JP5704175B2 - 基地局装置、端末装置、無線通信システム及び基地局装置制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、基地局装置、端末装置、無線通信システム及び基地局装置制御方法に関する。

従来、無線通信システムでは、無線回線などの非競合期間を利用し各端末局に基地局がタイムスロットを割り当てる、タイムスロット割り当て方式が知られている。

タイムスロット割り当て方式としては、端末局からタイムスロット割り当て要求パケットを送信し、その後基地局が割当通知パケットを送信する従来技術がある。この従来技術では、端末局は、タイムスロット割当要求パケットを基地局へ送信する。そして、端末局は、タイムスロット割当要求パケットへの応答として、タイムスロット割当通知パケットを基地局から受信する。これにより、タイムスロット割当要求を行った端末局に割り当てられたタイムスロットが拡張される。

特開２０００−３４１１９２号公報

しかしながら、タイムスロット割当要求パケットを使用する従来技術では、上述したように、端末局側がタイムスロット割当要求パケットを送信した後、基地局が割当通知パケットを送信することによってタイムスロットが端末局側に割り当てられる。すなわち、従来技術では、端末局がデータを送信する場合に、送信するデータとは直接には関係の無いパケットのやり取りを最低２回は行わなければならず、データ遅延や消費電力が増大してしまう。

開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、基地局装置、端末装置、無線通信システム及び基地局装置制御方法における処理負荷及び消費電力を軽減する、無線通信システム及び無線通信システム制御方法を提供することを目的とする。

本願の開示する基地局装置、端末装置、無線通信システム及び基地局装置制御方法は、一つの態様において、演算部は、複数の端末装置から送信されたデータに付加された情報であって、当該データ送信時に当該データの送信元の各前記端末装置に留保されている未送信データの有無を示す後続情報を基に、各前記端末装置における過去に送信された所定数のデータのうち前記未送信データが存在したデータの数を算出する。タイムスロット割当制御部は、前記演算部により算出された前記未送信データが存在したデータの数から前記各端末装置における前記未送信データが存在したデータの割合を求め、前記未送信データが存在したデータの割合が予め記憶している第１の閾値を超えた端末装置が複数あった場合、前記未送信データが存在したデータの割合がより高い端末装置に対して優先的にタイムスロットの拡張を行うように各前記端末装置に対するタイムスロットの割り当て量を制御する。通知部は、前記タイムスロット割当制御部により決定されたタイムスロットの割り当て量を各前記端末装置に通知する。

本願の開示する基地局装置、端末装置、無線通信システム及び基地局装置制御方法の一つの態様によれば、基地局装置及び端末装置における処理負荷及び消費電力を軽減することが可能になるという効果を奏する。

図１は、無線通信システムの全体構成を示す図である。 図２は、実施例１に係る基地局のブロック図である。 図３は、タイムスロット量過小と判定された端末装置が複数ある場合の端末装置の選択について説明するための図である。 図４は、端末装置が送信したデータの内のＭｏｒｅｄａｔａの割合とトラフィックとの関係を表す図である。 図５は、図４で示した端末装置におけるスループットとトラフィックとの関係を表す図である。 図６は、端末装置のブロック図である。 図７は、実施例１に係る無線通信システムのタイムスロット割り当ての処理のフローチャートである。 図８は、実施例１に係る無線通信システムにおける送受信パケットの一例を示す時系列図である。 図９は、実施例２に係る基地局装置のブロック図である。 図１０は、データの発生又は通信路の悪化が突発的に発生するシステムにおけるＭｏｒｅｄａｔａが付加された後続状態通知パケットとタイムスロットの割り当て量を説明するための図である。 図１１は、データの発生又は通信路の悪化が激しく変動しながら発生するシステムにおけるＭｏｒｅｄａｔａが付加された後続状態通知パケットとタイムスロットの割り当て量を説明するための図である。 図１２は、実施例３に係る無線通信システムのタイムスロット割り当ての処理のフローチャートである。 図１３は、実施例４に係る無線通信システムのタイムスロット割り当ての処理のフローチャートである 図１４は、実施例５に係る無線通信システムのタイムスロット割り当ての処理のフローチャートである。

以下に、本願の開示する基地局装置、端末装置、無線通信システム及び基地局装置制御方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施例により本願の開示する基地局装置、端末装置、無線通信システム及び基地局装置制御方法が限定されるものではない。

図１は、無線通信システムの全体構成を示す図である。まず、図１を参照して、本実施例に係る無線通信システムの全体的な処理の流れを説明する。

基地局装置１は、図１に示すように、複数の端末装置２と無線通信により接続されている。そして、基地局装置１と各端末装置２とはそれぞれ無線通信を利用してデータの送受信を行う。

まず、基地局装置１は、端末装置２に対してタイムスロットの割り当て情報を通知する。そして、端末装置２は、基地局装置１に割り当てられたタイムスロットの間にデータパケットを送信する。例えば、端末装置２に３つのデータパケットが送信可能なタイムスロットが割り当てられているとする。その場合、端末装置２は、自己に割り当てられているタイムスロットの間に、３つのデータパケットを基地局装置１に送信することができる。そして、端末装置２は、３個よりも多いデータパケット数の送信データの場合、１回のタイムスロットの間に送る３つのデータパケットの最新のデータパケットに後続のデータが存在することを示す情報であるＭｏｒｅｄａｔａを付加して基地局装置に送信する。具体的には、「Ｍｏｒｅｄａｔａ」が付加されているとは、Ｍｏｒｅｄａｔａビットの値が１とされている場合である。ここで、Ｍｏｒｅｄａｔａとは、特定の時間内にできるだけ早く送ることが要求されるデータのことを指す。例えば、未だ送信していない送信データは有るが、その送信データが一時間後に送ればよいデータである場合には、その送信データの前に送られたデータにはＭｏｒｅｄａｔａが付加されない。特定の時間内にできるだけ早く送ることが要求される未だ送信していないデータが「未送信データ」の一例にあたる。そして、「Ｍｏｒｅｄａｔａ」が後続情報の一例にあたる。以下では、この１回のタイムスロットの間の最新のデータパケット、言い換えれば最後に送信されたデータパケットを「後続状態通知パケット」と呼ぶ場合がある。

図２は、実施例１に係る基地局のブロック図である。次に、図２を参照して、本実施例に係る基地局装置の構成について説明する。図２に示すように、基地局装置１は、送受信回路部１０、データ処理部１１、後続情報記憶部１２、演算部１３、タイムスロット割当制御部１４、演算方法記憶部１５及びタイムスロット割当ルール記憶部１６を有している。

次に基地局装置１の構成について説明する。送受信回路部１０は、データ処理部１１から端末装置２へ送信するデータパケットの入力を受ける。そして、送受信回路部１０は、アンテナを介して端末装置２へデータパケットの送信を行う。また、送受信回路部１０は、アンテナを介して端末装置２からデータパケットを受信する。そして、送受信回路部１０は、受信したデータパケットをデータ処理部１１へ出力する。

データ処理部１１は、端末装置２から送られてきたデータパケットの入力を送受信回路部１０から受ける。そして、データ処理部１１は、受信したデータパケットの後続状態通知パケットにＭｏｒｅｄａｔａが付加されているか否かを判定する。そして、データ処理部１１は、Ｍｏｒｅｄａｔａが付加されていたか否かの情報とともに、当該データパケットを送信した端末装置２の識別情報及び受信時刻を後続情報記憶部１２に記憶させる。さらに、データ処理部１１は、後続状態通知パケットを受信した旨の通知を、そのデータパケットを送信してきた端末装置２の識別情報と共に演算部１３へ出力する。

また、データ処理部１１は、端末装置２に対するタイムスロットの割り当て情報をタイムスロット割当制御部１４から受信する。そして、データ処理部１１は、受信した割り当て情報を用いてＰｏｌｌｉｎｇパケットを生成する。そして、データ処理部１１は、送受信回路部１０及びアンテナを介して該当する端末装置２に生成したＰｏｌｌｉｎｇを送信する。このＰｏｌｌｉｎｇパケットを受信することで、端末装置２は新たなタイムスロットの割り当てを取得する。ただし、既に拡張分のタイムスロットが他の端末装置２に割り当てられている場合には、タイムスロット割当制御部１４に指定された端末装置２に割り当てることができない。そこで、データ処理部１１は、次のＰｏｌｌｉｎｇパケットを送信できるタイミングをタイムスロット割当制御部１４に通知しておく。これにより、データ処理部１１は、次のＰｏｌｌｉｎｇパケットを送信するタイミングでタイムスロット割当制御部１４からタイムスロットの割り当て情報を取得することになる。

ここで、本実施例では、Ｐｏｌｌｉｎｇパケットを用いてタイムスロットの割り当ての通知を行ったが、これは他のパケットを使用しても良く、例えば、タイムスロット割当通知パケットなどを用いても良い。

Ｐｏｌｌｉｎｇパケットを使用する場合、端末装置２は、一時的にタイムスロットを拡張したり縮退したりするためのパケットを受信することになる。これにより、基地局装置１は端末装置２に対して、Ｐｏｌｌｉｎｇパケットを受信してから一定期間だけ端末装置２に拡張したタイムスロットが割り当てたり縮小したタイムスロットを割り当てたりすることができる。

また、タイムスロット割当通知パケットを使用する方法では、基地局装置１は、割り当てるタイムスロットの内容を変更するという通知をするパケットを周期的に端末装置２に送信する。これにより、基地局装置１は、端末装置２に対するタイムスロットの数や一つ一つのタイムスロットに送信できるデータパケット量を変更することができる。この場合、データ処理部１１は、周期的に訪れるタイムスロット割当通知パケットを送信するタイミングで、端末装置２に対して割り当て情報の通知を行うことになる。

後続情報記憶部１２は、メモリやハードディスクなどの記憶装置である。そして、後続情報記憶部１２は、データ処理部１１から受信したＭｏｒｅｄａｔａが付加されていたか否かの情報とデータパケットを送信した端末装置２の識別情報及び受信時刻とを対応させて記憶する。

演算方法記憶部１５は、メモリやハードディスクなどの記憶装置である。演算方法記憶部１５は、後続情報記憶部１２に記憶されている情報に対して統計処理を施し、タイムスロットの割り当てを判定するために用いるデータを得るための演算方法を記憶している。本実施例では、演算方法記憶部１５は、直近の過去Ｎ回に受信したデータパケットにおけるＭｏｒｅｄａｔａが付加されていたデータパケットの個数を求めるという演算方法を記憶している。

演算部１３は、データパケットを受信した旨の通知及びそのデータパケットを送信してきた端末装置２の識別情報をデータ処理部１１から受信する。そして、演算部１３は、演算方法記憶部１５に記憶されている演算方法を用いてタイムスロットの割り当てを判定するために用いるデータを求める。本実施例では、演算部１３は、まず、データ処理部１１に指定された端末装置２が送信した直近の過去Ｎ回のデータパケットにおけるＭｏｒｅｄａｔａの付加の情報を、後続情報記憶部１２から取得する。そして、演算部１３は、データ処理部１１に指定された端末装置２が送信した直近の過去Ｎ回のデータパケットの中のＭｏｒｅｄａｔａが付加されたデータパケットの数を求める。この過去Ｎ回が「所定数のデータ」の一例にあたる。また、このＭｏｒｅｄａｔａが付加されたデータパケットの数が「過去に端末装置から送信された所定数のデータのうち前記未送信データが存在したデータの数」の一例にあたる。そして、演算部１３は、求めたＭｏｒｅｄａｔａが付加されたデータパケットの数をタイムスロット割当制御部１４へ出力する。

タイムスロット割当ルール記憶部１６は、メモリやハードディスクなどの記憶装置である。タイムスロット割当ルール記憶部１６は、演算部１３により求められたタイムスロットの割り当てを判定するために用いるデータを用いてタイムスロットの割り当てを決定するためのタイムスロット割当ルールを記憶している。

本実施例では、タイムスロット割当ルール記憶部１６は、以下のタイムスロット割当ルールを記憶している。まず、端末装置２が送信した直近の過去Ｎ回のデータパケットの中のＭｏｒｅｄａｔａが付加されたデータパケットの数が予め決められた閾値であるＭ１より小さい場合は、現在よりも小さいタイムスロットを端末装置２に割り当てる。また、端末装置２が送信した直近の過去Ｎ回のデータパケットの中のＭｏｒｅｄａｔａが付加されたデータパケットの数がＭ１以上であり、且つ予め決められた閾値Ｍ２（Ｍ１＜Ｍ２）以下の場合、端末装置２の現在のタイムスロットを変更しない。さらに、端末装置２が送信した直近の過去Ｎ回のデータパケットの中のＭｏｒｅｄａｔａが付加されたデータパケットの数がＭ２より大きい場合、現在よりも大きいタイムスロットを端末装置２に割り当てる。さらに、タイムスロット割当ルールには、割り当てるタイムスロットの量も規定されている。例えば、現在よりも大きいタイムスロットとは、現在の２倍のタイムスロットであると規定されている。

ここで、Ｍ１の値を負の値にすることで、縮退措置の実行の禁止が実現できる。また、端末装置２が送信した直近の過去Ｎ回のデータパケットの中のＭｏｒｅｄａｔａが付加されたデータパケットの数が予め決められた閾値であるＭ１より小さい場合は、現在よりも小さいタイムスロットを端末装置２に割り当てるというルールを削除しても、縮退措置の実行の禁止が実現できる。また、Ｍ２の値をＮより大きい値にすることで、拡張措置の実行の禁止が実現できる。また、端末装置２が送信した直近の過去Ｎ回のデータパケットの中のＭｏｒｅｄａｔａが付加されたデータパケットの数がＭ２より大きい場合、現在よりも大きいタイムスロットを端末装置２に割り当てるというルールを削除しても、拡張措置の実行の禁止が実現できる。

そして、本実施例では、タイムスロット割当ルール記憶部１６に記憶されている、タイムスロット割当ルールに含まれる、タイムスロットの割り当てを決めるための各種パラメータは予め決められた値に固定されている。すなわち、本実施例では、Ｎ、Ｍ１及びＭ２は固定値である。このように、予め決定したパラメータを固定して用いる方法は、端末装置２におけるデータの発生状況や、基地局装置１と端末装置２との間のデータの送受信環境の変化がほとんど無い場合に特に有効である。

タイムスロット割当制御部１４は、次にＰｏｌｌｉｎｇパケットを送信できるタイミングをデータ処理部１１から受ける。そして、タイムスロット割当制御部１４は、次にＰｏｌｌｉｎｇパケットを送信できるタイミングを記憶しておく。

タイムスロット割当制御部１４は、タイムスロットの割り当てを判定するために用いるデータの入力を演算部１３から受ける。本実施例では、タイムスロット割当制御部１４は、今回データパケットを送信してきた端末装置２が送信した直近の過去Ｎ回のデータパケットにおけるＭｏｒｅｄａｔａが付加されていたデータパケットの数を演算部１３から受信する。そして、タイムスロット割当制御部１４は、タイムスロット割当ルール記憶部１６に記憶されているタイムスロット割当ルールに従って、今回データパケットを送信してきた端末装置２に対するタイムスロットの割り当てを決定する。そして、タイムスロット割当制御部１４は、決定したタイムスロットの割り当て情報をデータ処理部１１へ出力する。

ここで、タイムスロット割当制御部１４によるタイムスロットの割り当て処理について詳細に説明する。まず、次のＰｏｌｌｉｎｇパケットを送信できるまでに、Ｍｏｒｅｄａｔａを付加した後続状態通知パケットを送信してきた端末装置２が１つの場合について説明する。

Ｍｏｒｅｄａｔａを付加した後続状態通知パケットを送信してきた端末装置２から送信された直近の過去Ｎ回の後続状態通知パケットにおいてＭｏｒｅｄａｔａが付加されていたパケットの数がＰ個の場合で説明する。タイムスロット割当制御部１４は、Ｐが、Ｐ＜Ｍ１、Ｍ１≦Ｐ≦Ｍ２又はＭ２＜Ｐのいずれを満たすかを判定する。Ｐ＜Ｍ１の場合、タイムスロット割当制御部１４は、タイムスロット量過多と判定する。そして、タイムスロット割当制御部１４は、Ｍｏｒｅｄａｔａを付加した後続状態通知パケットを送信してきた端末装置２に割り当てているタイムスロットにスロット縮退措置を施す。ここで、スロット縮退措置とは、現状のタイムスロットを破棄し、現状のタイムスロットより少ないデータパケットを送信することが可能なタイムスロットを割り当てることを指す。そして、タイムスロット割当制御部１４は、縮退措置を施したタイムスロットの割り当て情報をデータ処理部１１へ送信する。また、Ｍ１≦Ｐ≦Ｍ２の場合、タイムスロット割当制御部１４は、タイムスロットの割り当ての変更及びデータ処理部１１に対する割り当て情報の送信を行わない。また、Ｍ２＜Ｐの場合、タイムスロット割当制御部１４は、タイムスロット量過少と判定する。そして、タイムスロット割当制御部１４は、Ｍｏｒｅｄａｔａを付加した後続状態通知パケットを送信してきた端末装置２に割り当てているタイムスロットにスロット拡張措置を施す。ここで、スロット拡張措置とは、現状のタイムスロットを破棄し、現状のタイムスロットより多くデータパケットを送信することが可能なタイムスロットを割り当てることを指す。そして、タイムスロット割当制御部１４は、拡張措置を施したタイムスロットの割り当て情報をデータ処理部１１へ送信する。

次に、次のＰｏｌｌｉｎｇパケットを送信できるまでに、Ｍｏｒｅｄａｔａを付加した後続状態通知パケットを送信してきた端末装置２が複数の場合について説明する。

タイムスロット割当制御部１４は、次にＰｏｌｌｉｎｇパケットを送信するタイミングまでに、Ｍｏｒｅｄａｔａを付加した後続状態通知パケットを送信してきた各端末装置２に対して上記のタイムスロット量の判定を行う。

そして、タイムスロット割当制御部１４は、タイムスロット量が過少と判定した端末装置２が複数ある場合、その中で最もＭｏｒｅｄａｔａを付加した後続状態通知パケットの数が多い端末装置２を抽出する。そして、抽出した端末装置２に対してスロット拡張処理を施す。これに対して、タイムスロット割当制御部１４は、抽出された端末装置２以外の端末装置２のタイムスロットに対しては割り当ての変更を行わない。また、タイムスロット割当制御部１４は、タイムスロット量が過大と判定した端末装置２に対しては、スロット縮退処理を施す。そして、タイムスロット割当制御部１４は、スロット縮退措置及びスロット拡張措置を施した各端末装置２のタイムスロットの割り当て情報をデータ処理部１１へ送信する。

Ｍｏｒｅｄａｔａを付加した後続状態通知パケットの数が最多の端末装置２に対してスロット拡張措置を施すにより、端末装置２のいずれに対してスロット拡張措置を施すべきか決定できないという状態を回避することができる。

さらに、図３を用いてタイムスロット量過小と判定された端末装置２が複数ある場合に、スロット拡張措置を施す端末装置２の選択の手順について説明する。図３は、タイムスロット量過小と判定された端末装置が複数ある場合の端末装置の選択について説明するための図である。

以下では、端末装置Ａ及び端末装置Ｂから基地局装置１がデータを受信する場合で説明する。端末装置Ａ及び端末装置Ｂは図１の端末装置２のいずれかである。ここで、図３の紙面に向かって一番上の段は、端末装置Ａで発生したデータを表している。また、図３の紙面に向かって上から２番目の段は、端末装置Ａから送信されるデータパケットを表している。また、図３の紙面に向かって上から３番目の段は、端末装置Ｂで発生したデータを表している。また、図３の紙面に向かって上から４番目の段は、端末装置Ｂから送信されるデータパケットを表している。さらに、図３の紙面に向かって一番下の段は、基地局装置１から送信されるデータを表している。ただし、図３の紙面に向かって一番下の段における二点鎖線で囲われた部分は端末装置Ａに割り当てたタイムスロットを表しており、点線で囲われた部分は端末装置Ｂに割り当てたタイムスロットを表している。また、図３の各段は紙面向かって右に向かうに従い時間が経過することを表している。

そして、以下の説明では、Ｎ＝６、Ｍ１＝２及びＭ２＝４の場合で説明する。また、データ１０１の前に、既に端末装置Ａから基地局装置１に対して連続してＭｏｒｅｄａｔａが付加された後続状態通知パケットが４つ送られている。また、データ１０３の前に、既に端末装置Ｂから基地局装置１に対して連続してＭｏｒｅｄａｔａが付加された後続状態通知パケットが４つ送られている。そして、データ１０１を送信する前の段階では、端末装置Ａには５つのデータパケットを送信可能なタイムスロット１０５が与えられている。また、データ１０３を送信する前の段階では、端末装置Ｂには５つのデータパケットを送信可能なタイムスロット１０６が与えられている。

端末装置Ａでは、８つのデータパケットを含むデータ１０１が発生する。そして、端末装置Ａは、その時点で割り当てられているタイムスロット１０５の間に基地局装置１へデータ１０１のうちの５つのデータパケットを送信する。この時、データ１０１の送信は終わっていないので、送信されたデータパケットのうちの後続状態通知パケット１１１にはＭｏｒｅｄａｔａが付加されている。

次のタイムスロットは端末装置Ｂに割り当てられたタイムスロット１０６なので、端末装置Ｂは、その前に発生した１つのデータパケットを含むデータ１０３を、タイムスロット１０６の間に送信する。この時、データ１０３は全て送信できるので、送信されたデータパケットのうちの後続状態通知パケットにはＭｏｒｅｄａｔａは付加されていない。

次のタイムスロットは端末装置Ａに割り当てられたタイムスロット１０５なので、端末装置Ｂは、データ１０１の残りの３つのパケット及びデータ１０２のうちの２つのデータパケットを、タイムスロット１０５の間に送信する。この時、データ１０２の送信は終わっていないので、送信されたデータパケットのうちの後続状態通知パケット１２１にはＭｏｒｅｄａｔａが付加されている。

さらに、次のタイムスロットは端末装置Ｂに割り当てられたタイムスロット１０６なので、端末装置Ｂは、６つのデータパケットを有するデータ１０４のうちの５つのデータパケットを、タイムスロット１０６の間に送信する。この時、データ１０４の送信は終わっていないので、送信されたデータパケットのうちの後続状態通知パケット１４１にはＭｏｒｅｄａｔａが付加されている。

この場合、基地局装置１は、端末装置Ａの過去６つの後続状態通知パケットのうち６つ全てにＭｏｒｅｄａｔａが付加されているので、端末装置Ａをタイムスロット量過小と判定する。また、基地局装置１は、端末装置Ｂの過去６つの後続状態通知パケットのうち５つのデータパケットにＭｏｒｅｄａｔａが付加されているので、端末装置Ｂをタイムスロット量過小と判定する。そして、基地局装置１は、端末装置ＡにおけるＭｏｒｅｄａｔａが付加されたデータパケットの割合と端末装置ＢにおけるＭｏｒｅｄａｔａが付加された後続状態通知パケットの割合とを比較する。そして、基地局装置１は、端末装置Ｂと比べて端末装置ＡにおけるＭｏｒｅｄａｔａが付加された後続状態通知パケットの割合が高いと判定し、端末装置Ａに対してスロット拡張措置を施す。これに伴い、基地局装置１は、端末装置Ａに向けてＰｏｌｌｉｎｇパケット１０７を送信する。この時、基地局装置１は、端末装置Ａに対してタイムスロット１０５よりも多くのデータパケットの送信が行えるタイムスロット１０８を割り当てる。

この点、タイムスロット割り当て方式として、Ｍｏｒｅｄａｔａの受信情報のみを利用してタイムスロットを受信局に与えるかどうかを判定する場合がある。例えば、特定の端末装置に有り当てられたタイムスロットで送信されてきた後続状態通知パケットが、Ｍｏｒｅｄａｔａが付加されたデータパケットだった場合、基地局装置がＰｏｌｌｉｎｇパケットを当該端末装置に対して送信する方法である。しかしこの方法では、端末局が複数存在した時に問題が発生するおそれがある。例えば、基地局装置が、後続状態通知パケットにＭｏｒｅｄａｔａを付加して送信した端末装置に割り当てるタイムスロットを予め用意していたものとする。この状態で、ある端末装置が、自己に現在割り当てられているタイムスロットにおいて後続状態通知パケットにＭｏｒｅｄａｔａを付加して基地局に送信する。それと同時に、他の端末装置も自己に現在割り当てられているタイムスロットにおいて後続状態通知パケットにＭｏｒｅｄａｔａを付加して基地局に送信する。この場合、基地局装置は予め用意してあったタイムスロットを与えるためのＰｏｌｌｉｎｇパケットを、いずれの端末装置に送信すればよいか決定できない。実際には、基地局は、滞留データが多い端末局に対してＰｏｌｌｉｎｇパケットを送信した方がデータ遅延を少なくすることができるのであるが、従来の方法ではそれを判定することは困難であった。

これに対して、Ｍｏｒｅｄａｔａが付加された後続状態通知パケットの割合が高い端末装置２は、より滞留パケットが多い端末装置である可能性が高い。したがって、本実施例に係る無線通信システムのような端末装置２の選択を行うことで、より滞留データが多い端末装置に大きいタイムスロットを割り当てることができる確率をあげることができ、より適切なタイムスロットの割り当てが行える。

また、Ｍｏｒｅｄａｔａが付加された後続状態通知パケットの割合（以下では、「Ｍｏｒｅｄａｔａの割合」という。）が多い端末装置２に多くのタイムスロットを割り当てることで、その端末装置２からのＭｏｒｅｄａｔａの割合が減少していく。これに対して、Ｍｏｒｅｄａｔａの割合が少なかった端末装置２のＭｏｒｅｄａｔａの割合は徐々に増えていく。これにより、Ｍｏｒｅｄａｔａの割合が逆転する。すると、再度Ｍｏｒｅｄａｔａの割合の多い端末装置２に多くのタイムスロットを割り当てると、滞留データの多い端末装置２に対して多くのタイムスロットが割り当てられることになる。このように、Ｍｏｒｅｄａｔａのより多い端末装置２に対してより多くのタイムスロットを割り当てるアルゴリズムを一定期間毎に繰り返すことで、適切なタイムスロットの割り当てを実現することができる。したがって、Ｍｏａｒｅｄａｔａのより少ない端末装置２に対してタイムスロットの割り当てが少なくなり、滞留データが増加し、データの遅延が大きくなるという危険を回避することができる。

次に、図４及び図５を参照して、タイムスロット割当制御部１４によるタイムスロットの割り当ての決定方法の詳細について、データパケットのＭｏｒｅｄａｔａの割合とスループットとの関係性を利用する方法を例に説明する。図４は、端末装置が送信したデータの内のＭｏｒｅｄａｔａの割合とトラフィックとの関係を表す図である。図４の縦軸はデータ内のＭｏｒｅｄａｔａｎｏ割合を示し、横軸はトラフィックの値を示している。図５は、図４で示した端末装置におけるスループットとトラフィックとの関係を表す図である。図５の縦軸はスループットを表し、横軸はトラフィックを表している。

ここで、トラフィックとは、データの１パケットあたりの平均発生時間間隔に対するデータの１パケットの長さ（１つのデータパケットの送信にかかる時間）の割合とする。例えば、データの１パケットあたりの平均発生時間間隔を１秒とし、１つのデータパケットを１秒で送信するとする。この場合トラフィックは１となる。また、データの１パケットあたりの平均発生時間間隔を１秒とし、０．１秒で１パケットを送信するとする。この場合、トラフィックは０．１となる。また、スループットとは、データの１パケットあたりの平均送信間隔に対するデータの１パケットあたりの長さの割合である。すなわちスループットは、送信できたデータパケットの割合を表している。図４や図５は、無線通信システムの設計者が予め測定した値を入力しても良い、また、一定時間毎に装置が測定して値を更新しても良い。

図５の点線２０２は全てのデータが基地局に送信されている状態を指す。また、図５の実線２０３が実際の計測データを現している。図５から、トラフィックが０．１となってもトラフィックとスループットは同じ値である。すなわち、トラフィックが０．１までならば、発生したデータは全て基地局装置１においてほぼ受信されている。また、トラフィックが０．１より大きくなると、スループットがトラフィックより小さい値になることが分かる。よって、トラフィックが０．１という値が送信できないデータが発生する閾値となる。

ここで、基地局装置１において特定の端末装置２から受信した後続状態通知パケットのうちＭｏｒｅｄａｔａが付加されたものの割合が０．７であったとする。その場合、図４の実線２０１からトラフィックが約０．０５であると推定できる。上述したように、トラフィックが０．１と言う値が送信できないデータが発生する閾値である。そこで、タイムスロットを０．５（＝０．０５／０．１）倍に縮退すれば、当該端末装置２で発生したデータを全て基地局装置１が受信できる最小のタイムスロット量が割り当てられるので、最適な割り当てが行える。したがって、この場合、タイムスロット割当制御部１４は、当該端末装置２に割り当てているタイムスロットを半分に縮退した量のタイムスロットを、当該端末装置２に割り当てればよい。以上では、縮退について説明したが、拡張についても同様である。

図６は、端末装置のブロック図である。次に、図６を参照して、端末装置２の構成を説明する。

図６に示すように、本実施例に係る端末装置２は、送受信回路部２１、データ処理部２２、センサーデバイス部２３及び後続情報制御部２４を有している。

センサーデバイス部２３は、送信するデータを発生させる。そして、センサーデバイス部２３は、データ処理部２２に発生させたデータを供給する。

データ処理部２２は、センサーデバイス部２３から供給されたデータを格納する。そして、データ処理部２２は、データが一つ増えたことを後続情報制御部２４に通知する。データ処理部２２は、次に送信するデータに後続データがある場合、次に送信するデータへのＭｏｒｅｄａｔａの付加の指示を後続情報制御部２４から受信する。データ処理部２２は、データ付加の指示を受けた場合、後続状態通知パケットにＭｏｒｅｄａｔａを付加しながら、送信用のデータパケットを生成する。また、データ処理部２２は、後続情報制御部２４からの指示が無ければ、後続状態通知パケットにＭｏｒｅｄａｔａを付加せずに、送信用のデータパケットを生成する。そして、データ処理部２２は、データ送信時刻になると送受信回路部２１及びアンテナを介して基地局装置１に向けて生成したパケットを送信する。そして、データ処理部２２は、データパケットが正常に送信されたと判定すると、データが一つ減ったという情報を後続情報制御部２４へ通知する。またデータ処理部２２は、Ｐｏｌｌｉｎｇパケットを送受信回路部２１を介して受信する。そして、データ処理部２２は、Ｐｏｌｌｉｎｇパケットで通知されたタイムスロットを後続情報制御部２４へ通知する。

後続情報制御部２４は、Ｐｏｌｌｉｎｇパケットで通知されたタイムスロットをデータ処理部２２から受ける。これにより、後続情報制御部２４は、Ｍｏｒｅｄａｔａを付加するか否かの判定基準を得る。

後続情報制御部２４は、データが一つ増えたという通知をデータ処理部２２から受けると、データ処理部２２に格納されているデータ量から次に送信するデータにＭｏｒｅｄａｔａを付加するかどうかを判定する。そして、Ｍｏｒｅｄａｔａを付加すると判定した場合、後続情報制御部２４は、Ｍｏｒｅｄａｔａの付加の指示をデータ処理部２２に通知する。

また、後続情報制御部２４は、データが一つ減ったという通知をデータ処理部２２から受けると、データ処理部２２に格納されているデータ量から次に送信するデータにＭｏｒｅｄａｔａを付加するかどうかを判定する。そして、Ｍｏｒｅｄａｔａを付加すると判定した場合、後続情報制御部２４は、Ｍｏｒｅｄａｔａの付加の指示をデータ処理部２２に通知する。

次に、図７を参照して、本実施例に係る無線通信システムのタイムスロット割り当ての処理について説明する。図７は、実施例１に係る無線通信システムのタイムスロット割り当ての処理のフローチャートである。

データ処理部１１は、アンテナ及び送受信回路部１０を介して端末装置２からデータパケットを受信する（ステップＳ１０１）。

データ処理部１１は、受信した後続状態通知パケットにＭｏｒｅｄａｔａが付加されているか否かを判定し、当該データパケットを送信した端末装置２の識別情報及び受信時刻と共に判定結果を後続情報記憶部１２に記憶させる（ステップＳ１０２）。そして、データ処理部１１は、データパケットの受信及び当該データパケットを送信してきた端末装置２の識別情報を演算部１３に通知する。

演算部１３は、後続状態通知パケットの受信の通知を受けて、当該データパケットを送信してきた端末装置２が直近の過去Ｎ回に送信したパケットのうち、Ｍｏｒｅｄａｔａが付加されたパケットの総数Ｐを算出する（ステップＳ１０３）。演算部１３は、タイムスロット割当制御部１４に当該データパケットを送信してきた端末装置２が直近の過去Ｎ回に送信したパケットのうち、Ｍｏｒｅｄａｔａが付加されたパケットの総数Ｐをタイムスロット割当制御部１４に送信する。

タイムスロット割当制御部１４は、Ｐが予め決められた閾値Ｍ１より小さいか否かを判定する（ステップＳ１０４）。Ｐ＜Ｍ１の場合（ステップＳ１０４肯定）、タイムスロット割当制御部１４は、データパケットを送信してきた端末装置２に割り当てているスロットに対してスロット縮退措置を施す（ステップＳ１０５）。そして、ステップＳ１０８へ進む。

これに対して、Ｐ≧Ｍ１の場合（ステップＳ１０４否定）、タイムスロット割当制御部１４は、Ｐが予め決められた閾値Ｍ２より大きいか否かを判定する（ステップＳ１０６）。Ｐ＞Ｍ２の場合（ステップＳ１０６肯定）、タイムスロット割当制御部１４は、データパケットを送信してきた端末装置２のタイムスロット量が過少と判定する（ステップＳ１０７）。

これに対して、Ｐ≦Ｍ２の場合（ステップＳ１０６否定）、タイムスロット割当制御部１４は、データパケットを送信してきた端末装置２のタイムスロットの割り当ての変更を行わず、ステップＳ１０８に進む。

タイムスロット割当制御部１４は、次のＰｏｌｌｉｎｇパケットの送信のタイミングになったか否かを判定する（ステップＳ１０８）。次のＰｏｌｌｉｎｇパケットの送信タイミングになっていない場合（ステップＳ１０８否定）、ステップＳ１０１に戻る。

これに対して、次のＰｏｌｌｉｎｇパケットの送信タイミングになった場合（ステップＳ１０８肯定）、タイムスロット割当制御部１４は、タイムスロット量が過少と判定した端末装置２の中でＭｏｒｅｄａｔａの割合が最も大きい端末装置２を抽出する。そして、タイムスロット割当制御部１４は、抽出した端末装置２をスロット拡張措置の対象として決定し、当該端末装置２にスロット拡張措置を施す（ステップＳ１０９）。

そして、データ処理部１１は、タイムスロット割当制御部１４がデータパケットを送信してきた端末装置２に割り当てたタイムスロットの情報を当該端末装置２に通知する（ステップＳ１１０）。

次に、図８を参照して、スロット拡張措置を施すときの流れを説明する。図８は、実施例１に係る無線通信システムにおける送受信パケットの一例を示す時系列図である。ここで、図８の紙面に向かって一番上の段は、特定の端末装置２で発生したデータを表している。ここでは、この特定の端末装置２を単に端末装置２と言う。また、図８の紙面に向かって真ん中の段は、端末装置２から送信されるデータパケットを表している。さらに、図８の紙面に向かって一番下の段は、基地局装置１から送信されるデータを表している。ただし、図８の紙面に向かって一番下の段における点線で囲われた部分は、分かりやすいように端末装置２に割り当てたタイムスロットを表しているものである。また、図８の各段は紙面向かって右に向かうに従い時間が経過することを表している。そして、以下の説明では、Ｎ＝６、Ｍ１＝２及びＭ２＝４の場合で説明する。また、データ３０１の前に、既に端末装置２から基地局装置１に対して連続してＭｏｒｅｄａｔａが付加された後続状態通知パケットが４つ送られている場合で説明する。

端末装置２は、自己で発生したデータ３０１を、その時点で割り当てられているタイムスロット３０４の間に基地局装置１へ送信する。タイムスロット３０４は、３つのデータパケットが送信可能なタイムスロットである。この時、データ３０１は３つのデータパケットを含むのでタイムスロット３０４の間に全て送信でき、送信されたデータパケットにはＭｏｒｅｄａｔａは付加されていない。次に、端末装置２は、自己で発生したデータ３０２のうちタイムスロット３０４の間に送信できる分であるデータ３２１を基地局装置１へ送信する。この時、データ３０２は６つのデータパケットを有するので、タイムスロット３０４の間に全て送信することができない。そこで、送信されたデータパケットのうちの後続状態通知パケット３２１にはＭｏｒｅｄａｔａが付加されている。そして、この場合、基地局装置１は、端末装置２から受信した直近の過去６回の後続状態通知パケットの中に、Ｍｏｒｅｄａｔａが付加されたパケットが５個あると判定する。これは、Ｍ２よりも大きいので、基地局装置１は、端末装置２に割り当てたタイムスロットに対してスロット拡張措置を施す。この時、端末装置２に対するタイムスロットは６つのデータパケットが送信可能なタイムスロット３０６となる。そして、基地局装置１は、拡張したタイムスロットの割り当て情報を含むＰｏｌｌｉｎｇパケット３０５を端末装置２へ送信する。端末装置２は、Ｐｏｌｌｉｎｇパケット３０５を受信して、自己にタイムスロット３０６が割り当てられたことを把握する。そして、端末装置２は、データ３０２のうちの残りのデータ３０２及び次に発生したデータ３０３をタイムスロット３０６の間に基地局装置１へ送信する。これにより、端末装置２で発生したデータは全て基地局装置１によって受信されたことになる。

以上に説明したように、本実施例に係る無線通信システムは、後続データ情報の出現頻度が高い端末装置に対して大きなタイムスロットを割り当てる構成である。これは、タイムスロット割当要求の送信などを行わないため、送受信のデータ量を減らすことができ、データ遅延や消費電力を抑えることができる。

また、後続データ情報の出現頻度が高い端末装置は、常に大きなタイムスロットを必要としていると考えられ、逆に後続データ情報の出現頻度が低い端末装置は、それほど大きなタイムスロットを必要としていないといえる。そこで、後続データ情報の出現頻度が高い端末装置に大きなスロットを割り当てることで、適切なタイムスロットの割り当てを行うことができる。

また、以上の説明では、拡張用に用意してあるタイムスロットを一つの端末装置に割り当てる場合で説明したが、これは他の方法でも良い。例えば、複数の端末装置がタイムスロット量過少と判定された場合、Ｍｏｒｅｄａｔａの割合によって、それぞれの端末装置にタイムスロットを割り当てるようにしても良い。

図９は、実施例２に係る基地局装置のブロック図である。本実施例に係る無線通信システムは、タイムスロットの割り当てを決めるための各種パラメータを更新していくことが実施例１と異なるものである。本実施例では、無線通信システムは、各端末装置２のデータ発生状況や基地局装置１と端末装置２との間のデータの送受信環境の変化に対応させてＮ、Ｍ１、Ｍ２の値又はタイムスロットの割当量などを更新していく。そこで、以下では、主としてＮ、Ｍ１、Ｍ２の値又はタイムスロットの割当量の更新について説明する。図９に示すように本実施例に係る基地局装置１は、実施例１で説明した基地局装置にフィードバック制御部１７をさらに加えたものである。図９において図１と同様の符号を有する各部は、特に説明の無い限り同様の機能を有するものとする。

フィードバック制御部１７は、過去に各端末装置２から送信された後続状態通知パケットそれぞれにおけるＭｏｒｅｄａｔａの有無の情報を後続情報記憶部１２から取得する。また、フィードバック制御部１７は、各端末装置２へのタイムスロットの割り当ての情報をタイムスロット割当制御部１４から取得する。

また、本実施例に係るフィードバック制御部１７は、過去のＮ個の後続状態通知パケットの中のＭｏｒｅｄａｔａが付加されたパケットの数が連続して変化している場合の、許容できる閾値を記憶している。例えば、フィードバック制御部１７は、最も新しいＮ個の後続状態通知パケットの組、一つ前のＮ個の後続状態通知パケットの組、というように、順に古くなるように閾値の数まで後続通知状態パケットの組を抽出する。そして、フィードバック制御部は、それぞれの組におけるＭｏｒｅｄａｔａが付加されたパケットの数を求める。そして、フィードバック制御部１７は、求めた数が閾値の数の間連続して変化している場合には、過去のデータのサンプル数Ｎが小さいためにタイムスロットの割り当ての変更を過剰に行っていると判定する。そして、フィードバック制御部１７は、演算方法記憶部１５及びタイムスロット割当ルール記憶部１６に格納されているパラメータＮの値をより大きい値に書き換える。

また、本実施例に係るフィードバック制御部１７は、タイムスロット割当制御部１４が所定量のタイムスロットを割り当てたか否かを判定する。そして、所定量が割り当てられているが、過去のＮ個の後続状態通知パケットの中のＭｏｒｅｄａｔａが付加されたパケットの数が変化していない場合には、フィードバック制御部１７は、割り当てるタイムスロットの量を増加させる。例えば、所定量として２倍のタイムスロットとした場合、特定の端末装置２のタイムスロットの量を２倍にしたにもかかわらず、Ｍｏｒｅｄａｔａが付加されたパケットの数が変化していないとする。このとき、フィードバック制御部１７は、タイムスロット割当ルール記憶部１６に格納されているタイムスロット割当ルールを書き換え、スロットの割り当てを４倍に増やすように変更する。

以上に説明したフィードバック制御部１７によるパラメータの変更処理は一例であり、タイムスロットを所定の要求に従って変更する処理であれば特に制限は無い。次に、各パラメータの大小の決定方法の他の例を説明する。

図１０は、データの発生又は通信路の悪化が突発的に発生するシステムにおけるＭｏｒｅｄａｔａが付加された後続状態通知パケットとタイムスロットの割り当て量を説明するための図である。

データの発生又は通信路の悪化が突発的に発生する場合、Ｍｏｒｅｄａｔａが付加された後続状態通知パケットの数も図１０の実線４０１のように突発的に増加する。これにより、基地局装置１は、端末装置２に対してタイムスロットを多く割り当てることになり、タイムスロットの割り当て量は、点線４０２のように変化する。しかし、図１０のようなタイムスロットの割り当てでは、実線４０１と点線４０２とのピーク時間が離れてしまっており、データ遅延が大きくなってしまう可能性がある。よって、図１０に示すような、データの発生や通信路の悪化が突発的に発生するシステムの場合は、フィードバック制御部１７は、Ｎの値を小さくする。これにより、タイムスロットの割り当ての反応速度が上がるので、実線４０１のピークと点線４０２のピークとを近づけることができ、より適切なタイムスロットの割り当てが行える。ここで、フィードバック制御部１７は、過去のＭｏｒｅｄａｔａが付加された後続状態通知パケットの数を参照し、突発的に増加しているか否かで判定することでデータの発生や通信路の悪化が突発的に発生するシステムか否かを判定できる。

また、図１１は、データの発生又は通信路の悪化が激しく変動しながら発生するシステムにおけるＭｏｒｅｄａｔａが付加された後続状態通知パケットとタイムスロットの割り当て量を説明するための図である。

データの発生又は通信路の悪化が激しく変動しながら発生すると、Ｍｏｒｅｄａｔａが付加された後続状態通信パケットも、図１１の実線４０３に示したように、激しく変動しながら発生することになる。よって、基地局装置１による端末装置２に対してのタイムスロット割り当ても、点線４０４のように激しく変動することになる。この点、タイムスロットの割り当て変更ではパケットの送受信が行われるので、そのパケット送受信にかかる時間とエネルギーが消費されることになる。そこで、タイムスロットの割り当て変更の頻度は抑えることが好ましい。しかし、図１１の状態のパラメータの設定方法では、タイムスロットの割り当て変更を激しい頻度で実行している。そこで、図１１で示したような、データの発生又は通信路の悪化が激しく変動しながら発生するシステムの場合は、フィードバック制御部１７は、Ｎの値を大きくする。これにより、タイムスロットの割り当て変更の頻度を軽減することができる。

以上に説明したように、本実施例に係る無線通信システムは、タイムスロットの割り当てを求めるための各種パラメータ、通信環境などに合わせて変更する構成である。具体的には、本実施例に係る通信システムは、通信環境などに合わせて演算方法やタイムスロット割当ルールをより最適な内容に変更する。これにより、端末装置におけるデータ発生状況や、基地局装置と端末装置との間の送受信環境が変化しやすい場合でも、適切なタイムスロットの割り当てを行うことができ、データ遅延及び消費電力を軽減することができる。

実施例３に係る無線通信システムは、基地局装置が、特定のタイミングでのデータパケットの受信までタイムスロットの割り当ての処理を待機し、それ以外のデータを受信した場合には無視することが、実施例１と異なるものである。

ここで、特定のデータを受信したときにのみ処理を行うとは次のようなものである。例えば、基地局装置１は、割り当てたタイムスロットが全て使われた状態のデータを受信したときにのみ、処理を開始する。または、基地局装置１は、後続通知情報パケットがＭｏｒｅｄａｔａであったデータの次のデータを受信したときのみ、処理を開始する。または、基地局装置１は、Ｐｏｌｌｉｎｇパケットを使用して割り当てたタイムスロットで送られてきたデータを受信したときのみ処理を開始するなどである。

また、実施例３に係る基地局装置１も図２のブロック図で表される。実施例３に係る無線通信システムは、特に説明の無い限り実施例１と同様の符号を有する各部は同様の機能を有するものとする。

次に、図１２を参照して、本実施例に係る無線通信システムのタイムスロット割り当ての処理について説明する。図１２は、実施例３に係る無線通信システムのタイムスロット割り当ての処理のフローチャートである。

データ処理部１１は、アンテナ及び送受信回路部１０を介して端末装置２から特定のデータに含まれるタイミングパケットを受信する（ステップＳ２０１）。

データ処理部１１は、受信した後続状態通知パケットにＭｏｒｅｄａｔａが付加されているか否かを判定し、当該データパケットを送信した端末装置２の識別情報及び受信時刻と共に判定結果を後続情報記憶部１２に記憶させる（ステップＳ２０２）。そして、データ処理部１１は、データパケットの受信及び当該データパケットを送信してきた端末装置２の識別情報を演算部１３に通知する。

演算部１３は、後続状態通知パケットの受信の通知を受けて、当該データパケットを送信してきた端末装置２が直近の過去Ｎ回に送信したパケットのうち、Ｍｏｒｅｄａｔａが付加されたパケットの総数Ｐを算出する（ステップＳ２０３）。演算部１３は、タイムスロット割当制御部１４に当該データパケットを送信してきた端末装置２が直近の過去Ｎ回に送信したパケットのうち、Ｍｏｒｅｄａｔａが付加されたパケットの総数Ｐをタイムスロット割当制御部１４に送信する。

タイムスロット割当制御部１４は、Ｐが予め決められた閾値Ｍ１より小さいか否かを判定する（ステップＳ２０４）。Ｐ＜Ｍ１の場合（ステップＳ２０４肯定）、タイムスロット割当制御部１４は、データパケットを送信してきた端末装置２に割り当てているスロットに対してスロット縮退措置を施す（ステップＳ２０５）。そして、ステップＳ２０８へ進む。

これに対して、Ｐ≧Ｍ１の場合（ステップＳ２０４否定）、タイムスロット割当制御部１４は、Ｐが予め決められた閾値Ｍ２より大きいか否かを判定する（ステップＳ２０６）。Ｐ＞Ｍ２の場合（ステップＳ２０６肯定）、タイムスロット割当制御部１４は、データパケットを送信してきた端末装置２のタイムスロット量が過少と判定する（ステップＳ２０７）。

これに対して、Ｐ≦Ｍ２の場合（ステップＳ２０６否定）、タイムスロット割当制御部１４は、データパケットを送信してきた端末装置２のタイムスロットの割り当ての変更を行わず、ステップＳ２０８に進む。

タイムスロット割当制御部１４は、次のＰｏｌｌｉｎｇパケットの送信のタイミングになったか否かを判定する（ステップＳ２０８）。次のＰｏｌｌｉｎｇパケットの送信タイミングになっていない場合（ステップＳ２０８否定）、ステップＳ２０１に戻る。

これに対して、次のＰｏｌｌｉｎｇパケットの送信タイミングになった場合（ステップＳ２０８肯定）、タイムスロット割当制御部１４は、タイムスロット量が過少と判定した端末装置２の中でＭｏｒｅｄａｔａの割合が最も大きい端末装置２を抽出する。そして、タイムスロット割当制御部１４は、抽出した端末装置２をスロット拡張措置の対象として決定し、当該端末装置２にスロット拡張措置を施す（ステップＳ２０９）。

そして、データ処理部１１は、タイムスロット割当制御部１４がデータパケットを送信してきた端末装置２に割り当てたタイムスロットの情報を当該端末装置２に通知する（ステップＳ２１０）。

また、本実施例は、実施例１において、特定のタイミングでのデータパケットの受信までタイムスロットの割り当ての処理を待機し、それ以外のデータを受信した場合には無視する場合について説明したが、この技術は実施例２についても用いることができる。

実施例４に係る無線通信システムは、スーパーフレームが終了する毎に処理を行っていくことが、実施例１と異なるものである。ここで、スーパーフレームとは、ある一定期間又はある一定パケット数を受信するまでの期間である。以下では、また、実施例４に係る基地局装置１も図２のブロック図で表される。実施例４に係る無線通信システムは、特に説明の無い限り実施例１と同様の符号を有する各部は同様の機能を有するものとする。

図１３を参照して、本実施例に係る無線通信システムのタイムスロット割り当ての処理について説明する。図１３は、実施例４に係る無線通信システムのタイムスロット割り当ての処理のフローチャートである。

データ処理部１１は、アンテナ及び送受信回路部１０を介して端末装置２からデータパケットを受信しながら、スーパーフレームが終了するまで待機する（ステップＳ３０１）。

データ処理部１１は、受信したスーパーフレームに含まれる各後続状態通知パケットにＭｏｒｅｄａｔａが付加されているか否かを判定する。そして、データ処理部１１は、当該データパケットを送信した端末装置２の識別情報及び受信時刻とともに判定結果を後続情報記憶部１２に記憶させる（ステップＳ３０２）。そして、データ処理部１１は、データパケットの受信及び当該データパケットを送信してきた端末装置２の識別情報を演算部１３に通知する。

演算部１３は、後続状態通知パケットの受信の通知を受けて、当該データパケットを送信してきた端末装置２が直近の過去Ｎ回のスーパーフレームの、それぞれのＭｏｒｅｄａｔａが付加されたパケットの総数を算出する（ステップＳ３０３）。演算部１３は、タイムスロット割当制御部１４に当該データパケットを送信してきた端末装置２が直近の過去Ｎ回に送信したスーパーフレームの、それぞれのＭｏｒｅｄａｔａが付加されたパケットの総数をタイムスロット割当制御部１４に送信する。

タイムスロット割当制御部１４は、Ｍｏｒｅｄａｔａが付加されたパケットの総数が予め決められた閾値を超えているスーパーフレームの数を求める。そして、タイムスロット割当制御部１４は、Ｍｏｒｅｄａｔａが付加されたパケットの総数が閾値を超えているスーパーフレームの数が閾値Ｍ３より小さいか否かを判定する（ステップＳ３０４）。ここで、Ｍｏｒｅｄａｔａが付加されたパケットの総数に対する閾値や、Ｍ３の値はタイムスロット割当ルールに記載されている。

スーパーフレームの数が閾値Ｍ３より小さい場合（ステップＳ３０４肯定）、タイムスロット割当制御部１４は、データパケットを送信してきた端末装置２に割り当てているスロットに対してスロット縮退措置を施す（ステップＳ３０５）。そして、ステップＳ３０８へ進む。

スーパーフレームの数が閾値Ｍ３以上の場合（ステップＳ３０４否定）、タイムスロット割当制御部１４は、Ｍｏｒｅｄａｔａが付加されたパケットの総数が閾値を超えているスーパーフレームの数が閾値Ｍ４より大きいか否かを判定する（ステップＳ３０６）。スーパーフレームの数が閾値Ｍ４より大きい場合（ステップＳ３０６肯定）、タイムスロット割当制御部１４は、データパケットを送信してきた端末装置２のタイムスロット量が過少と判定する（ステップＳ３０７）。

これに対して、スーパーフレームの数が閾値Ｍ４より小さい場合（ステップＳ３０６否定）、タイムスロット割当制御部１４は、データパケットを送信してきた端末装置２のタイムスロットの割り当ての変更を行わず、ステップＳ３０８に進む。

タイムスロット割当制御部１４は、次のＰｏｌｌｉｎｇパケットの送信のタイミングになったか否かを判定する（ステップＳ３０８）。次のＰｏｌｌｉｎｇパケットの送信タイミングになっていない場合（ステップＳ３０８否定）、ステップＳ３０１に戻る。

これに対して、次のＰｏｌｌｉｎｇパケットの送信タイミングになった場合（ステップＳ３０８肯定）、タイムスロット割当制御部１４は、タイムスロット量が過少と判定した端末装置２の中でＭｏｒｅｄａｔａの割合が最も大きい端末装置２を抽出する。そして、タイムスロット割当制御部１４は、抽出した端末装置２をスロット拡張措置の対象として決定し、当該端末装置２にスロット拡張措置を施す（ステップＳ３０９）。

そして、データ処理部１１は、タイムスロット割当制御部１４がデータパケットを送信してきた端末装置２に割り当てたタイムスロットの情報を当該端末装置２に通知する（ステップＳ３１０）。

また、本実施例では、スーパーフレーム内のＭｏｒｅｄａｔａの総数が閾値を超えていたかどうかを判定したが、スーパーフレーム内のＭｏｒｅｄａｔａの総数が閾値を下回っていたかどうか判定する方法でも良い。また、スーパーフレーム内のＭｏｒｅｄａｔｇａの割合を基準に判定しても良い。

また、本実施例は、実施例１において、スーパーフレームが終了する毎に処理を行っていく場合について説明したが、この技術は実施例２又は実施例３についても用いることができる。

実施例５に係る無線通信システムは、Ｍｏｒｄａｔａの割合に加えてＭｏｒｅｄａｔａの割合の変化量を用いてタイムスロットの割り当てを行うことが、実施例１と異なるものである。また、実施例５に係る基地局装置１も図２のブロック図で表される。実施例５に係る無線通信システムは、特に説明の無い限り実施例１と同様の符号を有する各部は同様の機能を有するものとする。

図１４を参照して、本実施例に係る無線通信システムのタイムスロット割り当ての処理について説明する。図１４は、実施例５に係る無線通信システムのタイムスロット割り当ての処理のフローチャートである。

データ処理部１１は、アンテナ及び送受信回路部１０を介して端末装置２からデータパケットを受信する（ステップＳ４０１）。

データ処理部１１は、受信した後続状態通知パケットにＭｏｒｅｄａｔａが付加されているか否かを判定し、当該データパケットを送信した端末装置２の識別情報及び受信時刻と共に判定結果を後続情報記憶部１２に記憶させる（ステップＳ４０２）。そして、データ処理部１１は、データパケットの受信及び当該データパケットを送信してきた端末装置２の識別情報を演算部１３に通知する。

演算部１３は、後続状態通知パケットの受信の通知を受けて、当該データパケットを送信してきた端末装置２が直近の過去Ｎ回に送信したパケットのうち、Ｍｏｒｅｄａｔａが付加されたパケットの総数Ｐを算出する（ステップＳ４０３）。演算部１３は、タイムスロット割当制御部１４に当該データパケットを送信してきた端末装置２が直近の過去Ｎ回に送信したパケットのうち、Ｍｏｒｅｄａｔａが付加されたパケットの割合をタイムスロット割当制御部１４に送信する。

タイムスロット割当制御部１４は、演算部１３から送信されてきた過去Ｎ回に送信したパケットのＭｏｒｅｄａｔａが付加されたパケットの割合をＮ回前の分まで記憶している。そして、タイムスロット割当制御部１４は、今回のＭｏｒｅｄａｔａの割合とＮ回前のＭｏｒｅｄａｔａの割合との変化量が−αを下回ったか否かを判定する（ステップＳ４０４）。変化量が−αを下回った場合（ステップＳ４０４肯定）、タイムスロット割当制御部１４は、データパケットを送信してきた端末装置２に割り当てているスロットに対してスロット縮退措置を施す（ステップＳ４０５）。そして、ステップＳ４０８へ進む。

これに対して、変化量が−α以上の場合（ステップＳ４０４否定）、タイムスロット割当制御部１４は、変化量がαより大きいか否かを判定する（ステップＳ４０６）。変化量がαより大きい場合（ステップＳ４０６肯定）、タイムスロット割当制御部１４は、データパケットを送信してきた端末装置２のタイムスロット量が過少と判定する（ステップＳ４０７）。

これに対して、変化量がα以下の場合（ステップＳ４０６否定）、タイムスロット割当制御部１４は、データパケットを送信してきた端末装置２のタイムスロットの割り当ての変更を行わず、ステップＳ４０８に進む。

タイムスロット割当制御部１４は、次のＰｏｌｌｉｎｇパケットの送信のタイミングになったか否かを判定する（ステップＳ４０８）。次のＰｏｌｌｉｎｇパケットの送信タイミングになっていない場合（ステップＳ４０８否定）、ステップＳ４０１に戻る。

これに対して、次のＰｏｌｌｉｎｇパケットの送信タイミングになった場合（ステップＳ４０８肯定）、タイムスロット割当制御部１４は、タイムスロット量が過少と判定した端末装置２の中でＭｏｒｅｄａｔａの割合が最も大きい端末装置２を抽出する。そして、タイムスロット割当制御部１４は、抽出した端末装置２をスロット拡張措置の対象として決定し、当該端末装置２にスロット拡張措置を施す（ステップＳ４０９）。

そして、データ処理部１１は、タイムスロット割当制御部１４がデータパケットを送信してきた端末装置２に割り当てたタイムスロットの情報を当該端末装置２に通知する（ステップＳ４１０）。

以上に説明したように、実施例２〜実施例５のように、タイムスロットの割り当て処理のタイミングや、タイムスロットの量の判定基準を変えることで、それぞれの無線通信システムに最適なタイムスロットの割り当てを行うことができる。

１ 基地局装置
２ 端末装置
１０ 送受信回路部
１１ データ処理部
１２ 後続情報記憶部
１３ 演算部
１４ タイムスロット割当制御部
１５ 演算方法記憶部
１６ タイムスロット割当ルール記憶部
１７ フィードバック制御部
２１ 送受信回路部
２２ データ処理部
２３ センサーデバイス部
２４ 後続情報制御部

Claims (7)

1. 複数の端末装置から送信されたデータに付加された情報であって、当該データ送信時に当該データの送信元の各前記端末装置に留保されている未送信データの有無を示す後続情報を基に、各前記端末装置における過去に送信された所定数のデータのうち前記未送信データが存在したデータの数を算出する演算部と、
   前記演算部により算出された前記未送信データが存在したデータの数から各前記端末装置における前記未送信データが存在したデータの割合を求め、前記未送信データが存在したデータの割合が予め記憶している第１の閾値を超えた端末装置が複数あった場合、前記未送信データが存在したデータの割合がより高い端末装置に対して優先的にタイムスロットの拡張を行うように各前記端末装置に対するタイムスロットの割り当て量を制御するタイムスロット割当制御部と、
   前記タイムスロット割当制御部により決定されたタイムスロットの割り当て量を各前記端末装置に通知する通知部と
   を備えたことを特徴とする基地局装置。
2. 前記タイムスロット割当制御部は、前記未送信データが存在したデータの割合が前記第１の閾値を超えた端末装置に割り当てるタイムスロットを拡張することを特徴とする請求項１に記載の基地局装置。
3. 前記タイムスロット割当制御部は、前記第１の閾値より小さい第２の閾値を予め記憶しており、前記未送信データが存在したデータの割合が前記第２の閾値を下回った端末装置に割り当てるタイムスロットを縮退することを特徴とする請求項１又は２に記載の基地局装置。
4. 過去に各前記端末装置から送信されたデータに付加された前記後続情報又は前記タイムスロット割当制御部によるタイムスロットの割り当ての情報のいずれか一方又は双方を基に、前記タイムスロット制御部の制御パラメータを変更するフィードバック制御部をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一つに記載の基地局装置。
5. 自装置に留保されている未送信データの有無を示す後続情報を付加したデータを基地局装置に対して送信するデータ送信部と、
   複数の端末装置の各前記データ送信部から送信されたデータに付加された前記後続情報を基づく、各前記端末装置における過去に送信された所定数のデータのうち前記未送信データが存在したデータの数の算出、及び該算出した前記未送信データが存在したデータの数から前記各端末装置における前記未送信データが存在したデータの割合を求め、前記未送信データが存在したデータの割合が予め記憶している第１の閾値を超えた端末装置が複数あった場合、前記未送信データが存在したデータの割合がより高い端末装置に対して優先的にタイムスロットの拡張を行うように各前記端末装置に対するタイムスロットの割り当て量の決定を行う前記基地局装置から、該基地局装置が決定したタイムスロットの割当量を取得する割当情報取得部と
   を備えたことを特徴とする端末装置。
6. 基地局装置及び複数の端末装置を有する無線通信システムであって、
   前記基地局装置は、
   複数の端末装置から送信されたデータに付加された情報であって、当該データ送信時に当該データの送信元の各前記端末装置に留保されている未送信データの有無を示す後続情報を基に、各前記端末装置における過去に送信された所定数のデータのうち前記未送信データが存在したデータの数を算出する演算部と、
   前記演算部により算出された前記未送信データが存在したデータの数から前記各端末装置における前記未送信データが存在したデータの割合を求め、前記未送信データが存在したデータの割合が予め記憶している第１の閾値を超えた端末装置が複数あった場合、前記未送信データが存在したデータの割合がより高い端末装置に対して優先的にタイムスロットの拡張を行うように各前記端末装置に対するタイムスロットの割り当て量を制御するタイムスロット割当制御部と、
   前記タイムスロット割当制御部により決定されたタイムスロットの割り当て量を各前記端末装置に通知する通知部とを備え、
   前記端末装置は、前記後続情報を付加したデータを前記基地局装置に対して送信するデータ送信部と、
   前記タイムスロットの割り当て量の通知を前記基地局装置から取得する割当情報取得部とを備えた
   ことを特徴とする無線通信システム。
7. 複数の端末装置から送信されたデータに付加された情報であって、当該データ送信時に当該データの送信元の各前記端末装置に留保されている未送信データの有無を示す後続情報を取得し、
   取得した前記後続情報を基に、各前記端末装置における過去に送信された所定数のデータのうち前記未送信データが存在したデータの数を算出し、
   前記未送信データが存在したデータの数から前記各端末装置における前記未送信データが存在したデータの割合を求め、
   前記未送信データが存在したデータの割合が予め記憶している第１の閾値を超えた端末装置が複数あった場合、前記未送信データが存在したデータの割合がより高い端末装置に対して優先的にタイムスロットの拡張を行うように各前記端末装置に対するタイムスロットの割り当て量を制御し、
   前記タイムスロットの割り当て量を各前記端末装置に通知する
   ことを特徴とする基地局装置制御方法。

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