JP3710660B2 - Slot allocation method in mobile communication, base station using the method, and mobile station - Google Patents
Slot allocation method in mobile communication, base station using the method, and mobile station Download PDFInfo
- Publication number
- JP3710660B2 JP3710660B2 JP35664599A JP35664599A JP3710660B2 JP 3710660 B2 JP3710660 B2 JP 3710660B2 JP 35664599 A JP35664599 A JP 35664599A JP 35664599 A JP35664599 A JP 35664599A JP 3710660 B2 JP3710660 B2 JP 3710660B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- slot
- slots
- base station
- next frame
- mini
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
- Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
- Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks
Landscapes
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
- Time-Division Multiplex Systems (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動通信のTDD方式におけるスロット割当て方法、及びそれを用いた基地局並びに移動局に関する。
【0002】
【従来の技術】
キャリアをスロットに分け、情報のやり取りを行うTDD方式(Time Division Duplex, 時分割デュプレックス)の適用においては、従来の技術では上下対称のスロット配置が用いられていた。音声通信では、上り/下りのトラフィックがほぼ対称であるためである。
【0003】
しかしながら、近年のマルチメディアサービスの進展により、非音声の割合が急増しており、様々な情報提供サービスや、電子メールのやり取り、ユーザからの情報発信などのアプリケーションが今後ますます使用されるものと考えられる。これらのアプリケーションやサービスをトラフィックの観点から考えると、情報提供サービスはデータベースからのデータ配信が主となり、ネットワークでは、下り情報のトラフィックが大きくなると考えられる。上り方向はユーザからの情報発信の情報トラフィックが増加する。このように、データ、画像などの非音声通信では、上りと下りのトラフィック量が非対称である場合が多くなる。
【0004】
この際に、従来の音声通信の際と同様にTDD方式において上下対称のスロット割当てを用いる場合、トラフィック量の多い方に合わせると他方のスロットは余り、少ない方に合わせると他方のスロットは不足することになる。結果的に、サービス性が高くかつ効率のよい情報伝送ができないことになる。
このような問題に対して、文献1:Lan Chen,Susumu Yoshida,Hidekazu Murata and Shouichi Hirose,“A dynamic timeslot assignment algorithm for asymmetric traffic in multimedia TDMA/TDD mobile radio", IEICE Trans.Fundamentals,vol.E81 −A, pp.1358−1366,no.7,July 1998 では、非対称トラフィックを収容するための上下非対象なスロット割当て方法が提案されている。
【0005】
上記文献1に示されている従来のスロット割当て方法は、図1に示すように、1フレームにおいて上り/下りスロット切り替えの境界(TDD境界)が1箇所のみとされ、上下トラフィックに応じて、TDD境界を移動可能な範囲内で動かすようにする。図1に示すように、スロット4、5が空いているにも関わらず、上りリンクとして使えず、スロットの有効利用ができていない。
【0006】
また、上記文献1に記載された方法において、パケット伝送の受け付け制御は次のように行われる。移動局が信号伝送のために使おうとするスロットの1フレームあたりの数である要求スロット数を基地局に知らせると、基地局は移動局に対してスロットを割当てようとする。この際、TDD境界を移動させても、割当て可能な空きスロット数が足りない場合、信号伝送を拒否する。また、移動局が要求したスロット数よりも多い空きスロットが割当て時に存在する場合や、信号伝送中において新たに空きスロットが生じ、要求スロットよりも多いスロットを割当て可能となった場合においても、実際に割当てるスロットは要求スロット数と同じ数である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のスロット割当て方法では、上下トラフィックの非対称性に対応するため、TDD境界を動かす。しかしながら、1フレームに上り/下りスロットの境界が1箇所のみであったため、境界隣接のスロットが使用中の場合、それ以外のスロットが解放されても、従来の上りスロット領域に下りスロットを割当てたり、その逆に、下りスロット領域に上りスロットを割当てるということができない。従って、当該空きスロットを使うことができず、スロット資源の最大限の利用ができない。そのため、データ伝送においては、周波数利用効率が高くならず、伝送遅延が大きくなり、また、伝送不完了率が高くなるという大きな欠点があった。
【0008】
更に、トラフィックの混雑時など、移動局の要求スロット数が確保できない際には、データ伝送の受け付けが拒否され、データは廃棄されるか再送のための待ち状態に入るため、データ伝送不完了率が高くなり、また、伝送遅延が大さくなるという欠点があった。
閑散時において空きスロット数が要求スロット数より多い場合、また通信中に、新たに空きスロットが生じた場合等には、移動局及び基地局に要求スロット数又は現在通信で使用しているスロット数以上のデータ伝送を行える手段を備えていれば、その空きスロットを利用することによりさらに高速な信号伝送を行える。しかしながら、従来技術においてはその空きスロットは積極的に利用されず、スループットが低いという欠点もあった。
【0009】
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、上下非対称トラフィックを収容でき、サービス品質を最大限満足させると同時にスループットを最大限向上させる効率及び柔軟性の高いスロット割当て方法を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明は次のように構成される。
【0012】
請求項1に記載された発明は、TDD方式で通信を行なう移動通信システムにおいて、基地局が、一のフレームにおいて次のフレームのスロットを移動局に割当て、前記一のフレームにおける制御ミニスロットを用いて次のフレームのスロット割当て情報を含む情報を移動局に通知するスロット割当て方法であって、前記制御ミニスロットは、1フレーム中の各スロットに対応するミニスロットを含み、各ミニスロットは、次のフレームにおけるスロット割当て情報、及び各ミニスロットに対応するスロットの上り/下り/空きの状態情報を、基地局が移動局に対して通知するために用いられ、前記移動局は、制御ミニスロットにより空きスロットを検知し、当該スロットを用いて、少なくとも希望スロット数、最小スロット数、最大スロット数及びサービスクラスを含むスロット割当て要求を前記基地局に送信し、前記基地局は、前記スロット割当て要求に基づき、割当てるスロット数を決定し、スロット割当て要求の送信に用いられた当該スロットに対応するミニスロットを用いて次のフレームにおけるスロット割当て情報を前記移動局に通知する。
本発明によれば、制御ミニスロットにて割当て情報を示すので、移動局はその情報に従ってスロットにアクセスすればよく、上り下りスロット共にフレーム内の空きスロットに自由に割当てることが可能となる。
【0013】
請求項2に記載された発明は、前記基地局が、次のフレームにおける空きスロットの中から前記希望スロット数分のスロットを割当てる。
請求項3に記載された発明は、次のフレームにおける空きスロットが前記希望スロット数より少ない場合、前記基地局が、所定の範囲内で該希望スロット数より少ないスロット数を次のフレームに割当てる。
【0014】
請求項4に記載された発明は、次のフレームにおける空きスロットが前記希望スロット数より多い場合、前記基地局が、所定の範囲内で該希望スロット数より多いスロット数を次のフレームに割当てる。
請求項5に記載された発明は、データ伝送中に新たに空きスロットが生じた場合、基地局は、所定の範囲内で該データ伝送に使用されているスロット数よりも多いスロット数を割当てる。
【0015】
請求項6に記載された発明は、基地局は、データ伝送中、システム又はトラフィックの状況に応じて所定の範囲内で該データ伝送に使用されているスロット数よりも少ないスロット数を割当てる。
請求項3〜6に記載された発明によれば、要求もしくは通信の状況に応じてスロット割当て数を動的に変えることができ、効率的にスロットを使用することが可能となる。ここで、上記の所定の範囲内とは、例えば、ある通信が利用可能な最大のスロット数及び必要な最小のスロット数の範囲であり、詳細は実施例において説明される。
【0017】
請求項7に記載された発明は、サービス品質をサービスクラスにクラス分けし、前記基地局はクラスランクに応じたスロット割当てを行う。請求項7に記載の発明によれば、サービスクラスに応じてデータ送信の品質を変えることが可能となる。
請求項8に記載された発明は、前記スロット割当て要求は、情報パケット長を含み、前記基地局は、最後のパケットを受信したときに、最後のパケットを受信したスロットに対応するミニスロットを空きの状態にするというものである。
【0018】
請求項9に記載された発明は、TDD方式で通信を行なう移動通信システムにおける基地局であり、一のフレームにおいて次のフレームのスロットを移動局に割当て、前記一のフレームにおける制御ミニスロットを用いて次のフレームのスロット割当て情報を含む情報を移動局に通知する基地局であって、前記制御ミニスロットは、1フレーム中の各スロットに対応するミニスロットを含み、各ミニスロットは、次のフレームにおけるスロット割当て情報、及び各ミニスロットに対応するスロットの上り/下り/空きの状態情報を、基地局が移動局に対して通知するために用いられ、前記基地局は、少なくとも希望スロット数、最小スロット数、最大スロット数及びサービスクラスを含むスロット割当て要求を前記移動局から受信し、当該スロット割当て要求に基づき、割当てるスロット数を決定し、スロット割当て要求の送信に用いられた当該スロットに対応するミニスロットを用いて次のフレームにおけるスロット割当て情報を前記移動局に通知する手段を有する。
【0019】
請求項10に記載された発明は、前記基地局が、次のフレームにおける空きスロットの中から前記希望スロット数分のスロットを割当てる手段を有する。
請求項11に記載された発明は、前記基地局が、次のフレームにおける空きスロットが該希望スロット数より少ない場合、所定の範囲内で該希望スロット数より少ないスロット数を次のフレームに割当てる手段を有する。
【0020】
請求項12に記載された発明は、前記基地局が、次のフレームにおける空きスロットが該希望スロット数より多い場合、所定の範囲内で該希望スロット数より多いスロット数を次のフレームに割当てる手段を有する。
請求項13に記載された発明は、前記基地局が、データ伝送中に新たに空きスロットが生じた場合に所定の範囲内で該データ伝送に使用されているスロット数よりも多いスロット数を割当てる手段を有する。
【0021】
請求項14に記載された発明は、前記基地局が、データ伝送中、システム又はトラフィックの状況に応じて所定の範囲内で該データ伝送に使用されているスロット数よりも少ないスロット数を割当てる手段を有する。
【0022】
請求項15に記載された発明は、前記スロット割当て要求は、情報パケット長を含み、前記基地局は、最後のパケットを受信したときに、最後のパケットを受信したスロットに対応するミニスロットを空きの状態にする手段を有するというものである。
請求項9〜15に記載された発明によれば、上記のスロット割当て方法の使用に適した基地局を提供できる。
【0023】
請求項16に記載された発明は、前記基地局と通信を行う移動局であって、送信するデータの先頭パケットを用いて前記スロット割当て要求を前記基地局に送信する手段と、前記制御ミニスロットにて通知された割当てスロットにて送信を行う手段とを有する。
本発明によれば、前記基地局との通信に適した移動局を提供できる。
【0024】
【発明の実施の形態】
以下、図を用いてTDMA/TDDに対応した本発明の実施例を説明する。まず、各実施例の概要を説明し、その後に各実施例について詳細に説明する。
実施例1では本発明の基本動作を説明する。実施例2では、パケット伝送受付時のトラフィック状況に応じてQoS要求によりスロットを割当てる場合を説明する。ここで、優先順位として、輻輳時に後述するクラス2ユーザを優先的に品質を低下させることを前提とする。実施例3では、パケット伝送中、利用可能なスロット数が増えたかまたは減った場合、サービスクラスとQoS要求に応じてスロット数を変化させる方法を説明する。さらに、利用可能なスロット数が減った時にスロット数を削除する場合、クラス2ユーザについて優先的に品質を低下させることを前提とする。
【0025】
実施例4では、パケット伝送受付時のトラフィック状況に応じてQoS要求によりスロットを割当てる場合を説明する。実施例2との違いとして、実施例2は受付時輻輳の場合においてクラス2ユーザを優先的に品質を低下させるのに対し、実施例4では受付時輻輳の場合において最小スロット数又は希望スロット数より多く割当てられているスロットを優先的に削除する。
【0026】
実施例5では、パケット伝送中に、利用可能なスロット数が増えたかまたは減った場合、サービスクラスとQoS要求に応じて割当てるスロット数を変化させる場合を説明する。実施例3との違いとして、実施例3は伝送中輻輳の場合においてクラス2ユーザを優先的に品質を低下させるのに対し、実施例5では伝送中輻輳の場合において最小スロット数又は希望スロット数より多く割当てられているスロットを優先的に削除することである。
【0027】
(実施例1)
以下図を用いてTDMA/TDDに対応した本発明の基本動作を説明する。
図2は本発明の実施例1のスロット構成図である。同図に示すように、キャリア11は定められた時間毎に繰り返すフレーム12で構成され、フレームは複数の情報スロット13、情報スロットに対応する同じ数の制御ミニスロット14から構成される。情報スロットが上り、下りのいずれかとして使用される。
【0028】
本実施例において、上り/下りは制約なく割当てられる。すなわち、1フレームの中に、上りスロットと下りスロットの境界が複数あることを許容する。図2に示す例では、1フレームは10個の情報スロットを含み、上り/下りの境界がS1−S2、S3−S4とS4−S5の間の3箇所ある。
各フレームの最後尾に、情報スロットと同じ数で各スロットに対応した制御ミニスロット14が設けられる。制御ミニスロットは、次のフレームでのスロット割当て状況(上り/下り/空:U /D /I)16、現フレームで送信成功した移動局の確認データ、及び次のフレームで引き続き信号伝送を行う場合に、当該データ伝送に割当てられる次フレームでのスロット番号(AL)18から構成される。確認データについて、TDDの場合は、送信した移動局が自局の送信したデータが正確に受信されたかどうかを確認できる情報なら何でもよく、ここでは、当該局の送信したデータの部分データ(PE)17を用いることとする。
【0029】
割当てスロットの番号については、基地局がトラフィックの混み具合で割当てスロット数を決定し、次のフレームで移動局がアクセスするスロットの番号を指示する。図2の例では、割当てスロット番号が最大10個である。
上り方向の伝送における先頭パケット31は、スロット長で表したパケットの長さL、QoS要求部33(最大スロット数B、希望スロット数E、最小スロット数W、サービスクラスCを含む)と情報ビット34から構成される。
【0030】
次に、図3を用いて本発明の実施例1におけるスロット割当て方法の例を説明する。
同図の(a)の部分は基地局(BS)側の動作、すなわち基地局のスロット割当回路における動作を示し、(b)の部分は移動局(MS)側の動作を示す。同図に示すように、移動局から基地局への送信1が既に開始され、その通信はスロット1、2、3を使用している。
【0031】
まず、基地局から移動局への伝送、すなわち下り信号伝送について説明する。
フレーム0において、基地局側から希望スロット数2の下り送信要求2が生じ、そのスロット数が割当てられる。ここでは次フレームではスロット0 、4 、5 、6 、8 、9 が空いているので、フレーム0におけるスロット9の直後の制御ミニスロットの中の空きスロットの中で、スロット8 、9 に対応した下り使用予定が示される。そしてフレーム1からスロット8、9を用い、伝送を開始する。
【0032】
次に、移動局から基地局への伝送、すなわち上り信号伝送を行う場合について説明する。
フレーム0において、上り送信要求3が生じた場合、直後の制御ミニスロットの中の次フレームでのスロット割当て状況を確認し、スロット8、9は上記の通り下り送信要求2により割当てられたので、空きスロット0、4、5、6、7の中からランダムに1スロットを選び、伝送を開始する。
【0033】
図3に示す例では、移動局はスロット4を用いて上り送信要求3に対応する伝送を開始し、情報パケットの長さL=5とQoS要求(最大スロット数B=4、希望スロット数E=3、最小スロット数W=1、サービスクラスC=1)を情報ビットの先頭に付け加えて送信する。なお、最大スロット数B、希望スロット数E、最小スロット数W、サービスクラスCのそれぞれについての用い方は後述する。基地局では、送信3についての希望スロット数が3なので、スロット0、4、5を割当て、制御ミニスロットを用いて、割当てたスロット番号を移動局に通知する(AL=0、4、5として通知する)。
【0034】
そして、移動局は制御ミニスロット4の内容から、フレーム1のスロット4で自局が送信したデータが基地局で受信され、次フレームのスロット0、4、5が割当てられたことを確認する。移動局は、フレーム2以降、制御ミニスロットの指示に従い、信号を送信する。また、フレーム2の制御ミニスロット0、4、5のPE部分を受信し、自局送信信号と比較することによって、自局送信信号の受信側での受信、非受信が確認できる。
【0035】
上り送信3のデータ長は5であることから、移動局がフレーム2のスロット0、4、5でデータを送信した後、残りデータ長は1となり、基地局ではフレーム2の直後の制御ミニスロットにてスロット0をフレーム3での送信用に割当て、スロット4、5を空きにする。すなわち、最後の情報パケットの受信を基地局側で確認した場合、次フレームの該当情報スロットの使用状況を空きI、割当て番号をnullとし、制御ミニスロットで移動局に報知する。
【0036】
移動局ではフレーム2の制御ミニスロットの内容から、自局のデータが受信され、残り1パケットが次フレーム(フレーム3)のスロット0に割当てられたことを確認する。移動局がフレーム3のスロット0で最後のパケットを基地局に送信すると、基地局では送信3のための次の割当ては行わない。そして、移動局ではフレーム3の制御ミニスロット0を見て、自局のデータが受信され、データ伝送完了に伴ってスロット割当てが完了したことを確認する。なお、下り送信2のデータ長は10であるので、フレーム3の時点では継続している。
【0037】
図4に移動局の動作フローチャートを示す。移動局から送信要求が生じた場合(ステップ1)、フレームの最後尾にある制御ミニスロットを受信し(ステップ2)、次のフレームに空きスロットがあるかどうかをチェックする(ステップ3)。次のフレームに空きスロットがない場合、タイムアウトしているかどうかをチェックし(ステップ4)する。タイムアウトであれば伝送不完了として終了し、タイムアウトでなければ、次のフレームにミニスロット受信まで待つ(ステップ5)。
【0038】
一方、ステップ3において次のフレームに空きスロットがある場合、空きスロットをランダムに選択し、パケット長L、最大スロット数B、希望スロット数E、最小スロット数W、サービスクラスCを表す情報ビットを先頭につけ、基地局に送信する(ステップ6)。次に、送信した空きスロットに対応する基地局から送信された制御ミニスロットを受信し(ステップ7)、伝送が成功したかどうかをチェックする(ステップ8)。伝送が失敗すると再送を行い(ステップ9、10)、再送回数が制限回数を超えた場合には伝送不完了で終了する。
【0039】
ステップ8において伝送が成功である場合、パケットの伝送が完了かどうかをチェックし(ステップ11)、完了であれば伝送完了として終了する。完了でなければ割当てられた次フレームの情報スロットを用いて送信を継続する(ステップ12〜)。
図5は実施例1の基地局の動作のフローチャートである。移動局からの上り先頭パケットを受信又は基地局の下り送信要求がある場合(ステップ21)、利用可能な空きスロット数が希望スロット以上であれば希望スロット数で割当てる(ステップ22、23)。利用可能な空きスロット数が希望スロット数より少なければ、次のフレームまで待つ(ステップ22、24)。
【0040】
スロットが割当てられると、制御ミニスロットにて次フレームのスロット使用状況U/D/I、受信確認PE、次フレームの割当てスロット番号ALを移動局に通知する(ステップ25)。送信中に利用可能な資源の変更があった場合、利用可能なスロット数が希望スロット数以上であれば(ステップ26及びステップ27でYESの場合)、現状を維持し、利用可能なスロット数が希望スロット数より小さければ(ステップ27でNOの場合)、希望スロット数が足りるまで待ち状態に入る(ステップ28、29)。上り最後のパケットの場合(ステップ30においてYESの場合)、制御ミニスロットにて、次フレームのスロット使用状況を空きI、受信確認PE、及び割当番号AL=Nullを移動局に知らせる(ステップ31)。
【0041】
なお、ステップ22〜24の部分をシーケンス1と称し、ステップ26〜29の部分をシーケンス2と称することとする。
図6は本発明の実施例の移動局の構成を示す図であって、71は符号化回路、72は送信制御回路、73は変調回路、74は論理演算回路、76は復号回路、77は信号分離回路、78は復調回路を表している。
【0042】
図7は本発明の一実施例の基地局の構成を示す図であって、81は復調回路、82は信号分離回路、83は復号回路、85は報知制御回路、86は論理演算回路、87は変調回路、88は信号多重回路、89は符号化回路、90はスロット割当て回路を表している。
本実施例において、移動局と基地局の動作を説明する。
【0043】
移動局で上りメッセージを送信する必要が生じた場合、図6の符号化回路71で、例えば誤り訂正符号化等の処理が行われ、送信制御回路72に入力され送信を待つ。論理演算回路74では、送信信号の上り情報のビット列の一部を取り出す等の一定の処理をした部分データ(図2におけるPE)を送信制御回路72に入力し記憶する。
【0044】
復調回路78で復調された基地局からのデータを信号分離回路77で制御ミニスロット(図1等に示す報知信号部分)を分離して送信制御回路72に入力し、U/D/I情報がIのスロットに対し、左から空きスロットを選択し、選択したスロットのタイミングで先頭バーストから送信を開始する。
基地局ではこのバースト信号を受信し、図7に示すように、復調回路81、信号分離回路82を経て、先頭バーストに含まれるそのメッセージを構成するパケット数(図2におけるパケットの長さL32)、QoS要求(図2におけるQoS要求部)33の部分をスロット割当て回路90に入力し、割当て結果に従って、情報スロットの使用状況U/D/I(図2におけるU/D/I16)、割当てスロット番号(図2におけるAL18)を報知制御回路85に入力する。 一方、移動局からの上り情報は復号回路83で誤り訂正等の処理が行われる。その結果再生された上り情報が論理演算回路86に入力されて、移動局の論理演算回路74で行ったと同じ処理をした結果の部分データ17が報知制御回路85に入力される。
【0045】
報知制御回路85では、各情報スロットの使用状況U/D/I、部分エコー、割当てスロット番号を設定する。この報知信号が信号多重回路88、変調回路87を経て移動局に送信される。
移動局では、復調回路78、信号分離回路77を経て、この報知情報が送信制御回路72に入力される。送信制御回路72では、信号分離回路77から入力された部分エコーを送信前に予め論理演算回路74に記憶した結果とを比較し、一致している場合は、送信データが正確に受信されたと判断し、次のフレームにおいて、割当てられたスロットの番号ALに従い、割当てられたスロットにアクセスし、送信を継続する。
【0046】
部分データが一致していない場合は、再度、先頭バーストからの送信を行うための待ち状態となり、ランダムな時間の遅延後、または直ちに、U/D/IがIの時に送信を再開する。
(実施例2)
実施例2では、パケット伝送に対する優先順位付けを行うとともに、パケット伝送受付時のトラフィック状況に応じてQoS要求を用いてスロットを割当てる場合を説明する。
【0047】
本実施例において優先順位付けは2段階とし、それぞれサービスクラス1、サービスクラス2とする。ただし、より細かくサービスクラスを分け、マルチQoSに応じたより柔軟な割当も可能である。
本実施例では、サービスクラス1(ハイクラス)のユーザに対し、希望品質を最大限保証するようチャネル(スロット)割当を行い、サービスクラス2(ロークラス)のユーザに対しては、ベストエフォートでチャネル割当を行う。
【0048】
さらに、パケット伝送受付の場合、輻輳時にクラス2のユーザに対して優先的に品質を低下させるようにする。
すなわち、後述するように、利用可能な空きスロットが足りず、ユーザのスロット数を削除して新規クラス1ユーザのパケット伝送に割当る時、クラス2の最小スロット数より多く割当られたスロット、クラス2の最小スロット数、そしてクラス1の希望スロット数より多く割当てられたスロットの順にスロット数を削除し、新規ユーザへの割当てに使用する。
【0049】
実施例2のスロット構成は実施例1と同様であり図2に示される。また、移動局の動作のフローチャートは実施例1と同様であり図4に示される。実施例2における基地局の動作のフローチャートを図8に示す。
パケット伝送の受付を受け付けると(ステップ41)、サービスクラスをチェックし(ステップ42)、サービスクラスが1である場合には図9に示す3−1の処理を行い(ステップ43)、サービスクラスが1でない場合には図10に示す3−2の処理を行う(ステップ44)。ステップ43又はステップ44が終了した後の処理は、図5に示すフローチャートのステップ25からの処理と同一である。
【0050】
次に、図9を用いてクラス1のユーザに対するチャネル割当て方法を説明する。移動局から送信要求があった場合、利用可能な空きスロット数が最大スロット数より大きければ(ステップ51においてYESの場合)、ユーザの最大スロット数で割当て(ステップ52)、利用可能な空きスロット数が最大スロット数より小さいが希望スロット数より大きければ(ステップ53においてNOの場合)、利用可能な空きスロット数で割当てる(ステップ54)。
【0051】
一方、希望スロット数で割当てるためにスロット数が不足する場合(ステップ53においてYESの場合)、クラス2のユーザの伝送用にその伝送における最小スロット数より多く割当てられているスロット、すなわち最小スロット数に対する余裕の和がステップ53におけるスロットの不足数より多ければ(ステップ55におけるYESの場合)、余裕の大きい順からスロットを貰い、利用可能な空きスロットと共に当該クラス1のユーザに割当てる。ステップ55においてNOの場合は、クラス2ユーザの最小スロット数を削除して用いる(ステップ57のYES及びステップ58)。
【0052】
クラス2のユーザからスロット数を削除しても足りない場合(ステップ57においてNOの場合)、同クラス(クラス1)の希望スロット数より多く割当られているユーザからスロットを削除して新規クラス1ユーザに割当てる(ステップ59、60)。ここで、同条件のユーザが複数存在する場合、ランダムに選択する。また、それでも足りない場合(ステップ59でNOの場合)、最小スロット数に対して余裕のあるスロット数を用いる(ステップ61、62)。それでも足りなければ次のフレームまで待つ(ステップ63)。
【0053】
以上の処理の中で、スロット数が最小スロット数より小さくなったクラス2のユーザは一旦送信を中止し、スロットの空きが出来次第送信を再開する(ステップ64)。
次に、クラス2のユーザに対するチャネル割当方法を図10のフローチャートを用いて説明する。これは図8のステップ44の処理に対応する。
【0054】
クラス2の送信要求があった場合、利用可能な空きスロット数をチェックし(ステップ71)、その利用可能な空きスロット数が最大スロット数より大きければ(ステップ71においてYESの場合)、最大スロット数で割当てる(ステップ72)。利用可能な空きスロット数が最大スロット数より小さく(ステップ71でNOの場合)、最小スロット数より大きければ(ステップ73においてNOの場合)、利用可能な空きスロット数で割当てる(ステップ74)。利用可能な空きスロット数が最小スロット数より小さければ(ステップ73においてYESの場合)、1フレーム遅延後にスロット割当てを試みる(ステップ75)。
【0055】
実施例2における移動局と基地局の構成は、実施例1と同様にそれぞれ図6、図7に示される。
(実施例3 )
本実施例では、パケット伝送中、利用可能なスロット数が増えたかまたは減った場合、サービスクラスとQoS要求に応じてスロット数を変化させる方法を説明する。さらに、本実施例では利用可能なスロット数が減った時にスロット数を削除する場合、クラス2ユーザを優先的に品質を低下させる。すなわち、後述するように、スロット数を削除するとき、クラス2の最小スロット数より多く割当られたスロット、クラス2の最小スロット数、そしてクラス1の希望スロット数より多く割当てられたスロットの順にスロット数を削除し、新規の割当てに使用する。
【0056】
実施例3のスロット構成は実施例1の場合と同様であり図2に示される。
図11に実施例3における基地局動作のフローチャートを示す。送信中において利用可能な資源が変更した場合の処理(シーケンス4と称する)について説明する。
利用可能な資源の変更があると(ステップ81においてYESの場合)、利用可能な資源が増えたかどうかをチェックし(ステップ82)、増えた場合は図12に示す4−1の処理を行い(ステップ83)、増えない場合は図13に示す4−2の処理を行う(ステップ84)。
【0057】
次に、新たに解放されるスロットがある場合またはシステム資源が増えた場合の処理、すなわち上記のステップ83の処理を図12のフローチャートを用いて説明する。
クラス1のユーザの中で割当てスロット数が希望スロット数以下のユーザをチェックし、希望スロット数からの不足数の多いユーザ(ステップ91でYESの場合)を優先して希望スロット数までスロットの追加割当を行う(ステップ92)。また、希望スロット数に満たないユーザの中からランダムに追加割当を行うこともできる。
【0058】
クラス1の追加割当を行った後利用可能なスロットが余る場合(ステップ93でYESの場合)、クラス2で最小スロット数以下のユーザをチェックし(ステップ94)、最小スロット数からの不足数の多いユーザ(ステップ94でYESの場合)を優先して最小スロット数までスロットを追加で割当てる(ステップ95)。最小スロット数に満たないユーザに対してランダムに追加割当を行うこともできる。
【0059】
次に、送信中利用可能なスロット数が減った場合の処理、すなわち上記のステップ84の処理を図13のフローチャートを用いて説明する。
図13に示すように、下記の順でスロットを削除する。すなわち、使用可能なスロット数がS個減少した場合(ステップ101)、クラス2ユーザの最小スロット数より多く割当てられているスロット(ステップ102〜104)、クラス2の最小スロット数(ステップ105〜107)、クラス1の希望スロット数より多く割当てられているスロット(ステップ108〜110)、クラス1ユーザの最小スロット数より多く割当てられているスロット(ステップ111〜113)、クラス1の最小スロット数(ステップ114)の順にスロットを削除する。最小スロット数以下にスロットを削られたユーザは送信を中止し、空きが出たときに送信を再開する(ステップ115)。
【0060】
本実施例における移動局と基地局の構成は、実施例1と同様でありそれぞれ図6、図7に示される。
(実施例4)
実施例4では、パケット伝送に対する優先順位付けを行うとともに、パケット伝送受付時のトラフィック状況に応じてQoS要求によりスロットを割当てる場合を説明する。実施例2との違いとして、実施例2では受付時輻輳の場合においてクラス2ユーザを優先的に品質を低下させるのに対し、実施例4では受付時輻輳の場合において最小スロット数又は希望スロット数より多く割当てられているスロットを優先的に削除することである。
【0061】
実施例4のスロット構成は実施例1と同様であり図2に示される。移動局動作のフローチャートは実施例1と同様であり図4に示される。基地局動作のフローチャートを図14に示す。
利用可能な資源の変更がある場合のスロット数変更は前述したシーケンス2またはシーケンス4に従う。ここではユーザ受付時の動作(シーケンス5)について説明する。
【0062】
サービスクラスが1である場合には図15に示す5−1の処理を行い(ステップ122)、サービスクラスが1でない場合には図15に示す5−2の処理を行う(ステップ123)。
次に、上記のステップ122、すなわちサービスクラス1のユーザに対する基地局におけるスロット割当動作を図15のフローチャートを用いて説明する。利用可能な空きスロット数が最大スロット数以上であれば(ステップ131でYESの場合)、最大スロット数で割当てを行う(ステップ132)。また、利用可能なスロット数が希望スロット数以上であれば(ステップ133でNOの場合)、利用可能な空きスロット数で割当てを行う(ステップ134)。
【0063】
利用可能なスロット数が希望スロット数より小さければ(ステップ133でNOの場合)、次の順でスロットを削除して新規ユーザへの割当てが行われる。すなわち、クラス2の最小スロット数より多く割当てられているスロット(ステップ135、136)、クラス1の希望スロット数より多く割当てられているスロット(ステップ137、138)、クラス2の最小スロット数(ステップ139、140)、最小スロット数より多く割当てられているスロット(ステップ141、142)の順で、他ユーザのスロットを削除し新規ユーザに割当てる。
【0064】
サービスクラス2のユーザに対する割当動作は図10と同様である。移動局と基地局の構成は、実施例1と同様にそれぞれ図6、図7に示される。
(実施例5)
実施例5では、パケット伝送に対する優先順位付けを行うとともに、パケット伝送中にトラフィック状況に応じてQoS要求により割当てるスロット数を変化させる場合を説明する。実施例3との違いとして、実施例3は伝送中輻輳の場合においてクラス2ユーザを優先的に品質を低下させるのに射し、実施例5では伝送中輻輳の場合において最小スロット数又は希望スロット数より多く割当てられているスロットを優先的に削除することである。
【0065】
実施例5のスロット構成は実施例1と同様であり図2に示される。移動局動作のフローチャートは実施例1と同様にであり図4に示される。基地局動作については図16のフローチャートに示す。
利用可能な資源が変更した場合の動作はシーケンス6(ステップ151〜154)に示す。ステップ153の処理、すなわち利用可能な資源が増えた場合の基地局の動作は図12に示したものと同様であり、ステップ154の処理、すなわち利用可能な資源が減った場合の基地局の動作を図17のフローチャートを用いて説明する。
【0066】
図17に示すように、利用可能なスロット数が減った場合(ステップ161)、スロットを削除する順は次の通りである。すなわち、クラス2の最小スロット数より多く割当てられているスロット(ステップ162〜164)、クラス1の希望スロット数より多く割当てられているスロット(ステップ165〜167)、クラス2の最小スロット数(ステップ168〜170)、クラス1の最小スロット数より多く割当てられているスロット(ステップ171〜173)、最小スロット数(ステップ174)である。また、スロット数が最小スロット数より小さいユーザは送信中止し、ランダム時間後に再送信する(ステップ175)。
【0067】
本実施例における移動局と基地局の構成は、実施例1と同様にそれぞれ図6、図7に示される。
なお、本発明は上記の実施例に限定されることなく、特許請求の範囲内で種々変更・応用が可能である。
【0068】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、従来のTDD方式のようにスロットを上り用と下り用に分割することをせずに、要求された分だけ複数回の上下反転を許容してスロットを割当てる。従って、上下トラフィック量に応じて動的にスロットを割当てることでき、非対称トラフィックを効率良く収容することができるスロット割当て方法が実現できる。
【0069】
また、サービス品質(QoS)をクラス分けし、ハイクラスのユーザの希望品質が最大限満足されるよう、できる限りの保証を提供し、ロークラスに対して、資源の余裕に応じてベストエフォートサービスを提供する。従って、スロット割当てをサービスクラス、余裕度に応じて行い、スロット利用効率とスループットを向上させ、サービス品質を最大限提供するスロット割当て方法が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来技術におけるTDD方式の上り/下り切り替え境界(TDD境界)を説明するための図である。
【図2】本発明の実施例におけるスロット構成を示す図である。
【図3】本発明の実施例1において、スロット割当てについての基地局及び移動局の動作を説明するための図である。
【図4】本発明の実施例1、2、3、4、5における移動局の動作フローチャートを説明するための図である。
【図5】本発明の実施例1の基地局動作のフローチャートである。
【図6】移動局の構成を示す図である。
【図7】基地局の構成を示す図である。
【図8】本発明の実施例2における基地局動作のフローチャートである。
【図9】実施例2におけるクラス1のユーザ受付時におけるスロット割当てのフローチャートである。
【図10】実施例2、4におけるクラス2のユーザ受付時におけるスロット割当てのフローチャートである。
【図11】実施例3における基地局動作のフローチャートである。
【図12】実施例3、5において送信中に利用可能な資源が増えた場合のクラス1ユーザのスロット追加割当てのフローチャートである。
【図13】実施例3において送信中に利用可能な資源が減った場合の割当てスロット数変更のフローチャートである。
【図14】実施例4における基地局動作のフローチャートである。
【図15】実施例4においてクラス1ユーザのパケット伝送受付時のスロット割当てのフローチャートである。
【図16】実施例5における基地局動作のフローチャートである。
【図17】実施例5において送信中に利用可能な資源が減った場合の割当てスロット数変更のフローチャートである。
【符号の説明】
11 キャリア
12 フレーム
13 情報スロット
14 制御ミニスロット
16 情報スロットの占有状況U/D/I
17 情報スロットの部分エコーPE
18 割当てたスロット番号AL
31 上りの先頭パケット
32 スロット長で表したパケットの長さL
33 QoS要求
34 情報ビット
71 符号化回路
72 送信制御回路
73 変調回路
74 論理演算回路
76 復号回路
77 信号分離回路
78 復調回路
81 復調回路
82 信号分離回路
83 復号回路
85 報知制御回路
86 論理演算回路
87 変調回路
88 信号多重画路
89 符号化回路
90 スロット割当て回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a slot allocation method in a TDD system for mobile communication, and a base station and a mobile station using the same.
[0002]
[Prior art]
In the application of the TDD method (Time Division Duplex) in which carriers are divided into slots and exchange information, the conventional technology uses a vertically symmetric slot arrangement. This is because in voice communication, uplink / downlink traffic is almost symmetrical.
[0003]
However, with the recent development of multimedia services, the ratio of non-voice has increased rapidly, and various information provision services, e-mail exchanges, information transmission from users, etc. will be used more and more in the future. Conceivable. Considering these applications and services from the viewpoint of traffic, it is considered that the information providing service mainly distributes data from a database, and the traffic of downlink information increases in the network. In the upstream direction, information traffic for information transmission from users increases. Thus, in non-voice communication such as data and images, the amount of uplink and downlink traffic is often asymmetric.
[0004]
In this case, as in the case of conventional voice communication, in the case of using slot allocation that is symmetrical in the vertical direction in the TDD system, the other slot is excessive when the traffic volume is larger, and the other slot is insufficient when the traffic volume is smaller. It will be. As a result, serviceability is high and efficient information transmission cannot be performed.
Reference 1: Lan Chen, Susumu Yoshida, Hidekazu Murata and Shouichi Hirose, “A dynamic timeslot assignment algorithm for asymmetric traffic in multimedia TDMA / TDD mobile radio”, IEICE Trans. Fundamentals, vol.E81-A, pp.1358-1366, no.7, July 1998 proposes a slot allocation method that does not target up and down to accommodate asymmetric traffic.
[0005]
As shown in FIG. 1, the conventional slot allocation method shown in the above-mentioned
[0006]
Further, in the method described in the above-mentioned
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional slot allocation method described above, the TDD boundary is moved in order to cope with the asymmetry of the upper and lower traffic. However, since there is only one upstream / downstream slot boundary in one frame, when a slot adjacent to the boundary is in use, a downstream slot is allocated to the conventional upstream slot area even if other slots are released. On the contrary, it is not possible to assign an uplink slot to the downlink slot region. Therefore, the empty slot cannot be used, and the slot resource cannot be used to the maximum extent. Therefore, in data transmission, the frequency utilization efficiency is not high, the transmission delay is large, and the transmission incompletion rate is high.
[0008]
In addition, when the number of requested slots of the mobile station cannot be secured, such as when traffic is congested, data transmission acceptance is rejected and the data is discarded or enters a wait state for retransmission. However, there is a disadvantage that the transmission delay becomes high and the transmission delay becomes large.
When the number of empty slots is larger than the number of requested slots in a busy period, or when a new empty slot is generated during communication, the number of requested slots or the number of slots currently used for communication at the mobile station and base station If a means capable of performing the above data transmission is provided, a higher speed signal transmission can be performed by using the empty slot. However, in the prior art, the empty slot is not actively used, and there is a disadvantage that the throughput is low.
[0009]
The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide slot allocation with high efficiency and flexibility that can accommodate up and down asymmetric traffic, maximize service quality and at the same time improve throughput. It is to provide a method.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows.
[0012]
Claim1The invention described inIn a mobile communication system that performs communication using the TDD scheme, a base station assigns a slot of a next frame to a mobile station in one frame, and includes slot assignment information of the next frame using a control minislot in the one frame Notifying the mobile station of informationA slot allocation method,The control mini-slot includes a mini-slot corresponding to each slot in one frame, and each mini-slot includes slot allocation information in the next frame and uplink / downlink / vacant state information of the slot corresponding to each mini-slot. Is used by the base station to notify the mobile station, and the mobile station detects an empty slot by the control minislot, and uses the slot to at least the number of desired slots, the minimum number of slots, and the maximum number of slots. And a slot allocation request including a service class to the base station, the base station determines the number of slots to be allocated based on the slot allocation request, and the mini station corresponding to the slot used to transmit the slot allocation request. The slot allocation information in the next frame using the slotNotify the mobile station.
According to the present invention, since the allocation information is indicated by the control mini-slot, the mobile station may access the slot according to the information, and both the upstream and downstream slots can be freely allocated to empty slots in the frame.
[0013]
Claim2The invention described inSaidThe base station starts from the empty slot in the next frame.SaidAllocate as many slots as desired.
Claim3In the invention described in the above, there is an empty slot in the next frame.SaidIf less than the desired number of slots,The base station isA slot number smaller than the desired slot number within a predetermined range is assigned to the next frame.
[0014]
Claim4In the invention described in the above, there is an empty slot in the next frame.SaidIf there are more slots than desired,The base station isA slot number larger than the desired slot number within a predetermined range is assigned to the next frame.
Claim5In the invention described in the above, when a new empty slot is generated during data transmission, the base station allocates a slot number larger than the number of slots used for the data transmission within a predetermined range.
[0015]
Claim6In the invention described in the above, the base station allocates a slot number smaller than the number of slots used for the data transmission within a predetermined range depending on the system or traffic conditions during the data transmission.
Claim3-6According to the invention described in (1), the slot allocation number can be dynamically changed according to a request or a communication situation, and the slot can be used efficiently. Here, “within the predetermined range” means, for example, a range of the maximum number of slots available for a certain communication and the minimum number of required slots, and details will be described in the embodiment.
[0017]
Claim7The service quality is classified into service classes, and the base station performs slot allocation according to the class rank.According to the seventh aspect of the present invention, the quality of data transmission can be changed according to the service class.
In the invention described in
[0018]
Claim9The invention described in 1 is a base station in a mobile communication system that performs communication using the TDD scheme.A base station notifying a mobile station of information including slot assignment information of the next frame using a control mini-slot in the one frame, assigning a slot of the next frame to the mobile station in one frame, The control mini-slot includes a mini-slot corresponding to each slot in one frame, and each mini-slot includes slot allocation information in the next frame and uplink / downlink / vacant state information of the slot corresponding to each mini-slot. The base station receives from the mobile station a slot allocation request including at least a desired slot number, a minimum slot number, a maximum slot number, and a service class. Based on the slot allocation request, the number of slots to be allocated is determined and used to transmit the slot allocation request. By using the mini slot corresponding to the slot notifies slot assignment information in the next frame to the mobile stationMeans to do.
[0019]
Claim10In the invention described in the above, the base station can select from the empty slots in the next frame.SaidMeans for allocating as many slots as desired.
Claim11The base station has means for allocating a slot number less than the desired slot number within a predetermined range to the next frame when the number of empty slots in the next frame is less than the desired slot number.
[0020]
Claim12The base station has means for allocating a slot number greater than the desired slot number within a predetermined range to the next frame when there are more empty slots in the next frame than the desired slot number.
Claim13The base station has means for allocating a slot number larger than the number of slots used for data transmission within a predetermined range when a new empty slot occurs during data transmission. .
[0021]
Claim14The base station has means for allocating the number of slots smaller than the number of slots used for data transmission within a predetermined range according to the system or traffic conditions during the data transmission.
[0022]
In the invention described in
Claim9-15According to the invention described in 1), it is possible to provide a base station suitable for use in the above slot allocation method.
[0023]
Claim16The invention described in (1) is a mobile station that communicates with the base station, wherein the first packet of data to be transmittedThe slot allocation request usingMeans for transmitting to the base station, and means for transmitting in the assigned slot notified in the control minislot.
According to the present invention, a mobile station suitable for communication with the base station can be provided.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention corresponding to TDMA / TDD will be described with reference to the drawings. First, the outline of each embodiment will be described, and then each embodiment will be described in detail.
In the first embodiment, the basic operation of the present invention will be described. In the second embodiment, a case will be described in which a slot is allocated by a QoS request according to a traffic situation at the time of accepting packet transmission. Here, as a priority order, it is assumed that the quality is preferentially lowered for
[0025]
In the fourth embodiment, a case will be described in which a slot is allocated by a QoS request according to a traffic situation at the time of accepting packet transmission. As a difference from the second embodiment, the second embodiment preferentially degrades the quality of
[0026]
In the fifth embodiment, a case will be described in which, when the number of available slots is increased or decreased during packet transmission, the number of slots to be allocated is changed according to a service class and a QoS request. As a difference from the third embodiment, the third embodiment preferentially lowers the quality of
[0027]
Example 1
The basic operation of the present invention corresponding to TDMA / TDD will be described below with reference to the drawings.
FIG. 2 is a slot configuration diagram of the first embodiment of the present invention. As shown in the figure, the
[0028]
In this embodiment, uplink / downlink is allocated without restriction. That is, it is allowed that there are a plurality of boundaries between uplink slots and downlink slots in one frame. In the example shown in FIG. 2, one frame includes 10 information slots, and there are three uplink / downbound boundaries between S1-S2, S3-S4 and S4-S5.
At the end of each frame, a
[0029]
Regarding the number of assigned slots, the base station determines the number of assigned slots according to the traffic congestion, and instructs the number of the slot to be accessed by the mobile station in the next frame. In the example of FIG. 2, the maximum number of assigned slot numbers is ten.
The leading
[0030]
Next, an example of the slot allocation method according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The part (a) in the figure shows the operation on the base station (BS) side, that is, the operation in the slot allocation circuit of the base station, and the part (b) shows the operation on the mobile station (MS) side. As shown in the figure,
[0031]
First, transmission from the base station to the mobile station, that is, downlink signal transmission will be described.
In frame 0, a
[0032]
Next, a case where transmission from a mobile station to a base station, that is, uplink signal transmission is performed will be described.
In frame 0, when
[0033]
In the example shown in FIG. 3, the mobile station starts transmission corresponding to the
[0034]
Then, the mobile station confirms from the contents of the
[0035]
Since the data length of
[0036]
The mobile station confirms that its own data has been received from the contents of the control mini-slot of
[0037]
FIG. 4 shows an operation flowchart of the mobile station. When a transmission request is issued from the mobile station (step 1), the control minislot at the end of the frame is received (step 2), and it is checked whether there is an empty slot in the next frame (step 3). If there is no empty slot in the next frame, it is checked whether it has timed out (step 4). If it is timed out, the transmission is terminated as incomplete, and if it is not timed out, the next frame is waited for reception of a minislot (step 5).
[0038]
On the other hand, if there is an empty slot in the next frame in
[0039]
If the transmission is successful in
FIG. 5 is a flowchart of the operation of the base station according to the first embodiment. When receiving the uplink head packet from the mobile station or when there is a downlink transmission request from the base station (step 21), if the number of available empty slots is equal to or greater than the desired slot, the number of desired slots is allocated (steps 22 and 23). If the number of available empty slots is less than the desired number of slots, it waits until the next frame (steps 22 and 24).
[0040]
When the slot is allocated, the mobile station is notified of the slot usage status U / D / I of the next frame, the reception confirmation PE, and the allocation slot number AL of the next frame in the control minislot (step 25). If there is a change in available resources during transmission and the number of available slots is equal to or greater than the desired number of slots (in the case of YES in
[0041]
Note that the steps 22 to 24 are referred to as a
FIG. 6 is a diagram showing the configuration of a mobile station according to an embodiment of the present invention. 71 is an encoding circuit, 72 is a transmission control circuit, 73 is a modulation circuit, 74 is a logic operation circuit, 76 is a decoding circuit, and 77 is A
[0042]
FIG. 7 is a diagram showing the configuration of a base station according to an embodiment of the present invention, in which 81 is a demodulation circuit, 82 is a signal separation circuit, 83 is a decoding circuit, 85 is a notification control circuit, 86 is a logic operation circuit, and 87. Represents a modulation circuit, 88 represents a signal multiplexing circuit, 89 represents an encoding circuit, and 90 represents a slot allocation circuit.
In this embodiment, operations of the mobile station and the base station will be described.
[0043]
When it becomes necessary for the mobile station to transmit an uplink message, processing such as error correction encoding is performed in the encoding circuit 71 in FIG. 6, and the transmission is input to the transmission control circuit 72 and waits for transmission. In the
[0044]
The data from the base station demodulated by the
The base station receives this burst signal and, as shown in FIG. 7, passes through the
[0045]
The notification control circuit 85 sets the usage status U / D / I, partial echo, and assigned slot number of each information slot. This notification signal is transmitted to the mobile station via the
In the mobile station, the broadcast information is input to the transmission control circuit 72 through the
[0046]
If the partial data do not match, the transmission is again waited for transmission from the first burst, and transmission is resumed after a random time delay or when U / D / I is I.
(Example 2)
In the second embodiment, a case will be described in which priorities are assigned to packet transmissions, and slots are allocated using QoS requests according to the traffic situation at the time of packet transmission acceptance.
[0047]
In this embodiment, the prioritization is performed in two stages, which are
In the present embodiment, channel (slot) allocation is performed for service class 1 (high class) users so as to guarantee the desired quality as much as possible, and for service class 2 (low class) users at best effort. Perform channel assignment.
[0048]
Further, in the case of packet transmission acceptance, the quality is preferentially lowered for
That is, as will be described later, when there are not enough available empty slots and the number of user slots is deleted and assigned to the packet transmission of a
[0049]
The slot configuration of the second embodiment is the same as that of the first embodiment and is shown in FIG. Further, the flowchart of the operation of the mobile station is the same as that of the first embodiment and is shown in FIG. FIG. 8 shows a flowchart of the operation of the base station in the second embodiment.
When the reception of packet transmission is accepted (step 41), the service class is checked (step 42). If the service class is 1, the process 3-1 shown in FIG. 9 is performed (step 43). If not 1, the process 3-2 shown in FIG. 10 is performed (step 44). The processing after step 43 or 44 is completed is the same as the processing from step 25 of the flowchart shown in FIG.
[0050]
Next, a channel allocation method for
[0051]
On the other hand, if the number of slots is insufficient to allocate with the desired number of slots (YES in step 53), the slots allocated more than the minimum number of slots in the transmission for
[0052]
If it is not enough to delete the number of slots from the
[0053]
In the above processing, the
Next, a channel allocation method for
[0054]
When there is a
[0055]
The configurations of the mobile station and the base station in the second embodiment are shown in FIGS. 6 and 7, respectively, as in the first embodiment.
(Example 3)
In this embodiment, a method of changing the number of slots according to a service class and a QoS request when the number of available slots increases or decreases during packet transmission will be described. Furthermore, in this embodiment, when the number of slots is deleted when the number of available slots decreases, the quality of
[0056]
The slot configuration of the third embodiment is the same as that of the first embodiment and is shown in FIG.
FIG. 11 shows a flowchart of the base station operation in the third embodiment. A process (referred to as sequence 4) when the available resource is changed during transmission will be described.
If there is a change in available resources (YES in step 81), it is checked whether or not the available resources have increased (step 82). If the resources have increased, the process of 4-1 shown in FIG. Step 83) If the number does not increase, the process 4-2 shown in FIG. 13 is performed (Step 84).
[0057]
Next, the processing when there is a newly released slot or when the system resources are increased, that is, the processing at
Check the
[0058]
If there are more slots available after the additional allocation of class 1 (YES in step 93), the number of slots less than the minimum number of slots in
[0059]
Next, the processing when the number of slots available during transmission decreases, that is, the processing in step 84 described above will be described with reference to the flowchart of FIG.
As shown in FIG. 13, slots are deleted in the following order. That is, when the number of usable slots is reduced by S (step 101), slots allocated more than the minimum number of
[0060]
The configurations of the mobile station and the base station in this embodiment are the same as those in the first embodiment and are shown in FIGS. 6 and 7, respectively.
Example 4
In the fourth embodiment, a case will be described in which priorities are assigned to packet transmissions, and slots are assigned by QoS requests according to traffic conditions at the time of packet transmission acceptance. As a difference from the second embodiment, in the second embodiment, the quality of the
[0061]
The slot configuration of the fourth embodiment is the same as that of the first embodiment and is shown in FIG. The flowchart of the mobile station operation is the same as that of the first embodiment and is shown in FIG. A flowchart of the base station operation is shown in FIG.
The change in the number of slots when there is a change in available resources follows the
[0062]
When the service class is 1, the process of 5-1 shown in FIG. 15 is performed (step 122), and when the service class is not 1, the process of 5-2 shown in FIG. 15 is performed (step 123).
Next, the above-described step 122, that is, the slot allocation operation in the base station for the
[0063]
If the number of available slots is smaller than the desired number of slots (in the case of NO at step 133), the slots are deleted and assigned to new users in the following order. That is, slots allocated more than the minimum number of slots of class 2 (steps 135 and 136), slots allocated more than the desired number of slots of class 1 (steps 137 and 138), and minimum number of slots of class 2 (steps) 139, 140) and slots allocated in excess of the minimum number of slots (steps 141, 142), the slots of other users are deleted and allocated to new users.
[0064]
The allocation operation for the
(Example 5)
In the fifth embodiment, a case will be described in which priority is given to packet transmission and the number of slots to be allocated is changed by a QoS request according to traffic conditions during packet transmission. As a difference from the third embodiment, in the third embodiment,
[0065]
The slot configuration of the fifth embodiment is the same as that of the first embodiment and is shown in FIG. The flowchart of the mobile station operation is the same as that in the first embodiment and is shown in FIG. The base station operation is shown in the flowchart of FIG.
The operation when the available resource is changed is shown in sequence 6 (
[0066]
As shown in FIG. 17, when the number of available slots decreases (step 161), the order of deleting slots is as follows. That is, slots allocated more than the minimum number of slots of class 2 (steps 162 to 164), slots allocated more than the desired number of slots of class 1 (steps 165 to 167), and minimum number of slots of class 2 (steps) 168 to 170), slots allocated more than the minimum slot number of class 1 (
[0067]
The configurations of the mobile station and the base station in the present embodiment are shown in FIGS. 6 and 7 as in the first embodiment.
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and applications can be made within the scope of the claims.
[0068]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to invert a plurality of times up and down as many times as required without dividing a slot into an uplink and a downlink as in the conventional TDD system. Assign a slot. Accordingly, it is possible to dynamically allocate slots according to the amount of up and down traffic, and to realize a slot allocation method that can efficiently accommodate asymmetric traffic.
[0069]
In addition, we classify service quality (QoS), provide as much guarantee as possible so that the desired quality of high-class users is fully satisfied, and provide best-effort services to the low class according to the available resources I will provide a. Therefore, it is possible to realize a slot allocation method that performs slot allocation according to the service class and margin, improves slot utilization efficiency and throughput, and provides maximum service quality.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram for explaining an uplink / downlink switching boundary (TDD boundary) of a TDD scheme in the prior art.
FIG. 2 is a diagram showing a slot configuration in an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram for explaining operations of a base station and a mobile station for slot allocation in
FIG. 4 is a diagram for explaining an operation flowchart of a mobile station in the first, second, third, fourth, and fifth embodiments of the present invention.
FIG. 5 is a flowchart of base station operation according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 shows a configuration of a mobile station.
FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of a base station.
FIG. 8 is a flowchart of base station operation in
FIG. 9 is a flowchart of slot allocation at the time of
FIG. 10 is a flowchart of slot allocation at the time of
FIG. 11 is a flowchart of base station operation in the third embodiment.
FIG. 12 is a flowchart of slot addition allocation for
FIG. 13 is a flowchart of changing the number of assigned slots when the available resources are reduced during transmission in the third embodiment.
14 is a flowchart of base station operation in
FIG. 15 is a flowchart of slot assignment at the time of accepting packet transmission of a
FIG. 16 is a flowchart of base station operation in the fifth embodiment.
FIG. 17 is a flowchart of changing the number of allocated slots when resources available during transmission are reduced in the fifth embodiment.
[Explanation of symbols]
11 Career
12 frames
13 Information slot
14 Control mini slot
16 Information slot occupancy U / D / I
17 Partial Echo PE of Information Slot
18 Assigned slot number AL
31 Upstream first packet
32 Packet length L in slot length
33 QoS request
34 Information bits
71 Coding circuit
72 Transmission control circuit
73 Modulation circuit
74 logic operation circuit
76 Decoding circuit
77 Signal separation circuit
78 Demodulator
81 Demodulator circuit
82 Signal separation circuit
83 Decoding circuit
85 Notification control circuit
86 logic operation circuit
87 Modulation circuit
88 signal multiple picture paths
89 Coding circuit
90 slot allocation circuit
Claims (16)
前記制御ミニスロットは、1フレーム中の各スロットに対応するミニスロットを含み、各ミニスロットは、次のフレームにおけるスロット割当て情報、及び各ミニスロットに対応するスロットの上り/下り/空きの状態情報を、基地局が移動局に対して通知するために用いられ、
前記移動局は、制御ミニスロットにより空きスロットを検知し、当該スロットを用いて、少なくとも希望スロット数、最小スロット数、最大スロット数及びサービスクラスを含むスロット割当て要求を前記基地局に送信し、
前記基地局は、前記スロット割当て要求に基づき、割当てるスロット数を決定し、スロット割当て要求の送信に用いられた当該スロットに対応するミニスロットを用いて次のフレームにおけるスロット割当て情報を前記移動局に通知することを特徴とするスロット割当て方法。 In a mobile communication system that performs communication using the TDD scheme, a base station assigns a slot of a next frame to a mobile station in one frame, and includes slot assignment information of the next frame using a control minislot in the one frame A slot allocation method for notifying a mobile station of information ,
The control mini-slot includes a mini-slot corresponding to each slot in one frame, and each mini-slot includes slot allocation information in the next frame and uplink / downlink / vacant state information of the slot corresponding to each mini-slot. Is used by the base station to notify the mobile station,
The mobile station detects an empty slot by a control mini-slot, and uses the slot to transmit a slot allocation request including at least a desired slot number, a minimum slot number, a maximum slot number, and a service class to the base station,
The base station determines the number of slots to be allocated based on the slot allocation request and uses the mini-slot corresponding to the slot used for transmission of the slot allocation request to transmit slot allocation information in the next frame to the mobile station. A slot allocation method characterized by notifying.
前記基地局が、所定の範囲内で該希望スロット数より少ないスロット数を次のフレームに割当てる請求項1に記載のスロット割当て方法。If the free slot in the next frame is smaller than the number of the desired slot,
The slot allocation method according to claim 1 , wherein the base station allocates a slot number less than the desired slot number to a next frame within a predetermined range.
前記基地局が、所定の範囲内で該希望スロット数より多いスロット数を次のフレームに割当てる請求項1に記載のスロット割当て方法。If the free slot in the next frame is larger than the number of the desired slot,
The slot allocation method according to claim 1 , wherein the base station allocates a slot number larger than the desired slot number within a predetermined range to a next frame.
前記基地局は、所定の範囲内で該データ伝送に使用されているスロット数よりも多いスロット数を割当てる請求項1に記載のスロット割当て方法。If a new empty slot occurs during data transmission,
The slot allocation method according to claim 1 , wherein the base station allocates a slot number larger than a slot number used for the data transmission within a predetermined range.
前記制御ミニスロットは、1フレーム中の各スロットに対応するミニスロットを含み、各ミニスロットは、次のフレームにおけるスロット割当て情報、及び各ミニスロットに対応するスロットの上り/下り/空きの状態情報を、基地局が移動局に対して通知するために用いられ、前記基地局は、
少なくとも希望スロット数、最小スロット数、最大スロット数及びサービスクラスを含むスロット割当て要求を前記移動局から受信し、当該スロット割当て要求に基づき、割当てるスロット数を決定し、スロット割当て要求の送信に用いられた当該スロットに対応す るミニスロットを用いて次のフレームにおけるスロット割当て情報を前記移動局に通知する手段を有することを特徴とする基地局。Base station der in a mobile communication system which performs communication in a TDD system is, allocates a slot in the next frame to the mobile station in one frame, the slot allocation information of the next frame by using the control mini-slot in the one frame A base station for notifying a mobile station of information including:
The control mini-slot includes a mini-slot corresponding to each slot in one frame, and each mini-slot includes slot allocation information in the next frame and uplink / downlink / vacant state information of the slot corresponding to each mini-slot. Is used by the base station to notify the mobile station, the base station
A slot allocation request including at least the desired number of slots, the minimum number of slots, the maximum number of slots and a service class is received from the mobile station, the number of slots to be allocated is determined based on the slot allocation request, and is used to transmit the slot allocation request. base stations in the slot with a mini slot the corresponding, characterized in that it comprises means for notifying the slot allocation information in the next frame to the mobile station has.
送信するデータの先頭パケットを用いて前記スロット割当て要求を前記基地局に送信する手段と、
前記制御ミニスロットにて通知された割当てスロットにて送信を行う手段とを有することを特徴とする移動局。A mobile station that communicates with the base station according to any one of claims 9 to 15 ,
Means for transmitting the slot allocation request to the base station using a leading packet of data to be transmitted;
Means for transmitting in the assigned slot notified in the control mini-slot.
Priority Applications (11)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP35664599A JP3710660B2 (en) | 1999-12-15 | 1999-12-15 | Slot allocation method in mobile communication, base station using the method, and mobile station |
SG200504033-2A SG148029A1 (en) | 1999-11-04 | 2000-10-31 | Method, base station and mobile station for timeslot selection and timeslot assignment |
SG200006274A SG114476A1 (en) | 1999-11-04 | 2000-10-31 | Method, base station and mobile station for timeslot selection and timeslot assignment |
EP00309699A EP1098542B1 (en) | 1999-11-04 | 2000-11-02 | Method, base station and mobile station for timeslot selection and timeslot assignment |
US09/703,719 US7620021B1 (en) | 1999-11-04 | 2000-11-02 | Method, base station and mobile station for timeslot selection and timeslot assignment |
DE60040377T DE60040377D1 (en) | 1999-11-04 | 2000-11-02 | Method, base station and mobile station for selection and allocation of time slots |
EP06010799A EP1720368A1 (en) | 1999-11-04 | 2000-11-02 | Method, base station and mobile station for dynamic timeslot assignment in a TDD mobile communication system |
CN00135991A CN1121797C (en) | 1999-11-04 | 2000-11-03 | Method for time-gap selection and distribution, base station and mobile station |
KR10-2000-0065165A KR100457156B1 (en) | 1999-11-04 | 2000-11-03 | Method, base station and mobile station for timeslot selection and timeslot assignment |
CNB031200192A CN100433583C (en) | 1999-11-04 | 2000-11-03 | Method for time slot selection and time slot distribution, base station and moving station |
US10/852,181 US7116983B2 (en) | 1999-11-04 | 2004-05-25 | Method, base station and mobile station for timeslot selection and timeslot assignment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP35664599A JP3710660B2 (en) | 1999-12-15 | 1999-12-15 | Slot allocation method in mobile communication, base station using the method, and mobile station |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001177865A JP2001177865A (en) | 2001-06-29 |
JP3710660B2 true JP3710660B2 (en) | 2005-10-26 |
Family
ID=18450068
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP35664599A Expired - Fee Related JP3710660B2 (en) | 1999-11-04 | 1999-12-15 | Slot allocation method in mobile communication, base station using the method, and mobile station |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3710660B2 (en) |
Families Citing this family (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3938853B2 (en) | 2001-07-17 | 2007-06-27 | 株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ | Time slot allocation method, signal transmission method, radio base station controller, radio base station, and mobile station in mobile communication system |
CN1251525C (en) | 2001-10-01 | 2006-04-12 | 株式会社Ntt都科摩 | Resources controlling method, mobile communication system, base station and mobile station |
CN1550082A (en) * | 2001-10-29 | 2004-11-24 | 株式会社鹰山 | Asymmetric transmission method utilizing TDMA-TDD mode wireless loop |
CN1589541B (en) * | 2001-11-17 | 2010-05-12 | 三星电子株式会社 | Signal measurement apparatus and method for handover in a mobile communication system |
CN1600036B (en) | 2001-12-06 | 2010-05-26 | 三星电子株式会社 | A method for providing service based on service quality and an accounting method in a mobile communication system |
KR100547852B1 (en) | 2002-01-09 | 2006-02-01 | 삼성전자주식회사 | Method for admitting call in mobile communication system |
KR100565896B1 (en) * | 2002-12-11 | 2006-03-31 | 한국전자통신연구원 | Apparatus and method for dynamic resource allocation in interactive satellite multimedia system |
JP2006060514A (en) * | 2004-08-20 | 2006-03-02 | Nec Corp | Base station device, and its temperature management method and program |
JP4506401B2 (en) * | 2004-10-14 | 2010-07-21 | 株式会社Kddi研究所 | Transmission / reception boundary control method in TDD communication and communication apparatus using the method |
JP2006313955A (en) * | 2005-05-06 | 2006-11-16 | Nissan Motor Co Ltd | Bus communication system and band assignment method for data transmission |
CN1905428B (en) * | 2005-07-25 | 2010-08-18 | 上海原动力通信科技有限公司 | Transmission method of TDD mobile communication system with low delay character |
KR100787969B1 (en) | 2006-10-25 | 2007-12-24 | 연세대학교 산학협력단 | Cellular communication system and the method for tdd transmission using network coding |
KR100816256B1 (en) | 2006-10-30 | 2008-03-21 | 에스케이 텔레콤주식회사 | Method and apparatus for allocating time-slot in time division duplex system |
US20090010180A1 (en) * | 2007-07-03 | 2009-01-08 | Qualcomm Incorporated | Methods and apparatus for resource provisioning and planning in a communication network |
US8204025B2 (en) * | 2007-11-09 | 2012-06-19 | Zte (Usa) Inc. | Flexible OFDM/OFDMA frame structure for communication systems |
WO2009067115A1 (en) * | 2007-11-21 | 2009-05-28 | Qualcomm Incorporated | Method and apparatus for timeslot swapping |
JP4852057B2 (en) * | 2008-02-18 | 2012-01-11 | 日本電信電話株式会社 | Wireless communication method, wireless communication system, and wireless station apparatus |
KR101851240B1 (en) * | 2011-05-23 | 2018-04-23 | 삼성전자 주식회사 | Method and apparatus for transmitting of dynamic time division duplex data region in wireless communication system |
EP2893666B8 (en) * | 2012-09-10 | 2019-09-11 | Telefonaktiebolaget LM Ericsson (publ) | Bandwidth assignment for multi-line tdd systems |
JP6272040B2 (en) * | 2014-01-15 | 2018-01-31 | 日本電信電話株式会社 | Node and scheduler |
JP2015233247A (en) * | 2014-06-10 | 2015-12-24 | 富士通株式会社 | Communication system and base station |
-
1999
- 1999-12-15 JP JP35664599A patent/JP3710660B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2001177865A (en) | 2001-06-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3710660B2 (en) | Slot allocation method in mobile communication, base station using the method, and mobile station | |
US7620021B1 (en) | Method, base station and mobile station for timeslot selection and timeslot assignment | |
JP3870977B2 (en) | Method and apparatus for improving the performance of packet communication systems | |
KR100491326B1 (en) | Radio resource control method | |
CN110996391B (en) | Resource allocation method and terminal | |
EP1626594B1 (en) | Method and apparatus for communicating in a wireless communication system | |
US8180360B2 (en) | Downlink traffic channel resource allocation method and data transmission method for multi-carrier HSDPA | |
KR100842646B1 (en) | System and method for uplink data transmission in a broadband wireless communication system | |
KR19990087617A (en) | Method and system for transmitting background noise data | |
KR101165120B1 (en) | Method for processing harq in a mobile communication system | |
US20050041623A1 (en) | Method and system for managing radio resources in a time-slotted communication system | |
KR19980033159A (en) | Underwater Laser Imaging Device | |
CN112702108B (en) | Method and device for controlling user equipment access | |
JP2010148021A (en) | Radio base station apparatus and wireless communication system | |
Li et al. | Voice/data channel access integration in TDMA digital cellular networks | |
EP1109365A1 (en) | Radio communication device and radio communication method | |
CN112261694A (en) | Method and device for reserving resources | |
Koh et al. | A wireless multiple access control protocol for voice-data integration | |
KR100304117B1 (en) | Media Access Control Method for Voice and Data Integration Service in Wireless Communication System | |
KR20000025923A (en) | Method for controlling radio packet reservation multiple access using plurality of channels for reservation use | |
Chen et al. | Wireless QoS architecture and resource management for CDMA packet access multimedia cellular radio | |
JP2002135834A (en) | Radio communication system, subscriber station, base station and radio access control method | |
Uehara et al. | Slot assignment scheme for integrated voice and data traffic in reservation-type packet radio networks |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040723 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040727 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040927 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050809 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050810 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080819 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090819 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090819 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100819 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110819 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110819 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120819 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120819 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130819 Year of fee payment: 8 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |