JPWO2010137380A1 - マルチホップ無線通信 - Google Patents
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Abstract
第1の通信方式による端末局装置と通信を行うことが可能な、第2の通信方式を用いた無線通信システムは基地局装置と中継局装置とを有している。基地局装置は、中継局装置経由で自装置と端末局装置との間にコネクションを設定するとき、そのコネクションに対して、第1の通信方式による第1の識別子と、第2の通信方式による第2の識別子の両方を付与し、そのコネクションにおける中継局装置との通信に第2の識別子を用いる。中継局装置は、基地局装置と端末局装置の間でコネクションを中継し、そのコネクションの中継において、基地局装置との通信に第2の識別子を用い、端末局装置との通信に第1の識別子を用いる。
Description
本発明は、基地局と移動端末局の間に中継局を配置したマルチホップ無線通信に関する。
近年、OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)や適応変調を活用した高速ブロードバンド無線通信方式が検討されている。WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access)はその1つである。
WiMAXは、IEEE802.16−2004規格(文献1)およびIEEE802.16e規格(文献2)で規定されている。以降、IEEE802.16−2004規格とIEEE802.16e規格とをまとめてIEEE802.16e規格と呼ぶことにする。
無線通信システムの一種としてマルチホップ無線通信システムがある。マルチホップによる通信はリレーによる通信とも言われる。IEEE802.16j TGにおいては、IEEE802.16e規格を拡張してマルチホップ無線通信を可能とするための検討が行われている。
マルチホップ無線通信システムは、カバレッジ拡大やスループット向上および不感地対策を目的として、無線通信システムの基地局と移動端末局の間に1つまたは複数の中継局を配置したものである。マルチホップ無線通信システムでは、基地局から移動端末局へのパケットは、基地局からいったん中継局へ送信され、その後、中継局から移動端末局へ送信される。同様に、移動端末局から基地局へのパケットは、移動端末局からいったん中継局へ送信され、その後、中継局から基地局へ送信される。
そのため、マルチホップ無線通信システムでは、基地局と直接無線通信が行えないエリアにいる移動端末局の通信が可能となる。マルチホップを用いることによりカバレッジが拡大し、不感地域が減少する。
さらに、中継局が通信経路上に入ることで局間の距離が短くなるために受信電波の品質が改善される。その結果、適応変調において、効率の高い変調方式が選択される等により、スループットが向上する。
ところで、IEEE802.16m TGにおいては、WiMAXをIEEE802.16e規格よりも高速化するための検討が行われている。IEEE802.16e規格からIEEE802.16m規格への変更点には、基地局と移動端末局の間で確立されるコネクションの識別子の変更や、MAC PDU(Media Access Control Protocol Data Unit)の構成の変更、MAC制御メッセージの変更が含まれる。また、IEEE802.16m規格にはマルチホップによる通信の機能も組み込まれつつある。
IEEE802.16e規格では、基地局と移動端末局との間のコネクションを識別するためにCID(Connection Identifier)を用いる。CIDの長さは2オクテットである。1つの基地局と1つの移動端末局の間に複数のコネクションを確立することが可能である。例えば、移動端末局はVoIP(Voice over Internet Protocol)用のコネクションとFTP(File Transfer Protocol)用のコネクションを確立し、各コネクションに対して異なるQoS(Quality of Service)パラメータを設定することが可能である。その場合、基地局は各コネクションに異なるCIDを割り当てる。CIDは、1つの基地局の管理範囲内において一意である。即ち、ある基地局に接続している複数の移動端末局はCIDのアドレス空間を共有する。
一方、IEEE802.16m規格ではSTID(Station Identifier、ステーションID、端末識別子)とFID(Flow Identifier、フローID、フロー識別子)を用いてコネクション(フロー)を識別することが検討されている。
STIDは移動端末局に割り当てられる識別子で12ビットの長さを持つ。FIDは移動端末局内の各コネクションに割り当てられる識別子で4ビットの長さを持つ。STIDは1つの基地局の管理範囲内において一意である。また、FIDは1つの移動端末局内において一意である。即ち、STIDのアドレス空間はある基地局に接続している複数の移動端末局で共有され、FIDのアドレス空間は移動端末局ごとに独立している。
このように、IEEE802.16m規格では、コネクションの識別子を階層化することで、アドレッシングに関するMACオーバヘッドがIEEE802.16e規格と比べて軽減されている。
次に、IEEE802.16e規格とIEEE802.16m規格との間での、MAC PDUのヘッダであるMACヘッダの違いについて説明する。
IEEE802.16e規格においてユーザデータやMAC管理メッセージの通信に用いられる一般MACヘッダ(Generic MAC Header)の構成を図1に示す。HT(Header Type)フィールドはMACヘッダのタイプを示すフラグで、一般MACヘッダの場合0が設定される。IEEE802.16e規格における一般MACヘッダは、制御フラグ、MAC PDU長、CID、HCS(Header Check Sequence)を含み、その長さは6オクテットである。
図2は、IEEE802.16m規格における一般MACヘッダおよび拡張ヘッダの構成を示す図である。図2(A)には、IEEE802.16m規格における一般MACヘッダの構成が示されている。本図を参照すると、IEEE802.16m規格における一般MACヘッダは、FID、制御フラグ、MAC PDU長を含み、その長さは2オクテットである。
このように、IEEE802.16m規格では、一般MACヘッダの内容を簡素化し、かつCIDの代わりにFIDを用いることでIEEE802.16e規格に比べて一般MACヘッダが小さくなっており、MACオーバヘッドが軽減されている。
ところで、IEEE802.16m規格のシステムを展開していくときには、ユーザがIEEE802.16e規格準拠の移動端末局を引き続き利用できるようにすることが好ましい。IEEE802.16m規格においては、IEEE802.16e規格準拠の移動端末局をサポートすることが重要である。
次に、IEEE802.16m規格における、IEEE802.16e規格準拠の移動端末局のサポートについて説明する。
以下、IEEE802.16e規格準拠の移動端末局を16e移動端末局といい、IEEE802.16m規格準拠の移動端末局を16m移動端末局ということにする。また、IEEE802.16m規格準拠の基地局を16m基地局といい、IEEE802.16m規格準拠の中継局を16m中継局ということにする。さらに、IEEE802.16e規格準拠の基地局を16e基地局といい、IEEE802.16e規格およびIEEE802.16j規格準拠の中継局を16e中継局ということにする。
16m基地局および16m中継局には、16e移動端末局に対し、透過的に通信サービスを提供することが求められる。そのために、16m基地局および16m中継局には、16e移動端末局に対して、16e基地局および16e中継局であるかのように振舞うことが求められる。
IEEE802.16m規格においては、16e移動端末局のサポートは、IEEE802.16m規格による通信用無線リソースとIEEE802.16e規格による通信用無線リソースとを多重化することで実現される。下り方向の多重化は、TDM(Time Division Multiplexing)により実現され、上り方向の多重化は、TDMもしくはFDM(Frequency Division Multiplexing)により実現される。
図3に、16m基地局および16m中継局が16e移動端末局をサポートする際に使用するフレーム構成の例を示す。図3は、TDD(Time Division Duplex)モードの場合であり、16m用無線リソースと16e用無線リソースの多重化にTDMを利用した場合を示している。
IEEE802.16m規格における無線フレームは5ミリ秒の長さを持ち、1つの無線フレームは8つのサブフレームに分割される。下り(DL)方向の通信と上り(UL)方向の通信の切り替わり目は切り替えポイント(Switching Point)と呼ばれる。
DL用無線フレームの前半部分(図3におけるIEEE 802.16e DL)はIEEE802.16e規格による下り方向の通信に、後半部分(図3におけるIEEE 802.16m DL)はIEEE802.16m規格による下り方向の通信に使用される。同様に、UL用無線フレームの前半部分(図3におけるIEEE 802.16e UL)はIEEE802.16e規格による上り方向の通信に、後半部分(図3におけるIEEE 802.16m UL)はIEEE802.16m規格による上り方向の通信に使用される。
また、IEEE802.16m規格において、16e用無線リソース領域はLZoneと呼ばれ、16m用無線リソース領域はMZoneと呼ばれる。
16m基地局は、MZoneを用いて16m中継局および16m移動端末局と通信し、LZoneを用いて16e中継局および16e移動端末局と通信する。16m中継局は、MZoneを用いて16m中継局および16m移動端末局と通信し、LZoneを用いて16e移動端末局と通信する。
(文献)
文献1: IEEE Standard 802.16−2004,“IEEE Standard for Local and Metropolitan Area Networks−Part16: Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems”
文献2: IEEE Std 802.16e−2005,“Amendment to IEEE Standard for Local and Metropolitan Area Networks−Part16: Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems−Physical and Medium Access Control Layers for Combined Fixed and Mobile Operation in Licensed Bands”
文献1: IEEE Standard 802.16−2004,“IEEE Standard for Local and Metropolitan Area Networks−Part16: Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems”
文献2: IEEE Std 802.16e−2005,“Amendment to IEEE Standard for Local and Metropolitan Area Networks−Part16: Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems−Physical and Medium Access Control Layers for Combined Fixed and Mobile Operation in Licensed Bands”
16m中継局に16e移動端末局が接続し、LZoneにおいて通信を行う場合、当該16e移動端末局が送受信するMAC PDUおよび当該16e移動端末局に関するMAC制御メッセージの16m中継局と16m基地局との間の通信には、LZoneではなくMZoneを使用することが望ましい。なぜなら、IEEE802.16e規格よりもIEEE802.16m規格の方が、より高速かつ効率的に無線通信を行うことが可能であるためである。この高速化や効率化は、PHY(Physical)層においてはより高度なMIMO(Multiple Input Multiple Output)技術やAAS(Adaptive Antenna System)技術により実現され、MAC層においてはCIDからSTIDおよびFIDへの変更を含むMAC最適化により実現される。
しかし現状では、前述のとおりIEEE802.16m規格とIEEE802.16e規格とではMAC PDUの構成やMAC制御メッセージの形式が異なり、コネクションの識別子も異なるため、16e移動端末局に関するMAC PDUおよびMAC制御メッセージを、16m基地局と16m中継局の間でMZoneを用いて通信することができない。また、3ホップ以上のマルチホップ通信において16m中継局同士の間で行われる通信についても同様のことが言える。
以上説明したように、IEEE802.16m規格のようなマルチホップ無線通信が可能な無線通信方式の無線通信システムにおいて、その無線通信方式と互換性の無いIEEE802.16e規格のような無線通信方式の移動端末局をサポートする際に、効率よくマルチホップ無線通信を実現する方法が確立されていない。
本発明の目的は、互換性がない無線通信方式のマルチホップ通信を効率よく実現する技術を提供することである。
上記目的を達成するために、本発明の通信方法は、第1の通信方式による端末局装置の通信を第2の通信方式による無線通信システムによってマルチホップで転送するための通信方法であって、
前記端末局装置のコネクションを設定するとき、該コネクションに対して、前記第1の通信方式による第1の識別子と、前記第2の通信方式による第2の識別子の両方を付与し、
前記コネクションの通信において、前記無線通信システムと前記端末局装置の間の区間では前記第1の識別子を用い、該無線通信システム内の通信装置同士の区間では前記第2の識別子を用いるものである。
前記端末局装置のコネクションを設定するとき、該コネクションに対して、前記第1の通信方式による第1の識別子と、前記第2の通信方式による第2の識別子の両方を付与し、
前記コネクションの通信において、前記無線通信システムと前記端末局装置の間の区間では前記第1の識別子を用い、該無線通信システム内の通信装置同士の区間では前記第2の識別子を用いるものである。
本発明の無線通信システムは、第1の通信方式による端末局装置と通信を行うことが可能な、第2の通信方式を用いた無線通信システムであって、
中継局装置経由で自装置と前記端末局装置との間にコネクションを設定するとき、該コネクションに対して、前記第1の通信方式による第1の識別子と、前記第2の通信方式による第2の識別子の両方を付与し、前記コネクションにおける前記中継局装置との通信に前記第2の識別子を用いる基地局装置と、
前記基地局装置と前記端末局装置の間で前記コネクションを中継し、該コネクションの中継において、前記基地局装置との通信に前記第2の識別子を用い、前記端末局装置との通信に前記第1の識別子を用いる中継局装置と、を有している。
中継局装置経由で自装置と前記端末局装置との間にコネクションを設定するとき、該コネクションに対して、前記第1の通信方式による第1の識別子と、前記第2の通信方式による第2の識別子の両方を付与し、前記コネクションにおける前記中継局装置との通信に前記第2の識別子を用いる基地局装置と、
前記基地局装置と前記端末局装置の間で前記コネクションを中継し、該コネクションの中継において、前記基地局装置との通信に前記第2の識別子を用い、前記端末局装置との通信に前記第1の識別子を用いる中継局装置と、を有している。
また、本発明の基地局装置は、第1の通信方式による端末局装置とマルチホップ通信を行うことが可能な、第2の通信方式を用いた無線通信システムにおいて、中継局装置と共に用いられる基地局装置であって、
前記中継局装置経由で自装置と前記端末局装置の間にコネクションを設定するとき、該コネクションに対して、前記第1の通信方式による第1の識別子と、前記第2の通信方式による第2の識別子の両方を付与する識別子管理手段と、
前記コネクションに付与された前記第1の識別子と前記第2の識別子とを前記識別子管理手段を利用して相互変換することにより、前記中継局装置との間では該第2の識別子を用いて、該コネクションの通信を行うデータ転送手段と、
を有している。
前記中継局装置経由で自装置と前記端末局装置の間にコネクションを設定するとき、該コネクションに対して、前記第1の通信方式による第1の識別子と、前記第2の通信方式による第2の識別子の両方を付与する識別子管理手段と、
前記コネクションに付与された前記第1の識別子と前記第2の識別子とを前記識別子管理手段を利用して相互変換することにより、前記中継局装置との間では該第2の識別子を用いて、該コネクションの通信を行うデータ転送手段と、
を有している。
本発明の中継局装置は、第1の通信方式による端末局装置とマルチホップ通信を行うことが可能な、第2の通信方式を用いた無線通信システムにおいて、該無線通信システムの他通信装置と前記端末局装置の間に用いられる中継局装置であって、
前記端末局装置に設定されたコネクションに付与された、前記第1の通信方式による第1の識別子と、前記第2の通信方式による第2の識別子とを管理する識別子管理手段と、
前記コネクションに付与された前記第1の識別子と前記第2の識別子を前記識別子管理手段を利用して相互変換することにより、前記他通信装置との間では該第2の識別子を用い、前記端末局装置との間では前記第1の識別子を用いて、該コネクションの通信を中継するデータ転送手段と、
を有している。
前記端末局装置に設定されたコネクションに付与された、前記第1の通信方式による第1の識別子と、前記第2の通信方式による第2の識別子とを管理する識別子管理手段と、
前記コネクションに付与された前記第1の識別子と前記第2の識別子を前記識別子管理手段を利用して相互変換することにより、前記他通信装置との間では該第2の識別子を用い、前記端末局装置との間では前記第1の識別子を用いて、該コネクションの通信を中継するデータ転送手段と、
を有している。
本発明の実施形態としては基地局と移動端末局の間に中継局を配置してマルチホップ通信を行うIEEE802.16m規格に基づくWiMAXシステムが例示される。
まず、本発明の各実施形態に共通する構成および動作の概要について説明する。
本発明の実施形態としては、IEEE802.16m規格(第2の通信方式)に基づく基地局とIEEE802.16e規格(第1の通信方式)の移動端末局の間に、IEEE802.16m規格に基づく中継局を配置してマルチホップ通信を行うWiMAXシステムが例示される。基地局と中継局を含むWiMAXシステムは基本的にはIEEE802.16m規格のシステムであるが、本発明によるマルチホップ通信を行うための機能を基地局および中継局に備えている。
本システムでは、16e移動端末局と基地局との間に設定されるコネクションに対し、IEEE802.16e規格におけるCID(第1の識別子)のみでなくIEEE802.16m規格におけるコネクション識別子(第2の識別子)をも当該コネクションの識別子として割り当てる。この第2の識別子はSTID(第3の識別子)およびFID(第4の識別子)を含むものである。
また、本システムでは、基地局および中継局は、あるコネクションに割り当てたSTIDおよびFIDと、そのコネクションに割り当てたCIDとの相互変換を行う。
また、移動端末局が送受信する16e MAC PDUのデータを、システム内で16m MAC PDUによって転送するために、基地局および中継局は16e MAC PDUと16m MAC PDUとの相互変換を行う。そして、中継局は16e移動端末局との通信に16e MAC PDUを用いる。基地局および中継局は、16e移動端末局が送受信するデータの、基地局と中継局の間でのMZoneを利用した中継に、16m MAC PDUを用いる。その際、基地局および中継局は、16m MAC PDUが属するコネクションの識別に、16e移動端末局に対してCIDと共に割り当てたSTIDおよびFIDを用いる。
また、本システムでは、基地局および中継局は、基地局と中継局の間における、16e移動端末局に関するMAC制御メッセージの通信にIEEE802.16m規格によるMAC制御メッセージを使用する。その際、16e移動端末局自体の識別や16e移動端末局が確立したコネクションの識別には、16e移動端末局に割り当てたSTIDおよびFIDを用いる。
以上説明した技術を実際のWiMAXシステムに適用しようとした場合、様々な実施形態を採用することができる。以下、その中のいくつかの実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
(第1の実施形態)
まず、本発明の実施形態の概略の構成および動作について説明する。
まず、本発明の実施形態の概略の構成および動作について説明する。
図4は、第1の実施形態によるマルチホップ無線通信システムの構成を示すブロック図である。図4を参照すると、マルチホップ無線通信システムは、基地局100と中継局200と有し、移動端末局300と接続する。基地局100と中継局200は無線通信回線1を介して接続されている。中継局200と移動端末局300もまた無線通信回線1を介して接続されている。
基地局100と移動端末局300は、中継局200を経由するマルチホップ無線通信を行う。即ち、基地局100から移動端末局300へのパケットは、まず基地局100から中継局200へ送信され、その後、中継局200から移動端末局300へ送信される。同様に、移動端末局300から基地局100へのパケットは、まず移動端末局300から中継局200へ送信され、その後、中継局200から基地局100へ送信される。
移動端末局300は、IEEE802.16e規格準拠の移動端末局である。一方、基地局100および中継局200を含む無線通信システムは、基本的には、IEEE802.16m規格のシステムである。上述したようにIEEE802.16e規格とIEEE802.16mとではコネクションを識別するための識別子の体系が異なる。IEEE802.16e規格では、コネクションを識別するためにCIDが用いられる。一方、IEEE802.16m規格ではSTIDとFIDが用いられる。
基地局100は、中継局200経由で移動端末局300との間にコネクションを設定するが、そのとき、そのコネクションに対して、IEEE802.16e規格によるCIDと、IEEE802.16m規格によるSTIDおよびFIDとの両方を付与する。例えば、基地局100は、まず、STIDおよびFIDを決定し、次にSTIDとFIDを合成することによりCIDを生成することにしてもよい。そして、基地局100は、そのコネクションにおける中継局200との通信に第2の識別子を用いる。第1の実施形態によるマルチホップ無線通信システムにおける第2の識別子は、STIDとFIDの組である。
中継局200は、基地局100と移動端末局300の間でコネクションを中継し、そのコネクションの中継において、基地局100との通信にSTIDおよびFIDを用い、移動端末局300との通信にCIDを用いる。
例えば、上り方向では、移動端末局300と直接通信する中継局200は、移動端末局300から受信したデータユニットに含まれているCIDをSTIDおよびFIDに変換し、そのSTIDに基づいてデータユニットの送信先を決定し、FIDをデータユニットに付与し、STIDとデータユニットとを送信先に送信することにすればよい。
また、下り方向では、移動端末局300と直接通信する中継局200は、基地局100あるいは他の中継局200のような上流側の通信装置から、移動端末局300へ送信すべきデータユニットとそのデータユニットに関するSTIDとを受信すると、STIDに基づいてデータユニットの送信先を決定すればよい。さらに、中継局200は、STIDおよびデータユニットに付与されているFIDをCIDに変換し、CIDをデータユニットに付与し、データユニットを該送信先に送信すればよい。
この構成によれば、IEEE802.16m規格の通信システムにおいて、IEEE802.16e規格準拠の移動端末局300のコネクションに対してCIDと共にSTIDおよびFIDを割り当て、IEEE802.16m規格の通信システム内ではSTIDおよびFIDを用いるので、IEEE802.16e規格の移動端末局300の通信をMZoneに収容することができ、効率良くマルチホップ通信を行うことができる。
以下、本実施形態について詳細に説明する。
図5は、基地局100の構成を示すブロック図である。基地局100は、上位レイヤ処理部105と、無線MAC処理部101と、無線IF部102と、識別子管理部103と、MAC PDU変換部104と、MAC制御メッセージ処理部106と、を具備している。
上位レイヤ処理部105は、本マルチホップ無線通信システムを用いた上位レイヤ通信のプロトコル処理を行う。上位レイヤ通信プロトコルの例としては、IP(Internet Protocol)が挙げられる。
無線MAC処理部101は、IEEE802.16m規格およびIEEE802.16e規格で規定される基地局のMAC層の処理を行う。無線MAC処理部101が行うMAC処理には、スケジューリング、上位レイヤパケットからMAC PDUへの変換およびその逆変換、コネクション管理、QoS制御、経路制御、ネットワークエントリ処理、再送制御、送信キュー管理等が含まれる。
無線MAC処理部101は、中継局200へのSTIDおよびFIDの割り当てが必要なとき、識別子管理部103に対しSTIDおよびFIDの割り当てを要求する。
無線MAC処理部101は、移動端末局300へのCIDの割り当てが必要なとき、識別子管理部103に対しCIDの割り当てを要求する。
無線MAC処理部101は、STIDおよびFIDとCIDとの変換が必要なとき、識別子管理部103に対し、STIDおよびFIDとCIDとの変換を要求する。例えば、無線MAC処理部101は識別子管理部103に対し、STIDとFIDの組をCIDに変換することを要求する。あるいは、無線MAC処理部101は識別子管理部103に対し、CIDをSTIDとFIDの組に変換することを要求する。
無線MAC処理部101は、移動端末局300宛のMAC PDUを中継局200を介して送信する際、もしくは無線IF部102を介して中継局200から移動端末局300が送信したMAC PDUを受信した際、MAC PDU変換部104に対し当該MAC PDUの変換を要求する。
識別子管理部103は、STID、FID、およびCIDの管理および相互変換を行う。例えば、識別子管理部103は、STICとFIDの組と、その組に対応するCIDとの関係を予め認識しており、STIDとFIDの組をCIDに変換したり、CIDをSTIDとFIDの組に変換したりする。その詳細については後述する。
MAC PDU変換部104は、IEEE802.16m規格におけるMAC PDU(以降、16m MAC PDUと呼称)とIEEE802.16e規格におけるMAC PDU(以降、16e MAC PDUと呼称)の相互変換を行う。その詳細については後述する。
MAC制御メッセージ処理部106は、移動端末局300が中継局200を介して基地局100に接続しマルチホップ通信を行うために必要なMAC制御情報を含むMAC制御メッセージを処理する。その詳細については後述する。
無線IF部102は、IEEE802.16m規格およびIEEE802.16e規格で規定される基地局のPHY層の処理を行う。無線IF部102は、無線通信回線1を介して中継局200と接続され、中継局200と無線通信を行う。
図6は、中継局200の構成を示すブロック図である。中継局200は、無線MAC処理部201と、無線IF部202と、識別子管理部203と、MAC PDU変換部204と、MAC制御メッセージ処理部205と、を具備している。
無線MAC処理部201は、IEEE802.16m規格およびIEEE802.16e規格で規定される中継局のMAC層の処理を行う。無線MAC処理部201が行うMAC処理には、スケジューリング、QoS制御、経路制御、ネットワークエントリ処理、再送制御等が含まれる。
無線MAC処理部201は、STIDおよびFIDとCIDとの変換が必要なとき、識別子管理部203に対しSTIDおよびFIDとCIDとの変換を要求する。
無線MAC処理部201は、移動端末局300宛のMAC PDUを無線IF部202を介して基地局100から受信した際、もしくは無線IF部202を介して移動端末局300が送信したMAC PDUを受信した際、MAC PDU変換部204に対し当該MAC PDUの変換を要求する。
識別子管理部203は、STID、FID、およびCIDの相互変換を行う。その詳細については後述する。
MAC PDU変換部204は、16m MAC PDUと16e MAC PDUの相互変換を行う。その詳細については後述する。
MAC制御メッセージ処理部205は、移動端末局300が中継局200を介して基地局100に接続しマルチホップ通信を行うため必要なMAC制御情報を含むMAC制御メッセージを生成する。その詳細については後述する。
無線IF部202は、IEEE802.16m規格およびIEEE802.16e規格で規定される中継局のPHY層の処理を行う。無線IF部202は、無線通信回線1を介して基地局100および移動端末局300と接続され、基地局100および移動端末局300と無線通信を行う。
次に、第1の実施形態によるマルチホップ無線通信システムにおける、基地局100の識別子管理部103によるSTID、FID、およびCIDの管理について説明する。
識別子管理部103は、第1の実施形態によるマルチホップ無線通信システムで使用されているSTIDおよびFIDの値をID管理テーブルに保持する。STIDは移動端末局300の他に中継局200にも付与されるが、移動端末局300に関連するSTIDに関しては、さらに基本STIDおよびCIDの値も保持する。基本STIDとは、当該コネクションを確立した移動端末局の基本CIDに対応するSTIDである。
新たにこれらのIDの割り当てが必要となった場合、識別子管理部103はID管理テーブルを参照して重複が発生しないようなIDを選択して割り当てを行い、ID管理テーブルに追加する。
移動端末局300へCIDを割り当てることが必要となった場合、識別子管理部103はまず移動端末局300へSTIDおよびFIDを割り当て、それらのIDを基に後述する方法によりCIDを生成し、それを移動端末局300に割り当てる。
識別子管理部103は、12ビットあるSTIDのアドレス空間の一部(例えば10ビット分)を16e移動端末局の専用として利用する。以後、16e移動端末局専用のSTIDのアドレス空間を16e移動端末局専用STIDアドレス空間と呼ぶ。移動端末局300に割り当てられるSTIDは16e移動端末局専用STIDアドレス空間内から選択される。
識別子管理部103は、割り当てるCIDが基本CID(Basic CID)の場合にはFIDとして0を、割り当てるCIDが第1管理CID(Primary Management CID)の場合にはFIDとして1を選択する。この理由については後述する。
第1の実施形態によるマルチホップ無線通信システムにおける、基地局100の識別子管理部103によるSTIDおよびFIDとCIDとの相互変換の処理と、中継局200の識別子管理部203によるSTIDおよびFIDとCIDとの相互変換の処理は基本的に同じである。以下、この相互変換の処理について説明する。
上述のとおり、16e移動端末局に割り当てられるSTIDは16e移動端末局専用STIDアドレス空間内から選択される。16e移動端末局に割り当てられたSTIDから16e移動端末局専用STIDアドレス空間内の最小のSTIDの値を引いたものを16e相対STIDと呼ぶこととする。また、16e移動端末局専用STIDアドレス空間内の最小のSTIDの値を16e相対STIDオフセットと呼ぶこととする。
STIDおよびFIDをCIDへ変換する処理について図7を用いて説明する。ここでは、16e移動端末局専用STIDアドレス空間は0x400〜0x7FF(10ビット分)であるとし、変換対象のSTIDは0x430でありFIDは4であるとする。この場合、16e相対STIDオフセットは0x400である。
まず、STIDから16e相対STIDを求める。この例の場合、STIDの最上位2ビットを0とすることで16e相対STIDを計算することができる。そして、FIDに2のX乗を掛けたもの(Xビット左論理シフト)と16e相対STIDを加算したものをCIDとする。この例の場合、CIDは0x1030となる。
このとき、Xは2のX乗が16e移動端末局専用STIDアドレス空間のサイズ以上となる整数のうち最小のものである。この例の場合、Xは10である。以降、そのようなXのことを16e相対STIDサイズと呼称する。
次に、CIDをSTIDおよびFIDへ変換する処理について図8を用いて説明する。ここでは、16e移動端末局専用STIDアドレス空間は0x400〜0x7FF(10ビット分)であるとし、CIDは0x1030であるとする。まず、CIDの下位Xビットを取り出す。その値は16e相対STIDであるため、当該16e相対STIDからSTIDを計算する。この例の場合、16e相対STIDに0x400を加算することで計算できる。次に、CIDに対しXビット右論理シフト演算を施す。その値がFIDである。
次に、識別子管理部103が移動端末局300にCIDを割り当てる際、基本CIDに対してはFIDとして0を、第1管理CIDに対してはFIDとして1を選択する理由について説明する。
IEEE802.16e規格は、16ビットあるCIDのアドレス空間の使用方法を規定している。その一部を図9に示す。図9中のmはWiMAXシステム内で定義される定数であり、単一の基地局が収容可能な移動端末局の最大数である。1つの移動端末局には必ず1つの基本CIDと1つの第1管理CIDが割り当てられる。トランスポートCIDおよび第2管理CIDについては、必要に応じて1つまたは複数のCIDが移動端末局に割り当てられる。
基地局100は、図9で示されるCID割り当てルールを守る必要がある。mを16e移動端末局専用STIDアドレス空間のサイズとし、基本CIDに対してはFIDとして0を、第1管理CIDに対してはFIDとして1を割り当てる。そして、基地局100は、上記方法によりSTIDおよびFIDとCIDの相互変換を行う。それにより、図9で示されるCID割り当てルールを満たすことが可能となる。
第1の実施形態によるマルチホップ無線通信システムにおける、基地局100のMAC PDU変換部104による16m MAC PDUと16e MAC PDUの相互変換と、中継局200のMAC PDU変換部204による16m MAC PDUと16e MAC PDUの相互変換とは基本的に同じである。以下、その相互変換の処理について説明する。
まず、16e MAC PDUに構成について説明する。16e MAC PDUはMACヘッダとそれに続くMACペイロードおよびCRC(Cyclic Redundancy Check)から構成される。このMACヘッダには、一般MACヘッダ(Generic MAC Header)と、ペイロード無しMACヘッダ(MAC Header without peyload)の2種類ある。ペイロード無しMACヘッダを、以降、MACシグナリングヘッダと呼称する。MACシグナリングヘッダは上り方向にのみ使用され、常にMACヘッダのみでMAC PDUを構成する。
MACヘッダの最初の1ビットはHT(Headet Type)フィールドであり、HTフィールドが0の場合は当該MACヘッダが一般MACヘッダであり、1の場合は当該MACヘッダがMACシグナリングヘッダであることを示す。
IEEE802.16e規格における一般MACヘッダの構成が図1に示されており、一般MACヘッダの各フィールドの意味が図10および図11に示されている。図1中の各フィールド名の後に記載されている括弧内の数字は当該フィールドのビット長を表す。
一般MACヘッダとMACペイロードの間には、TypeフィールドやESFフィールドによって指し示されるサブヘッダや拡張サブヘッダが挿入される。
IEEE802.16e規格におけるMACシグナリングヘッダにはタイプ1とタイプ2の2種類が存在する。その区別はMACヘッダの第2ビットで行われる。MACヘッダの第2ビットが0の場合には当該MACヘッダはMACシグナリングヘッダタイプ1であり、1の場合にはMACシグナリングヘッダタイプ2である。
MACシグナリングヘッダタイプ2は、上り方向のフィードバック情報の通知に使用される。第1の実施形態によるマルチホップ無線通信システムにおける当該MACヘッダの使用方法はIEEE802.16e規格に規定された通りである。
IEEE802.16e規格におけるMACシグナリングヘッダタイプ1の構成を図12に示す。図12中の各フィールド名の後に記載された括弧内の数字は当該フィールドのビット長を表す。ECフィールドの値は、MACシグナリングヘッダタイプ1の場合には0である。HTフィールド、CIDフィールド、HCSフィールドの意味は一般MACヘッダと同様である。Typeフィールドは、MACシグナリングヘッダタイプ1の種別を示す。MACシグナリングヘッダタイプ1の種別としては、帯域要求やPHYチャネル報告等がある。Header Contentフィールドは、MACシグナリングヘッダタイプ1の種別に応じた情報が格納される。例えば、帯域要求の場合には、移動端末局が要求する帯域の大きさ(バイト単位)が格納される。
次に、IEEE802.16m規格におけるMAC PDUの構成について説明する。IEEE802.16m規格におけるMAC PDUはMACヘッダとそれに続くMACペイロードから構成される。MACヘッダの一種として一般MACヘッダ(Generic MAC Header)が検討されている。また、一般MACヘッダに対する拡張ヘッダ(Extended Header)も検討されている。
IEEE802.16m規格における一般MACヘッダおよび拡張ヘッダの構成を図2に、各フィールドの意味を図13に示す。なお、図2に示すヘッダ構成は、2009年5月現在のものである。また、拡張ヘッダの第1オクテットのLastフィールドおよびTypeフィールド以外の領域の用途は、2009年5月現在において規定されていない。
IEEE802.16e規格およびIEEE802.16m規格において、同一もしくは酷似した名称のMACヘッダが定義されており混乱を招きやすいため、以降ではMACヘッダの名称の前に16eもしくは16mを付加し区別を行う。例えば、IEEE802.16e規格における一般MACヘッダは16e一般MACヘッダと、IEEE802.16m規格における一般MACヘッダは16m一般MACヘッダと呼称する。
第1の実施形態によるマルチホップ無線通信システムにおいて、基地局100のMAC PDU変換部104および中継局200のMAC PDU変換部204が、16m MAC PDUと16e MAC PDUの相互変換のために使用する16m拡張ヘッダを図14に示す。以降、当該16m拡張ヘッダを16e互換拡張ヘッダと呼称する。
第1の実施形態によるマルチホップ無線通信システムでは、16e互換拡張ヘッダタイプ1と16e互換拡張ヘッダタイプ2の2種類の16e互換拡張ヘッダが定義される。16e互換拡張ヘッダタイプ1のECフィールド、ESFフィールド、CIフィールド、およびEKSフィールドの意味は、16e一般MACヘッダ内の同名フィールドの意味と同一である。同様に、16e互換拡張ヘッダタイプ1のType #0―4フィールドの意味は、16e一般MACヘッダ内のTypeフィールドの下位0ビット目から4ビット目と同一である。16e互換拡張ヘッダタイプ2のSignaling TypeフィールドおよびHeader Contentsフィールドの意味は、16e MACシグナリングヘッダタイプ1のTypeフィールドおよびHeader Contentsフィールドの意味と同様である。
16e互換拡張ヘッダタイプ2のRsvフィールドは未使用の領域である。以降、一例として、16e互換拡張ヘッダタイプ1およびタイプ2は、16m拡張ヘッダ種別の値としてそれぞれ0x1Eおよび0x1Fをそれぞれ使用することとする。
第1の実施形態によるマルチホップ無線通信システムにおいて、基地局100のMAC PDU変換部104および中継局200のMAC PDU変換部204は、16e一般MACヘッダを含む16e MAC PDUを16m MAC PDUへ変換する場合、16e MAC PDUの16e一般MACヘッダの部分を16m一般MACヘッダおよび16e互換拡張ヘッダタイプ1へ変換する。MAC PDU変換部104およびMAC PDU変換部204は、16e MACシグナリングヘッダタイプ1を含む16e MAC PDUを16m MAC PDUへ変換する場合、16e MAC PDUの16e MACシグナリングヘッダタイプ1の部分を16m一般MACヘッダおよび16e互換拡張ヘッダタイプ2へ変換する。また、MAC PDU変換部104およびMAC PDU変換部204は、16e互換拡張ヘッダタイプ1を含む16m MAC PDUを16e MAC PDUへ変換する場合、16m MAC PDUの16m一般MACヘッダおよび16e互換拡張ヘッダタイプ1の部分を16e一般MACヘッダへ変換する。MAC PDU変換部104およびMAC PDU変換部204は、16e互換拡張ヘッダタイプ2を含む16m MAC PDUを16e MAC PDUへ変換する場合、16m MAC PDUの16m一般MACヘッダおよび16e互換拡張ヘッダタイプ2を16e MACシグナリングヘッダタイプ1へ変換する。なお、16e一般MACヘッダのTypeフィールドの最上位ビットは16m MAC PDUへの変換の際16m MAC PDU内に格納されない。これは、当該ビットはIEEE802.16−2004規格で規定されるメッシュネットワーク通信に特有の情報であり、IEEE802.16e規格では使用されないためである。
第1の実施形態によるマルチホップ無線通信システムにおいて、基地局100のMAC PDU変換部104および中継局200のMAC PDU変換部204が16m MAC PDUへの変換の対象とする16e MAC PDUは、16e一般MACヘッダもしくは16e MACシグナリングヘッダタイプ1を含むもののみである。
次に、第1の実施形態によるマルチホップ無線通信システムにおける、基地局100のMAC制御メッセージ処理部106および中継局200のMAC制御メッセージ処理部205による、移動端末局300が中継局200を介して基地局100に接続しマルチホップ通信を行うために必要なMAC制御情報を含むMAC制御メッセージの処理について説明する。
中継局200は、移動端末局300宛のまたは移動端末局300が送信した16e MAC PDUを中継するだけでなく、移動端末局300が中継局200を介して基地局100に接続しマルチホップ通信を行うためのMAC制御情報(移動端末局300に関するMAC制御情報)を含むMAC制御メッセージ(移動端末局300に関するMAC制御メッセージ)を自ら生成し基地局100に送信する。そのようなMAC制御メッセージの一例としては、中継局200が測定した中継局200と移動端末局300の間の無線チャネル品質情報の基地局100への報告が挙げられる。なお、IEEE802.16m規格では、16m中継局に16m移動端末局が接続した場合に使用される当該16m移動端末局に関するMAC制御メッセージ(16m MAC制御メッセージ)が定義される。
第1の実施形態によるマルチホップ無線通信システムは、中継局200がIEEE802.16e規格準拠である移動端末局300に関するMAC制御メッセージを基地局100に送信する際、16m MAC制御メッセージを使用する。中継局200のMAC制御メッセージ処理部205は、移動端末局300に関するMAC制御情報を含む16m MAC制御メッセージを生成する。基地局100のMAC制御メッセージ処理部106は、移動端末局300に関するMAC制御情報を含む16m MAC制御メッセージを処理する。
次に、第1の実施形態によるマルチホップ無線通信システムの動作について詳細に説明する。ここでは以下の動作についてそれぞれ説明する。
・ STIDおよびFIDとCIDとの相互変換
・ STID、FID、CIDの割り当て処理
・ 基地局100から移動端末局300へのダウンリンクデータ送信
・ 移動端末局300から基地局100へのアップリンクデータ送信
・ 中継局200から基地局100への移動端末局300に関する制御メッセージの送信
(STIDおよびFIDとCIDとの相互変換)
第1の実施形態によるマルチホップ無線通信システムにおいて、基地局100の識別子管理部103および中継局200の識別子管理部203がSTIDおよびFIDとCIDとの相互変換を行う際の動作について、図15および図16を参照して説明する。基地局100の識別子管理部103の動作と、中継局200の識別子管理部203の動作は同じものなので、ここでは、基地局100の識別子管理部103を例として説明する。
・ STIDおよびFIDとCIDとの相互変換
・ STID、FID、CIDの割り当て処理
・ 基地局100から移動端末局300へのダウンリンクデータ送信
・ 移動端末局300から基地局100へのアップリンクデータ送信
・ 中継局200から基地局100への移動端末局300に関する制御メッセージの送信
(STIDおよびFIDとCIDとの相互変換)
第1の実施形態によるマルチホップ無線通信システムにおいて、基地局100の識別子管理部103および中継局200の識別子管理部203がSTIDおよびFIDとCIDとの相互変換を行う際の動作について、図15および図16を参照して説明する。基地局100の識別子管理部103の動作と、中継局200の識別子管理部203の動作は同じものなので、ここでは、基地局100の識別子管理部103を例として説明する。
まず、識別子管理部103が、STIDおよびFIDからCIDへ変換する際の動作について図15を参照して説明する。なお、識別子管理部103は、変換要求元から変換対象のSTIDおよびFIDを受け取る。
識別子管理部103は、変換対象のSTIDから16e相対STIDオフセットを減算し、16e相対STIDを算出する(ステップS101)。
その後、識別子管理部103は、変換対象のFIDを16e相対STIDサイズ分左論理シフトした値とステップS101で算出した16e相対STIDを加算し、変換後のCIDを生成する(ステップS102)。
次に、識別子管理部103がCIDからSTIDおよびFIDへ変換する際の動作について図16を参照して説明する。なお、識別子管理部103は、変換要求元から変換対象のCIDを受け取る。
識別子管理部103は、変換対象のCIDから16e相対STIDサイズ分の下位ビットを取り出し、16e相対STIDを算出する(ステップS111)。
その後、識別子管理部103は、ステップS111で算出した16e相対STIDに16e相対STIDオフセットを加算し、変換後のSTIDを算出する(ステップS112)。
さらに、識別子管理部103は、変換対象のCIDに対し16e相対STIDサイズ分右論理シフト演算を施し、変換後のFIDを算出する(ステップS113)。
(STID、FID、CIDの割り当て処理)
第1の実施形態によるマルチホップ無線通信システムにおいて、基地局100の識別子管理部103がSTID、FID、CIDの割り当てを行う際の動作について、図17および図18を参照して説明する。
第1の実施形態によるマルチホップ無線通信システムにおいて、基地局100の識別子管理部103がSTID、FID、CIDの割り当てを行う際の動作について、図17および図18を参照して説明する。
まず、識別子管理部103が中継局200にSTIDおよびFIDを割り当てる際の動作について図17を参照して説明する。中継局200へのSTIDおよびFIDの割り当ては、中継局200が基地局100に接続する際や、基地局100との間に新しいコネクションを確立する際に、基地局100の無線MAC処理部101による要求によって行われる。なお、識別子管理部103は、コネクションを確立しようとしている局に既にSTIDが割り当てられている場合、要求元から当該STIDを受け取る。
識別子管理部103は、STIDの割り当てが必要かどうか確認する(ステップS121)。これは、要求元からSTIDを受け取ったかどうかで判断する。
STIDの割り当てが必要な場合、識別子管理部103はID管理テーブルを参照し、未使用のSTIDを16e移動端末局専用STIDアドレス空間以外から選択する(ステップS122)。
次に、識別子管理部103はID管理テーブルを参照し、未使用のFIDを1つ選択する(ステップS123)。
その後、識別子管理部103は選択したもしくは要求元から受け取ったSTIDと選択したFIDからなるエントリをID管理テーブルに追加する(ステップS124)。
次に、識別子管理部103が移動端末局300にSTID、FIDおよびCIDを割り当てる際の動作について図18を参照して説明する。移動端末局300へのこれらのIDの割り当ては、移動端末局300が中継局200を介して基地局100に接続する際や、基地局100との間に新しいコネクションを確立する際に、基地局100の無線MAC処理部101による要求によって行われる。なお、識別子管理部103は、要求されるCIDの種別と、コネクションを確立しようとしている局に既に基本CIDが割り当てられている場合には当該基本CIDに対応するSTID(基本STID)とを、要求元から受け取る。
識別子管理部103が割り当ておよび管理を行うCIDの種別は、基本CID、第1管理CID、第2管理CID、およびトランスポートCIDのみである。その他の種別のCIDは、IEEE802.16e規格に則り、基地局100の無線MAC処理部101が割り当ておよび管理を行う。
識別子管理部103は、要求されたCIDの種別が基本CIDかどうか確認する(ステップS131)。
要求されたCIDの種別が基本CIDであった場合、識別子管理部103はID管理テーブルを参照し、未使用のSTIDを16e移動端末局専用STIDアドレス空間内から1つ選択する(ステップS132)。選択されたSTIDはCIDを必要とする局の基本STIDとなる。
その後、識別子管理部103はFIDとして0を選択する(ステップS133)。
ステップS131において要求されたCIDの種別が基本CIDでなかった場合、識別子管理部103は要求されたCIDの種別が第1管理CIDかどうか確認する(ステップS134)。
要求されたCIDの種別が第1管理CIDであった場合、識別子管理部103はFIDとして1を選択する(ステップS135)。
ステップS134において要求されたCIDの種別が第1管理CIDでなかった場合、識別子管理部103はID管理テーブルを参照し、CIDを必要としている局に未使用のFIDがあるかどうか確認する(ステップS136)。その際、未使用のFIDが有るか無いかの確認は、CIDを必要としている局の基本STIDに対してのみでなく、CIDを必要としている局に割り当てられている全てのSTIDに対して行う。
未使用のFIDが存在する場合、識別子管理部103は未使用のFIDの中から1つのFIDを選択する(ステップS137)。その際、FIDとして0および1以外の値を選択する。
ステップS136において未使用のFIDが存在しない場合、識別子管理部103はID管理テーブルを参照し、未使用のSTIDを16e移動端末局専用STIDアドレス空間内から1つ選択する(ステップS138)。
その後、識別子管理部103は、ステップS138で選択したSTIDに対応する使用のFIDの中から1つFIDを選択する(ステップS139)。その際、FIDとして0および1以外の値を選択する。
識別子管理部103は、選択したもしくは要求元から受け取ったSTIDおよびFIDをCIDへ変換する(ステップS140)。
その後、識別子管理部103は選択したもしくは要求元から受け取ったSTIDと、選択したFIDと、STIDに対応する基本STIDと、生成したCIDとからなるエントリをID管理テーブルに追加する(ステップS141)。
図19に、識別子管理部103が保持するID管理テーブルの例を示す。この例では、中継局200にSTIDとして0x020が割り当てられ、FIDとして0および1が割り当てられている。また、この例では、移動端末局300は基地局100に接続した際に基本CIDと第1管理CIDが割り当てられた後、トランスポートCIDを15個要求した場合を示している。移動端末局300への基本CIDの割り当てにより番号3のエントリが追加され、第1管理CIDの割り当てにより番号4のエントリがID管理テーブルに追加される。
移動端末局300が15番目のトランスポートCIDを要求する段階において、移動端末局300に割り当てられたSTID 0x430に対するFIDは全て使用済みとなっている。そのため、識別子管理部103はステップS138の処理により新たにSTID 0x431を移動端末局300に割り当て、さらにステップS139の処理によりFID 2を割り当て、番号19のエントリをID管理テーブルに追加する。
(基地局100から移動端末局300へのダウンリンクデータ送信)
図20、図21、図22および図23を参照して、移動端末局300宛のダウンリンクデータを処理する際の第1の実施形態によるマルチホップ無線通信システムの動作について説明する。
図20、図21、図22および図23を参照して、移動端末局300宛のダウンリンクデータを処理する際の第1の実施形態によるマルチホップ無線通信システムの動作について説明する。
まず、基地局100の動作について、図20を参照して説明する。
基地局100の無線MAC処理部101は、基地局100の上位レイヤ処理部105から移動端末局300宛の上位レイヤデータ(例えばIPパケット)を受け取り、IEEE802.16e規格に則り当該データから16e MAC PDUを生成する(ステップS151)。
基地局100のMAC PDU変換部104は、ステップS151で生成した16e MAC PDUを16m MAC PDUに変換する(ステップS152)。その動作の詳細については後述する。
基地局100の無線MAC処理部101は、無線IF部102を介してステップS152で生成した16m MAC PDUを中継局200へ送信する(ステップS153)。その処理は、IEEE802.16m規格で規定される16m MAC PDUのマルチホップ転送方式に則って行われる。
次に、中継局200の動作について、図21を参照して説明する。
中継局200の無線MAC処理部201は、無線IF部202を介して基地局100が送信した移動端末局300宛のデータを含む16m MAC PDUを受信する(ステップS161)。その処理は、IEEE802.16m規格で規定される16m MAC PDUのマルチホップ転送方式に則り行われる。
中継局200のMAC PDU変換部204は、ステップS161で受信した16m MAC PDUを16e MAC PDUに変換する(ステップS162)。その動作の詳細については後述する。
中継局200の無線MAC処理部201は、無線IF部202を介してステップS162で生成した16e MAC PDUを移動端末局300へ送信する(ステップS163)。その処理は、IEEE802.16e規格に則り行われる。
次に、ステップS152における基地局100のMAC PDU変換部104の動作について、図22を参照して説明する。
基地局100のMAC PDU変換部104は、無線MAC処理部101から変換対象の16e MAC PDU(変換元MAC PDU)を受け取り、当該MAC PDUのMACヘッダに含まれるCIDを取り出し当該CIDをSTIDおよびFIDへ変換する(ステップS191)。なお、実際の変換処理は、MAC PDU変換部104からの要求で識別子管理部103が行う。
基地局100のMAC PDU変換部104は、16m一般MACヘッダを生成する(ステップS192)。生成する16m一般MACヘッダのFlow IDフィールドはステップS191で得たFIDに、EHフィールドは1に、設定される。生成する16m一般MACヘッダのLENフィールドは、変換元MAC PDUが16e一般MACヘッダを含むものであれば当該16e一般MACヘッダのLENフィールドの値から6(16e一般MACヘッダのサイズ)を引いた値に、そうでなければ0に設定される。
基地局100のMAC PDU変換部104は、変換元MAC PDUが16e MACシグナリングヘッダかどうか確認する(ステップS193)。
変換元MAC PDUが16e MACシグナリングヘッダでなければ、基地局100のMAC PDU変換部104は、16e互換拡張ヘッダタイプ1を生成する(ステップS194)。生成される16e互換拡張ヘッダタイプ1のLastフィールドは1に、Typeフィールドは16e互換拡張ヘッダタイプ1を示す値に、ECフィールド、ESFフィールド、CIフィールド、EKSフィールドは変換元MAC PDUの16e一般MACヘッダ内の同名フィールドと同じ値に、設定される。生成される16e互換拡張ヘッダタイプ1のType#0〜4フィールドは、変換元MAC PDUの16e一般MACヘッダ内のタイプフィールドの下位0〜4ビット目と同じ値に設定される。
ステップS193において変換元MAC PDUが16e MACシグナリングヘッダであれば、基地局100のMAC PDU変換部104は、16e互換拡張ヘッダタイプ2を生成する(ステップS195)。生成される16e互換拡張ヘッダタイプ2のLastフィールドは1に、Typeフィールドは16e互換拡張ヘッダタイプ2を示す値に、設定される。生成される16e互換拡張ヘッダタイプ2のSignaling Typeフィールドの値およびHeader Contentsフィールドの値は、それぞれ変換元MAC PDUの16e MACシグナリングヘッダタイプ1内のTypeフィールドおよびHeader Contentsフィールドと同じ値に設定される。
基地局100のMAC PDU変換部104は、生成した16m一般MACヘッダ、16e互換拡張ヘッダ、および変換元MAC PDUのペイロード部分を連結し、16m MAC PDUを生成する(ステップS196)。なお、変換元MAC PDUのペイロード部分とは16e一般MACヘッダ直後から変換元MAC PDUの最後までのことであり、16eサブヘッダ、16e拡張サブヘッダおよびCRCが存在する場合、これらもペイロード部分に含まれる。変換元MAC PDUが16e MACシグナリングヘッダであった場合には、変換元MAC PDUのペイロード部分は空である。
ステップS162における中継局200のMAC PDU変換部204の動作について、図23を参照して説明する。
中継局200のMAC PDU変換部204は、無線MAC処理部201から変換対象の16m MAC PDU(変換元MAC PDU)と当該MAC PDUに関する局のSTIDを受け取り、当該MAC PDUのMACヘッダに含まれるFIDを取り出し、当該FIDと受け取ったSTIDをCIDへ変換する(ステップS201)。実際の変換処理は、MAC PDU変換部204からの要求で識別子管理部203が行う。なお、変換元MAC PDUに関する局のSTIDは、IEEE802.16m規格で規定される16m MAC PDUのマルチホップ転送方式に則り、基地局100から中継局200へ通知される。
中継局200のMAC PDU変換部204は、変換元MAC PDUが16e互換拡張ヘッダタイプ1を含むかどうか確認する(ステップS202)。
変換元MAC PDUに16e互換拡張ヘッダタイプ1が含まれている場合、中継局200のMAC PDU変換部204は、16e一般MACヘッダを生成する(ステップS203)。
生成する16e一般MACヘッダのHTフィールドは0に、CIDフィールドはステップS201で得たCIDに、LENフィールドは変換元MAC PDUの16m一般MACヘッダのLENフィールドの値に6を足した値に、設定される。生成する16e一般MACヘッダのECフィールド、ESFフィールド、CIフィールド、EKSフィールドは変換元MAC PDUの16e互換拡張ヘッダタイプ1内の同名フィールドと同じ値に、設定される。生成する16e一般MACヘッダのTypeフィールドの下位0〜4ビット目は変換元MAC PDUの16e互換拡張ヘッダタイプ1内のType#0〜4フィールドと同じ値に、Typeフィールドの最上位ビットは0に、設定される。
中継局200のMAC PDU変換部204は、生成した16e一般MACヘッダと変換元MAC PDUのペイロード部分を連結し、16e MAC PDUを生成する(ステップS204)。なお、変換元MAC PDUのペイロード部分とは16e互換拡張ヘッダタイプ1直後から変換元MAC PDUの最後までのことである。
ステップS202において変換元MAC PDUに16e互換拡張ヘッダタイプ1が含まれていない場合、中継局200のMAC PDU変換部204は16e MACシグナリングヘッダタイプ1を生成する(ステップS205)。
この場合、変換元MAC PDUには16e互換拡張ヘッダタイプ2が含まれている。生成する16e MACシグナリングヘッダタイプ1のHTフィールドは1に、ECフィールドは0に、CIDフィールドはステップS201で得たCIDに、設定される。生成する16e MACシグナリングヘッダタイプ1のTypeフィールドおよびHeader Contentsフィールドは、それぞれ変換元MAC PDUの16e互換拡張ヘッダタイプ2内のSignaling TypeフィールドおよびHeader Contentsフィールドと同じ値に設定される。
図24では、16e MAC PDUの例を(A)として、第1の実施形態によるマルチホップ無線通信システムにおける基地局100のMAC PDU変換部104および中継局200のMAC PDU変換部204により当該16e MAC PDUから生成される16m MAC PDUを(B)として示す。フィールド名の後ろに記載された数値は各フィールドの値である。各フィールドの値は、0xで始まる場合は16進で表され、0xで始まらない場合は2進で表されている。
(移動端末局300から基地局100へのアップリンクデータ送信)
図25、図26、図22および図23を参照して、移動端末局300が送信するアップリンクデータを処理する際の第1の実施形態によるマルチホップ無線通信システムの動作について説明する。
図25、図26、図22および図23を参照して、移動端末局300が送信するアップリンクデータを処理する際の第1の実施形態によるマルチホップ無線通信システムの動作について説明する。
中継局200の動作について、図25を参照して説明する。
中継局200の無線MAC処理部201は、無線IF部202を介して移動端末局300が送信した16e MAC PDUを受信する(ステップS171)。その処理は、IEEE802.16e規格に則り行われる。
中継局200のMAC PDU変換部204は、ステップS171で受信した16e MAC PDUを16m MAC PDUに変換する(ステップS172)。その動作は図22を参照して説明した、第1の実施形態によるマルチホップ無線通信システムにおける基地局100のMAC PDU変換部104が16e MAC PDUを16m MAC PDUへ変換する動作と同様である。
中継局200の無線MAC処理部201は、無線IF部202を介してステップS172で生成した16m MAC PDUを基地局100へ送信する(ステップS173)。その処理は、IEEE802.16m規格で規定される16m MAC PDUのマルチホップ転送方式に則り行われる。
基地局100の動作について、図26を参照して説明する。
基地局100の無線MAC処理部101は、無線IF部102を介して中継局200が送信した16m MAC PDUを受信する(ステップS181)。
基地局100のMAC PDU変換部104は、ステップS181で受信した16m MAC PDUを16e MAC PDUに変換する(ステップS182)。その動作は図23を参照して説明した、第1の実施形態によるマルチホップ無線通信システムにおける中継局200のMAC PDU変換部204が16m MAC PDUを16e MAC PDUへ変換する動作と同様である。
基地局100の無線MAC処理部101は、ステップS182で生成した16e MAC PDUに対してMAC処理を施すことにより移動端末局300が送信した上位レイヤデータを取り出し、上位レイヤ処理部105へ渡す(ステップS183)。その処理は、IEEE802.16e規格に則り行われる。
(中継局200から基地局100への移動端末局300に関するMAC制御メッセージの送信)
第1の実施形態によるマルチホップ無線通信システムにおいて、中継局200が移動端末局300に関するMAC制御情報を基地局100へ送信する際の動作について図27および図28を参照して説明する。なお、ここでは、中継局200が基地局100へ送信する移動端末局300に関するMAC制御情報は、中継局200が測定した中継局200と移動端末局300の間の無線チャネル品質情報であるとする。また、16m中継局が当該16m中継局配下にある16m移動端末局との間の無線チャネル品質情報を16m基地局に報告するための16m MAC制御メッセージ(16mアクセスリンクチャネル品質報告メッセージ)は図29に示すような形式であるとする。
第1の実施形態によるマルチホップ無線通信システムにおいて、中継局200が移動端末局300に関するMAC制御情報を基地局100へ送信する際の動作について図27および図28を参照して説明する。なお、ここでは、中継局200が基地局100へ送信する移動端末局300に関するMAC制御情報は、中継局200が測定した中継局200と移動端末局300の間の無線チャネル品質情報であるとする。また、16m中継局が当該16m中継局配下にある16m移動端末局との間の無線チャネル品質情報を16m基地局に報告するための16m MAC制御メッセージ(16mアクセスリンクチャネル品質報告メッセージ)は図29に示すような形式であるとする。
中継局200の動作について、図27を参照して説明する。
中継局200の無線MAC処理部201は、移動端末局300との間の無線チャネル品質情報を測定し、それを基に移動端末局300に関するMAC制御情報を生成する(ステップS211)。なお、その際に使用する測定方法は、IEEE802.16m規格で規定される方法であってもよいし、IEEE802.16e規格で規定される方法であってもよいし、それ以外の方法であってもよい。このとき、無線MAC処理部201は当該MAC制御情報を移動端末局300の基本CIDを用いて管理するものとする。
中継局200のMAC制御メッセージ処理部205は、移動端末局300の基本CIDをSTIDおよびFIDに変換するよう識別子管理部203に要求することにより、基本CIDをSTIDおよびFIDに変換する(ステップS212)。
中継局200のMAC制御メッセージ処理部205は、ステップS211で生成した移動端末局300に関するMAC制御情報から16mアクセスリンクチャネル品質報告メッセージを生成する(ステップS213)。このMAC制御情報には、移動端末局300との間の無線チャネル品質情報が含まれている。
16mアクセスリンクチャネル品質報告メッセージのペイロードの“測定対象局のSTID”フィールドはステップS212で得たSTIDに、“無線チャネル品質情報”フィールドはステップS211で得た移動端末局300との間の無線チャネル品質情報に設定される。16mアクセスリンクチャネル品質報告メッセージの16m一般MACヘッダの内容は、16m移動端末局に対する16mアクセスリンクチャネル品質報告メッセージと同様の方法で設定される。
中継局200の無線MAC処理部201は、無線IF部202を介してステップS213で生成した16m MAC制御メッセージすなわち16mアクセスリンクチャネル品質報告メッセージを基地局100に送信する(ステップS214)。その処理は、IEEE802.16m規格で規定される16m MAC PDUのマルチホップ転送方式に則り行われる。
基地局100の動作について、図28を参照して説明する。
基地局100の無線MAC処理部101は、無線IF部102を介して中継局200が送信した16m MAC制御メッセージ(16mアクセスリンクチャネル品質報告メッセージ)を受信する(ステップS221)。
基地局100のMAC制御メッセージ処理部106は、ステップS221で受信した16mアクセスリンクチャネル品質報告メッセージに含まれるSTIDを基本CIDに変換するよう識別子管理部103に要求することにより、STIDを基本CIDに変換する(ステップS222)。なお、このときFIDは0であるものとして、変換を行う。
基地局100のMAC制御メッセージ処理部106は、16mアクセスリンクチャネル品質報告メッセージに含まれる無線チャネル品質情報を取り出し、当該無線チャネル品質情報がステップS222で取得した基本CIDに対応する局に関するものであると認識して処理を行う(ステップS223)。
以上において、第1の実施形態によるマルチホップ無線通信システムで特徴的な機能および動作について説明した。移動端末局300が中継局200を介して基地局100と通信を行うにあたり必要であり、第1の実施形態によるマルチホップ無線通信システムの説明で明記されていない機能および動作については、本発明以外によって解決されるものとする。例えば、そのような機能および動作としては、初期接続時、移動端末局300が基本CIDを割り当てられる前に送受信するMAC PDUの処理が挙げられる。そのようなMAC PDUでは、CIDとして初期レンジングCIDが使用される。そのような処理は、例えば、IEEE802.16j TGで検討されているIEEE802.16j規格に規定される方法により、基地局100および中継局200の間においてLZoneを用いて中継し処理することが可能である。
以上説明したように、第1の実施形態によるマルチホップ無線通信システムによれば、コネクションの識別に通信装置を識別する第3の識別子と通信装置内のコネクションを識別する第4の識別子を用いるマルチホップ無線通信システム(第1の実施形態においてはIEEE802.16m規格がそれに相当)において、当該システムが主として用いる無線通信方式とMAC層において互換性の無い異なる無線通信方式(第1の実施形態においてはIEEE802.16e規格がそれに相当)によるデータ通信のマルチホップ通信をも効率よく実現することが可能である。
それは、16e移動端末局に対してIEEE802.16m規格で使用される識別子であるSTIDおよびFIDを割り当て、それらとIEEE802.16e規格で使用される識別子であるCIDの相互変換を16m基地局および16m中継局で行うことにより、16e移動端末局に関するMAC PDUおよびMAC制御メッセージを16m基地局と16m中継局の間でMZoneを用いて通信することが可能となるためである。
また、STIDおよびFIDとCIDの相互変換と同時に、16m基地局および16m中継局において16e MAC PDUと16m MAC PDUの相互変換を行うことで、16m基地局と16m中継局の間でのデータ転送に必要な無線リソースを削減できるためである。
第1の実施形態によるマルチホップ無線通信システムにより16e一般MACヘッダを含む16e MAC PDUが16m MAC PDUに変換された場合、MAC PDU全体の大きさは2オクテット減少する。これは、16e一般MACヘッダのサイズは6オクテットであるのに対して、16m一般MACヘッダおよび16e互換拡張ヘッダタイプ1をあわせたサイズは4オクテットであるためである。
同様に、第1の実施形態によるマルチホップ無線通信システムにより16e MACシグナリングヘッダタイプ1が16m MAC PDUに変換された場合、MAC PDU全体の大きさは1オクテット減少する。これは、16eMACシグナリングヘッダタイプ1のサイズは6オクテットであるのに対して、16m一般MACヘッダおよび16e互換拡張ヘッダタイプ2をあわせたサイズは5オクテットであるためである。しかも、変換後の16m MAC PDUはIEEE802.16m規格に則っているため、カプセル化等の処理を必要とすることなく、即ちオーバヘッドを伴うことなく、16m基地局と16m中継局の間においてMZoneを用いて通信することが可能である。
なお、第1の実施形態によるマルチホップ無線通信システムとして、中継局が1台である例、つまり基地局から移動端末局までが2ホップであるマルチホップ無線通信システムを例示した。しかし、本発明は、これに限定されるものではない。中継局が複数台、つまり基地局から移動端末局までが3ホップ以上であってもよい。その場合、基地局と、移動端末局が直接通信している中継局との間の16m MAC PDUおよび16m MAC制御メッセージの転送はIEEE802.16m規格で規定される16m MAC PDUのマルチホップ転送方式に則り行われる。
第1の実施形態によるマルチホップ無線通信システムとして、移動端末局が1台である例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、移動端末局は2台以上であってもよい。
第1の実施形態によるマルチホップ無線通信システムとして、中継局200から基地局100へ送信される移動端末局300に関するMAC制御情報として中継局200と移動端末局300の間の無線チャネル品質情報を用いる例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他のMAC制御情報を送信することもできる。
第1の実施形態によるマルチホップ無線通信システムとして、中継局から基地局への16e移動端末局に関するMAC制御メッセージの送信に16m MAC制御メッセージを使用する例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。他の例として、基地局から中継局への16e移動端末局に関するMAC制御メッセージの送信に16m MAC制御メッセージを使用してもよい。これは、基地局100のMAC制御メッセージ処理部106に中継局200のMAC制御メッセージ処理部205と同様な16m MAC制御メッセージ生成機能を持たせ、中継局200のMAC制御メッセージ処理部205に基地局100のMAC制御メッセージ処理部106と同様な16m MAC制御メッセージ解析機能を持たせることで実現できる。
第1の実施形態によるマルチホップ無線通信システムとして、中継局を介して基地局に接続する16e移動端末局にCIDに加えてSTIDおよびFIDをも割り当てる例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。他の例として、基地局に直接する16e移動端末局に対してもSTIDおよびFIDをも割り当ててもよい。16e移動端末局は基地局・中継局間でハンドオーバし得る。基地局に直接する16e移動端末局に対してSTIDおよびFIDをも割り当てることで、当該16e移動端末局が中継局の配下へハンドオーバしてもCIDを変えることなく、第1の実施形態によるマルチホップ無線通信システムによるマルチホップ無線通信を行うことが可能となる。また、当該16e移動端末局のハンドオーバに際し基地局から中継局へのMAC制御情報の送信に16m MAC制御メッセージを用いることが可能となる。
第1の実施形態によるマルチホップ無線通信システムでは、16e MAC PDUのMACヘッダ内の情報のうち16m一般MACヘッダに格納できない情報を16e互換拡張ヘッダに格納したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、当該情報を16e互換拡張ヘッダではなく、他の主目的をもつ別の16m拡張ヘッダに格納してもよい。
第1の実施形態によるマルチホップ無線通信システムでは、16e互換拡張ヘッダタイプ1およびタイプ2を他の16m拡張ヘッダと区別するために、16e互換拡張ヘッダタイプ1およびタイプ2に固有の16m拡張ヘッダタイプ番号を使用する例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。他の例として、第1の実施形態によるマルチホップ無線通信システムは、16e移動端末局に関する16m MAC PDUの場合と16m中継局および16m移動端末局に関する16m MAC PDUの場合で16m拡張ヘッダタイプ番号のアドレス空間を分けてもよい。即ち、あるタイプ番号を持つ16m拡張ヘッダの構成が16e移動端末局に関する16m MAC PDUの場合と16m中継局および16m移動端末局に関する16m MAC PDUの場合で異なってもよい。これは、基地局および中継局がタイプ番号を基に16m拡張ヘッダの種別を判別する際に、当該16m拡張ヘッダを含む16m MAC PDUが16e移動端末局に関するものか否かの情報も利用することで実現できる。ある16m MAC PDUが16e移動端末局に関するものか否かの判定は、当該16m MAC PDUのSTIDが16e移動端末局専用STIDアドレス空間内か否かを確認することで行うことができる。16e移動端末局専用STIDアドレス空間の情報は、基地局および中継局にあらかじめ設定されておいてもよいし、基地局により動的に決定され中継局へ通知されてもよい。
第1の実施形態によるマルチホップ無線通信システムでは、16e MAC PDUと16m MAC PDUとの相互変換の際、16e MAC PDUにCRCが含まれている場合、当該CRCを16m MAC PDUにも含める例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。他の例として、16m MAC PDUにはCRCを含めないこととしてもよい。これは、例えば以下のようにすることで実現できる。16e MAC PDUから16m MAC PDUへの変換に関して、ステップS192において生成する16m一般MACヘッダのLENフィールドの値を、変換元MAC PDUが16e一般MACヘッダを含むものであれば当該16e一般MACヘッダのLENフィールドの値から10(16e一般MACヘッダとCRCのサイズ)を引いた値にする。ステップS194において生成する16e互換拡張ヘッダタイプ1のCIフィールドは0に設定する。さらに、ステップS196において変換元MAC PDUのペイロード部分からCRCを削除する。16m MAC PDUから16e MAC PDUへの変換に関して、変換後の16e MAC PDUにはCRCを含めても含めなくてもよい。含める場合、ステップS203において生成する16e一般MACヘッダのCIフィールドを1に、LENフィールドを変換元MAC PDUの16m一般MACヘッダのLENフィールドの値に10を足した値に設定する。さらに、ステップS204においてCRCを計算して生成する16e MAC PDUの最後に追加する。なお、16m MAC PDUにはCRCを含めないこととした場合、16e互換拡張ヘッダタイプ1内のCIフィールドは存在しなくてもよい。16m MAC PDUにはCRCを含めないこととすることで、MACオーバヘッドを更に削減することが可能である。なお、16m MAC PDUに対する誤り検出はIEEE802.16m規格に従いMAC層ではなくPHY層において行われる。
第1の実施形態によるマルチホップ無線通信システムでは、基地局が16e MAC PDUと16m MAC PDUとの相互変換を行う例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。他の例として、基地局は16e移動端末が送受信するデータの処理を行う際、16e MAC PDUの形式を用いず、直接16m MAC PDUを生成および解析することとしてもよい。
第1の実施形態によるマルチホップ無線通信システムでは、基地局および中継局は16e一般MACヘッダもしくは16e MACシグナリングヘッダタイプ1を含む16e MAC PDUのみを、16m MAC PDUと相互に変換する例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。他の例として、基地局および中継局は、CIDを含む16e MACシグナリングヘッダタイプ2を相互変換の対象としてもよい。これは、CIDを含む16e MACシグナリングヘッダタイプ2と16m MAC PDUとの相互変換を16e MACシグナリングヘッダタイプ1と同様に行い、16e互換拡張ヘッダタイプ2および16e互換データタイプ2内のRsvフィールドのうちの1ビットを16e MACシグナリングヘッダタイプ1と16e MACシグナリングヘッダタイプ2の区別に使用することで実現できる。
第1の実施形態によるマルチホップ無線通信システムでは、第2の識別子としてSTIDおよびFIDの組を用いる例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。他の例として、第2の識別子として、STIDおよびFIDのいずれかを用いたり、STIDおよびFID以外の識別子を用いたりしてもよい。
(第2の実施形態)
第1の実施形態では、16e一般MACヘッダ内の情報のうち、16m一般MACヘッダに入りきらない情報を16m拡張ヘッダ(16e互換拡張ヘッダ)にいれるものとした。具体的には、16e一般MACヘッダを含む16e MAC PDUを16m MAC PDUへ変換する場合、16e MAC PDUの16e一般MACヘッダの部分は16m一般MACヘッダおよび16e互換拡張ヘッダタイプ1へ変換された。また、16e MACシグナリングヘッダタイプ1を含む16e MAC PDUを16m MAC PDUへ変換する場合、16e MAC PDUの16e MACシグナリングヘッダタイプ1の部分は16m一般MACヘッダおよび16e互換拡張ヘッダタイプ2へ変換された。しかしながら、本発明は、それに限定されるものではない。
第1の実施形態では、16e一般MACヘッダ内の情報のうち、16m一般MACヘッダに入りきらない情報を16m拡張ヘッダ(16e互換拡張ヘッダ)にいれるものとした。具体的には、16e一般MACヘッダを含む16e MAC PDUを16m MAC PDUへ変換する場合、16e MAC PDUの16e一般MACヘッダの部分は16m一般MACヘッダおよび16e互換拡張ヘッダタイプ1へ変換された。また、16e MACシグナリングヘッダタイプ1を含む16e MAC PDUを16m MAC PDUへ変換する場合、16e MAC PDUの16e MACシグナリングヘッダタイプ1の部分は16m一般MACヘッダおよび16e互換拡張ヘッダタイプ2へ変換された。しかしながら、本発明は、それに限定されるものではない。
第2の実施形態として、16e一般MACヘッダ内の情報のうち、16m一般MACヘッダに入りきらない情報、すなわち第1の実施形態では16e互換拡張ヘッダタイプ1あるいはタイプ2に格納された情報を、16m拡張ヘッダではなく16m一般MAC PDUとMACペイロードの間に配置される16e互換データに格納する。
第2の実施形態によるマルチホップ無線通信システムの構成は、図4に示した第1の実施形態のものと同一である。また、第2の実施形態によるマルチホップ無線通信システムの基地局100および中継局200の構成は、図5および図6に示した第1の実施形態のものと同一である。
第2の実施形態によるマルチホップ無線通信システムにおける、基地局100のMAC PDU変換部104および中継局200のMAC PDU変換部204による16m MAC PDUと16e MAC PDUの相互変換について説明する。
第2の実施形態によるマルチホップ無線通信システムにおいて、基地局100のMAC PDU変換部104および中継局200のMAC PDU変換部204が、16m MAC PDUと16e MAC PDUの相互変換のために使用する16e互換データを図30に示す。16e互換データは、第1の実施形態における16e互換拡張ヘッダの役割を担い、16m MAC PDU内の16m一般MACヘッダとMACペイロードの間に配置される。16m MAC PDUに16m拡張ヘッダが含まれる場合、16e互換データは16m一般MACヘッダと16m拡張ヘッダの間に配置されてもよいし、16m拡張ヘッダとMACペイロードの間に配置されてもよい。16e互換データがどちらに配置されるかは、基地局100のMAC PDU変換部104および中継局200のMAC PDU変換部204に予め設定されているものとする。
第2の実施形態によるマルチホップ無線通信システムは16e互換データタイプ1と16e互換データタイプ2の2種類の16e互換データを用いる。16e互換データの最初のビットはHT(Header Type)フィールドであり、16e互換データの種別を示す。一例として、HTフィールドの値が0の場合は当該16e互換データがタイプ1であり、HTフィールドの値が1の場合は当該16e互換データがタイプ2であるとすることができる。
16e互換データタイプ1のECフィールド、ESFフィールド、CIフィールド、およびEKSフィールドの意味は、16e一般MACヘッダ内の同名フィールドの意味と同一である。同様に、16e互換データタイプ1のType #0―4フィールドの意味は、16e一般MACヘッダ内のTypeフィールドの下位0ビット目から4ビット目と同一である。16e互換データタイプ2のSignaling TypeフィールドおよびHeader Contentsフィールドの意味は、16e MACシグナリングヘッダタイプ1のTypeフィールドおよびHeader Contentsフィールドの意味と同様である。16e互換データタイプ1およびタイプ2内のRsvフィールドは未使用の領域である。
次に、第2の実施形態によるマルチホップ無線通信システムの動作について詳細に説明する。ここでは、以下の場合における動作についてそれぞれ説明する。それ以外の動作は、第1の実施形態のものと同一である。
・ 基地局100から移動端末局300へのダウンリンクデータ送信
・ 移動端末局300から基地局100へのアップリンクデータ送信
(基地局100から移動端末局300へのダウンリンクデータ送信)
第1の実施形態と共通する図20および図21、および第2の実施形態に特有の図31および図32を参照して、移動端末局300宛のダウンリンクデータを処理する際の第2の実施形態によるマルチホップ無線通信システムの動作について説明する。
・ 基地局100から移動端末局300へのダウンリンクデータ送信
・ 移動端末局300から基地局100へのアップリンクデータ送信
(基地局100から移動端末局300へのダウンリンクデータ送信)
第1の実施形態と共通する図20および図21、および第2の実施形態に特有の図31および図32を参照して、移動端末局300宛のダウンリンクデータを処理する際の第2の実施形態によるマルチホップ無線通信システムの動作について説明する。
第2の実施形態によるマルチホップ無線通信システムの基地局100の全体の動作は、図20で示される第1の実施形態によるマルチホップ無線通信システムの基地局100の動作と同じである。
第2の実施形態によるマルチホップ無線通信システムの中継局200の全体の動作は、図21で示される第1の実施形態によるマルチホップ無線通信システムの中継局200の動作と同じである。
第2の実施形態によるマルチホップ無線通信システムにおける、ステップS152での基地局100のMAC PDU変換部104の動作について、図31を参照して説明する。
基地局100のMAC PDU変換部104は、無線MAC処理部101から変換対象の16e MAC PDU(変換元MAC PDU)を受け取り、当該MAC PDUのMACヘッダに含まれるCIDを取り出し、当該CIDをSTIDおよびFIDへ変換する(ステップS251)。実際の変換処理は、識別子変換部103により行われる。
基地局100のMAC PDU変換部104は、16m一般MACヘッダを生成する(ステップS252)。生成する16m一般MACヘッダのFlow IDフィールドはステップS251で得たFIDに設定され、EHフィールドは0に設定される。生成する16m一般MACヘッダのLENフィールドは、変換元MAC PDUが16e一般MACヘッダを含むものであれば当該16e一般MACヘッダのLENフィールドの値から6(16e一般MACヘッダのサイズ)を引いた値に設定され、そうでなければ0に設定される。
基地局100のMAC PDU変換部104は、変換元MAC PDUが16e MACシグナリングヘッダかどうか確認する(ステップS253)。
変換元MAC PDUが16e MACシグナリングヘッダでなければ、基地局100のMAC PDU変換部104は、16e互換データタイプ1を生成する(ステップS254)。生成される16e互換データタイプ1のHTフィールドは0に設定され、ECフィールド、ESFフィールド、CIフィールド、EKSフィールドは変換元MAC PDUの16e一般MACヘッダ内の同名フィールドと同じ値に設定される。生成される16e互換データタイプ1のType#0〜4フィールドは、変換元MAC PDUの16e一般MACヘッダ内のタイプフィールドの下位0〜4ビット目と同じ値に設定される。
ステップS253において変換元MAC PDUが16e MACシグナリングヘッダであれば、基地局100のMAC PDU変換部104は、16e互換データタイプ2を生成する(ステップS255)。生成される16e互換データタイプ2のHTフィールドは1に設定される。生成される16e互換データタイプ2のSignaling Typeフィールドの値およびHeader Contentsフィールドの値は、それぞれ変換元MAC PDUの16e MACシグナリングヘッダタイプ1内のTypeフィールドおよびHeader Contentsフィールドと同じ値に設定される。
基地局100のMAC PDU変換部104は、生成した16m一般MACヘッダと、16e互換データと、変換元MAC PDUのペイロード部分とを連結し、16m MAC PDUを生成する(ステップS256)。なお、変換元MAC PDUのペイロード部分とは16e一般MACヘッダ直後から変換元MAC PDUの最後までのことであり、16eサブヘッダ、16e拡張サブヘッダおよびCRCが存在する場合にはそれらが含まれる。変換元MAC PDUが16e MACシグナリングヘッダであった場合には、変換元MAC PDUのペイロード部分は空である。
第2の実施形態によるマルチホップ無線通信システムにおける、ステップS162での中継局200のMAC PDU変換部204の動作について、図32を参照して説明する。
中継局200のMAC PDU変換部204は、無線MAC処理部201から変換対象の16m MAC PDU(変換元MAC PDU)と当該MAC PDUに関する局のSTIDを受け取り、当該MAC PDUのMACヘッダに含まれるFIDを取り出し、当該FIDと受け取ったSTIDをCIDへ変換する(ステップS261)。実際の変換処理は、識別子変換部203により行われる。
なお、変換元MAC PDUに関する局のSTIDは、IEEE802.16m規格で規定される16m MAC PDUのマルチホップ転送方式に則り、16m MAC PDU以外の場所に格納されて基地局100から中継局200へ通知される。
中継局200のMAC PDU変換部204は、変換元MAC PDU内の16m一般MACヘッダの直後にある16e互換データのHTフィールドの値を確認することで、当該MAC PDUが16e互換データタイプ1を含むかどうか確認する(ステップS262)。
HTフィールドが0であった場合、即ち変換元MAC PDUに16e互換データタイプ1が含まれている場合、中継局200のMAC PDU変換部204は、16e一般MACヘッダを生成する(ステップS263)。
生成する16e一般MACヘッダのHTフィールドは0に設定され、CIDフィールドはステップS261で得たCIDに設定され、LENフィールドは変換元MAC PDUの16m一般MACヘッダのLENフィールドの値に6を足した値に設定される。
生成する16e一般MACヘッダのECフィールド、ESFフィールド、CIフィールド、およびEKSフィールドは、変換元MAC PDU内の16e互換データタイプ1内の同名フィールドと同じ値にそれぞれ設定される。生成する16e一般MACヘッダのTypeフィールドの下位0〜4ビット目は変換元MAC PDUの16e互換データタイプ1内のType#0〜4フィールドと同じ値に設定され、Typeフィールドの最上位ビットは0に設定される。
中継局200のMAC PDU変換部204は、生成した16e一般MACヘッダと変換元MAC PDUのペイロード部分を連結し、16e MAC PDUを生成する(ステップS264)。なお、変換元MAC PDUのペイロード部分とは16e互換データタイプ1の直後から変換元MAC PDUの最後までのことである。ただし、当該部分に16m拡張ヘッダが存在する場合には、当該16m拡張ヘッダは変換元MAC PDUのペイロード部分から除外される。
ステップS262においてHTフィールドが1であった場合、即ち変換元MAC PDUに16e互換データタイプ1が含まれていない場合、中継局200のMAC PDU変換部204は16e MACシグナリングヘッダタイプ1を生成する(ステップS265)。この場合、変換元MAC PDUには16e互換データタイプ2が含まれている。
生成する16e MACシグナリングヘッダタイプ1のHTフィールドは1に設定され、ECフィールドは0に設定され、CIDフィールドはステップS261で得たCIDに設定される。
生成する16e MACシグナリングヘッダタイプ1のTypeフィールドおよびHeader Contentsフィールドは、それぞれ変換元MAC PDU内の16e互換データタイプ2内のSignaling TypeフィールドおよびHeader Contentsフィールドと同じ値に設定される。
図33に、16e MAC PDUの例と、第2の実施形態によるマルチホップ無線通信システムにおける基地局100のMAC PDU変換部104および中継局200のMAC PDU変換部204により当該16e MAC PDUから生成される16m MAC PDUを示す。フィールド名の後ろに記載された数値は、0xで始まる場合は当該フィールドの16進数の値であり、0xで始まらない場合は当該フィールドの2進数の値である。
(移動端末局300から基地局100へのアップリンクデータ送信)
第1の実施形態と共通する図25および図26と、第2の実施形態に特有の図31および図32とを参照して、移動端末局300が送信するアップリンクデータを処理する際の第2の実施形態によるマルチホップ無線通信システムの動作について説明する。
第1の実施形態と共通する図25および図26と、第2の実施形態に特有の図31および図32とを参照して、移動端末局300が送信するアップリンクデータを処理する際の第2の実施形態によるマルチホップ無線通信システムの動作について説明する。
第2の実施形態によるマルチホップ無線通信システムの中継局200の全体の動作は、後述する点を除き、図25で示される第1の実施形態によるマルチホップ無線通信システムの中継局200の動作と同じである。
ステップS172において、中継局200のMAC PDU変換部204は、ステップS171で受信した16e MAC PDUを16m MAC PDUに変換する。その動作は図31を参照して説明した、第2の実施形態によるマルチホップ無線通信システムにおける基地局100のMAC PDU変換部104が16e MAC PDUを16m MAC PDUへ変換する動作と同様である。
第2の実施形態によるマルチホップ無線通信システムの基地局100の全体の動作は、後述する点を除き、図26で示される第1の実施形態によるマルチホップ無線通信システムの基地局100の動作と同じである。
ステップS182において、基地局100のMAC PDU変換部104は、ステップS181で受信した16m MAC PDUを16e MAC PDUに変換する。その動作は図32を参照して説明した、第2の実施形態によるマルチホップ無線通信システムにおける中継局200のMAC PDU変換部204が16m MAC PDUを16e MAC PDUへ変換する動作と同様である。
以上説明したように、第2の実施形態によるマルチホップ無線通信システムによれば、第1の実施形態による効果に加え、16m拡張ヘッダを用いないことで第1の実施形態が必要としていた16m拡張ヘッダ内のTypeフィールド等が不要となり、MACオーバヘッドを更に削減することが可能である。
(第3の実施形態)
第1の実施形態では、基地局100の識別子管理部103および中継局200の識別子管理部203は、STIDおよびFIDとCIDとの相互変換を演算により行うこととしたが、本発明はこれに限定されるものではない。
第1の実施形態では、基地局100の識別子管理部103および中継局200の識別子管理部203は、STIDおよびFIDとCIDとの相互変換を演算により行うこととしたが、本発明はこれに限定されるものではない。
第3の実施形態として、基地局100の識別子管理部103および中継局200の識別子管理部203は、STIDおよびFIDとCIDとの対応表(ID管理テーブル)を保持しておき、その対応表を参照することによりSTIDおよびFIDとCIDとの相互変換を行うことにしてもよい。
第3の実施形態によるマルチホップ無線通信システムの構成は、図4に示した第1の実施形態のものと同一である。また、第3の実施形態によるマルチホップ無線通信システムの基地局100および中継局200の構成は、後述する点を除き、図5および図6に示した第1の実施形態のものと同一である。
中継局200の識別子管理部203は、STIDおよびFIDとCIDとの管理および相互変換を行う。その詳細については後述する。
第3の実施形態によるマルチホップ無線通信システムにおける、基地局100の識別子管理部103および中継局200の識別子管理部203によるSTID、FID、およびCIDの管理について説明する。
基地局100の識別子管理部103は、第3の実施形態によるマルチホップ無線通信システムで使用されているSTIDおよびFIDの値をID管理テーブルに保持する。また、中継局200の識別子管理部203は、移動端末局300に割り当てられたSTIDおよびFIDの値をID管理テーブルに保持する。
識別子管理部103および識別子管理部203は、移動端末局300に関連するSTIDに関しては、STIDおよびFIDに加えて基本STIDおよびCIDの値も保持する。
そして、新たにこれらのIDの割り当てが必要となった場合、識別子管理部103はID管理テーブルを参照して重複が発生しないようなIDを選択し、そのIDをID管理テーブルに追加する。移動端末局300にCIDが割り当てられた場合、基地局100の識別子管理部103は中継局200の識別子管理部203へ当該CIDに関する情報を通知し、中継局200の識別子管理部203は自身が管理するID管理テーブルの内容を更新する。
なお、第1の実施形態によるマルチホップ無線通信システムと異なり、第3の実施形態によるマルチホップ無線通信システムは、移動端末局300に割り当てるSTIDおよびFIDに対して、16e移動端末局に専用のSTIDアドレス空間のような特別な制約を持たない。
また、第3の実施形態によるマルチホップ無線通信システムにおける、基地局100の識別子管理部103および中継局200の識別子管理部203は、STIDおよびFIDとCIDとの相互変換が必要な場合、ID管理テーブルを参照して相互変換を行う。
次に、第3の実施形態によるマルチホップ無線通信システムの動作について詳細に説明する。ここでは、以下の場合における動作についてそれぞれ説明する。それ以外の動作は、第1の実施形態のものと同一である。
・ STID、FID、CIDの割り当て処理
・ STIDおよびFIDとCIDとの相互変換
(STID、FID、CIDの割り当て処理)
第3の実施形態によるマルチホップ無線通信システムにおいて、基地局100の識別子管理部103がSTID、FID、CIDの割り当てを行う際の動作について第1の実施形態と共通する図17、および第3の実施形態に特有の図34および図35を参照して説明する。
・ STID、FID、CIDの割り当て処理
・ STIDおよびFIDとCIDとの相互変換
(STID、FID、CIDの割り当て処理)
第3の実施形態によるマルチホップ無線通信システムにおいて、基地局100の識別子管理部103がSTID、FID、CIDの割り当てを行う際の動作について第1の実施形態と共通する図17、および第3の実施形態に特有の図34および図35を参照して説明する。
識別子管理部103が中継局200にSTIDおよびFIDを割り当てる際の動作は、図17で示される第1の実施形態によるマルチホップ無線通信システムの識別子管理部103の動作と同じである。
次に、識別子管理部103が移動端末局300にSTID、FIDおよびCIDを割り当てる際の動作について図34を参照して説明する。移動端末局300へのこれらのIDの割り当ては、移動端末局300が中継局200を介して基地局100に接続する際や、基地局100との間に新しいコネクションを確立する際に行われる。その要求は、基地局100の無線MAC処理部101によって行われる。
なお、識別子管理部103は、要求されるCIDの種別と、コネクションを確立しようとしている局に既に基本CIDが割り当てられている場合には当該基本CIDに対応するSTID(基本STID)とを、要求元から受け取る。識別子管理部103が割り当ておよび管理を行うCIDの種別は、基本CID、第1管理CID、第2管理CID、およびトランスポートCIDのみである。その他の種別のCIDは、IEEE802.16e規格に則り、基地局100の無線MAC処理部101が割り当ておよび管理を行う。
識別子管理部103は、要求されたCIDの種別が基本CIDかどうか確認する(ステップS301)。
要求されたCIDの種別が基本CIDであった場合、識別子管理部103はID管理テーブルを参照し、未使用の基本CIDを1つ選択する(ステップS302)。基本CIDは図9で示されるIEEE802.16e規格によるCIDアドレス空間の使用方法に関する規定を満たすように選択される。即ち、識別子管理部103は1〜mまでの中から基本CIDを選択する。mは単一の基地局が収容可能な16e移動端末局の最大数を示すシステムパラメータである。
その後、識別子管理部103はID管理テーブルを参照し、未使用のSTIDを1つ選択する(ステップS303)。選択されたSTIDはCIDを必要とする局の基本STIDとなる。
そして、識別子管理部103はID管理テーブルを参照し、未使用のFIDを1つ選択する(ステップS304)。
ステップS301において要求されたCIDの種別が基本CIDでなかった場合、識別子管理部103はID管理テーブルを参照し、CIDを必要としている局に未使用のFIDがあるかどうか確認する(ステップS305)。その際、未使用のFID有無の確認は、CIDを必要としている局の基本STIDに対してのみでなく、CIDを必要としている局に割り当てられている全てのSTIDに対して行う。
未使用のFIDが存在する場合、識別子管理部103は未使用のFIDの中から1つのFIDを選択する(ステップS306)。
ステップS305において未使用のFIDが存在しない場合、識別子管理部103はID管理テーブルを参照し、未使用のSTIDを1つ選択する(ステップS307)。
その後、識別子管理部103は未使用のFID(ステップS307で選択されたSTIDに対応)の中から1つのFIDを選択する(ステップS308)。
識別子管理部103は、要求されたCIDの種別が第1管理CIDかどうか確認する(ステップS309)。
要求されたCIDの種別が第1管理CIDであった場合、識別子管理部103はID管理テーブルを参照し、未使用の第1管理CIDを1つ選択する(ステップS310)。その際、第1管理CIDは図9で示されるIEEE802.16e規格によるCIDアドレス空間の使用方法に関する規定を満たすように選択される。即ち、識別子管理部103はm+1〜2mまでの中から第1管理CIDを選択する。
ステップS309において要求されたCIDの種別が第1管理CIDでなかった場合、識別子管理部103はID管理テーブルを参照し、未使用のCID(トランスポートCIDもしくは第2管理CID)を1つ選択する(ステップS311)。その際、トランスポートCIDもしくは第2管理CIDは図9で示されるIEEE802.16e規格によるCIDアドレス空間の使用方法に関する規定を満たすように選択される。即ち、識別子管理部103は2m+1〜0xFE9Fまでの中からCIDを選択する。
識別子管理部103は選択したもしくは要求元から受け取ったSTIDと、選択したFIDと、STIDに対応する基本STIDと、選択したCIDとからなるエントリをID管理テーブルに追加する(ステップS312)。
識別子管理部103は、ステップS312で追加したエントリの情報(CID情報)をMACペイロード部分に含む16m MAC制御メッセージを、無線MAC処理部101および無線IF部102を介して中継局200へ送信する(ステップS313)。
次に、中継局200の識別子管理部203が、基地局100の識別子管理部103が送信したCID情報を含む16m MAC制御メッセージを受信した際の動作について図35を参照して説明する。
中継局200の識別子管理部203は、基地局100の識別子管理部103が送信したCID情報を含む16m MAC制御メッセージを、無線IF部202および無線MAC処理部201を介して受信する(ステップS321)。
識別子管理部203は、ステップS321で受信したCID情報に含まれるSTID、FID、基本STID、およびCIDからなるエントリをID管理テーブルに追加する(ステップS322)。
図36に、基地局100の識別子管理部103および中継局200の識別子管理部203が保持するID管理テーブルの例を示す。この例では、中継局200にSTID 0x020が割り当てられ、FID 0および1が割り当てられている。また、この例では、移動端末局300は基地局100に接続した際に基本CID 0x001と第1管理CID 0x101が割り当てられた後、トランスポートCIDが2個要求された場合を示している。なお、図36はmが0x100の場合を示している。
(STIDおよびFIDとCIDとの相互変換)
第3の実施形態によるマルチホップ無線通信システムにおいて、基地局100の識別子管理部103および中継局200の識別子管理部203がSTIDおよびFIDとCIDとの相互変換を行う際の動作について説明する。
第3の実施形態によるマルチホップ無線通信システムにおいて、基地局100の識別子管理部103および中継局200の識別子管理部203がSTIDおよびFIDとCIDとの相互変換を行う際の動作について説明する。
まず、識別子管理部103および識別子管理部203がSTIDおよびFIDをCIDへ変換する際の動作について説明する。なお、識別子管理部103および識別子管理部203は、変換要求元から変換対象のSTIDおよびFIDを受け取る。
識別子管理部103および識別子管理部203は、変換対象のSTIDおよびFIDをキーとしてID管理テーブル内を検索し、見つかったエントリのCIDを変換後のCIDとする。
次に、識別子管理部103および識別子管理部203が、CIDをSTIDおよびFIDへ変換する際の動作について説明する。なお、識別子管理部103および識別子管理部203は、変換要求元から変換対象のCIDを受け取る。
識別子管理部103および識別子管理部203は、変換対象のCIDをキーとしてID管理テーブル内を検索し、見つかったエントリのSTIDおよびFIDを変換後のSTIDおよびFIDとする。
以上説明したように、本実施形態によっても第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに本実施形態によれば、STIDおよびFIDとCIDとの相互変換の処理を単純化することができる。
以上、本発明の実施形態について述べてきたが、本発明は、これらの実施形態だけに限定されるものではなく、本発明の技術思想の範囲内において、これらの実施形態を組み合わせて使用したり、一部の構成を変更したりしてもよい。
この出願は、2009年5月28日に出願された日本出願特願2009−128794を基礎として優先権の利益を主張するものであり、その開示の全てを引用によってここに取り込む。
Claims (55)
- 第1の通信方式による端末局装置の通信を第2の通信方式による無線通信システムによってマルチホップで転送するための通信方法であって、
前記端末局装置のコネクションを設定するとき、該コネクションに対して、前記第1の通信方式による第1の識別子と、前記第2の通信方式による第2の識別子の両方を付与し、
前記コネクションの通信において、前記無線通信システムと前記端末局装置の間の区間では前記第1の識別子を用い、該無線通信システム内の通信装置同士の区間では前記第2の識別子を用いる、
通信方法。 - 前記第1の識別子は前記コネクションを特定するものであり、
前記第2の識別子は、前記コネクションの送信先または送信元の通信装置を特定する第3の識別子と、該通信装置におけるコネクションを特定する第4の識別子とを含むものである、請求項1に記載の通信方法。 - 前記コネクションに前記第1の識別子と前記第2の識別子の両方を付与するとき、まず前記第3の識別子と前記第4の識別子を決定し、次に該第3の識別子と該第4の識別子を合成することにより前記第1の識別子を生成する、請求項2に記載の通信方法。
- 前記コネクションの通信において、
前記無線通信システムと前記端末局装置の間の区間では、前記第1の通信方式による第1のデータユニット形式のデータユニットが用いられ、該第1のデータユニット形式のデータユニットには前記第1の識別子が含まれ、
前記無線通信システム内の通信装置同士の区間では、前記第2の通信方式による第2のデータユニット形式のデータユニットが用いられ、該第2のデータユニット形式のデータユニットには少なくとも前記第4の識別子が含まれる、請求項2または3に記載の通信方法。 - 前記無線通信システム内の通信装置同士の区間では、前記第3の識別子は、前記第2のデータユニット形式のデータユニットと共に通知される、請求項4に記載の通信方法。
- 前記無線通信システムにおいて、前記端末局装置と直接通信する通信装置と、前記端末局装置との間に前記コネクションを設定する通信装置との両方あるいは一方は、前記第1のデータユニット形式と前記第2のデータユニット形式とを相互に変換する、請求項4または5に記載の通信方式。
- 前記第1の通信方式がIEEE802.16e規格の通信方式であり、前記第1の識別子が、コネクションを特定するConnection Identifierであり、
前記第2の通信方式がIEEE802.16m規格の通信方式であり、前記第3の識別子が、端末局装置を特定するStation Identifierであり、前記第4の識別子が、端末局装置内のフローを特定するFlow Identifierである、
請求項6に記載の通信方法。 - 前記第1のデータユニット形式から前記第2のデータユニット形式への変換を、前記第1の識別子から前記第3の識別子および前記第4の識別子への変換と、前記第1のデータユニット形式のヘッダから前記第2のデータユニット形式のヘッダおよび拡張ヘッダへの変換と、により行う、請求項6または7に記載の通信方法。
- 前記第2のデータユニット形式から前記第1のデータユニット形式への変換を、前記第3の識別子および前記第4の識別子から前記第1の識別子への変換と、前記第2のデータユニット形式のヘッダおよび拡張ヘッダから前記第1のデータユニット形式のヘッダへの変換と、により行う、請求項6または7に記載の通信方法。
- 前記第1のデータユニット形式から前記第2のデータユニット形式への変換を、前記第1の識別子から前記第3の識別子および前記第4の識別子への変換と、前記第1のデータユニット形式のヘッダから前記第2のデータユニット形式のヘッダおよび拡張データへの変換と、により行う、請求項6または7に記載の通信方法。
- 前記第2のデータユニット形式から前記第1のデータユニット形式への変換を、前記第3の識別子および前記第4の識別子から前記第1の識別子への変換と、前記第2のデータユニット形式のヘッダおよび拡張データから第1のデータユニット形式のヘッダへの変換と、により行う、請求項6または7に記載の通信方法。
- 前記第1のデータユニット形式から前記第2のデータユニット形式へ変換するとき、CRCに関する情報を削除する、請求項6から11のいずれか1項に記載の通信方法。
- 前記コネクションに関する、前記無線通信システム内の通信装置同士の制御メッセージは、前記第2の識別子により前記コネクションを識別する前記第2の通信方式のメッセージ形式である、請求項1から12のいずれか1項に記載の通信方法。
- 前記第1の識別子と前記第2の識別子の対応関係を示す対応表を管理し、該対応表を参照することにより、該コネクションに付与されている第1の識別子と第2の識別子を相互に変換する、請求項1から13のいずれか1項に記載の通信方法。
- 第1の通信方式による端末局装置と通信を行うことが可能な、第2の通信方式を用いた無線通信システムであって、
中継局装置経由で自装置と前記端末局装置との間にコネクションを設定するとき、該コネクションに対して、前記第1の通信方式による第1の識別子と、前記第2の通信方式による第2の識別子の両方を付与し、前記コネクションにおける前記中継局装置との通信に前記第2の識別子を用いる基地局装置と、
前記基地局装置と前記端末局装置の間で前記コネクションを中継し、該コネクションの中継において、前記基地局装置との通信に前記第2の識別子を用い、前記端末局装置との通信に前記第1の識別子を用いる中継局装置と、を有する無線通信システム。 - 前記第1の識別子は前記コネクションを特定するものであり、
前記第2の識別子は、前記コネクションの送信先または送信元の通信装置を特定する第3の識別子と、該通信装置におけるコネクションを特定する第4の識別子とを含むものである、請求項15に記載の無線通信システム。 - 前記基地局装置は、前記コネクションに前記第1の識別子と前記第2の識別子の両方を付与するとき、まず前記第3の識別子と前記第4の識別子を決定し、次に該第3の識別子と該第4の識別子を合成することにより前記第1の識別子を生成する、請求項16に記載の無線通信システム。
- 前記コネクションの通信において、
前記無線通信システムと前記端末局装置の間の区間では、前記第1の通信方式による第1のデータユニット形式のデータユニットが用いられ、該第1のデータユニット形式のデータユニットには前記第1の識別子が含まれ、
前記無線通信システム内の通信装置同士の区間では、前記第2の通信方式による第2のデータユニット形式のデータユニットが用いられ、該第2のデータユニット形式のデータユニットには少なくとも前記第4の識別子が含まれる、請求項16または17に記載の無線通信システム。 - 前記無線通信システム内の通信装置同士の区間では、前記第3の識別子は、前記第2のデータユニット形式のデータユニットと共に通知される、請求項18に記載の無線通信システム。
- 前記基地局装置と前記中継局装置の両方あるいは一方は、前記第1のデータユニット形式と前記第2のデータユニット形式とを相互に変換する、請求項18または19に記載の無線通信システム。
- 前記第1の通信方式がIEEE802.16e規格の通信方式であり、前記第1の識別子が、コネクションを特定するConnection Identifierであり、
前記第2の通信方式がIEEE802.16m規格の通信方式であり、前記第3の識別子が、端末局装置を特定するStation Identifierであり、前記第4の識別子が、端末局装置内のフローを特定するFlow Identifierである、
請求項20に記載の無線通信システム。 - 前記基地局装置と前記中継局装置の両方あるいは一方は、前記第1のデータユニット形式から前記第2のデータユニット形式への変換を、前記第1の識別子から前記第3の識別子および前記第4の識別子への変換と、前記第1のデータユニット形式のヘッダから前記第2のデータユニット形式のヘッダおよび拡張ヘッダへの変換と、により行う、請求項20または21に記載の無線通信システム。
- 前記基地局装置と前記中継局装置の両方あるいは一方は、前記第2のデータユニット形式から前記第1のデータユニット形式への変換を、前記第3の識別子および前記第4の識別子から前記第1の識別子への変換と、前記第2のデータユニット形式のヘッダおよび拡張ヘッダから前記第1のデータユニット形式のヘッダへの変換と、により行う、請求項20または21に記載の無線通信システム。
- 前記基地局装置と前記中継局装置の両方あるいは一方は、前記第1のデータユニット形式から前記第2のデータユニット形式への変換を、前記第1の識別子から前記第3の識別子および前記第4の識別子への変換と、前記第1のデータユニット形式のヘッダから前記第2のデータユニット形式のヘッダおよび拡張データへの変換と、により行う、請求項20または21に記載の無線通信システム。
- 前記基地局装置と前記中継局装置の両方あるいは一方は、前記第2のデータユニット形式から前記第1のデータユニット形式への変換を、前記第3の識別子および前記第4の識別子から前記第1の識別子への変換と、前記第2のデータユニット形式のヘッダおよび拡張データから第1のデータユニット形式のヘッダへの変換と、により行う、請求項20または21に記載の無線通信システム。
- 前記基地局装置と前記中継局装置の両方あるいは一方は、前記第1のデータユニット形式から前記第2のデータユニット形式へ変換するとき、CRCに関する情報を削除する、請求項20から25のいずれか1項に記載の無線通信システム。
- 前記コネクションに関する、前記無線通信システム内の通信装置同士の制御メッセージは、前記第2の識別子により前記コネクションを識別する前記第2の通信方式のメッセージ形式である、請求項15から26のいずれか1項に記載の無線通信システム。
- 前記基地局装置と前記中継局装置の両方あるいは一方は、前記第1の識別子と前記第2の識別子の対応関係を示す対応表を管理し、該対応表を参照することにより、該コネクションに付与されている第1の識別子と第2の識別子を相互に変換する、請求項15から27のいずれか1項に記載の無線通信システム。
- 第1の通信方式による端末局装置とマルチホップ通信を行うことが可能な、第2の通信方式を用いた無線通信システムにおいて、中継局装置と共に用いられる基地局装置であって、
前記中継局装置経由で自装置と前記端末局装置の間にコネクションを設定するとき、該コネクションに対して、前記第1の通信方式による第1の識別子と、前記第2の通信方式による第2の識別子の両方を付与する識別子管理手段と、
前記コネクションに付与された前記第1の識別子と前記第2の識別子とを前記識別子管理手段を利用して相互変換することにより、前記中継局装置との間では該第2の識別子を用いて、該コネクションの通信を行うデータ転送手段と、
を有する基地局装置。 - 前記第1の識別子は前記コネクションを特定するものであり、
前記第2の識別子は、前記コネクションの送信先または送信元の通信装置を特定する第3の識別子と、該通信装置におけるコネクションを特定する第4の識別子とを含むものである、請求項29に記載の基地局装置。 - 前記識別子管理手段は、前記コネクションに前記第1の識別子と前記第2の識別子の両方を付与するとき、まず前記第3の識別子と前記第4の識別子を決定し、次に該第3の識別子と該第4の識別子を合成することにより前記第1の識別子を生成する、請求項30に記載の基地局装置。
- 前記コネクションの通信において、
前記中継局装置と前記端末局装置の間の区間では、前記第1の通信方式による第1のデータユニット形式のデータユニットが用いられ、該第1のデータユニット形式のデータユニットには前記第1の識別子が含まれ、
前記データ転送手段は、前記中継局装置との間で、少なくとも前記第4の識別子を含む、前記第2の通信方式による第2のデータユニット形式のデータユニットを用いる、請求項25または26に記載の基地局装置。 - 前記データ転送手段は、前記中継局装置との間で、前記第2のデータユニット形式のデータユニットと共に前記第3の識別子を通知する、請求項32に記載の基地局装置。
- 前記データ転送手段は、前記第1のデータユニット形式と前記第2のデータユニット形式とを相互に変換する、請求項32または33に記載の基地局装置。
- 前記第1の通信方式がIEEE802.16e規格の通信方式であり、前記第1の識別子が、コネクションを特定するConnection Identifierであり、
前記第2の通信方式がIEEE802.16m規格の通信方式であり、前記第3の識別子が、端末局装置を特定するStation Identifierであり、前記第4の識別子が、端末局装置内のフローを特定するFlow Identifierである、
請求項34に記載の基地局装置。 - 前記データ転送手段は、前記第1のデータユニット形式から前記第2のデータユニット形式への変換を、前記第1の識別子から前記第3の識別子および前記第4の識別子への変換と、前記第1のデータユニット形式のヘッダから前記第2のデータユニット形式のヘッダおよび拡張ヘッダへの変換と、により行う、請求項34または35に記載の基地局装置。
- 前記データ転送手段は、前記第2のデータユニット形式から前記第1のデータユニット形式への変換を、前記第3の識別子および前記第4の識別子から前記第1の識別子への変換と、前記第2のデータユニット形式のヘッダおよび拡張ヘッダから前記第1のデータユニット形式のヘッダへの変換と、により行う、請求項34または35に記載の基地局装置。
- 前記データ転送手段は、前記第1のデータユニット形式から前記第2のデータユニット形式への変換を、前記第1の識別子から前記第3の識別子および前記第4の識別子への変換と、前記第1のデータユニット形式のヘッダから前記第2のデータユニット形式のヘッダおよび拡張データへの変換と、により行う、請求項34または35に記載の基地局装置。
- 前記データ転送手段は、前記第2のデータユニット形式から前記第1のデータユニット形式への変換を、前記第3の識別子および前記第4の識別子から前記第1の識別子への変換と、前記第2のデータユニット形式のヘッダおよび拡張データから第1のデータユニット形式のヘッダへの変換と、により行う、請求項34または35に記載の基地局装置。
- 前記データ転送手段は、前記第1のデータユニット形式から前記第2のデータユニット形式へ変換するとき、CRCに関する情報を削除する、請求項34から39のいずれか1項に記載の基地局装置。
- 前記コネクションに関する、前記無線通信システム内の通信装置同士の制御メッセージは、前記第2の識別子により前記コネクションを識別する前記第2の通信方式のメッセージ形式である、請求項30から40のいずれか1項に記載の基地局装置。
- 前記データ転送手段は、前記第1の識別子と前記第2の識別子の対応関係を示す対応表を管理し、該対応表を参照することにより、該コネクションに付与されている第1の識別子と第2の識別子を相互に変換する、請求項29から41のいずれか1項に記載の基地局装置。
- 第1の通信方式による端末局装置とマルチホップ通信を行うことが可能な、第2の通信方式を用いた無線通信システムにおいて、該無線通信システムの他通信装置と前記端末局装置の間に用いられる中継局装置であって、
前記端末局装置に設定されたコネクションに付与された、前記第1の通信方式による第1の識別子と、前記第2の通信方式による第2の識別子とを管理する識別子管理手段と、
前記コネクションに付与された前記第1の識別子と前記第2の識別子を前記識別子管理手段を利用して相互変換することにより、前記他通信装置との間では該第2の識別子を用い、前記端末局装置との間では前記第1の識別子を用いて、該コネクションの通信を中継するデータ転送手段と、
を有する中継局装置。 - 前記第1の識別子は前記コネクションを特定するものであり、
前記第2の識別子は、前記コネクションの送信先または送信元の通信装置を特定する第3の識別子と、該通信装置におけるコネクションを特定する第4の識別子とを含むものである、請求項43に記載の中継局装置。 - 前記データ転送手段は、前記コネクションの通信において、前記端末局装置との間の区間では、前記第1の識別子を含む、前記第1の通信方式による第1のデータユニット形式のデータユニットを用い、前記基地局装置との間の区間では、少なくとも前記第4の識別子を含む、前記第2の通信方式による第2のデータユニット形式のデータユニットを用いる、請求項44に記載の中継局装置。
- 前記データ転送手段は、前記基地局装置との間の区間では、前記第2のデータユニット形式のデータユニットと共に前記第3の識別子を通知する、請求項45に記載の中継局装置。
- 前記データ転送手段は、前記第1のデータユニット形式と前記第2のデータユニット形式とを相互に変換する、請求項45または46に記載の中継局装置。
- 前記第1の通信方式がIEEE802.16e規格の通信方式であり、前記第1の識別子が、コネクションを特定するConnection Identifierであり、
前記第2の通信方式がIEEE802.16m規格の通信方式であり、前記第3の識別子が、端末局装置を特定するStation Identifierであり、前記第4の識別子が、端末局装置内のフローを特定するFlow Identifierである、
請求項47に記載の中継局装置。 - 前記データ転送手段は、前記第1のデータユニット形式から前記第2のデータユニット形式への変換を、前記第1の識別子から前記第3の識別子および前記第4の識別子への変換と、前記第1のデータユニット形式のヘッダから前記第2のデータユニット形式のヘッダおよび拡張ヘッダへの変換と、により行う、請求項47または48に記載の中継局装置。
- 前記データ転送手段は、前記第2のデータユニット形式から前記第1のデータユニット形式への変換を、前記第3の識別子および前記第4の識別子から前記第1の識別子への変換と、前記第2のデータユニット形式のヘッダおよび拡張ヘッダから前記第1のデータユニット形式のヘッダへの変換と、により行う、請求項47または48に記載の中継局装置。
- 前記データ転送手段は、前記第1のデータユニット形式から前記第2のデータユニット形式への変換を、前記第1の識別子から前記第3の識別子および前記第4の識別子への変換と、前記第1のデータユニット形式のヘッダから前記第2のデータユニット形式のヘッダおよび拡張データへの変換と、により行う、請求項47または48に記載の中継局装置。
- 前記データ転送手段は、前記第2のデータユニット形式から前記第1のデータユニット形式への変換を、前記第3の識別子および前記第4の識別子から前記第1の識別子への変換と、前記第2のデータユニット形式のヘッダおよび拡張データから第1のデータユニット形式のヘッダへの変換と、により行う、請求項47または48に記載の中継局装置。
- 前記データ転送手段は、前記第1のデータユニット形式から前記第2のデータユニット形式へ変換するとき、CRCに関する情報を削除する、請求項47から52のいずれか1項に記載の中継局装置。
- 前記コネクションに関する、前記無線通信システム内の通信装置同士の制御メッセージは、前記第2の識別子により前記コネクションを識別する前記第2の通信方式のメッセージ形式である、請求項43から53のいずれか1項に記載の中継局装置。
- 前記データ転送手段は、前記第1の識別子と前記第2の識別子の対応関係を示す対応表を管理し、該対応表を参照することにより、該コネクションに付与されている第1の識別子と第2の識別子を相互に変換する、請求項43から54のいずれか1項に記載の中継局装置。
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