JPWO2004028185A1 - 無線通信システムのタイムスロット割当方法 - Google Patents
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Abstract
Description
次に動作について説明する。
従来のタイムスロット割当方法では基地局の通信用空きタイムスロット数が新たに送信要求のあった加入者局数より多い場合については、基地局から加入者局への通信用タイムスロットと加入者局から基地局への通信用タイムスロットを同時に割当てていた。また、基地局の通信用空きタイムスロット数33a,33bが新たな加入者局からの送信要求32a,32b,32c,32dより少ない場合には、基地局は送信要求の早かった32a,32bを送信した加入者局に対し、通信用空きタイムスロット33a,33bを割当て、送信要求の遅かった32c,32dを送信した加入者局に対しては通信を拒否する動作を行なっていた。
従来のタイムスロット割当方法は以上のように構成されているので、加入者局が任意のタイムスロット数を要求できないという課題があった。さらに、任意のタイムスロット数を要求できたとしても、一部の加入者局が多くのタイムスロット数を要求した場合にはタイムスロット割当方式によっては無線回線上の通信用タイムスロットが一部の加入者局に占有され、TDMA無線通信システム内の他の加入者局の通信が拒否または中断されるというタイムスロットの割当の偏りが生じるという課題があった。
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、一部の加入者局が多くのタイムスロット数を要求して、無線回線上の通信用タイムスロットが一部の加入者局に占有された場合でも、他の加入者局の通信が拒否または中断されるというタイムスロットの割当の偏りを抑えることができる無線通信システムのタイムスロット割当方法を得ることを目的とする。
このことによって、一部の加入者局が多くのタイムスロットを送信要求した場合であっても通信用タイムスロットが独占されて他の加入者局の通信が中断されるというタイムスロットの割当の偏りを抑える効果がある。
この発明に係る無線通信システムのタイムスロット割当方法は、各加入者局から基地局への送信要求タイムスロット数が毎フレームで収集されるものである。
このことによって、送信要求タイムスロット数の瞬時の変動に対応できる効果がある。
この発明に係る無線通信システムのタイムスロット割当方法は、各加入者局からの送信要求タイムスロット数が複数フレームに分散して収集され、各加入者局及び基地局の割当タイムスロット数が複数フレームに一度決定されるものである。
このことによって、送信要求タイムスロット同士が衝突する回数を減らし、送信要求収集用のタイムスロット数を減少させる効果がある。
この発明に係る無線通信システムのタイムスロット割当方法は、基地局に属する加入者局が複数のグループに分けられ、各加入者局から基地局への送信業求タイムスロット数がグループ単位で周期的に収集されるものである。
このことによって、送信要求収集用のタイムスロット数を減らす効果があり、さらに、グループ内の加入者局に割当てる計算処理数を減らすことができる効果がある。
第2図はこの発明の実施の形態1の無線通信システムのタイムスロット割当方法により決定される割当タイムスロット総数と送信要求タイムスロット数の総和との関係を示す図である。
第3図はこの発明の実施の形態1による基地局と各加入者局間で送受信される通知と報知を示す図である。
第4図はこの発明の実施の形態1あタイムスロット割当方法による基地局で行われるタイムスロット割当処理のフローチャートである。
第5図はこの発明の実施の形態1による基地局と各加入者局間の通信の例を示す図である。
第6図はこの発明の実施の形態2による基地局と各加入者局間の通信手順を示す図である。
第7図はこの発明の実施の形態2による通信の変化の様子を示す図である。
第8図はこの発明の実施の形態3による基地局と各加入者局間の通信手順を示す図である。
第9図はこの発明の実施の形態4による基地局と各加入者局間の通信手順を示す図である。
第10図はこの発明の実施の形態4の無線通信システムのタイムスロット割当方法におけるタイムスロット割当位置を示す図である。
第11図はこの発明の実施の形態1の無線通信システムの構成を示す図である。
実施の形態1.
第11図は、この発明の実施の形態1の無線通信システムの構成を示す図である。第11図は、基地局の通信範囲内に3台の加入者局が存在する場合を示している。第11図において、6は基地局であり、7は基地局6と無線回線でデータを送受信する3台分の加入者局であり、19−1,19−2,19−3はそれぞれ基地局6が接続されたネットワーク(図示されていない)から各加入者局が接続された各端末装置(図示されていない)への下り送信データが一時的に蓄積される下り送信バッファである。50−1,50−2,50−3はそれぞれ各端末装置からネットワークへの上りデータが一時的に蓄積される上り送信バッファであり、51は下り送信バッファ19−1,19−2,19−3のデータを通信回線を介して無線送信するとともに上り送信バッファのデータを通信回線を介して受信する基地局入出力装置であり、52は上り送信バッファ50−1,50−2,50−3のデータを通信回線を介して無線送信する加入者局入出力装置である。
53−1,53−2,53−3はそれそれ対応する上り送信バッファ50−1,50−2,50−3に蓄えられたデータ量情報を含む割当要求信号を無線送信し、自身に対する割当通知信号を制御回線を介して受信したらそこで指定されているタイムスロットを利用して送信するように加入者局入出力装置52へ制御信号を出力する加入者局スロット割当装置である。
54はデータが蓄えられている各下り送信バッファ19−1,19−2,19−3の情報を基地局入出力装置51に出力し、割当要求信号を受信した加入者局7−1,7−2,7−3に対してデータの送信タイミングとしてタイムスロットを割当てて、そのタイムスロットの割当通知を制御回線を介して無線送信する基地局スロット割当装置である。55は割当処理を実施する上り回線スロット割当手段であり、56は割当処理を実施する下り回線スロット割当手段である。上り回線スロット割当手段55および下り回線スロット割当手段56が、タイムスロット割当手段に相当する。
第2図はこの発明の実施の形態1の無線通信システムのタイムスロット割当方法により決定される割当タイムスロット総数と送信要求タイムスロット数の総和との関係を示す図である。第2図において、1は各加入者局の送信要求タイムスロット数の総和であり、2は基地局の送信要求タイムスロット数の総和であり、3は1フレーム中の通信用タイムスロット数であり、4は各加入者局の割当タイムスロット総数であり、5は基地局の割当タイムスロット総数である。
第3図はこの発明の実施の形態1による基地局と各加入者局間で送受信される通知と報知を示す図である。第3図において、6は基地局であり、7−1,7−2,7−3は加入者局であり、8は基地局6が各加入者局7−1,7−2,7−3(以下、「各加入者局7」という。)からの送信要求スロット数を収集する収集期間であり、9は割当計算期間であり、10は基地局6が割当計算した結果として各加入者局7へ割当タイムスロット数を報知する報知期間であり、11は送信要求タイムスロット数通知であり、12は割当タイムスロット数通知である。第3図において横軸は時間軸tである。
第4図はこの発明の実施の形態1のタイムスロット割当方法による基地局で行われるタイムスロット割当処理のフローチャートである。第4図において、ステップST13は基地局6の送信要求タイムスロット数を収集する処理である。ステップST14は各加入者局7の送信要求タイムスロット数を収集する処理である。
ステップST15はステップST13とステップST14で収集した送信要求タイムスロット数の総和(第2図の送信要求タイムスロット数の総和1および送信要求タイムスロット数の総和2の合計)が通信用タイムスロット数(第2図の1フレーム中の通信用タイムスロット数3)を上回っているか判定する処理である。ステップST16は送信要求タイムスロット数の総和に占める通信用タイムスロット数の比率を計算する処理である。ステップST17はステップST16で計算した比率を用いて基地局6及び加入者局7の割当タイムスロット総数(第2図の各加入者局の割当タイムスロット総数4)を決定する処理である。
ステップST18は送信要求タイムスロット数の総和が通信用スロット数の総和を上回った場合における各加入者局7の割当タイムスロット数を決定する処理である。ステップST19は送信要求タイムスロット数の総和が通信用スロット数の総和を下回った場合における各加入者局7の割当タイムスロット数を決定する処理である。ステップST20はステップST18またはステップST19で決定された割当タイムスロット数を各加入者局7へ通知する処理である。
第5図はこの発明の実施の形態1による基地局と各加入者局間の通信の例を示す図である。第5図において、21はフレーム中の通信期間であり、22a,22b,22c,22d,22e,22fは基地局6の割当タイムスロットであり、23a,23b,23c,23d,23e,23fは各加入者局7の割当タイムスロットであり、24a,24b,24cは各加入者局7の送信要求タイムスロット数であり、25は基地局6から各加入者局7への通信であり、26a,26b,26cは各加入者局7から基地局6への通信である。第5図において横軸は時間軸tである。
次に動作について説明する。
この発明に係わるタイムスロット割当方法を第2図を交えて以下に説明する。各加入者局7の送信要求タイムスロット数の総和1と基地局6の送信要求タイムスロット数の総和2の合計が1フレーム中の通信用タイムスロット数3を上回っている場合に、比率を計算し、1フレーム中の通信用タイムスロット数3の中で各加入者局7の割当タイムスロット総数4と基地局6の割当タイムスロット総数5を求める。比率の計算には以下の式(1)、各加入者局の割当タイムスロット総数4の計算には以下の式(2)、基地局の割当タイムスロット総数5の計算には以下の式(3)を、各々用いる。
α=NT/(ΣN1+ΣN2) (1)
ΣM1=α×ΣN1 (2)
ΣM2=α×ΣN2 (3)
式(1)から式(3)中の記号は、以下の数を表す。
α:比率
NT:1フレーム中の通信用タイムスロット数
ΣN1:加入者局の送信要求タイムスロット数の総和
ΣN2:基地局の送信要求タイムスロット数の総和
ΣM1:各加入者局の割当タイムスロット総数
ΣM2:基地局の割当タイムスロット総数
第4図のフローチャートに従って、第3図、および第5図を交えて以下に説明する。
まず、基地局6でステップST13により基地局6の送信要求タイムスロット数の総和2が収集される。第5図の例では基地局6の送信要求タイムスロット数(ΣN2)の総和2は12個となる。
次に、ステップST14により各加入者局7の送信要求タイムスロット数の総和1が収集される。第5図の例では各加入者局7の送信要求タイムスロット数24a,24b,24cはそれそれ6個、2個、4個であり、収集期間8(第3図)で各加入者局7から送信要求タイムスロット数通知11a,11b,11cが基地局6へ通知される。第5図の例では各加入者局7の送信要求タイムスロット数24a,24b,24cの総和1(ΣN1)は12個となる。
次に、ステップST15により基地局6と各加入者局7の送信要求タイムスロット数の合計(ΣN1+ΣN2:第2図の各加入者局の送信要求タイムスロット数の総和1と基地局の送信要求多イムスロット数の総和2の合計)と通信用タイムスロット数(NT:第2図の1フレーム中の通信用タイムスロット3)との大小が比較判定される。第5図の例では基地局6と各加入者局7の送信要求タイムスロット数の合計(ΣN1+ΣN2)は24個(=12個+6個+2個+4個)であり、通信用タイムスロット数(NT)は12個であり、送信要求タイムスロット数の合計が上回っているので、ステップST16に移る。
次に、ステップST16により基地局6と各加入者局7の送信要求タイムスロット数の総和に占める通信用タイムスロット数の比率(α)が計算される。比率は式(1)により求められ、第5図の例では、α=12/24=0.5となる。
次に、ステップST17により基地局6の割当タイムスロット総数(ΣM2:第2図の各加入者局の割当タイムスロット総数4)と各加入者局7の割当タイムスロット総数(ΣM1:第2図の基地局の割当タイムスロット総数5)が計算される。各加入者局7の割当タイムスロット総数(ΣM1)は式(2)、基地局6の割当タイムスロット総数(ΣM2)は式(3)により、各々求められ、第5図の例では各加入者局7の割当タイムスロット総数(ΣM1)=0.5×12個=6個、基地局6の割当タイムスロット総数(ΣM2)=0.5×12個=6個となる。
次に、ステップST18により各加入者局7の割当タイムスロット数(M1)が計算される。各加入者局7の割当タイムスロット数(M1)は以下の式(4)により求められる。
M1=α×N1 (4)
式(4)中の変数は、以下の数を表す。
M1:加入者局の割当タイムスロット数
N1:加入者局の送信要求タイムスロット数
第5図の例では、加入者局7−1の割当タイムスロット数(M1)=0.5×6個=3個、加入者局7−2の割当タイムスロット数(M1)=0.5×2個=1個、加入者局7−3の割当タイムスロット数(M1)=0.5×4個=2個となる。
次に、ステップST20により基地局6から各加入者局7へ割当タイムスロット数が通知される。第3図に示すように、通知は割当タイムスロット数通知12を用いて報知期間10に行われる。
次に、決定された割当タイムスロット数に基づいて各加入者局7から基地局6への通信26a,26b,26c(第5図)が行われる。
なお、ステップST15、ステップST16、ステップST17、およびステップST18は第3図中の割当計算期間9(第3図)にて行われる。
ステップST19は第5図の例では実行されないが、各加入者局7の送信要求タイムスロット数の総和1と基地局6の送信要求タイムスロット数の総和2の合計が1フレーム中の通信用タイムスロット数3以下となる場合には実行される。ステップST19では、各加入者局の送信要求タイムスロット数をそのまま各加入者局の割当タイムスロット数にする。
この発明に係わるタイムスロット割当方法は、複信方式としてTDD(時分割双方向通信方式)およびFDD(周波数分割複信方式)のいずれが用いられる場合にも適用可能である。
以上のように、このタイムスロット割当方法によれば、基地局6と各加入者局7からの送信要求タイムスロット数が無線回線上の通信用タイムスロット数を上回っていた場合に、送信要求タイムスロット数の総和に占める通信用タイムスロット数の総和の比率を計算し、この比率の値に基づいて各加入者局7の割当タイムスロット数を決定するので、一部の加入者局が多くのタイムスロットを送信要求した場合であっても通信用タイムスロットが独占されて他の加入者局の通信が中断されるというタイムスロットの割当の偏りを抑える効果を得ることができる。
以上のように、この実施の形態1の無線通信システムのタイムスロット割当方法は、基地局及び各加入者局からの送信要求タイムスロット数の総和1,2が無線回線上の通信用タイムスロット数3を上回った場合に、送信要求タイムスロット数の総和に対する通信用タイムスロット数の比率(式(1))を計算する過程(ステップST16)と、基地局及び各加入者局の割当タイムスロット総数を、送信要求タイムスロット数の総和と比率との積(式(2)、式(3))により決定する過程(ステップST17)と、各加入者局の割当タイムスロット数を各加入者局からの送信要求タイムスロット数と比率との積(式(4))により決定する過程(ステップST18)とを備えたものである。
以上で明らかなように、この実施の形態1によれば、基地局と各加入者局からの送信要求タイムスロット数が無線回線上の通信用タイムスロット数を上回っていた場合に、送信要求タイムスロット数の総和に占める通信用タイムスロット数の総和の比率を計算し、この比率の値に基づいて各加入者局の割当タイムスロット数を決定するので、一部の加入者局が多くのタイムスロットを送信要求した場合であっても通信用タイムスロットが独占されて他の加入者局の通信が中断されるというタイムスロットの割当の偏りを抑える効果を奏する。
実施の形態2.
第6図はこの発明の実施の形態2による基地局と各加入者局間の通信手順を示す図である。実施の形態2として、実施の形態1において説明したタイムスロット割当方法を用いる通信手順の一つを説明する。第6図において、27a,27bは実施の形態2のTDMA無線通信システムのフレームである。8aはフレーム27aでの収集期間であり、9aはフレーム27aでの割当計算期間であり、10aはフレーム27aでの報知期間であり、11aはフレーム27aでの送信要求タイムスロット数通知であり、12aはフレーム27aでの割当タイムスロット数通知であり、21aはフレーム27aでの通信期間である。8bはフレーム27bでの収集期間であり、9bはフレーム27bでの割当計算期間であり、10bはフレーム27bでの報知期間であり、11bはフレーム27bでの送信要求タイムスロット数通知であり、12bはフレーム27bでの割当タイムスロット数通知であり、21bはフレーム27bでの通信期間である。7−1,7−2〜7−nは、加入者局であり、第6図の例では、n個の加入者局(nは3以上の正の整数)がある。第6図において横軸は時間軸tである。
第7図はこの発明の実施の形態2による通信の変化の様子を示す図である。第7図において、27a,27b,27c,27d,27e,27fはTDMA無線通信システムのフレームである。第7図において横軸は時間軸tである。
次に動作について説明する。
実施の形態2の無線通信システムについて例を用いて説明する。フレーム27aにおいては第3図と同様に収集期間8aで各加入者局7−1,7−2〜7−n(以下、「各加入者局7」という。)から送信要求タイムスロット数通知11aを収集し、割当計算期間9aで第4図のフローチャートにしたがって割当計算を行い、報知期間10aで加入者局7に割当タイムスロット数通知12aを報知する。フレーム27bにおいても第3図(図2)と同様に収集期間8bで各加入者局7から送信要求タイムスロット数通知11bを収集し、割当計算期間9bで第4図のフローチャートにしたがって割当計算を行い、報知期間10bで加入者局7に割当タイムスロット数通知12bを報知する。割当計算期間9a,9bでは第4図のフローチャートに従い、送信要求タイムスロット数の総数が通信用スロット総数を上回っていた場合は比率が計算され、比率を用いてタイムスロット割当が行われる。この計算には式(1)、式(2)、式(3)、および式(4)が用いられる。
1フレームの中には、収集、通信、割当計算、報知の4つの期間があり、通信期間と割当計算期間は並行する。割当計算の結果に基づいた通信は次のフレームの通信期間に行われる。
第7図では、加入者局7−1,7−2,7−3の3局とし、各加入者局7−1,7−2,7−3(以下、「各加入者局7」という。)から基地局6への通信だけを示している。
フレーム27aでは各加入者局7からの送信要求タイムスロット数は等しいので、割当タイムスロット数も等しくなり、全ての加入者局は等間隔で通信する。フレーム27bでは加入者局7−1の送信要求タイムスロット数が増加する。各加入者局の送信要求タイムスロット数の総和が通信用タイムスロット数を上回るので第4図のフローチャートに従い式(1)、式(2)、式(3)、式(4)の計算を行い割当タイムスロット数が決定される。加入者局7−1の割当タイムスロット数は増加するが、加入者局7−2と加入者局7−3の割当タイムスロット数は0にはならない。
フレーム27cでは各加入者局7からの送信要求タイムスロット数はフレーム27bと等しいので割当タイムスロット数も前フレーム(フレーム27b)と等しくなる。
フレーム27dでは加入者局7−1の送信要求タイムスロット数が減少し加入者局7−2,7−3と等しくなる。これにより割当タイムスロット数もフレーム27aにおける割当タイムスロット数に戻り、全ての加入者局は等間隔で通信する。
フレーム27eでは加入者局7−2の送信要求タイムスロット数が増加する。各加入者局の送信要求タイムスロット数の総和が通信用タイムスロット数を上回るので、この発明に係わるタイムスロット割当方法により割当タイムスロット数が決定される。加入者局7−2の割当タイムスロット数は増加するが、加入者局7−1と加入者局7−3の割当タイムスロット数は0にはならない。
フレーム27fでは各加入者局からの送信要求タイムスロット数はフレーム27eと等しいので割当タイムスロット数も前フレーム(フレーム27e)と等しくなる。
上記のように、一部の加入者局からの送信要求タイムスロット数が瞬時に変動した場合において、発明の実施の形態2の通信手順では1フレーム中に収集、通信、割当計算、報知の4つの期間があるので、割当タイムスロット数をフレーム単位で変更できる。
以上のように、この実施の形態2の無線通信システムのタイムスロット割当方法は、基地局及び各加入者局からの送信要求タイムスロット数の総和1,2が無線回線上の通信用タイムスロット数3を上回った場合に、送信要求タイムスロット数の総和に対する通信用タイムスロット数の比率(式(1))を計算する過程(ステップST16)と、基地局及び各加入者局の割当タイムスロット総数を、送信要求タイムスロット数の総和と比率との積(式(2)、式(3))により決定する過程(ステップST17)と、各加入者局の割当タイムスロット数を各加入者局からの送信要求タイムスロット数と比率との積(式(4))により決定する過程(ステップST18)とを備え、各加入者局7−1〜7−nから基地局6への送信要求タイムスロット数11a,11bが毎フレーム27a,27bで収集されるものである。
以上で明らかなように、この実施の形態2によれば、一つのフレーム内で実施の形態1のタイムスロット割当方式を用いた送信要求タイムスロットの収集、割当計算、更新通知の報知を行うので、発明の実施の形態1の効果に加えて、送信要求タイムスロット数の瞬時の変動に対応できる効果を奏する。
実施の形態3.
第8図はこの発明の実施の形態3による基地局と各加入者局間の通信手順を示す図である。実施の形態3として、実施の形態1において説明したタイムスロット割当方法を用いる通信手順の一つを説明する。第8図において、28は各加入者局7−1〜7−3からの送信要求タイムスロット数を数フレームに分散して収集する期間である。27a,27b,27c,27dは実施の形態2の無線通信システムのフレームである。
8aはフレーム27aでの収集期間であり、11−1はフレーム27aでの加入者局7−1からの送信要求タイムスロット数通知であり、11−2はフレーム27aでの加入者局7−2からの送信要求タイムスロット数通知であり、21aはフレーム27aでの通信期間である。8bはフレーム27bでの収集期間であり、21bはフレーム27bでの通信期間である。
8cはフレーム27cでの収集期間であり、9はフレーム27cでの割当計算期間であり、10はフレーム27cでの報知期間であり、11−3はフレーム27cでの加入者局7−3からの送信要求タイムスロット数通知であり、12はフレーム27cでの割当タイムスロット数通知であり、21cはフレーム27cでの通信期間である。8dはフレーム27dでの収集期間であり、21dはフレーム27dでの通信期間である。第8図において横軸は時間軸tである。
次に動作について説明する。
実施の形態3の通信手順を送信要求タイムスロット数をフレーム27a,27b,27cの3つに分散して収集する第8図に示す例で説明する。各加入者局7−1,7−2,7−3(以下、「各加入者局7」という。)からの送信要求タイムスロット数通知11a,11b,11cを収集する期間28のうち、フレーム27aにおいては収集期間8aで加入者局7−1,7−2から送信要求タイムスロット数通知11−1,11−2を収集し、フレーム27bにおいては加入者局7−3から送信要求タイムスロット数通知が発せられないために収集期間8bで収集されず、フレーム27cにおいては収集期間8cで加入者局7−3から送信要求タイムスロット数通知11−3を収集する。
割当計算期間9で第4図のフローチャートにしたがって割当計算を行い、報知期間10で各加入者局7に割当タイムスロット数通知12を報知する。なお、この計算には式(1)、式(2)、式(3)、式(4)が用いられる。割当タイムスロット数通知12に基づいた通信は次のフレーム27d以降の通信期間21d以降に行われる。
上記実施の形態3では、加入者局が3局の場合で、収集期間も3フレームの場合で説明したが、加入者局数がn局であり、収集期間もmフレームの場合(mは4以上の整数)についても同様に実施可能である。
この実施の形態3の通信手順は割当計算と報知を複数フレームに一度行い、収集期間ほいくつかのフレームに分散化することにより、フレーム内での送信要求収集用のタイムスロット数を減らすことが可能である。これにより、1フレーム内に収集、通信、割当計算、報知の4つの期間を設けた場合に比べて、収集のタイムスロット数を減少でき、また、割当計算の負荷を小さくできる。第8図の例では3つのフレームを繰り返す場合であるので、一つの収集期間で要求タイムスロット数を送信する送信要求収集用のタイムスロット数を、1フレーム内に収集、通信、割当計算、報知の4つの期間を設けた場合に比べて、1/3とすることが可能である。
以上のように、この実施の形態3の無線通信システムのタイムスロット割当方法は、基地局及び各加入者局からの送信要求タイムスロット数の総和1,2が無線回線上の通信用タイムスロット数3を上回った場合に、送信要求タイムスロット数の総和に対する通信用タイムスロット数の比率(式(1))を計算する過程(ステップST16)と、基地局及び各加入者局の割当タイムスロット総数を、送信要求タイムスロット数の総和と比率との積(式(2)、式(3))により決定する過程(ステップST17)と、各加入者局の割当タイムスロット数を各加入者局からの送信要求タイムスロット数と比率との積(式(4))により決定する過程(ステップST18)とを備え、各加入者局7−1〜7−3からの送信要求タイムスロット数11−1〜11−3が複数フレーム27a,27bに分散して収集され、各加入者局及び基地局の割当タイムスロット数が複数フレーム27a〜27dに一度(割当計算期間9)決定されるものである。
以上で明らかなように、この実施の形態3によれば、実施の形態1の効果に加えて、各加入者局からの送信要求タイムスロットを複数フレームに分散して収集するようにしたので、送信要求タイムスロット同士が衝突する回数を滅らし、送信要求収集用のタイムスロット数を減少させる効果を奏する。
実施の形態4.
第9図はこの発明の実施の形態4による基地局と各加入者局間の通信手順を示す図である。実施の形態4として、実施の形態1において説明したタイムスロット割当方法を用いる通信手順の一つを説明する。第9図において、29a,29b,29cは基地局に属する加入者局のグループである。27a,27b,27cは実施の形態4の無線通信システムのタイムスロット割当方法におけるフレームである。
8aはフレーム27aでの収集期間であり、9aはフレーム27aでの割当計算期間であり、10aはフレーム27aでの報知期間であり、11aはフレーム27aでのグループ29aからの送信要求タイムスロット数通知であり、12aはフレーム27aでのグループ29aへの割当タイムスロット数通知であり、21aはフレーム27aでの通信期間である。
8bはフレーム27bでの収集期間であり、9bはフレーム27bでの割当計算期間であり、10bはフレーム27bでの報知期間であり、11bはフレーム27bでのグループ29bからの送信要求タイムスロット数通知であり、12bはフレーム27bでのグループ29bへの割当タイムスロット数通知であり、21bはフレーム27bでの通信期間である。
8cはフレーム27cでの収集期間であり、9cはフレーム27cでの割当計算期間であり、10cはフレーム27cでの報知期間であり、11cはフレーム27cでのグループ29cからの送信要求タイムスロット数通知であり、12cはフレーム27cでのグループ29cへの割当タイムスロット数通知であり、21cはフレーム27cでの通信期間である。
第10図はこの発明の実施の形態4の無線通信システムのタイムスロット割当方法におけるタイムスロット割当位置を示す図である。第10図において、21a,21b,21c,21dはフレーム27a,27b,27c,27dでの通信期間であり、22は基地局6のタイムスロット位置である。30a,30b,30cは加入者局のグループ29a,29b,29cの割当計算前のタイムスロット位置であり、31a,31b,31cは加入者局のグループ29a,29b,29cの割当計算後のタイムスロット位置である。
次に動作について説明する。
実施の形態4として、加入者局を3グループに分けた場合について、第10図を使って説明する。加入者局を3グループに分けたので無線通信システムはフレーム27a,27b,27cの3つを繰り返して割当処理を行う。
フレーム27aにおいては第3図と同様に収集期間8aで加入者局のグループ29aから送信要求タイムスロット数通知11aを収集し、割当計算期間9aで第4図のフローチャートにしたがって割当計算を行い、報知期間10aで加入者局のグループ29aに割当タイムスロット数通知12aを報知する。
フレーム27bにおいては第3図と同様に収集期間8bで加入者局のグループ29bから送信要求タイムスロット数通知11bを収集し、割当計算期間9bで第4図のフローチャートにしたがって割当計算を行い、報知期間10bで加入者局のグループ29bに割当タイムスロット数通知12bを報知する。
フレーム27cにおいては第3図と同様に収集期間8cで加入者局のグループ29cから送信要求タイムスロット数通知11cを収集し、割当計算期間9cで第4図のフローチャートにしたがって割当計算を行い、報知期間10cで加入者局のグループ29cに割当タイムスロット数通知12cを報知する。
割当計算期間9a,9b,9cでは第4図のフローチャートに従い、送信要求タイムスロット数通知11a,11b,11c毎に要求される送信要求タイムスロット数の総和が通信用タイムスロット数を上回っていた場合は比率が計算され、比率を用いてタイムスロット割当が行われる。
割当計算期間9cの場合、比率(β)は以下の式(5)により、加入者局グループ29cの割当タイムスロット総数(ΣM1c)は以下の式(6)により、基地局の割当タイムスロット総数(ΣM2)は以下の式(7)により算出する。
β=NT/(ΣN1a+ΣN1b+ΣN1c+ΣN2) (5)
ΣM1c=β×ΣN1c (6)
ΣM2=NT−ΣM1a−ΣM1b−ΣM1c (7)
式(5)から式(7)中の変数は、以下の数を表す。
β:比率
NT:1フレーム中の通信用タイムスロット数
ΣN1a:収集期間8aでの(加入者局グループ29aの)送信要求タイムスロット数の総和
ΣN1b:収集期間8bでの(加入者局グループ29bの)送信要求タイムスロット数の総和
ΣN1c:収集期間8cでの(加入者局グループ29cの)送信要求タイムスロット数の総和
ΣN2:基地局の送信要求タイムスロット数の総和
ΣM2:基地局の割当タイムスロット総数
ΣM1a:加入者局グループ29aの割当タイムスロット総数
ΣM1b:加入者局グループ29bの割当タイムスロット総数
ΣM1c:加入者局グループ29cの割当タイムスロット総数
また、加入者局グループ29c内の各加入者局の割当タイムスロット数は、式(4)により算出する。
実施の形態4におけるタイムスロット割当を第10図の例を用いて説明する。加入者局のグループ29aは通信期間21aではタイムスロット位置30aにタイムスロットが割当てられる。これは、フレーム27a中の割当計算期間9aで第4図のフローチャートと式(2)から式(6)を用いた割当計算により通信期間21bではグループ29aの割当タイムスロットが増減してもタイムスロット位置において隣接する加入者局のグループ29bの割当タイムスロット位置を変更する必要をなくすためである。また通信期間21aで加入者局のグループ29aに割当られていたタイムスロット位置30aは、通信期間21bでは基地局の通信用タイムスロット22になる。
加入者局のグループ29bは通信期間21bではタイムスロット位置30bにタイムスロットが割当られているが、フレーム27b中の割当計算期間9bで先と同様な割当て計算により通信期間21cでは新たなタイムスロット位置31bに更新され、通信期間21bで加入者局のグループ29bに割当てられていたタイムスロットは通信期間21cでは基地局の通信用タイムスロット22になる。
加入者局のグループ29cは通信期間21cではタイムスロット位置30cにタイムスロットが割当てられているが、フレーム27c中の割当計算期間9cでやはり同様な割当て計算により通信期間21dでは新たなタイムスロット位置31cに更新され、通信期間21cで加入者局のグループ29cに割当られていたタイムスロット30cは通信期間21dでは基地局の通信用タイムスロット22になる。
第10図で示したように、実施の形態4のタイムスロット割当方法では、特定のグループの割当タイムスロットが割当計算後に更新される場合は元の位置とは異なる位置に移される。元の位置は全て基地局に割当てられる。これは特定のグループの割当タイムスロットを数フレーム維持する必要があるが、このタイムスロット割当方法であれば割当計算後に特定のグループの割当タイムスロットが増減しても他のグループの割当タイムスロットを変更する必要はないためである。また、このようにすれば隣接するグループの割当タイムスロットの間に空きタイムスロットが生じることもない。
上記実施の形態4では、加入者局のグループ数が3つの場合で、収集期間も3フレームの場合で説明したが、加入者局のグループ数がn局であり、収集期間もnフレームの場合(nは4以上の整数)についても同様に実施可能である。
実施の形態4では加入者局を複数のグループに分けてグループ単位で収集、割当計算、報知を行う。これにより実施の形態3と同様に収集期間が分散されるため、送信要求収集用のタイムスロット数を減らすことが可能である。第9図の例は3つのフレームを繰り返す場合であるので一つの収集期間で、送信要求収集用のタイムスロット数を、1フレーム内に収集、通信、割当計算、報知の4つの期間を設けた場合に比べて、1/3とすることが可能である。
実施の形態3では各加入者局からの送信要求タイムスロットを複数フレームに分散して収集し、収集した送信要求タイムスロットを一括して割当計算、報知を行う。一方、実施の形態4では収集、割当計算、報知とをグループ単位で行うので、グループ内の加入者局に割当てる計算処理数を実施の形態2および実施の形態3に比べて減らすことが可能である。
以上のように、この実施の形態4の無線通信システムのタイムスロット割当方法は、基地局及び各加入者局からの送信要求タイムスロット数の総和1,2が無線回線上の通信用タイムスロット数3を上回った場合に、送信要求タイムスロット数の総和に対する通信用タイムスロット数の比率(式(1))を計算する過程(ステップST16)と、基地局及び各加入者局の割当タイムスロット総数を、送信要求タイムスロット数の総和と比率との積(式(2)、式(3))により決定する過程(ステップST17)と、各加入者局の割当タイムスロット数を各加入者局からの送信要求タイムスロット数と比率との積(式(4))により決定する過程(ステップST18)とを備え、基地局6に属する加入者局が複数のグループ29a,29b,29cに分けられ、各加入者局から基地局への送信要求タイムスロット数11a,11b,11cがグループ単位で周期的に収集されるものである。
以上で明らかなように、この実施の形態4によれば、加入者局を複数のグループに分けてグループ単位で収集、割当計算、報知を行うことにより実施の形態3と同様に収集期間が分散されるため、送信要求収集用のタイムスロット数を減らす効果を奏し、さらに、収集、割当計算、報知をグループ単位で行うので、グループ内の加入者局に割当てる計算処理数を発明の実施の形態2および実施の形態3に比べ減らすことができる効果を奏する。
Claims (4)
- 基地局及び各加入者局からの送信要求タイムスロット数の総和が無線回線上の通信用タイムスロット数を上回った場合に、上記送信要求タイムスロット数の総和に対する上記通信用タイムスロット数の比率を計算する過程と、
上記基地局及び各加入者局の割当タイムスロット総数を、上記送信要求タイムスロット数の総和と上記比率との積により決定する過程と、
各加入者局の割当タイムスロット数を各加入者局からの送信要求タイムスロット数と上記比率との積により決定する過程とを備えた、無線通信システムのタイムスロット割当方法。 - 各加入者局から基地局への送信要求タイムスロット数が毎フレームで収集される、請求の範囲第1項記載のタイムスロット割当方法。
- 各加入者局からの送信要求タイムスロット数が複数フレームに分散して収集され、各加入者局及び基地局の割当タイムスロット数が複数フレームに一度決定される、請求の範囲第1項記載のタイムスロット割当方法。
- 基地局に属する加入者局が複数のグループに分けられ、各加入者局から基地局への送信要求タイムスロット数がグループ単位で周期的に収集される、請求の範囲第1項記載のタイムスロット割当方法。
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