JPH08500227A - パケット伝送システムにおける競合および資源の不適当な割当ての可能性を低減する方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 要求トラフィックの競合および資源の不適当な割当ての可能性を低減するためのパケット伝送システム（１００）は通信制御装置（１１０）およびパケット伝送サービスを要求する複数の遠隔要求ユニット（１１２）を含む。要求の受信（３０２）に応じて、制御装置（１１０）はパケット伝送資源（３０４および３１０）が利用可能な場合に要求ユニット（１１２）に承認を送信し（３０６）、またはパケット伝送資源（３０４および３１０）が利用可能でない場合に要求アクノレッジメントを送信する（３０６）。各々の遠隔ユニット（１１２）は要求を前記制御装置（１１０）に送信し（３０２）および未決着の要求の数（Ｑ）の関数として決定される期間（Ｔ）を有する第１のタイマをスタートさせる（３０２）装置構造および方法ステップを具備する。アクノレッジメントの受信（３０６）に応じて、遠隔ユニット（１１２）は前記期間（Ｔ）より長い期間（Ｔ₁）を有する第２のタイマをスタートさせる。第１のタイマまたは第２のタイマの経過に応じて、遠隔ユニット（１１２）は次にかつ次にのみ重複要求を送信する（３０２）。遠隔ユニット（１１２）によって送信される重複要求の数を制限することにより、本発明は要求トラフィックの競合および資源の不適当な割当ての可能性を低減するよう動作する。

Description

【発明の詳細な説明】 パケット伝送システムにおける競合および資源の不適当な割当ての可能性を低減 する方法および装置 発明の分野 この発明はパケット伝送システムに向けられている。特に、この発明は要求ト ラフィックの競合および最終的にはパケット伝送システム内の資源の不適当な割 当て（ｍｉｓａｌｌｏｃａｔｉｏｎ）の可能性を低減するための方法および装置 に関する。 発明の背景 パケット伝送サービスがかなりの間使用されてきておりかつ伝統的には無線お よび有線の音声および／またはデータ通信のような通信システム内で使用されて きている。パケット伝送サービスはまたデジタル通信システムと組み合わせて使 用されており、該デジタル通信システムは、たとえば、時分割多元接続（Ｔｉｍ ｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ：ＴＤＭＡ）、周波数 分割多元接続（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａ ｃｃｅｓｓ：ＦＤＭＡ）、符号分割多元 アクセス（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ：Ｃ ＤＭＡ）またはそれらの任意の組合せのような、よく知られたアクセス機構の任 意のものによってシステム資源の効率的な割当てができるようにする。理解され るように、システム資源はユーザ情報の伝送を可能にするための通信チャネルに 分割された無線周波スペクトルを含み得る。 デジタルパケット伝送システムにおいては、システム資源を獲得しかつ使用す ることを試みる場合に要求ユニットが開始することができるいくつかのアクセス 手順がある。これらのアクセス手順はどの形式の動作を要求ユニットが行なおう と試みているかをシステムに通知する。そのような動作は、これらに限定される ものではないが、呼発信、位置報告、登録およびページ応答を含む。 典型的なアクセス手順は次のように要約することができる。要求ユニットがシ ステムアクセス要求（要求）を要求チャネルによって通信制御装置に送信し、リ トライタイマをスタートし、そして前記制御装置からの要求ユニットに対しいつ およびどのチャネルが使用のために利用可能であるかを通知する帯域幅承認（ｂ ａｎｄｗｉｄｔｈ ｇｒａｎｔ）メッセージを待つ。もし前記通信制御装置がリ トライタイマが経過する前に要求に応答しなければ、要求ユニットは要求を再発 行する（重複要求）。この手順は要求ユニットが資源の有効な割当て（帯域幅承 認）を受信するか、 最大数のリトライに到達するか、または、要求ユニットに中止するよう通知する パケット寿命（ｐａｃｋｅｔ ｌｉｆｅｔｉｍｅ）タイマが経過するまで続けら れる。 ＴＤＭＡシステムにおいては、いくつかの要求がＴＤＭＡフレームごとに制御 装置によって受信される。それらの要求は該要求を満足するために利用可能なタ イムスロットが割当てられるまでメモリに格納（キューイング）される。識別の ために、各々の要求ユニットの要求は識別情報を含んでいる。したがって、通信 制御装置はそれによって１つのユニットのアクセス要求を他のユニットのものか ら区別するための特定の目的を有する情報を受信する。しかしながら、前記要求 は一般的には制御装置がある要求ユニットの要求を他のものから区別することが できるような情報は含んでいない。 したがって、要求ユニットがその要求を再送信する場合には、制御装置がその 受信された要求が前記ユニットの最初の試みであるかあるいは後の試みであるか を判定する手段はない。したがって、上に述べた筋書きはシステム資源の不適当 な割当てを生じる可能性が極めて高い。 もし制御装置が前記リトライ期間内に要求ユニットの初期要求に応答しなけれ ば、該要求ユニットは重複要求を発行することになる。制御装置は他の要求に対 する該重複要求の関係に関する情報を受信しないから、該制御装置はすでに進行 している要求と前記重複要求とを相関させること ができない。これは制御装置が両方の要求を処理しかつ同じ要求ユニットに対し 二重の資源を割当てる結果となるかもしれない。要求ユニットは受信された最初 の帯域幅承認に応答するから、全てのその後の承認された資源は使用されないこ ととなりかつ結果として浪費となる。 そのような資源の時折の不適当な割当てはシステム性能に対して破滅的なもの ではなく、それは前記使用されない資源は結局はサービスに戻されるからである 。しかしながら、不適当な割当ての発生が増大すると、あるいは使用が激しい期 間の間に不適当な割当てが行なわれると近代のデジタル通信システムの効率的な 動作に対し侮りがたい障害を与えることになる。したがって、要求トラフィック の競合を低減しかっ最終的にデジタル通信システムにおける資源の不適当な割当 ての可能性を低減するために遠隔ユニットによって送信される重複したアクセス 要求の数を制限するための方法および装置を提供することが極めて好都合であろ う。 図面の簡単な説明 図１は、ＲＦパケット伝送システムのブロック図である。 図２は、図１に示されるユーザモジュールおよび制御モジュールのブロック図 である。 図３は、図１のＲＦパケット伝送システムによって使用 されるＴＤＭＡフレーム構造を示す。 図４は、本発明に係わるフレーム制御ブロックの構造を示す。 図５は、本発明に係わる要求キューの構造を示す。 図６は、本発明にしたがってＴＤＭＡフレーム資源を計画するために図１の制 御モジュールによって行なわれるステップを示すフローチャー卜である。 図７は、要求トラフィックの競合および資源の不適当な割当ての可能性を低減 するために図１のユーザモジュールによって行なわれるステップを示す流れ図で ある。 図８は、本発明にしたがって要求リトライ期間をセットするために図１のユー ザモジュールによって行なわれるステップを示す流れ図である。 図９は、本発明にしたがって承認期間をセットするために図１のユーザモジュ ールによって行なわれるステップを示す流れ図である。 発明の概要 簡単に述べれば、本発明はパケット伝送システムにおける要求トラフィックの 競合および資源の不適当な割当てを低減するための方法および装置であり、複数 の遠隔ユニットが通信制御装置から該通信制御装置に要求を送信することにより パケット伝送システムを要求する。各々の遠隔ユ ニットは要求を前記通信制御装置に送信しかつ第１のタイマ期間を未決着の（ｏ ｕｔｓｔａｎｄｉｎｇ）要求の数の関数としてセットするための装置構造および 方法ステップを具備する。アクノレッジメントを受信すると、前記遠隔ユニット は前記第１のタイマ期間より長い期間を有する第２のタイマ期間をセットする。 第１または第２のタイマ期間の経過の関数として、前記遠隔ユニットはその時に かつその時にのみ重複要求を送信する。遠隔ユニットによって送信される重複要 求の数を制限することにより、本発明は要求トラフィックの競合の可能性を低減 する。 前記通信制御装置は遠隔ユニットからの要求を受信しかつ記憶するための装置 構造および方法ステップを具備する。要求の受信に応じて、制御装置は通信資源 が利用可能な場合に遠隔ユニットに対し承認を送信するか、あるいは資源が現在 利用可能でない場合にアクノレッジメントを送信する。資源が直ちに利用可能で ない場合におけるアクノレッジメントの利用は資源の不適当な割当ての可能性を 低減する。 好ましい実施例の詳細な説明 本発明を参照すると、遠隔ユニットの比較的短いリトライ期間の設定はパケッ ト伝送システムを遺失した（ｌｏｓｔ）または理解できない（ｕｎｉｎｔｅｌｌ ｉｇｉｂｌｅ） サービス要求に関連する遅延から保護する。不幸なことに、短いリトライ期間は パケット伝送システムを重複要求の発行に関連する問題（すなわち、要求チャネ ルの衝突および可能な資源の不適当な割当て）にさらすことになる。遠隔ユニッ トのリトライ期間を長くすることは重複要求の可能性を低減する傾向をもたらす が、それにもかかわらずそれはもし初期要求が失われあるいは通信制御装置にお いて理解できない場合にパケット伝送システムに受入れがたい遅延をもたらす傾 向がある。 遠隔ユニットがその初期要求が受信された時に重複要求を発行する可能性を最 小にしかつそうでない場合に迅速な転向時間（ｔｕｒｎａｒｏｕｎｄ ｔｉｍｅ ）を保証するために、本発明は通信制御装置が要求の受信に応じて、パケット伝 送資源がただちに利用可能である場合に遠隔ユニットに承認を送信するかあるい はパケット伝送資源が現在利用可能でない場合にアクノレッジメントを遠隔ユニ ットに送信できるようにする。アクノレッジメントの受信に応じて、遠隔ユニッ トは承認タイマ期間をセットする。意図的に、前記承認タイマの期間は前記リト ライ期間よりも長くされる。前記リトライ期間または承認タイマ期間の経過によ り、遠隔ユニットはその時にかつその時にのみ重複要求を送信する。 通信制御装置からの要求アクノレッジメント（初期要求の受信の確認）および より長い承認時間インターバルの使 用の導入は使用が激しい期間の間における要求トラフィックの衝突および資源の 不適当な割当てからの保護を備えたパケット伝送システムを提供する。遠隔ユニ ットのリトライ期間は迅速なターンアラウンド保護を備えたパケット伝送システ ムを提供するためにいまや比較的短く設定することができる。 本発明は無線および有線パケット伝送システムの分野において用途を有する。 図１は、無線周波（ＲＦ）パケッ卜伝送システム１００を示し、該システム１０ ０は制御モジュール（ＣＭ）１１０が複数のユーザモジュール（ＵＭ）１１２と 通信するためにＲＦ通信を使用する無線ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ） を具備する。各々のＵＭ１１２は、ターミナル、パーソナルコンピュータ、また は他の情報入力／出力装置のような、１つまたはそれ以上のユーザ装置１１４に 接続されている。ＣＭ１１０は、それらに限定されるものではないが、有線また は光学的リンクを含むことができるデータチャネル１２０によってパケットデー タネットワーク１１８に接続されている。 ＣＭ１１０は図示されたネットワーク内での通信を制御し、かつ情報をデータ ネットワーク１１８から関連するＵＭ１１２を介してユーザ装置１１４に受け渡 す。ＣＭ１１０はまた情報を１つのＵＭ１１２から受信しかつ該情報を異なるＵ Ｍ１１２に中継することによりローカル通信を制御する。データネットワーク１ １８はイーサネット（Ｅｔ ｈｅｒｎｅｔ）ネットワーク、トークンリング（Ｔｏｋｅｎ Ｒｉｎｇ）ネット ワーク、または任意の他のよく知られたデータネットワークから構成することが できる。ＣＭ１１０およびＣＭ１１２の間を受け渡される情報は以下に説明する ようにパケットの形式になっている。 図２は、図１に示されるユーザモジュール１１２を示すブロック図である。通 信制御装置２００は、関連するリードオンリメモリ２０４、ランダムアクセスメ モリ２０６およびネットワークインタフェース２０８を備えた、マイクロプロセ ッサ２０２を含む。前記ネットワークインタフェース２０８は種々の周辺装置と の通信のために適切なレジスタおよびラインドライバから構成されている。 ２方向無線機２２８、イーサネットＩ／Ｏ装置２３０、およびトークンリング Ｉ／Ｏ装置２３２を含む複数のそのような装置がバス１１６を介してＵＭ１１２ に接続されて示されている。各々の周辺装置２２８〜２３２は、それぞれ、バス インタフェース２３６，２３８，および２４０を含む。これらのインタフェース はバス１１６によって通信するための必要なレジスタおよびラインドライバを提 供し、かつまたもしこれらの資源が集積された装置によって利用可能でなければ ＭＰＵ，ＲＡＭ，およびＲＯＭを含むことになる。 無線機２２８は図１に示されるＣＭ１１０とのＲＦ通信のための１つまたはそ れ以上のアンテナ２４４を含む。他 の図示された周辺装置、たとえば、イーサネットＩ／Ｏ装置２３０およびトーク ンリングＩ／Ｏ装置２３２は単に事実上任意のタイプのパケット化された情報が 適切な入力／出力装置によりＵＭ１１２に結合できることを示しているにすぎな い。各々のＣＭ１１０もまた図２の構成を有することができる。 好ましい実施例は種々の周辺装置を通信制御装置２００に接続するネットワー クインタフェース（ＮＩ）バス１１６を示しているが、ＮＩバス１１６は、全て 技術上知られている、ＴＤＭバス、双方向バス、またはパケット交換機により置 き換えることができる。 図３は、図１のＲＦパケット伝送システム１００によって使用されるＴＤＭＡ フレーム構造を示す。図示のごとく、該フレーム構造３００はアクセス要求フィ ールド３０２、デ一夕Ａｃｋフィールド３０４、要求Ａｃｋまたは承認フィール ド３０６、フレーム同期フィールド３０８、およびデータフィールド３１０を具 備する。本発明にかかわる各々のＴＤＭＡフレームは長さが２ｍｓｅｃである。 アクセス要求フィールド３０２はデータフィールド３１０内のデータタイムス ロットへのアクセスのためにＵＭ１１２によって要求をＣＭ１１０に送信するた めに使用される数多くのＴＤＭＡタイムスロットを具備する。好ましい実施例に よれば、アクセス要求フィールド３０２内には１２個のタイムスロットがある。 これらの通信資源の割当て は特定の用途に応じて変えることができる。 データＡｃｋフィールド３０４は前のＴＤＭＡフレームのデータフィールド３ １０において受信されたデータパケットに対するアクノレッジメント（データａ ｃｋ）を送信するためにＣＭ１１０およびＵＭ１１２の双方によって使用される 数多くのＴＤＭＡタイムスロットを具備する。好ましい実施例によれば、これら のタイムスロットの内４つの利用可能なタイムスロットがある。それらの内２つ はＵＭからＣＭへの伝送のために割当てられており、残りの２つはＣＭからＵＭ への伝送のために専用のものとなっている。 要求Ａｃｋ／承認フィールド３０６は要求アクノレッジメント（要求ａｃｋ） または帯域幅承認指示をＵＭ１１２に送信するためにＣＭ１１０によって使用さ れる２つのＴＤＭＡタイムスロットを具備する。帯域幅承認はＵＭ１１２に対し データフィールド３１０におけるデータタイムスロットの内の特定のものを使用 するよう指示する。要求ａｃｋはＵＭ１１２に対し資源（データまたはデータａ ｃｋタイムスロット）が利用可能になるまで以下に説明する別の行動をとるよう 指示する。このような構成により、要求Ａｃｋ／承認フィールド３０６に対して 確保された資源は二重の機能を有する。 フレーム同期フィールド３０８はフレーム同期情報をＣＭ１１０のカバレージ 領域内の全てのＵＭ１１２に対し放 送するためにＣＭ１１０によって使用される３つのＴＤＭＡタイムスロットを具 備する。ＵＭ１１２はこの情報をそれらのＴＤＭＡフレームをＣＭ１１０のもの と同期するためかつそれら自身とＣＭ１１０との間の通信経路の信号品質を評価 するためにこの情報を使用する。 データフィールド３１０はデータを送信するためにＣＭ１１０およびＵＭ１１ ２の双方によって使用される数多くのＴＤＭＡタイムスロットを具備する。好ま しい実施例によれば、ＴＤＭＡフレームごとに４つのそのような利用可能なタイ ムスロットがある。当業者にはこれら４つのタイムスロットは使用される特定の アプリケーションに応じて種々の方法で割当てできることが理解されるであろう 。また、上に述べたフィールドがＴＤＭＡフレーム３００に現われる順序、なら びにフィールドごとのタイムスロットの数は本発明の精神から離れることなく変 更できることも理解されるであろう。 ＣＭ１１０は図４に示されかつフレーム制御ブロック（ＦＣＢ）と称されるＲ ＡＭ２０６のデータ構造を維持する。ＦＣＢ４００はＣＭ１１０が上に述べた通 信資源の割当てをフレームごとのベースで管理できるようにする。図示のごとく 、ＦＣＢ４００は以下のフィールドの情報を有する。データスロット利用可能（ Ｄａｔａ＿Ｓｌｏｔｓ Ａｖａｉｌａｂｌｅ）フィールド４０２は現在のフレー ムにおいてどれだけ多くのデータタイムスロットが割当ての ために利用可能であるかに関する情報を含む。Ａｃｋスロット利用可能（Ａｃｋ Ｓｌｏｔｓ Ａｖａｉｌａｂｌｅ）フィールド４０４は引き続くフレームにお いてどれだけ多くのデータａｃｋタイムスロットが割当てのために利用可能であ るかに関する情報を含む。データスロット割当て（Ｄａｔａ Ｓｌｏｔｓ Ａｌ ｌｏｃａｔｅｄ）フィールド４０６は現在のフレームにおいてどれだけ多くのデ ータタイムスロットが割当てられているかに関する情報を含む。 次に利用可能な承認（Ｎｅｘｔ＿ＡｖａｉｌａｂｌｅＧｒａｎｔ）フィールド ４０８は本発明にしたがって帯域幅承認または要求ａｃｋの送信のために利用可 能な次の承認タイムスロットの識別情報を含む。次に利用可能なＡｃｋ（Ｎｅｘ ｔ Ａｖａｉｌａｂｌｅ Ａｃｋ）フィールド４１０は割当てのために利用可能 な次のデータａｃｋタイムスロットの識別情報を含む。 キュー開始（Ｑｕｅｕｅ Ｓｔａｒｔ）およびキュー終了（Ｑｕｅｕｅ Ｅｎ ｄ）フィールド４１２および４１４は図２のＲＡＭ２０６における循環的にリン クされたリスト内のそれぞれの要求構造４２０を指示する。各々の要求構造４２ ０は単一の要求に応じてＴＤＭＡフレーム資源を計画するのに必要な情報を含む 。図示のごとく、要求構造４２０は以下の情報のフィールドを含む。すなわち、 データスロット割当て（Ｄａｔａ Ｓｌｏｔｓ Ａｌｌｏｃ）フィールド４２２ はこの要求に対し割当てられている現在 のフレームにおけるデータタイムスロットの数を含む。データスロット要求（Ｄ ａｔａ Ｓｌｏｔｓ Ｒｅｑ）フィールド４２４は現在の要求を完了するために 次のフレームにおいて必要とされるデータタイムスロットの数を含む。制御（Ｃ ｏｎｔｒｏｌ）フィールド４２６は前記承認または要求アクノレッジメント送信 に加えられるべき制御情報に対するインデクスを含む。ネクスト（Ｎｅｘｔ）フ ィールド４２８は前記リンクされたリストにおける次の要求構造４２０へのイン デクスを含む。 キュー開始フィールド４１２はデータの転送のために資源を計画するための情 報を具備する前記第１のリスト構造４２０を指示する。キュー終了フィールド４ １４は新しい要求スケジュール情報を維持するために利用できる前記第１の空き リスト構造４２０を指示する。もし前記キュー開始およびキュー終了フィールド が同じロケーションをさし示せば、該キューは空きである。 好ましい実施例によれば、各々の受信された要求は図２のＭＰＵ２０２によっ て対応する要求構造４２０へとマッピングされる。 本発明によれば、各々の到来する要求はメモリに格納される。図５はＣＭ１１ ０の要求キュー５００の構造を示す。理解されるように、要求キュー５００はＲ ＡＭ２０６内に維持される。動作の間、ＣＭ１１０によって受信された第１の要 求は次の要求（Ｎｅｘｔ ｒｅｑｕｅｓｔ）ポイン タ５０２によって指示される位置にファーストイン・ファーストアウト（Ｆ１Ｆ Ｏ）様式で前記キューに格納される。各々の引き続く要求は該キュー内に引き続 くメモリ位置に格納される。好ましい実施例によれば、前記要求キューは長さＬ を有し、この場合わずかに６つの要求が任意の１つの時間に該キューに格納され る。比較的短いキュー長さを維持することにより、要求および承認のリトライ期 間の双方の持続期間を制限することが可能になり、それによって遺失した（ｌｏ ｓｔ）要求および／または承認に関連する遅延を低減する。 キュー５００は次の要求ポインタ５０２に加えて次の要求Ａｃｋ（Ｎｅｘｔ ｒｅｑｕｅｓｔ Ａｃｋ）ポインタ５０４を維持する。このポインタの目的はア クノレッジされていない最も古いＵＭ要求を識別することである。利用可能な場 合、この要求を発行したＵＭ１１２に対し要求アクノレッジメントを送信するた めに余分の承認タイムスロットが使用されそれによって、ＵＭにその要求が受信 されたことおよび資源（データタイムスロットおよびデータａｃｋタイムスロッ ト）が現在利用可能でないことを通知する。 最後に、キュー５００は前記最も古いアクノレッジされた要求を指示する（ｉ ｎｄｅｘｅｓ）次の承認（Ｎｅｘｔ ｇｒａｎｔ）ポインタ５０６を具備する。 なんらの要求もアクノレッジされていない場合、前記次の要求Ａｃｋポ インタ５０４および次の承認ポインタ５０６は同じ要求をさし示している。前記 次の承認ポインタ５０６の目的は帯域幅承認割当てを受信すべき次の要求を指示 することである。 上記情報を備えて、ＣＭ１１０は、図２のＲＯＭ２０４に格納されたシステム 動作命令の指示および制御の下に、ＦＣＢを監視してどれだけ多くのデータ、デ ータａｃｋおよび承認タイムスロットが現在のフレームの間に利用可能であるか および／または割当てられるかを追跡する。少なくとも１つのデータタイムスロ ットおよび１つのデータａｃｋタイムスロットが利用可能である限り、ＣＭ１１ ０は資源を到来および／またはキューイングされた要求に対し承認する。したが って、各々の新しいフレームの始めに、ＣＭ１１０はＦＣＢを観察し、前にサー ビスされている要求を除去し、割当てのために利用可能なデータ、承認およびデ ータａｃｋタイムスロットを予定し、かつ現在割当てられているタイムスロット の数およびタイプを更新する。 図６は、本発明にしたがってＴＤＭＡフレーム資源を計画または予定するため にＲＯＭ２０４に格納されているオペレーティングシステムの命令の指示の下に ＣＭ１１０の通信制御装置２００によって行なわれるステップのフローチャート である。開始ブロック６００で始まって、フローはブロック６０２に進み、そこ でＣＭ１１０がＵＭ１１２からの要求を受信する。これらの要求はブロック６０ ４に おいて図５の要求キュー５００に格納される。フローはブロック６０６に進み、 そこで通信制御装置２００はスケジューリング割込みを待つ。前に述べたように 、各々のＴＤＭＡフレーム３００は長さが２ｍｓｅｃである。各々の新しいフレ ームのスタート時に、スケジューリング割込みが図２のネットワークインタフェ ース装置２０８によって発行され、該ネットワークインタフェース装置２０８は ＴＤＭＡフレーム３００の境界を設定する（ｄｅｌｉｍｉｔ）よう設計されてい る。ネットワークインタフェース装置２０８からのスケジューリング割込みの発 行は制御装置２００のＭＰＵ２０２に利用可能なフレーム資源の計画（割当て） を開始するよう通知する。 判断ブロック６０８において、通信制御装置は図４のＦＣＢ４００を監視して データタイムスロットに割当てのために利用可能であるか否かを判定する。もし 利用可能であれば、フローは判断ブロック６１０に進み、そこで制御装置はＦＣ Ｂを監視してデータａｃｋタイムスロットが割当てのために利用可能であるか否 かを判定する。もし利用可能であれば、フローはブロック６１２に進み、そこで 承認タイムスロットが要求ＵＭへの送信のために予定される。ブロック６１０に おいて、ＦＣＢ４００、要求構造４２０および要求キュー５００は全て現在のフ レームの資源ステータスを反映するために更新される。この動作により、サービ スされる要求はいまや要求キュー５００から削除され、 その対応する要求構造４２０はサービスに戻され、ＦＣＢフィールド４０２〜４ １４は最新の資源ステータスを受信しかつ図５の前記次の承認ポインタ５０６が 増分されて承認タイムスロットの受信のために利用可能な次の要求をさし示す。 ブロック６１４における全ての更新活動の完了に応じて、フローは判断ブロッ ク６０８へと戻り、そこで他のデータタイムスロットおよびデータａｃｋタイム スロットが割当てのために予定される。この処理は全てのＴＤＭＡフレーム３０ ０のデータタイムスロット３１０またはデータａｃｋタイムスロット３０４が割 り当てられるまで続くことになる。 全ての現在のフレームのデータタイムスロットまたはデータａｃｋタイムスロ ットが割当てられた時、フローは判断ブロック６０８または６１０から、判断ブ ロック６１６へと分岐し、そこで現在のフレームにおける、承認タイムスロット ３０６が割り当てのために利用できるか否かを判定するためにチェックが行なわ れる。もし利用可能であれば、フローは判断ブロック６１８に進み、そこでいず れかのアクノレッジされていない要求が現在要求キュー５００に格納されている か否かを判定するためにチェックが行なわれる。 もしそのような要求が図５の次の要求Ａｃｋポインタ５０４によって指示され る位置に存在すれば、フローはブロ ック６２０に進み、そこで承認タイムスロット３０６が要求アクノレッジメント メッセージを要求ＵＭに送信するために予定される（ｓｃｈｅｄｕｌｅｄ）。ブ ロック６２２において、図４のＦＣＢ４００および図５の要求キュー５００が現 在のフレームの資源ステータスを再び反映するために更新される。この動作によ り、ＦＣＢフィールド４０８は帯域幅承認または要求アクノレッジメントを送信 するために使用できる次の承認スロットを識別するために修正され、かつ図５の 次の要求Ａｃｋポインタ５０４が前記要求キューにおける次のアクノレッジされ ていない要求をさし示すために増分される。 ブロック６２２における全ての更新活動の完了に応じて、フローは判断ブロッ ク６１６に戻り、そこで全ての残りの承認タイムスロットが要求アクノレッジメ ントの送信のために予定される。全ての承認タイムスロット３０６が割当てられ た時、あるいは前記キューにアクノレッジされていない要求が残っていない場合 は、フローは判断ブロック６１６または６１８からブロック６０２に戻り、そこ で上に述べたスケジューリング処理が次のＴＤＭＡフレームに対して反復される ことになる。 図７は、図１のパケット伝送システム１００において複数の要求を発行する可 能性を低減するためにＲＯＭ２０４に格納されたシステムオペレーティング命令 によりプログラムされるＭＰＵ２０２の指令および制御の下にＵＭ１１ ２の通信制御装置２００によって行なわれるステップを示すフローチャートであ る。スタートブロック７００で始まり、フローはブロック７０２に進み、そこで 通信制御装置はＲＡＭ２０６のリトライカウンタを１にセットし、ＵＭ１１２に よって発行された要求の数のカウントを指示する。ブロック７０４において、前 記要求ＵＭは無線機２２８を介してＣＭ１１２に要求を送信する。 ブロック７０６において制御装置２００は以下の式で決定される持続時間を有 するリトライタイマをスタートさせる。 【数１】 この場合、Ｑはサービスを受けていないメモリに記憶された係属中の要求の数 であり、Ｒは重複パケットが送信された回数であり、ＴはＣＭ１１０がリトライ 期間内に要求に応答することを保証するために必要とされる最小の時間量であり 、かつＳはＣＭ１１０からパケット伝送サービスを要求するためにＵＭ１１２に とって利用可能なＴＤＭＡフレームごとのタイムスロットの数である。理解され るように、関数Ｕｎｉｆｏｒｍ（０，２^R-1）は一様な確率分布にもとづく０お よび２^R-1の間のランダムな値を提 供する。好ましい実施例によれば、Ｔは次の式によって決定される。 【数２】 Ｔ＝（Ｌ−１）／（Ｎ−１） この場合Ｌは要求キュー５００の長さであり、かつＮはＴＤＭＡフレームごと の承認タイムスロット３０６の数である。 好ましい実施例によれば、Ｌは６に等しくかつＮは２に等しく、したがってＴ ＝５ ＴＤＭＡフレームまたは１０ミリセカンドである。リトライ期間の経過に 応じて、前記要求ＵＭ１１２は以下に述べるように重複要求を発行することにな る。 判断ブロック７０８において、要求アクノレッジメントがＣＭ１１０から受信 されているか否かを判定するためにチェックが行なわれる。それが受信されてい ないものと仮定すると、ブロック７１０において要求承認がＣＭ１１０から受信 されている否かを判定するためにチェックが行なわれる。要求承認が受信されて いないものと仮定すると、ブロック７１２においてブロック７０６でセットされ たリトライタイマがタイムアウトしたか否かを（経過したか否か）を判定するた めにチェックが行なわれる。リトライタ イマがタイムアウトしていないものと仮定すると、フローは判断ブロック７０８ に戻る。 要求アクノレッジメントが判断ブロック７０８において受信されたものと仮定 すると、フローはブロック７１４に進み、そこで制御装置２００はリトライタイ マをディスエーブルし、かつ次の式で決定される持続時間を有する承認タイマ（ ｇｒａｎｔ ｔｉｍｅｒ）をスタートさせる。 【数３】 この場合Ｑはサービスを受けていないメモリに格納された係属中の要求の数で あり、Ｒは重複要求が送信された回数であり、Ｔ₁は、いったんＣＭ１１０が要 求ａｃｋを送信したとき、ＣＭ１１０が承認と共にＵＭ１１２に応答することを 保証するために必要とされる最小の時間量であり、かつＳはＣＭ１１０からパケ ット送信サービスを要求するＵＭ１１２にとって利用可能なＴＤＭＡフレームご とのタイムスロットの数である。 好ましい実施例によれば、Ｔ₁は次の式によって決定される。 【数４】 この場合Ｎ₁は最大サイズのデータパケットを通信するのに必要なデータタイム スロットの数であり、Ｎ₂はＴＤＭＡフレームごとのデータタイムスロットの合 計数であり、かつＬは要求キュー５００の長さである。好ましい実施例によれば 、Ｎ₁＝４，Ｎ₂＝４およびＬ＝６である。したがって、Ｔ₁＝１１ ＴＤＭＡフ レームまたは２２ミリセカンドである。承認タイマの経過に応じて、要求ＵＭ１ １０２は以下に説明するように重複要求を発行することになる。 判断ブロック７１６において、ＣＭ１１０からの承認が受信されているか否か を判定するためにチェックが行なわれる。それが受信されていないものと仮定す ると、フローはブロック７１８に進み、そこでブロック７１４においてセットさ れた承認タイマがタイムアウトしているか否か（経過しているか否か）を判定す るためにチェックが行なわれる。承認タイマがタイムアウトしていないものと仮 定すると、フローはブロック７１６に戻る。承認タイマがＣＭ１１０から承認を 受信する前に経過したものと仮定すると、フローはブロック７２０に進み、そこ でＲＡＭ２０６のリトライカウンタが増分されかつフローはブロック７０４に戻 り、そこでＵＭ１１２が重複要求を発行することになる。 ＣＭ１１０から受信された、承認がブロック７１０または７１６のいずれかで 検出されたものと仮定すると、フローはブロック７２２に進み、そこで前記要求 ＵＭ１１２がステップ７２４において開始する前にデータを送信するため利用可 能なＴＤＭＡタイムスロットを使用する。 ＣＭ１１０から要求アクノレッジメントまたは承認を受信する前に、判断ブロ ック７１２においてリトライタイマが経過したものと仮定すると、フローはブロ ック７２６に進み、そこでＲＡＭ２０６のリトライカウンタが増分されかつフロ ーはブロック７０４に戻り、そこでＵＭ１１２が重複要求を発行することになる 。ＵＭ１１２によって送信される重複要求の数を制限することにより、本発明は 要求トラフィックの競合および最終的にはシステム資源の不適当な割当ての可能 性を低減するよう動作する。この手法はＣＭ１１０の処理の遅れがＵＭに複数の 要求を発行させる傾向となる大きなトラフィックの期間の間に特に有用である。 図８は、本発明にしたがって要求リトライ期間をセットするためにＵＭ１１２ によって行なわれるステップの流れ図である。スタートブロック８００で始まり 、フローはブロック８１０に進み、そこで図２の通信制御装置２００のＭＰＵ２ ０２が要求キュー５００をレビューしてそこに格納された未決着の要求の数（Ｑ ）を決定する。好ましい実施例によれば、未決着の要求はＣＭによってアクノレ ッジ されていないものである。したがって、未決着の（ｏｕｔｓｔａｎｄｉｎｇ）要 求はＣＭからそれぞれの要求アクノレッジメントまたは承認をまだ受信していな い。前に送信された要求に関連して、ＵＭによって要求アクノレッジメントを受 信することはその要求を未決着のものの列から除去するための充分な確証（ｃｏ ｎｆｉｒｍａｔｉｏｎ）を構成することが理解されるべきである。 ブロック８２０において、ＲＡＭ２０６のリトライカウンタはこの要求に関連 してＵＭ１１２によって発行された重複要求の数（Ｒ）を決定するために問い合 わせを受ける。ブロック８３０において、前の数式２にしたがって最小リトライ 期間が確立される。ブロック８４０において、フレーム構造３００がシステム資 源を要求するためにＵＭ１１２にとって利用可能なタイムスロットの数（Ｓ）を 決定するために監視される。ブロック８５０において、要求リトライ期間が前述 の数式１にしたがってセットされる。 図９は、本発明にしたがって承認期間をセットするためにＵＭ１１２によって 行なわれるステップの流れ図である。スタートブロック９００で始まり、フロー はブロック９１０に進み、そこで図２の制御装置２００のＭＰＵ２０２は未決着 の要求の数（Ｑ）を決定するために要求キュー５００を読み取る。前に述べたよ うに、未決着の要求はＣＭから要求アクノレッジメントまたは承認を未だ受信し ていないものである。ブロック９２０において、ＲＡＭ２０６の リトライカウンタがこの要求に関連してＵＭ１１２によって発行される重複要求 の数（Ｒ）を決定するために問い合わせされる。ブロック９３０において、前述 の数式４にしたがって最小承認期間が確立される。 ブロック９４０において、図３のフレーム構造３００が監視されてシステム資 源を要求するためにＵＭ１１２にとって利用可能なタイムスロットの数（Ｓ）を 決定する。次に、ブロック９５０において、承認タイマ期間が前述の数式３にし たがって設定される。 ＵＭ１１２によって送信される重複アクセス要求の数を制限することにより、 本発明は要求トラフィックの競合の可能性を低減する。理解されるように、競合 の低減によって実現される利点の一つは部分的にはシステム処理およびターンア ラウンド遅延の低減による増強されたスループットである。本発明によって示唆 された改善された資源のスケジューリングに関連した低減された競合は資源の不 適当な割当てに関連する遅延を低減することにより総合的なシステムスループッ トをさらに改善するよう動作する。この手法は要求トラフィックの競合の可能性 が増大する大きなユーザトラフィックの期間の間に特に有用である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロビンス・カレン イー アメリカ合衆国イリノイ州 60047、レイ ク・ズーリック、ノース・レイクウッド・ レーン 23913 (72)発明者 ハミルトン・アール リー アメリカ合衆国イリノイ州 60047、パラ タイン、スチュアート・レーン 430 【要約の続き】 ２）。遠隔ユニット（１１２）によって送信される重複 要求の数を制限することにより、本発明は要求トラフィ ックの競合および資源の不適当な割当ての可能性を低減 するよう動作する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．複数の遠隔ユニットがＴＤＭＡパケット伝送システム内の通信制御装置か ら該制御装置にアクセス要求を送信することによりＴＤＭ資源を要求する前記Ｔ ＤＭＡパケット伝送システムにおける、要求の競合および資源の不適当な割当て の可能性を低減するための通信制御装置であって、 前記複数の遠隔ユニットからアクセス要求を受信するための受信機、 前記受信機に結合され、受信された要求に応答するためにＴＤＭ資源が利用可 能であるかを決定するための制御手段、そして 前記制御手段に結合され、要求の受信に応じてかつＴＤＭ資源が利用可能でな い場合にのみアクノレッジメントを要求遠隔ユニットに送信し、かつ 要求の受信に応じてかつＴＤＭ資源が利用可能である場合に遠隔ユニットに対 し承認を送信するための送信機、 を具備する要求の競合および資源の不適当な割当ての可能性を低減するための 通信制御装置。 ２．さらに受信された要求を記憶するためのメモリを具備する、請求項１に記 載の通信制御装置。 ３．前記受信機はＴＤＭ受信機である、請求項１に記載の通信制御装置。 ４．複数の遠隔ユニットがＴＤＭＡパケット伝送システ ム内の通信制御装置から該制御装置にアクセス要求を送信することによりＴＤＭ 資源を要求する前記ＴＤＭＡパケット伝送システムにおける、要求の競合および 資源の不適当な割当ての可能性を低減するための遠隔ユニットであって、 前記通信制御装置にアクセス要求を送信するための送信機、 前記送信機に結合され、前記遠隔ユニットによって発行された未決着のアクセ ス要求の数の関数として決定される第１の期間を有する第１のタイマをスタート させるための手段、 前記送信機に結合され、パケット伝送資源が利用可能でない場合に前記通信制 御装置からアクノレッジメントを受信するための受信機、 前記受信機および前記第１のタイマに結合され、前記アクノレッジメントの受 信の関数として、前記第１のタイマをディスエーブルしかつ前記第１の期間より 大きな期間を有する第２のタイマをスタートさせるための手段、 前記第１および第２のタイマに結合され、前記第１の期間または第２の期間の 経過に応じて重複要求を前記制御装置に送信するための送信機、 を具備する要求の競合および資源の不適当な割当ての可能性を低減するための 遠隔ユニット。 ５．ＴＤＭ資源は周波数スペクトルおよびＴＤＭタイムスロットからなるグル ープから選択される、請求項４に記 載のシステム。 ６．さらに未決着の要求の数Ｑを決定するための手段、送信された要求の数Ｒ を決定するための手段、最小リトライインターバル時間Ｔを確立するための手段 、通信制御装置からＴＤＭ資源を要求するために利用可能なＴＤＭフレームごと のタイムスロットの数Ｓを決定する手段、そしてＱ Ｕｎｉｆｏｒｍ（０，２^{R- 1} ）／Ｓ＋Ｔの関数として第１のタイマ期間を計算するための手段を具備する、 請求項４に記載の遠隔ユニット。 ７．さらに、未決着の要求の数Ｑを決定するための手段、送信された要求の数 Ｒを決定するための手段、最小承認インターバル時間Ｔ₁を確立するための手段 、通信制御装置からＴＤＭ資源を要求するために利用可能なＴＤＭフレームごと のタイムスロットの数Ｓを決定するための手段、そしてＱ Ｕｎｉｆｏｒｍ（０ ，２^R-1）／Ｓ＋Ｔ₁の関数として第２のタイマ期間を計算するための手段を具備 する、請求項４に記載の遠隔ユニット。 ８．複数の遠隔ユニットが通信制御装置から該制御装置に複数の要求を送信す ることによりＴＤＭ資源を要求するＴＤＭＡパケット伝送システムにおける、要 求トラフィックの競合およびＴＤＭ資源の不適当な割当ての可能性を低減する方 法であって、 遠隔ユニットにおいて、 要求を送信しかつそれに応じて第１のタイマをスタート させる段階であって、該第１のタイマは前記遠隔ユニットによって発行された未 決着の要求の数の関数として決定される動的なインターバルを有するもの、 前記制御装置からアクノレッジメントを受信する段階、 前記アクノレッジメントの受信の関数として、前記第１のタイマをディスエー ブルしかつ前記第１の期間より持続時間が大きな第２の期間を有する第２のタイ マをスタートさせる段階、および 前記第１または第２のタイマの経過に応じてのみ重複要求を送信し、それによ って要求トラフィックの競合の可能性を低減する段階、そして 前記通信制御装置において、 前記遠隔ユニットから要求を受信する段階、 要求をメモリに格納する段階、 要求の受信に応じてかつＴＤＭ資源が利用可能である場合に前記遠隔ユニット に承認を送信する段階、および 要求の受信に応じてかつＴＤＭ資源が利用可能でない場合に前記遠隔ユニット にアクノレッジメントを送信し、それによってＴＤＭ資源の不適当な割当ての可 能性を低減する段階、 を具備する要求トラフィックの競合およびＴＤＭ資源の不適当な割当ての可能 性を低減する方法。 ９．さらに前記第１のタイマ期間を、 未決着の要求の数Ｑを決定する段階、 送信された要求の数Ｒを決定する段階、 最小リトライインターバル時間Ｔを確立する段階、 前記通信制御装置からパケット伝送サービスを要求するために利用可能なＴＤ ＭＡフレームごとのタイムスロットの数Ｓを決定する段階、そして 前記第１の期間をＱ Ｕｎｉｆｏｒｍ（０，２^R-1）／Ｓ＋Ｔの関数として計 算する段階、 によって設定する段階を具備する、請求項８に記載の方法。 １０．前記最小リトライ期間Ｔを確立する段階はさらに、 要求を格納するた めの長さＬを有するキューを提供する段階、 アクノレッジメントを送信するために利用可能なＴＤＭＡフレームごとのタイ ムスロットの数Ｎを決定する段階、そして 最小リトライインターバル時間Ｔを（Ｌ−１）／（Ｎー１）の関数として計算 する段階、 を具備する請求項９に記載の方法。 １１．さらに、アクノレッジメントの受信に応じて前記遠隔ユニットが前記第 １のタイマをディスエーブルする段階を具備する、請求項８に記載の方法。 １２．さらに、前記第２のタイマ期間を、 未決着の要求の数Ｑを決定する段階、 送信された要求の数Ｒを決定する段階、 最小承認タイマ期間Ｔ₁を確立する段階、 前記通信制御装置からパケット伝送サービスを要求するために利用可能なＴＤ ＭＡフレームごとのタイムスロットの数Ｓを決定する段階、そして 前記第２のタイマ期間をＱ Ｕｎｉｆｏｒｍ（０，２^R-1）／Ｓ＋Ｔ₁の関数と して計算する段階、 によって設定する段階を具備する、請求項８に記載の方法。 １３．前記最小承認時間インターバルＴ_１を確立する段階はさらに、 要求を格納するための長さＬを有するキューを提供する段階、 最大サイズのデータパケットを通信するために必要なデータスロットの数に等 しい数Ｎ_１を決定する段階、そして ＴＤＭＡフレームごとのデータタイムスロットの合計数に等しい数Ｎ_２を決定 する段階、そして 前記時間Ｔ_１をＮ_１／Ｎ_２（２Ｌ−１）の関数として計算する段階、 を具備する、請求項１２に記載の方法。