JP4908154B2 - ランダムアクセス制御方法および移動機 - Google Patents

ランダムアクセス制御方法および移動機 Download PDF

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Description

本発明は、無線通信システムにおいて用いられているランダムアクセス制御方法に関するものである。
まず、無線通信システムにおいて用いられているランダムアクセス制御方法の一例として、下記特許文献1に記載されている方式がある。この方式では、基地局で決定した同一のバックオフウィンドウサイズを複数の端末に報知し、衝突レートを一定にするように動的に調整し、全体的なスループットを改善している。具体的には、衝突レートの基準となる衝突カウンタ値が小さければ(輻輳状態でないときは)バックオフウィンドウサイズを小さくし、逆の場合は(輻輳状態のときは)バックオフウィンドウサイズを大きくし、それを基地局から全端末に報知している。各端末は、指示されたバックオフウィンドウサイズの範囲でランダムアクセスを行う。
なお、一般的な“binary exponential back-off”による分散制御(無線LAN等)では、時間的に前から試行し続けているユーザのウィンドウサイズが大きくなる傾向になり、その後に登場したユーザのウィンドウサイズが相対的に小さくなる傾向になる、という問題があったが、上記記載のランダムアクセス制御方法を用いれば、最近登場したユーザであっても試行の機会が同等となるので、ユーザ間の不公平が改善できる。
つぎに、下記非特許文献1に記載されている移動体衛星通信システムにおけるランダムアクセス制御方法について説明する。たとえば、移動局は、フォワードリンク制御用物理チャネルに含まれるPE(Partial Echo)を受信することにより、自局のランダムアクセスが成功したかどうかを理解する。タイマ時間が経過しても自局のPEを受信できない場合は、25フレーム(=1秒)以内でランダム遅延の経過(CW:Contention Window)を待った後、フォワードリンク制御用物理チャネルに含まれるI/BにてIdleかBusyかをチェックし、Idleかつ「Persistent=1.0」であれば直ちに再送処理を行う(バックオフ制御)。ただし、「Persistent=0.5」の場合は、Idleであっても0.5の確率でしか再送が行われない。
特開2002−374262号公報 ARIB STD−T49
しかしながら、上記特許文献1においては、基地局がバックオフウィンドウサイズすなわちCW幅を動的に調整し、当該CW幅そのものを移動機に対して報知することとしているので、無線リソースの使用量が大きくなる、という問題があった。
また、上記非特許文献1については、上記バックオフ制御におけるランダム制御幅(CW)が一定であり、また、Idleの場合は「Persistent=1.0」で固定となっているので、トラヒックが増加傾向の場合は収束に時間がかかる可能性がある、という問題があった。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、無線リソースの使用量を抑えつつスループットおよび遅延特性を向上させることが可能なランダムアクセス制御方法を得ることを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるランダムアクセス制御方法は、基地局および当該基地局と通信を行う複数の移動機で構成された無線通信システムにおけるランダムアクセス制御方法であって、前記基地局が、たとえば、パケットの衝突の有無に基づいて、伝送路が通常状態か輻輳状態かを判断する輻輳判断ステップと、特定のチャネルを用いて、通常状態または輻輳状態を示すCS(Contention Status)を送信する制御信号送信ステップと、を実行し、一方、前記移動機が、所定時間が経過しても自機の送信成功が認識できない場合に、前記特定のチャネル上のCSを抽出する制御信号抽出ステップと、前記CSに基づいて、バックオフ時間(CW)の最大値を示すCWサイズを決定する送信パラメータ決定ステップと、前記CWサイズに基づいてCWを決定するCW決定ステップと、前記CWに基づいて再送パケットを送信する再送ステップと、を実行することを特徴とする。
この発明によれば、伝送路の輻輳状態に応じてCWサイズおよびPersistent値を調整し衝突確率を制御できるので、無線リソースの増加量をたとえば1ビットに抑えつつ従来技術と比較して大幅にスループットおよび遅延特性を向上させることができる。
以下に、本発明にかかるランダムアクセス制御方法、基地局および移動機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。
実施の形態1.
図1は、本発明にかかるランダムアクセス制御方法を実現する基地局の構成例を示す図である。この基地局は、ネットワーク側とのインタフェースであるインタフェース部1と、移動機側とのインタフェースである無線部2と、パケットが衝突したかどうかを検出し送信許可状態であるか送信禁止状態であるかを示す情報(Idle/Busy)を出力する衝突検出部3と、輻輳状態かどうかを判断しその結果(CS:Contention Status)を出力する輻輳検出部4と、フォワードリンク制御用物理チャネル上のAC(Access Channel)に上記CSおよびI(送信許可)/B(送信禁止)を含めて送信する送信部5と、を備えている。
また、図2は、本発明にかかるランダムアクセス制御方法を実現する移動機の構成例を示す図である。この移動機は、基地局側とのインタフェースである無線部11と、フォワードリンク制御用物理チャネル上の信号を受信するデータ受信部12と、インタフェース部13と、フォワードリンク制御用物理チャネル上のAC(Access Channel)に含まれるCSに基づいてCWサイズを決定するCWサイズ決定部14と、フォワードリンク制御用物理チャネル上のACに含まれるCSに基づいてPersistent値を決定するPersistent値決定部15と、上記で決定したCWサイズに基づいてバックオフ時間を決定するバックオフ時間決定部16と、既知のパケット送信処理にしたがって送信パケットを記憶する送信バッファ17と、上記で決定したバックオフ時間、Persistent値およびI/Bに従って再送パケットを送信するデータ送信部18と、を備えている。
なお、初送の場合は、従来同様の処理で、I/Bを確認し、IdleであればPersistent値にしたがってパケットを送信し、Busyであればパケット送信を中止する。そして、送信が成功した場合には基地局から自局のPE(Partial Echo)を受け取る。一方で、タイマ時間が経過しても自局のPEを受信できない場合、すなわち、送信が失敗した場合には、後述する本実施の形態のランダムアクセス制御方法を実行する。
つづいて、上記のように構成される基地局および移動機における本実施の形態の再送時のランダムアクセス制御方法(制御チャネルを用いた方法)について説明する。
まず、基地局では、衝突検出部3が、無線伝送路においてパケットが衝突したかどうかを検出し、衝突していなければIdle状態を示す情報(Idle)を、衝突していればBusy状態を示す情報(Busy)を出力する。
つぎに、輻輳検出部4では、衝突検出部3から得られる情報(Idle/Busy)に基づいて伝送路が輻輳状態かどうかを判断し、その結果をCS(0:通常、1:輻輳)として出力する。
そして、送信部5では、衝突検出部3および輻輳検出部4から得られる情報に基づいて、フォワードリンク制御用物理チャネル上のACに、0(通常)か1(輻輳)を設定したCSおよび0(送信禁止)か1(送信許可)を設定したI/Bを含めて、移動機に報知する。図3は、本実施の形態のACの構成例を示す図である。本実施の形態においては、I/B,PE,TA(タイムアライメント),CRCで構成される従来のACに、輻輳状態であるか通常状態であるかを移動機に通知するためのビットであるCSを追加している。本実施の形態において、CSは、1ビットの情報であり、たとえば、1のとき輻輳状態を表し、0のとき通常状態を表す。なお、図3ではCSを従来のACの先頭に追加する例について記載しているが、CSを追加する位置については任意であり、移動機が確認できればどこに追加してもよい。
一方、タイマ時間が経過しても自局のPEを受信できない場合、移動機では、まず、データ受信部12において、フォワードリンク制御用物理チャネル上のACに含まれるI/BとCSを抽出する。そして、伝送路がIdleであるかBusyであるかを示す情報(Idle/Busy)をデータ送信部18に出力し、伝送路が通常状態(CS=0)であるか輻輳状態(CS=1)であるかを示す情報をCWサイズ決定部14およびPersistent値決定部15に出力する。
つぎに、CWサイズ決定部14では、データ受信部12から得られた上記伝送路が通常状態であるか輻輳状態であるかを示す情報に基づいて、CWの最大値を示すCWサイズを決定する。具体的には、通常状態であれば「CWサイズ=x」とし、輻輳状態であれば「CWサイズ=y」とする。ただし、xおよびyは、整数の固定値とし、かつ「y>x」を満たす値とする。
なお、CWサイズ決定部14によるCWサイズの決定処理についてはこれに限らず、たとえば、通常状態の場合に現在のCWサイズをa(任意の整数)だけ加算し、輻輳状態の場合に現在のCWサイズをb(任意の整数)だけ減算する処理、を行うこととしてもよい。この場合、上記aおよびbは、「a=b」であってもよいし、「a≠b」であってもよい。
つぎに、バックオフ時間決定部16では、CWサイズ決定部14により決定されたCWサイズに基づいてバックオフ時間(CW)を決定する。
また、Persistent値決定部15では、データ受信部12から得られた上記伝送路が通常状態(CS=0)であるか輻輳状態(CS=1)であるかを示す情報に基づいて、Persistent値を決定する。たとえば、通常状態であれば「Persistent値=k」とし、輻輳状態であれば「Persistent値=l」とする。ただし、kおよびlは、0〜1の値とし、かつ「k>l」を満たす値とする。
なお、Persistent値決定部15によるPersistent値の決定処理についてはこれに限らず、たとえば、通常状態の場合に現在のPersistent値を0〜1の範囲でc(任意の値)だけ加算し、輻輳状態の場合に現在のPersistent値を0〜1の範囲でd(任意の値)だけ減算する処理、を行うこととしてもよい。この場合、上記cおよびdは、「c=d」であってもよいし、「c≠d」であってもよい。
そして、データ送信部18では、データ受信部12から得られるIdle/BusyがIdleであった場合に、バックオフ時間決定部16から得られるバックオフ時間およびPersistent値決定部15から得られるPersistent値に基づいて、送信バッファ17に記憶されている再送すべきパケットを読み出し送信する。
このように、本実施の形態においては、フォワードリンク制御用物理チャネル上の従来のACに、輻輳状態であるか通常状態であるかを移動機に通知するためのビットであるCSを追加することとした。これにより、伝送路の輻輳状態に応じてCWサイズおよびPersistent値を調整し衝突確率を制御できるので、無線リソースの増加量を1ビットに抑えつつ従来技術と比較して大幅にスループットを向上させることができる。また、伝送路の輻輳状態に応じてCWサイズおよびPersistent値を調整し再送までの待ち時間を制御できるので、従来技術と比較して大幅に再送遅延を低減させることができる。
なお、本実施の形態においては、CSを1ビットで表現したが、複数ビットで表現することも可能である。この場合、CWサイズおよびPersistent値をきめ細かく調整することができる。また、CSを複数ビットで表現する場合、低負荷,中負荷,高負荷の順でCWサイズおよびPersistent値を単調に増加または減少させなくてもよい。たとえば、CWサイズであれば低負荷および高負荷では小さく、中負荷では大きくしてもよい。Persistent値であれば、低負荷および高負荷では大きく、中負荷では小さくしてもよい。
また、Busyが続いた後のIdleでは、パケットが衝突する可能性が高いので、Persistent値決定部15によるPersistent値の決定処理において、強制的にPersistent値を1未満に設定することとしてもよい。
また、輻輳時は、ランダムアクセスでショートパケット(Short Packet)を送信すると衝突の発生確率が高くなるので、移動機側で送信データをある程度保持しておき、ロングパケット(Long Packet)としてまとめて送信することとしてもよい。
また、基地局との伝送路状態が移動機毎に異なっていると、良好な伝送路を持つ移動機の方が常にランダムアクセスに成功する可能性があり、移動機間で不公平が生じる場合がある。このような場合は、移動機は、受信電力の大きさまたは失敗確率に応じてCWサイズやPersistent値を調整することとしてもよい。具体的には、受信電力が小さい場合やランダムアクセスの失敗確率が高い場合は、CWサイズを小さくする処理および/またはPersistent値を大きくする処理を実行する。一方、逆の場合は、CWサイズを大きくする処理および/またはPersistent値を小さくする処理を実行する。
実施の形態2.
前述した実施の形態1では、制御チャネルを用いたランダムアクセス制御方法について説明したが、本実施の形態においては、パケット通信用チャネルを用いたランダムアクセス制御方法について説明する。なお、本実施の形態においては、AC中にI/Bを含めないので、移動機については、Persistent制御を行わない、すなわち、Persistent値決定部15が存在していない。その他の基地局および移動機の構成については、前述した実施の形態1の図1および図2と基本的に同様である。
ここで、実施の形態1と異なる処理の概要を簡単に説明する。まず、図1に示す基地局において、本実施の形態の送信部5は、パケット通信用チャネル上に、CS,PE,TA,CRCを含めたAC(Access Channel)を埋め込んで送信する。また、図2に示す移動機には、前述した実施の形態1とは異なりPersistent値決定部15が存在せず、データ受信部12がパケット通信用チャネル上の信号を受信し、CWサイズ決定部14がパケット通信用チャネル上のACに含まれるCSに基づいてCWサイズ(CWの最大値)を決定し、データ送信部18が上記CWサイズに基づいて決定されたバックオフ時間に従って再送パケットを送信する。このように、送信機がACにI/Bを含めないで送信しているので、本実施の形態の移動機は、I/Bを検出する機能が存在せず、Persistent制御を実施しない構成となっている。
つづいて、上記のように構成される基地局および移動機における本実施の形態の再送時のランダムアクセス制御方法(パケット通信用チャネルを用いた方法)を、詳細に説明する。ここでは、前述した実施の形態1と異なる処理について説明する。
本実施の形態の基地局においては、送信部5が、輻輳検出部4から得られる情報に基づいて、パケット通信用チャネル上に、PE,TA,CRCに加えてCSを含めたACを埋め込み、移動機に送信する。図4は、実施の形態2における再送時のランダムアクセス制御方法(パケット通信用チャネルを用いた方法)を示す図であり、ランダムアクセス制御を行うチャネルとしてパケット通信用チャネルを用いていることが、実施の形態1との相違点である。パケット通信用チャネルには制御チャネルと異なりACがないので、本実施の形態では、スーパーフレーム中の各フレームにおいて、それぞれ4TS(TS1〜Ts4)をスチールし、そこにACを埋め込み送信する。また、図4に示すように、ACの直前のTS0は、たとえば「SSC=all 1」とする。
また、本実施の形態において、CSは、前述同様、1ビットの情報であり、1のとき輻輳状態を表し、0のとき通常状態を表す。なお、図4ではACの先頭にCSを配置する例について記載しているが、CSの位置については任意であり、移動機が確認できればパケット通信用チャネル上のどこに配置してもよい。
一方、パケットを送信した後、所定のタイマ時間が経過しても自局のPEを受信できない場合、本実施の形態の移動機は、まず、データ受信部12において、パケット通信用チャネル上のACに含まれるCSを確認する。そして、伝送路が通常状態(CS=0)であるか輻輳状態(CS=1)であるかを示す情報をCWサイズ決定部14に出力する。その後、前述した実施の形態1と同様の処理で、CWサイズ決定部14がCWサイズを決定し、バックオフ時間決定部16が、CWサイズ決定部14により決定されたCWサイズに基づいてバックオフ時間(CW)を決定する。
そして、データ送信部18では、バックオフ時間決定部16から得られるバックオフ時間に基づいて、送信バッファ17に記憶されている再送すべきパケットを読み出し送信する。
このように、本実施の形態においては、パケット通信用チャネル上に、輻輳状態であるか通常状態であるかを移動機に通知するためのビットであるCSを含めたACを埋め込み、移動機に送信することとした。これにより、伝送路の輻輳状態に応じてCWサイズを調整し衝突確率を制御できるので、無線リソースの増加量を1ビットに抑えつつ従来技術と比較してスループットおよび遅延特性を大幅に向上させることができる。
なお、本実施の形態においては、CSを1ビットで表現したが、複数ビットで表現することも可能である。この場合、CWサイズをきめ細かく調整することができる。
実施の形態3.
つづいて、前述した実施の形態1および2において、基地局の輻輳検出部4がCSを決定する際のアルゴリズムを、詳細に説明する。
一般的に、単位時間あたりのトラヒック発生は、ポアソン分布で近似することができる。また、このポアソン分布は、下記(1)式で表すことができる。なお、Xは確率変数(0,1,2,3,…,n,…)を表し、λはポアソン分布の平均を表す。
Figure 0004908154
たとえば、λ=1の場合、確率分布は図5のようになる。これをトラヒックの発生と考え、横軸を同時アクセス数Xとし、縦軸を確率Pとすると、トラヒックが0件(アクセスなし)の確率は約37%、トラヒックが1件(同時アクセスなし)の確率が同じく約37%、トラヒックが2件(同時アクセスあり)の確率が約18%、…と解釈することができる。
ランダムアクセスの場合は、2件以上のトラヒックが発生すると、衝突してどちらもランダムアクセス失敗となる可能性が高いため、以下の状態をカウントすることにより、ポアソン分布の形状を決定するパラメータλ´を推定することができる。
状態0:アイドル状態(アクセスなし、すなわち、X=0)
状態1:成功状態(1件だけアクセスし成功、すなわち、X=1)
状態2:衝突状態(2件以上のアクセスが重なり失敗、X≧2)
一方で、たとえば、既知のICMA−PEというアクセス方式においては、アクセス権を確保した移動機が独占的に連続送信を行うことができるため、下記に示す状態3が定義される。
状態3:予約状態(特定の移動機が独占的に送信しているため(Busyのため)アクセス不可)
すなわち、この状態3は、本来、上記状態0〜2のいずれかに属するものであるため、単純に上記状態0〜2をカウントして平均を取っただけでは、実際のパラメータλ(≠λ´)を決定することはできない。
そこで、本実施の形態においては、基地局が、上記状態0〜3のカウント結果に基づいて、以下の方法で実際のパラメータλ(≠λ´)を推定する。
まず、入力パラメータとして、λ(ポアソン分布の平均値)とSEG(アクセス権を確保した移動機が独占的に連続送信する時間)とCWMax(衝突したときにランダム遅延させるときの最大値)、を定義し、「λ=λx」,「SEG=SEGz」,「CWMax=CWy」という値を設定したときに状態0〜3がどのような分布になるかをモンテカルロシミュレーションにより求める。
たとえば、SEGとCWMaxを固定値としてλに様々な値をいれて、状態0〜3がどのような分布になるかを求め、図6に示すようなテーブルを事前に得る。
そして、輻輳検出部4では、所定のΔt時間にわたる状態0〜3のカウント結果に基づいて、状態0〜3の発生確率P0x,P1x,P2x,P3xを求め、さらに、上記で事前に得られているテーブルを参照し、上記で求めた発生確率に最も近いλiを実際のλとして決定する。ここで、λiは、下記(2)式に示す2乗誤差が最も小さいものと定義する。
E=(P0i−P0x2+(P1i−P1x2+(P2i−P2x2+(P3i−P3x2 …(2)
その後、輻輳検出部4では、上記で決定したλと予め設定されたしきい値とを比較し、たとえば、λが特定のしきい値よりも大きい場合に輻輳状態(CS=1)と判定する。
このように、本実施の形態においては、輻輳検出部が、単位時間あたりのトラヒック発生をポアソン分布で近似し、ポアソン分布の平均値λに基づいてCSを決定することとした。これにより、移動機では、伝送路の輻輳状態に応じたCWサイズの調整が可能となり、衝突確率を制御できるので、結果として従来よりもスループットおよび遅延特性を向上させることができる。
実施の形態4.
つづいて、実施の形態4では、基地局の輻輳検出部4がCSを決定する際の、実施の形態3とは異なるアルゴリズムを説明する。
図7は、実施の形態4の輻輳検出部4の構成例を示す図である。本実施の形態の輻輳検出部4は、遅延器21−0〜21−(N−1)と、乗算器22−0〜22−Nと、加算器23と、を備え、状態X(m)〜状態X(m−N)に対してそれぞれウェイトh0,h1,h2,…hN(h0>h1>h2>…>hN)を乗算し、さらに、それぞれの乗算結果を加算し、その加算結果をフィルタ結果Y(m)として出力する。
上記輻輳検出部4では、まず、前述した3つの状態(状態0,状態1,状態2)にそれぞれポイントP0,P1,P2(P0<P1<P2)を付与する。そして、上記構成によりフィルタ処理を行い、たとえば、フィルタ結果Y(m)が予め規定したしきい値を超えたときに輻輳状態(CS=1)であると判定する。以降、最近N個の状態を徐々にシフトしながらフィルタ処理を継続し、フィルタ結果Y(m)が得られる度に輻輳状態かどうかを判定する。
なお、前述した状態3に関しては、状態0〜2のどれに該当するか不確定であるが、予約状態が長く続いた直後のスロットではランダムアクセスが集中する可能性があるので、たとえば、予約状態がM(任意の整数)スロット以上にわたって続いた直後の重みには、予め規定されたρという係数をかけることとする。
このように、本実施の形態においては、フィルタで輻輳検出部を構成し、フィルタ結果Y(m)に基づいてCSを決定することとした。これにより、移動機では、伝送路の輻輳状態に応じたCWサイズの調整が可能となり、衝突確率を制御できるので、結果として従来よりもスループットおよび遅延特性を向上させることができる。
なお、Busyが続いた後のIdleでは、パケットが衝突する可能性が高いので、衝突状態のウェイトを通常よりも低めに設定することとしてもよい。
実施の形態5.
つづいて、実施の形態5では、基地局の輻輳検出部4がCSを決定する際の、実施の形態3および4とは異なるアルゴリズムを説明する。
図8は、実施の形態5のCSの決定方法を示す図であり、詳細には、前述の3つの状態(状態0,状態1,状態2)を、それぞれIdle,成功,失敗の3つのイベントに分けて、図示の状態遷移からCSを決定している。ここでは、S0およびS1を通常状態(CS=0)とし、S2およびS3を輻輳状態(CS=1)としている。
たとえば、初期状態(アイドル状態)をS0(通常状態)とし、この状態でランダムアクセスが発生し、成功または失敗するとS1(通常状態)に遷移し、成功の間はS1の状態を維持する。また、S1の状態で、N1A回中N1B回以上が失敗となった場合には、S2(輻輳状態)に遷移する。また、S2の状態において、成功または失敗の場合は、この状態を維持し、この状態でIdleになるとS3(輻輳状態)に遷移する。また、S3の状態において、N2A回中N2B回以上がIdleとなった場合には、S0(通常状態)に遷移する。
なお、前述した状態3に関しては、確率的にIdleまたは成功とみなすものとする。具体的には、たとえば、各状態(S0〜S3)においてそれぞれしきい値を持たせ、一様乱数を発生させ、その値がしきい値を超える場合は成功、そうでない場合はIdleとみなして、状態遷移を行う。
このように、本実施の形態においては、上記3つの状態(状態0,状態1,状態2)を、それぞれIdle,成功,失敗の3つのイベントに分けて、図8に示す状態遷移からCSを決定することとした。これにより、移動機では、伝送路の輻輳状態に応じたCWサイズの調整が可能となり、衝突確率を制御できるので、結果として従来よりもスループットおよび遅延特性を向上させることができる。
以上のように、本発明にかかるランダムアクセス制御方法は、移動体通信システムに有用であり、特に、パケット再送時のランダムアクセス制御方法として適している。
本発明にかかるランダムアクセス制御方法を実現する基地局の構成例を示す図である。 本発明にかかるランダムアクセス制御方法を実現する移動機の構成例を示す図である。 ACの構成例を示す図である。 実施の形態2における再送時のランダムアクセス制御方法を示す図である。 トラヒック件数毎の確率分布を示す図である。 SEGとCWMaxを固定値としてλに様々な値をいれた場合の、状態0〜3の分布を表すテーブルを示す図である。 実施の形態4の輻輳検出部の構成例を示す図である。 実施の形態5のCSの決定方法を示す図である。
符号の説明
1 インタフェース部
2 無線部
3 衝突検出部
4 輻輳検出部
5 送信部
11 無線部
12 データ受信部
13 インタフェース部
14 CWサイズ決定部
15 Persistent値決定部
16 バックオフ時間決定部
17 送信バッファ
18 データ送信部
21−0〜21−(N−1) 遅延器
22−0〜22−N 乗算器
23 加算器

Claims (20)

  1. 基地局および当該基地局と通信を行う複数の移動機で構成された無線通信システムにおけるランダムアクセス制御方法であって、
    前記基地局が、
    パケットの衝突の有無に基づいて、伝送路が通常状態か輻輳状態かを判断する輻輳判断ステップと、
    特定のチャネルを用いて、通常状態または輻輳状態を示すCS(Contention Status)を送信する制御信号送信ステップと、
    を実行し、
    前記移動機が、
    所定時間が経過しても自機の送信成功が認識できない場合に、前記特定のチャネル上のCSを抽出する制御信号抽出ステップと、
    前記CSに基づいて、バックオフ時間(CW)の最大値を示すCWサイズを決定する送信パラメータ決定ステップと、
    前記CWサイズに基づいてCWを決定するCW決定ステップと、
    前記CWに基づいて再送パケットを送信する再送ステップと、
    を実行し、
    前記制御信号送信ステップでは、前記CSに加えて、送信禁止(Busy)または送信許可(Idle)を示すI/Bを送信し、
    前記制御信号抽出ステップでは、さらにI/Bを抽出し、
    前記送信パラメータ決定ステップでは、さらに、前記CSに基づいて、パケットを再送する確率を示すPersistent値を決定し、
    前記再送ステップでは、前記I/BがIdleの場合に、前記CWおよび前記Persistent値に基づいて再送パケットを送信する、
    ことを特徴とするランダムアクセス制御方法。
  2. 前記送信パラメータ決定ステップでは、前記CSが通常状態を示している場合に「CWサイズ=x」とし、前記CSが輻輳状態を示している場合に「CWサイズ=y」とすること(xおよびyは「y>x」を満たす値)を特徴とする請求項1に記載のランダムアクセス制御方法。
  3. 前記送信パラメータ決定ステップでは、前記CSが通常状態を示している場合には現在のCWサイズをa(任意の整数)だけ加算し、前記CSが輻輳状態を示している場合には現在のCWサイズをb(任意の整数)だけ減算することを特徴とする請求項1に記載のランダムアクセス制御方法。
  4. 前記特定のチャネルを制御チャネルとすることを特徴とする請求項1、2または3に記載のランダムアクセス制御方法。
  5. 前記送信パラメータ決定ステップでは、前記CSが通常状態を示している場合に「Persistent値=k」とし、前記CSが輻輳状態を示している場合に「Persistent値=l」とすること(kおよびlは「0〜1」かつ「k>l」を満たす値)を特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載のランダムアクセス制御方法。
  6. 前記送信パラメータ決定ステップでは、前記CSが通常状態を示している場合には現在のPersistent値を0〜1の範囲でc(任意の整数)だけ加算し、前記CSが輻輳状態を示している場合には現在のPersistent値を0〜1の範囲でd(任意の整数)だけ減算することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載のランダムアクセス制御方法。
  7. 前記CSを1ビットで表現することを特徴とする請求項1〜6のいずれか一つに記載のランダムアクセス制御方法。
  8. 前記CSを複数ビットで表現することを特徴とする請求項1〜6のいずれか一つに記載のランダムアクセス制御方法。
  9. 受信電力の大きさまたはランダムアクセスの失敗確率に応じて前記CWサイズを調整することを特徴とする請求項1〜8のいずれか一つに記載のランダムアクセス制御方法。
  10. 受信電力の大きさまたはランダムアクセスの失敗確率に応じて前記Persistent値を調整することを特徴とする請求項1〜9のいずれか一つに記載のランダムアクセス制御方法。
  11. 前記輻輳判断ステップでは、単位時間あたりのトラヒック発生をポアソン分布で近似し、ポアソン分布の平均値に基づいて、伝送路が通常状態か輻輳状態かを判断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ランダムアクセス制御方法。
  12. 前記輻輳判断ステップでは、フィルタ処理を行い、当該フィルタ結果に基づいて、伝送路が通常状態か輻輳状態かを判断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ランダムアクセス制御方法。
  13. 前記輻輳判断ステップでは、Idle(アクセスなし)、ランダムアクセスの成功、ランダムアクセスの失敗、の3つのイベントによる状態遷移に基づいて、伝送路が通常状態か輻輳状態かを判断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ランダムアクセス制御方法。
  14. 基地局とともに無線通信システムを構成し、当該基地局に対してランダムアクセスを行う移動機であって、
    前記基地局が、パケットの衝突の有無に基づいて、伝送路が通常状態か輻輳状態かを判断し、制御チャネルを用いて、通常状態または輻輳状態を示すCS(Contention Status)、および送信禁止(Busy)または送信許可(Idle)を示すI/B、を送信する場合に、
    所定時間が経過しても自機の送信成功が認識できない場合に、前記基地局が送信する、制御チャネル上のI/BおよびCSを抽出する制御信号抽出手段と、
    前記CSに基づいて、バックオフ時間(CW)の最大値を示すCWサイズを決定するCWサイズ決定手段と、
    前記CWサイズに基づいてCWを決定するCW決定手段と、
    前記CSに基づいて、パケットを再送する確率を示すPersistent値を決定するPersistent値決定手段と、
    前記I/BがIdleの場合に、前記CWおよび前記Persistent値に基づいて再送パケットを送信する送信手段と、
    を備えることを特徴とする移動機。
  15. 前記CWサイズ決定手段は、前記CSが通常状態を示している場合に「CWサイズ=x」とし、前記CSが輻輳状態を示している場合に「CWサイズ=y」とすること(xおよびyは「y>x」を満たす値)を特徴とする請求項14に記載の移動機。
  16. 前記CWサイズ決定手段は、前記CSが通常状態を示している場合には現在のCWサイズをa(任意の整数)だけ加算し、前記CSが輻輳状態を示している場合には現在のCWサイズをb(任意の整数)だけ減算することを特徴とする請求項14に記載の移動機。
  17. 前記CWサイズ決定手段は、受信電力の大きさまたはランダムアクセスの失敗確率に応じて前記CWサイズを調整することを特徴とする請求項14、15または16に記載の移動機。
  18. 前記Persistent値決定手段は、前記CSが通常状態を示している場合に「Persistent値=k」とし、前記CSが輻輳状態を示している場合に「Persistent値=l」とすること(kおよびlは「0〜1」かつ「k>l」を満たす値)を特徴とする請求項14に記載の移動機。
  19. 前記Persistent値決定手段は、前記CSが通常状態を示している場合には現在のPersistent値を0〜1の範囲でc(任意の整数)だけ加算し、前記CSが輻輳状態を示している場合には現在のPersistent値を0〜1の範囲でd(任意の整数)だけ減算することを特徴とする請求項14に記載の移動機。
  20. 受信電力の大きさまたはランダムアクセスの失敗確率に応じて前記Persistent値を調整することを特徴とする請求項18または19に記載の移動機。
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