23, since the data of the slot allocation number U2 is read from the
[0122]
Next, at the start time t24 of the radio frame N, the number Q of stored packets in the
[0123]
At this time point t24, the schedule calculation started from the time point t20 is completed, and a slot is assigned. The number of assigned slots is U3. The slot allocation number U3 is stored in the slot
[0124]
Further, at time t24, the
[0125]
Next, at time t25, the uplink data area TS15 of the radio frame N is scheduled to transmit the same number of stored packets as the slot allocation number U3, and the downlink slot allocation area TS21 of the radio frame N is transmitted. Then, the
[0126]
The data of the accumulated packet number U3 is transmitted and stored in the uplink data area TS15 of the radio frame N from the
[0127]
On the other hand, the
[0128]
According to the above-described embodiment, an uplink in which transmission from a plurality of
[0129]
Each
[0130]
The base station 11 allocates the time slot of the uplink data area TS15 by the
[0131]
Further, the
[0132]
Then, when allocating the time slot of the uplink data area TS15 based on the slot request number Q, the
[0133]
As described above, when assigning the time slot of the uplink data area TS15, the
[0134]
In this case, since the data transmission apparatus is a TDMA transmission apparatus, a procedure for transmitting the packet count Q measured by the
[0135]
Note that this uplink slot allocation requires transmission and reception in the slot request area TS14 from the
[0136]
When the time for schedule calculation is not a time of one radio frame but a time of two radio frames, for example, when assigning a time slot in the radio frame N, the radio to which the previous and previous time slots were assigned is assigned. The frames may be N-2, N-3, and N-4.
[0137]
Next, (3) dynamic slot allocation that dynamically changes the ratio of the respective data amounts of the upper and lower data areas TS15 and TS12 in one radio frame, including the processes (1) and (2) above. The processing will be described with reference to the flowchart of FIG. For ease of understanding, description will be made with reference to the time charts of FIGS.
[0138]
In this case, the
[0139]
Each process shown in the flowchart of FIG. 9 is executed by the
[0140]
In steps A1 to A3 in the flowchart, the data transmission amount between the base station 11 and the
[0141]
In this case, in the processing of Steps B1 to B4, in order to perform the time slot allocation processing of the uplink data region TS15 in the radio frame N, the allocation processing performed in the radio frame N-2 and the radio frame N-1 is considered, respectively. Perform subtraction correction processing. This subtraction correction process is a slot allocation process that is performed at time t20 in FIG. 8, and the result of the schedule calculation based on it is performed at time t25.
[0142]
Further, in the processing of steps B5 and B6, in order to perform the time slot allocation processing of the downlink data region TS12 in the radio frame N, subtraction correction processing is performed in consideration of the allocation processing performed in the radio frame N-1. This subtraction correction process is a slot allocation process performed at time t1 in FIG. 7, and the result of the schedule calculation based on the subtraction correction process is performed at time t3. As described above, the correction calculation here does not need to receive the notification of the number of slot requests from the
[0143]
In step A1, therefore, the packet
[0144]
In the process of step B1 that constitutes step A1, correction calculation is necessary for the
[0145]
In the process of step B2, correction calculation is performed to subtract the slot allocation number U1 allocated in the allocation process of the radio frame N-2 from the slot request count Q3 of the radio frame N-2 (Q3-U1).
[0146]
Next, in the process of step B3, since correction calculation is required for the
[0147]
In the process of step B4, correction calculation is performed to subtract the slot allocation number U2 allocated in the allocation process of the radio frame N-1 from the slot request count Q3 of the radio frame N (Q3-U2).
[0148]
Next, in the process of step B5, since correction calculation is required for the
[0149]
In the process of step B6, a correction calculation is performed to subtract the slot allocation number R1 allocated in the allocation process of the radio frame N-1 from the accumulated packet number P2 of the base station 11 {described above (P2-R1)}.
[0150]
Next, in step A2, the distribution amount of the number of time slots in the upper and lower data areas TS12 and TS15 in the radio frame N is determined from the number of packets after subtraction correction.
[0151]
In practice, when determining this distribution, if the number of time slots is equal to or less than the total number of time slots in the upper and lower data areas TS12 and TS15 of one radio frame, What is necessary is just to allocate a slot allocation number. In this way, data of the number of packets corresponding to the number of time slots allocated in one radio frame can be transmitted in one radio frame, and the transmission time is shortened.
[0152]
Of course, the time slot may not be allocated in one frame. In this case, if the time slot is distributed to the upper and lower data areas TS12 and TS15 so that the number of radio frames to be used is minimized at this time. Good.
[0153]
Next, in step A3, since there are actually a plurality of
[0154]
In addition, the base station 11 determines the subscriber station number that permits the notification of the packet measurement value to the
[0155]
The slot allocation numbers satisfying these are determined as the slot allocation numbers R2 and U3 in step A3.
[0156]
As described above, according to the embodiment described above, an uplink in which transmission from the plurality of
[0157]
Each of the plurality of
[0158]
The base station 11 measures the number of packets addressed to each subscriber station in the
[0159]
Then, the
[0160]
Further, the assigned time slot assignment is stored in the slot
[0161]
In this case, the
[0162]
In this way, since slot allocation within one radio frame can be dynamically performed, packet retransmission can be prevented to avoid wasting time slots, and high-speed packet transfer is possible. .
[0163]
Next, FIG. 10 shows a configuration example of the FDD subscriber station 21A. FIG. 11 shows a configuration example of the FDD-type base station 11A. FIG. 12 shows the structure of an FDD radio frame.
[0164]
10 of the FDD system and the
[0165]
Since the FDD scheme is frequency multiplexing, different radio frequencies are used in the uplink direction and the downlink direction. Therefore, the
[0166]
On the other hand, as is clear from FIG. 13 and FIG. 12, one radio frame is divided in series in the downlink and the uplink in the TDD scheme, whereas in the FDD scheme, the radio frame is divided. The downlink radio frame and the uplink radio frame are configured in parallel.
[0167]
The downlink data area TS12 in the downlink radio frame shown in FIG. 12 has the same configuration as the downlink fixed length packet Pd shown in the downlink data area TS12 of FIG.
[0168]
Similarly, the uplink data area TS15 in the uplink radio frame shown in FIG. 12 has the same configuration as the uplink fixed length packet Pu shown in the uplink data area TS15 in FIG.
[0169]
The
[0170]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and may be applied to, for example, a bidirectional optical line in which a base station and a subscriber station are connected by an optical fiber instead of a wireless line as a transmission line. Of course, various configurations can be adopted without departing from the gist of the present invention.
[0171]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to prevent time slots from being allocated to already transmitted data (packets) by considering the allocation of existing slots.
[0172]
Further, the present invention can avoid wasting time slots.
[0173]
Further, according to the present invention, although the total capacity of the downstream area data amount and the upstream area data amount is constant, the ratio of each data amount is dynamically changed for each communication frame (one wireless frame or one wired frame). In the dynamic slot allocation method, it is possible to avoid wasting time slots by allocating time slots to already transmitted packets.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a communication system to which an embodiment of the present invention is applied.
FIG. 2 is a structural diagram of a downlink data area and a downlink fixed-length packet.
FIG. 3 is an explanatory diagram of adjacent packet presence / absence information.
FIG. 4 is a structural diagram of an uplink data area and an uplink fixed length packet.
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a TDD subscriber station.
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a TDD base station.
FIG. 7 is a time chart used for explaining slot allocation processing in a downlink data area.
FIG. 8 is a time chart used for explaining slot allocation processing in an uplink data area.
FIG. 9 is a flowchart for explaining dynamic slot allocation processing;
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of an FDD subscriber station.
FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of an FDD base station.
FIG. 12 is a configuration diagram of an FDD radio frame.
FIG. 13 is a configuration diagram of a TDD radio frame.
[Explanation of symbols]
10: Communication system 11, 11A: Base station
13 ...
21, 21A ...
62:
65 ... Transmission buffer for each
71 ...
Claims (5)
前記基地局は、
前記送信バッファ中の加入者局宛毎のパケット数を1通信フレームの周期毎に周期的に計測するパケット数計測部と、
計測したパケット数に基づいて、タイムスロットの割当を行うスロット割当部と、
タイムスロットの割当を記憶するスロット割当記憶部とを備え、
前記スロット割当部は、前記タイムスロットを割り当てる際に、前記計測パケット数から前記スロット割当記憶部に記憶されている既に割り当てられているパケット数を減算した値に基づいて割り当てる
ことを特徴とするデータ伝送装置。A communication frame having a certain length including a downlink data area divided into a plurality of time slots is repeated at a certain period, and packets read from a transmission buffer of a single base station are transmitted to a plurality of subscriber stations in the downlink data area. In a data transmission device that transmits in time slots,
The base station
A packet number measuring unit that periodically measures the number of packets addressed to the subscriber station in the transmission buffer for each period of one communication frame;
A slot allocation unit that allocates time slots based on the measured number of packets;
A slot assignment storage unit for storing time slot assignments;
The slot allocation unit allocates the time slot based on a value obtained by subtracting the number of already allocated packets stored in the slot allocation storage unit from the number of measured packets. Transmission equipment.
前記データ伝送装置が、時分割多重データ伝送装置であるとき、
前記スロット割当部が、今回の通信フレームでタイムスロットを割り当てるとき、前回の通信フレームで割り当てているパケット数を減算した値に基づいて割り当てる
ことを特徴とするデータ伝送装置。The data transmission apparatus according to claim 1, wherein
When the data transmission device is a time division multiplexing data transmission device,
The data transmission device according to claim 1, wherein when the slot allocation unit allocates a time slot in the current communication frame, the slot allocation unit allocates the time slot based on a value obtained by subtracting the number of packets allocated in the previous communication frame.
前記上り回線には、前記複数の加入者局から前記単一の基地局へタイムスロットを要求するスロット要求領域と、前記複数の加入者局から前記単一の基地局へパケットを送るために複数のタイムスロットに区分された上りデータ領域が含まれ、
前記下り回線には、前記基地局からのスロット割当を前記複数の加入者局に通知するスロット割当領域が含まれ
るデータ伝送装置において、
前記複数の加入者局は、それぞれ送信バッファと、該送信バッファ中のパケット数を計測するパケット数計測部を有し、1通信フレームの周期毎に周期的に前記送信バッファ中のパケット数を計測し、この計測値をタイムスロット要求数として前記スロット要求領域で送信し、
前記基地局は、受信したタイムスロット要求数に基づき前記上りデータ領域のタイムスロットを割り当てるスロット割当部と、タイムスロットの割当を記憶するスロット割当記憶部とを有し、
前記スロット割当部は、前記タイムスロット要求数から前記スロット割当記憶部に記憶されている既に割り当てられているタイムスロット数を減算した値に基づき前記上りデータ領域のタイムスロットを割り当てる
ことを特徴とするデータ伝送装置。Repeated at a constant cycle including an uplink in which transmission from a plurality of subscriber stations to a single base station and a downlink in which transmission from the single base station to the plurality of subscriber stations is performed There is a communication frame of a certain length,
The uplink includes a slot request area for requesting a time slot from the plurality of subscriber stations to the single base station, and a plurality of slots for transmitting packets from the plurality of subscriber stations to the single base station. The upstream data area divided into the time slots of
In the data transmission apparatus, the downlink includes a slot allocation area for notifying the plurality of subscriber stations of slot allocation from the base station,
Each of the plurality of subscriber stations has a transmission buffer and a packet number measurement unit that measures the number of packets in the transmission buffer, and periodically measures the number of packets in the transmission buffer for each period of one communication frame. Then, this measured value is transmitted as the number of time slot requests in the slot request area,
The base station has a slot allocation unit that allocates the time slot of the uplink data area based on the received number of time slot requests, and a slot allocation storage unit that stores the allocation of the time slot,
The slot allocating unit allocates the time slot of the uplink data area based on a value obtained by subtracting the number of already allocated time slots stored in the slot allocation storing unit from the number of time slot requests. Data transmission equipment.
前記データ伝送装置が、時分割多元接続データ伝送装置であるとき、
前記スロット割当部が、今回の通信フレームでタイムスロットを割り当てるとき、前記タイムスロット要求数から前回および前々回の通信フレームで割り当てているタイムスロットを減算した値に基づき割り当てる
ことを特徴とするデータ伝送装置。The data transmission apparatus according to claim 3, wherein
When the data transmission device is a time division multiple access data transmission device,
When the slot allocation unit allocates a time slot in the current communication frame, the slot allocation unit allocates based on a value obtained by subtracting the time slot allocated in the previous and previous communication frames from the number of time slot requests. .
前記上り回線には、前記複数の加入者局から前記単一の基地局へタイムスロットを要求するスロット要求領域と、前記複数の加入者局から前記単一の基地局へパケットを送るために複数のタイムスロットに区分された上りデータ領域が含まれ、
前記下り回線には、前記基地局からのスロット割当を前記複数の加入者局に通知するスロット割当領域と、前記基地局から前記複数の加入者局へパケットを送るために複数のタイムスロットに区分された下りデータ領域が含まれ
るデータ伝送装置において、
前記複数の加入者局は、それぞれ、送信バッファと、該送信バッファ中のパケット数を計測するパケット数計測部を有し、周期的に前記送信バッファ中のパケット数を計測し、この計測値をタイムスロット要求数として前記スロット要求領域で送信し、
前記基地局は、
自身の送信バッファ中の加入者局宛毎のパケット数を周期的に計測するパケット数計測部と、
前記計測したパケット数に基づき前記下りデータ領域のタイムスロットを割り当てるとともに、受信したタイムスロット要求数に基づき前記上りデータ領域のタイムスロットを割り当てるスロット割当部と、
タイムスロットの割当を記憶するスロット割当記憶部とを有し、
前記スロット割当部は、前記計測パケット数に基づいて前記下りデータ領域のタイムスロットを割り当てるとともに前記タイムスロット要求数に基づき前記上りデータ領域のタイムスロットを割り当てる際に、前記計測パケット数および前記タイムスロット要求数から、前記スロット割当記憶部に記憶されている既に割り当てられているそれぞれのタイムスロット数をそれぞれ減算した値に基づいて割り当てる
ことを特徴とするデータ伝送装置。Repeated at a constant cycle including an uplink in which transmission from a plurality of subscriber stations to a single base station and a downlink in which transmission from the single base station to the plurality of subscriber stations is performed There is a communication frame of a certain length,
The uplink includes a slot request area for requesting a time slot from the plurality of subscriber stations to the single base station, and a plurality of slots for transmitting packets from the plurality of subscriber stations to the single base station. The upstream data area divided into the time slots of
The downlink is divided into a slot allocation area for notifying the plurality of subscriber stations of slot allocation from the base station, and a plurality of time slots for transmitting packets from the base station to the plurality of subscriber stations. In a data transmission apparatus including a downstream data area,
Said plurality of subscriber stations, respectively, and the transmission buffer has packet counting unit for counting the number of packets in the transmission buffer, and measuring the number of packets of periodic manner wherein in the transmit buffer, the measured value In the slot request area as the number of time slot requests,
The base station
A packet counting unit for counting the number of packets per addressed subscriber station in the transmission buffer of itself, periodic manner,
A slot allocation unit that allocates the time slot of the downlink data area based on the measured number of packets and allocates the time slot of the uplink data area based on the received number of time slot requests;
A slot assignment storage unit for storing time slot assignments;
The slot allocation unit allocates the time slot of the downlink data area based on the number of measurement packets and allocates the time slot of the uplink data area based on the number of time slot requests. from the request number, to allocate, based on the respective values of the number of time slots were subtract already assigned is stored in the slot assignment storage unit
Data transmission device comprising a call.
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JP5895096B2 (en) * | 2012-03-30 | 2016-03-30 | エヌイーシー(チャイナ)カンパニー, リミテッドNEC(China)Co.,Ltd. | Method and apparatus for dynamically reconfiguring DL-UL in a TDD system |
JP6262737B2 (en) * | 2012-09-10 | 2018-01-17 | テレフオンアクチーボラゲット エルエム エリクソン(パブル) | Bandwidth allocation for multi-line TDD systems |
JOP20190220A1 (en) * | 2017-03-24 | 2019-09-23 | Attobahn Inc | Viral molecular network architecture and design |
-
2002
- 2002-02-08 JP JP2002033026A patent/JP3709376B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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