JP4536706B2 - Bandwidth allocation method - Google Patents
Bandwidth allocation method Download PDFInfo
- Publication number
- JP4536706B2 JP4536706B2 JP2006314367A JP2006314367A JP4536706B2 JP 4536706 B2 JP4536706 B2 JP 4536706B2 JP 2006314367 A JP2006314367 A JP 2006314367A JP 2006314367 A JP2006314367 A JP 2006314367A JP 4536706 B2 JP4536706 B2 JP 4536706B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- allocation
- bandwidth
- channel
- band
- value
- 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
Description
本発明は、無線通信システムにおける帯域割当方法の技術に関する。 The present invention relates to a technique of a bandwidth allocation method in a wireless communication system.
近年、設備制御、交通、流通、環境保全、飲食産業、農業、地震モニタリング、医療福祉などを中心とした分野において、無線タグ、Bluetooth(登録商法)、ZigBee(登録商法)等の短距離の無線通信システムによるユビキタスネットワークが普及し始めている。
また、今後、アプリケーションやサービスの開発に伴い、ネットワークの利用ユーザ数の増加が期待されている。そこで、様々なアプリケーションやサービスをより多くのユーザに提供し、サービスエリアを広域化できる広域ユビキタスネットワークが注目されている。
In recent years, wireless tags, Bluetooth (Registered Commercial Code), ZigBee (Registered Commercial Code), etc., short-range wireless in fields centering on equipment control, transportation, distribution, environmental conservation, food and beverage industry, agriculture, earthquake monitoring, medical welfare, etc. Ubiquitous networks using communication systems are beginning to spread.
In the future, with the development of applications and services, the number of network users is expected to increase. Thus, a wide area ubiquitous network that can provide various applications and services to a larger number of users and expand the service area has attracted attention.
このような状況において、本発明が対象とするネットワークは、固定ネットワークに接続された基地局と、広域に点在する多数の無線端末とから構成され、無線端末は基地局に直接収容されている。
また、このようなネットワーク内の無線端末は、バッテリ駆動であり、データの測定と、測定したデータの送信等の最小限の機能しか有していない低消費電力・低機能の端末である。このような無線端末から基地局へのトラヒックは、(1)データ量が少ない、(2)送信間隔が比較的長い、(3)データ発生が周期的である、という特徴を有する。
In such a situation, the network targeted by the present invention is composed of base stations connected to a fixed network and a large number of wireless terminals scattered in a wide area, and the wireless terminals are directly accommodated in the base stations. .
In addition, the wireless terminal in such a network is a battery-powered terminal having a low power consumption and a low function having only minimum functions such as data measurement and transmission of the measured data. Such traffic from a wireless terminal to a base station is characterized by (1) a small amount of data, (2) a relatively long transmission interval, and (3) periodic data generation.
そして、このような無線端末が一つの基地局の配下に多数存在することから、そのトラヒック特性としては、アップリンクの周期性トラヒックが多く存在し、全体のトラヒック量は増大する傾向にある。
さらに、ネットワークでは、できるだけ多くの無線端末からのデータを収集するために、一台の基地局にできるだけ多くの無線端末を収容する必要がある。
従って、これらのネットワークでは、一台の基地局で多数の低機能な無線端末を効率良く収容しつつ、高スループットであり、低伝送遅延時間を実現できるMACプロトコルが要求される。
Since a large number of such wireless terminals exist under one base station, the traffic characteristics include a lot of uplink periodic traffic, and the total traffic tends to increase.
Further, in the network, in order to collect data from as many wireless terminals as possible, it is necessary to accommodate as many wireless terminals as possible in one base station.
Therefore, in these networks, a MAC protocol capable of realizing a high throughput and a low transmission delay time while efficiently accommodating a large number of low function wireless terminals in one base station is required.
この要求条件を満たすMACプロトコルとしては、リソース利用効率が高い集中制御方法の一つである動的スロット割当(DSA:Dynamic Slot Assignment)方法が用いられている。この方法では、アクセス方式としてTDMA−TDD(Time Division Multiple Access−Time Division Duplex)を用いている。
この方法は、基地局が無線端末からの要求に応じたスロット(帯域)を動的に割り当てるものである。
As a MAC protocol that satisfies this requirement, a dynamic slot assignment (DSA) method, which is one of centralized control methods with high resource utilization efficiency, is used. In this method, TDMA-TDD (Time Division Multiple Access-Time Division Duplex) is used as an access method.
In this method, a base station dynamically allocates slots (bandwidths) according to a request from a wireless terminal.
図10に、MACフレーム構成の一例を示す。MACフレームは、上りリンクと下りリンクの2つに分割されており、下りリンクは報知区間とデマンドアサイン区間とで構成され、上りリンクはデマンドアサイン区間とランダムアクセス区間とで構成されている。 FIG. 10 shows an example of the MAC frame configuration. The MAC frame is divided into an uplink and a downlink, the downlink is composed of a broadcast section and a demand assignment section, and the uplink is composed of a demand assignment section and a random access section.
また、データや制御情報を送受信するために、各区間には、BCH(Broadcast CHannel:ブロードキャストチャネル)、FCH(Frame CHannel:フレームチャネル)、ACH(Access feedback CHannel:アクセスフィードバックチャネル)、SCH(Short transport CHannel:短伝送チャネル)、LCH(Long transport CHannel:長伝送チャネル)、RCH(Random CHannel:ランダムチャネル)のチャネルが使用されている。 Also, in order to transmit and receive data and control information, each section includes a BCH (Broadcast Channel), an FCH (Frame Channel), an ACH (Access feedback channel), and an SCH (Short transport port). Channels of Channel: short transmission channel), LCH (Long Transport Channel), and RCH (Random Channel) are used.
BCHは、無線端末に基地局の属性の情報(基地局ID、フレーム番号等)を報知するために用いられ、FCHは、無線端末単位でスロット割当を行うデマンドアサイン区間のスロット割当情報(割当を行った無線端末、割当開始位置、割当チャネル種別、割当チャネル数等)を通知するために用いられ、ACHは、アクセス情報(前フレームのランダムアクセス結果)を通知するために用いられる。 The BCH is used to notify the radio terminal of base station attribute information (base station ID, frame number, etc.), and the FCH is the slot assignment information (assignment) of the demand assignment section in which slot assignment is performed on a radio terminal basis. The ACH is used to notify access information (result of random access in the previous frame).
SCHは、固定長であり、帯域要求(Resource Request:RREQ)やARQ(Automatic Repeat Request)等の無線端末毎の制御情報を、送受信するために使用される。LCHは、固定長であり、ユーザデータを送受信するために使用される。RCHは、ランダムアクセスのための固定長チャネルであり、無線端末が上記RREQを送信するために使用される。 The SCH has a fixed length, and is used to transmit and receive control information for each wireless terminal such as a bandwidth request (Resource Request: RREQ) and an ARQ (Automatic Repeat Request). The LCH has a fixed length and is used for transmitting and receiving user data. The RCH is a fixed-length channel for random access, and is used for a wireless terminal to transmit the RREQ.
また、アップリンクの周期性トラヒックを効率良くする方法として、基地局が無線端末のトラヒックの周期性に基づき、一定帯域を周期的に割り当てる方法がある。
これは、図11に示すように、通信を開始する前に、無線端末と基地局の上位レイヤ間でのメッセージ情報の交換を行うことで、割当周期、割当チャネル、割当帯域(チャネル数)等の割当情報を、無線端末と基地局との間でネゴシエーションし、決定する。基地局では、決定した割当情報に基づき、割当周期毎に割当を実施する。
具体的には、該当する無線端末に対して、割当周期毎に、FCH中で割当開始位置、割当チャネル、割当帯域を示す情報を送信することで、一定帯域の周期割当を実現する。
Further, as a method for improving uplink periodic traffic efficiently, there is a method in which a base station periodically allocates a fixed band based on the periodicity of traffic of a wireless terminal.
As shown in FIG. 11, by exchanging message information between the upper layer of the wireless terminal and the base station before starting communication, the allocation period, allocated channel, allocated band (number of channels), etc. Is determined by negotiating between the wireless terminal and the base station. In the base station, allocation is performed for each allocation period based on the determined allocation information.
Specifically, periodic allocation of a fixed band is realized by transmitting information indicating an allocation start position, an allocation channel, and an allocation band in the FCH to the corresponding wireless terminal for each allocation period.
このとき、割当チャネルは、データ送信用のLCHと帯域要求用のSCHであり、チャネル毎に帯域(チャネル数)が割り当てられる。なお、割当情報を変更する場合は、通信開始前と同様に、上位レイヤ間でのメッセージ情報の交換によるネゴシエーションを行う。
このような従来技術として、非特許文献1が知られている。
Non-patent
上記一定帯域を周期的に割り当てる従来方法では、無線端末からの送信データ量が変動するトラヒックを収容する場合、ネゴシエーションで決定した帯域情報に基づいてデータ送信用のLCH帯域と帯域要求用のSCH帯域を各々確保することになる。
しかしながら、トラヒック量がLCHの割当帯域よりも大きい場合には、LCH割当帯域だけでは送信できず、余剰トラヒックに対して帯域要求をSCH帯域により送信し、データ送信用の帯域割当を待つ必要があることから伝送特性が劣化するという問題がある。
In the conventional method for periodically allocating the fixed band, when accommodating traffic in which the amount of transmission data from the wireless terminal varies, the LCH band for data transmission and the SCH band for band request based on the band information determined by negotiation Each will be secured.
However, when the traffic volume is larger than the LCH allocated band, it is not possible to transmit only with the LCH allocated band, and it is necessary to transmit a band request for the surplus traffic using the SCH band and wait for data transmission band allocation. Therefore, there is a problem that transmission characteristics deteriorate.
一方、トラヒック量がLCHの割当帯域よりも小さい場合、過剰なLCH帯域に加え、不要な帯域要求用のSCH帯域が割り当てられていることから、無線リソースの利用効率が劣化するという問題がある。
以上のように、従来技術による帯域制御方法では、無線端末からの送信データ量が変動する場合に、高いスループットが得られないという問題がある。
On the other hand, when the traffic volume is smaller than the allocated bandwidth of LCH, there is a problem that the use efficiency of radio resources deteriorates because an unnecessary SCH bandwidth is allocated in addition to an excessive LCH bandwidth.
As described above, the bandwidth control method according to the prior art has a problem that high throughput cannot be obtained when the amount of transmission data from the wireless terminal varies.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、無線端末からの送信データ量が変動する場合においても、高いスループットを得ることが可能となる帯域割当方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a bandwidth allocation method capable of obtaining high throughput even when the amount of transmission data from a wireless terminal varies. It is in.
この発明は上述した課題を解決するためになされたもので、請求項1に記載の発明は、複数の端末が無線回線を共有して通信を行う無線通信システムの基地局における帯域割当方法において、前記端末毎に、前記端末から送信されたデータ量を測定し、帯域割当対象の端末に関する最新のN回(Nは2以上の整数)の測定結果について、データ量とその発生確率を算出し、予め複数の割当候補帯域を設定し、前記割当候補帯域のそれぞれに対して、前記データ量、前記発生確率および前記割当候補帯域を適用した場合に送信完了するまでに要する総帯域量から、スループット期待値を算出し、前記算出したスループット期待値が最大となる割当候補帯域を、前記帯域割当対象の端末の次の周期における割当情報として決定する、ことを特徴とする帯域割当方法である。
The present invention has been made to solve the above-described problem, and the invention according to
請求項2に記載の発明は、複数の端末が無線回線を共有して通信を行う無線通信システムの基地局における帯域割当方法において、前記端末毎に、前記端末から送信されたデータ量を測定し、帯域割当対象の端末に関する最新のN回(Nは2以上の整数)の測定結果について、データ量とその発生確率を算出し、前記データ量、前記発生確率およびネゴシエーションで決まった割当帯域を適応した場合に送信完了するまでに要する総帯域量から、データ送信用のチャネル割当時のスループット期待値を算出し、前記データ量、前記発生確率および帯域要求用のチャネルを用いた場合に前記データ量を送信完了するまでに要する総帯域量から、帯域要求用のチャネル割当時のスループット期待値を算出し、前記算出したデータ送信用のチャネル割当時のスループット期待値と帯域要求用のチャネル割当時のスループット期待値とを比較し、高いスループット期待値が得られるチャネルを前記帯域割当対象の端末の次の周期における割当情報として決定する、ことを特徴とする帯域割当方法である。 According to a second aspect of the present invention, in a bandwidth allocation method in a base station of a wireless communication system in which a plurality of terminals communicate by sharing a wireless channel, the amount of data transmitted from the terminal is measured for each terminal. For the latest N times (N is an integer greater than or equal to 2) measurement results for the bandwidth allocation target terminal, the data amount and the occurrence probability are calculated, and the allocated bandwidth determined by the data amount, the occurrence probability, and the negotiation is applied. In this case, the throughput expected value at the time of channel assignment for data transmission is calculated from the total bandwidth required for completing transmission, and the data amount when the data amount, the occurrence probability, and the bandwidth request channel are used. From the total amount of bandwidth required to complete the transmission, the expected throughput value when allocating the bandwidth request channel is calculated, and the calculated data transmission channel is calculated. Comparing the expected throughput value at that time with the expected throughput value at the time of channel allocation for bandwidth request, and determining a channel that can obtain a high expected throughput value as allocation information in the next period of the bandwidth allocation target terminal. This is a characteristic bandwidth allocation method.
請求項3に記載の発明は、前記算出したデータ送信用のチャネル割当時のスループット期待値と帯域要求用のチャネル割当時のスループット期待値との比較において、前記算出した帯域要求用のチャネル割当時のスループット期待値の方が高い場合には、前記帯域要求用のチャネルの帯域を、前記帯域割当対象の端末の次の周期における割当情報とし、前記算出したデータ送信用のチャネル割当時のスループット期待値の方が高い場合には、前記ネゴシエーションで決まった割当帯域を、前記帯域割当対象の端末の次の周期における割当情報とする、ことを特徴とする請求項2に記載の帯域割当方法である。
According to a third aspect of the present invention, in the comparison of the calculated expected throughput value at the time of channel assignment for data transmission and the expected throughput value at the time of bandwidth request channel assignment, the calculated bandwidth request channel assignment time If the expected bandwidth value is higher, the bandwidth request channel bandwidth is used as allocation information in the next period of the bandwidth allocation target terminal, and the calculated throughput expectation at the time of channel allocation for
請求項4に記載の発明は、複数の端末が無線回線を共有して通信を行う無線通信システムの基地局における帯域割当方法において、前記端末毎に、前記端末から送信されたデータ量を測定し、帯域割当対象の端末に関する最新のN回(Nは2以上の整数)の測定結果について、データ量とその発生確率を算出し、予め複数の割当候補帯域を設定し、前記割当候補帯域のそれぞれに対して、前記データ量、前記発生確率および前記割当候補帯域を適用した場合に送信完了するまでに要する総帯域量から、スループット期待値を算出し、前記算出したスループット期待値の中から最大となるスループット期待値を最大スループット期待値として選択し、前記データ量、前記発生確率および帯域要求用のチャネルを用いた場合に前記データ量を送信完了するまでに要する総帯域量から、帯域要求用のチャネル割当時のスループット期待値を算出し、前記選択した最大スループット期待値と前記算出した帯域要求用のチャネル割当時のスループット期待値とを比較し、高いスループット期待値が得られるチャネルを前記帯域割当対象の端末の次の周期における割当情報として決定する、ことを特徴とする帯域割当方法である。 According to a fourth aspect of the present invention, in a bandwidth allocation method in a base station of a wireless communication system in which a plurality of terminals share a wireless channel and perform communication, the amount of data transmitted from the terminal is measured for each terminal. For the latest N times (N is an integer greater than or equal to 2) measurement results for the band allocation target terminal, the data amount and the occurrence probability are calculated, a plurality of allocation candidate bands are set in advance, and each of the allocation candidate bands On the other hand, an expected throughput value is calculated from the total amount of bandwidth required to complete transmission when the data amount, the occurrence probability, and the allocation candidate bandwidth are applied, and the maximum expected value among the calculated expected throughput values. Is selected as the maximum throughput expectation value, and the data amount is transmitted when the data amount, the occurrence probability, and the bandwidth request channel are used. From the total amount of bandwidth required to complete, calculate the expected throughput value when allocating the bandwidth request channel, and compare the selected maximum expected throughput value and the calculated expected throughput value when allocating the bandwidth request channel Then, the bandwidth allocation method is characterized in that a channel for which a high expected throughput value is obtained is determined as allocation information in the next period of the bandwidth allocation target terminal.
請求項5に記載の発明は、前記選択した最大スループット期待値と前記算出した帯域要求用のチャネル割当時のスループット期待値との比較において、前記算出した帯域要求用のチャネル割当時のスループット期待値の方が高い場合には、前記帯域要求用のチャネルの帯域を、前記帯域割当対象の端末の次の周期における割当情報とし、前記選択した最大スループット期待値の方が高い場合には、前記最大スループット期待値となる割当候補帯域を、前記帯域割当対象の端末の次の周期における割当情報とする、ことを特徴とする請求項4に記載の帯域割当方法である。
According to a fifth aspect of the present invention, in the comparison between the selected maximum expected throughput value and the calculated expected throughput value at the time of channel allocation for bandwidth request, the calculated expected throughput value at the time of channel allocation for bandwidth request. Is higher, the bandwidth request channel bandwidth is assigned information in the next period of the bandwidth allocation target terminal, and if the selected maximum throughput expectation value is higher, the maximum 5. The bandwidth allocation method according to
請求項6に記載の発明は、前記割当候補帯域を、測定したデータ量に基づいて決定する、ことを特徴とする請求項1または請求項4に記載の帯域割当方法である。
The invention according to
この発明によれば、基地局が、無線端末毎のトラヒックを測定し、測定したトラヒックの分布をもとに、チャネルを割り当てることにより、無線端末からの送信データ量が変動する場合においても、高いスループットを得ることが可能となる効果を奏する。 According to the present invention, the base station measures the traffic for each wireless terminal, and assigns a channel based on the measured traffic distribution, so that even when the amount of transmission data from the wireless terminal varies, it is high. There is an effect that the throughput can be obtained.
(原理)
本発明の方法として、基地局は、まず、無線端末毎のトラヒックを基地局で測定し、測定したトラヒックの分布をもとに、次の3つの方法により高いスループットを得る帯域制御方法を実行する。
(principle)
As a method of the present invention, the base station first measures the traffic for each wireless terminal at the base station, and executes a bandwidth control method for obtaining high throughput by the following three methods based on the measured traffic distribution. .
まず、第1の方法は、単一の通信手順の場合に、スループットを最大化する帯域量を算出し、データ送信用に割り当てる方法である。
また、第2の方法は、複数の通信手順があり、通信端末から基地局へのデータ送信用の帯域のネゴシエーションがある場合に、ネゴシエーションで決定したデータ送信用のチャネル割当時と帯域要求用のチャネル割当時とのスループットを比較し、高いスループットが得られるチャネルを選択し割り当てる方法である。
First, in the case of a single communication procedure, the first method is a method of calculating a bandwidth amount that maximizes throughput and assigning it for data transmission.
Further, the second method has a plurality of communication procedures, and when there is a negotiation of a band for data transmission from the communication terminal to the base station, at the time of channel allocation for data transmission determined by the negotiation and for bandwidth request This is a method of selecting and allocating a channel that can obtain a high throughput by comparing the throughput with the channel allocation.
また、第3の方法は、複数の通信手順があり、通信端末から基地局へのデータ送信用の帯域のネゴシエーションがない場合に、上記第1の方法においてデータ送信用の帯域量を決定し、上記第2の方法と同様に、該帯域をデータ送信用の帯域として割り当てた場合と帯域要求用の帯域を割り当てた場合とのスループットを比較し、高いスループットが得られる割当チャネルを選択し割り当てる方法である。
それぞれの方法は、第1から第3の実施形態を用いて、後に詳述する。
Further, the third method has a plurality of communication procedures, and when there is no negotiation of the band for data transmission from the communication terminal to the base station, the amount of band for data transmission is determined in the first method, Similar to the second method, a method of comparing the throughput when the band is allocated as a data transmission band and the band requesting band is allocated, and selecting and allocating an allocation channel that can obtain a high throughput. It is.
Each method will be described in detail later using the first to third embodiments.
(測定トラヒック分布)
まず、基地局が、無線端末毎のトラヒックを測定し、測定したトラヒックの分布を求める方法を説明する。
ここでは、無線端末が毎フレーム、データを送信し、基地局が割当周期1で、該
当する無線端末に対して帯域割当を行う場合について考える。
基地局は、無線端末毎に、図2に示すように、割当周期(割当フレーム)毎に無線端末が実際に送信したデータ量を記憶する。つまり、基地局は、無線端末からのデータ送信がある場合、割当フレーム番号とデータ量とを関連付けて、テーブルとして記憶部に記憶する。
例えば、このデータ量とは、無線端末が、送信時にLCHのみを使用した場合には、LCHにより送信したデータ量であり、送信時にLCH及びSCHを使用した場合には、LCHにより送信したデータ量とSCHで帯域要求したデータ量との合計量である。
図2では、フレーム番号が50(#50)までの、割当フレームとその時のデータ量とが関連付けて記憶されている。以降および図2において、フレーム番号を示す記号として「#」を用いて説明する。
(Measurement traffic distribution)
First, a method will be described in which the base station measures the traffic for each wireless terminal and obtains the distribution of the measured traffic.
Here, a case is considered where the wireless terminal transmits data for each frame, and the base station performs band allocation to the corresponding wireless terminal in the
As shown in FIG. 2, the base station stores the amount of data actually transmitted by the wireless terminal for each allocation period (allocation frame) for each wireless terminal. That is, when there is data transmission from the wireless terminal, the base station associates the allocated frame number and the data amount and stores them in the storage unit as a table.
For example, this data amount is the amount of data transmitted by the LCH when the wireless terminal uses only LCH at the time of transmission, and the amount of data transmitted by the LCH when LCH and SCH are used at the time of transmission. And the amount of data requested for bandwidth on the SCH.
In FIG. 2, the allocated frames up to the frame number 50 (# 50) and the data amount at that time are stored in association with each other. Hereinafter, and in FIG. 2, description will be made using “#” as a symbol indicating a frame number.
次に、基地局は、最新の規定値N回の受信データを測定トラヒックとし、その測定トラヒックからデータ量に対する発生頻度(回数)を表すヒストグラムを生成し、測定トラヒック分布として記憶する。ここで、規定値Nは、予め定められた値である。
例えば、図3は、上述の規定値Nが30の場合、すなわち、最新の30回分の測定トラヒック分布である。すなわち、図3は、フレーム番号が#21から#50までの測定トラヒック分布である。
Next, the base station uses the received data of the latest specified value N times as measurement traffic, generates a histogram representing the occurrence frequency (number of times) for the data amount from the measurement traffic, and stores it as a measurement traffic distribution. Here, the prescribed value N is a predetermined value.
For example, FIG. 3 shows a measurement traffic distribution for the latest 30 times when the above-mentioned specified value N is 30. That is, FIG. 3 shows a measurement traffic distribution with frame numbers # 21 to # 50.
次に、基地局は、測定トラヒック分布からデータ量毎の発生確率P(Di)を算出する。ここで、発生確率P(Di)は、データ量Diの発生頻度を、規定値Nで除算したものである。つまり、発生確率P(Di)は、データ量Diの発生頻度/規定値N(=30)である。ここで、iは、i=1,・・,8なる自然数である。
図4は、図3の測定トラヒック分布に対しての、データ量毎の発生確率P(Di)である。
Next, the base station calculates an occurrence probability P (D i ) for each data amount from the measured traffic distribution. Here, the occurrence probability P (D i ) is obtained by dividing the occurrence frequency of the data amount D i by the specified value N. In other words, the occurrence probability P (D i ) is the occurrence frequency / specified value N (= 30) of the data amount D i . Here, i is a natural number of i = 1,.
FIG. 4 shows the occurrence probability P (D i ) for each data amount with respect to the measured traffic distribution of FIG.
次に、基地局は、上記に算出した図3の測定トラヒック分布を用いて、上記に原理として説明した第1から第3の方法により、次の割当フレームである#51における割当情報を決定し、決定した割当情報でチャネルを割り当てることにより、無線端末との通信を実行する。
以下に、基地局での、図3の測定トラヒック分布を用いてチャネルを割り当てる第1から第3の方法を、第1から第3の実施形態を通じて説明する。
Next, the base station uses the measurement traffic distribution of FIG. 3 calculated above to determine allocation information in # 51, which is the next allocation frame, by the first to third methods described above as the principle. The communication with the wireless terminal is executed by allocating the channel with the determined allocation information.
Hereinafter, first to third methods for allocating channels using the measurement traffic distribution of FIG. 3 at the base station will be described through first to third embodiments.
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。図1は、この発明の第1から第3の実施形態による基地局内の帯域割当装置の構成を示す概略ブロック図である。なお、本発明は基地局の帯域割当の技術に関するため、基地局のその他の構成については説明しない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic block diagram showing a configuration of a band allocation device in a base station according to the first to third embodiments of the present invention. Since the present invention relates to a band allocation technique for a base station, other configurations of the base station will not be described.
基地局1と無線端末2とは、無線網3を介して接続されている。
基地局1は、送受信部101、受信データ量測定部102、受信データ量記憶部103、発生確率算出部104、発生確率記憶部105、スループット期待値算出部106、スループット期待値選択部107、設定部108を有する。
The
The
送受信部101は、無線網3を介して、無線端末2とデータの送受信をする。
受信データ量測定部102は、送受信部101が無線端末2と送受信したデータのデータ量を割当フレーム毎に測定し、測定した割当フレーム毎のデータ量を受信データ量測定部102に、割当フレーム番号とデータ量とを関連付けてテーブル(受信データ量テーブル)として、受信データ量記憶部103に登録し記憶させる。
The transmission /
The reception data amount
発生確率算出部104は、受信データ量記憶部103に記憶されている割当フレーム番号とデータ量とを関連付けてテーブル(受信データ量テーブル)を読み出し、上記に説明した測定トラヒック分布を生成し、また、生成した測定トラヒック分布からデータ量毎の発生確率P(Di)を算出する。
また、発生確率算出部104は、生成した測定トラヒック分布および算出したデータ量毎の発生確率P(Di)を、発生確率記憶部105に登録し記憶させる。
The occurrence
Further, the occurrence
なお、発生確率算出部104は、帯域割当対象の端末に関する最新のN回(Nは2以上の整数)の測定結果について、測定トラヒック分布および発生確率P(Di)を算出する。
なお、発生確率算出部104は、データ量がN回(Nは2以上の整数)未満の場合には、通信開始前のネゴシエーションで決定した割当帯域を次の割当フレームでのLCH割当帯域とし、LCH数に換算し、設定部108を介して無線端末2との通信における割当帯域を設定する。
Note that the occurrence
When the data amount is less than N times (N is an integer of 2 or more), the occurrence
スループット期待値算出部106は、第1の実施形態では、データ量毎の発生確率P(Di)を発生確率記憶部105から読み出し、予め複数の割当候補帯域を設定し、設定した割当候補帯域のそれぞれに対して、読み出したデータ量および発生確率P(Di)と、割当候補帯域を適用した場合に送信完了するまでに要する総帯域量とから、スループット期待値を算出する。
In the first embodiment, the expected
また、スループット期待値算出部106は、第2の実施形態では、データ量毎の発生確率P(Di)を発生確率記憶部105から読み出し、読み出したデータ量および発生確率P(Di)と、ネゴシエーションで決まった割当帯域を適応した場合に送信完了するまでに要する総帯域量とから、データ送信用のチャネル割当時のスループット期待値を算出し、また、読み出したデータ量および発生確率P(Di)と、帯域要求用のチャネルを用いた場合に読み出したデータ量を送信完了するまでに要する総帯域量とから、帯域要求用のチャネル割当時のスループット期待値を算出する。
In the second embodiment, the throughput expected
また、スループット期待値算出部106は、第3の実施形態では、データ量毎の発生確率P(Di)を発生確率記憶部105から読み出し、予め複数の割当候補帯域を設定し、設定した割当候補帯域のそれぞれに対して、読み出したデータ量および発生確率P(Di)と、割当候補帯域を適用した場合に送信完了するまでに要する総帯域量とから、スループット期待値を算出し、算出したスループット期待値の中から最大となるスループット期待値を最大スループット期待値として選択し、また、読み出したデータ量および発生確率P(Di)と、帯域要求用のチャネルを用いた場合に読み出したデータ量を送信完了するまでに要する総帯域量とから、帯域要求用のチャネル割当時のスループット期待値を算出する。
Further, in the third embodiment, the throughput expected
スループット期待値選択部107は、第1の実施形態では、スループット期待値算出部106が算出したスループット期待値の中から、スループット期待値が最大となるチャネルと割当候補帯域を、帯域割当対象の端末の次の周期における割当情報として選択して決定する。また、スループット期待値選択部107は、選択した割当情報を次の割当周期でのLCH割当帯域とし、LCH数に換算し、設定部108を介して無線端末2との通信における割当帯域を設定する。
In the first embodiment, the throughput expectation
また、スループット期待値選択部107は、第2の実施形態では、スループット期待値算出部106が選択した最大スループット期待値と算出した帯域要求用のチャネル割当時のスループット期待値とを比較し、高いスループット期待値が得られるチャネルを帯域割当対象の端末の次の周期における割当情報として決定する。
また、スループット期待値選択部107は、第2の実施形態では、スループット期待値算出部106が算出したデータ送信用のチャネル割当時のスループット期待値と帯域要求用のチャネル割当時のスループット期待値との比較において、算出した帯域要求用のチャネル割当時のスループット期待値の方が高い場合には、帯域要求用のチャネルの帯域を、帯域割当対象の端末の次の周期における割当情報とし、算出したデータ送信用のチャネル割当時のスループット期待値の方が高い場合には、ネゴシエーションで決まった割当帯域を、帯域割当対象の端末の次の周期における割当情報とする。
In the second embodiment, the expected throughput
Further, in the second embodiment, the throughput expectation
また、スループット期待値選択部107は、第3の実施形態では、スループット期待値算出部106が選択した最大スループット期待値と算出した帯域要求用のチャネル割当時のスループット期待値とを比較し、高いスループット期待値が得られるチャネルを帯域割当対象の端末の次の周期における割当情報として決定する。
また、スループット期待値選択部107は、第3の実施形態では、スループット期待値算出部106が選択した最大スループット期待値と算出した帯域要求用のチャネル割当時のスループット期待値との比較において、算出した帯域要求用のチャネル割当時のスループット期待値の方が高い場合には、帯域要求用のチャネルの帯域を、帯域割当対象の端末の次の周期における割当情報とし、選択した最大スループット期待値の方が高い場合には、最大スループット期待値となる割当帯域候補を、帯域割当対象の端末の次の周期における割当情報とする。
Further, in the third embodiment, the expected throughput
Further, in the third embodiment, the expected throughput
設定部108は、スループット期待値選択部107が選択して決定した割当情報を、基地局1と無線端末2との通信に、設定する。
The
[第1の実施形態]
第1の実施形態では、基地局1は、図3の測定トラヒック分布を用いて、割当情報のうちのデータ送信用のLCH割当帯域(LCH数)を決定する。なお、本発明における「割当帯域」とは、「一度にどの位のデータを送れるか」を示す情報であるものとして、以降説明する。
[First Embodiment]
In the first embodiment, the
図5のフローチャート図を用いて、基地局1が第1の方法により次の割当フレームである#51におけるLCH数を決定する動作を説明する。ここで、基地局1は、図5のフローチャート図の動作の前に、各無線端末2に対して、割当フレーム毎に無線端末2のデータ量を測定し、記憶しているものとして説明する。つまり、受信データ量記憶部103に、割当フレーム番号とデータ量とを関連付けてテーブル(受信データ量テーブル)として記憶されているものとして説明する。
The operation of the
まず、発生確率算出部104が、記憶している割当フレームの測定数が、規定値N以上であるか否かを検出する(ステップS101)。
ステップS101の検出結果が、測定数が規定値Nよりも小さい場合は、発生確率算出部104が、通信開始前のネゴシエーションで決定した割当帯域を次の割当フレーム#51でのLCH割当帯域とし、LCH数に換算し(ステップS102)、終了する。
First, the occurrence
When the detection result in step S101 is that the number of measurements is smaller than the specified value N, the occurrence
一方、ステップS101の検出結果が、測定数が規定値N以上の場合は、発生確率記憶部105が、最新のN個の測定値から測定トラヒック分布を作成し、各データ量の発生確率を算出する(ステップS103)。
次に、スループット期待値算出部106が、割当帯域候補に対して、スループット期待値を計算する(ステップS104)。この割当帯域候補、および、割当帯域候補に対するスループット期待値の算出方法は、後に詳述する。
On the other hand, if the detection result in step S101 is that the number of measurements is equal to or greater than the specified value N, the occurrence
Next, the expected throughput
次に、スループット期待値選択部107が、全ての割当帯域候補のスループット期待値の中で、最大となるスループット期待値が得られる割当帯域候補を割当帯域として選択し、選択した割当帯域候補をLCH数へ変換し(ステップS105)、終了する。
次の割当フレームにおいて、設定部108が、本処理フローで決定したデータ送信用の割当帯域(LCH数)を、該当する無線端末2に割り当てる。
Next, the expected
In the next allocation frame, the
次に、スループット期待値算出部106が、ステップS104で実行する、割当帯域候補に対するスループット期待値の算出方法について詳述する。
本方法では、予め割当帯域候補Ci(i=1,2,・・,M)を、測定データ量(Di)の範囲から決定しておく。ここで、Mは、2以上の整数である。
ここでは、一例として、帯域割当候補Ciを測定データ量Diとする。つまり、割当帯域候補Ci=測定データ量Di(i=1,‥,8)とする。そして、割当帯域候補を適用した場合のスループット期待値を計算する。なお、割当帯域候補Ci(i=1,・・,8)のスループット期待値Ethr(Ci)は、次の式(1)で算出する。この式1で、nは、割当帯域候補に等しいか、または、それよりも小さい測定データ量の個数を表す。
Next, a method for calculating the expected throughput value for the allocated bandwidth candidate, which is executed by the expected throughput
In this method, allocation band candidates C i (i = 1, 2,..., M) are determined in advance from the range of the measurement data amount (D i ). Here, M is an integer of 2 or more.
Here, as an example, the bandwidth allocation candidate C i is set as the measurement data amount D i . That is, allocation band candidate C i = measurement data amount D i (i = 1,..., 8). Then, the expected throughput value when the allocated bandwidth candidate is applied is calculated. The expected throughput value E thr (C i ) of the allocation band candidate C i (i = 1,..., 8) is calculated by the following equation (1). In
ここで、B(Ci)は、割当帯域候補Ciを用いた場合に、無線端末2のデータ送信が完了するまでに必要な総帯域量である。この総帯域量B(Ci)については、後に、図6を用いて詳細に説明する。
Here, B (C i ) is the total amount of bandwidth required until data transmission of the
なお、上記においては、割当帯域候補Ci(i=1,2,・・,M)を測定データ量(Di)の範囲から決定する方法の一例として、帯域割当候補Ciを測定データ量Diとするものとして説明したが、これに限られるものではない。この割当帯域候補Ciは、測定トラヒック分布のデータ量Diの範囲から選ぶ以外は、特に制約はない。そのため。割当帯域候補Ciの値は、測定データ量Diの値と、必ずしも一致するものでなくてもよい。 In the above, as an example of a method for determining the allocation bandwidth candidate C i (i = 1, 2,..., M) from the range of the measurement data amount (D i ), the bandwidth allocation candidate C i is determined as the measurement data amount. It was described as the D i, but is not limited to this. The allocation band candidate C i is not particularly limited except that it is selected from the range of the data amount D i of the measurement traffic distribution. for that reason. The value of the allocation bandwidth candidate C i does not necessarily match the value of the measurement data amount D i .
次に、図6を用いて、総帯域量B(Ci)について、詳細に説明する。図6は、データ送信用のLCH帯域割当時の、一例としての、データ送信シーケンスを示している。
図6より、まず、割当フレームにおいて、該当する無線端末に対して、FCHにより割当情報が通知され、該当する無線端末はFCHにより指定されたデマンドアサイン領域のLCH帯域に対して、データ送信を行う。
基地局では、無線端末からのデータを受信すると、次のフレームのSCHにて受信結果を送信する。
Next, the total bandwidth B (C i ) will be described in detail with reference to FIG. FIG. 6 shows a data transmission sequence as an example when allocating an LCH band for data transmission.
As shown in FIG. 6, first, in the allocation frame, allocation information is notified to the corresponding wireless terminal by FCH, and the corresponding wireless terminal transmits data to the LCH band of the demand assignment area specified by FCH. .
When receiving data from the wireless terminal, the base station transmits the reception result on the SCH of the next frame.
図6のデータ送信シーケンスでは、第1と第2のMACフレームを用いて、データ送信が完了している。なお、図6において、BはBCH帯域での、FはFCH帯域での、AはACH帯域での、また、DAはデマンドアサイン領域のLCH帯域での通信を示している。
なお、送信完了までに要するフレーム数は、トラフィック状況に応じて変化する。ここで示したシーケンスは、最短の場合である。
In the data transmission sequence of FIG. 6, data transmission is completed using the first and second MAC frames. In FIG. 6, B represents communication in the BCH band, F represents the FCH band, A represents the ACH band, and DA represents the LCH band in the demand assignment area.
Note that the number of frames required to complete transmission varies depending on traffic conditions. The sequence shown here is the shortest case.
以上より、データ送信が完了までに必要な総帯域量B(Ci)としては、第1のMACフレームのLCH帯域の割当情報を示すFCHの帯域、第1のMACフレームのLCH帯域、第2のMACフレームのSCH帯域の割当情報を示すFCHの帯域、および、第2のMACフレームのSCH帯域の合計量となる。
なお、この第1のMACフレームのLCH帯域の割当情報を示すFCHの帯域、および、第2のMACフレームのSCH帯域の割当情報を示すFCHの帯域は、それぞれ、割当対象となる無線端末との間で用いられるFCHの帯域である。
なお、第1の実施形態での第1の方法は、通信端末が用いる帯域を予測する方法でもある。
From the above, as the total bandwidth B (C i ) required until the data transmission is completed, the FCH band indicating the LCH band allocation information of the first MAC frame, the LCH band of the first MAC frame, the second The total amount of the FCH band indicating the allocation information of the SCH band of the second MAC frame and the SCH band of the second MAC frame.
Note that the FCH band indicating the allocation information of the LCH band of the first MAC frame and the FCH band indicating the allocation information of the SCH band of the second MAC frame are different from the radio terminal to be allocated. It is a band of FCH used between.
In addition, the 1st method in 1st Embodiment is also a method of estimating the band which a communication terminal uses.
[第2の実施形態]
第2の実施形態では、基地局1は、図3の測定トラヒック分布を用いて、割当情報のうちの割当チャネルを決定する。
図7のフローチャート図を用いて、基地局1の第2の方法での動作について説明する。ここで、基地局1は、図7のフローチャート図の動作の前に、各無線端末2に対して、割当フレーム毎に無線端末2のデータ量を測定し、記憶しているものとして説明する。つまり、受信データ量記憶部103に、割当フレーム番号とデータ量とを関連付けてテーブル(受信データ量テーブル)として記憶されているものとして説明する。
[Second Embodiment]
In the second embodiment, the
The operation of the
まず、発生確率算出部104が、記憶している割当フレームの測定数が、規定値N以上であるか否かを検出する(ステップS201)。
ステップS201の検出結果が、測定数が規定値Nよりも小さい場合は、発生確率算出部104が、割当チャネルをデータ送信用のLCHとし、通信開始前のネゴシエーションで決定した帯域を割当帯域とし、LCH数に換算し(ステップS202)、終了する。
なお、ステップS202では、LCHを割当チャネルとして選択しているが、帯域要求用のSCHを選択してもよい。すなわち、ステップS202では、LCHまたはSCHで、どちらのチャネルを選択しても構わない。
First, the occurrence
When the detection result in step S201 indicates that the number of measurements is smaller than the specified value N, the occurrence
In step S202, LCH is selected as the allocation channel, but SCH for bandwidth request may be selected. That is, in step S202, either channel may be selected using LCH or SCH.
一方、ステップS201の検出結果が、測定数が規定値N以上の場合は、スループット期待値算出部106が、最新のN個の測定値から測定トラヒック分布を作成し、各データ量の発生確率を算出する(ステップS203)。
次に、スループット期待値算出部106が、データ送信用のチャネル割当時のスループット期待値Ethr_LCHを算出する(ステップS204)。このデータ送信用のチャネル割当時のスループット期待値Ethr_LCHを算出する方法については、後述する。
On the other hand, if the detection result in step S201 indicates that the number of measurements is equal to or greater than the specified value N, the expected
Next, the expected
次に、スループット期待値算出部106が、帯域要求用のチャネル割当時のスループット期待値Ethr_SCHを算出する(ステップS205)。この帯域要求用のチャネル割当時のスループット期待値Ethr_SCHを算出する方法については、後述する。
Next, the expected throughput
次に、スループット期待値選択部107が、ステップS204で算出したデータ送信用のチャネル割当時のスループット期待値Ethr_LCHと、ステップS205で算出した帯域要求用のチャネル割当時のスループット期待値Ethr_SCHと、を比較し(ステップS206)、高いスループットが得られるチャネルを割当チャネルとして選択する(ステップS207、S208)。
Next, the throughput expectation
このステップS206の比較で、帯域要求用のチャネル割当時のスループット期待値Ethr_SCHの方が高く、高いスループットが得られる割当チャネルとしてSCHチャネルを選択した場合は、スループット期待値選択部107は、割当帯域をSCHの割当帯域とする(ステップS207)。
一方、このステップS206の比較で、データ送信用のチャネル割当時のスループット期待値Ethr_LCHの方が高く、高いスループットが得られる割当チャネルとしてLCHチャネルを選択した場合は、スループット期待値選択部107は、ネゴシエーションで決定した割当帯域NBを割当帯域とし、LCH数へ変換する(ステップS208)。
次の割当フレームにおいて、設定部108が、本処理フローでスループット期待値選択部107が決定した割当チャネルと割当帯域とを、該当する無線端末2に対して割り当てる。
In the comparison of step S206, when the throughput request value E thr_SCH at the time of channel allocation for bandwidth request is higher and the SCH channel is selected as an allocation channel that can obtain a high throughput, the throughput expected
On the other hand, when the throughput expectation value E thr_LCH at the time of data transmission channel assignment is higher in the comparison of step S206 and an LCH channel is selected as an assignment channel that provides a higher throughput, the expected throughput
In the next allocation frame, the
次に、スループット期待値算出部106が、ステップS204で実行する、データ送信用のチャネル割当時のスループット期待値Ethr_LCHを算出する方法について説明する。
このデータ送信用のチャネル割当時のスループット期待値Ethr_LCHは、ネゴシエーションで決定した割当帯域NBのスループット期待値Ethr_LCH(NB)であり、次の式(2)で算出する。この式2で、nは、割当帯域NBに等しいか、または、それよりも小さい測定データ量の個数を表す。
Next, a method in which the expected throughput
The throughput expected value E thr_LCH at the time of channel allocation for data transmission is the throughput expected value E thr_LCH (NB) of the allocated band NB determined by negotiation, and is calculated by the following equation (2). In
ここで、式2のBLCH(NB)は、ネゴシエーションで決定した割当帯域NBを用いた場合に、無線端末2のデータ送信が完了するまでに必要な総帯域量である。
このデータ送信が完了までに必要な総帯域量BLCH(NB)としては、第1の実施形態と同様に、LCH帯域の割当情報を示すFCHの帯域、LCH帯域、SCH帯域の割当情報を示すFCHの帯域とSCH帯域との合計量である。
Here, B LCH (NB) in
As the total bandwidth B LCH (NB) required until this data transmission is completed, the FCH band indicating the LCH band allocation information, the LCH band, and the SCH band allocation information are indicated as in the first embodiment. This is the total amount of the FCH band and the SCH band.
次に、ステップS205の、帯域要求用のチャネル割当時のスループット期待値Ethr_SCHの算出方法について説明する。
この帯域要求用のチャネル割当時のスループット期待値Ethr_SCHは、次の式(3)で算出する。この式3で、nはデータ量の種類を表す。
Next, a method of calculating the expected throughput value E thr_SCH at the time of channel allocation for bandwidth request in step S205 will be described.
The expected throughput value E thr_SCH at the time of channel allocation for bandwidth request is calculated by the following equation (3). In
式3でのBSCHは、帯域要求用のSCHチャネルを用いた場合に、無線端末2のデータ送信が完了するまでに必要な総帯域量である。総帯域量BSCHについては、次に図8を用いて説明する。
B SCH in Equation 3 is the total amount of bandwidth required until data transmission of the
図8は、帯域要求用のSCH帯域割当時の、一例としての、データ送信シーケンスを示している。
図8より、まず、割当フレームにおいて、該当する無線端末に対して、FCHにより割当情報(帯域要求用のSCHチャネル)が通知され、該当する無線端末はFCHにより指定されたデマンドアサイン領域のSCH帯域に対して、データ送信用の帯域要求を送信する。
FIG. 8 shows a data transmission sequence as an example at the time of SCH band allocation for bandwidth request.
From FIG. 8, first, in the allocation frame, allocation information (SCH channel for bandwidth request) is notified to the corresponding wireless terminal by FCH, and the corresponding wireless terminal is in the SCH band of the demand assignment area specified by FCH. In response to this, a bandwidth request for data transmission is transmitted.
基地局は、無線端末からの帯域要求を受信すると、次のフレームで受信結果をSCHにて送信する。次に、基地局は、要求された帯域をデマンドアサイン領域にLCH帯域として割り当て、割当フレームのFCHにより該当無線端末に通知する。
次に、該当する無線端末は、FCHにより指定されたデマンドアサイン領域のLCH帯域を用いて基地局へ、データ送信を行う。次に、基地局では、無線端末からのデータを受信すると、次のフレームのSCHにて受信結果を無線端末へ送信する。
When the base station receives the bandwidth request from the wireless terminal, the base station transmits the reception result using the SCH in the next frame. Next, the base station allocates the requested band as the LCH band to the demand assignment area, and notifies the corresponding wireless terminal by the FCH of the allocation frame.
Next, the corresponding wireless terminal performs data transmission to the base station using the LCH band of the demand assignment area specified by the FCH. Next, when receiving data from the wireless terminal, the base station transmits the reception result to the wireless terminal on the SCH of the next frame.
図8のデータ送信シーケンスでは、第1から第3のMACフレームを用いて、データ送信が完了している。なお、図8において、BはBCH帯域での、FはFCH帯域での、AはACH帯域での、また、DAはデマンドアサイン領域のLCH帯域での通信を示している。
なお、送信完了までに要するフレーム数は、トラフィック状況に応じて変化する。ここで示したシーケンスは、最短の場合である。
In the data transmission sequence of FIG. 8, data transmission is completed using the first to third MAC frames. In FIG. 8, B represents communication in the BCH band, F represents the FCH band, A represents the ACH band, and DA represents the LCH band in the demand assignment area.
Note that the number of frames required to complete transmission varies depending on traffic conditions. The sequence shown here is the shortest case.
以上より、データ送信が完了までに必要な総帯域量BSCHはとしては、第1のMACフレームのSCH帯域の割当情報を示すFCHの帯域、第1のMACフレームのSCH帯域、第2のMACフレームのSCH帯域の割当情報を示すFCHの帯域、第2のMACフレームのSCH帯域、第2のMACフレームのLCH帯域の割当情報を示すFCHの帯域、第2のMACフレームのLCH帯域、第3のMACフレームのSCH帯域の割当情報を示すFCHの帯域、第3のMACフレームのSCH帯域の合計量となる。
なお、この第1のMACフレームのSCH帯域の割当情報を示すFCHの帯域、第2のMACフレームのSCH帯域の割当情報を示すFCHの帯域、第2のMACフレームのLCH帯域の割当情報を示すFCHの帯域、および、第3のMACフレームのSCH帯域の割当情報を示すFCHの帯域は、それぞれ、割当対象となる無線端末との間で用いられるFCHの帯域である。
From the above, the total bandwidth B SCH necessary for completing the data transmission includes the FCH band indicating the SCH band allocation information of the first MAC frame, the SCH band of the first MAC frame, and the second MAC. FCH band indicating allocation information of SCH band of frame, SCH band of second MAC frame, FCH band indicating allocation information of LCH band of second MAC frame, LCH band of second MAC frame, third This is the total amount of the FCH band indicating the allocation information of the SCH band of the second MAC frame and the SCH band of the third MAC frame.
The FCH band indicating the allocation information of the SCH band of the first MAC frame, the FCH band indicating the allocation information of the SCH band of the second MAC frame, and the LCH band allocation information of the second MAC frame are indicated. The FCH band indicating the allocation information of the FCH band and the SCH band of the third MAC frame is an FCH band used with a radio terminal to be allocated.
[第3の実施形態]
第3の実施形態では、基地局1は、図3のトラヒック分布を用いて、割当情報のうちの割当チャネルを決定する。ここで、基地局1は、データ送信用のチャネルを選択する場合、トラヒック分布に応じた帯域量を割り当てる。
図9のフローチャート図を用いて、基地局1の第3の方法での動作について説明する。ここで、基地局1は、図9のフローチャート図の動作の前に、各無線端末2に対して、割当フレーム毎に無線端末2のデータ量を測定し、記憶しているものとして説明する。つまり、受信データ量記憶部103に、割当フレーム番号とデータ量とを関連付けてテーブル(受信データ量テーブル)として記憶されているものとして説明する。
[Third Embodiment]
In the third embodiment, the
The operation of the
まず、発生確率算出部104が、記憶している割当周期の測定数が規定値N以上であるか否かを検出する(ステップS301)。
ステップS301の検出結果が、測定数が規定値Nよりも小さい場合は、発生確率算出部104が、割当チャネルをデータ送信用のLCHとし、通信開始前のネゴシエーションで決定した帯域を割当帯域とし、LCH数に換算し(ステップS302)、終了する。
なお、ステップS302では、LCHを割当チャネルとして選択しているが、帯域要求用のSCHを選択してもよい。すなわち、ステップS302では、どちらのチャネルを選択しても構わない。
First, the occurrence
When the detection result in step S301 is that the number of measurements is smaller than the specified value N, the occurrence
In step S302, LCH is selected as the allocation channel, but SCH for bandwidth request may be selected. That is, in step S302, either channel may be selected.
一方、ステップS301の検出結果が、測定数が規定値N以上の場合は、発生確率記憶部105が、最新のN個の測定値から測定トラヒック分布を作成し、各データ量の発生確率を算出する(ステップS303)。
第1の実施形態と同様に、本方法では、予め割当帯域候補Ci(i=1,・・,M)を測定データ量(Di)の範囲から決定しておく。この割当帯域候補は、測定トラヒック分布のデータ量の範囲から選ぶ以外は、特に制約はない。ここでは、帯域割当候補を測定データ量としており、割当帯域候補Ci=Di(i=1,‥,8)である。
On the other hand, if the detection result in step S301 is that the number of measurements is equal to or greater than the specified value N, the occurrence
Similar to the first embodiment, in this method, the allocation band candidate C i (i = 1,..., M) is determined in advance from the range of the measurement data amount (D i ). The allocation band candidate is not particularly limited except that it is selected from the range of the data amount of the measurement traffic distribution. Here, the bandwidth allocation candidate is the measurement data amount, and the allocation bandwidth candidate C i = D i (i = 1,..., 8).
次に、スループット期待値算出部106が、割当帯域候補を適用した場合のスループット期待値を算出する(ステップS304)。なお、割当帯域候補Ci(i=1,‥,8)のスループット期待値Ethr_LCH(Ci)は、第1の実施形態で説明した式(1)で算出する。
次に、スループット期待値算出部106が、全ての割当帯域候補のスループット期待値Ethr_LCH(Ci)の中で、最大となるスループット期待値EMAX_thr_LCHを選択する(ステップS305)。
Next, the expected throughput
Next, the expected
次に、スループット期待値算出部106が、帯域要求用のチャネル割当時のスループット期待値Ethr_SCHを、第2の実施形態で説明した式(3)で算出する(ステップS306)。
次に、スループット期待値選択部107が、最大となるスループット期待値EMAX_thr_LCHと、帯域要求用のチャネル割当時のスループット期待値Ethr_SCHとを比較し(ステップS307)、高いスループットが得られるチャネルを割当チャネルとして選択する(ステップS308、S309)。
Next, the throughput expected
Next, the throughput expectation
このステップ307の比較において、帯域要求用のチャネル割当時のスループット期待値Ethr_SCHの方が高い場合は、スループット期待値選択部107は、割当帯域をSCHの割当帯域とする(ステップS308)。
一方、このステップ307の比較において、最大となるスループット期待値EMAX_thr_LCHの方が高い場合は、スループット期待値選択部107は、最大となるスループット期待値EMAX_thr_LCHとなる割当帯域候補Ciを割当帯域とし、LCH数に換算する(ステップS309)。
次の割当フレームにおいて、設定部108が、本処理フローでスループット期待値選択部107が決定した割当チャネルと割当帯域とを、該当する無線端末2に対して割り当てる。
In the comparison in step 307, if the expected throughput value E thr_SCH at the time of bandwidth request channel allocation is higher, the expected throughput
On the other hand, if the maximum expected throughput value E MAX_thr_LCH is higher in the comparison in step 307, the expected throughput
In the next allocation frame, the
なお、第1から第3の実施形態においては、送信データ用のチャネル長が固定である場合を例としていたが、本方法はデータ送信用のチャネル長が可変である場合も対応可能である。この場合、LCH数の換算が不要となる。 In the first to third embodiments, the case where the channel length for transmission data is fixed has been described as an example. However, the present method is also applicable to the case where the channel length for data transmission is variable. In this case, conversion of the number of LCHs becomes unnecessary.
以上説明したように、本発明での基地局での処理の特徴点は以下の点である。
まず、無線端末毎に測定トラヒック分布を作成し、その分布をもとに割当情報を決定する点。次に、スループット期待値を計算し、高いスループットが得られるように割当情報(チャネル、帯域量)の決定を行う点。
また、本方法は、基地局だけの対応で実現可能である点。つまり、無線端末の変更が必要ない。
As described above, the features of the processing at the base station in the present invention are the following points.
First, a measurement traffic distribution is created for each wireless terminal, and allocation information is determined based on the distribution. Next, the expected throughput value is calculated, and allocation information (channel, bandwidth) is determined so that high throughput can be obtained.
In addition, this method can be realized only by the base station. That is, there is no need to change the wireless terminal.
以上の、第1から第3の実施形態についての共通の効果として、以下の2つの効果がある。
第1に、無線端末毎の測定トラヒック分布をもとに割当情報を決定するため、無線端末のトラヒック変動が考慮され、無線リソースの有効利用が図れるという効果がある。
第2に、無線端末毎の測定トラヒック分布をもとに割当情報を決定するため、上位レイヤ間でのネゴシエーションが不要になるという効果がある
There are the following two effects as the common effects of the first to third embodiments.
First, since the allocation information is determined based on the measurement traffic distribution for each wireless terminal, there is an effect that the wireless resource can be effectively used in consideration of the traffic fluctuation of the wireless terminal.
Secondly, since the allocation information is determined based on the measurement traffic distribution for each wireless terminal, there is an effect that negotiation between higher layers becomes unnecessary.
また、以上の第1から第3の実施形態のそれぞれには、次のような効果がある。
第1の実施形態では、測定トラヒック分布をもとに、スループットの期待値を最大にする帯域量を割り当てるため、測定期間でのデータ量の変動に対応でき、帯域利用率の向上を実現できるという効果がある。
第2の実施形態では、測定トラヒック分布をもとに、スループットの期待値が高いチャネルを割り当てるため、測定期間でのデータ量の変動に対応でき、帯域利用率の向上を実現できるという効果がある。
第3の実施形態では、測定トラヒック分布をもとに、スループットの期待値が高いチャネルと帯域を割り当てるため、測定期間でのデータ量の変動に対応でき、帯域利用率の向上を実現できるという効果がある。
In addition, each of the above first to third embodiments has the following effects.
In the first embodiment, since the bandwidth amount that maximizes the expected throughput value is allocated based on the measurement traffic distribution, it is possible to cope with fluctuations in the data amount during the measurement period, and to improve the bandwidth utilization rate. effective.
In the second embodiment, a channel with a high expected throughput value is assigned based on the measurement traffic distribution, so that it is possible to cope with fluctuations in the amount of data during the measurement period and to improve the bandwidth utilization rate. .
In the third embodiment, channels and bands with high expected throughput values are assigned based on the measurement traffic distribution, so that it is possible to cope with fluctuations in the amount of data during the measurement period and to improve the bandwidth utilization rate. There is.
以上、この発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。 The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes design and the like within a scope not departing from the gist of the present invention.
本発明は、無線通信システムの基地局に用いて好適である。 The present invention is suitable for use in a base station of a wireless communication system.
1 基地局
2 無線端末
3 無線網
101 送受信部
102 受信データ量測定部
103 受信データ量記憶部
104 発生確率算出部
105 発生確率記憶部
106 スループット期待値算出部
107 スループット期待値選択部
108 設定部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記端末毎に、前記端末から送信されたデータ量を測定し、
帯域割当対象の端末に関する最新のN回(Nは2以上の整数)の測定結果について、データ量とその発生確率を算出し、
予め複数の割当候補帯域を設定し、
前記割当候補帯域のそれぞれに対して、前記データ量、前記発生確率および前記割当候補帯域を適用した場合に送信完了するまでに要する総帯域量から、スループット期待値を算出し、
前記算出したスループット期待値が最大となる割当候補帯域を、前記帯域割当対象の端末の次の周期における割当情報として決定する、
ことを特徴とする帯域割当方法。 In a bandwidth allocation method in a base station of a wireless communication system in which a plurality of terminals share a wireless line for communication,
For each terminal, measure the amount of data transmitted from the terminal,
For the latest N times (N is an integer greater than or equal to 2) measurement results for the band allocation target terminal, calculate the data amount and its occurrence probability,
Set multiple allocation candidate bands in advance,
For each of the allocation candidate bands, calculate the expected throughput value from the total amount of bandwidth required to complete transmission when the data amount, the occurrence probability, and the allocation candidate band are applied,
Determining an allocation candidate band that maximizes the calculated expected throughput value as allocation information in a next period of the band allocation target terminal;
A bandwidth allocation method characterized by the above.
前記端末毎に、前記端末から送信されたデータ量を測定し、
帯域割当対象の端末に関する最新のN回(Nは2以上の整数)の測定結果について、データ量とその発生確率を算出し、
前記データ量、前記発生確率およびネゴシエーションで決まった割当帯域を適応した場合に送信完了するまでに要する総帯域量から、データ送信用のチャネル割当時のスループット期待値を算出し、
前記データ量、前記発生確率および帯域要求用のチャネルを用いた場合に前記データ量を送信完了するまでに要する総帯域量から、帯域要求用のチャネル割当時のスループット期待値を算出し、
前記算出したデータ送信用のチャネル割当時のスループット期待値と帯域要求用のチャネル割当時のスループット期待値とを比較し、高いスループット期待値が得られるチャネルを前記帯域割当対象の端末の次の周期における割当情報として決定する、
ことを特徴とする帯域割当方法。 In a bandwidth allocation method in a base station of a wireless communication system in which a plurality of terminals share a wireless line for communication,
For each terminal, measure the amount of data transmitted from the terminal,
For the latest N times (N is an integer greater than or equal to 2) measurement results for the band allocation target terminal, calculate the data amount and its occurrence probability,
From the total amount of bandwidth required to complete transmission when adapting the allocation amount determined by the amount of data, the occurrence probability, and negotiation, calculate the expected throughput value at the time of channel allocation for data transmission,
When using the data amount, the occurrence probability, and the bandwidth request channel, from the total bandwidth required to complete transmission of the data amount, calculate the expected throughput value when allocating the bandwidth request channel,
The calculated throughput expected value at the time of channel allocation for data transmission is compared with the expected throughput value at the time of channel allocation for bandwidth request, and a channel for which a high expected throughput value is obtained is the next period of the band allocation target terminal. Determine as allocation information in
A bandwidth allocation method characterized by the above.
前記算出した帯域要求用のチャネル割当時のスループット期待値の方が高い場合には、前記帯域要求用のチャネルの帯域を、前記帯域割当対象の端末の次の周期における割当情報とし、
前記算出したデータ送信用のチャネル割当時のスループット期待値の方が高い場合には、前記ネゴシエーションで決まった割当帯域を、前記帯域割当対象の端末の次の周期における割当情報とする、
ことを特徴とする請求項2に記載の帯域割当方法。 In comparing the calculated throughput expected value at the time of channel allocation for data transmission and the expected throughput value at the time of channel allocation for bandwidth request,
If the calculated throughput request channel throughput expectation value at the time of channel allocation is higher, the bandwidth request channel bandwidth is set as allocation information in the next period of the bandwidth allocation target terminal,
When the calculated throughput expected value at the time of channel assignment for data transmission is higher, the assigned bandwidth determined by the negotiation is assigned information in the next period of the bandwidth assignment target terminal,
The bandwidth allocation method according to claim 2, wherein:
前記端末毎に、前記端末から送信されたデータ量を測定し、
帯域割当対象の端末に関する最新のN回(Nは2以上の整数)の測定結果について、データ量とその発生確率を算出し、
予め複数の割当候補帯域を設定し、
前記割当候補帯域のそれぞれに対して、前記データ量、前記発生確率および前記割当候補帯域を適用した場合に送信完了するまでに要する総帯域量から、スループット期待値を算出し、
前記算出したスループット期待値の中から最大となるスループット期待値を最大スループット期待値として選択し、
前記データ量、前記発生確率および帯域要求用のチャネルを用いた場合に前記データ量を送信完了するまでに要する総帯域量から、帯域要求用のチャネル割当時のスループット期待値を算出し、
前記選択した最大スループット期待値と前記算出した帯域要求用のチャネル割当時のスループット期待値とを比較し、高いスループット期待値が得られるチャネルを前記帯域割当対象の端末の次の周期における割当情報として決定する、
ことを特徴とする帯域割当方法。 In a bandwidth allocation method in a base station of a wireless communication system in which a plurality of terminals share a wireless line for communication,
For each terminal, measure the amount of data transmitted from the terminal,
For the latest N times (N is an integer greater than or equal to 2) measurement results for the band allocation target terminal, calculate the data amount and its occurrence probability,
Set multiple allocation candidate bands in advance,
For each of the allocation candidate bands, calculate the expected throughput value from the total amount of bandwidth required to complete transmission when the data amount, the occurrence probability, and the allocation candidate band are applied,
Select the maximum expected throughput value from the calculated expected throughput values as the maximum expected throughput value,
When using the data amount, the occurrence probability, and the bandwidth request channel, from the total bandwidth required to complete transmission of the data amount, calculate the expected throughput value when allocating the bandwidth request channel,
The selected maximum throughput expectation value is compared with the calculated throughput expectation value at the time of channel allocation for bandwidth request, and a channel from which a high throughput expectation value is obtained is assigned information in the next cycle of the band allocation target terminal decide,
A bandwidth allocation method characterized by the above.
前記算出した帯域要求用のチャネル割当時のスループット期待値の方が高い場合には、前記帯域要求用のチャネルの帯域を、前記帯域割当対象の端末の次の周期における割当情報とし、
前記選択した最大スループット期待値の方が高い場合には、前記最大スループット期待値となる割当候補帯域を、前記帯域割当対象の端末の次の周期における割当情報とする、
ことを特徴とする請求項4に記載の帯域割当方法。 In comparison between the selected maximum expected throughput value and the expected throughput value at the time of channel allocation for the calculated bandwidth request,
If the calculated throughput request channel throughput expectation value at the time of channel allocation is higher, the bandwidth request channel bandwidth is set as allocation information in the next period of the bandwidth allocation target terminal,
If the selected maximum throughput expectation value is higher, the allocation candidate band that becomes the maximum throughput expectation value is assigned information in the next period of the band allocation target terminal,
The bandwidth allocation method according to claim 4, wherein:
ことを特徴とする請求項1または請求項4に記載の帯域割当方法。 Determining the allocation candidate band based on the measured data amount;
5. The bandwidth allocation method according to claim 1 or 4, wherein:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006314367A JP4536706B2 (en) | 2006-11-21 | 2006-11-21 | Bandwidth allocation method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006314367A JP4536706B2 (en) | 2006-11-21 | 2006-11-21 | Bandwidth allocation method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008131365A JP2008131365A (en) | 2008-06-05 |
JP4536706B2 true JP4536706B2 (en) | 2010-09-01 |
Family
ID=39556776
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006314367A Expired - Fee Related JP4536706B2 (en) | 2006-11-21 | 2006-11-21 | Bandwidth allocation method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4536706B2 (en) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5083411B2 (en) * | 2008-10-02 | 2012-11-28 | 日本電気株式会社 | Wireless base station, scheduling system, allocation control method, and recording medium |
CN102664949A (en) * | 2012-04-19 | 2012-09-12 | 浙江大学 | Projected agriculture environment monitoring pre-alarm system with distributed heterogeneous wireless sensor networks |
CN104571023A (en) * | 2014-12-17 | 2015-04-29 | 浙江浙天网络科技有限公司 | Device and method for remotely controlling greenhouse |
JP6822076B2 (en) | 2016-11-08 | 2021-01-27 | 日本電気株式会社 | Radio resource allocation device, radio resource allocation method, and radio resource allocation program |
CN114375055B (en) * | 2022-01-19 | 2023-06-30 | 高拓讯达(北京)微电子股份有限公司 | Bandwidth processing method, device, equipment and storage medium |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07107026A (en) * | 1993-10-07 | 1995-04-21 | Mitsubishi Electric Corp | Satellite communication slot allocation device and satellite communication system |
JPH10173584A (en) * | 1996-12-13 | 1998-06-26 | Nec Corp | Satellite line access system |
-
2006
- 2006-11-21 JP JP2006314367A patent/JP4536706B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07107026A (en) * | 1993-10-07 | 1995-04-21 | Mitsubishi Electric Corp | Satellite communication slot allocation device and satellite communication system |
JPH10173584A (en) * | 1996-12-13 | 1998-06-26 | Nec Corp | Satellite line access system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2008131365A (en) | 2008-06-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3566382B1 (en) | Method and user equipment for multi-carrier data transmission | |
KR102161973B1 (en) | Station, communication method, and integrated circuit | |
JP5185367B2 (en) | Wireless communication method, wireless communication system, base station, and terminal station | |
EP2249613B1 (en) | Wireless communication method, base station, and wireless communication system | |
KR101132550B1 (en) | Radio communication system, base station, scheduling method, and computer readable recording media thereof | |
JP2009521829A (en) | Dynamic inter-cell channel sharing | |
RU2010148422A (en) | METHOD AND DEVICE FOR RE-USING FREQUENCIES IN THE COMMUNICATION SYSTEM WITH MULTIPLE CARRIERS | |
JP2009200544A (en) | Wireless communication control method and radio terminal | |
CN110868705B (en) | Content distribution method based on multi-hop opportunistic D2D communication for social perception | |
JP4536706B2 (en) | Bandwidth allocation method | |
JP4990279B2 (en) | Allocation of radio resources to reduce terminal transmission power | |
US20180014312A1 (en) | Base station apparatus and method of allocating a radio resource | |
CN106507489B (en) | resource allocation method and access device | |
KR101604721B1 (en) | Methods and apparatus for adaptive partitioning of links | |
US9253781B2 (en) | Scheduling in consideration of terminal groups in a mobile communication system | |
JP4550013B2 (en) | Wireless communication method, dynamic bandwidth allocation method, wireless communication system, and base station | |
CN106936557B (en) | Wireless channel resource allocation method | |
Mitran et al. | Resource allocation for downlink spectrum sharing in cognitive radio networks | |
WO2020105191A1 (en) | Communication device and wireless communication system | |
CN113645707B (en) | Network resource allocation method, device, system, computer equipment and storage medium | |
JP2014500684A (en) | Target transmitter corresponding to target transmitter, communication method thereof, and method of cellular communication system in distributed transmission power control system | |
JP5106316B2 (en) | Wireless communication method, wireless communication system, and base station | |
JP5303749B2 (en) | Wireless communication method and base station apparatus | |
JP4917063B2 (en) | Wireless communication method, wireless communication system, base station, and wireless terminal | |
JP2013106076A (en) | Radio resource allocation device, base station, and radio resource allocation method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100302 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100428 |
|
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: 20100608 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100616 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130625 Year of fee payment: 3 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 4536706 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140625 Year of fee payment: 4 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |