JP4754683B2 - 無線アクセスシステムおよび無線アクセス方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、基地局(BSE:Base Station Equipment)と複数の加入者局(CPE:Customer Premises Equipment)との間で、基地局が割り当てたタイムスロットを使用してデータ送受信を行う無線アクセスシステムおよび無線アクセス方法に関し、特に、データのサービスクラスに対応させてタイムスロットなどの無線リソースを割り当ててデータ送受信を行う無線アクセスシステムおよび無線アクセス方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１２は、無線アクセスシステムの全体構成を示すブロック図である。図１２において、基地局（ＢＳＥ）１０３と各加入者局（ＣＰＥ）１０２（１０２ａ〜１０２ｃ）との間は、無線回線によって接続される。各端末装置１０１（１０１ａ〜１０１ｃ）は、それぞれ対応する加入者局１０２に接続される。一方、基地局１０３は、公衆網などのネットワーク１０４に接続される。
【０００３】
基地局１０３は、収容する加入者局１０２との間に張られる回線リソースを管理し、加入者局１０２からの回線設定の要求および加入者局１０２に対する回線設定の要求に基づいて回線の設定を行う。この回線リソースは、時間分割され、複数のタイムスロットによって構成されるフレーム周期で回線設定がなされる。
【０００４】
図１３は、図１２に示した無線アクセスシステムに用いられる無線回線のフレーム構成の一例を示す図である。図１３に示したフレーム構成は、文献１（川端、他、“加入者系無線アクセスシステムにおけるスロット割当特性の検討”、信学技報、RCS2000-78）に示されているものである。図１３に示したフレームでは、複数のタイムスロットに各種のチャネルが割り当てられている。
【０００５】
図１３において、加入者局１０２が基地局１０３に対して回線の設定または解放などの要求を行う場合には上り制御回線を用い、基地局１０３が加入者局１０２に対して回線の設定または解放などの指示を行う場合には、下り制御回線が用いられる。下り通信回線および上り通信回線は、必要に応じて各加入者局１０２に割り当てられ、基地局１０３と加入者局１０２との間でデータ通信を行う際に用いられる。
【０００６】
図１３では、上り回線と下り回線とが時分割復信方式(TDD:Time Division Duplex)によって多重化されており、下り回線は、時分割多重方式(TDM:Time Division Multiplex)、上り制御回線としてランダムアクセス方式(S-ALOHA:Slotted ALOHA)を用いた要求時割当−時分割多元接続方式(DA-TDMA:Demmand Assign - Time Division Multiple Access)を用いている。
【０００７】
上り制御回線／通信回線では、先頭スロット１０７と後続スロット１０８とからなる上りバースト１０５が送信される。下り制御回線／通信回線では、先頭スロット１０７と後続スロット１０８とからなる下りバースト１０６が送信される。先頭スロット１０７は、バーストの間隔を開けるためのガードタイム、受信および復調のための同期シンボルおよび基地局１０３と加入者局１０２と間で制御情報をやりとりするための制御回線からなる。後続スロット１０８は、スロットの大きさに区切られた送信データがペイロードとして挿入される。基地局１０３と加入者局１０２と間には、固定的な制御回線はなく、基本的には、制御回線が通信回線に相乗り（ピギーバック:PiggyBack）する形で確保される。
【０００８】
図１４は、図１２に示した基地局１０３と加入者局１０２との間におけるスロット割当機能を示す機能ブロック図である。図１４において、基地局１０３は、下りタイムスロットおよび上りタイムスロットを割り当てる割当処理部１１１、図示しない保持部に保持され、割当処理部１１１が割当処理を行う際に用いる予め設定される品質制御情報１１２、各加入者局１０２ａ〜１０２ｃに対する下り送信用のバッファおよび上り再組立用のバッファを有したバッファ１１３（１１３ａ〜１１３ｃ）、割当処理部１１１の割当結果をもとにバッファ１１３に蓄積されたデータの入出力制御を行う入出力制御部１１７を有する。
【０００９】
一方、各加入者局１０２は、各加入者局１０２ａ〜１０２ｃの上りタイムスロット割当の処理を行う割当処理部１２１（１２１ａ〜１２１ｃ）、各加入者局１０２の上り送信用のバッファおよび下り再組立用のバッファを有したバッファ１２３（１２３ａ〜１２３ｃ）、割当処理部１２１の割当結果をもとにバッファ１２３に蓄積されたデータの入出力制御を行う入出力制御部１２２（１２２ａ〜１２２ｃ）を有する。
【００１０】
基地局１０３の割当処理部１１１は、バッファ１１３内の下り送信用のバッファに蓄積されたデータ量（Ad(i),i=0〜CPEの登録数）に基づき、タイムスロットの割当を行い、この割当結果をもとに入出力制御部１１７を制御して下りのデータ通信を行わせる。一方、加入者局１０２の割当処理部１２１は、バッファ１２３内の上り送信用のバッファに蓄積されたデータ量を基地局１０３の割当処理部１１１に通知し、基地局１０３の割当処理部１１１は、報告されたデータ量（Au(i),i=0〜CPEの登録数）に基づいてタイムスロットの割当を行い、割当結果を加入者局１０２の割当処理部１２１に通知する。加入者局１０２の割当処理部１２１は、入出力制御部１２２を制御することによって上りのデータ通信を行わせる。
【００１１】
ここで、図１５および図１６に示したフローチャートをもとに、下りのタイムスロット割当処理手順および上りのタイムスロット割当処理手順について説明する。
【００１２】
図１５において、まず、割当処理部１１１は、バッファ１１３から各加入者局１０２向けの下り送信用のバッファに滞留しているデータ量Ad(i)と、フレームあたりの下り割当制限量Xd(i)とを取得する（ステップＳ８０１）。その後、各加入者（i番目の加入者局）毎に（ステップＳ８０２）、送信すべきデータがあり(Ad(i)>0)、かつ、下り回線に空きスロットがある場合（ステップＳ８０３，Ｙｅｓ）、下り割当制限量Xd(i)を上限とし、滞留したデータ量Ad(i)に基づいて割当セル数Dd(i)を計算し（ステップＳ８０４）、i番目の加入者局にDd(i)セルからなるバーストを割り当てる処理（ステップＳ８０５）を繰り返す。これによって、下りのタイムスロットの割当処理がなされる。
【００１３】
また、割当処理部１１１は、割当処理部１２１から通知され、バッファ１２３内の上り送信用のバッファに滞留しているデータ量Au(i)と、フレームあたりの上り割当制限量Xu(i)とを取得する（ステップＳ９０１）。その後、各加入者（i番目の加入者）毎に（ステップＳ９０２）、送信すべきデータがあり(Au(i)>0)、かつ、上り回線に空きスロットがある場合（ステップＳ９０３，Ｙｅｓ）、上り割当制限量Xu(i)を上限とし、上り回線スロット数Ｍを、滞留したデータ量Au(i)に比例分配することによって割当セル数Du(i)を計算し（ステップＳ９０４）、i番目の加入者局にDu(i)セルからなるバーストを割り当てる処理（ステップＳ９０５）を繰り返す。これによって、上りタイムスロットの割当処理がなされ、この割当結果が各加入者局１０２の割当処理部１２１に通知される。
【００１４】
近年、インターネットの通信内容は、ファイル転送、電子メールといった従来のサービスから音声、動画像などのリアルタイム性が要求されるサービスまで多様化している。このようなマルチメディアのトラフィックを伝送する無線通信システムの目標として、場所や移動性の制約なしにシームレスに通信できること、無線リソースの効率的な利用、通信の品質制御などがある。
【００１５】
たとえば、文献２（斉藤、他、“優先制御を用いたワイヤレスアクセス通信品質制御方法の検討”、信学技報、RCS2000-10）では、通信品質を、ベストエフォートクラス、エクセレントエフォートクラス、最小帯域幅保証クラス、最大遅延時間保証クラスに分けて、それぞれに適した無線アクセス制御方式を提案している。
【００１６】
また、文献３（杉谷、他、“IP対応ミリ波高速無線LANプロトタイプにおけるアクセス制御方式”、信学技報、RCS99-89）では、無線アクセス制御方式として同期転送モードと非同期転送モードを用意することによって、通信品質を制御するとともに、データフローの発生時に無線区間のコネクションを設定することによって、無線リソースの有効利用を図っている。
【００１７】
さらに、文献４（井上、他、“メディア統合型無線アクセスにおけるメッセージリソース割当手法”、信学論、B-II Vol.J80-B-II No.8 pp.641-653，1997）では、ベストエフォートクラスの無線リソース割当て方法として、均等に割り当てる方法と、独占的に割り当てる方法とについて比較検討している。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、インターネットで主に使用されるプロトコルとしては、TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）とUDP（User Datagram Protocol）とがある。TCP/IPは、End-to-Endでフロー制御が行われるため、無線アクセスシステムにおいて伝送帯域が不足した場合、伝送レートが落ちる。これに対して、UDPは、フロー制御を行わないため、無線アクセスシステムにおいて、伝送帯域が不足した場合にもデータグラムを送り続け、無線アクセスシステムのバッファを溢れさせる可能性がある。
【００１９】
無線アクセスシステムにおいて、TCP/IPとUDPとで使用するバッファを分けていない場合、過大なUDPのトラフィックによってバッファが溢れた場合に、TCP/IPのデータまで溢れてしまうという問題点があった。UDPは、送達の保証を行わないため、バッファが溢れた場合、データが廃棄されるだけで済む場合があるが、TCP/IPではデータが廃棄されると再送が必要となり、バッファ溢れの影響は深刻である。
【００２０】
一方、オーディオやビデオ会議用のITU標準であるH.323やIETF(Internet Engineering Task Force)の仕様であるRTP（Real-time Transport Protocol）やRSVP（Resource reSerVation Protocol）を用いて、ネットワークの品質保証する場合には、無線アクセスシステムでも品質を保証する必要がある。この場合、品質保証すべきデータを蓄積するバッファを分けないと、このデータの品質保証ができないという問題点があった。
【００２１】
帯域保証を要しないデータについて、他の加入者と比較して優先的な伝送を希望する加入者がいる場合、加入者の希望する優先帯域に応じて、無線リソースを割り当てる方法が必要となる。
【００２２】
また、サービスクラスに応じてバッファを分け、全てのバッファの情報を用いて割当を行う場合、割当処理部と各バッファとの間でやりとりする情報が多くなるとともに、割当処理部の処理が複雑になってしまうという問題点があった。
【００２３】
さらに、サービスクラスに応じてバッファを分け、全てのサービスクラスに対して個別に無線帯域を割り当てる場合、割当処理を個別に行う必要があるとともに、割当処理手段が入出力制御手段に設定する情報が多くなるという問題点があった。
【００２４】
この発明は上記に鑑みてなされたもので、データのサービスクラスに対応して、タイムスロットなどの無線リソースを割当を適切に行うことができる無線アクセスシステムおよび無線アクセス方法を得ることを目的とする。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明にかかる無線アクセスシステムは、複数のタイムスロットからなるフレームを周期として、基地局と複数の加入者局との間で基地局が割り当てたタイムスロットを使用してデータ送受信を行う無線アクセスシステムにおいて、前記基地局は、各加入者局宛のデータを複数のデータ種別毎に分類して蓄積する複数の下り送信バッファと、前記複数の下り送信バッファのうちの特定のデータ種別の下り送信バッファを除いた下り送信バッファのそれぞれに蓄積したデータの合計量である下り合計データ量をもとに下りタイムスロットを割り当てる下り回線スロット割当手段と、前記下り回線スロット割当手段による下りタイムスロットの割当結果をもとに前記下り送信バッファに蓄積されたデータの入出力処理を行う基地局入出力制御手段と、前記各加入者局から通知された上り合計データ量をもとに上りタイムスロットを割り当て、該割当結果を各加入者局に通知する上り回線スロット割当手段とを備え、各加入者局は、基地局宛のデータを前記複数のデータ種別毎に分類して蓄積する複数の上り送信バッファと、前記複数の上り送信バッファのうちの特定のデータ種別の上り送信バッファを除いた上り送信バッファのそれぞれに蓄積したデータの合計量である前記上り合計データ量を前記基地局に通知する加入者局スロット割当手段と、前記基地局から通知される割当結果をもとに前記上り送信バッファに蓄積されたデータの入出力処理を行う加入者局入出力制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００２６】
この発明によれば、前記基地局において、下り回線スロット割当手段が、各加入者局宛のデータを複数のデータ種別毎に分類して蓄積する複数の下り送信バッファのうちの特定のデータ種別の下り送信バッファを除いた下り送信バッファのそれぞれに蓄積したデータの合計量である下り合計データ量をもとに下りタイムスロットを割り当て、基地局入出力制御手段が、前記下り回線スロット割当手段による下りタイムスロットの割当結果をもとに前記下り送信バッファに蓄積されたデータの入出力処理を行い、各加入者局において、加入者局スロット割当手段が、基地局宛のデータを前記複数のデータ種別毎に分類して蓄積する複数の上り送信バッファのうちの特定のデータ種別の上り送信バッファを除いた上り送信バッファのそれぞれに蓄積したデータの合計量である前記上り合計データ量を前記基地局に通知し、基地局の上り回線スロット割当手段が、前記各加入者局から通知された上り合計データ量をもとに上りタイムスロットを割り当て、該割当結果を各加入者局に通知し、各加入者局の加入者局入出力手段が、前記基地局から通知される割当結果をもとに前記上り送信バッファに蓄積されたデータの入出力処理を行い、複数の下り送信バッファおよび複数の上り送信バッファを有しながら、各複数の下り送信バッファおよび複数の上り送信バッファの合計データ量を用いて下りおよび上りのタイムスロットを割り当てるようにしている。
【００２７】
つぎの発明にかかる無線アクセスシステムは、上記の発明において、前記複数の下り送信バッファおよび複数の上り送信バッファは、少なくともデータの送達確認あるいはフロー制御を行わないプロトコルのデータ種別のデータを蓄積する第１の送信バッファと、前記プロトコル以外のデータ種別のデータを蓄積する第２の送信バッファとを備えたことを特徴とする。
【００２８】
この発明によれば、前記複数の下り送信バッファおよび複数の上り送信バッファは、第１の送信バッファと第２の送信バッファとを有し、第１の送信バッファは、少なくともデータの送達確認あるいはフロー制御を行わないプロトコルのデータ種別のデータを蓄積し、第２の送信バッファは、前記プロトコル以外のデータ種別のデータを蓄積するようにし、送達確認あるいはフロー制御を行わないプロトコルのデータがトラフィックによって第１の送信バッファが溢れたとしても、第２の送信バッファには影響を与えないようにしている。
【００２９】
つぎの発明にかかる無線アクセスシステムは、上記の発明において、前記基地局および前記各加入者局は、加入者毎に設定され、優先的に割り当てられるタイムスロット数量を示す優先割当量と各加入者に割り当てられる上限のタイムスロット数量を示す割当制限量とを保持する保持手段を有し、前記下り回線スロット割当手段および上り回線スロット割当手段は、各加入者毎に、前記優先割当量を上限として前記下り合計データ量あるいは前記上り合計データ量に対応する下りタイムスロット数あるいは上りタイムスロット数を割り当てた後、前記割当制限量を上限として残余の下り合計データ量あるいは残余の上り合計データ量をもとに残余の下りタイムスロット数あるいは残余の上りタイムスロット数を割り当てることを特徴とする。
【００３０】
この発明によれば、前記下り回線スロット割当手段および上り回線スロット割当手段は、各加入者毎に、前記優先割当量を上限として前記下り合計データ量あるいは前記上り合計データ量に対応する下りタイムスロット数あるいは上りタイムスロット数を割り当てた後、前記割当制限量を上限として残余の下り合計データ量あるいは残余の上り合計データ量をもとに残余の下りタイムスロット数あるいは残余の上りタイムスロット数を割り当てるようにしている。
【００３１】
つぎの発明にかかる無線アクセスシステムは、上記の発明において、前記複数の下り送信バッファおよび前記複数の上り送信バッファは、データの品質保証を要する第１のプロトコルのデータを蓄積する第１の送信バッファと、データの送達確認を行わない第２のプロトコルのデータを蓄積する第２の送信バッファと、前記第１および前記第２のプロトコル以外の第３のプロトコルのデータを蓄積する第３の送信バッファとを備え、送信するデータのデータ種別を分類することを特徴とする。
【００３２】
この発明によれば、前記複数の下り送信バッファおよび前記複数の上り送信バッファ内の第１の送信バッファが、データの品質保証を要する第１のプロトコルのデータを蓄積し、第２の送信バッファが、データの送達確認を行わない第２のプロトコルのデータを蓄積し、第３の送信バッファが、前記第１および前記第２のプロトコル以外の第３のプロトコルのデータを蓄積するようにしている。
【００３３】
つぎの発明にかかる無線アクセスシステムは、上記の発明において、前記基地局および前記各加入者局は、加入者毎に設定され、品質保証を要するデータに割り当てられるタイムスロット数量を示す保証割当量と優先的に割り当てられるタイムスロット数量を示す優先割当量と各加入者に割り当てられる上限のタイムスロット数量を示す割当制限量とを保持する保持手段を有し、前記下り回線スロット割当手段および上り回線スロット割当手段は、各加入者毎に、前記保証割当量を割り当てた後、前記優先割当量を上限として下り合計データ量あるいは上り合計データ量をもとに残余の下りタイムスロット数あるいは残余の上りタイムスロット数を割り当て、その後、前記割当制限量を上限として残余の下り合計データ量あるいは残余の上り合計データ量をもとに残余の下りタイムスロット数あるいは残余の上りタイムスロット数を割り当てることを特徴とする。
【００３４】
この発明によれば、前記下り回線スロット割当手段および上り回線スロット割当手段は、各加入者毎に、前記保証割当量を割り当てた後、前記優先割当量を上限として下り合計データ量あるいは上り合計データ量をもとに残余の下りタイムスロット数あるいは残余の上りタイムスロット数を割り当て、その後、前記割当制限量を上限として残余の下り合計データ量あるいは残余の上り合計データ量をもとに残余の下りタイムスロット数あるいは残余の上りタイムスロット数を割り当てるようにしている。
【００３５】
つぎの発明にかかる無線アクセスシステムは、上記の発明において、前記基地局入出力制御手段および前記加入者局入出力制御手段は、品質保証を要するデータ送信用に割り当てた保証用のタイムスロットには前記第１の送信バッファから取り出したデータを出力し、前記保証用のタイムスロット以外のタイムスロットには前記第２の送信バッファから取り出したデータと前記第３の送信バッファから取り出したデータとを交互に出力することを特徴とする。
【００３６】
この発明によれば、前記基地局入出力制御手段および前記加入者局入出力制御手段は、品質保証を要するデータ送信用に割り当てた保証用のタイムスロットには前記第１の送信バッファから取り出したデータを出力し、前記保証用のタイムスロット以外のタイムスロットには前記第２の送信バッファから取り出したデータと前記第３の送信バッファから取り出したデータとを交互に出力するようにしている。
【００３７】
つぎの発明にかかる無線アクセスシステムは、上記の発明において、前記基地局入出力制御手段および前記加入者局入出力制御手段は、品質保証を要するデータ送信用に割り当てた保証用のタイムスロットには前記第１の送信バッファから取り出したデータを出力し、前記第１の送信バッファにデータが蓄積していない場合、前記保証用のタイムスロットおよび前記保証用のタイムスロット以外のタイムスロットには前記第２の送信バッファから取り出したデータと前記第３の送信バッファから取り出したデータとを交互に出力することを特徴とする。
【００３８】
この発明によれば、前記基地局入出力制御手段および前記加入者局入出力制御手段は、品質保証を要するデータ送信用に割り当てた保証用のタイムスロットには前記第１の送信バッファから取り出したデータを出力し、前記第１の送信バッファにデータが蓄積していない場合、前記保証用のタイムスロットおよび前記保証用のタイムスロット以外のタイムスロットには前記第２の送信バッファから取り出したデータと前記第３の送信バッファから取り出したデータとを交互に出力するようにしている。
【００３９】
つぎの発明にかかる無線アクセスシステムは、上記の発明において、前記基地局入出力制御手段および前記加入者局入出力制御手段は、前記複数の下り送信バッファおよび前記複数の上り送信バッファが分類するデータ種別の区分を示す区分データを送信データに付加するとともに、受信データに付加された区分データのデータ種別毎にデータの再組立を行うことを特徴とする。
【００４０】
この発明によれば、前記基地局入出力制御手段および前記加入者局入出力制御手段が、前記複数の下り送信バッファおよび前記複数の上り送信バッファが分類するデータ種別の区分を示す区分データを送信データに付加するとともに、受信データに付加された区分データのデータ種別毎にデータの再組立を行うようにしている。
【００４１】
つぎの発明にかかる無線アクセス方法は、複数のタイムスロットからなるフレームを周期として、基地局と複数の加入者局との間で基地局が割り当てたタイムスロットを使用してデータ送受信を行う無線アクセス方法において、各加入者局宛のデータを複数のデータ種別毎に分類して蓄積する複数の下り送信バッファのうちの特定のデータ種別の下り送信バッファを除いた下り送信バッファのそれぞれに蓄積したデータの合計量である下り合計データ量をもとに下りタイムスロットを割り当てる下り回線スロット割当工程と、前記下り回線スロット割当工程による下りタイムスロットの割当結果をもとに前記下り送信バッファに蓄積されたデータの入出力処理を行う基地局入出力制御工程とを含むことを特徴とする。
【００４２】
この発明によれば、下り回線スロット割当工程によって、各加入者局宛のデータを複数のデータ種別毎に分類して蓄積する複数の下り送信バッファのうちの特定のデータ種別の下り送信バッファを除いた下り送信バッファのそれぞれに蓄積したデータの合計量である下り合計データ量をもとに下りタイムスロットを割り当て、基地局入出力制御工程によって、前記下り回線スロット割当工程による下りタイムスロットの割当結果をもとに前記下り送信バッファに蓄積されたデータの入出力処理を行うようにしている。
【００４３】
つぎの発明にかかる無線アクセス方法は、複数のタイムスロットからなるフレームを周期として、基地局と複数の加入者局との間で基地局が割り当てたタイムスロットを使用してデータ送受信を行う無線アクセス方法において、基地局宛のデータを前記複数のデータ種別毎に分類して蓄積する複数の上り送信バッファのうちの特定のデータ種別の上り送信バッファを除いた上り送信バッファのそれぞれに蓄積したデータの合計量である前記上り合計データ量を前記基地局に通知する加入者局スロット割当工程と、前記各加入者局から通知された上り合計データ量をもとに上りタイムスロットを割り当て、該割当結果を各加入者局に通知する上り回線スロット割当工程と、前記基地局から通知される割当結果をもとに前記上り送信バッファに蓄積されたデータの入出力処理を行う加入者局入出力制御工程とを含むことを特徴とする。
【００４４】
この発明によれば、加入者局スロット割当工程によって、基地局宛のデータを前記複数のデータ種別毎に分類して蓄積する複数の上り送信バッファのうちの特定のデータ種別の上り送信バッファを除いた上り送信バッファのそれぞれに蓄積したデータの合計量である前記上り合計データ量を前記基地局に通知し、上り回線スロット割当工程によって、前記各加入者局から通知された上り合計データ量をもとに上りタイムスロットを割り当て、該割当結果を各加入者局に通知し、加入者局入出力制御工程によって、前記基地局から通知される割当結果をもとに前記上り送信バッファに蓄積されたデータの入出力処理を行うようにしている。
【００４５】
つぎの発明にかかる無線アクセス方法は、上記の発明において、前記複数の下り送信バッファおよび複数の上り送信バッファは、前記データ種別は、少なくともデータの送達確認あるいはフロー制御を行わないプロトコルのデータと、該プロトコル以外のデータとに分類されることを特徴とする。
【００４６】
この発明によれば、前記複数の下り送信バッファおよび複数の上り送信バッファが蓄積するデータのデータ種別は、少なくともデータの送達確認あるいはフロー制御を行わないプロトコルのデータと、該プロトコル以外のデータとに分類され、送達確認あるいはフロー制御を行わないプロトコルのデータがトラフィックによって第１の送信バッファが溢れたとしても、第２の送信バッファには影響を与えないようにしている。
【００４７】
つぎの発明にかかる無線アクセス方法は、上記の発明において、前記下り回線スロット割当工程または前記上り回線スロット割当工程は、各加入者毎に、優先的に割り当てられるタイムスロット数量を示す優先割当量を上限として前記下り合計データ量あるいは前記上り合計データ量に対応する下りタイムスロット数あるいは上りタイムスロット数を割り当てる第１割当工程と、各加入者に割り当てられる上限のタイムスロット数量を示す割当制限量を上限として残余の下り合計データ量あるいは残余の上り合計データ量をもとに残余の下りタイムスロット数あるいは残余の上りタイムスロット数を割り当てる第２割当工程とを含むことを特徴とする。
【００４８】
この発明によれば、前記下り回線スロット割当工程または前記上り回線スロット割当工程は、第１割当工程によって、各加入者毎に、優先的に割り当てられるタイムスロット数量を示す優先割当量を上限として前記下り合計データ量あるいは前記上り合計データ量に対応する下りタイムスロット数あるいは上りタイムスロット数を割り当て、第２割当工程によって、各加入者に割り当てられる上限のタイムスロット数量を示す割当制限量を上限として残余の下り合計データ量あるいは残余の上り合計データ量をもとに残余の下りタイムスロット数あるいは残余の上りタイムスロット数を割り当てるようにしている。
【００４９】
つぎの発明にかかる無線アクセス方法は、上記の発明において、前記データ種別は、データの品質保証を要する第１のプロトコルのデータと、データの送達確認を行わない第２のプロトコルのデータと、前記第１および前記第２のプロトコル以外の第３のプロトコルのデータとに分類されることを特徴とする。
【００５０】
この発明によれば、前記データ種別を、データの品質保証を要する第１のプロトコルのデータと、データの送達確認を行わない第２のプロトコルのデータと、前記第１および前記第２のプロトコル以外の第３のプロトコルのデータとに分類するようにしている。
【００５１】
つぎの発明にかかる無線アクセス方法は、上記の発明において、前記下り回線スロット割当工程または前記上り回線スロット割当工程は、各加入者毎に、品質保証を要するデータに割り当てられるタイムスロット数量を示す保証割当量を割り当てる第１割当工程と、優先的に割り当てられるタイムスロット数量を示す優先割当量を上限として下り合計データ量あるいは上り合計データ量をもとに残余の下りタイムスロット数あるいは残余の上りタイムスロット数を割り当てる第２割当工程と、各加入者に割り当てられる上限のタイムスロット数量を示す割当制限量を上限として残余の下り合計データ量あるいは残余の上り合計データ量をもとに残余の下りタイムスロット数あるいは残余の上りタイムスロット数を割り当てる第３割当工程とを含むことを特徴とする。
【００５２】
この発明によれば、前記下り回線スロット割当工程または前記上り回線スロット割当工程は、第１割当工程によって、各加入者毎に、品質保証を要するデータに割り当てられるタイムスロット数量を示す保証割当量を割り当て、第２割当工程によって、優先的に割り当てられるタイムスロット数量を示す優先割当量を上限として下り合計データ量あるいは上り合計データ量をもとに残余の下りタイムスロット数あるいは残余の上りタイムスロット数を割り当て、第３割当工程によって、各加入者に割り当てられる上限のタイムスロット数量を示す割当制限量を上限として残余の下り合計データ量あるいは残余の上り合計データ量をもとに残余の下りタイムスロット数あるいは残余の上りタイムスロット数を割り当てるようにしている。
【００５３】
つぎの発明にかかる無線アクセス方法は、上記の発明において、基地局入出力制御工程または前記加入者局入出力制御工程は、品質保証を要するデータ送信用に割り当てた保証用のタイムスロットには、データの品質保証を要する第１のプロトコルのデータを蓄積した第１のバッファから取り出したデータを出力する第１出力工程と、前記保証用のタイムスロット以外のタイムスロットには、データの送達確認を行わない第２のプロトコルのデータを蓄積した第２のバッファと前記第１および前記第２のプロトコル以外の第３のプロトコルのデータを蓄積した第３のバッファとから取り出したデータを交互に出力する第２出力工程とを含むことを特徴とする。
【００５４】
この発明によれば、基地局入出力制御工程または前記加入者局入出力制御工程は、第１出力工程によって、品質保証を要するデータ送信用に割り当てた保証用のタイムスロットには、データの品質保証を要する第１のプロトコルのデータを蓄積した第１のバッファから取り出したデータを出力し、第２出力工程によって、前記保証用のタイムスロット以外のタイムスロットには、データの送達確認を行わない第２のプロトコルのデータを蓄積した第２のバッファと前記第１および前記第２のプロトコル以外の第３のプロトコルのデータを蓄積した第３のバッファとから取り出したデータを交互に出力するようにしている。
【００５５】
つぎの発明にかかる無線アクセス方法は、上記の発明において、前記基地局入出力制御工程または前記加入者局入出力制御工程は、品質保証を要するデータ送信用に割り当てた保証用のタイムスロットには、データの品質保証を要する第１のプロトコルのデータを蓄積した第１のバッファから取り出したデータを出力する第１出力工程と、前記第１の送信バッファにデータが蓄積していない場合、前記保証用のタイムスロットおよび前記保証用のタイムスロット以外のタイムスロットには、データの送達確認を行わない第２プロトコルのデータを蓄積した第２のバッファと前記第１および第２のプロトコル以外の第３のプロトコルのデータを蓄積した第３のバッファとから取り出したデータを交互に出力する第２出力工程とを含むことを特徴とする。
【００５６】
この発明によれば、前記基地局入出力制御工程または前記加入者局入出力制御工程は、第１出力工程によって、品質保証を要するデータ送信用に割り当てた保証用のタイムスロットには、データの品質保証を要する第１のプロトコルのデータを蓄積した第１のバッファから取り出したデータを出力し、第２出力工程によって、前記第１の送信バッファにデータが蓄積していない場合、前記保証用のタイムスロットおよび前記保証用のタイムスロット以外のタイムスロットには、データの送達確認を行わない第２プロトコルのデータを蓄積した第２のバッファと前記第１および第２のプロトコル以外の第３のプロトコルのデータを蓄積した第３のバッファとから取り出したデータを交互に出力するようにしている。
【００５７】
つぎの発明にかかる無線アクセス方法は、上記の発明において、前記基地局入出力制御工程または前記加入者局入出力制御工程は、前記複数の下り送信バッファおよび前記複数の上り送信バッファが分類するデータ種別の区分を示す区分データを送信データに付加する付加工程と、前記送信データに付加された区分データのデータ種別毎にデータの再組立を行う再組立工程とを含むことを特徴とする。
【００５８】
この発明によれば、前記基地局入出力制御工程または前記加入者局入出力制御工程は、付加工程によって、前記複数の下り送信バッファおよび前記複数の上り送信バッファが分類するデータ種別の区分を示す区分データを送信データに付加し、再組立工程によって、前記送信データに付加された区分データのデータ種別毎にデータの再組立を行うようにしている。
【００５９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、この発明にかかる無線アクセスシステムおよび無線アクセス方法の好適な実施の形態について説明する。
【００６０】
実施の形態１．
まず、この発明の実施の形態１について説明する。図１は、この発明の実施の形態１である無線アクセスシステムの機能ブロック図である。図１において、基地局１０と複数の加入者局２０とは無線回線Ｎを介してそれぞれ接続される。基地局１０は、下りおよび上りのタイムスロットの割当処理を行う割当処理部１１、割当処理部１１による割当処理時に用いられ、図示しない保持部によって保持される予め設定される品質制御情報１２、各加入者局２０に対する下り送信用のバッファおよび上り組立用のバッファを有するバッファ１３、割当処理部１１の割当結果をもとにバッファ１３内のデータの入出力制御を行う入出力制御部１７を有する。
【００６１】
一方、各加入者局２０は、バッファ２３内に滞留した合計データ量を割当処理部１１に通知し、割当処理部１１から通知された割当結果をもとに上りタイムスロットの割当処理を指示する割当処理部２１、基地局１０に対する上り送信用のバッファおよび下り組立用のバッファを有するバッファ２３、および割当処理部２１の指示のもとにバッファ２３内のデータの入出力制御を行う入出力制御部２２を有する。
【００６２】
バッファ１３，２３内には、UDP(User Datagram Protocol)のプロトコルのデータを蓄積するバッファ（ＵＤＰバッファ）１５，２５と、TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)やICMP(Internet Control Message Protocol)などの、UDP以外のプロトコルのデータを蓄積するバッファ（ＴＣＰバッファ）１４，２４とを有し、データ種別に応じて分類されている。
【００６３】
データ種別の判別は、たとえば、文献３（杉谷、他、“IP対応ミリ波高速無線LANプロトタイプにおけるアクセス制御方式”、信学技報、RCS99-89）や文献２（斉藤、他、“優先制御を用いたワイヤレスアクセス通信品質制御方法の検討”、信学技報、RCS2000-10）に記載されているように、IPヘッダのTOSフィールドを用いたり、TCP/UDPヘッダのポート番号を用いたりして行うことができる。
【００６４】
基地局１０の割当処理部１１は、バッファ１３内のＴＣＰバッファ１４およびＵＤＰバッファ１５のうちの下り送信用のバッファに滞留しているデータ量を合計した合計データ量（Ad(i),i=0〜CPEの登録数）に基づき、タイムスロットの割当を行い、この割当結果をもとに入出力制御部１７を制御し、下りデータ通信を行わせる。
【００６５】
また、加入者局２０の割当処理部２１は、バッファ２３内のＴＣＰバッファ２４おおびＵＤＰバッファ２５のうちの上り送信用のバッファに滞留しているデータ量を合計した、フレームあたりのデータ量を割当処理部１１に報告する。基地局１０の割当処理部１１は、報告されたデータ量（Au(i),i=0〜CPEの登録数）に基づいてタイムスロットの割当を行い、この割当結果を加入者局２０の割当処理部２１に通知する。割当処理部２１は、この割当結果をもとに入出力制御部２２を制御して、上りデータタイムスロットを制御させ、上りデータ通信を行わせる。
【００６６】
ここで、図２に示すフローチャートを参照して、基地局１０の割当処理部１１が行う下りタイムスロットの割当処理手順について説明する。まず、割当処理部１１は、i番目の加入者局２０向けの下り送信用のバッファであるＴＣＰバッファ１４およびＵＤＰバッファ１５に滞留している合計データ量Ad(i)を取得するとともに、図示しない保持部に保持された、フレームあたりの下り割当制限量Xd(i)および下り優先割当量Yd(i)を取得する処理を全ての加入者局２０に対して行う（ステップＳ１０１）。
【００６７】
その後、割当処理部１１は、加入者局（i番目の加入者局）の合計データ量Ad(i)および下り優先割当量Yd(i)を取り出し（ステップＳ１０２）、送信すべきデータがあり(Ad(i)>0)、かつ、該当加入者局２０に優先割当量が設定されている(Yd(i)>0)か否かを判断する（ステップＳ１０３）。Ad(i)>0、かつ、Yd(i)>0である場合（ステップＳ１０３，Ｙｅｓ）には、合計データ量Ad(i)と優先割当量Yd(i)の小さい方の値(Bd(i)=min(Yd(i),Ad(i)))を優先分割当スロット数Bd(i)として算出する（ステップＳ１０４）。
【００６８】
さらに、合計データ量Ad(i)から優先分割当スロット数Bd(i)を減算した値(Cd(i)=Ad(i)-Bd(i))を通常分データ量Cd(i)として算出し（ステップＳ１０５）、ステップ１０２に移行する。一方、Ad(i)>0、かつ、Yd(i)>0を満足しない場合（ステップＳ１０３，Ｎｏ）には、ステップＳ１０２に移行する。このステップＳ１０２〜Ｓ１０５の処理では、加入者局の登録数分の各加入者に対して繰り返し処理が行われ、その後ステップＳ１０６に移行する。
【００６９】
同様にして、その後ステップＳ１０６〜Ｓ１０９までの処理も加入者局の登録数分の各加入者に対して繰り返し処理が行われる。ここでは、まずi番目の加入者のフレームあたりの下り割当制限量Xd(i)が取り出され、通常分データ量Cd(i)があり(Cd(i)>0)、かつ、下りタイムスロットに空きがあるか否かを判断する（ステップＳ１０７）。Cd(i)>0、かつ、下りタイムスロットに空きがある場合（ステップＳ１０７，Ｙｅｓ）には、下り割当制限量Xd(i)を上限として、通常分データ量Cd(i)をもとに、通常分割当スロット数Dd(i)を算出する（ステップＳ１０８）。すなわち、下り割当制限量Xd(i)と通常分データ量Cd(i)の小さい方の値(Dd(i)=min(Xd(i), Cd(i)))を通常分割当スロット数Dd(i)として算出する。
【００７０】
さらに、i番目の加入者局に優先分割当スロット数Bd(i)と、通常分割当スロット数Dd(i)とからなるバーストの位置を決定し（ステップＳ１０９）、ステップＳ１０６に移行する。一方、Cd(i)>0、かつ、下りタイムスロットに空きがあることを満足しない場合（ステップＳ１０７，Ｎｏ）には、i番目の加入者局に優先分割当スロット数Bd(i)からなるバーストの位置を決定した（ステップＳ１０９）後、ステップＳ１０６に移行し、つぎの加入者局に対する処理を行う。割当処理部１１は、このようにして割り当てられた下りタイムスロットをもとに、入出力制御部１７を制御する。
【００７１】
ここで、図３に示すフローチャートを参照して、基地局１０の割当処理部１１が行う上りタイムスロットの割当処理手順について説明する。まず、割当処理部１１は、i番目の加入者局２０から割当要求された、上り送信用のバッファであるＴＣＰバッファ２４およびＵＤＰバッファ２５に滞留している合計データ量Au(i)を取得するとともに、図示しない保持部に保持された、フレームあたりの上り割当制限量Xu(i)および上り優先割当量Yu(i)を取得する処理を全ての加入者局２０に対して行う（ステップＳ２０１）。
【００７２】
その後、割当処理部１１は、加入者局（i番目の加入者局）の合計データ量Au(i)および上り優先割当量Yu(i)を取り出し（ステップＳ２０２）、送信すべきデータがあり(Au(i)>0)、かつ、該当加入者局２０に優先割当量が設定されている(Yu(i)>0)か否かを判断する（ステップＳ２０３）。Au(i)>0、かつ、Yu(i)>0である場合（ステップＳ２０３，Ｙｅｓ）には、合計データ量Au(i)と優先割当量Yu(i)の小さい方の値(Bu(i)=min(Yu(i),Au(i)))を優先分割当スロット数Bu(i)として算出する（ステップＳ２０４）。
【００７３】
さらに、合計データ量Au(i)から優先分割当スロット数Bu(i)を減算した値(Cu(i)=Au(i)-Bu(i))を通常分データ量Cu(i)として算出し（ステップＳ２０５）、ステップ２０２に移行する。一方、Au(i)>0、かつ、Yu(i)>0を満足しない場合（ステップＳ２０３，Ｎｏ）には、ステップＳ２０２に移行する。このステップＳ２０２〜Ｓ２０５の処理では、加入者局の登録数分の各加入者に対して繰り返し処理が行われ、その後ステップＳ２０６に移行する。
【００７４】
同様にして、その後ステップＳ２０６〜Ｓ２０９までの処理も加入者局の登録数分の各加入者に対して繰り返し処理が行われる。ここでは、まずi番目の加入者のフレームあたりの上り割当制限量Xu(i)が取り出され、通常分データ量Cu(i)があり(Cu(i)>0)、かつ、上りタイムスロットに空きがあるか否かを判断する（ステップＳ２０７）。Cu(i)>0、かつ、上りタイムスロットに空きがある場合（ステップＳ２０７，Ｙｅｓ）には、上り割当制限量Xu(i)を上限として、上りタイムスロット数Ｍを、通常分データ量Cu(i)に比例配分することによって、通常分割当スロット数Du(i)を算出する（ステップＳ２０８）。すなわち、比例配分された上りタイムスロット数Fu(i)を求め、上り割当制限量Xu(i)と上りタイムスロット数Fu(i)の小さい方の値(Du(i)=min(Xu(i), Fu(i)))を通常分割当スロット数Du(i)として算出する。
【００７５】
さらに、i番目の加入者局に優先分割当スロット数Bu(i)と、通常分割当スロット数Du(i)とからなるバーストの位置を決定し（ステップＳ２０９）、ステップＳ２０６に移行する。一方、Cu(i)>0、かつ、上りタイムスロットに空きがあることを満足しない場合（ステップＳ２０７，Ｎｏ）には、i番目の加入者局に優先分割当スロット数Bu(i)からなるバーストの位置を決定した（ステップＳ２０９）後、ステップＳ２０６に移行し、つぎの加入者局に対する処理を行う。割当処理部１１は、このようにして割り当てられた上りタイムスロットを、対応する加入者局２０に通知し、割当処理部２１は、この割り当てられた上りタイムスロットをもとに入出力制御部２２を制御する。
【００７６】
この実施の形態１では、UDPプロトコルとそれ以外のプロトコルのデータ種別を分類して蓄積する複数のバッファ、すなわちＵＤＰバッファ１５，２５およびＴＣＰバッファ１４，２４を持ちながら、複数のバッファの合計データ量を用いてタイムスロットを割り当てるようにしているので、過大なUDPプロトコルのトラフィックによってＵＤＰバッファが溢れても、それ以外のプロトコルへの影響がなく、割当処理部１１と複数のバッファとの間でやりとりする情報を増やすことなく、割当処理部１１の処理も複雑にならない。また、他の加入者局に比較して優先的な伝送を希望する加入者局がある場合、加入者局が希望する優先帯域に応じて優先的にタイムスロットを割り当てることができる。
【００７７】
実施の形態２．
つぎに、この発明の実施の形態２について説明する。上述した実施の形態１では、通信品質の保証が不要なベストエフォート（最善努力）のサービスクラスのデータに対する品質制御を行う場合におけるタイムスロット割当処理について説明したが、この実施の形態２では、音声や映像のように、通信品質の保証が必要とされるデータに対するタイムスロット割当処理をも行うようにしている。
【００７８】
図４は、この発明の実施の形態２である無線アクセスシステムの機能ブロック図である。図４において、基地局３０と各加入者局４０のバッファ３３，４３は、図１に示したバッファ１３，２３に対応し、それぞれ、音声や映像などのデータなどのように、通信品質の保証を必要とするデータを蓄積するバッファ（ＣＢＲバッファ）１６，２６をさらに有する。また、品質制御情報３２は、品質制御情報１２に対応し、下り保証分割当スロット数Zd(i)および上り保証分割当スロット数Zu(i)をもつ。なお、割当処理部３１，４１は、割当処理部１１，２１に対応し、入出力制御部３７，４７は、入出力制御部１７，２２に対応する。
【００７９】
ここで、図５に示すフローチャートを参照して、基地局３０の割当処理部３１が行う下りタイムスロットの割当処理手順について説明する。まず、割当処理部３１は、i番目の加入者局４０向けの下り送信用のバッファのうちのＴＣＰバッファ１４およびＵＤＰバッファ１５に滞留している合計データ量Ad(i)を取得するとともに、図示しない保持部に保持された、フレームあたりの下り割当制限量Xd(i)、下り優先割当量Yd(i)および下り保証分割当てスロット数Zd(i)を取得する処理を全ての加入者局４０に対して行う（ステップＳ３０１）。
【００８０】
その後、割当処理部３１は、各加入者局に対して、下り保証分割当てスロット数Zd(i)からなるバースト位置を決定する（ステップＳ３０２）。
【００８１】
その後の処理は、図２に示した処理手順と同じである。すなわち、割当処理部３１は、加入者局（i番目の加入者局）の残余の合計データ量Ad(i)および下り優先割当量Yd(i)を取り出し（ステップＳ３０３）、送信すべきデータがあり(Ad(i)>0)、かつ、該当加入者局４０に優先割当量が設定されている(Yd(i)>0)か否かを判断する（ステップＳ３０４）。Ad(i)>0、かつ、Yd(i)>0である場合（ステップＳ３０４，Ｙｅｓ）には、合計データ量Ad(i)と優先割当量Yd(i)の小さい方の値(Bd(i)=min(Yd(i),Ad(i)))を優先分割当スロット数Bd(i)として算出する（ステップＳ３０５）。
【００８２】
さらに、合計データ量Ad(i)から優先分割当スロット数Bd(i)を減算した値(Cd(i)=Ad(i)-Bd(i))を通常分データ量Cd(i)として算出し（ステップＳ３０６）、ステップ３０３に移行する。一方、Ad(i)>0、かつ、Yd(i)>0を満足しない場合（ステップＳ３０４，Ｎｏ）には、ステップＳ３０３に移行する。このステップＳ３０３〜Ｓ３０６の処理では、加入者局の登録数分の各加入者に対して繰り返し処理が行われ、その後ステップＳ３０７に移行する。
【００８３】
同様にして、その後ステップＳ３０７〜Ｓ３１０までの処理も加入者局の登録数分の各加入者に対して繰り返し処理が行われる。ここでは、まずi番目の加入者のフレームあたりの下り割当制限量Xd(i)が取り出され、通常分データ量Cd(i)があり(Cd(i)>0)、かつ、下りタイムスロットに空きがあるか否かを判断する（ステップＳ３０８）。Cd(i)>0、かつ、下りタイムスロットに空きがある場合（ステップＳ３０８，Ｙｅｓ）には、下り割当制限量Xd(i)を上限として、通常分データ量Cd(i)をもとに、通常分割当スロット数Dd(i)を算出する（ステップＳ３０９）。すなわち、下り割当制限量Xd(i)と通常分データ量Cd(i)の小さい方の値(Dd(i)=min(Xd(i), Cd(i)))を通常分割当スロット数Dd(i)として算出する。
【００８４】
さらに、i番目の加入者局に優先分割当スロット数Bd(i)と、通常分割当スロット数Dd(i)とからなるバーストの位置を決定し（ステップＳ３１０）、ステップＳ３０７に移行する。一方、Cd(i)>0、かつ、下りタイムスロットに空きがあることを満足しない場合（ステップＳ３０８，Ｎｏ）には、i番目の加入者局に優先分割当スロット数Bd(i)とからバーストの位置を決定した（ステップＳ３１０）後、ステップＳ３０７に移行し、つぎの加入者局に対する処理を行う。割当処理部３１は、このようにして割り当てられた下りタイムスロットをもとに、入出力制御部３７を制御する。
【００８５】
つぎに、図６に示すフローチャートを参照して、基地局３０の割当処理部３１が行う上りタイムスロットの割当処理手順について説明する。まず、割当処理部３１は、i番目の加入者局４０から割当要求された、上り送信用のバッファのうちのＴＣＰバッファ２４およびＵＤＰバッファ２５に滞留している合計データ量Au(i)を取得するとともに、図示しない保持部に保持された、フレームあたりの上り割当制限量Xu(i)および上り優先割当量Yu(i)、および上り保証分割当てスロット数Zu(i)を取得する処理を全ての加入者局４０に対して行う（ステップＳ４０１）。
【００８６】
その後、割当処理部３１は、各加入者局に対して、上り保証分割当てスロット数Zu(i)からなるバースト位置を決定する（ステップＳ４０２）。
【００８７】
その後の処理は、図３に示した処理手順と同じである。すなわち、割当処理部３１は、加入者局（i番目の加入者局）の合計データ量Au(i)および上り優先割当量Yu(i)を取り出し（ステップＳ４０３）、送信すべきデータがあり(Au(i)>0)、かつ、該当加入者局４０に優先割当量が設定されている(Yu(i)>0)か否かを判断する（ステップＳ４０４）。Au(i)>0、かつ、Yu(i)>0である場合（ステップＳ４０４，Ｙｅｓ）には、合計データ量Au(i)と優先割当量Yu(i)の小さい方の値(Bu(i)=min(Yu(i),Au(i)))を優先分割当スロット数Bu(i)として算出する（ステップＳ４０５）。
【００８８】
さらに、合計データ量Au(i)から優先分割当スロット数Bu(i)を減算した値(Cu(i)=Au(i)-Bu(i))を通常分データ量Cu(i)として算出し（ステップＳ４０６）、ステップ４０３に移行する。一方、Au(i)>0、かつ、Yu(i)>0を満足しない場合（ステップＳ４０４，Ｎｏ）には、ステップＳ４０３に移行する。このステップＳ４０３〜Ｓ４０６の処理では、加入者局の登録数分の各加入者に対して繰り返し処理が行われ、その後ステップＳ４０７に移行する。
【００８９】
同様にして、その後ステップＳ４０７〜Ｓ４１０までの処理も加入者局の登録数分の各加入者に対して繰り返し処理が行われる。ここでは、まずi番目の加入者のフレームあたりの上り割当制限量Xu(i)が取り出され、通常分データ量Cu(i)があり(Cu(i)>0)、かつ、上りタイムスロットに空きがあるか否かを判断する（ステップＳ４０８）。Cu(i)>0、かつ、上りタイムスロットに空きがある場合（ステップＳ４０８，Ｙｅｓ）には、上り割当制限量Xu(i)を上限として、上りタイムスロット数Ｍを、通常分データ量Cu(i)に比例配分することによって、通常分割当スロット数Du(i)を算出する（ステップＳ４０９）。すなわち、比例配分された上りタイムスロット数Fu(i)を求め、上り割当制限量Xu(i)と上りタイムスロット数Fu(i)の小さい方の値(Du(i)=min(Xu(i), Fu(i)))を通常分割当スロット数Du(i)として算出する。
【００９０】
さらに、i番目の加入者局に優先分割当スロット数Bu(i)と、通常分割当スロット数Du(i)とからなるバーストの位置を決定し（ステップＳ４１０）、ステップＳ４０７に移行する。一方、Cu(i)>0、かつ、上りタイムスロットに空きがあることを満足しない場合（ステップＳ４０８，Ｎｏ）には、i番目の加入者局に優先分割当スロット数Bu(i)からバーストの位置を決定した（ステップＳ４１０）後、ステップＳ４０７に移行し、つぎの加入者局に対する処理を行う。割当処理部３１は、このようにして割り当てられた上りタイムスロットを、対応する加入者局４０に通知し、割当処理部４１は、この割り当てられた上りタイムスロットをもとに入出力制御部４２を制御する。
【００９１】
さらに、図７を参照してバッファ１３からのデータの取出と再組立とについて説明する。なお、ここでは、下り回線について説明するが、上り回線についても同様の処理が行われる。上述したように、品質保証の必要なデータは、ＣＢＲバッファ１６に蓄積され、ＣＢＲバッファ２６に入力される。品質保証が不要のUDPプロトコルのデータは、ＵＤＰバッファ１５に蓄積され、ＵＤＰバッファ２６に入力される。これら以外のデータは、ＴＣＰバッファ１４に蓄積され、ＴＣＰバッファ２４に入力される。
【００９２】
下りバーストＤ１は、無線回線Ｎに割り当てられ、保証スロットおよび非保証スロットから構成される。なお、下りバーストＤ１は、１つの先頭スロットと一連の後続スロットから構成される１つのバーストとして示しているが、複数のバーストに分かれていてもよい。
【００９３】
上述したように、基地局３０の割当処理部３１は、保証分割当てスロット数Zdと優先分割当スロット数Bdと通常割当スロット数Ddを算出するが、保証分割当スロット数Zdを保証スロットとして入出力制御部３７に指定し、優先分割当スロット数Bdと通常割当スロット数Ddとの合計スロット数を非保証スロットとして入出力制御部３７に指定する。
【００９４】
入出力制御部３７は、保証スロットに指定されたスロットにはＣＢＲバッファ１６からデータを取り出して送信する。非保証スロットに指定されたスロットには、ＵＤＰバッファ１５とＴＣＰバッファ１４とから交互にデータを取り出して送信する。ＣＢＲバッファ１６、ＵＤＰバッファ１５、ＴＣＰバッファ１４のデータ種別は、入出力制御部３７が取得でき、このデータ種別に従ってＣＢＲバッファ２４、ＵＤＰバッファ２５、ＴＣＰバッファ２４に分配され、元のデータを再組立する。
【００９５】
ここで、図８に示すフローチャートを参照して、入出力制御部３７の入出力制御処理手順について説明する。図８において、まず入出力制御部３７は、送信するタイムスロットのスロット種別を判断する（ステップＳ５０１）。スロット種別が保証スロットである場合（ステップＳ５０１，保証スロット）には、さらにＣＢＲバッファ１６にデータが存在するか否かを判断する（ステップＳ５０２）。ＣＢＲバッファ１６にデータが存在する場合（ステップＳ５０２，Ｙｅｓ）には、ＣＢＲバッファ１６からデータを取り出して送信し（ステップＳ５０３）、本処理を終了する。
【００９６】
一方、ＣＢＲバッファ１６にデータがない場合（ステップＳ５０２，Ｎｏ）には、空のセルをスロットに挿入して送信し（ステップＳ５１１）、本処理を終了する。
【００９７】
スロット種別が非保証スロットである場合（ステップＳ５０１，非保証スロット）には、さらにトグルＳＷがＴＣＰに設定されているか、ＵＤＰに設定されているか否かを判断する（ステップＳ５０４）。トグルＳＷがＴＣＰに設定されている場合（ステップＳ５０４，ＴＣＰ）には、さらに、ＴＣＰバッファ１４にデータがあるか否かを判断する（ステップＳ５０５）。ＴＣＰバッファ１４にデータがある場合（ステップＳ５０５，Ｙｅｓ）には、ＴＣＰバッファ１４からデータを取り出して送信し（ステップＳ５０６）、さらにトグルＳＷをＵＤＰに切り替えて（ステップＳ５１２）、本処理を終了する。
【００９８】
ＴＣＰバッファ１４にデータがない場合（ステップＳ５０５，Ｎｏ）には、さらにＵＤＰバッファ１５にデータがあるか否かを判断する（ステップＳ５０７）。ＵＤＰバッファ１５にデータがある場合（ステップＳ５０７，Ｙｅｓ）には、ＵＤＰバッファ１５からデータを取り出して送信し（ステップＳ５０８）、トグルＳＷをＵＤＰに切り替えて（ステップＳ５１２）、本処理を終了する。ＵＤＰバッファ１５にデータがない場合（ステップＳ５０７，Ｎｏ）には、空のセルをスロットに挿入して送信し（ステップＳ５１１）、本処理を終了する。
【００９９】
一方、トグルＳＷがＵＤＰに設定されている場合（ステップＳ５０４，ＵＤＰ）には、さらにＵＤＰバッファ１５にデータがあるか否かを判断し（ステップＳ５０９）、ＵＤＰバッファ１５にデータがある場合（ステップＳ５０９，Ｙｅｓ）には、ＵＤＰバッファ１５からデータを取り出して送信し（ステップＳ５０８）、トグルＳＷをＴＣＰに切り替えて（ステップＳ５１２）、本処理を終了する。
【０１００】
ＵＤＰバッファ１５にデータがない場合（ステップＳ５０９，Ｎｏ）には、さらにＴＣＰバッファ１４にデータがあるか否かを判断する（ステップＳ５１０）。ＴＣＰバッファ１４にデータがある場合（ステップＳ５１０，Ｙｅｓ）には、ＴＣＰバッファ１４からデータを取り出して送信し（ステップＳ５０６）、トグルＳＷをＴＣＰに切り替えて（ステップＳ５１２）、本処理を終了する。一方、ＴＣＰバッファ１４にデータがない場合（ステップＳ５１０，Ｎｏ）にあ、空のセルをスロットに挿入して送信し（ステップＳ５１１）、本処理を終了する。
【０１０１】
すなわち、保証スロットに指定されたスロットには、ＣＢＲバッファ１６からデータを取り出して送信し、非保証スロットに指定されたスロットには、ＵＤＰバッファ１５とＴＣＰバッファ１４とから交互にデータを取り出して送信し、どのバッファにもデータがない場合には、空きのセルをスロットに挿入し、空きセルを送信するようにしている。
【０１０２】
この実施の形態２では、品質保証の必要なデータとそれ以外のプロトコルのデータ種別を分類して蓄積する複数のバッファを持ち、あらかじめ設定された保証割当量（保証分割当スロット数Zd）を用いて固定的に割り当てるようにしているので、通信品質の保証を確実に行うことができる。また、割当処理部３１は入出力制御部３７に、優先分の割当と通常分の割当とを、区別せずに指定するので、設定情報が少なくて済む。
【０１０３】
実施の形態３．
つぎに、実施の形態３について説明する。上述した実施の形態２では、保証スロットに指定されたスロットには、ＣＢＲバッファ１６のデータのみを送信していたが、この実施の形態３では、ＣＢＲバッファ１６にデータがない場合に、他のバッファのデータを送信できるようにして、割り当てたスロットの効率使用を行うようにしている。
【０１０４】
図９は、この発明の実施の形態３である無線アクセスシステムの機能ブロック図である。この無線アクセスシステムは、入出力制御部５７，６２の制御処理内容が、実施の形態２で示した無線アクセスシステムの入出力制御部３７，４２と異なり、その他の構成は、実施の形態２と同じであり、同一構成部分には、同一符号を付している。
【０１０５】
まず、図１０を参照して、バッファ３３からのデータの取出と再組立とについて説明する。なお、ここでは、下り回線について説明するが、上り回線についても同じである。
【０１０６】
上述したように、品質保証の必要なデータは、ＣＢＲバッファ１６に蓄積され、ＣＢＲバッファ２６に入力される。品質保証が不要のUDPプロトコルのデータは、ＵＤＰバッファ１５に蓄積され、ＵＤＰバッファ２５に入力される。これら以外のデータは、ＴＣＰバッファ１４に蓄積され、ＴＣＰバッファ２４に入力される。
【０１０７】
下りバーストＤ２は、無線回線Ｎに割り当てられ、保証スロットおよび非保証スロットから構成される。なお、下りバーストＤ２は、１つの先頭スロットと一連の後続スロットから構成される１つのバーストとして示しているが、複数のバーストに分かれていてもよい。
【０１０８】
上述したように、基地局３０の割当処理部３１は、保証分割当スロット数Zdと優先分割当スロット数Bdと通常割当スロット数Ddとを算出するが、保証分割当スロット数Zdと優先分割当スロット数Bdとの合計したスロット数を保証スロットとして入出力制御部５７に指定し、通常割当スロット数Ddのスロット数を非保証スロットとして入出力制御部５７に指定する。入出力制御部５７は、保証スロットに指定されたスロットには、ＣＢＲバッファ１６にデータがあればＣＢＲバッファ１６からデータを取り出して送信し、ＣＢＲバッファ１６にデータがない場合は、ＵＤＰバッファ１５とＴＣＰバッファ１４とから交互にデータを取り出して送信する。
【０１０９】
非保証スロットに指定されたスロットには、ＵＤＰバッファ１５とＴＣＰバッファ１４とから交互にデータを取り出して送信する。ＣＢＲバッファ１６、ＵＤＰバッファ１５、およびＴＣＰバッファ１４のデータ種別は、入出力制御部３７が取得でき、このデータ種別に従ってＣＢＲバッファ２６、ＵＤＰバッファ２５、およびＴＣＰバッファ２４に分配され、元のデータを再組立する。
【０１１０】
ここで、図１１に示すフローチャートを参照して、入出力制御部５７の入出力制御処理手順について説明する。図１１において、まず入出力制御部５７は、送信するタイムスロットのスロット種別を判断する（ステップＳ６０１）。スロット種別が保証スロットである場合（ステップＳ６０１，保証スロット）には、さらにＣＢＲバッファ１６にデータが存在するか否かを判断する（ステップＳ６０２）。ＣＢＲバッファ１６にデータが存在する場合（ステップＳ６０２，Ｙｅｓ）には、ＣＢＲバッファ１６からデータを取り出して送信し（ステップＳ６０３）、本処理を終了する。一方、ＣＢＲバッファ１６にデータがない場合（ステップＳ６０２，Ｎｏ）には、ステップＳ６０４に移行し、保証スロットを用いて、ＴＣＰバッファ１４あるいはＵＤＰバッファ１５のデータの送信ができるようにしている。
【０１１１】
スロット種別が非保証スロットである場合（ステップＳ６０１，非保証スロット）には、さらにトグルＳＷがＴＣＰに設定されているか、ＵＤＰに設定されているか否かを判断する（ステップＳ６０４）。トグルＳＷがＴＣＰに設定されている場合（ステップＳ６０４，ＴＣＰ）には、さらに、ＴＣＰバッファ１４にデータがあるか否かを判断する（ステップＳ６０５）。ＴＣＰバッファ１４にデータがある場合（ステップＳ６０５，Ｙｅｓ）には、ＴＣＰバッファ１４からデータを取り出して送信し（ステップＳ６０６）、さらにトグルＳＷをＵＤＰに切り替えて（ステップＳ６１２）、本処理を終了する。
【０１１２】
ＴＣＰバッファ１４にデータがない場合（ステップＳ６０５，Ｎｏ）には、さらにＵＤＰバッファ１５にデータがあるか否かを判断する（ステップＳ６０７）。ＵＤＰバッファ１５にデータがある場合（ステップＳ６０７，Ｙｅｓ）には、ＵＤＰバッファ１５からデータを取り出して送信し（ステップＳ６０８）、トグルＳＷをＵＤＰに切り替えて（ステップＳ６１２）、本処理を終了する。ＵＤＰバッファ１５にデータがない場合（ステップＳ６０７，Ｎｏ）には、空のセルをスロットに挿入して送信し（ステップＳ６１１）、本処理を終了する。
【０１１３】
一方、トグルＳＷがＵＤＰに設定されている場合（ステップＳ６０４，ＵＤＰ）には、さらにＵＤＰバッファ１５にデータがあるか否かを判断し（ステップＳ６０９）、ＵＤＰバッファ１５にデータがある場合（ステップＳ６０９，Ｙｅｓ）には、ＵＤＰバッファ１５からデータを取り出して送信し（ステップＳ６０８）、トグルＳＷをＴＣＰに切り替えて（ステップＳ６１２）、本処理を終了する。
【０１１４】
ＵＤＰバッファ１５にデータがない場合（ステップＳ６０９，Ｎｏ）には、さらにＴＣＰバッファ１４にデータがあるか否かを判断する（ステップＳ６１０）。ＴＣＰバッファ１４にデータがある場合（ステップＳ６１０，Ｙｅｓ）には、ＴＣＰバッファ１４からデータを取り出して送信し（ステップＳ６０６）、トグルＳＷをＴＣＰに切り替えて（ステップＳ６１２）、本処理を終了する。一方、ＴＣＰバッファ１４にデータがない場合（ステップＳ６１０，Ｎｏ）にあ、空のセルをスロットに挿入して送信し（ステップＳ６１１）、本処理を終了する。
【０１１５】
すなわち、保証スロットに指定されたスロットには、ＣＢＲバッファ１６にデータがあれば、ＣＢＲバッファ１６からデータを取り出して送信し、ＣＢＲバッファ１６にデータがない場合にはＵＤＰバッファ１５とＴＣＰバッファ１４とから交互にデータを取り出して送信する。非保証スロットに指定されたスロットには、ＵＤＰバッファ１５とＴＣＰバッファ１４とから交互にデータを取り出して送信し、どのバッファにもデータがない場合には、空きのセルをスロットに挿入し、空きセルを送信するようにしている。
【０１１６】
この実施の形態３では、割当処理部３１が入出力制御部５７に、優先分の割当と通常分の割当とを、区別せずに指定するので、設定情報が少なくてすむ。また、保証分に割り当てたスロットを用いて、他のバッファのデータを送信することができるので、割り当てたスロットを効率的に用いることができる。
【０１１７】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、前記基地局において、下り回線スロット割当手段が、各加入者局宛のデータを複数のデータ種別毎に分類して蓄積する複数の下り送信バッファのうちの特定のデータ種別の下り送信バッファを除いた下り送信バッファのそれぞれに蓄積したデータの合計量である下り合計データ量をもとに下りタイムスロットを割り当て、基地局入出力制御手段が、前記下り回線スロット割当手段による下りタイムスロットの割当結果をもとに前記下り送信バッファに蓄積されたデータの入出力処理を行い、各加入者局において、加入者局スロット割当手段が、基地局宛のデータを前記複数のデータ種別毎に分類して蓄積する複数の上り送信バッファのうちの特定のデータ種別の上り送信バッファを除いた上り送信バッファのそれぞれに蓄積したデータの合計量である前記上り合計データ量を前記基地局に通知し、基地局の上り回線スロット割当手段が、前記各加入者局から通知された上り合計データ量をもとに上りタイムスロットを割り当て、該割当結果を各加入者局に通知し、各加入者局の加入者局入出力手段が、前記基地局から通知される割当結果をもとに前記上り送信バッファに蓄積されたデータの入出力処理を行い、複数の下り送信バッファおよび複数の上り送信バッファを有しながら、各複数の下り送信バッファおよび複数の上り送信バッファの合計データ量を用いて下りおよび上りのタイムスロットを割り当てるようにしているので、基地局および加入者局スロット割当手段と、下りおよび上りの送信バッファとの間の情報交換量が少なくなり、割当処理にかかる負荷が軽減するという効果を奏する。
【０１１８】
つぎの発明によれば、前記複数の下り送信バッファおよび複数の上り送信バッファは、第１の送信バッファと第２の送信バッファとを有し、第１の送信バッファは、少なくともデータの送達確認あるいはフロー制御を行わないプロトコルのデータ種別のデータを蓄積し、第２の送信バッファは、前記プロトコル以外のデータ種別のデータを蓄積するようにし、送達確認あるいはフロー制御を行わないプロトコルのデータがトラフィックによって第１の送信バッファが溢れたとしても、第２の送信バッファには影響を与えないようにしているので、正常な通信状態を維持することができるという効果を奏する。
【０１１９】
つぎの発明によれば、前記下り回線スロット割当手段および上り回線スロット割当手段は、各加入者毎に、前記優先割当量を上限として前記下り合計データ量あるいは前記上り合計データ量に対応する下りタイムスロット数あるいは上りタイムスロット数を割り当てた後、前記割当制限量を上限として残余の下り合計データ量あるいは残余の上り合計データ量をもとに残余の下りタイムスロット数あるいは残余の上りタイムスロット数を割り当てるようにしているので、優先されるデータを確実に処理することができるという効果を奏する。
【０１２０】
つぎの発明によれば、前記複数の下り送信バッファおよび前記複数の上り送信バッファ内の第１の送信バッファが、データの品質保証を要する第１のプロトコルのデータを蓄積し、第２の送信バッファが、データの送達確認を行わない第２のプロトコルのデータを蓄積し、第３の送信バッファが、前記第１および前記第２のプロトコル以外の第３のプロトコルのデータを蓄積するようにしているので、品質保証を確実に保持した通信を行うとともに、データの溢れによる異常なトラフィック状態となることを防止することができるという効果を奏する。
【０１２１】
つぎの発明によれば、前記下り回線スロット割当手段および上り回線スロット割当手段は、各加入者毎に、前記保証割当量を割り当てた後、前記優先割当量を上限として下り合計データ量あるいは上り合計データ量をもとに残余の下りタイムスロット数あるいは残余の上りタイムスロット数を割り当て、その後、前記割当制限量を上限として残余の下り合計データ量あるいは残余の上り合計データ量をもとに残余の下りタイムスロット数あるいは残余の上りタイムスロット数を割り当てるようにしているので、品質保証を確実に保持した通信を行うとともに、データの溢れによる異常なトラフィック状態となることを防止することができるという効果を奏する。
【０１２２】
つぎの発明によれば、前記基地局入出力制御手段および前記加入者局入出力制御手段は、品質保証を要するデータ送信用に割り当てた保証用のタイムスロットには前記第１の送信バッファから取り出したデータを出力し、前記保証用のタイムスロット以外のタイムスロットには前記第２の送信バッファから取り出したデータと前記第３の送信バッファから取り出したデータとを交互に出力するようにしているので、効率的なタイムスロットの使用を行うことができるという効果を奏する。
【０１２３】
つぎの発明によれば、前記基地局入出力制御手段および前記加入者局入出力制御手段は、品質保証を要するデータ送信用に割り当てた保証用のタイムスロットには前記第１の送信バッファから取り出したデータを出力し、前記第１の送信バッファにデータが蓄積していない場合、前記保証用のタイムスロットおよび前記保証用のタイムスロット以外のタイムスロットには前記第２の送信バッファから取り出したデータと前記第３の送信バッファから取り出したデータとを交互に出力するようにしているので、さらに効率的なタイムスロットの使用を実現することができるという効果を奏する。
【０１２４】
つぎの発明によれば、前記基地局入出力制御手段および前記加入者局入出力制御手段が、前記複数の下り送信バッファおよび前記複数の上り送信バッファが分類するデータ種別の区分を示す区分データを送信データに付加するとともに、受信データに付加された区分データのデータ種別毎にデータの再組立を行うようにしているので、データの分類に伴う混乱をなくし、データの再組立を容易に行うことができるという効果を奏する。
【０１２５】
つぎの発明によれば、下り回線スロット割当工程によって、各加入者局宛のデータを複数のデータ種別毎に分類して蓄積する複数の下り送信バッファのうちの特定のデータ種別の下り送信バッファを除いた下り送信バッファのそれぞれに蓄積したデータの合計量である下り合計データ量をもとに下りタイムスロットを割り当て、基地局入出力制御工程によって、前記下り回線スロット割当工程による下りタイムスロットの割当結果をもとに前記下り送信バッファに蓄積されたデータの入出力処理を行うようにしているので、基地局および加入者局のスロット割当処理に伴って行う、下りおよび上りの送信バッファとの間の情報交換量が少なくなり、割当処理にかかる負荷が軽減するという効果を奏する。
【０１２６】
つぎの発明によれば、加入者局スロット割当工程によって、基地局宛のデータを前記複数のデータ種別毎に分類して蓄積する複数の上り送信バッファのうちの特定のデータ種別の上り送信バッファを除いた上り送信バッファのそれぞれに蓄積したデータの合計量である前記上り合計データ量を前記基地局に通知し、上り回線スロット割当工程によって、前記各加入者局から通知された上り合計データ量をもとに上りタイムスロットを割り当て、該割当結果を各加入者局に通知し、加入者局入出力制御工程によって、前記基地局から通知される割当結果をもとに前記上り送信バッファに蓄積されたデータの入出力処理を行うようにしているので、基地局および加入者局のスロット割当処理に伴って行う、下りおよび上りの送信バッファとの間の情報交換量が少なくなり、割当処理にかかる負荷が軽減するという効果を奏する。
【０１２７】
つぎの発明によれば、前記複数の下り送信バッファおよび複数の上り送信バッファが蓄積するデータのデータ種別は、少なくともデータの送達確認あるいはフロー制御を行わないプロトコルのデータと、該プロトコル以外のデータとに分類され、送達確認あるいはフロー制御を行わないプロトコルのデータがトラフィックによって第１の送信バッファが溢れたとしても、第２の送信バッファには影響を与えないようにしているので、正常な通信状態を維持することができるという効果を奏する。
【０１２８】
つぎの発明によれば、前記下り回線スロット割当工程または前記上り回線スロット割当工程は、第１割当工程によって、各加入者毎に、優先的に割り当てられるタイムスロット数量を示す優先割当量を上限として前記下り合計データ量あるいは前記上り合計データ量に対応する下りタイムスロット数あるいは上りタイムスロット数を割り当て、第２割当工程によって、各加入者に割り当てられる上限のタイムスロット数量を示す割当制限量を上限として残余の下り合計データ量あるいは残余の上り合計データ量をもとに残余の下りタイムスロット数あるいは残余の上りタイムスロット数を割り当てるようにしているので、優先的なデータのためのタイムスロットを確実に得ることができるという効果を奏する。
【０１２９】
つぎの発明によれば、前記データ種別を、データの品質保証を要する第１のプロトコルのデータと、データの送達確認を行わない第２のプロトコルのデータと、前記第１および前記第２のプロトコル以外の第３のプロトコルのデータとに分類するようにしているので、品質保証を確実に保持した通信を行うとともに、データの溢れによる異常なトラフィック状態となることを防止することができるという効果を奏する。
【０１３０】
つぎの発明によれば、前記下り回線スロット割当工程または前記上り回線スロット割当工程は、第１割当工程によって、各加入者毎に、品質保証を要するデータに割り当てられるタイムスロット数量を示す保証割当量を割り当て、第２割当工程によって、優先的に割り当てられるタイムスロット数量を示す優先割当量を上限として下り合計データ量あるいは上り合計データ量をもとに残余の下りタイムスロット数あるいは残余の上りタイムスロット数を割り当て、第３割当工程によって、各加入者に割り当てられる上限のタイムスロット数量を示す割当制限量を上限として残余の下り合計データ量あるいは残余の上り合計データ量をもとに残余の下りタイムスロット数あるいは残余の上りタイムスロット数を割り当てるようにしているので、品質保証を確実に保持した通信を行うとともに、データの溢れによる異常なトラフィック状態となることを防止することができるという効果を奏する。
【０１３１】
つぎの発明によれば、基地局入出力制御工程または前記加入者局入出力制御工程は、第１出力工程によって、品質保証を要するデータ送信用に割り当てた保証用のタイムスロットには、データの品質保証を要する第１のプロトコルのデータを蓄積した第１のバッファから取り出したデータを出力し、第２出力工程によって、前記保証用のタイムスロット以外のタイムスロットには、データの送達確認を行わない第２のプロトコルのデータを蓄積した第２のバッファと前記第１および前記第２のプロトコル以外の第３のプロトコルのデータを蓄積した第３のバッファとから取り出したデータを交互に出力するようにしているので、効率的なタイムスロットの使用を行うことができるという効果を奏する。
【０１３２】
つぎの発明によれば、前記基地局入出力制御工程または前記加入者局入出力制御工程は、第１出力工程によって、品質保証を要するデータ送信用に割り当てた保証用のタイムスロットには、データの品質保証を要する第１のプロトコルのデータを蓄積した第１のバッファから取り出したデータを出力し、第２出力工程によって、前記第１の送信バッファにデータが蓄積していない場合、前記保証用のタイムスロットおよび前記保証用のタイムスロット以外のタイムスロットには、データの送達確認を行わない第２プロトコルのデータを蓄積した第２のバッファと前記第１および第２のプロトコル以外の第３のプロトコルのデータを蓄積した第３のバッファとから取り出したデータを交互に出力するようにしているので、一層、効率的なタイムスロットの使用を実現することができるという効果を奏する。
【０１３３】
つぎの発明によれば、前記基地局入出力制御工程または前記加入者局入出力制御工程は、付加工程によって、前記複数の下り送信バッファおよび前記複数の上り送信バッファが分類するデータ種別の区分を示す区分データを送信データに付加し、再組立工程によって、前記送信データに付加された区分データのデータ種別毎にデータの再組立を行うようにしているので、データの分類に伴う混乱をなくし、データの再組立を容易に行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１である無線アクセスシステムの構成を示すブロック図である。
【図２】 図１に示した基地局の割当処理部による下りタイムスロット割当処理手順を示すフローチャートである。
【図３】 図１に示した基地局の割当処理部による上りタイムスロット割当処理手順を示すフローチャートである。
【図４】 この発明の実施の形態２である無線アクセスシステムの構成を示すブロック図である。
【図５】 図４に示した基地局の割当処理部による下りタイムスロット割当処理手順を示すフローチャートである。
【図６】 図４に示した基地局の割当処理部による上りタイムスロット割当処理手順を示すフローチャートである。
【図７】 図４に示した基地局の入出力制御部によるデータ取出および再組立を示す説明図である。
【図８】 図４に示した基地局の入出力制御部によるデータ出力制御処理手順を示すフローチャートである。
【図９】 この発明の実施の形態３である無線アクセスシステムの構成を示すブロック図である。
【図１０】 図９に示した基地局の入出力制御部によるデータ取出および再組立を示す説明図である。
【図１１】 図９に示した基地局の入出力制御部によるデータ出力制御処理手順を示すフローチャートである。
【図１２】 無線アクセスシステムの全体構成を示すブロック図である。
【図１３】 無線回線で用いられるフレームフォーマットを示す図である。
【図１４】 従来の無線アクセスシステムの構成を示すブロック図である。
【図１５】 図１４に示した基地局の割当処理部による下りタイムスロット割当処理手順を示すフローチャートである。
【図１６】 図１４に示した基地局の割当処理部による上りタイムスロット割当処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０，３０ 基地局、１１，２１，３１，４１ 割当処理部、１２，３２ 品質制御情報、１３，２３，３３，４３ バッファ、１４，２４ ＴＣＰバッファ、１５，２５ ＵＤＰバッファ、１６，２６ ＣＢＲ バッファ、１７，２２，３７，４２，５７，６２ 入出力制御部、２０，４０ 加入者局、Ｘｄ 下り割当制限量、Ｙｄ 下り優先割当量、Ｚｄ 下り保証割当量、Ａｄ 下り合計データ量、Ｂｄ 下り優先分割当スロット数、Ｄｄ 下り通常分割当スロット数、Ｘｕ 上り割当制限量、Ｙｕ 上り優先割当量、Ｚｕ 上り保証割当量、Ａｕ 上り合計データ量、Ｂｕ 上り優先分割当スロット数、Ｄｕ 上り通常分割当スロット数。
【発明の属する技術分野】
この発明は、基地局(BSE:Base Station Equipment)と複数の加入者局(CPE:Customer Premises Equipment)との間で、基地局が割り当てたタイムスロットを使用してデータ送受信を行う無線アクセスシステムおよび無線アクセス方法に関し、特に、データのサービスクラスに対応させてタイムスロットなどの無線リソースを割り当ててデータ送受信を行う無線アクセスシステムおよび無線アクセス方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１２は、無線アクセスシステムの全体構成を示すブロック図である。図１２において、基地局（ＢＳＥ）１０３と各加入者局（ＣＰＥ）１０２（１０２ａ〜１０２ｃ）との間は、無線回線によって接続される。各端末装置１０１（１０１ａ〜１０１ｃ）は、それぞれ対応する加入者局１０２に接続される。一方、基地局１０３は、公衆網などのネットワーク１０４に接続される。
【０００３】
基地局１０３は、収容する加入者局１０２との間に張られる回線リソースを管理し、加入者局１０２からの回線設定の要求および加入者局１０２に対する回線設定の要求に基づいて回線の設定を行う。この回線リソースは、時間分割され、複数のタイムスロットによって構成されるフレーム周期で回線設定がなされる。
【０００４】
図１３は、図１２に示した無線アクセスシステムに用いられる無線回線のフレーム構成の一例を示す図である。図１３に示したフレーム構成は、文献１（川端、他、“加入者系無線アクセスシステムにおけるスロット割当特性の検討”、信学技報、RCS2000-78）に示されているものである。図１３に示したフレームでは、複数のタイムスロットに各種のチャネルが割り当てられている。
【０００５】
図１３において、加入者局１０２が基地局１０３に対して回線の設定または解放などの要求を行う場合には上り制御回線を用い、基地局１０３が加入者局１０２に対して回線の設定または解放などの指示を行う場合には、下り制御回線が用いられる。下り通信回線および上り通信回線は、必要に応じて各加入者局１０２に割り当てられ、基地局１０３と加入者局１０２との間でデータ通信を行う際に用いられる。
【０００６】
図１３では、上り回線と下り回線とが時分割復信方式(TDD:Time Division Duplex)によって多重化されており、下り回線は、時分割多重方式(TDM:Time Division Multiplex)、上り制御回線としてランダムアクセス方式(S-ALOHA:Slotted ALOHA)を用いた要求時割当−時分割多元接続方式(DA-TDMA:Demmand Assign - Time Division Multiple Access)を用いている。
【０００７】
上り制御回線／通信回線では、先頭スロット１０７と後続スロット１０８とからなる上りバースト１０５が送信される。下り制御回線／通信回線では、先頭スロット１０７と後続スロット１０８とからなる下りバースト１０６が送信される。先頭スロット１０７は、バーストの間隔を開けるためのガードタイム、受信および復調のための同期シンボルおよび基地局１０３と加入者局１０２と間で制御情報をやりとりするための制御回線からなる。後続スロット１０８は、スロットの大きさに区切られた送信データがペイロードとして挿入される。基地局１０３と加入者局１０２と間には、固定的な制御回線はなく、基本的には、制御回線が通信回線に相乗り（ピギーバック:PiggyBack）する形で確保される。
【０００８】
図１４は、図１２に示した基地局１０３と加入者局１０２との間におけるスロット割当機能を示す機能ブロック図である。図１４において、基地局１０３は、下りタイムスロットおよび上りタイムスロットを割り当てる割当処理部１１１、図示しない保持部に保持され、割当処理部１１１が割当処理を行う際に用いる予め設定される品質制御情報１１２、各加入者局１０２ａ〜１０２ｃに対する下り送信用のバッファおよび上り再組立用のバッファを有したバッファ１１３（１１３ａ〜１１３ｃ）、割当処理部１１１の割当結果をもとにバッファ１１３に蓄積されたデータの入出力制御を行う入出力制御部１１７を有する。
【０００９】
一方、各加入者局１０２は、各加入者局１０２ａ〜１０２ｃの上りタイムスロット割当の処理を行う割当処理部１２１（１２１ａ〜１２１ｃ）、各加入者局１０２の上り送信用のバッファおよび下り再組立用のバッファを有したバッファ１２３（１２３ａ〜１２３ｃ）、割当処理部１２１の割当結果をもとにバッファ１２３に蓄積されたデータの入出力制御を行う入出力制御部１２２（１２２ａ〜１２２ｃ）を有する。
【００１０】
基地局１０３の割当処理部１１１は、バッファ１１３内の下り送信用のバッファに蓄積されたデータ量（Ad(i),i=0〜CPEの登録数）に基づき、タイムスロットの割当を行い、この割当結果をもとに入出力制御部１１７を制御して下りのデータ通信を行わせる。一方、加入者局１０２の割当処理部１２１は、バッファ１２３内の上り送信用のバッファに蓄積されたデータ量を基地局１０３の割当処理部１１１に通知し、基地局１０３の割当処理部１１１は、報告されたデータ量（Au(i),i=0〜CPEの登録数）に基づいてタイムスロットの割当を行い、割当結果を加入者局１０２の割当処理部１２１に通知する。加入者局１０２の割当処理部１２１は、入出力制御部１２２を制御することによって上りのデータ通信を行わせる。
【００１１】
ここで、図１５および図１６に示したフローチャートをもとに、下りのタイムスロット割当処理手順および上りのタイムスロット割当処理手順について説明する。
【００１２】
図１５において、まず、割当処理部１１１は、バッファ１１３から各加入者局１０２向けの下り送信用のバッファに滞留しているデータ量Ad(i)と、フレームあたりの下り割当制限量Xd(i)とを取得する（ステップＳ８０１）。その後、各加入者（i番目の加入者局）毎に（ステップＳ８０２）、送信すべきデータがあり(Ad(i)>0)、かつ、下り回線に空きスロットがある場合（ステップＳ８０３，Ｙｅｓ）、下り割当制限量Xd(i)を上限とし、滞留したデータ量Ad(i)に基づいて割当セル数Dd(i)を計算し（ステップＳ８０４）、i番目の加入者局にDd(i)セルからなるバーストを割り当てる処理（ステップＳ８０５）を繰り返す。これによって、下りのタイムスロットの割当処理がなされる。
【００１３】
また、割当処理部１１１は、割当処理部１２１から通知され、バッファ１２３内の上り送信用のバッファに滞留しているデータ量Au(i)と、フレームあたりの上り割当制限量Xu(i)とを取得する（ステップＳ９０１）。その後、各加入者（i番目の加入者）毎に（ステップＳ９０２）、送信すべきデータがあり(Au(i)>0)、かつ、上り回線に空きスロットがある場合（ステップＳ９０３，Ｙｅｓ）、上り割当制限量Xu(i)を上限とし、上り回線スロット数Ｍを、滞留したデータ量Au(i)に比例分配することによって割当セル数Du(i)を計算し（ステップＳ９０４）、i番目の加入者局にDu(i)セルからなるバーストを割り当てる処理（ステップＳ９０５）を繰り返す。これによって、上りタイムスロットの割当処理がなされ、この割当結果が各加入者局１０２の割当処理部１２１に通知される。
【００１４】
近年、インターネットの通信内容は、ファイル転送、電子メールといった従来のサービスから音声、動画像などのリアルタイム性が要求されるサービスまで多様化している。このようなマルチメディアのトラフィックを伝送する無線通信システムの目標として、場所や移動性の制約なしにシームレスに通信できること、無線リソースの効率的な利用、通信の品質制御などがある。
【００１５】
たとえば、文献２（斉藤、他、“優先制御を用いたワイヤレスアクセス通信品質制御方法の検討”、信学技報、RCS2000-10）では、通信品質を、ベストエフォートクラス、エクセレントエフォートクラス、最小帯域幅保証クラス、最大遅延時間保証クラスに分けて、それぞれに適した無線アクセス制御方式を提案している。
【００１６】
また、文献３（杉谷、他、“IP対応ミリ波高速無線LANプロトタイプにおけるアクセス制御方式”、信学技報、RCS99-89）では、無線アクセス制御方式として同期転送モードと非同期転送モードを用意することによって、通信品質を制御するとともに、データフローの発生時に無線区間のコネクションを設定することによって、無線リソースの有効利用を図っている。
【００１７】
さらに、文献４（井上、他、“メディア統合型無線アクセスにおけるメッセージリソース割当手法”、信学論、B-II Vol.J80-B-II No.8 pp.641-653，1997）では、ベストエフォートクラスの無線リソース割当て方法として、均等に割り当てる方法と、独占的に割り当てる方法とについて比較検討している。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、インターネットで主に使用されるプロトコルとしては、TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）とUDP（User Datagram Protocol）とがある。TCP/IPは、End-to-Endでフロー制御が行われるため、無線アクセスシステムにおいて伝送帯域が不足した場合、伝送レートが落ちる。これに対して、UDPは、フロー制御を行わないため、無線アクセスシステムにおいて、伝送帯域が不足した場合にもデータグラムを送り続け、無線アクセスシステムのバッファを溢れさせる可能性がある。
【００１９】
無線アクセスシステムにおいて、TCP/IPとUDPとで使用するバッファを分けていない場合、過大なUDPのトラフィックによってバッファが溢れた場合に、TCP/IPのデータまで溢れてしまうという問題点があった。UDPは、送達の保証を行わないため、バッファが溢れた場合、データが廃棄されるだけで済む場合があるが、TCP/IPではデータが廃棄されると再送が必要となり、バッファ溢れの影響は深刻である。
【００２０】
一方、オーディオやビデオ会議用のITU標準であるH.323やIETF(Internet Engineering Task Force)の仕様であるRTP（Real-time Transport Protocol）やRSVP（Resource reSerVation Protocol）を用いて、ネットワークの品質保証する場合には、無線アクセスシステムでも品質を保証する必要がある。この場合、品質保証すべきデータを蓄積するバッファを分けないと、このデータの品質保証ができないという問題点があった。
【００２１】
帯域保証を要しないデータについて、他の加入者と比較して優先的な伝送を希望する加入者がいる場合、加入者の希望する優先帯域に応じて、無線リソースを割り当てる方法が必要となる。
【００２２】
また、サービスクラスに応じてバッファを分け、全てのバッファの情報を用いて割当を行う場合、割当処理部と各バッファとの間でやりとりする情報が多くなるとともに、割当処理部の処理が複雑になってしまうという問題点があった。
【００２３】
さらに、サービスクラスに応じてバッファを分け、全てのサービスクラスに対して個別に無線帯域を割り当てる場合、割当処理を個別に行う必要があるとともに、割当処理手段が入出力制御手段に設定する情報が多くなるという問題点があった。
【００２４】
この発明は上記に鑑みてなされたもので、データのサービスクラスに対応して、タイムスロットなどの無線リソースを割当を適切に行うことができる無線アクセスシステムおよび無線アクセス方法を得ることを目的とする。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明にかかる無線アクセスシステムは、複数のタイムスロットからなるフレームを周期として、基地局と複数の加入者局との間で基地局が割り当てたタイムスロットを使用してデータ送受信を行う無線アクセスシステムにおいて、前記基地局は、各加入者局宛のデータを複数のデータ種別毎に分類して蓄積する複数の下り送信バッファと、前記複数の下り送信バッファのうちの特定のデータ種別の下り送信バッファを除いた下り送信バッファのそれぞれに蓄積したデータの合計量である下り合計データ量をもとに下りタイムスロットを割り当てる下り回線スロット割当手段と、前記下り回線スロット割当手段による下りタイムスロットの割当結果をもとに前記下り送信バッファに蓄積されたデータの入出力処理を行う基地局入出力制御手段と、前記各加入者局から通知された上り合計データ量をもとに上りタイムスロットを割り当て、該割当結果を各加入者局に通知する上り回線スロット割当手段とを備え、各加入者局は、基地局宛のデータを前記複数のデータ種別毎に分類して蓄積する複数の上り送信バッファと、前記複数の上り送信バッファのうちの特定のデータ種別の上り送信バッファを除いた上り送信バッファのそれぞれに蓄積したデータの合計量である前記上り合計データ量を前記基地局に通知する加入者局スロット割当手段と、前記基地局から通知される割当結果をもとに前記上り送信バッファに蓄積されたデータの入出力処理を行う加入者局入出力制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００２６】
この発明によれば、前記基地局において、下り回線スロット割当手段が、各加入者局宛のデータを複数のデータ種別毎に分類して蓄積する複数の下り送信バッファのうちの特定のデータ種別の下り送信バッファを除いた下り送信バッファのそれぞれに蓄積したデータの合計量である下り合計データ量をもとに下りタイムスロットを割り当て、基地局入出力制御手段が、前記下り回線スロット割当手段による下りタイムスロットの割当結果をもとに前記下り送信バッファに蓄積されたデータの入出力処理を行い、各加入者局において、加入者局スロット割当手段が、基地局宛のデータを前記複数のデータ種別毎に分類して蓄積する複数の上り送信バッファのうちの特定のデータ種別の上り送信バッファを除いた上り送信バッファのそれぞれに蓄積したデータの合計量である前記上り合計データ量を前記基地局に通知し、基地局の上り回線スロット割当手段が、前記各加入者局から通知された上り合計データ量をもとに上りタイムスロットを割り当て、該割当結果を各加入者局に通知し、各加入者局の加入者局入出力手段が、前記基地局から通知される割当結果をもとに前記上り送信バッファに蓄積されたデータの入出力処理を行い、複数の下り送信バッファおよび複数の上り送信バッファを有しながら、各複数の下り送信バッファおよび複数の上り送信バッファの合計データ量を用いて下りおよび上りのタイムスロットを割り当てるようにしている。
【００２７】
つぎの発明にかかる無線アクセスシステムは、上記の発明において、前記複数の下り送信バッファおよび複数の上り送信バッファは、少なくともデータの送達確認あるいはフロー制御を行わないプロトコルのデータ種別のデータを蓄積する第１の送信バッファと、前記プロトコル以外のデータ種別のデータを蓄積する第２の送信バッファとを備えたことを特徴とする。
【００２８】
この発明によれば、前記複数の下り送信バッファおよび複数の上り送信バッファは、第１の送信バッファと第２の送信バッファとを有し、第１の送信バッファは、少なくともデータの送達確認あるいはフロー制御を行わないプロトコルのデータ種別のデータを蓄積し、第２の送信バッファは、前記プロトコル以外のデータ種別のデータを蓄積するようにし、送達確認あるいはフロー制御を行わないプロトコルのデータがトラフィックによって第１の送信バッファが溢れたとしても、第２の送信バッファには影響を与えないようにしている。
【００２９】
つぎの発明にかかる無線アクセスシステムは、上記の発明において、前記基地局および前記各加入者局は、加入者毎に設定され、優先的に割り当てられるタイムスロット数量を示す優先割当量と各加入者に割り当てられる上限のタイムスロット数量を示す割当制限量とを保持する保持手段を有し、前記下り回線スロット割当手段および上り回線スロット割当手段は、各加入者毎に、前記優先割当量を上限として前記下り合計データ量あるいは前記上り合計データ量に対応する下りタイムスロット数あるいは上りタイムスロット数を割り当てた後、前記割当制限量を上限として残余の下り合計データ量あるいは残余の上り合計データ量をもとに残余の下りタイムスロット数あるいは残余の上りタイムスロット数を割り当てることを特徴とする。
【００３０】
この発明によれば、前記下り回線スロット割当手段および上り回線スロット割当手段は、各加入者毎に、前記優先割当量を上限として前記下り合計データ量あるいは前記上り合計データ量に対応する下りタイムスロット数あるいは上りタイムスロット数を割り当てた後、前記割当制限量を上限として残余の下り合計データ量あるいは残余の上り合計データ量をもとに残余の下りタイムスロット数あるいは残余の上りタイムスロット数を割り当てるようにしている。
【００３１】
つぎの発明にかかる無線アクセスシステムは、上記の発明において、前記複数の下り送信バッファおよび前記複数の上り送信バッファは、データの品質保証を要する第１のプロトコルのデータを蓄積する第１の送信バッファと、データの送達確認を行わない第２のプロトコルのデータを蓄積する第２の送信バッファと、前記第１および前記第２のプロトコル以外の第３のプロトコルのデータを蓄積する第３の送信バッファとを備え、送信するデータのデータ種別を分類することを特徴とする。
【００３２】
この発明によれば、前記複数の下り送信バッファおよび前記複数の上り送信バッファ内の第１の送信バッファが、データの品質保証を要する第１のプロトコルのデータを蓄積し、第２の送信バッファが、データの送達確認を行わない第２のプロトコルのデータを蓄積し、第３の送信バッファが、前記第１および前記第２のプロトコル以外の第３のプロトコルのデータを蓄積するようにしている。
【００３３】
つぎの発明にかかる無線アクセスシステムは、上記の発明において、前記基地局および前記各加入者局は、加入者毎に設定され、品質保証を要するデータに割り当てられるタイムスロット数量を示す保証割当量と優先的に割り当てられるタイムスロット数量を示す優先割当量と各加入者に割り当てられる上限のタイムスロット数量を示す割当制限量とを保持する保持手段を有し、前記下り回線スロット割当手段および上り回線スロット割当手段は、各加入者毎に、前記保証割当量を割り当てた後、前記優先割当量を上限として下り合計データ量あるいは上り合計データ量をもとに残余の下りタイムスロット数あるいは残余の上りタイムスロット数を割り当て、その後、前記割当制限量を上限として残余の下り合計データ量あるいは残余の上り合計データ量をもとに残余の下りタイムスロット数あるいは残余の上りタイムスロット数を割り当てることを特徴とする。
【００３４】
この発明によれば、前記下り回線スロット割当手段および上り回線スロット割当手段は、各加入者毎に、前記保証割当量を割り当てた後、前記優先割当量を上限として下り合計データ量あるいは上り合計データ量をもとに残余の下りタイムスロット数あるいは残余の上りタイムスロット数を割り当て、その後、前記割当制限量を上限として残余の下り合計データ量あるいは残余の上り合計データ量をもとに残余の下りタイムスロット数あるいは残余の上りタイムスロット数を割り当てるようにしている。
【００３５】
つぎの発明にかかる無線アクセスシステムは、上記の発明において、前記基地局入出力制御手段および前記加入者局入出力制御手段は、品質保証を要するデータ送信用に割り当てた保証用のタイムスロットには前記第１の送信バッファから取り出したデータを出力し、前記保証用のタイムスロット以外のタイムスロットには前記第２の送信バッファから取り出したデータと前記第３の送信バッファから取り出したデータとを交互に出力することを特徴とする。
【００３６】
この発明によれば、前記基地局入出力制御手段および前記加入者局入出力制御手段は、品質保証を要するデータ送信用に割り当てた保証用のタイムスロットには前記第１の送信バッファから取り出したデータを出力し、前記保証用のタイムスロット以外のタイムスロットには前記第２の送信バッファから取り出したデータと前記第３の送信バッファから取り出したデータとを交互に出力するようにしている。
【００３７】
つぎの発明にかかる無線アクセスシステムは、上記の発明において、前記基地局入出力制御手段および前記加入者局入出力制御手段は、品質保証を要するデータ送信用に割り当てた保証用のタイムスロットには前記第１の送信バッファから取り出したデータを出力し、前記第１の送信バッファにデータが蓄積していない場合、前記保証用のタイムスロットおよび前記保証用のタイムスロット以外のタイムスロットには前記第２の送信バッファから取り出したデータと前記第３の送信バッファから取り出したデータとを交互に出力することを特徴とする。
【００３８】
この発明によれば、前記基地局入出力制御手段および前記加入者局入出力制御手段は、品質保証を要するデータ送信用に割り当てた保証用のタイムスロットには前記第１の送信バッファから取り出したデータを出力し、前記第１の送信バッファにデータが蓄積していない場合、前記保証用のタイムスロットおよび前記保証用のタイムスロット以外のタイムスロットには前記第２の送信バッファから取り出したデータと前記第３の送信バッファから取り出したデータとを交互に出力するようにしている。
【００３９】
つぎの発明にかかる無線アクセスシステムは、上記の発明において、前記基地局入出力制御手段および前記加入者局入出力制御手段は、前記複数の下り送信バッファおよび前記複数の上り送信バッファが分類するデータ種別の区分を示す区分データを送信データに付加するとともに、受信データに付加された区分データのデータ種別毎にデータの再組立を行うことを特徴とする。
【００４０】
この発明によれば、前記基地局入出力制御手段および前記加入者局入出力制御手段が、前記複数の下り送信バッファおよび前記複数の上り送信バッファが分類するデータ種別の区分を示す区分データを送信データに付加するとともに、受信データに付加された区分データのデータ種別毎にデータの再組立を行うようにしている。
【００４１】
つぎの発明にかかる無線アクセス方法は、複数のタイムスロットからなるフレームを周期として、基地局と複数の加入者局との間で基地局が割り当てたタイムスロットを使用してデータ送受信を行う無線アクセス方法において、各加入者局宛のデータを複数のデータ種別毎に分類して蓄積する複数の下り送信バッファのうちの特定のデータ種別の下り送信バッファを除いた下り送信バッファのそれぞれに蓄積したデータの合計量である下り合計データ量をもとに下りタイムスロットを割り当てる下り回線スロット割当工程と、前記下り回線スロット割当工程による下りタイムスロットの割当結果をもとに前記下り送信バッファに蓄積されたデータの入出力処理を行う基地局入出力制御工程とを含むことを特徴とする。
【００４２】
この発明によれば、下り回線スロット割当工程によって、各加入者局宛のデータを複数のデータ種別毎に分類して蓄積する複数の下り送信バッファのうちの特定のデータ種別の下り送信バッファを除いた下り送信バッファのそれぞれに蓄積したデータの合計量である下り合計データ量をもとに下りタイムスロットを割り当て、基地局入出力制御工程によって、前記下り回線スロット割当工程による下りタイムスロットの割当結果をもとに前記下り送信バッファに蓄積されたデータの入出力処理を行うようにしている。
【００４３】
つぎの発明にかかる無線アクセス方法は、複数のタイムスロットからなるフレームを周期として、基地局と複数の加入者局との間で基地局が割り当てたタイムスロットを使用してデータ送受信を行う無線アクセス方法において、基地局宛のデータを前記複数のデータ種別毎に分類して蓄積する複数の上り送信バッファのうちの特定のデータ種別の上り送信バッファを除いた上り送信バッファのそれぞれに蓄積したデータの合計量である前記上り合計データ量を前記基地局に通知する加入者局スロット割当工程と、前記各加入者局から通知された上り合計データ量をもとに上りタイムスロットを割り当て、該割当結果を各加入者局に通知する上り回線スロット割当工程と、前記基地局から通知される割当結果をもとに前記上り送信バッファに蓄積されたデータの入出力処理を行う加入者局入出力制御工程とを含むことを特徴とする。
【００４４】
この発明によれば、加入者局スロット割当工程によって、基地局宛のデータを前記複数のデータ種別毎に分類して蓄積する複数の上り送信バッファのうちの特定のデータ種別の上り送信バッファを除いた上り送信バッファのそれぞれに蓄積したデータの合計量である前記上り合計データ量を前記基地局に通知し、上り回線スロット割当工程によって、前記各加入者局から通知された上り合計データ量をもとに上りタイムスロットを割り当て、該割当結果を各加入者局に通知し、加入者局入出力制御工程によって、前記基地局から通知される割当結果をもとに前記上り送信バッファに蓄積されたデータの入出力処理を行うようにしている。
【００４５】
つぎの発明にかかる無線アクセス方法は、上記の発明において、前記複数の下り送信バッファおよび複数の上り送信バッファは、前記データ種別は、少なくともデータの送達確認あるいはフロー制御を行わないプロトコルのデータと、該プロトコル以外のデータとに分類されることを特徴とする。
【００４６】
この発明によれば、前記複数の下り送信バッファおよび複数の上り送信バッファが蓄積するデータのデータ種別は、少なくともデータの送達確認あるいはフロー制御を行わないプロトコルのデータと、該プロトコル以外のデータとに分類され、送達確認あるいはフロー制御を行わないプロトコルのデータがトラフィックによって第１の送信バッファが溢れたとしても、第２の送信バッファには影響を与えないようにしている。
【００４７】
つぎの発明にかかる無線アクセス方法は、上記の発明において、前記下り回線スロット割当工程または前記上り回線スロット割当工程は、各加入者毎に、優先的に割り当てられるタイムスロット数量を示す優先割当量を上限として前記下り合計データ量あるいは前記上り合計データ量に対応する下りタイムスロット数あるいは上りタイムスロット数を割り当てる第１割当工程と、各加入者に割り当てられる上限のタイムスロット数量を示す割当制限量を上限として残余の下り合計データ量あるいは残余の上り合計データ量をもとに残余の下りタイムスロット数あるいは残余の上りタイムスロット数を割り当てる第２割当工程とを含むことを特徴とする。
【００４８】
この発明によれば、前記下り回線スロット割当工程または前記上り回線スロット割当工程は、第１割当工程によって、各加入者毎に、優先的に割り当てられるタイムスロット数量を示す優先割当量を上限として前記下り合計データ量あるいは前記上り合計データ量に対応する下りタイムスロット数あるいは上りタイムスロット数を割り当て、第２割当工程によって、各加入者に割り当てられる上限のタイムスロット数量を示す割当制限量を上限として残余の下り合計データ量あるいは残余の上り合計データ量をもとに残余の下りタイムスロット数あるいは残余の上りタイムスロット数を割り当てるようにしている。
【００４９】
つぎの発明にかかる無線アクセス方法は、上記の発明において、前記データ種別は、データの品質保証を要する第１のプロトコルのデータと、データの送達確認を行わない第２のプロトコルのデータと、前記第１および前記第２のプロトコル以外の第３のプロトコルのデータとに分類されることを特徴とする。
【００５０】
この発明によれば、前記データ種別を、データの品質保証を要する第１のプロトコルのデータと、データの送達確認を行わない第２のプロトコルのデータと、前記第１および前記第２のプロトコル以外の第３のプロトコルのデータとに分類するようにしている。
【００５１】
つぎの発明にかかる無線アクセス方法は、上記の発明において、前記下り回線スロット割当工程または前記上り回線スロット割当工程は、各加入者毎に、品質保証を要するデータに割り当てられるタイムスロット数量を示す保証割当量を割り当てる第１割当工程と、優先的に割り当てられるタイムスロット数量を示す優先割当量を上限として下り合計データ量あるいは上り合計データ量をもとに残余の下りタイムスロット数あるいは残余の上りタイムスロット数を割り当てる第２割当工程と、各加入者に割り当てられる上限のタイムスロット数量を示す割当制限量を上限として残余の下り合計データ量あるいは残余の上り合計データ量をもとに残余の下りタイムスロット数あるいは残余の上りタイムスロット数を割り当てる第３割当工程とを含むことを特徴とする。
【００５２】
この発明によれば、前記下り回線スロット割当工程または前記上り回線スロット割当工程は、第１割当工程によって、各加入者毎に、品質保証を要するデータに割り当てられるタイムスロット数量を示す保証割当量を割り当て、第２割当工程によって、優先的に割り当てられるタイムスロット数量を示す優先割当量を上限として下り合計データ量あるいは上り合計データ量をもとに残余の下りタイムスロット数あるいは残余の上りタイムスロット数を割り当て、第３割当工程によって、各加入者に割り当てられる上限のタイムスロット数量を示す割当制限量を上限として残余の下り合計データ量あるいは残余の上り合計データ量をもとに残余の下りタイムスロット数あるいは残余の上りタイムスロット数を割り当てるようにしている。
【００５３】
つぎの発明にかかる無線アクセス方法は、上記の発明において、基地局入出力制御工程または前記加入者局入出力制御工程は、品質保証を要するデータ送信用に割り当てた保証用のタイムスロットには、データの品質保証を要する第１のプロトコルのデータを蓄積した第１のバッファから取り出したデータを出力する第１出力工程と、前記保証用のタイムスロット以外のタイムスロットには、データの送達確認を行わない第２のプロトコルのデータを蓄積した第２のバッファと前記第１および前記第２のプロトコル以外の第３のプロトコルのデータを蓄積した第３のバッファとから取り出したデータを交互に出力する第２出力工程とを含むことを特徴とする。
【００５４】
この発明によれば、基地局入出力制御工程または前記加入者局入出力制御工程は、第１出力工程によって、品質保証を要するデータ送信用に割り当てた保証用のタイムスロットには、データの品質保証を要する第１のプロトコルのデータを蓄積した第１のバッファから取り出したデータを出力し、第２出力工程によって、前記保証用のタイムスロット以外のタイムスロットには、データの送達確認を行わない第２のプロトコルのデータを蓄積した第２のバッファと前記第１および前記第２のプロトコル以外の第３のプロトコルのデータを蓄積した第３のバッファとから取り出したデータを交互に出力するようにしている。
【００５５】
つぎの発明にかかる無線アクセス方法は、上記の発明において、前記基地局入出力制御工程または前記加入者局入出力制御工程は、品質保証を要するデータ送信用に割り当てた保証用のタイムスロットには、データの品質保証を要する第１のプロトコルのデータを蓄積した第１のバッファから取り出したデータを出力する第１出力工程と、前記第１の送信バッファにデータが蓄積していない場合、前記保証用のタイムスロットおよび前記保証用のタイムスロット以外のタイムスロットには、データの送達確認を行わない第２プロトコルのデータを蓄積した第２のバッファと前記第１および第２のプロトコル以外の第３のプロトコルのデータを蓄積した第３のバッファとから取り出したデータを交互に出力する第２出力工程とを含むことを特徴とする。
【００５６】
この発明によれば、前記基地局入出力制御工程または前記加入者局入出力制御工程は、第１出力工程によって、品質保証を要するデータ送信用に割り当てた保証用のタイムスロットには、データの品質保証を要する第１のプロトコルのデータを蓄積した第１のバッファから取り出したデータを出力し、第２出力工程によって、前記第１の送信バッファにデータが蓄積していない場合、前記保証用のタイムスロットおよび前記保証用のタイムスロット以外のタイムスロットには、データの送達確認を行わない第２プロトコルのデータを蓄積した第２のバッファと前記第１および第２のプロトコル以外の第３のプロトコルのデータを蓄積した第３のバッファとから取り出したデータを交互に出力するようにしている。
【００５７】
つぎの発明にかかる無線アクセス方法は、上記の発明において、前記基地局入出力制御工程または前記加入者局入出力制御工程は、前記複数の下り送信バッファおよび前記複数の上り送信バッファが分類するデータ種別の区分を示す区分データを送信データに付加する付加工程と、前記送信データに付加された区分データのデータ種別毎にデータの再組立を行う再組立工程とを含むことを特徴とする。
【００５８】
この発明によれば、前記基地局入出力制御工程または前記加入者局入出力制御工程は、付加工程によって、前記複数の下り送信バッファおよび前記複数の上り送信バッファが分類するデータ種別の区分を示す区分データを送信データに付加し、再組立工程によって、前記送信データに付加された区分データのデータ種別毎にデータの再組立を行うようにしている。
【００５９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、この発明にかかる無線アクセスシステムおよび無線アクセス方法の好適な実施の形態について説明する。
【００６０】
実施の形態１．
まず、この発明の実施の形態１について説明する。図１は、この発明の実施の形態１である無線アクセスシステムの機能ブロック図である。図１において、基地局１０と複数の加入者局２０とは無線回線Ｎを介してそれぞれ接続される。基地局１０は、下りおよび上りのタイムスロットの割当処理を行う割当処理部１１、割当処理部１１による割当処理時に用いられ、図示しない保持部によって保持される予め設定される品質制御情報１２、各加入者局２０に対する下り送信用のバッファおよび上り組立用のバッファを有するバッファ１３、割当処理部１１の割当結果をもとにバッファ１３内のデータの入出力制御を行う入出力制御部１７を有する。
【００６１】
一方、各加入者局２０は、バッファ２３内に滞留した合計データ量を割当処理部１１に通知し、割当処理部１１から通知された割当結果をもとに上りタイムスロットの割当処理を指示する割当処理部２１、基地局１０に対する上り送信用のバッファおよび下り組立用のバッファを有するバッファ２３、および割当処理部２１の指示のもとにバッファ２３内のデータの入出力制御を行う入出力制御部２２を有する。
【００６２】
バッファ１３，２３内には、UDP(User Datagram Protocol)のプロトコルのデータを蓄積するバッファ（ＵＤＰバッファ）１５，２５と、TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)やICMP(Internet Control Message Protocol)などの、UDP以外のプロトコルのデータを蓄積するバッファ（ＴＣＰバッファ）１４，２４とを有し、データ種別に応じて分類されている。
【００６３】
データ種別の判別は、たとえば、文献３（杉谷、他、“IP対応ミリ波高速無線LANプロトタイプにおけるアクセス制御方式”、信学技報、RCS99-89）や文献２（斉藤、他、“優先制御を用いたワイヤレスアクセス通信品質制御方法の検討”、信学技報、RCS2000-10）に記載されているように、IPヘッダのTOSフィールドを用いたり、TCP/UDPヘッダのポート番号を用いたりして行うことができる。
【００６４】
基地局１０の割当処理部１１は、バッファ１３内のＴＣＰバッファ１４およびＵＤＰバッファ１５のうちの下り送信用のバッファに滞留しているデータ量を合計した合計データ量（Ad(i),i=0〜CPEの登録数）に基づき、タイムスロットの割当を行い、この割当結果をもとに入出力制御部１７を制御し、下りデータ通信を行わせる。
【００６５】
また、加入者局２０の割当処理部２１は、バッファ２３内のＴＣＰバッファ２４おおびＵＤＰバッファ２５のうちの上り送信用のバッファに滞留しているデータ量を合計した、フレームあたりのデータ量を割当処理部１１に報告する。基地局１０の割当処理部１１は、報告されたデータ量（Au(i),i=0〜CPEの登録数）に基づいてタイムスロットの割当を行い、この割当結果を加入者局２０の割当処理部２１に通知する。割当処理部２１は、この割当結果をもとに入出力制御部２２を制御して、上りデータタイムスロットを制御させ、上りデータ通信を行わせる。
【００６６】
ここで、図２に示すフローチャートを参照して、基地局１０の割当処理部１１が行う下りタイムスロットの割当処理手順について説明する。まず、割当処理部１１は、i番目の加入者局２０向けの下り送信用のバッファであるＴＣＰバッファ１４およびＵＤＰバッファ１５に滞留している合計データ量Ad(i)を取得するとともに、図示しない保持部に保持された、フレームあたりの下り割当制限量Xd(i)および下り優先割当量Yd(i)を取得する処理を全ての加入者局２０に対して行う（ステップＳ１０１）。
【００６７】
その後、割当処理部１１は、加入者局（i番目の加入者局）の合計データ量Ad(i)および下り優先割当量Yd(i)を取り出し（ステップＳ１０２）、送信すべきデータがあり(Ad(i)>0)、かつ、該当加入者局２０に優先割当量が設定されている(Yd(i)>0)か否かを判断する（ステップＳ１０３）。Ad(i)>0、かつ、Yd(i)>0である場合（ステップＳ１０３，Ｙｅｓ）には、合計データ量Ad(i)と優先割当量Yd(i)の小さい方の値(Bd(i)=min(Yd(i),Ad(i)))を優先分割当スロット数Bd(i)として算出する（ステップＳ１０４）。
【００６８】
さらに、合計データ量Ad(i)から優先分割当スロット数Bd(i)を減算した値(Cd(i)=Ad(i)-Bd(i))を通常分データ量Cd(i)として算出し（ステップＳ１０５）、ステップ１０２に移行する。一方、Ad(i)>0、かつ、Yd(i)>0を満足しない場合（ステップＳ１０３，Ｎｏ）には、ステップＳ１０２に移行する。このステップＳ１０２〜Ｓ１０５の処理では、加入者局の登録数分の各加入者に対して繰り返し処理が行われ、その後ステップＳ１０６に移行する。
【００６９】
同様にして、その後ステップＳ１０６〜Ｓ１０９までの処理も加入者局の登録数分の各加入者に対して繰り返し処理が行われる。ここでは、まずi番目の加入者のフレームあたりの下り割当制限量Xd(i)が取り出され、通常分データ量Cd(i)があり(Cd(i)>0)、かつ、下りタイムスロットに空きがあるか否かを判断する（ステップＳ１０７）。Cd(i)>0、かつ、下りタイムスロットに空きがある場合（ステップＳ１０７，Ｙｅｓ）には、下り割当制限量Xd(i)を上限として、通常分データ量Cd(i)をもとに、通常分割当スロット数Dd(i)を算出する（ステップＳ１０８）。すなわち、下り割当制限量Xd(i)と通常分データ量Cd(i)の小さい方の値(Dd(i)=min(Xd(i), Cd(i)))を通常分割当スロット数Dd(i)として算出する。
【００７０】
さらに、i番目の加入者局に優先分割当スロット数Bd(i)と、通常分割当スロット数Dd(i)とからなるバーストの位置を決定し（ステップＳ１０９）、ステップＳ１０６に移行する。一方、Cd(i)>0、かつ、下りタイムスロットに空きがあることを満足しない場合（ステップＳ１０７，Ｎｏ）には、i番目の加入者局に優先分割当スロット数Bd(i)からなるバーストの位置を決定した（ステップＳ１０９）後、ステップＳ１０６に移行し、つぎの加入者局に対する処理を行う。割当処理部１１は、このようにして割り当てられた下りタイムスロットをもとに、入出力制御部１７を制御する。
【００７１】
ここで、図３に示すフローチャートを参照して、基地局１０の割当処理部１１が行う上りタイムスロットの割当処理手順について説明する。まず、割当処理部１１は、i番目の加入者局２０から割当要求された、上り送信用のバッファであるＴＣＰバッファ２４およびＵＤＰバッファ２５に滞留している合計データ量Au(i)を取得するとともに、図示しない保持部に保持された、フレームあたりの上り割当制限量Xu(i)および上り優先割当量Yu(i)を取得する処理を全ての加入者局２０に対して行う（ステップＳ２０１）。
【００７２】
その後、割当処理部１１は、加入者局（i番目の加入者局）の合計データ量Au(i)および上り優先割当量Yu(i)を取り出し（ステップＳ２０２）、送信すべきデータがあり(Au(i)>0)、かつ、該当加入者局２０に優先割当量が設定されている(Yu(i)>0)か否かを判断する（ステップＳ２０３）。Au(i)>0、かつ、Yu(i)>0である場合（ステップＳ２０３，Ｙｅｓ）には、合計データ量Au(i)と優先割当量Yu(i)の小さい方の値(Bu(i)=min(Yu(i),Au(i)))を優先分割当スロット数Bu(i)として算出する（ステップＳ２０４）。
【００７３】
さらに、合計データ量Au(i)から優先分割当スロット数Bu(i)を減算した値(Cu(i)=Au(i)-Bu(i))を通常分データ量Cu(i)として算出し（ステップＳ２０５）、ステップ２０２に移行する。一方、Au(i)>0、かつ、Yu(i)>0を満足しない場合（ステップＳ２０３，Ｎｏ）には、ステップＳ２０２に移行する。このステップＳ２０２〜Ｓ２０５の処理では、加入者局の登録数分の各加入者に対して繰り返し処理が行われ、その後ステップＳ２０６に移行する。
【００７４】
同様にして、その後ステップＳ２０６〜Ｓ２０９までの処理も加入者局の登録数分の各加入者に対して繰り返し処理が行われる。ここでは、まずi番目の加入者のフレームあたりの上り割当制限量Xu(i)が取り出され、通常分データ量Cu(i)があり(Cu(i)>0)、かつ、上りタイムスロットに空きがあるか否かを判断する（ステップＳ２０７）。Cu(i)>0、かつ、上りタイムスロットに空きがある場合（ステップＳ２０７，Ｙｅｓ）には、上り割当制限量Xu(i)を上限として、上りタイムスロット数Ｍを、通常分データ量Cu(i)に比例配分することによって、通常分割当スロット数Du(i)を算出する（ステップＳ２０８）。すなわち、比例配分された上りタイムスロット数Fu(i)を求め、上り割当制限量Xu(i)と上りタイムスロット数Fu(i)の小さい方の値(Du(i)=min(Xu(i), Fu(i)))を通常分割当スロット数Du(i)として算出する。
【００７５】
さらに、i番目の加入者局に優先分割当スロット数Bu(i)と、通常分割当スロット数Du(i)とからなるバーストの位置を決定し（ステップＳ２０９）、ステップＳ２０６に移行する。一方、Cu(i)>0、かつ、上りタイムスロットに空きがあることを満足しない場合（ステップＳ２０７，Ｎｏ）には、i番目の加入者局に優先分割当スロット数Bu(i)からなるバーストの位置を決定した（ステップＳ２０９）後、ステップＳ２０６に移行し、つぎの加入者局に対する処理を行う。割当処理部１１は、このようにして割り当てられた上りタイムスロットを、対応する加入者局２０に通知し、割当処理部２１は、この割り当てられた上りタイムスロットをもとに入出力制御部２２を制御する。
【００７６】
この実施の形態１では、UDPプロトコルとそれ以外のプロトコルのデータ種別を分類して蓄積する複数のバッファ、すなわちＵＤＰバッファ１５，２５およびＴＣＰバッファ１４，２４を持ちながら、複数のバッファの合計データ量を用いてタイムスロットを割り当てるようにしているので、過大なUDPプロトコルのトラフィックによってＵＤＰバッファが溢れても、それ以外のプロトコルへの影響がなく、割当処理部１１と複数のバッファとの間でやりとりする情報を増やすことなく、割当処理部１１の処理も複雑にならない。また、他の加入者局に比較して優先的な伝送を希望する加入者局がある場合、加入者局が希望する優先帯域に応じて優先的にタイムスロットを割り当てることができる。
【００７７】
実施の形態２．
つぎに、この発明の実施の形態２について説明する。上述した実施の形態１では、通信品質の保証が不要なベストエフォート（最善努力）のサービスクラスのデータに対する品質制御を行う場合におけるタイムスロット割当処理について説明したが、この実施の形態２では、音声や映像のように、通信品質の保証が必要とされるデータに対するタイムスロット割当処理をも行うようにしている。
【００７８】
図４は、この発明の実施の形態２である無線アクセスシステムの機能ブロック図である。図４において、基地局３０と各加入者局４０のバッファ３３，４３は、図１に示したバッファ１３，２３に対応し、それぞれ、音声や映像などのデータなどのように、通信品質の保証を必要とするデータを蓄積するバッファ（ＣＢＲバッファ）１６，２６をさらに有する。また、品質制御情報３２は、品質制御情報１２に対応し、下り保証分割当スロット数Zd(i)および上り保証分割当スロット数Zu(i)をもつ。なお、割当処理部３１，４１は、割当処理部１１，２１に対応し、入出力制御部３７，４７は、入出力制御部１７，２２に対応する。
【００７９】
ここで、図５に示すフローチャートを参照して、基地局３０の割当処理部３１が行う下りタイムスロットの割当処理手順について説明する。まず、割当処理部３１は、i番目の加入者局４０向けの下り送信用のバッファのうちのＴＣＰバッファ１４およびＵＤＰバッファ１５に滞留している合計データ量Ad(i)を取得するとともに、図示しない保持部に保持された、フレームあたりの下り割当制限量Xd(i)、下り優先割当量Yd(i)および下り保証分割当てスロット数Zd(i)を取得する処理を全ての加入者局４０に対して行う（ステップＳ３０１）。
【００８０】
その後、割当処理部３１は、各加入者局に対して、下り保証分割当てスロット数Zd(i)からなるバースト位置を決定する（ステップＳ３０２）。
【００８１】
その後の処理は、図２に示した処理手順と同じである。すなわち、割当処理部３１は、加入者局（i番目の加入者局）の残余の合計データ量Ad(i)および下り優先割当量Yd(i)を取り出し（ステップＳ３０３）、送信すべきデータがあり(Ad(i)>0)、かつ、該当加入者局４０に優先割当量が設定されている(Yd(i)>0)か否かを判断する（ステップＳ３０４）。Ad(i)>0、かつ、Yd(i)>0である場合（ステップＳ３０４，Ｙｅｓ）には、合計データ量Ad(i)と優先割当量Yd(i)の小さい方の値(Bd(i)=min(Yd(i),Ad(i)))を優先分割当スロット数Bd(i)として算出する（ステップＳ３０５）。
【００８２】
さらに、合計データ量Ad(i)から優先分割当スロット数Bd(i)を減算した値(Cd(i)=Ad(i)-Bd(i))を通常分データ量Cd(i)として算出し（ステップＳ３０６）、ステップ３０３に移行する。一方、Ad(i)>0、かつ、Yd(i)>0を満足しない場合（ステップＳ３０４，Ｎｏ）には、ステップＳ３０３に移行する。このステップＳ３０３〜Ｓ３０６の処理では、加入者局の登録数分の各加入者に対して繰り返し処理が行われ、その後ステップＳ３０７に移行する。
【００８３】
同様にして、その後ステップＳ３０７〜Ｓ３１０までの処理も加入者局の登録数分の各加入者に対して繰り返し処理が行われる。ここでは、まずi番目の加入者のフレームあたりの下り割当制限量Xd(i)が取り出され、通常分データ量Cd(i)があり(Cd(i)>0)、かつ、下りタイムスロットに空きがあるか否かを判断する（ステップＳ３０８）。Cd(i)>0、かつ、下りタイムスロットに空きがある場合（ステップＳ３０８，Ｙｅｓ）には、下り割当制限量Xd(i)を上限として、通常分データ量Cd(i)をもとに、通常分割当スロット数Dd(i)を算出する（ステップＳ３０９）。すなわち、下り割当制限量Xd(i)と通常分データ量Cd(i)の小さい方の値(Dd(i)=min(Xd(i), Cd(i)))を通常分割当スロット数Dd(i)として算出する。
【００８４】
さらに、i番目の加入者局に優先分割当スロット数Bd(i)と、通常分割当スロット数Dd(i)とからなるバーストの位置を決定し（ステップＳ３１０）、ステップＳ３０７に移行する。一方、Cd(i)>0、かつ、下りタイムスロットに空きがあることを満足しない場合（ステップＳ３０８，Ｎｏ）には、i番目の加入者局に優先分割当スロット数Bd(i)とからバーストの位置を決定した（ステップＳ３１０）後、ステップＳ３０７に移行し、つぎの加入者局に対する処理を行う。割当処理部３１は、このようにして割り当てられた下りタイムスロットをもとに、入出力制御部３７を制御する。
【００８５】
つぎに、図６に示すフローチャートを参照して、基地局３０の割当処理部３１が行う上りタイムスロットの割当処理手順について説明する。まず、割当処理部３１は、i番目の加入者局４０から割当要求された、上り送信用のバッファのうちのＴＣＰバッファ２４およびＵＤＰバッファ２５に滞留している合計データ量Au(i)を取得するとともに、図示しない保持部に保持された、フレームあたりの上り割当制限量Xu(i)および上り優先割当量Yu(i)、および上り保証分割当てスロット数Zu(i)を取得する処理を全ての加入者局４０に対して行う（ステップＳ４０１）。
【００８６】
その後、割当処理部３１は、各加入者局に対して、上り保証分割当てスロット数Zu(i)からなるバースト位置を決定する（ステップＳ４０２）。
【００８７】
その後の処理は、図３に示した処理手順と同じである。すなわち、割当処理部３１は、加入者局（i番目の加入者局）の合計データ量Au(i)および上り優先割当量Yu(i)を取り出し（ステップＳ４０３）、送信すべきデータがあり(Au(i)>0)、かつ、該当加入者局４０に優先割当量が設定されている(Yu(i)>0)か否かを判断する（ステップＳ４０４）。Au(i)>0、かつ、Yu(i)>0である場合（ステップＳ４０４，Ｙｅｓ）には、合計データ量Au(i)と優先割当量Yu(i)の小さい方の値(Bu(i)=min(Yu(i),Au(i)))を優先分割当スロット数Bu(i)として算出する（ステップＳ４０５）。
【００８８】
さらに、合計データ量Au(i)から優先分割当スロット数Bu(i)を減算した値(Cu(i)=Au(i)-Bu(i))を通常分データ量Cu(i)として算出し（ステップＳ４０６）、ステップ４０３に移行する。一方、Au(i)>0、かつ、Yu(i)>0を満足しない場合（ステップＳ４０４，Ｎｏ）には、ステップＳ４０３に移行する。このステップＳ４０３〜Ｓ４０６の処理では、加入者局の登録数分の各加入者に対して繰り返し処理が行われ、その後ステップＳ４０７に移行する。
【００８９】
同様にして、その後ステップＳ４０７〜Ｓ４１０までの処理も加入者局の登録数分の各加入者に対して繰り返し処理が行われる。ここでは、まずi番目の加入者のフレームあたりの上り割当制限量Xu(i)が取り出され、通常分データ量Cu(i)があり(Cu(i)>0)、かつ、上りタイムスロットに空きがあるか否かを判断する（ステップＳ４０８）。Cu(i)>0、かつ、上りタイムスロットに空きがある場合（ステップＳ４０８，Ｙｅｓ）には、上り割当制限量Xu(i)を上限として、上りタイムスロット数Ｍを、通常分データ量Cu(i)に比例配分することによって、通常分割当スロット数Du(i)を算出する（ステップＳ４０９）。すなわち、比例配分された上りタイムスロット数Fu(i)を求め、上り割当制限量Xu(i)と上りタイムスロット数Fu(i)の小さい方の値(Du(i)=min(Xu(i), Fu(i)))を通常分割当スロット数Du(i)として算出する。
【００９０】
さらに、i番目の加入者局に優先分割当スロット数Bu(i)と、通常分割当スロット数Du(i)とからなるバーストの位置を決定し（ステップＳ４１０）、ステップＳ４０７に移行する。一方、Cu(i)>0、かつ、上りタイムスロットに空きがあることを満足しない場合（ステップＳ４０８，Ｎｏ）には、i番目の加入者局に優先分割当スロット数Bu(i)からバーストの位置を決定した（ステップＳ４１０）後、ステップＳ４０７に移行し、つぎの加入者局に対する処理を行う。割当処理部３１は、このようにして割り当てられた上りタイムスロットを、対応する加入者局４０に通知し、割当処理部４１は、この割り当てられた上りタイムスロットをもとに入出力制御部４２を制御する。
【００９１】
さらに、図７を参照してバッファ１３からのデータの取出と再組立とについて説明する。なお、ここでは、下り回線について説明するが、上り回線についても同様の処理が行われる。上述したように、品質保証の必要なデータは、ＣＢＲバッファ１６に蓄積され、ＣＢＲバッファ２６に入力される。品質保証が不要のUDPプロトコルのデータは、ＵＤＰバッファ１５に蓄積され、ＵＤＰバッファ２６に入力される。これら以外のデータは、ＴＣＰバッファ１４に蓄積され、ＴＣＰバッファ２４に入力される。
【００９２】
下りバーストＤ１は、無線回線Ｎに割り当てられ、保証スロットおよび非保証スロットから構成される。なお、下りバーストＤ１は、１つの先頭スロットと一連の後続スロットから構成される１つのバーストとして示しているが、複数のバーストに分かれていてもよい。
【００９３】
上述したように、基地局３０の割当処理部３１は、保証分割当てスロット数Zdと優先分割当スロット数Bdと通常割当スロット数Ddを算出するが、保証分割当スロット数Zdを保証スロットとして入出力制御部３７に指定し、優先分割当スロット数Bdと通常割当スロット数Ddとの合計スロット数を非保証スロットとして入出力制御部３７に指定する。
【００９４】
入出力制御部３７は、保証スロットに指定されたスロットにはＣＢＲバッファ１６からデータを取り出して送信する。非保証スロットに指定されたスロットには、ＵＤＰバッファ１５とＴＣＰバッファ１４とから交互にデータを取り出して送信する。ＣＢＲバッファ１６、ＵＤＰバッファ１５、ＴＣＰバッファ１４のデータ種別は、入出力制御部３７が取得でき、このデータ種別に従ってＣＢＲバッファ２４、ＵＤＰバッファ２５、ＴＣＰバッファ２４に分配され、元のデータを再組立する。
【００９５】
ここで、図８に示すフローチャートを参照して、入出力制御部３７の入出力制御処理手順について説明する。図８において、まず入出力制御部３７は、送信するタイムスロットのスロット種別を判断する（ステップＳ５０１）。スロット種別が保証スロットである場合（ステップＳ５０１，保証スロット）には、さらにＣＢＲバッファ１６にデータが存在するか否かを判断する（ステップＳ５０２）。ＣＢＲバッファ１６にデータが存在する場合（ステップＳ５０２，Ｙｅｓ）には、ＣＢＲバッファ１６からデータを取り出して送信し（ステップＳ５０３）、本処理を終了する。
【００９６】
一方、ＣＢＲバッファ１６にデータがない場合（ステップＳ５０２，Ｎｏ）には、空のセルをスロットに挿入して送信し（ステップＳ５１１）、本処理を終了する。
【００９７】
スロット種別が非保証スロットである場合（ステップＳ５０１，非保証スロット）には、さらにトグルＳＷがＴＣＰに設定されているか、ＵＤＰに設定されているか否かを判断する（ステップＳ５０４）。トグルＳＷがＴＣＰに設定されている場合（ステップＳ５０４，ＴＣＰ）には、さらに、ＴＣＰバッファ１４にデータがあるか否かを判断する（ステップＳ５０５）。ＴＣＰバッファ１４にデータがある場合（ステップＳ５０５，Ｙｅｓ）には、ＴＣＰバッファ１４からデータを取り出して送信し（ステップＳ５０６）、さらにトグルＳＷをＵＤＰに切り替えて（ステップＳ５１２）、本処理を終了する。
【００９８】
ＴＣＰバッファ１４にデータがない場合（ステップＳ５０５，Ｎｏ）には、さらにＵＤＰバッファ１５にデータがあるか否かを判断する（ステップＳ５０７）。ＵＤＰバッファ１５にデータがある場合（ステップＳ５０７，Ｙｅｓ）には、ＵＤＰバッファ１５からデータを取り出して送信し（ステップＳ５０８）、トグルＳＷをＵＤＰに切り替えて（ステップＳ５１２）、本処理を終了する。ＵＤＰバッファ１５にデータがない場合（ステップＳ５０７，Ｎｏ）には、空のセルをスロットに挿入して送信し（ステップＳ５１１）、本処理を終了する。
【００９９】
一方、トグルＳＷがＵＤＰに設定されている場合（ステップＳ５０４，ＵＤＰ）には、さらにＵＤＰバッファ１５にデータがあるか否かを判断し（ステップＳ５０９）、ＵＤＰバッファ１５にデータがある場合（ステップＳ５０９，Ｙｅｓ）には、ＵＤＰバッファ１５からデータを取り出して送信し（ステップＳ５０８）、トグルＳＷをＴＣＰに切り替えて（ステップＳ５１２）、本処理を終了する。
【０１００】
ＵＤＰバッファ１５にデータがない場合（ステップＳ５０９，Ｎｏ）には、さらにＴＣＰバッファ１４にデータがあるか否かを判断する（ステップＳ５１０）。ＴＣＰバッファ１４にデータがある場合（ステップＳ５１０，Ｙｅｓ）には、ＴＣＰバッファ１４からデータを取り出して送信し（ステップＳ５０６）、トグルＳＷをＴＣＰに切り替えて（ステップＳ５１２）、本処理を終了する。一方、ＴＣＰバッファ１４にデータがない場合（ステップＳ５１０，Ｎｏ）にあ、空のセルをスロットに挿入して送信し（ステップＳ５１１）、本処理を終了する。
【０１０１】
すなわち、保証スロットに指定されたスロットには、ＣＢＲバッファ１６からデータを取り出して送信し、非保証スロットに指定されたスロットには、ＵＤＰバッファ１５とＴＣＰバッファ１４とから交互にデータを取り出して送信し、どのバッファにもデータがない場合には、空きのセルをスロットに挿入し、空きセルを送信するようにしている。
【０１０２】
この実施の形態２では、品質保証の必要なデータとそれ以外のプロトコルのデータ種別を分類して蓄積する複数のバッファを持ち、あらかじめ設定された保証割当量（保証分割当スロット数Zd）を用いて固定的に割り当てるようにしているので、通信品質の保証を確実に行うことができる。また、割当処理部３１は入出力制御部３７に、優先分の割当と通常分の割当とを、区別せずに指定するので、設定情報が少なくて済む。
【０１０３】
実施の形態３．
つぎに、実施の形態３について説明する。上述した実施の形態２では、保証スロットに指定されたスロットには、ＣＢＲバッファ１６のデータのみを送信していたが、この実施の形態３では、ＣＢＲバッファ１６にデータがない場合に、他のバッファのデータを送信できるようにして、割り当てたスロットの効率使用を行うようにしている。
【０１０４】
図９は、この発明の実施の形態３である無線アクセスシステムの機能ブロック図である。この無線アクセスシステムは、入出力制御部５７，６２の制御処理内容が、実施の形態２で示した無線アクセスシステムの入出力制御部３７，４２と異なり、その他の構成は、実施の形態２と同じであり、同一構成部分には、同一符号を付している。
【０１０５】
まず、図１０を参照して、バッファ３３からのデータの取出と再組立とについて説明する。なお、ここでは、下り回線について説明するが、上り回線についても同じである。
【０１０６】
上述したように、品質保証の必要なデータは、ＣＢＲバッファ１６に蓄積され、ＣＢＲバッファ２６に入力される。品質保証が不要のUDPプロトコルのデータは、ＵＤＰバッファ１５に蓄積され、ＵＤＰバッファ２５に入力される。これら以外のデータは、ＴＣＰバッファ１４に蓄積され、ＴＣＰバッファ２４に入力される。
【０１０７】
下りバーストＤ２は、無線回線Ｎに割り当てられ、保証スロットおよび非保証スロットから構成される。なお、下りバーストＤ２は、１つの先頭スロットと一連の後続スロットから構成される１つのバーストとして示しているが、複数のバーストに分かれていてもよい。
【０１０８】
上述したように、基地局３０の割当処理部３１は、保証分割当スロット数Zdと優先分割当スロット数Bdと通常割当スロット数Ddとを算出するが、保証分割当スロット数Zdと優先分割当スロット数Bdとの合計したスロット数を保証スロットとして入出力制御部５７に指定し、通常割当スロット数Ddのスロット数を非保証スロットとして入出力制御部５７に指定する。入出力制御部５７は、保証スロットに指定されたスロットには、ＣＢＲバッファ１６にデータがあればＣＢＲバッファ１６からデータを取り出して送信し、ＣＢＲバッファ１６にデータがない場合は、ＵＤＰバッファ１５とＴＣＰバッファ１４とから交互にデータを取り出して送信する。
【０１０９】
非保証スロットに指定されたスロットには、ＵＤＰバッファ１５とＴＣＰバッファ１４とから交互にデータを取り出して送信する。ＣＢＲバッファ１６、ＵＤＰバッファ１５、およびＴＣＰバッファ１４のデータ種別は、入出力制御部３７が取得でき、このデータ種別に従ってＣＢＲバッファ２６、ＵＤＰバッファ２５、およびＴＣＰバッファ２４に分配され、元のデータを再組立する。
【０１１０】
ここで、図１１に示すフローチャートを参照して、入出力制御部５７の入出力制御処理手順について説明する。図１１において、まず入出力制御部５７は、送信するタイムスロットのスロット種別を判断する（ステップＳ６０１）。スロット種別が保証スロットである場合（ステップＳ６０１，保証スロット）には、さらにＣＢＲバッファ１６にデータが存在するか否かを判断する（ステップＳ６０２）。ＣＢＲバッファ１６にデータが存在する場合（ステップＳ６０２，Ｙｅｓ）には、ＣＢＲバッファ１６からデータを取り出して送信し（ステップＳ６０３）、本処理を終了する。一方、ＣＢＲバッファ１６にデータがない場合（ステップＳ６０２，Ｎｏ）には、ステップＳ６０４に移行し、保証スロットを用いて、ＴＣＰバッファ１４あるいはＵＤＰバッファ１５のデータの送信ができるようにしている。
【０１１１】
スロット種別が非保証スロットである場合（ステップＳ６０１，非保証スロット）には、さらにトグルＳＷがＴＣＰに設定されているか、ＵＤＰに設定されているか否かを判断する（ステップＳ６０４）。トグルＳＷがＴＣＰに設定されている場合（ステップＳ６０４，ＴＣＰ）には、さらに、ＴＣＰバッファ１４にデータがあるか否かを判断する（ステップＳ６０５）。ＴＣＰバッファ１４にデータがある場合（ステップＳ６０５，Ｙｅｓ）には、ＴＣＰバッファ１４からデータを取り出して送信し（ステップＳ６０６）、さらにトグルＳＷをＵＤＰに切り替えて（ステップＳ６１２）、本処理を終了する。
【０１１２】
ＴＣＰバッファ１４にデータがない場合（ステップＳ６０５，Ｎｏ）には、さらにＵＤＰバッファ１５にデータがあるか否かを判断する（ステップＳ６０７）。ＵＤＰバッファ１５にデータがある場合（ステップＳ６０７，Ｙｅｓ）には、ＵＤＰバッファ１５からデータを取り出して送信し（ステップＳ６０８）、トグルＳＷをＵＤＰに切り替えて（ステップＳ６１２）、本処理を終了する。ＵＤＰバッファ１５にデータがない場合（ステップＳ６０７，Ｎｏ）には、空のセルをスロットに挿入して送信し（ステップＳ６１１）、本処理を終了する。
【０１１３】
一方、トグルＳＷがＵＤＰに設定されている場合（ステップＳ６０４，ＵＤＰ）には、さらにＵＤＰバッファ１５にデータがあるか否かを判断し（ステップＳ６０９）、ＵＤＰバッファ１５にデータがある場合（ステップＳ６０９，Ｙｅｓ）には、ＵＤＰバッファ１５からデータを取り出して送信し（ステップＳ６０８）、トグルＳＷをＴＣＰに切り替えて（ステップＳ６１２）、本処理を終了する。
【０１１４】
ＵＤＰバッファ１５にデータがない場合（ステップＳ６０９，Ｎｏ）には、さらにＴＣＰバッファ１４にデータがあるか否かを判断する（ステップＳ６１０）。ＴＣＰバッファ１４にデータがある場合（ステップＳ６１０，Ｙｅｓ）には、ＴＣＰバッファ１４からデータを取り出して送信し（ステップＳ６０６）、トグルＳＷをＴＣＰに切り替えて（ステップＳ６１２）、本処理を終了する。一方、ＴＣＰバッファ１４にデータがない場合（ステップＳ６１０，Ｎｏ）にあ、空のセルをスロットに挿入して送信し（ステップＳ６１１）、本処理を終了する。
【０１１５】
すなわち、保証スロットに指定されたスロットには、ＣＢＲバッファ１６にデータがあれば、ＣＢＲバッファ１６からデータを取り出して送信し、ＣＢＲバッファ１６にデータがない場合にはＵＤＰバッファ１５とＴＣＰバッファ１４とから交互にデータを取り出して送信する。非保証スロットに指定されたスロットには、ＵＤＰバッファ１５とＴＣＰバッファ１４とから交互にデータを取り出して送信し、どのバッファにもデータがない場合には、空きのセルをスロットに挿入し、空きセルを送信するようにしている。
【０１１６】
この実施の形態３では、割当処理部３１が入出力制御部５７に、優先分の割当と通常分の割当とを、区別せずに指定するので、設定情報が少なくてすむ。また、保証分に割り当てたスロットを用いて、他のバッファのデータを送信することができるので、割り当てたスロットを効率的に用いることができる。
【０１１７】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、前記基地局において、下り回線スロット割当手段が、各加入者局宛のデータを複数のデータ種別毎に分類して蓄積する複数の下り送信バッファのうちの特定のデータ種別の下り送信バッファを除いた下り送信バッファのそれぞれに蓄積したデータの合計量である下り合計データ量をもとに下りタイムスロットを割り当て、基地局入出力制御手段が、前記下り回線スロット割当手段による下りタイムスロットの割当結果をもとに前記下り送信バッファに蓄積されたデータの入出力処理を行い、各加入者局において、加入者局スロット割当手段が、基地局宛のデータを前記複数のデータ種別毎に分類して蓄積する複数の上り送信バッファのうちの特定のデータ種別の上り送信バッファを除いた上り送信バッファのそれぞれに蓄積したデータの合計量である前記上り合計データ量を前記基地局に通知し、基地局の上り回線スロット割当手段が、前記各加入者局から通知された上り合計データ量をもとに上りタイムスロットを割り当て、該割当結果を各加入者局に通知し、各加入者局の加入者局入出力手段が、前記基地局から通知される割当結果をもとに前記上り送信バッファに蓄積されたデータの入出力処理を行い、複数の下り送信バッファおよび複数の上り送信バッファを有しながら、各複数の下り送信バッファおよび複数の上り送信バッファの合計データ量を用いて下りおよび上りのタイムスロットを割り当てるようにしているので、基地局および加入者局スロット割当手段と、下りおよび上りの送信バッファとの間の情報交換量が少なくなり、割当処理にかかる負荷が軽減するという効果を奏する。
【０１１８】
つぎの発明によれば、前記複数の下り送信バッファおよび複数の上り送信バッファは、第１の送信バッファと第２の送信バッファとを有し、第１の送信バッファは、少なくともデータの送達確認あるいはフロー制御を行わないプロトコルのデータ種別のデータを蓄積し、第２の送信バッファは、前記プロトコル以外のデータ種別のデータを蓄積するようにし、送達確認あるいはフロー制御を行わないプロトコルのデータがトラフィックによって第１の送信バッファが溢れたとしても、第２の送信バッファには影響を与えないようにしているので、正常な通信状態を維持することができるという効果を奏する。
【０１１９】
つぎの発明によれば、前記下り回線スロット割当手段および上り回線スロット割当手段は、各加入者毎に、前記優先割当量を上限として前記下り合計データ量あるいは前記上り合計データ量に対応する下りタイムスロット数あるいは上りタイムスロット数を割り当てた後、前記割当制限量を上限として残余の下り合計データ量あるいは残余の上り合計データ量をもとに残余の下りタイムスロット数あるいは残余の上りタイムスロット数を割り当てるようにしているので、優先されるデータを確実に処理することができるという効果を奏する。
【０１２０】
つぎの発明によれば、前記複数の下り送信バッファおよび前記複数の上り送信バッファ内の第１の送信バッファが、データの品質保証を要する第１のプロトコルのデータを蓄積し、第２の送信バッファが、データの送達確認を行わない第２のプロトコルのデータを蓄積し、第３の送信バッファが、前記第１および前記第２のプロトコル以外の第３のプロトコルのデータを蓄積するようにしているので、品質保証を確実に保持した通信を行うとともに、データの溢れによる異常なトラフィック状態となることを防止することができるという効果を奏する。
【０１２１】
つぎの発明によれば、前記下り回線スロット割当手段および上り回線スロット割当手段は、各加入者毎に、前記保証割当量を割り当てた後、前記優先割当量を上限として下り合計データ量あるいは上り合計データ量をもとに残余の下りタイムスロット数あるいは残余の上りタイムスロット数を割り当て、その後、前記割当制限量を上限として残余の下り合計データ量あるいは残余の上り合計データ量をもとに残余の下りタイムスロット数あるいは残余の上りタイムスロット数を割り当てるようにしているので、品質保証を確実に保持した通信を行うとともに、データの溢れによる異常なトラフィック状態となることを防止することができるという効果を奏する。
【０１２２】
つぎの発明によれば、前記基地局入出力制御手段および前記加入者局入出力制御手段は、品質保証を要するデータ送信用に割り当てた保証用のタイムスロットには前記第１の送信バッファから取り出したデータを出力し、前記保証用のタイムスロット以外のタイムスロットには前記第２の送信バッファから取り出したデータと前記第３の送信バッファから取り出したデータとを交互に出力するようにしているので、効率的なタイムスロットの使用を行うことができるという効果を奏する。
【０１２３】
つぎの発明によれば、前記基地局入出力制御手段および前記加入者局入出力制御手段は、品質保証を要するデータ送信用に割り当てた保証用のタイムスロットには前記第１の送信バッファから取り出したデータを出力し、前記第１の送信バッファにデータが蓄積していない場合、前記保証用のタイムスロットおよび前記保証用のタイムスロット以外のタイムスロットには前記第２の送信バッファから取り出したデータと前記第３の送信バッファから取り出したデータとを交互に出力するようにしているので、さらに効率的なタイムスロットの使用を実現することができるという効果を奏する。
【０１２４】
つぎの発明によれば、前記基地局入出力制御手段および前記加入者局入出力制御手段が、前記複数の下り送信バッファおよび前記複数の上り送信バッファが分類するデータ種別の区分を示す区分データを送信データに付加するとともに、受信データに付加された区分データのデータ種別毎にデータの再組立を行うようにしているので、データの分類に伴う混乱をなくし、データの再組立を容易に行うことができるという効果を奏する。
【０１２５】
つぎの発明によれば、下り回線スロット割当工程によって、各加入者局宛のデータを複数のデータ種別毎に分類して蓄積する複数の下り送信バッファのうちの特定のデータ種別の下り送信バッファを除いた下り送信バッファのそれぞれに蓄積したデータの合計量である下り合計データ量をもとに下りタイムスロットを割り当て、基地局入出力制御工程によって、前記下り回線スロット割当工程による下りタイムスロットの割当結果をもとに前記下り送信バッファに蓄積されたデータの入出力処理を行うようにしているので、基地局および加入者局のスロット割当処理に伴って行う、下りおよび上りの送信バッファとの間の情報交換量が少なくなり、割当処理にかかる負荷が軽減するという効果を奏する。
【０１２６】
つぎの発明によれば、加入者局スロット割当工程によって、基地局宛のデータを前記複数のデータ種別毎に分類して蓄積する複数の上り送信バッファのうちの特定のデータ種別の上り送信バッファを除いた上り送信バッファのそれぞれに蓄積したデータの合計量である前記上り合計データ量を前記基地局に通知し、上り回線スロット割当工程によって、前記各加入者局から通知された上り合計データ量をもとに上りタイムスロットを割り当て、該割当結果を各加入者局に通知し、加入者局入出力制御工程によって、前記基地局から通知される割当結果をもとに前記上り送信バッファに蓄積されたデータの入出力処理を行うようにしているので、基地局および加入者局のスロット割当処理に伴って行う、下りおよび上りの送信バッファとの間の情報交換量が少なくなり、割当処理にかかる負荷が軽減するという効果を奏する。
【０１２７】
つぎの発明によれば、前記複数の下り送信バッファおよび複数の上り送信バッファが蓄積するデータのデータ種別は、少なくともデータの送達確認あるいはフロー制御を行わないプロトコルのデータと、該プロトコル以外のデータとに分類され、送達確認あるいはフロー制御を行わないプロトコルのデータがトラフィックによって第１の送信バッファが溢れたとしても、第２の送信バッファには影響を与えないようにしているので、正常な通信状態を維持することができるという効果を奏する。
【０１２８】
つぎの発明によれば、前記下り回線スロット割当工程または前記上り回線スロット割当工程は、第１割当工程によって、各加入者毎に、優先的に割り当てられるタイムスロット数量を示す優先割当量を上限として前記下り合計データ量あるいは前記上り合計データ量に対応する下りタイムスロット数あるいは上りタイムスロット数を割り当て、第２割当工程によって、各加入者に割り当てられる上限のタイムスロット数量を示す割当制限量を上限として残余の下り合計データ量あるいは残余の上り合計データ量をもとに残余の下りタイムスロット数あるいは残余の上りタイムスロット数を割り当てるようにしているので、優先的なデータのためのタイムスロットを確実に得ることができるという効果を奏する。
【０１２９】
つぎの発明によれば、前記データ種別を、データの品質保証を要する第１のプロトコルのデータと、データの送達確認を行わない第２のプロトコルのデータと、前記第１および前記第２のプロトコル以外の第３のプロトコルのデータとに分類するようにしているので、品質保証を確実に保持した通信を行うとともに、データの溢れによる異常なトラフィック状態となることを防止することができるという効果を奏する。
【０１３０】
つぎの発明によれば、前記下り回線スロット割当工程または前記上り回線スロット割当工程は、第１割当工程によって、各加入者毎に、品質保証を要するデータに割り当てられるタイムスロット数量を示す保証割当量を割り当て、第２割当工程によって、優先的に割り当てられるタイムスロット数量を示す優先割当量を上限として下り合計データ量あるいは上り合計データ量をもとに残余の下りタイムスロット数あるいは残余の上りタイムスロット数を割り当て、第３割当工程によって、各加入者に割り当てられる上限のタイムスロット数量を示す割当制限量を上限として残余の下り合計データ量あるいは残余の上り合計データ量をもとに残余の下りタイムスロット数あるいは残余の上りタイムスロット数を割り当てるようにしているので、品質保証を確実に保持した通信を行うとともに、データの溢れによる異常なトラフィック状態となることを防止することができるという効果を奏する。
【０１３１】
つぎの発明によれば、基地局入出力制御工程または前記加入者局入出力制御工程は、第１出力工程によって、品質保証を要するデータ送信用に割り当てた保証用のタイムスロットには、データの品質保証を要する第１のプロトコルのデータを蓄積した第１のバッファから取り出したデータを出力し、第２出力工程によって、前記保証用のタイムスロット以外のタイムスロットには、データの送達確認を行わない第２のプロトコルのデータを蓄積した第２のバッファと前記第１および前記第２のプロトコル以外の第３のプロトコルのデータを蓄積した第３のバッファとから取り出したデータを交互に出力するようにしているので、効率的なタイムスロットの使用を行うことができるという効果を奏する。
【０１３２】
つぎの発明によれば、前記基地局入出力制御工程または前記加入者局入出力制御工程は、第１出力工程によって、品質保証を要するデータ送信用に割り当てた保証用のタイムスロットには、データの品質保証を要する第１のプロトコルのデータを蓄積した第１のバッファから取り出したデータを出力し、第２出力工程によって、前記第１の送信バッファにデータが蓄積していない場合、前記保証用のタイムスロットおよび前記保証用のタイムスロット以外のタイムスロットには、データの送達確認を行わない第２プロトコルのデータを蓄積した第２のバッファと前記第１および第２のプロトコル以外の第３のプロトコルのデータを蓄積した第３のバッファとから取り出したデータを交互に出力するようにしているので、一層、効率的なタイムスロットの使用を実現することができるという効果を奏する。
【０１３３】
つぎの発明によれば、前記基地局入出力制御工程または前記加入者局入出力制御工程は、付加工程によって、前記複数の下り送信バッファおよび前記複数の上り送信バッファが分類するデータ種別の区分を示す区分データを送信データに付加し、再組立工程によって、前記送信データに付加された区分データのデータ種別毎にデータの再組立を行うようにしているので、データの分類に伴う混乱をなくし、データの再組立を容易に行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１である無線アクセスシステムの構成を示すブロック図である。
【図２】 図１に示した基地局の割当処理部による下りタイムスロット割当処理手順を示すフローチャートである。
【図３】 図１に示した基地局の割当処理部による上りタイムスロット割当処理手順を示すフローチャートである。
【図４】 この発明の実施の形態２である無線アクセスシステムの構成を示すブロック図である。
【図５】 図４に示した基地局の割当処理部による下りタイムスロット割当処理手順を示すフローチャートである。
【図６】 図４に示した基地局の割当処理部による上りタイムスロット割当処理手順を示すフローチャートである。
【図７】 図４に示した基地局の入出力制御部によるデータ取出および再組立を示す説明図である。
【図８】 図４に示した基地局の入出力制御部によるデータ出力制御処理手順を示すフローチャートである。
【図９】 この発明の実施の形態３である無線アクセスシステムの構成を示すブロック図である。
【図１０】 図９に示した基地局の入出力制御部によるデータ取出および再組立を示す説明図である。
【図１１】 図９に示した基地局の入出力制御部によるデータ出力制御処理手順を示すフローチャートである。
【図１２】 無線アクセスシステムの全体構成を示すブロック図である。
【図１３】 無線回線で用いられるフレームフォーマットを示す図である。
【図１４】 従来の無線アクセスシステムの構成を示すブロック図である。
【図１５】 図１４に示した基地局の割当処理部による下りタイムスロット割当処理手順を示すフローチャートである。
【図１６】 図１４に示した基地局の割当処理部による上りタイムスロット割当処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０，３０ 基地局、１１，２１，３１，４１ 割当処理部、１２，３２ 品質制御情報、１３，２３，３３，４３ バッファ、１４，２４ ＴＣＰバッファ、１５，２５ ＵＤＰバッファ、１６，２６ ＣＢＲ バッファ、１７，２２，３７，４２，５７，６２ 入出力制御部、２０，４０ 加入者局、Ｘｄ 下り割当制限量、Ｙｄ 下り優先割当量、Ｚｄ 下り保証割当量、Ａｄ 下り合計データ量、Ｂｄ 下り優先分割当スロット数、Ｄｄ 下り通常分割当スロット数、Ｘｕ 上り割当制限量、Ｙｕ 上り優先割当量、Ｚｕ 上り保証割当量、Ａｕ 上り合計データ量、Ｂｕ 上り優先分割当スロット数、Ｄｕ 上り通常分割当スロット数。
Claims (17)
- 複数のタイムスロットからなるフレームを周期として、基地局と複数の加入者局との間で基地局が割り当てたタイムスロットを使用してデータ送受信を行う無線アクセスシステムにおいて、
前記基地局は、
各加入者局宛のデータを複数のデータ種別毎に分類して蓄積する複数の下り送信バッファと、
前記複数の下り送信バッファのうちの特定のデータ種別の下り送信バッファを除いた下り送信バッファのそれぞれに蓄積したデータの加入者局ごとの合計量である下り合計データ量をもとに、加入者ごとに前記特定のデータ種別を除いたデータに対して下りタイムスロットを割り当てる下り回線スロット割当手段と、
前記下り回線スロット割当手段による下りタイムスロットの割当結果をもとに前記下り送信バッファに蓄積されたデータの入出力処理を行う基地局入出力制御手段と、
前記各加入者局から通知された上り合計データ量をもとに前記特定のデータ種別を除いたデータに対して上りタイムスロットを割り当て、該割当結果を各加入者局に通知する上り回線スロット割当手段とを備え、
各加入者局は、
基地局宛のデータを前記複数のデータ種別毎に分類して蓄積する複数の上り送信バッファと、
前記複数の上り送信バッファのうちの前記特定のデータ種別の上り送信バッファを除いた上り送信バッファのそれぞれに蓄積したデータの合計量である前記上り合計データ量を前記基地局に通知する加入者局スロット割当手段と、
前記基地局から通知される割当結果をもとに前記上り送信バッファに蓄積されたデータの入出力処理を行う加入者局入出力制御手段とを備えた
ことを特徴とする無線アクセスシステム。 - 前記複数の下り送信バッファおよび複数の上り送信バッファは、
少なくともデータの送達確認あるいはフロー制御を行わないプロトコルのデータ種別のデータを蓄積する第１の送信バッファと、
前記プロトコル以外のデータ種別のデータを蓄積する第２の送信バッファと、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の無線アクセスシステム。 - 前記基地局および前記各加入者局は、
加入者毎に設定され、優先的に割り当てられるタイムスロット数量を示す優先割当量と各加入者に割り当てられる上限のタイムスロット数量を示す割当制限量とを保持する保持手段を有し、
前記下り回線スロット割当手段および上り回線スロット割当手段は、
各加入者毎に、前記優先割当量を上限として前記下り合計データ量あるいは前記上り合計データ量に対応する下りタイムスロット数あるいは上りタイムスロット数を割り当てた後、前記割当制限量を上限として残余の下り合計データ量あるいは残余の上り合計データ量をもとに残余の下りタイムスロット数あるいは残余の上りタイムスロット数を割り当てる
ことを特徴とする請求項１または２に記載の無線アクセスシステム。 - 前記複数の下り送信バッファおよび前記複数の上り送信バッファは、
データの品質保証を要する第１のプロトコルのデータを蓄積する第１の送信バッファと、
データの送達確認を行わない第２のプロトコルのデータを蓄積する第２の送信バッファと、
前記第１および前記第２のプロトコル以外の第３のプロトコルのデータを蓄積する第３の送信バッファと、
を備え、送信するデータのデータ種別を分類する
ことを特徴とする請求項１に記載の無線アクセスシステム。 - 前記基地局および前記各加入者局は、
加入者毎に設定され、品質保証を要するデータに割り当てられるタイムスロット数量を示す保証割当量と優先的に割り当てられるタイムスロット数量を示す優先割当量と各加入者に割り当てられる上限のタイムスロット数量を示す割当制限量とを保持する保持手段を有し、
前記下り回線スロット割当手段および上り回線スロット割当手段は、
各加入者毎に、前記保証割当量を割り当てた後、前記優先割当量を上限として下り合計データ量あるいは上り合計データ量をもとに残余の下りタイムスロット数あるいは残余の上りタイムスロット数を割り当て、その後、前記割当制限量を上限として残余の下り合計データ量あるいは残余の上り合計データ量をもとに残余の下りタイムスロット数あるいは残余の上りタイムスロット数を割り当てる
ことを特徴とする請求項１または４に記載の無線アクセスシステム。 - 前記基地局入出力制御手段および前記加入者局入出力制御手段は、
品質保証を要するデータ送信用に割り当てた保証用のタイムスロットには前記第１の送信バッファから取り出したデータを出力し、
前記保証用のタイムスロット以外のタイムスロットには前記第２の送信バッファから取り出したデータと前記第３の送信バッファから取り出したデータとを交互に出力する
ことを特徴とする請求項４または５に記載の無線アクセスシステム。 - 前記基地局入出力制御手段および前記加入者局入出力制御手段は、
品質保証を要するデータ送信用に割り当てた保証用のタイムスロットには前記第１の送信バッファから取り出したデータを出力し、
前記第１の送信バッファにデータが蓄積していない場合、前記保証用のタイムスロットおよび前記保証用のタイムスロット以外のタイムスロットには前記第２の送信バッファから取り出したデータと前記第３の送信バッファから取り出したデータとを交互に出力する
ことを特徴とする請求項４または５に記載の無線アクセスシステム。 - 前記基地局入出力制御手段および前記加入者局入出力制御手段は、
前記複数の下り送信バッファおよび前記複数の上り送信バッファが分類するデータ種別の区分を示す区分データを送信データに付加するとともに、受信データに付加された区分データのデータ種別毎にデータの再組立を行う
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の無線アクセスシステム。 - 複数のタイムスロットからなるフレームを周期として、基地局と複数の加入者局との間で基地局が割り当てたタイムスロットを使用してデータ送受信を行う無線アクセス方法において、
各加入者局宛のデータを複数のデータ種別毎に分類して蓄積する複数の下り送信バッファのうちの特定のデータ種別の下り送信バッファを除いた下り送信バッファのそれぞれに蓄積したデータの加入者局ごとの合計量である下り合計データ量をもとに、加入者ごとに前記特定のデータ種別を除いたデータに対して下りタイムスロットを割り当てる下り回線スロット割当工程と、
前記下り回線スロット割当工程による下りタイムスロットの割当結果をもとに前記下り送信バッファに蓄積されたデータの入出力処理を行う基地局入出力制御工程と、
を含むことを特徴とする無線アクセス方法。 - 複数のタイムスロットからなるフレームを周期として、基地局と複数の加入者局との間で基地局が割り当てたタイムスロットを使用してデータ送受信を行う無線アクセス方法において、
基地局宛のデータを前記複数のデータ種別毎に分類して蓄積する複数の上り送信バッファのうちの特定のデータ種別の上り送信バッファを除いた上り送信バッファのそれぞれに蓄積したデータの合計量である前記上り合計データ量を前記基地局に通知する加入者局スロット割当工程と、
前記各加入者局から通知された上り合計データ量をもとに、加入者ごとに前記特定のデータ種別を除いたデータに対して上りタイムスロットを割り当て、該割当結果を各加入者局に通知する上り回線スロット割当工程と、
前記基地局から通知される割当結果をもとに前記上り送信バッファに蓄積されたデータの入出力処理を行う加入者局入出力制御工程と、
を含むことを特徴とする無線アクセス方法。 - 前記複数の下り送信バッファおよび複数の上り送信バッファは、
前記データ種別は、少なくともデータの送達確認あるいはフロー制御を行わないプロトコルのデータと、該プロトコル以外のデータとに分類される
ことを特徴とする請求項９または１０に記載の無線アクセス方法。 - 前記下り回線スロット割当工程または前記上り回線スロット割当工程は、
各加入者毎に、優先的に割り当てられるタイムスロット数量を示す優先割当量を上限として前記下り合計データ量あるいは前記上り合計データ量に対応する下りタイムスロット数あるいは上りタイムスロット数を割り当てる第１割当工程と、
各加入者に割り当てられる上限のタイムスロット数量を示す割当制限量を上限として残余の下り合計データ量あるいは残余の上り合計データ量をもとに残余の下りタイムスロット数あるいは残余の上りタイムスロット数を割り当てる第２割当工程と、
を含むことを特徴とする請求項９〜１１のいずれか一つに記載の無線アクセス方法。 - 前記データ種別は、
データの品質保証を要する第１のプロトコルのデータと、
データの送達確認を行わない第２のプロトコルのデータと、
前記第１および前記第２のプロトコル以外の第３のプロトコルのデータと、
に分類される
ことを特徴とする請求項９または１０に記載の無線アクセス方法。 - 前記下り回線スロット割当工程または前記上り回線スロット割当工程は、
各加入者毎に、品質保証を要するデータに割り当てられるタイムスロット数量を示す保証割当量を割り当てる第１割当工程と、
優先的に割り当てられるタイムスロット数量を示す優先割当量を上限として下り合計データ量あるいは上り合計データ量をもとに残余の下りタイムスロット数あるいは残余の上りタイムスロット数を割り当てる第２割当工程と、
各加入者に割り当てられる上限のタイムスロット数量を示す割当制限量を上限として残余の下り合計データ量あるいは残余の上り合計データ量をもとに残余の下りタイムスロット数あるいは残余の上りタイムスロット数を割り当てる第３割当工程と、
を含むことを特徴とする請求項９、１０、または１３に記載の無線アクセス方法。 - 前記基地局入出力制御工程または前記加入者局入出力制御工程は、
品質保証を要するデータ送信用に割り当てた保証用のタイムスロットには、データの品質保証を要する第１のプロトコルのデータを蓄積した第１のバッファから取り出したデータを出力する第１出力工程と、
前記保証用のタイムスロット以外のタイムスロットには、データの送達確認を行わない第２のプロトコルのデータを蓄積した第２のバッファと前記第１および前記第２のプロトコル以外の第３のプロトコルのデータを蓄積した第３のバッファとから取り出したデータを交互に出力する第２出力工程と、
を含むことを特徴とする請求項９、１０、１３、または１４に記載の無線アクセス方法。 - 前記基地局入出力制御工程または前記加入者局入出力制御工程は、
品質保証を要するデータ送信用に割り当てた保証用のタイムスロットには、データの品質保証を要する第１のプロトコルのデータを蓄積した第１のバッファから取り出したデータを出力する第１出力工程と、
前記第１の送信バッファにデータが蓄積していない場合、前記保証用のタイムスロットおよび前記保証用のタイムスロット以外のタイムスロットには、データの送達確認を行わない第２プロトコルのデータを蓄積した第２のバッファと前記第１および第２のプロトコル以外の第３のプロトコルのデータを蓄積した第３のバッファとから取り出したデータを交互に出力する第２出力工程と、
を含むことを特徴とする請求項９、１０、１３、または１４に記載の無線アクセス方法。 - 前記基地局入出力制御工程または前記加入者局入出力制御工程は、
前記複数の下り送信バッファおよび前記複数の上り送信バッファが分類するデータ種別の区分を示す区分データを送信データに付加する付加工程と、
前記送信データに付加された区分データのデータ種別毎にデータの再組立を行う再組立工程と、
を含むことを特徴とする請求項９〜１６のいずれか一つに記載の無線アクセス方法。
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