JP4675825B2 - Data transfer method - Google Patents
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本発明は、基地局と無線端末が中継器を介してデータの送受信を行う場合のデータ転送方法に関するものであり、特に、中継器が、受信した複数のデータ(フレーム)をアグリゲーションして得られたフレームを宛先の基地局または無線端末へ送信するデータ転送方法に関するものである。 The present invention relates to a data transfer method when a base station and a radio terminal transmit and receive data via a repeater, and in particular, the repeater is obtained by aggregating a plurality of received data (frames). The present invention relates to a data transfer method for transmitting a received frame to a destination base station or wireless terminal.
現在普及している第三世代携帯電話方式において、音声通信はIP化されていないが、今後、携帯電話においても、音声を含めたすべての通信がIP化していくことが予測されている。たとえば、米国の無線標準規格である下記非特許文献1において、このような移動体通信におけるIPブロードバンド化に関する標準化を行っている。
In the third-generation mobile phone system that is currently popular, voice communication is not IP, but in the future, it is predicted that all communication including voice will also be IP. For example, in the following Non-Patent
図21は、下記非特許文献1において規定されているネットワーク(無線通信システム)構成の一例を示した図であり、このネットワークは、基地局(Base Station、以下、BSと呼ぶ)と、複数の無線端末(Mobile Station、以下、MSと呼ぶ)から構成される。以下、図21に基づいて従来の無線通信システムを説明する。
FIG. 21 is a diagram illustrating an example of a network (wireless communication system) configuration defined in Non-Patent
図21において、BSを中心とし、このBSとの通信範囲である2種類の楕円が描かれている。内側の楕円は、BSからの伝播環境が良いエリアを示しており、外側の楕円は、BSからの伝播環境が悪いエリアを示している。なお、楕円の外側は、BSとの通信が不可能なエリアを示している。なお、便宜上、BSとの通信エリアを3段階に分類しているが、伝播環境は、伝播路における距離減衰、フェージング、マルチパス、キャリア周波数などの物理的な特長によって決まるため、この限りではない。また、建物の裏についてはシャドーイングの影響で通信が出来ない状況を示している。なお、下記非特許文献1においては、マルチキャリアを用いるOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)、OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)による変復調方式や、シングルキャリアを用いる方式などが規定されている。
In FIG. 21, two types of ellipses are drawn with the BS as the center and the communication range with the BS. The inner ellipse indicates an area where the propagation environment from the BS is good, and the outer ellipse indicates an area where the propagation environment from the BS is bad. The outside of the ellipse indicates an area where communication with the BS is impossible. For convenience, the communication area with the BS is classified into three stages, but the propagation environment is determined by physical characteristics such as distance attenuation, fading, multipath, carrier frequency, etc. in the propagation path. . In addition, the back of the building shows a situation where communication is not possible due to shadowing. In the following
次に、通信エリアにおける、複数の無線端末(MS)について説明する。各MSは、上記説明において便宜上分類された「伝播環境が良いエリア」,「伝播環境が悪いエリア」,「通信が不可能なエリア」のいずれかに属している。ここで、通常の通信システムにおいては、伝搬環境によらず、通信を行う各端末(BS、MSなどに相当)は、規定された通信品質を満たす必要がある。なお、通信品質としては、たとえば、パケットエラーレート(Packet Error Rate、以下、PERと呼ぶ)を使用する。 Next, a plurality of wireless terminals (MS) in the communication area will be described. Each MS belongs to one of “area with good propagation environment”, “area with bad propagation environment”, and “area where communication is impossible” classified for convenience in the above description. Here, in a normal communication system, each terminal (equivalent to BS, MS, etc.) that performs communication needs to satisfy the prescribed communication quality regardless of the propagation environment. As the communication quality, for example, a packet error rate (hereinafter referred to as PER) is used.
そのため、図21に示した例においては、伝播環境が良いエリアに属しているMS#1および#2は、高効率な伝送レートを用いてBSと通信することが可能である。一方、伝播環境が悪いエリアに属しているMS#3〜#5は、規定された通信品質を満たすために、低効率な伝送レートを用いてBSと通信する、または、短いパケット長のデータを用いてBSと通信する必要がある。なお、MS#6〜MS#9は、BSとの通信が不可能なエリアに属しているため、BSからの信号を受け取ることが出来ない。
Therefore, in the example shown in FIG. 21,
したがって、同じサイズのデータをBSとMSとの間で通信する場合、同等のPERを満たすために、伝播環境が悪いエリアでは、伝播環境が良いエリアに比べて、低効率な変調方式あるいは、コーディングレートを使用する(図22参照)。その結果、伝播環境が悪いエリアに属する端末の影響により、セルのシステムスループットが低下する。 Therefore, when data of the same size is communicated between the BS and the MS, in order to satisfy the same PER, in an area where the propagation environment is poor, a modulation scheme or coding which is less efficient than an area where the propagation environment is good The rate is used (see FIG. 22). As a result, the system throughput of the cell decreases due to the influence of terminals belonging to areas where the propagation environment is bad.
ここで、伝播環境が悪いエリアに属する端末に影響によりスループットが低下する問題を解消するための従来技術を図23に基づいて説明する。図23は、図21に示した無線通信システムに対して中継器(Relay Station、以下、RSと呼ぶ)を配置し、通信エリアの拡大(Cell Expansion)および通信エリアの補完(reduce cell hole)を実現した無線通信システムの構成例を示している。具体的には、RS#1が通信エリアの拡大のためにビルの上に配置され、RS#2〜RS#4が通信エリア/通信圏外の補完を行うために設置された無線通信システムを示している。BSとRS間の通信は、他のビルからのマルチパス等による干渉や、距離減衰による伝播品質の劣化などが考えられるが、指向性アンテナや、高い送信電力等を使用することにより、通常のBSとMSの通信に比べ、良好な状態で行われているものとする。なお、RS設置後、MS#3〜MS#9は、RSを介して通信を行うことになる。
Here, a conventional technique for solving the problem that the throughput is lowered due to an influence on a terminal belonging to an area having a poor propagation environment will be described with reference to FIG. FIG. 23 shows a relay station (hereinafter referred to as “RS”) arranged in the wireless communication system shown in FIG. 21 to expand the communication area (Cell Expansion) and complement the communication area (reduce cell hole). 1 shows a configuration example of a realized wireless communication system. Specifically, a wireless communication system in which
図23に示したように中継器を配置することによって、セル端等に存在し、図21に示した無線通信システム(中継器が配置されていない無線通信システム)では非効率であったMS#3〜MS#6は、中継器に対して伝播環境が良くなる。そのため、より高効率な変調方式あるいは、コーディングレートを使用することが可能となり、システムスループットが向上する(図24参照)。また、MSは、BSに対して通信を行う場合に比べ、少ない送信電力でRSに対して通信を行うことが可能となる。
By arranging the repeater as shown in FIG. 23, the MS # exists at the cell edge or the like and is inefficient in the wireless communication system (wireless communication system in which no repeater is shown) shown in FIG. 3-
つづいて、上述した中継器を使用した従来技術の問題点について説明する。図25は、従来技術を適用した無線通信システムの一例を示す図である。この無線通信システムは、基地局(BS)と、中継器(RS)と、RSに接続し、BSと通信を行うMS(MS#1,MS#2,MS#3,MS#4,…,MS#n)と、により構成される。なお、上記図23に示したRSの効果を説明するに当たり、便宜的に1台のRSと、それに接続する無線端末を示しているが、この形態に限定されるものではない。
Next, problems of the conventional technique using the above-described repeater will be described. FIG. 25 is a diagram illustrating an example of a wireless communication system to which the related art is applied. This wireless communication system includes a base station (BS), a repeater (RS), and MSs (
RSと各MSは、BSと通信を行うためのコネクション識別子(Connection Identifier、以下、CIDと呼ぶ)を設定して、BSと通信を行っている。ここで、CIDは、BS、RS、MSのアドレスとマッピングされているものであり、このCIDによって、そのフレームが自端末宛のものなのかを判断することが可能である。また、このCIDは、アプリケーション、アップリンク、ダウンリンク等ごとに設定することも可能であり、1つのMSが複数のCIDを持つことも可能である。なお、図25は、各MSが3つのCIDを持っている場合の例を示しており、たとえばMS#1は、CID#11、CID#12、CID#13のコネクションをBSと張っていることを示している。
The RS and each MS communicate with the BS by setting a connection identifier (hereinafter referred to as CID) for communicating with the BS. Here, the CID is mapped to the BS, RS, and MS addresses, and it is possible to determine whether or not the frame is addressed to the own terminal. Further, this CID can be set for each application, uplink, downlink, etc., and one MS can have a plurality of CIDs. FIG. 25 shows an example in which each MS has three CIDs. For example, MS # 1 has a connection of
一例として、BSとMS#1との間で通信を行う場合には、BSとMS#1で取り決めたCID#11〜CID#13を使用する。なお、図25は、CID#11を使用して通信を行っている様子を示しており、具体的には、MS#1がRSに対してデータを送信し、RSは、MS#1から受信したデータをBSに対して転送している様子を示している。
As an example, when communication is performed between the BS and the
なお、本説明では、RSにおいてPHY/MACでプロトコルを終端し、RSが、単にMSのデータを転送するような方法を示しているが(図26参照)、RSにおいてPHYでプロトコルを終端するとは限らず、MACレイヤ、IPレイヤ、TCP/UDPレイヤでの終端も可能である。その際には、BSとRSの間で、MSからのCID(たとえばMS#1からのCID#11)のデータのためのCIDを新たに設定し、ヘッダを挿げ替えて送信することも可能である(図27参照)。また、MSから受信したデータ(パケット)をカプセル化し、さらに新しいCIDを付与して転送することも可能である。
In this description, the RS terminates the protocol with PHY / MAC and the RS simply transfers the MS data (see FIG. 26). However, the RS terminates the protocol with PHY. The termination is not limited to the MAC layer, the IP layer, and the TCP / UDP layer. In that case, it is also possible to newly set the CID for the data of the CID from the MS (for example,
しかしながら、RSが上述した転送方法のいずれを実行する場合であっても、BSおよびRSの間のデータと、MSおよびRSの間のデータとが、1対1で対応しているため、RSに沢山のMSが接続した場合には、BSおよびRSの間のトラヒックを食いつぶしてしまう、という問題がある。 However, even if the RS performs any of the transfer methods described above, the data between the BS and the RS and the data between the MS and the RS have a one-to-one correspondence. When a lot of MSs are connected, there is a problem that the traffic between the BS and the RS is consumed.
ここで、複数の短いパケットを束ねて送信し、高効率を実現するFrame Aggregation方式(フレームアグリゲーション方式)が無線LANの規格の一つであるIEEE802.11nにおいて提案されている。これは、複数のフレームをまとめて(複数フレームのアグリゲーションを行い)新しいフレームを生成して送信することにより高効率化を図る技術である。なお、IEEE802.11nは、基地局(IEEE802.11nではAccess Point(AP)と呼ばれる)および無線端末(IEEE802.11nではStation(STA)と呼ばれる)による構成の無線通信システムを想定しており(図28参照)、上述したような中継器を介した通信を考慮していない(中継器を介した通信は規定されていない)。また、IEEE802.11nを適用した無線通信システムにおいては、基地局が各無線端末の管理を行う事になっており、基本的に各基地局と端末に固有のMACアドレスを使用して識別している。また、アクセス方式としてCSMA/CAを使用しており、上記非特許文献1において検討されている方式とは基本的に異なる。
Here, IEEE 802.11n, which is one of the standards for wireless LANs, proposes a frame aggregation method (frame aggregation method) that bundles and transmits a plurality of short packets to achieve high efficiency. This is a technique for improving efficiency by combining a plurality of frames (aggregating a plurality of frames) and generating and transmitting a new frame. IEEE802.11n assumes a wireless communication system configured with a base station (referred to as Access Point (AP) in IEEE802.11n) and a wireless terminal (referred to as Station (STA) in IEEE802.11n) (see FIG. 28), communication via a repeater as described above is not considered (communication via a repeater is not defined). In a wireless communication system to which IEEE 802.11n is applied, a base station manages each wireless terminal. Basically, each base station and a terminal are identified using a unique MAC address. Yes. Further, CSMA / CA is used as an access method, which is basically different from the method studied in
フレームアグリゲーション方式については、従来から種々の検討がなされており、代表的なものとして、MSDU Aggregation方式,MPDU Aggregation方式,RIFS Bursting方式が存在する。 Various studies have been made on the frame aggregation method, and representative examples include an MSDU aggregation method, an MPDU aggregation method, and a RIFS bursting method.
MSDU Aggregation方式は、主に同じ宛先アドレスのMSDU(MAC Service Data Unit)を複数連結し、連結したデータに対してMACヘッダ(MAC Header)と、受信の成否を判断するためのFCS(Frame Check Sequence)を付加したフレームフォーマットを特徴としており、IEEE802.11nのMACレイヤでも用いられている方式である。この方式は、シンプルであり、かつ高効率である反面、FCSがフレーム全体に対して、1つ付けられるだけなので、伝搬環境が悪い状況において、パケット長を長くできない、という問題がある。 The MSDU aggregation method mainly concatenates a plurality of MSDUs (MAC Service Data Units) having the same destination address, a MAC header (MAC Header) for the concatenated data, and an FCS (Frame Check Sequence) for determining success or failure of reception. ) Is added to the frame format, and is also used in the IEEE802.11n MAC layer. Although this method is simple and highly efficient, there is a problem that the packet length cannot be increased in a situation where the propagation environment is bad because only one FCS is attached to the entire frame.
また、MPDU Aggregation方式は、MACヘッダと、Data、FCSからなるMPDU(MAC Protocol Data Unit)を複数連結し、各MPDUの間にMPDUの先頭を示すためのDelimter(デリミタ)を挿入したフレームフォーマットを特徴としており、IEEE802.11nのMACレイヤでも用いられる方法である。この方式は、各Dataに対してFCSが付加されているために、連結した前後のデータに対して誤りが生じたとしてもFCSが正常であると判断されたパケットに対しては受信が成功したと判断されるため、高ロバスト性である。その反面、各Dataに対してMACヘッダとFCSが接続されるために上記MSDU Aggregation方式に比べて非効率的である、という欠点が内在している。 In addition, the MPDU aggregation method has a frame format in which a MAC header and a plurality of MPDUs (MAC Protocol Data Units) composed of Data and FCS are concatenated, and a Delimiter (delimiter) is inserted between each MPDU to indicate the head of the MPDU It is a method that is also used in the MAC layer of IEEE 802.11n. In this method, since FCS is added to each data, even if an error occurs in the data before and after concatenation, reception is successful for packets that are judged to be normal. Therefore, it is highly robust. On the other hand, since the MAC header and FCS are connected to each Data, there is a disadvantage that it is inefficient compared to the MSDU aggregation method.
また、RIFS Bursting方式は、PHY同期用のプリアンブルと復調用データフィールド、PSDU(PHY Service Data Unit)からなるフレームを、短い時間区間(RIFS:Reduced Interframe Space)で連続的に送信するフレームシーケンスを特徴としており、IEEE802.11nのPHYレイヤでも用いられる方法である。この方法は、シンプルであり、かつ各パケットの変調度を変更できるために高ロバスト性である。その反面、各フレームは、プリアンブルと、復調用データフィールド、MACヘッダ、FCSなどがDataに付加されているために上記MSDU Aggregation方式およびMPDU Aggregation方式に比べて非効率的である、という欠点が内在している。 In addition, the RIFS Bursting scheme features a frame sequence in which a frame including a preamble for PHY synchronization, a data field for demodulation, and a PSDU (PHY Service Data Unit) is continuously transmitted in a short time interval (RIFS: Reduced Interframe Space). This method is also used in the IEEE 802.11n PHY layer. This method is simple and highly robust because the modulation degree of each packet can be changed. On the other hand, each frame has a disadvantage that it is inefficient compared to the MSDU aggregation method and the MPDU aggregation method because a preamble, a data field for demodulation, a MAC header, FCS, and the like are added to Data. is doing.
しかしながら、上述したフレームアグリゲーション方式の何れにおいても、新しく生成されたフレームはMSの物理的に決められたMACアドレスに対して送信されるために、自ずとMACアドレスごとにフレームが束ねられる。そのため、特定のアプリケーションあるいは、QoSに応じてフレームを連結するのではなく、特定のMACアドレスあるいは、特定の複数のMACアドレスに対するフレームを連結する事が主眼にあった。さらに、複数の宛先MACアドレスに対しては、ダウンリンクに対するパケットはフレームアグリゲーションを適用できたが、アップリンクに対するパケットには適用できない、という問題があった。 However, in any of the above-described frame aggregation schemes, a newly generated frame is transmitted to the MAC address that is physically determined by the MS, so the frames are naturally bundled for each MAC address. Therefore, instead of concatenating frames according to a specific application or QoS, the main purpose is to concatenate frames for a specific MAC address or a plurality of specific MAC addresses. Further, for a plurality of destination MAC addresses, frame aggregation can be applied to packets for the downlink, but there is a problem that it cannot be applied to packets for the uplink.
また、上述したように、フレームアグリゲーションは、BSからMSへ直接送信されるダウンリンクパケットに対して適用することを想定しており、BSからRSへのダウンリンクパケットに対して適用することができない、という問題があった。すなわち、上述したフレームアグリゲーション方式をBS−RS間の通信に対して適用する方法については開示されておらず、既存のフレームアグリゲーション方式をそのまま適用することはできない、という問題があった。 Also, as described above, it is assumed that frame aggregation is applied to downlink packets transmitted directly from the BS to the MS, and cannot be applied to downlink packets from the BS to the RS. There was a problem. That is, a method of applying the above-described frame aggregation scheme to communication between BS and RS is not disclosed, and there is a problem that the existing frame aggregation scheme cannot be applied as it is.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、基地局(BS)と中継器(RS)との間の通信に対してフレームアグリゲーションを適用可能とし、データ転送の高効率化を実現するデータ転送方法を得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and enables frame aggregation to be applied to communication between a base station (BS) and a repeater (RS), thereby realizing high efficiency of data transfer. The purpose is to obtain a data transfer method.
また、アップリンクでの通信(MSからBSへの送信、MSからRSへの送信およびRSからBSへの送信)に対するフレームアグリゲーションの適用を可能とするデータ転送方法を得ることを目的とする。 It is another object of the present invention to provide a data transfer method capable of applying frame aggregation to uplink communication (transmission from MS to BS, transmission from MS to RS, and transmission from RS to BS).
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、無線通信システムを構成する中継装置が、特定の1つまたは複数の送信元通信装置から受信したデータ系列を宛先通信装置に対して転送する場合のデータ転送方法であって、単一データフレームまたは同じ宛先のデータ系列のみを含むアグリゲーションフレームを受信した場合、当該フレームを受信後、特定の時間内において、当該受信フレームに含まれるデータ系列の宛先と同じ宛先のデータ系列のみを含んだ他のフレーム(単一データフレームまたはアグリゲーションフレーム)を受信する同一宛先データ系列受信ステップと、前記同一宛先データ系列受信ステップにおいて、単一データフレームおよび/またはアグリゲーションフレームを複数受信した場合に、当該受信したフレームに含まれる全てのデータ系列および各データ系列の送信元情報と、当該各データ系列の宛先を示す宛先情報と、に基づいて、当該複数データ系列およびそれぞれに対応付けられた宛先情報を含んだアグリゲーションフレームを生成するアグリゲーションフレーム生成ステップと、を含むことを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the present invention provides a relay communication apparatus that constitutes a wireless communication system that receives a data sequence received from one or more specific transmission source communication apparatuses for a destination communication apparatus. In the case of receiving an aggregation frame that includes only a single data frame or a data sequence of the same destination, it is included in the received frame within a specific time after receiving the frame. In the same destination data sequence receiving step of receiving another frame (single data frame or aggregation frame) including only the data sequence of the same destination as the destination of the data sequence, and in the same destination data sequence receiving step, a single data frame And / or received multiple aggregation frames Based on all the data series included in the frame and the transmission source information of each data series and the destination information indicating the destination of each data series, the multiple data series and the destination information associated with each are included. An aggregation frame generating step for generating an aggregation frame.
この発明によれば、従来の方法ではアグリゲーション不可能であった、送信元が異なるフレーム同士のアグリゲーションを可能としたので、データ転送の効率化を図り、システムスループットを向上させることができる、という効果を奏する。 According to the present invention, it is possible to perform aggregation between frames with different transmission sources, which cannot be aggregated by the conventional method. Therefore, it is possible to improve efficiency of data transfer and improve system throughput. Play.
以下に、本発明にかかるデータ転送方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Embodiments of a data transfer method according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
実施の形態1.
図1は、本発明にかかるデータ転送方法を適用する無線通信システムの実施の形態1の構成例を示す図である。この無線通信システムは、基地局(BS)10と、中継器(RS)20と、無線端末(MS)30〜33と、により構成される。BS10は、有線等にて基幹ネットワークに接続しており、配下のRS20およびMS30と通信を行っている。また、RS20は、BS10の通信エリアの拡大(Coverage Expansion)およびセル端でのスループット向上、そして、通信エリア/圏外エリアの補完(reducing coverage Holes)などのために配置されるものである。ここで、RS20は、MS31〜33を収容している。また、MS31〜33は、BS10とは直接通信が出来ないような状態である。そして、MS31〜33は、BS10および基幹ネットワークとの通信を、RS20を経由して行う。
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a first embodiment of a wireless communication system to which a data transfer method according to the present invention is applied. This wireless communication system includes a base station (BS) 10, a repeater (RS) 20, and wireless terminals (MS) 30 to 33. The
また、BS10、RS20、MS30〜33にそれぞれ付加されているCIDあるいは、RS−CIDから始まる番号は、それぞれの端末が扱っているコネクション識別子(CID)の一例を示している。なお、本実施の形態においては、すべてのRS−CIDおよびCIDをBS10が管理しているものとする。また、これ以降は、BS10およびRS20は、MS30〜33がどのように無線通信システムに接続しているかを認識していることを前提として説明する。この認識については、MSがBSまたはRSに対して接続要求を送信し、Authentication,Associationの過程を経て認識しているものとする。また、便宜上、BS10にはRS20とMS30のみが接続しているものとして説明を行うが、無線通信システムの構成はこの限りではなく、BS10に対して複数のRSおよびMSが接続した構成の無線通信システムに対しても本発明を適用可能である。
Also, the CID added to each of the
図2は、本実施の形態におけるフレームアグリゲーションフレーム(複数のCIDに対応するフレームを束ねた後のフレーム、以下、FAフレームと呼ぶ)の構成例を示す図である。このFAフレームは、GM Header(General MAC Header、以下、GMヘッダと呼ぶ)と、FA Sub Header(Frame Aggregation Sub Header、以下、FAサブヘッダと呼ぶ)と、複数のDataと、FAフレーム全体に対するフレームチェックシーケンスであるCRC(Cyclic Redundancy Check)から構成される。ここで、GMヘッダは、既存の無線標準規格であるIEEE802.16−2004およびIEEE802.16e−2005を踏襲し、HT(Header Type),1bit、EC(Encryption Control),1bit、Type(サブヘッダの種別を記すフィールド),6bit、ESF(Extended Subheader Field),1bit、CI(CRC Indicator),1bit、EKS(Encryption Key Sequence),2bit、Rsv(Reserved),1bit、LEN(パケット長),11bit、CID,16bit、HCS(Header Check Sequence),8bitを含んでいる。 FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of a frame aggregation frame (a frame after bundling frames corresponding to a plurality of CIDs, hereinafter referred to as an FA frame) in the present embodiment. This FA frame includes a GM Header (General MAC Header, hereinafter referred to as a GM header), a FA Sub Header (Frame Aggregation Sub Header, hereinafter referred to as an FA sub header), a plurality of Data, and a frame check for the entire FA frame. It consists of CRC (Cyclic Redundancy Check) which is a sequence. Here, the GM header follows IEEE 802.16-2004 and IEEE 802.16e-2005, which are existing wireless standards, HT (Header Type), 1 bit, EC (Encryption Control), 1 bit, Type (type of subheader) ), 6 bits, ESF (Extended Subheader Field), 1 bit, CI (CRC Indicator), 1 bit, EKS (Encryption Key Sequence), 2 bits, Rsv (Reserved), 1 bit, LEN (packet length), 11 bits, CID, 16 bits, HCS (Header Check Sequence), 8 bits are included.
また、本実施の形態のFAフレームは、上記GMヘッダに含まれる予約領域であるRsv(1bit)をFAI(Frame Aggregation Subheader Indicator)として新たに定義し、このFAIを使用してGMヘッダの後ろにFAサブヘッダが付加されるかどうかを示す。さらに、FAIに対してFAサブヘッダが付加されていることを示す情報が設定された場合(FAIが“1”の場合)には、従来CIDとして割り当てられていたフィールドを、BSとRSとの間で使用されるCIDであるRS−CIDを示すフィールドとして使用する(従来のCIDフィールドに対してRS−CIDを設定する)。 In the FA frame of the present embodiment, Rsv (1 bit), which is a reserved area included in the GM header, is newly defined as FAI (Frame Aggregation Subheader Indicator), and this FAI is used behind the GM header. Indicates whether an FA subheader is added. Further, when information indicating that the FA subheader is added to the FAI (when the FAI is “1”), the field assigned as the conventional CID is set between the BS and the RS. Is used as a field indicating an RS-CID which is a CID used in the above (set RS-CID for a conventional CID field).
図3は、本実施の形態において使用するFAフレームのFAサブヘッダの構成例を示す図である。このFAサブヘッダは、サブヘッダの種類を示すサブヘッダタイプ(Sub Header Type)フィールドと、FAを行う方法および種別を通知するためのタイプ(Type)フィールドと、束ねる(アグリゲーションを行う)パケットの個数を示すNumberフィールドと、を含んだ共通フィールドおよびアグリゲーションするそれぞれのCIDに対する拡張フィールドにより構成される。また、拡張フィールドは、フラグメンテーションの状態を示すFC(Fragmentation Control)フィールド、アグリゲーションされているCIDを示すCIDフィールド、アグリゲーションされているデータの長さを示すLEN(Length)フィールドなどにより構成される。なお、図2に示した構成のFAフレームにおいては、CID#311、CID#312、CID#321に対応するデータをアグリゲーションしているため、このFAフレームにおいては、拡張フィールドが3回繰り返される。
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of the FA subheader of the FA frame used in the present embodiment. This FA subheader indicates the number of packets to be bundled (aggregated), a subheader type (Sub Header Type) field indicating the type of the subheader, a type (Type) field for notifying the method and type of FA. And a common field including a number field and an extension field for each CID to be aggregated. The extension field includes an FC (Fragmentation Control) field indicating a fragmentation state, a CID field indicating an aggregated CID, an LEN (Length) field indicating the length of the aggregated data, and the like. In the FA frame having the configuration shown in FIG. 2, the data corresponding to
次に、BSとRSとの間で使用されるRS−CIDおよびMSとBS(またはRS)との間で使用されるCIDの関係について説明する。図4は、BS10およびRS20において使用するルックアップテーブルの一例を示す図である。本実施の形態では、RS−CID#201に対して、CID#311、CID#312およびCID#321が関連付けられており、RS−CID#202に対して、CID#322、CID#331が関連付けられている。なお、本実施の形態では、図4に示したように、1つのCIDに対して1つのRS−CIDが対応するようにしている。これは、1つのCIDが複数のRS−CIDに対して割り当てられているような場合、BS10とRS20にて作成したコネクションを終了するようなケースにおいて、RS−CIDの整合性が取れなくなる可能性があるためである。たとえば、RS−CID#203と、RS−CID#204の両方に対して、CID#332が関連付けられている場合には、RS−CID#203のコネクションを中断してしまうことによって、CID#332のトラフィックの一部が中断されてしまう可能性がある。
Next, the relationship between the RS-CID used between the BS and the RS and the CID used between the MS and the BS (or RS) will be described. FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a lookup table used in the
次に、BS10がMS31〜33に対してデータを送信する動作について説明する。図5および図6は、BS10がMS31および32に対してデータを送信する様子の一例を示す図である。図5において、まずBS10は、RS20に対して、CID#311に関連付けられたデータおよびCID#312に関連付けられたデータと、CID#321に関連付けられたデータとを含み、RS−CID#201に関連付けられたデータを送信する。具体的には、BS10は、RS−CID#201を含んだGMヘッダ(GMH)と、各CID(CID#311、CID#312、CID#321)を含んだFAサブヘッダ(FA SubH)と、各Dataと、により構成されたFAフレームを生成し、RS20に対して送信する。
Next, an operation in which the
RS20は、BS10が送信したフレームを受信後、当該フレームに含まれるFAサブヘッダを確認し、どのCIDおよびCIDに関連するデータが含まれているのかを確認する。確認の結果、CID#311が含まれているのであれば、RS20は、CID#311およびこれに関連付けられたデータを含んだフレームを生成し、MS31に対して送信する。同様に、CID#312、CID#321が含まれているのであれば、CID#312に関連付けられたデータ、CID#321に関連付けられたデータを、それぞれ宛先のMSに対して送信する。
After receiving the frame transmitted by the
次に、MS31〜33がBS10に対してデータを送信する動作について説明する。BS10に対してCID#311に関連付けたデータを送信したい場合、MS31は、CID#311およびそれに関連付けられたデータ(CID#311およびそれに対応するデータを含んだフレーム)をRS20に対して送信する。RS20は、CID#311およびそれに関連付けられたデータを受信すると、それらをRS−CID#201に関連付ける(図2に示したようなFAフレームを生成する)。なお、RS−CID#201に関連付ける必要があるCIDおよびデータが他にも存在する場合には、それらについても同様に、RS−CID#201に関連付ける。
Next, an operation in which the
たとえば、RS20は、CID#311およびそれに関連付けられたデータを受信すると、規定時間内において、RS−CID#201に関連付ける必要があるCIDおよびデータを含んだフレームを受信する。そして、RS−CID#201に関連付ける必要があるCIDおよびデータを含んだフレームを受信した場合には、当該受信したフレームに含まれるCIDおよびデータと、受信済みの上記CID#311およびそれに関連付けられたデータをRS−CID#201に関連付ける。すなわち、規定時間内に受信した全てのデータ(RS−CID#201に関連付ける必要があるものに限る)およびそのCIDを含んだFAフレームを生成する。
For example, when the
そして、RS20は、生成したFAフレームをBS10に対して送信する。なお、図5では、3つのCIDに対するデータをアグリゲーションしたFAフレームを送信する様子を示しているが、対応するCIDに対するトラフィックがない場合には、図6に示した例のように、一部のCID(この例ではCID#312およびCID#321)に対するデータのみをアグリゲーションして送信する。
Then, the
このように、本実施の形態においては、基地局(BS)と中継器(RS)の間の通信において使用するためのRS−CIDを新たに定義し、さらに、このRS−CIDを使用したコネクションの定義を行い、定義したコネクションの中に、従来の無線端末のコネクション(基地局−無線端末間のコネクション)を複数束ねて送信する(アグリゲーションする)こととした。これにより、従来の方式のように基地局と無線端末毎に張ったコネクション(MACアドレスに基づいたコネクション)毎にフレームを送信する必要がなくなり、フレームシーケンスの高効率化、フィードバックの高効率化および高スループットを実現することができる。 Thus, in the present embodiment, a new RS-CID is defined for use in communication between the base station (BS) and the repeater (RS), and a connection using this RS-CID is further defined. And a plurality of conventional wireless terminal connections (base station-wireless terminal connections) are bundled and transmitted (aggregated) in the defined connections. This eliminates the need to transmit a frame for each connection (connection based on the MAC address) established between the base station and each wireless terminal as in the conventional method, and improves the efficiency of the frame sequence, the efficiency of the feedback, and High throughput can be realized.
また、中継器と無線端末との伝播環境は、従来の基地局と無線端末との伝播環境よりも良くなるため、同じフレーム長のデータを送信する場合においても、高効率な変調方式、コーディングレートを使うことが可能になり、パケットの送信時間が短くなる。その結果、中継器と無線端末の通信において遅延やジッタを少なくすることができる。 In addition, since the propagation environment between the repeater and the wireless terminal becomes better than the propagation environment between the conventional base station and the wireless terminal, a high-efficiency modulation scheme and coding rate can be used even when transmitting data of the same frame length. Can be used, and the packet transmission time is shortened. As a result, delay and jitter can be reduced in communication between the repeater and the wireless terminal.
なお、本実施の形態においては、FAサブヘッダに含まれるCIDを使用して複数のコネクションを管理したが(図3参照)、このCIDを使用した管理に代えて、MACアドレスを使用して管理を行う,高効率化のためにビット数を減らした(圧縮した)CID(以下、“Compressed CID”と呼ぶ)を使用して管理を行う,そのほかのコネクション識別子・端末識別子を使用して管理を行う,こととしてもよい。また、本実施の形態では、MAC Subheaderとして、FAサブヘッダを新たに規定したが、IEEE802.16e−2005で規定されているExtended Sub HeaderまたはMAC signaling header typeに割り当てることも可能である。なお、FAサブヘッダをExtended Sub Headerに割り当てる方法については、以降の実施の形態において説明する。 In this embodiment, the CID included in the FA subheader is used to manage a plurality of connections (see FIG. 3). Instead of management using the CID, management is performed using a MAC address. Management is performed using a CID (hereinafter referred to as “Compressed CID”) whose number of bits is reduced (compressed) for high efficiency, and management is performed using other connection identifiers / terminal identifiers. , That is good. In this embodiment, the FA subheader is newly defined as a MAC Subheader. However, it can also be assigned to an Extended Sub Header or a MAC signaling header type defined in IEEE 802.16e-2005. Note that a method of assigning the FA subheader to the Extended Sub Header will be described in the following embodiments.
また、GMヘッダ内のRsv(1bit)領域をFAIと新たに定義し、このFAIを使用して、GMヘッダの後ろにFAサブヘッダが付加されるかどうかを示す構成としたが、この限りではない。たとえば、FAIを使用せずに、SubHeader Typeなどを用いて、直接FAサブヘッダを検出するようにしてもよい。 Further, the Rsv (1 bit) area in the GM header is newly defined as FAI, and this FAI is used to indicate whether or not the FA subheader is added after the GM header. . For example, the FA subheader may be directly detected using SubHeader Type or the like without using FAI.
また、FAサブヘッダのエラーを避けるために、当該ヘッダに対してパリティビットや、CRCを付加してもよい。さらに、受信端末が自動的にFAサブヘッダまたは、Dataフィールドの先頭を検出できるように、ユニークなデリミタ(Delimiter)を追加した構成のFAフレームとしてもよい。 In order to avoid errors in the FA subheader, a parity bit or CRC may be added to the header. Furthermore, a FA frame having a configuration in which a unique delimiter (Delimiter) is added may be used so that the receiving terminal can automatically detect the head of the FA subheader or the Data field.
またさらに、Dataフィールドに対して個別にCRCを付加してもよい。この場合には、特定のDataおよび当該Dataに対するCRCからなるFAフレームの一部にエラーが生じたとしても、各Dataの先頭に付加されたデリミタにて、エラーが生じた次のDataの先頭部分を検出することが可能となる。そのため、アグリゲーションされたすべてのフレームがエラーとなることがなくなり、エラーが生じたDataのみの再送が可能となり効率化を図れる。なお、Dataフィールドに対して個別にCRCを付加した場合には、フレーム全体に対するCRC(図2において、FAフレームの最後に含まれるCRC)を無視しても良いし、当該CRC自体を削除した構成のFAフレームとしてもよい。 Furthermore, a CRC may be individually added to the Data field. In this case, even if an error occurs in a part of the FA frame including a specific Data and a CRC for the Data, the head part of the next Data in which an error has occurred in the delimiter added to the head of each Data Can be detected. Therefore, no error occurs in all the aggregated frames, and only the data in which an error has occurred can be retransmitted, thereby improving efficiency. In addition, when CRC is individually added to the Data field, the CRC for the entire frame (the CRC included at the end of the FA frame in FIG. 2) may be ignored, or the CRC itself is deleted. The FA frame may be used.
また、本実施の形態においては、図1に示したような構成(BS10に対してRS20が接続され、MS31〜33がRS20を介してBS10と通信を行う構成)の無線通信システムに対して本発明を適用した場合の動作説明を行ったが、これに限らず、図7に示したような構成の無線通信システムに本発明を適用することもできる。その場合には、RS20に接続するRS21および22とMS34および35トラフィックに対して、上述したフレームアグリゲーションを適用する。すなわち、RS21および22とMS34および35トラフィックに基づいて生成したFAフレームを使用して、BS10とRS20が通信を行う。さらに、RS20とRS21の通信は、RS21に接続するMS31〜33のトラフィックに基づいて生成したFAフレームを使用して行う。
Further, in the present embodiment, the present invention is applied to a radio communication system having a configuration as shown in FIG. 1 (a configuration in which
実施の形態2.
つづいて、実施の形態2のデータ転送方法について説明する。なお、本実施の形態の無線通信システムの構成は、上述した実施の形態1と同様である。本実施の形態においては、実施の形態1と異なる部分についてのみ説明を行う。
Next, the data transfer method according to the second embodiment will be described. The configuration of the wireless communication system of the present embodiment is the same as that of the first embodiment described above. In the present embodiment, only the parts different from the first embodiment will be described.
図8は、実施の形態2のデータ転送方法において使用するFAフレームの構成例を示す図である。このFAフレームは、実施の形態1において使用したFAフレーム(図2参照)と比較して、各CIDに対応するDataの前にそれぞれFAサブヘッダが挿入された構成となっている点のみが異なる。なお、本実施の形態においても、図8に示したFAフレームのGMヘッダは、既存の無線標準規格であるIEEE802.16−2004およびIEEE802.16e−2005を踏襲している。 FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration example of an FA frame used in the data transfer method according to the second embodiment. This FA frame differs from the FA frame used in Embodiment 1 (see FIG. 2) only in that an FA subheader is inserted in front of Data corresponding to each CID. Also in this embodiment, the GM header of the FA frame shown in FIG. 8 follows IEEE 802.16-2004 and IEEE 802.16e-2005, which are existing wireless standards.
図9は、実施の形態2において使用するFAフレームのFAサブヘッダの構成例を示す図である。このFAサブヘッダにおいては、実施の形態1において使用したFAサブヘッダ(図3参照)と比較して、FAサブヘッダ内で拡張フィールド(FC、CID、LENおよびOtherフィールドに相当)が繰り返されない点が異なる。 FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration example of the FA subheader of the FA frame used in the second embodiment. This FA subheader is different from the FA subheader used in Embodiment 1 (see FIG. 3) in that the extension fields (corresponding to FC, CID, LEN, and Other fields) are not repeated in the FA subheader. .
このように、本実施の形態においては、図8および図9に示した構成のFAフレームを使用してRSが上位のBS(またはRS)と通信を行うこととした。これにより、上述した実施の形態1と同様の効果を得ることができる。
As described above, in the present embodiment, the RS communicates with the upper BS (or RS) using the FA frame having the configuration shown in FIGS. 8 and 9. Thereby, the effect similar to
なお、実施の形態1でも説明したように、CIDを使用して複数のコネクションを管理する方法のみならず、MACアドレス等を使用して管理するようにしてもよい。また、必要に応じて、FAサブヘッダや、DataフィールドにCRCを付加した構成のFAフレームとしてもよい。 As described in the first embodiment, not only a method of managing a plurality of connections using a CID but also a MAC address or the like may be used for management. Moreover, it is good also as a FA frame of the structure which added CRC to FA subheader or Data field as needed.
実施の形態3.
つづいて、実施の形態3のデータ転送方法について説明する。なお、本実施の形態の無線通信システムの構成は、上述した実施の形態2と同様である。本実施の形態においては、実施の形態2と異なる部分についてのみ説明を行う。
Next, the data transfer method according to the third embodiment will be described. The configuration of the wireless communication system of the present embodiment is the same as that of the second embodiment described above. In the present embodiment, only the parts different from the second embodiment will be described.
図10は、実施の形態3のデータ転送方法において使用するFAフレームの構成例を示す図である。このFAフレームは、実施の形態2のFAフレーム(図8参照)のGMヘッダおよびそれに続くFAサブヘッダに代えて、新たに定義したMMR Header(Mobile Multiple Relay Header、以下、MMRヘッダと記載する)を備える。このMMRヘッダは、実施の形態2のGMヘッダのFAI(1bit)を1とし、さらに、最初のCIDに対する情報を示す1st CID FC、1st CID Num、1st LEN、1st CIDを追加したものである。その他の部分については、上述した実施の形態2と同様である。
FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration example of an FA frame used in the data transfer method according to the third embodiment. In this FA frame, instead of the GM header of the FA frame (see FIG. 8) of
このように、本実施の形態においては、GMヘッダおよびそれに続くFAサブヘッダに代えて新たに定義したMMRヘッダを備えた構成のFAフレームを使用してデータ転送を行うこととした。これにより、実施の形態2の場合と比較して、フレームサイズを小さくすることが可能となり、より効率的にデータを転送することができる。 Thus, in this embodiment, data transfer is performed using an FA frame having a newly defined MMR header instead of the GM header and the subsequent FA subheader. As a result, the frame size can be reduced as compared with the second embodiment, and data can be transferred more efficiently.
なお、実施の形態1でも説明したように、CIDを使用して複数のコネクションを管理する方法のみならず、MACアドレス等を使用して管理するようにしてもよい。また、必要に応じて、FAサブヘッダや、DataフィールドにCRCを付加した構成のFAフレームとしてもよい。 As described in the first embodiment, not only a method of managing a plurality of connections using a CID but also a MAC address or the like may be used for management. Moreover, it is good also as a FA frame of the structure which added CRC to FA subheader or Data field as needed.
実施の形態4.
つづいて、実施の形態4のデータ転送方法について説明する。なお、本実施の形態の無線通信システムの構成は、上述した実施の形態1と同様である。本実施の形態においては、実施の形態1と異なる部分についてのみ説明を行う。
Next, the data transfer method according to the fourth embodiment will be described. The configuration of the wireless communication system of the present embodiment is the same as that of the first embodiment described above. In the present embodiment, only the parts different from the first embodiment will be described.
図11は、実施の形態4のデータ転送方法において使用するFAフレームの構成例を示す図である。このFAフレームは、実施の形態1のFAフレーム(図2参照)のGMヘッダおよびそれに続くFAサブヘッダに代えて、新たに定義したMMRヘッダを備える。本実施の形態のMMRヘッダは、実施の形態1のGMヘッダのFAI(1bit)を1とし、さらに、各CIDに対する情報群(CID FC、CID Num、LEN、CID)を追加したものである。その他の部分については、上述した実施の形態1と同様である。
FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration example of an FA frame used in the data transfer method according to the fourth embodiment. This FA frame includes a newly defined MMR header in place of the GM header of the FA frame (see FIG. 2) of
このように、本実施の形態においては、GMヘッダおよびそれに続くFAサブヘッダに代えて新たに定義したMMRヘッダを備えた構成のFAフレームを使用してデータ転送を行うこととした。これにより、実施の形態1の場合と比較して、フレームサイズを小さくすることが可能となり、より効率的にデータを転送することができる。
Thus, in this embodiment, data transfer is performed using an FA frame having a newly defined MMR header instead of the GM header and the subsequent FA subheader. As a result, the frame size can be reduced as compared with the case of
なお、実施の形態1でも説明したように、CIDを使用して複数のコネクションを管理する方法のみならず、MACアドレス等を使用して管理するようにしてもよい。また、必要に応じて、FAサブヘッダや、DataフィールドにCRCを付加した構成のFAフレームとしてもよい。 As described in the first embodiment, not only a method of managing a plurality of connections using a CID but also a MAC address or the like may be used for management. Moreover, it is good also as a FA frame of the structure which added CRC to FA subheader or Data field as needed.
実施の形態5.
つづいて、実施の形態5のデータ転送方法について説明する。なお、本実施の形態の無線通信システムの構成は、上述した実施の形態1と同様である。本実施の形態においては、実施の形態1と異なる部分についてのみ説明を行う。
Next, the data transfer method according to the fifth embodiment will be described. The configuration of the wireless communication system of the present embodiment is the same as that of the first embodiment described above. In the present embodiment, only the parts different from the first embodiment will be described.
図12は、実施の形態5のデータ転送方法において使用するFAフレームの構成例を示す図である。また、図13は、実施の形態5において使用するFAフレームのFAサブヘッダの構成例を示す図である。 FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration example of an FA frame used in the data transfer method according to the fifth embodiment. FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration example of the FA subheader of the FA frame used in the fifth embodiment.
上述した実施の形態1〜4においては、長さが異なるDataフィールドを含んだフレーム同士をアグリゲーションしてFAフレームを生成する場合を想定していたため、各Dataフィールドのデータ長をFAフレームに挿入していた。なお、このような、異なる長さのDataフィールドを含んだフレーム同士をアグリゲーションする方法(アグリゲーションタイプ)をExplicit方式(Explicit Frame Aggregation for Different Multi CIDs)と定義する。 In the first to fourth embodiments described above, since it is assumed that an FA frame is generated by aggregating frames including Data fields having different lengths, the data length of each Data field is inserted into the FA frame. It was. Note that such a method (aggregation type) for aggregating frames including Data fields having different lengths is defined as an explicit scheme (Explicit Frame Aggregation for Different Multi CIDs).
これに対して、本実施の形態においては、同じ長さのDataフィールドを含んだフレーム同士をアグリゲーションしてFAフレームを生成する場合を想定している。そのため、図12および図13に示すように、本実施の形態のFAフレームは、基本となるデータ長1種類をBasic Lengthとして含み、各Dataフィールドに対する個々のLENフィールドを省略することとした。なお、その他の部分については、実施の形態1のFAフレームと同様である。このような、同じ長さのDataフィールドを含んだフレーム同士をアグリゲーションする方法をImplicit方式(Implicit Frame Aggregation for Different Multi CIDs)と定義する。 In contrast, in the present embodiment, it is assumed that an FA frame is generated by aggregating frames including a Data field having the same length. Therefore, as shown in FIGS. 12 and 13, the FA frame of the present embodiment includes one basic data length as Basic Length, and omits the individual LEN fields for each Data field. Other parts are the same as those of the FA frame of the first embodiment. Such a method of aggregating frames including Data fields having the same length is defined as an Implicit Frame Aggregation for Different Multi CIDs.
なお、上記説明においては、実施の形態1のFAフレームをベースに、同じ長さのDataフィールドを含んだフレーム同士をアグリゲーションする場合について示したが、実施の形態3および4のFAフレームをベースにすることも可能である。 In the above description, the case where the frames including the same length Data field are aggregated based on the FA frame of the first embodiment has been described. However, based on the FA frame of the third and fourth embodiments. It is also possible to do.
このように、本実施の形態においては、同じ長さのデータ(Dataフィールド)同士をアグリゲーションする際には、共通のデータ長情報のみを含んだFAフレームを生成することとした。これにより、上述した実施の形態1〜4の構成のFAフレームを使用する場合と比較して、より小さいサイズのFAフレームを生成することができ、より高効率化を実現できる。 As described above, in the present embodiment, when data having the same length (Data field) are aggregated, an FA frame including only common data length information is generated. Thereby, compared with the case where the FA frame having the configuration of the first to fourth embodiments described above is used, a smaller-sized FA frame can be generated, and higher efficiency can be realized.
なお、実施の形態1でも説明したように、CIDを使用して複数のコネクションを管理する方法のみならず、MACアドレス等を使用して管理するようにしてもよい。また、必要に応じて、FAサブヘッダや、DataフィールドにCRCを付加した構成のFAフレームとしてもよい。 As described in the first embodiment, not only a method of managing a plurality of connections using a CID but also a MAC address or the like may be used for management. Moreover, it is good also as a FA frame of the structure which added CRC to FA subheader or Data field as needed.
実施の形態6.
つづいて、実施の形態6のデータ転送方法について説明する。なお、本実施の形態の無線通信システムの構成は、上述した実施の形態1と同様である。また、本実施の形態は、実施の形態1〜5を拡張したものである。そのため、本実施の形態においては、それら拡張部分についてのみ説明を行う。
Next, the data transfer method according to the sixth embodiment will be described. The configuration of the wireless communication system of the present embodiment is the same as that of the first embodiment described above. This embodiment is an extension of the first to fifth embodiments. Therefore, in the present embodiment, only those extended portions will be described.
図14は、実施の形態6のデータ転送方法において使用するFAフレームの構成例を示す図である。図14において、Type#1のFAフレームは、実施の形態1のFAフレーム(図2参照)を拡張したものである。具体的には、各Dataフィールドに対するCRCを追加したものである。また、FAサブヘッダに対して、CRCまたはParityを追加することにより、FAサブヘッダの信頼性を向上させることも可能である。さらに、各Dataフィールドの先頭位置を検出するためのユニークなビットパターンからなるデリミタ(Delimiter)を追加することも可能である。これにより、パケットにエラーが生じた場合に、エラーが発生したDataフィールドと、正常なDataフィールドとを識別することが可能となる。そのため、パケットエラー発生時にフレーム全体を再送する必要が無くなり、高効率化を実現できる。
FIG. 14 is a diagram illustrating a configuration example of an FA frame used in the data transfer method according to the sixth embodiment. In FIG. 14, the FA frame of
なお、Type#1のFAフレームを使用する場合、各Dataフィールドに対するCRCの結果を使用し、フレーム全体に対するCRC(フレームの最後に付加されているCRC)の結果を無視することも可能である。
When the
Type#2のFAフレームは、実施の形態2のFAフレーム(図8参照)を拡張したものである。具体的には、各FAサブヘッダおよびそれに対する(それに続く)Dataフィールドに対するCRCを追加したものである。また、各FAサブヘッダの先頭位置を検出するためのユニークなビットパターンからなるデリミタを追加することも可能である。これにより、パケットにエラーが生じた場合に、エラーが発生したFAサブヘッダおよびDataフィールドと、それに続くFAサブヘッダおよびDataフィールドで正常に受信できたものとを識別することが可能となる。そのため、パケットエラー発生時にフレーム全体を再送する必要が無くなり、高効率化を実現できる。
The FA frame of
なお、Type#2のFAフレームを使用する場合も、Type#1のFAフレームを使用する場合と同様に、フレーム全体に対するCRCの結果を無視することが可能である。
Note that when using a
Type#3および#4のFAフレームは、それぞれ実施の形態3および4のFAフレーム(図10および図11参照)を拡張したものである。具体的な拡張方法は、上述したType#1および#2と同様であり、Dataフィールド、またはFAサブヘッダおよびDataフィールドに対するCRCを追加したものである。また、エラーが発生した領域とそうでない領域とを識別可能にするためのデリミタを、各CRCの対象領域の直前に追加した構成としてもよい。
The FA frames of
Type#5〜#7は、実施の形態5において示した、同じ長さのDataフィールドを含んだフレーム同士をアグリゲーションする際に使用するFAフレーム(図12参照)を拡張したものである。Type#5は、実施の形態1のFAフレームをベースとし、同じ長さのDataフィールドを含んだフレーム同士をアグリゲーションする際のFAフレームを拡張したものである。Type#6および#7は、Type#5のFAフレームを、MMRヘッダを備えた構成に変形したものであり、ヘッダ部分のサイズを小さくすることで効率化を図ったものである。効果は、上述したType#1〜#4と同様である。
このように、本実施の形態においては、フレームのアグリゲーション動作において、各Dataフィールドに対するCRCを追加したフォーマットのFAフレームを生成することとした。これにより、FAフレームの受信側においては、パケットエラー発生時に、エラーとなった領域を判別することができ、再送するデータ量を削減して効率化を図ることが可能となる。 As described above, in the present embodiment, in the frame aggregation operation, an FA frame having a format in which CRC is added to each Data field is generated. As a result, on the FA frame receiving side, when a packet error occurs, it is possible to determine the error area, and it is possible to reduce the amount of data to be retransmitted and improve efficiency.
なお、図15に示したような、フレーム全体に対するCRCを削除したフォーマットのFAフレームを使用することとしてもよい。この場合、フレームサイズが削減され、効率化を図れる。 In addition, it is good also as using the FA frame of the format which deleted CRC with respect to the whole flame | frame as shown in FIG. In this case, the frame size is reduced and efficiency can be improved.
実施の形態7.
つづいて、実施の形態7のデータ転送方法について説明する。なお、本実施の形態の無線通信システムの構成は、上述した実施の形態1と同様である。従来のGMヘッダ(既存の無線標準規格であるIEEE802.16−2004およびIEEE802.16e−2005で規定されているGMヘッダ)においては、フレーム長を示すLEN(Length)フィールドが11bitである。そのため、従来のデータ転送方法においては、11bitから算出される2048byteを最大パケット長とするFAフレームしか生成できないという制約があった。すなわち、BSとRSとの伝播環境が良く、さらに高効率な変調方式と符号化方式を用いることが出来る場合であっても、フレーム長をより長くしてMACの送信効率を向上させることが上記制約により不可能であった。
Next, the data transfer method according to the seventh embodiment will be described. The configuration of the wireless communication system of the present embodiment is the same as that of the first embodiment described above. In a conventional GM header (GM header defined by IEEE 802.16-2004 and IEEE 802.16e-2005, which are existing wireless standards), a LEN (Length) field indicating a frame length is 11 bits. For this reason, the conventional data transfer method has a restriction that only FA frames having a maximum packet length of 2048 bytes calculated from 11 bits can be generated. That is, even when the propagation environment between the BS and the RS is good, and even when a highly efficient modulation method and coding method can be used, the frame length can be increased to improve the MAC transmission efficiency. It was impossible due to restrictions.
たとえば、伝播環境が良い場合には、より高効率な変調方式と符号化率(たとえば、64QAMと符号化率=3/4)を用いることにより、同じ長さのフレームを送る場合においても、低効率な変調方式と符号化率(たとえば、BPSKと符号化率=1/2)を用いる場合よりも、短い時間でフレームを送信することが可能となる。そのため、同じ時間内において、伝播環境が良い場合には、多くのフレームを送ることが可能となる。そのためには、1度に送信するフレーム長を伸ばすことによって、高効率化を図ることが1つの解として考えられるが、最大パケット長の制約により、効果的にフレームアグリゲーションの効果を得ることが出来なかった。なお、フレーム長を拡張することによって、同じ環境であればPERは増加するが、実施の形態6で示したように、各Dataフィールドに対するCRCを追加するなどし、効果的に再送を行うことが出来、パケット長の拡張によるPERの増加に対して対処することが可能となる。 For example, when the propagation environment is good, by using a more efficient modulation scheme and coding rate (for example, 64QAM and coding rate = 3/4), even when sending frames of the same length, low A frame can be transmitted in a shorter time than when an efficient modulation scheme and coding rate (for example, BPSK and coding rate = 1/2) are used. Therefore, in the same time, when the propagation environment is good, it is possible to send many frames. To that end, it can be considered to improve the efficiency by extending the frame length to be transmitted at one time. However, due to the limitation of the maximum packet length, the effect of frame aggregation can be obtained effectively. There wasn't. By extending the frame length, the PER increases in the same environment. However, as shown in the sixth embodiment, it is possible to retransmit effectively by adding a CRC to each Data field. It is possible to cope with an increase in PER due to the extension of the packet length.
そのため、本実施の形態においては、フレーム長を拡張し、より送信効率を向上させることができるデータ転送方法について説明する。 Therefore, in this embodiment, a data transfer method that can extend the frame length and improve the transmission efficiency will be described.
まず、第1の方法として、図16に示したように、GMヘッダ内のRsv(1bit)をExtended LengthとしてLEN(Length)フィールド(11Bit)に割り当てる。これにより、LENフィールドが12Bit(=4096Byte)に拡張できる。 First, as a first method, as shown in FIG. 16, Rsv (1 bit) in the GM header is assigned to the LEN (Length) field (11 bits) as an Extended Length. Thereby, the LEN field can be expanded to 12 bits (= 4096 bytes).
次に、第2の方法として、GMヘッダ内のRsvを使用し、当該領域が1である場合には、既存のLENフィールド(GMヘッダ内のLENフィールド)に代えてFAサブヘッダ内のLENフィールドを用いてFAフレームのフレーム長を示すこととする。なお、この場合、GMヘッダ長(固定値)と、FAサブヘッダに記載されるLENフィールドの和がフレーム長となる。このように、Rsvを用いることで、後にFAサブヘッダが接続されていることを同時に通知することも可能となり、上述した実施の形態1〜6のデータ転送方法において、2048Byteを超えるサイズのFAフレームを生成可能となる。また、データ転送方法は、実施の形態1〜6において示したものと同様であるため、その説明は省略する。 Next, as a second method, when Rsv in the GM header is used and the area is 1, the LEN field in the FA sub-header is replaced with the existing LEN field (LEN field in the GM header). Used to indicate the frame length of the FA frame. In this case, the sum of the GM header length (fixed value) and the LEN field described in the FA subheader is the frame length. In this way, by using Rsv, it becomes possible to simultaneously notify that the FA subheader is connected later. In the data transfer methods of the first to sixth embodiments described above, an FA frame having a size exceeding 2048 bytes can be obtained. Can be generated. Further, since the data transfer method is the same as that shown in the first to sixth embodiments, the description thereof is omitted.
このように、本実施の形態においては、従来よりも長いデータ長のFAフレームが生成可能となるように、既存のGMヘッダのRsv領域を使用してLENフィールドを拡張することとした。これにより、従来よりも大きいサイズのFAフレームを生成することができ、送信効率を向上させることが可能となる。 As described above, in this embodiment, the LEN field is extended using the Rsv area of the existing GM header so that an FA frame having a data length longer than that of the conventional one can be generated. As a result, it is possible to generate a FA frame having a size larger than that of the conventional one, and to improve transmission efficiency.
実施の形態8.
つづいて、実施の形態8のデータ転送方法について説明する。なお、本実施の形態の無線通信システムの構成は、上述した実施の形態1と同様である。上述した実施の形態1〜7においては、新たに規定したFAサブヘッダまたはMMRヘッダを使用してFAフレームを生成することとした。ここで、IEEE802.16e−2005において、Extended Subheader Group(拡張サブヘッダグループ)が規定されているが、この拡張サブヘッダを使用したフレームアグリゲーションに関しては、何ら規定されていない(フレームアグリゲーションに使用する拡張サブヘッダは規定されていない)。そのため、本実施の形態においては、上記拡張サブヘッダグループに含まれる拡張サブヘッダを使用してFAフレームを生成することにより行うデータ転送方法について説明する。
Next, the data transfer method according to the eighth embodiment will be described. The configuration of the wireless communication system of the present embodiment is the same as that of the first embodiment described above. In
図17および図18は、IEEE802.16e−2005において規定されている拡張サブヘッダグループの構成を示す図である。また、図19は、ダウンリンク(DL)において使用するために規定済みの拡張サブヘッダタイプ(ES Type)の一覧を示す図であり、図20は、アップリンク(UL)において使用するために規定済みの拡張サブヘッダタイプの一覧を示す図である。 FIG. 17 and FIG. 18 are diagrams showing the configuration of the extended subheader group defined in IEEE 802.16e-2005. FIG. 19 is a diagram showing a list of extended subheader types (ES Type) defined for use in the downlink (DL), and FIG. 20 is defined for use in the uplink (UL). It is a figure which shows the list of completed extended subheader types.
図19より、DL用の拡張サブヘッダタイプの0〜5は、既にIEEE802.16e−2005において規定されている。同様に、図20より、UL用の拡張サブヘッダタイプの0〜4が規定済みである。そのため、拡張サブヘッダタイプの6を、本発明にかかるデータ転送方法において使用するFAサブヘッダを示すものとして、DLおよびULのそれぞれにおいて使用することとする。なお、FAサブヘッダを示すものとして使用する拡張サブヘッダタイプは、上記規定済みのものでないならば、6以外であってもよい(DLの場合は6〜127、ULの場合は5〜127がReservedとして残されているので、その中のいずれかを使用する)。
From FIG. 19, the
なお、拡張サブヘッダボディ(Extended Subheader body)には、実施の形態1〜7において実際に使用しているFAサブヘッダを割り当てる。たとえば、実施の形態1の場合であれば、図3に示した構成のFAサブヘッダを、そのまま拡張サブヘッダボディへ割り当てる。したがって、本実施の形態において使用するFAフレームの構成は、実施の形態1〜7のいずれかにおいて使用したFAフレームに含まれるFAサブヘッダおよびMMRを上記拡張サブヘッダ(拡張サブヘッダタイプがIEEE802.16e−2005において規定済みでないもの)に置き換えたものとなる。
Note that the FA subheader actually used in the first to seventh embodiments is assigned to the extended subheader body. For example, in the case of
また、データ転送方法は、実施の形態1〜7において示したものと同様であるため、その説明は省略する。 Further, since the data transfer method is the same as that shown in the first to seventh embodiments, the description thereof is omitted.
このように、本実施の形態においては、既存の拡張サブヘッダグループに準拠した形式のFAサブヘッダを定義し、当該FAサブヘッダを使用してフレームアグリゲーションを行うこととした。これにより、本発明にかかるデータ転送方法を既存の無線通信システムに対して容易に適用することが可能となる。 As described above, in the present embodiment, an FA subheader having a format conforming to an existing extended subheader group is defined, and frame aggregation is performed using the FA subheader. As a result, the data transfer method according to the present invention can be easily applied to an existing wireless communication system.
以上のように、本発明にかかるデータ転送方法は、無線通信システムに有用であり、特に、通信エリアの拡大・補完などを目的として設置された中継器が使用するデータ転送方法に適している。 As described above, the data transfer method according to the present invention is useful for a wireless communication system, and is particularly suitable for a data transfer method used by a repeater installed for the purpose of expanding / complementing a communication area.
10 基地局(BS)
20、21、22 中継器(RS)
30、31、32、33、34、35 無線端末(MS)
10 Base station (BS)
20, 21, 22 Repeater (RS)
30, 31, 32, 33, 34, 35 Wireless terminal (MS)
Claims (11)
単一データフレームまたは同じ宛先のデータ系列のみを含むアグリゲーションフレームを受信した場合、当該フレームを受信後、特定の時間内において、当該受信フレームに含まれるデータ系列の宛先と同じ宛先のデータ系列のみを含んだ他のフレームとして、単一データフレームまたはアグリゲーションフレームを受信する同一宛先データ系列受信ステップと、
前記同一宛先データ系列受信ステップにおいて、単一データフレームおよび/またはアグリゲーションフレームを複数受信した場合に、当該受信したフレームに含まれる全てのデータ系列および各データ系列の送信元情報と、当該各データ系列の宛先を示す宛先情報と、に基づいて、当該複数データ系列およびそれぞれに対応付けられた宛先情報を含んだアグリゲーションフレームを生成するアグリゲーションフレーム生成ステップと、
を含み、
前記アグリゲーションフレームが、
IEEE802.16−2004およびIEEE802.16e−2005において規定されているGeneral MAC Header(GMヘッダ)内の未使用領域を、FAI(Frame Aggregation Subheader Indicator)として新たに定義したGMヘッダと、前記アグリゲーションフレーム内に含まれるデータ系列についての詳細情報として、データ長、宛先情報または送信元情報を含んだサブヘッダと、を備えることを特徴とするデータ転送方法。 A data transfer method in a case where a relay device configuring a wireless communication system transfers a data sequence received from one or more specific source communication devices to a destination communication device,
When an aggregation frame including only a single data frame or a data sequence of the same destination is received, after receiving the frame, only a data sequence of the same destination as the destination of the data sequence included in the received frame is received within a specific time. other frame including a same destination data series reception step of receiving a single data frame or aggregation frame,
In the same destination data sequence reception step, when a plurality of single data frames and / or aggregation frames are received, all the data sequences included in the received frame and the transmission source information of each data sequence, and each data sequence An aggregation frame generating step for generating an aggregation frame including the plurality of data series and destination information associated with each of the plurality of data series, based on destination information indicating the destination of
Only including,
The aggregation frame is
The unused area in the General MAC Header (GM header) defined in IEEE 802.16-2004 and IEEE 802.16e-2005 is newly defined as FAI (Frame Aggregation Subheader Indicator), and the aggregation frame And a sub-header including data length, destination information, or transmission source information as detailed information about the data series included in the data sequence .
単一データフレームまたは同じ宛先のデータ系列のみを含むアグリゲーションフレームを受信した場合、当該フレームを受信後、特定の時間内において、当該受信フレームに含まれるデータ系列の宛先と同じ宛先のデータ系列のみを含んだ他のフレームとして、単一データフレームまたはアグリゲーションフレームを受信する同一宛先データ系列受信ステップと、
前記同一宛先データ系列受信ステップにおいて、単一データフレームおよび/またはアグリゲーションフレームを複数受信した場合に、当該受信したフレームに含まれる全てのデータ系列および各データ系列の送信元情報と、当該各データ系列の宛先を示す宛先情報と、に基づいて、当該複数データ系列およびそれぞれに対応付けられた宛先情報を含んだアグリゲーションフレームを生成するアグリゲーションフレーム生成ステップと、
を含み、
前記アグリゲーションフレームが、
IEEE802.16−2004およびIEEE802.16e−2005において規定されているGeneral MAC Header(GMヘッダ)内の未使用領域を、FAI(Frame Aggregation Subheader Indicator)として新たに定義した第1のヘッダ領域、および前記アグリゲーションフレーム内に含まれるデータ系列についての詳細情報として、データ長、宛先情報または送信元情報を含んだ第2のヘッダ領域、により構成されるMMR Header(Mobile Multiple Relay Header)を備えることを特徴とするデータ転送方法。 A data transfer method in a case where a relay device configuring a wireless communication system transfers a data sequence received from one or more specific source communication devices to a destination communication device,
When an aggregation frame including only a single data frame or a data sequence of the same destination is received, after receiving the frame, only a data sequence of the same destination as the destination of the data sequence included in the received frame is received within a specific time. The same destination data sequence receiving step for receiving a single data frame or an aggregation frame as the other frames included;
In the same destination data sequence reception step, when a plurality of single data frames and / or aggregation frames are received, all the data sequences included in the received frame and the transmission source information of each data sequence, and each data sequence An aggregation frame generating step for generating an aggregation frame including the plurality of data series and destination information associated with each of the plurality of data series, based on destination information indicating the destination of
Including
The aggregation frame is
A first header area newly defined as an FAI (Frame Aggregation Subheader Indicator) as an unused area in the General MAC Header (GM header) defined in IEEE 802.16-2004 and IEEE 802.16e-2005; as more information about the data sequence included in the aggregation frame, characterized in that it comprises a data length, a second header region including address information or transmission Motojo paper, MMR header a (Mobile Multiple Relay header) composed of and to Lud over data transfer method.
当該フレーム内に含まれる最初のデータ系列についての詳細情報を含んだMMRヘッダを含み、
さらに、2番目以降のデータ系列については、データ系列毎に、前記アグリゲーションフレーム内に含まれるデータ系列についての詳細情報を含んだサブヘッダを生成し、各サブヘッダをそれぞれのサブヘッダ内の詳細情報に対応するデータ系列の直前に配置することを特徴とする請求項4に記載のデータ転送方法。 The aggregation frame is:
Including an MMR header containing detailed information about the first data sequence included in the frame;
Further, for the second and subsequent data series, a subheader including detailed information about the data series included in the aggregation frame is generated for each data series, and each subheader corresponds to detailed information in each subheader. 5. The data transfer method according to claim 4 , wherein the data transfer method is arranged immediately before the data series.
を含むことを特徴とする請求項1〜6のいずれか一つに記載のデータ転送方法。 When an aggregation frame including a data series of different destinations is received, a single data transfer frame is generated for each data series based on the data series included in the aggregation frame and the destination information of each data series. One data transfer frame generation step,
The data transfer method according to any one of claims 1 to 6 , further comprising:
各データ系列に対する個別のCRC(Cyclic Redundancy Check)を含むことを特徴とする請求項1〜9のいずれか一つに記載のデータ転送方法。 The aggregation frame is
The data transfer method according to any one of claims 1 to 9 , further comprising an individual CRC (Cyclic Redundancy Check) for each data series.
IEEE802.16e−2005において規定されているExtended Subheader(拡張サブヘッダ)を示すExtended Subheader Type(拡張サブヘッダタイプ)の中の未使用のタイプ番号、を割り当てた拡張サブヘッダを使用することを特徴とする請求項1〜10のいずれか一つに記載のデータ転送方法。 As the GM header or MMR header included in the aggregation frame,
A claim characterized by using an extended subheader to which an unused type number in an extended subheader type (extended subheader type) indicating an extended subheader (extended subheader) defined in IEEE 802.16e-2005 is assigned. Item 11. The data transfer method according to any one of Items 1 to 10 .
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