JP3774464B2

JP3774464B2 - 無線通信システムとその基地局装置

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Publication number: JP3774464B2
Application number: JP2004089226A
Authority: JP
Inventors: 克也農人; 朋子足立; 寿久鍋谷; 智哉旦代; 智鏑木
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2004-03-25
Filing date: 2004-03-25
Publication date: 2006-05-17
Anticipated expiration: 2024-03-25
Also published as: US7751824B2; JP2005277862A; US20050227698A1

Description

この発明は無線通信分野に関する。特に本発明は、タイムスロットシェアリング（ＴＳＳ）により複数の無線端末が共通の基地局装置と通信するシステムにおいて、スロット長を可変することによりＱｏＳ制御を実施するシステムに関する。この種のシステムには無線ＬＡＮ（Local Area Network）システムが有り、本発明はこのような無線通信システムに好適に利用し得る。

近年、IEEE 標準 802.11シリーズに準拠する無線ＬＡＮシステムに関する技術開発が盛んである。この標準には、無線リンクの状況に応じて伝送速度や変調方式を変化させることにより、通信品質を変動させつつも回線の維持を図る技術が盛り込まれている。この種の技術はマルチレート制御、またはリンクアダプテーションと称される。近年ではこれらにＱｏＳ（Quality of Service）の概念を組み合わせることが検討されている（非特許文献１を参照）。

これとは別の文献に、端末に無線リソースを割り当てる際にリンクアダプテーションとＱｏＳとを組み合わせる技術が開示されている（例えば、特許文献１を参照）。しかしながらこの文献では回線の設定後にリンクアダプテーションにより通信品質が劣化してＱｏＳが満たされなくなった場合が考慮されておらず、またＱｏＳを測る指標として送信データの優先度だけが考慮されるに留まる。

非特許文献１には、無線ＬＡＮにおいては送信データの優先度だけでなく最小伝送速度、最大遅延、通信停止時間などのパラメータに基づいて通信データ（トラヒック）のＱｏＳを評価することが既定されている。よって上記標準に準拠する無線通信システムにおいてリンクアダプテーションとＱｏＳとを組み合わせるには、通信品質の時間的変化とＱｏＳの種々のパラメータとを考慮したうえで無線帯域を管理する必要がある。
特開２００２-７８０１２号公報 IEEE Std 802.11e/D4.3 ,May 2003 Draft Supplement to STANDARD FOR Telecommunications and Information Exchange Between System - LAN/MAN Specific Requirements-Part 11: Wireless Medium Access Control (MAC) and Physical Layer(PHY) specifications : Medium Access Control (MAC) Enhancements for Quality of Service (QoS)

以上述べたようにリンクアダプテーション技術によれば、通信の継続中に通信品質が変動する可能性が有る。既存の無線通信システムではこのことが考慮されないため、通信中にリンクアダプテーションにより通信品質が劣化してＱｏＳが満たされなくなる虞が有る。またＱｏＳを計測するにあたり複数のパラメータを総合的に評価する必要があるが、この点までも考慮したシステムは知られていない。

本発明は上記事情によりなされたもので、その目的は、ＱｏＳとリンクアダプテーションとの双方の処理を効果的に共存させることができるようにし、これにより複数の端末間における無線帯域の利用効率の更なる向上を図った無線通信システムとその基地局装置を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明の一態様によれば、複数の無線端末が共通の基地局装置との間に個別に無線回線を形成して前記基地局装置と通信する無線通信システムにおいて、予め定められたパラメータに基づいて前記無線回線の占有帯域を前記複数の無線端末ごとに割り当てることにより前記無線回線ごとの通信品質を管理する品質管理手段と、無線区間における伝送路状態の変化に応じて前記複数の無線端末ごとの無線回線の伝送速度を制御して少なくとも一つの無線端末に対する無線回線を継続的に確保する回線確保手段と、この回線確保手段による制御の結果少なくとも一つの無線回線の伝送速度が変化した場合にトリガ情報を前記品質管理手段に与える速度変化検出手段とを具備し、前記品質管理手段は、前記トリガ情報が与えられた場合に、前記複数の無線端末のそれぞれに対する占有帯域の割り当て状態を更新することを特徴とする無線通信システムが提供される。

このような手段を講じることにより、品質管理手段によりＱｏＳ管理が実施され、回線確保手段によりいわゆるリンクアダプテーション処理が実施される。いずれかの無線端末が基地局装置との通信を開始するにあたり、ＱｏＳパラメータに基づいてデータの送信の可否が決定される。上記手段によればこれに加え、通信の継続中にリンクアダプテーションが作用して伝送速度が変化した場合にも、ＱｏＳ制御による占有帯域の割り当て状態が更新される。すなわち、新規データ通信の開始に加え、リンクアダプテーションにより伝送速度が変化したことをトリガとして、ＱｏＳによる通信帯域割当のスケジューリングが実施されるようになる。

従って無線回線の伝送速度が変化した場合にこれが放置されることが無くなり、伝送速度の変化に応じたＱｏＳ管理が的確に実施される。これによりＱｏＳとリンクアダプテーションとの双方の処理を効果的に共存させることが可能となり、複数の無線端末間において無線帯域の利用効率を更に向上させることが可能になる。

本発明によれば、ＱｏＳとリンクアダプテーションとの双方の処理を効果的に共存させることができるようになり、これにより複数の端末間における無線帯域の利用効率の更なる向上を図った無線通信システムとその基地局装置を提供することができる。

図１は、本発明に係わる無線通信システムの一実施の形態を示すシステム図である。このシステムはサーバＳＶ、基地局１００、および無線端末（以下、端末と表記する）１〜ｎを備える。サーバＳＶおよび基地局１００は有線ネットワーク（ＬＡＮ：Local Area Network）に接続される。端末１〜ｎは基地局１００に無線回線を介して接続される。各端末１〜ｎは、サーバＳＶから基地局１００を介して動画やＷＷＷ（World Wide Web）データなどのデータを取得する。

各端末１〜ｎは基地局１００を介して互いにデータを送受する。この通信モードをインフラストラクチャモードと称する。なお基地局１００を介さず端末１〜ｎ間でデータを直接的に授受する通信モードを、アドホックモードと称する。

図２は、図１のシステムにおける基地局１００と端末１〜ｎとの間でのデータ送受信手順の一例を示す図である。図２では端末数を３（ｎ＝３）とする。図２において基地局１００は、まず端末１宛てにポーリングメッセージを送出したのち端末１向けのデータをフレーム単位にバースト送信し、端末１から通信完了メッセージ（Ack）を受信する。次に基地局１００は、端末２宛てにポーリングメッセージを送出したのち端末２向けのデータをフレーム単位にバースト送信し、端末２から通信完了メッセージ（Ack）を受信する。次に基地局１００は、端末３宛てにポーリングメッセージを送出したのち端末３向けのデータをフレーム単位にバースト送信し、端末３から通信完了メッセージ（Ack）を受信する。

以上のシーケンスは周期的に実行される。すなわち端末３へのデータ送信が終了すると再び端末１へのデータ送信が開始される。各端末ごとのバースト送信期間は基地局１００から各端末に送信されるデータのＱｏＳパラメータにより、予め算出される。また、バースト送信の周期もＱｏＳのパラメータにより算出される。一方、リンクアダプテーションにより、無線伝送路の状態に応じて基地局１００と各端末１〜３との間の無線回線の伝送速度が可変制御される。

図３は、図１の基地局１００の一実施の形態を示す機能ブロック図である。図３において、各端末から送出される無線周波数信号（ＲＦ信号）はアンテナ１０１により捕捉され、ＲＦ部１０２で増幅されたのち分離器１０３を介して復調部１０４に送られる。復調部１０４はＲＦ信号を受信復調し、受信データをリンクアダプテーション制御部１０５に与える。なお受信データはＭＡＣ（Media Access Control）処理部（図示せず）などにも出力され、上位層レベルの処理に供される。

リンクアダプテーション制御部１０５は受信データの無線品質を判定するとともに、受信データの伝送速度を、記憶部１１２に記憶されるリンクアダプテーション管理テーブル１１２ａの内容に基づいて決定する。リンクアダプテーションにより通信中に伝送速度が変更された場合には、その旨がＱｏＳ管理部１０７と送信レート制御部１１０とに通知される。

伝送速度の変化を通知されると、ＱｏＳ管理部１０７はそのことをトリガとして、伝送速度の変化したデータのＱｏＳを調べる。その際、記憶部１１３に記憶されるＱｏＳ管理テーブル１１３ａの内容が参照される。そしてＱｏＳ管理部１０７は、データに設定されるＱｏＳを維持するために必要な帯域を再計算し、その結果を帯域管理部１０８に通知する。

帯域管理部１０８は、現時点で通信中の全てのデータの帯域とそのＱｏＳパラメータとを参照し、全てのデータにつき帯域の再割当を行う。これにより少なくとも一部、あるいは全ての伝送データの帯域が更新される。また、新たな送信データ要求が上位層から与えられた場合にも、帯域管理部１０８は要求された送信データのＱｏＳを加味して全データの無線帯域を再計算して、データごとに無線帯域を割り当てる。再割り当てされた無線帯域の情報はキューイング処理部１０９に通知され、無線帯域の管理に供される。

図４はリンクアダプテーション管理テーブル１１２ａの一例を示す図である。このテーブルはIEEE 標準 802.11シリーズにおいて開示されている。このテーブルは、伝送速度（Data rate）に変調方式（Modulation）と符号化率（Coding rate）とを対応付けてテーブル化したものであり、リンクアダプテーションにより伝送速度を切り替えるために用いられる。基地局１００および端末１〜３はこのテーブルを参照し、現時点での無線伝送路の状態に最も適した伝送速度を選択する。無線伝送路の状態が良くなればなるほど伝送速度の数値を大きくすることができる。逆の場合には変調方式を多重度の少ないものに変更したり、符号化率を下げたりして伝送速度を減少させるようにする。

図５はＱｏＳ管理テーブル１１３ａの一例を示す図である。このテーブルは、データ種別を各端末ごとに対応付けたテーブルであり、各データ種別には例えばユーザプライオリティ〜遅延時間なる５つの項目が設定される。各項目にはＱｏＳパラメータが数値により設定される。例えばデータ１として音声データ、データ２として電子メールデータを挙げるとすれば、データ１のユーザプライオリティはデータ２のそれよりも高く設定される。遅延時間の許容値は、データ２に比べデータ１のほうが短く設定されることとなる。このテーブルを参照することにより、ＱｏＳ管理部１０７によるＱｏＳ管理が実施される。次に、上記構成における動作を説明する。

図６は、図３の基地局１００と各端末１〜３との間でのメッセージの流れを示すシーケンス図である。図６においては端末２，３および基地局１００を主体として説明する。図６において、端末２と基地局１００との間で無線通信が既に実施されているとする。この状態から端末３において基地局１００との通信要求が生じると、端末３は基地局１００に無線帯域の割り当てを要求する（ステップＳ１）。その際、端末３は送信すべきデータのＱｏＳに応じたＱｏＳパラメータを基地局１００に送信する。

基地局１００は、この無線帯域要求に応じて帯域を割り当てることが可能か否かを計算する（ステップＳ２）。すなわち基地局１００は、現時点で通信中の端末により占有されている無線帯域と、端末３により要求された帯域とに基づき、端末３のポーリングスケジュールを計算する。その結果、端末３に帯域を割り当てることが可能であれば、基地局１００は帯域割当メッセージにより計算の結果を端末３に通知する（ステップＳ３）。

次に、基地局１００は通信中の端末２にポーリングを行う（ステップＳ４）。これに応じて端末２は基地局１００に向けデータを送信する（ステップＳ５）。その後基地局１００は、新たに帯域を割り当てた端末３に対してポーリングする（ステップＳ６）。これに応じて端末３は基地局１００に向けデータを送信する（ステップＳ７）。

このような手順で端末２，３と基地局１００との通信が継続されているとき、無線伝送路の状態が変化するとリンクアダプテーション処理が実施され、端末ごとの送信伝送速度が変更される（ステップＳ８）。基地局１００は、例えば端末３から送出された送信データからその伝送速度が変更されたことを検出（ステップＳ９）すると、そのことをトリガとして各端末に割り当てるべき無線帯域を再計算する（ステップＳ１０）。すなわち基地局１００は、伝送速度の変更の通知を受信したことを契機として各端末に対するポーリングスケジュールを再計算し、その後は再計算されたスケジュールに従ってポーリングを行う（ステップＳ１１）。次に、図７を参照して伝送速度の検出の手法につき詳しく説明する。

図７は、基地局１００と各端末１〜３との間で授受されるデータフレームの一例を示す図である。このデータフレーム構造を用いて、基地局１００は、リンクアダプテーションによる伝送速度の変化を検出する。図７のフレームには、プリアンブル（PLCP Preamble）フィールドと、PLCPヘッダ（PLCP Header）フィールドと、データ（DATA）フィールドとが設けられている。このうちプリアンブルおよびPLCPヘッダは、リンクアダプテーションとは無関係に常に一定の伝送速度で送信される。よってリンクアダプテーションにより伝送速度、変調方式および符号化率が可変されるフィールドは、PLCPヘッダに後続するデータフィールドのみとなる。

基地局１００はまずPLCPヘッダを一定の伝送速度で受信し、ヘッダ中のRATEフィールドの情報を解読することにより、続くデータ部分の伝送速度、変調方式、および符号化率を識別する。そして識別の結果、伝送速度が変更されていれば、ポーリング再計算のトリガを生成するとともに復調方式を変更する。なお復調方式の変更のタイミングは、データフィールド直前のSERVICEフィールドに同期させるのが好ましい。また、各端末１〜３においても図７のデータフレーム構造を用いて伝送速度の変化を検出することができる。

このように本実施形態では、複数の端末１〜ｎが共通の基地局１００と無線伝送路を介して情報を通信する無線通信システムにおいて、基地局１００にＱｏＳ管理部１０７を設ける。またリンクアダプテーション制御部１０５により、伝送速度の変更が検出された場合にはその旨をＱｏＳ管理部１０７に通知する。そして、ＱｏＳ管理部１０７による各端末１〜ｎへの帯域割当のスケジューリング、および再スケジューリングを、リンクアダプテーションにより伝送速度が変更されたことをトリガとして実施するようにしている。

このようにしたので、各端末に対する帯域割当を、無線状況の変化に応じて正確かつ動的に実施することが可能となる。このことからＱｏＳとリンクアダプテーションとの双方の処理を効果的に共存させることが可能になり、従って複数の端末間における無線帯域の利用効率を向上させることができるようになる。

［第２の実施の形態］
図８は、基地局１００と端末１〜ｎとの間でのデータ送受信手順の初期状態の一例を示す図である。図８に示すように端末１〜３は基地局１００から等間隔でポーリングされ、各端末における送受信データの品質はＱｏＳパラメータ（図５）を満足しているとする。この状態から端末２と基地局１００間との無線チャネルの品質が劣化すると、リンクアダプテーションにより端末２と基地局１００間との伝送速度が例えば半減される。そうすると、通常ではＱｏＳパラメータの最小データレートを満たすための処理が作用し、端末２への送信割り当て期間を２倍とすべくポーリング間隔が拡大される（図９）。

図９は、図８の状態から端末２の送信割り当て期間が拡大された状態を示す図である。このような状態では端末１と端末３のそれぞれの送信割り当て期間が縮小されるため、端末１および端末３のＱｏＳパラメータである最小サービス期間を満足することができなくなり、端末１，３のポーリングが停止される場合がある。そこで第２の実施形態では、端末１，３のポーリングを停止せず、端末２のポーリングを停止し、端末１，３のデータ送信を継続させるようにする。

図１０は、図９の状態から端末２のポーリングを停止した状態を示す図である。このように、伝送路状況の変化によりＱｏＳパラメータを満足できなくなった端末の通信を盲目的に切断するのではなく、減少した通信帯域を適応的に管理することにより、切断される端末の数を減らし、ＱｏＳを保障可能な端末の数をより多くすることができるようになる。すなわちリンクアダプテーションにより利用可能な無線帯域が少なくなった場合、ＱｏＳを保障できる端末数が多くなるように帯域管理を行うことにより、切断される端末の数を最小限に抑えてユーザに対するサービス品質の向上を促すことが可能になる。

［第３の実施の形態］
図８の状態から端末２と基地局１００間との無線チャネルの品質が劣化し、図９に示すように端末２への送信割り当て期間が２倍に拡大されたとする。ところが送信期間を２倍にしてもＱｏＳの最小データレートを満たすことができない場合には、第３の実施形態では、端末２のポーリングを強制的に停止するようにする。

既存の技術ではデータ送信を開始する無線端末が新規に生じた場合にのみ、ＱｏＳパラメータに基づきデータの送信の可否を決定するようにしていた。本実施形態ではこれに加えてリンクアダプテーションの情報を参照し、ＱｏＳを保障できなくなった無線回線を通信中においても切断するようにする。このようにすることによっても、ＱｏＳを保障可能な端末数を多くすることができ、回線切断率を減少させてユーザに対するサービス品質を向上させることができる。

［第４の実施の形態］
図１１は、図１のシステムにおける基地局１００と端末１〜ｎとの間でのデータ送受信手順の初期状態の他の例を示す図である。図１１においては、基地局１００は周期的なbeaconの送信により必要な情報を全ての端末に同報的に送信しているとする。BeaconとBeaconと間はポーリング期間と競合期間とに分割され、基地局１００はポーリング期間において端末を周期的にポーリングし、各端末１〜３に順に送信権を与える。競合期間においては各端末１〜３は基地局１００ランダムアクセスし、送信権を自ら取得する。

このような状態から端末２と基地局１００間との無線チャネルの品質が劣化すると、リンクアダプテーションにより端末２と基地局１００間との伝送速度が例えば半減される。そうすると、通常ではＱｏＳパラメータの最小データレートを満たすための処理が作用し、端末２への送信割り当て期間を２倍とすべくポーリング間隔が拡大されることになる。

このような状態では端末１と端末３のそれぞれの送信割り当て期間が縮小され、端末１，３のポーリングが停止される場合がある。そこで第４の実施形態においても、端末２のポーリングを停止することにより端末１，３のデータ送信が継続されるようにする。このようにbeacon送信を伴う通信手順に対しても本発明を適用することができ、ＱｏＳを保障可能な端末数を多くして回線切断率を減少させ、ユーザに対するサービス品質を向上させることができる。

［第５の実施の形態］
第４の実施形態において、端末２への送信割り当て期間を２倍とすべくポーリング間隔が拡大される事態が生じたとする。そうすると、全ての無線端末１〜３へのポーリングをポーリング期間内に完了することができなくなる場合がある。

そこで第５の実施形態では、図５に示す各端末の送信データのＱｏＳパラメータのユーザプライオリティを参照し、優先度の高い順に各端末１〜３への帯域の割り当て状態を更新するようにする。ユーザプライオリティは端末１、端末２、端末３の順とし、端末３のユーザプライオリティが最も低いとすると、例えば図１２に示すような帯域割り当て状態が実現される。

図１２は、図１１の状態から基地局１００と端末１〜ｎとの間での帯域割り当て状態が更新された状態の一例を示す図である。図１２においては、無線端末１および２に無線帯域が割り当てられ、端末３は排除される。このように第５の実施形態では、利用可能な無線帯域がリンクアダプテーションにより減少した場合、ユーザプライオリティに基づいて無線帯域の割り当て状態を更新するようにしている。これによりＱｏＳを保障できる端末の数をより多く確保することができ、切断率を減少させてユーザに対するサービス品質を向上させることができる。

［第６の実施の形態］
図８の状態から端末２と基地局１００間との無線チャネルの品質が劣化し、図９に示すように端末２への送信割り当て期間が２倍に拡大されたとする。これにより端末２のＱｏＳの最小データレートを満たすことができたとしても、端末１〜３のポーリング間隔が長くなる結果、このポーリング間隔がＱｏＳパラメータで指定される遅延時間よも長くなる場合が生じる。このような場合、第６の実施形態では端末２のポーリングを強制的に停止するようにする。

このようにリンクアダプテーションの情報を参照し、ＱｏＳを保障できなくなった無線回線を通信中においても切断することで、無駄な無線帯域を消費することなく、無線帯域の利用効率を向上させることができる。従ってＱｏＳを保障可能な端末数をより多く確保することができ、回線切断率を減少させてユーザに対するサービス品質を向上させることができる。

［第７の実施の形態］
図３の基地局１００の機能ブロック図において、いずれかの端末からの新規の帯域割当要求が受信されると、その旨が装置内パス１０６を介して上位層に通知される。上位層は端末からのメッセージを解釈して帯域要求であると判定すると、帯域管理部１０８に新規帯域を割り当てられるか問い合わせる。

帯域管理部１０８はＱｏＳ管理部１０７から必要な情報を取得し、各端末１〜３の現時点における無線帯域を総計する。さらに帯域管理部１０８は、総計の結果と新規帯域要求とを加味して、新規に帯域を割り当てた状態においても全ての端末１〜３のＱｏＳを満たすことが可能な否かを計算する。その際、リンクアダプテーションによる最適な伝送速度は不明であることになる。

そこで本実施形態では、新規の端末への割り当て帯域の計算時において、予め決められた伝送速度をデフォルト値として用いるようにする。このように第７の実施形態では、リンクアダプテーションの情報を参照して利用可能な無線帯域を計算し、新規データに帯域を割り当てるか否かを判断する、いわゆるアドミッションコントロールを行うようにする。これにより、無線帯域の管理をより正確に実施することが可能となり、無線帯域の利用効率を向上させることができる。

［第８の実施の形態］
第７の実施形態においては、新規の端末への割り当て帯域の計算時に、伝送速度のデフォルト値を用いた。第８の実施形態ではこれに代えて、既に通信中の端末の伝送速度の平均値を用いるようにしても良い。このような手法によっても無線帯域の管理をより正確に実施することが可能となり、無線帯域の利用効率を向上させることができる。

［第９の実施の形態］
図８の状態から端末２と基地局１００間との無線チャネルの品質が劣化し、図９に示すように端末２への送信割り当て期間が２倍に拡大されたとする。ここで、端末２のデータ１のＱｏＳパラメータ（図５）には、通信停止時間と最小データレートとが指定されているとする。この状態から帯域割り当て状態が図９のように更新されると、各端末のＱｏＳが満たされなくなるとする。

この場合、端末２のＱｏＳパラメータには通信停止時間が指定されているので、その時間が経過するまでの期間データ送信を停止できる。このことに着目して本実施形態では、通信停止時間が経過するまでは端末２のデータの送信を停止する。そして、端末２と基地局１００間の伝送速度が速くなったり、他の端末の伝送速度が速くなるなどして、ＱｏＳを満たした状態で端末２の送信が可能となれば、データ送信を再開する。また、端末２のデータ停止期間がＱｏＳパラメータで指定されている通信停止時間より長くなった場合には、端末２の無線帯域の割当を開放するようにする。

このようにすることで、通信停止時間といったリンクアダプテーション情報を有効に活用し、無線回線でＱｏＳを保障できなくなった通信を切断することで無線帯域を無駄に消費することを防止でき、従って無線帯域の利用効率を向上させることができる。

［第１０の実施の形態］
図９のように端末１〜３が基地局１００からポーリングされデータを送信しているとき、端末２の伝送速度を速くすることが可能な無線状況になったとする。このとき、リンクアダプテーションにより端末２の伝送速度を速くし、端末２に割り当てる時間を短くすることで空きの無線帯域を生成することが可能である。

しかしながら第１０の実施形態では、現時点で全ての端末のＱｏＳが満たされている場合には、端末２の伝送速度を現状のままとするようにする。これにより、未来において端末２と基地局１００と間の無線状況が劣化した場合の対応が迅速に可能になる。すなわち本実施形態では、ＱｏＳを満たす最低限の伝送速度で通信を継続するようにしているため、無線通信の品質の変化に左右され難い、ロバストな通信環境を実現することができる。

なお本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

本発明に係わる無線通信システムの一実施の形態を示すシステム図。図１のシステムにおける基地局１００と端末１〜ｎとの間でのデータ送受信手順の一例を示す図。図１の基地局１００の一実施の形態を示す機能ブロック図。図３のリンクアダプテーション管理テーブル１１２ａの一例を示す図。図３のＱｏＳ管理テーブル１１３ａの一例を示す図。図３の基地局１００と各端末１〜３との間でのメッセージの流れを示すシーケンス図。基地局１００と各端末１〜３との間で授受されるデータフレームの一例を示す図。図１のシステムにおける基地局１００と端末１〜ｎとの間でのデータ送受信手順の初期状態の一例を示す図。図８の状態から端末２の送信割り当て期間が拡大された状態を示す図。図９の状態から端末２のポーリングを停止した状態を示す図。図１のシステムにおける基地局１００と端末１〜ｎとの間でのデータ送受信手順の初期状態の他の例を示す図。図１１の状態から基地局１００と端末１〜ｎとの間での帯域割り当て状態が更新された状態の一例を示す図。

符号の説明

ＳＶ…サーバ、１〜ｎ…無線端末、１００…基地局、１０１…アンテナ、１０２…ＲＦ部、１０３…分離器、１０４…復調部、１０５…リンクアダプテーション制御部、１０６…装置内パス、１０７…ＱｏＳ管理部、１０８…帯域管理部、１０９…キューイング処理部、１１０…送信レート制御部、１１２…記憶部、１１２ａ…リンクアダプテーション管理テーブル、１１３…記憶部、１１３ａ…ＱｏＳ管理テーブル

Claims

複数の無線端末が共通の基地局装置との間に個別に無線回線を形成して前記基地局装置と通信する無線通信システムにおいて、
予め定められたパラメータに基づいて前記無線回線の占有帯域を前記複数の無線端末ごとに割り当てることにより前記無線回線ごとの通信品質を管理する品質管理手段と、
無線区間における伝送路状態の変化に応じて前記複数の無線端末ごとの無線回線の伝送速度を制御して少なくとも一つの無線端末に対する無線回線を継続的に確保する回線確保手段と、
この回線確保手段による制御の結果少なくとも一つの無線回線の伝送速度が変化した場合にトリガ情報を前記品質管理手段に与える速度変化検出手段とを具備し、
前記品質管理手段は、前記トリガ情報が与えられた場合に、前記複数の無線端末のそれぞれに対する占有帯域の割り当て状態を更新することを特徴とする無線通信システム。
前記品質管理手段は、前記無線回線ごとの通信品質を最小伝送速度に基づいて管理し、前記トリガ情報が与えられた場合に前記最小伝送速度より低い伝送速度の無線回線が生じる場合にはこの無線回線を切断することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
前記品質管理手段は、前記無線回線の切断後に前記トリガ情報が与えられた場合に前記切断された無線回線の伝送速度を前記最小伝送速度以上に回復させることが可能であれば、この無線回線を再接続することを特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。
前記品質管理手段は、前記無線回線ごとの通信品質を最小伝送速度および通信断時間に基づいて管理し、前記無線回線の切断期間が前記通信断時間を超えない場合に前記無線回線を再接続することを特徴とする請求項３に記載の無線通信システム。
前記回線確保手段は、前記伝送路状態の変化により前記通信品質が前記パラメータに基づく許容値よりも低下する無線回線が生じる場合に、前記複数の無線端末ごとの無線回線の伝送速度を制御することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
前記品質管理手段は、通信タイムスロットの長さを前記複数の無線端末ごとに割り当てることにより前記無線回線ごとの通信品質を管理し、前記トリガ情報が与えられた場合に前記複数の無線端末のそれぞれに対する通信タイムスロット長の割り当て状態を更新し、
前記回線確保手段は、前記品質管理手段により通信タイムスロット長を延長すべき無線回線が生じる場合に他の無線回線の通信品質が逼迫する場合には、当該通信タイムスロット長を延長すべき無線回線を切断することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
前記回線確保手段は、前記通信品質の逼迫する無線回線の数が規定数を超える場合に前記通信タイムスロット長を延長すべき無線回線を切断することを特徴とする請求項６に記載の無線通信システム。
前記品質管理手段は、前記複数の無線端末ごとに予め割り当てられる優先度に応じて前記通信タイムスロットの長さを当該複数の無線端末ごとに割り当て、
前記回線確保手段は、前記品質管理手段により通信タイムスロット長を延長すべき無線回線が生じる場合に他の無線回線の通信品質が逼迫する場合には、前記優先度が最低の無線端末から順に前記無線回線を切断することを特徴とする請求項６に記載の無線通信システム。
複数の無線端末を備える無線通信システムに用いられ、前記複数の無線端末との間に個別に無線回線を形成して通信する基地局装置において、
予め定められたパラメータに基づいて前記無線回線の占有帯域を前記複数の無線端末ごとに割り当てることにより前記無線回線ごとの通信品質を管理する品質管理手段と、
無線区間における伝送路状態の変化に応じて前記複数の無線端末ごとの無線回線の伝送速度を制御して少なくとも一つの無線端末に対する無線回線を継続的に確保する回線確保手段と、
この回線確保手段による制御の結果少なくとも一つの無線回線の伝送速度が変化した場合にトリガ情報を前記品質管理手段に与える速度変化検出手段とを具備し、
前記品質管理手段は、前記トリガ情報が与えられた場合に、前記複数の無線端末のそれぞれに対する占有帯域の割り当て状態を更新することを特徴とする基地局装置。