JPH11127158A - 無線パケット多元接続方法 - Google Patents
無線パケット多元接続方法Info
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- JPH11127158A JPH11127158A JP9288216A JP28821697A JPH11127158A JP H11127158 A JPH11127158 A JP H11127158A JP 9288216 A JP9288216 A JP 9288216A JP 28821697 A JP28821697 A JP 28821697A JP H11127158 A JPH11127158 A JP H11127158A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、無線通信によりパケットを交換す
る無線通信システムにおいて、無線パケットの衝突によ
り、いずれのパケットも正しく受信されない、或いは何
もパケットを出さない、無駄なスロットの出現確率を低
減する方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 各無線パケットを送信する際の送信電力
を、乱数R1に応じて、第1の電力又は第2の電力に決
定するとともに、送信電力を前記第1の電力に決定する
第1の確率と、第2の電力に決定する第2の確率を、各
移動局の検出されたトラヒック量G1に応じて自動的に
調整し、前記トラヒック量の増大に伴って、前記第1の
確率を高めて前記第2の確率を下げ、前記トラヒック量
の減少に伴って、前記第1の確率を下げて前記第2の確
率を高めることを特徴とする。
る無線通信システムにおいて、無線パケットの衝突によ
り、いずれのパケットも正しく受信されない、或いは何
もパケットを出さない、無駄なスロットの出現確率を低
減する方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 各無線パケットを送信する際の送信電力
を、乱数R1に応じて、第1の電力又は第2の電力に決
定するとともに、送信電力を前記第1の電力に決定する
第1の確率と、第2の電力に決定する第2の確率を、各
移動局の検出されたトラヒック量G1に応じて自動的に
調整し、前記トラヒック量の増大に伴って、前記第1の
確率を高めて前記第2の確率を下げ、前記トラヒック量
の減少に伴って、前記第1の確率を下げて前記第2の確
率を高めることを特徴とする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、無線基地局と移動
局との間で、無線通信によりパケットを交換する無線通
信システムに関し、特に、多くの移動局が限られた周波
数を有効に活用できるように、パケットの衝突の確率を
低減する無線パケット多元接続方法に関する。
局との間で、無線通信によりパケットを交換する無線通
信システムに関し、特に、多くの移動局が限られた周波
数を有効に活用できるように、パケットの衝突の確率を
低減する無線パケット多元接続方法に関する。
【0002】
【従来の技術】無線通信によりパケットを交換する無線
通信システムにおいては、従来より、無線パケット通信
に適するスロットアロハ(S1otted ALOHA)と呼ばれる
パケット伝送技術が、基本技術として用いられる場合が
多い。スロットアロハにおいては、無線パケット通信を
行う全ての局で、送出タイミングの同期を確立する。同
期されたスロット(又はタイムスロット)と呼ばれる各
タイミングにおいて、予め決められた長さのパケットを
送信する。各パケットに、送信するデータが含まれる。
通信システムにおいては、従来より、無線パケット通信
に適するスロットアロハ(S1otted ALOHA)と呼ばれる
パケット伝送技術が、基本技術として用いられる場合が
多い。スロットアロハにおいては、無線パケット通信を
行う全ての局で、送出タイミングの同期を確立する。同
期されたスロット(又はタイムスロット)と呼ばれる各
タイミングにおいて、予め決められた長さのパケットを
送信する。各パケットに、送信するデータが含まれる。
【0003】伝送するデータがパケットサイズよりも長
い場合には、データを複数に分割し、複数のパケットを
用いてデータを伝送する。この種の無線通信システム
は、一般に、1つの基地局と多数の移動局で構成され
る。各移動局から基地局へのパケット伝送(以下、上り
と呼ぶ)の要求は、ランダムに発生するので、複数の移
動局の送信波が同時に発生し、これらの送信波が互いに
干渉する(衝突する)場合がある。
い場合には、データを複数に分割し、複数のパケットを
用いてデータを伝送する。この種の無線通信システム
は、一般に、1つの基地局と多数の移動局で構成され
る。各移動局から基地局へのパケット伝送(以下、上り
と呼ぶ)の要求は、ランダムに発生するので、複数の移
動局の送信波が同時に発生し、これらの送信波が互いに
干渉する(衝突する)場合がある。
【0004】特に、基地局と移動局との間のデータ伝送
頻度が高い(トラヒックが多い)場合には、頻繁にパケ
ットの衝突が起きる。パケットの衝突が起きると、受信
側では、正しく復号出来ない場合が多い。尚、パケット
の衝突が問題になるのは、移動局から基地局へのパケッ
ト伝送に限られる。基地局から移動局へのパケット伝送
(以下、下りと呼ぶ)では、通常、上りとは別の周波
数、或いは同じ周波数を時分割して用いるので、問題は
生じない。
頻度が高い(トラヒックが多い)場合には、頻繁にパケ
ットの衝突が起きる。パケットの衝突が起きると、受信
側では、正しく復号出来ない場合が多い。尚、パケット
の衝突が問題になるのは、移動局から基地局へのパケッ
ト伝送に限られる。基地局から移動局へのパケット伝送
(以下、下りと呼ぶ)では、通常、上りとは別の周波
数、或いは同じ周波数を時分割して用いるので、問題は
生じない。
【0005】上りと下りのチャネルを共用しないのは、
次の理由による。下りが送信されているときに、上りの
送信を発生すると、たとえ先に送信した信号のキャプチ
ャ効果があっても、基地局は送信中には同じチャネルを
受信できない。つまり、パケット伝送効率が著しく低下
してしまう。パケットの衝突を事前に防止するために、
パケットの送信前に、他局からの送信波の有無を検出す
る技術が知られている。干渉を事前に防止するために
は、各移動局が、パケット送信前に、パケットの送信要
求を無線基地局に送信する。また、無線基地局は、干渉
が生じないように、パケットの送出順を、移動局毎に割
り当てる制御を行う。
次の理由による。下りが送信されているときに、上りの
送信を発生すると、たとえ先に送信した信号のキャプチ
ャ効果があっても、基地局は送信中には同じチャネルを
受信できない。つまり、パケット伝送効率が著しく低下
してしまう。パケットの衝突を事前に防止するために、
パケットの送信前に、他局からの送信波の有無を検出す
る技術が知られている。干渉を事前に防止するために
は、各移動局が、パケット送信前に、パケットの送信要
求を無線基地局に送信する。また、無線基地局は、干渉
が生じないように、パケットの送出順を、移動局毎に割
り当てる制御を行う。
【0006】但し、この制御を実施する場合でも、複数
の移動局のパケット送信要求が、同時に発生して互いに
干渉する場合がある。パケット送信要求の干渉によっ
て、パケット伝送率が劣化する。パケット送信要求のビ
ット数は、通常のパケットに比べて小さい。しかし、パ
ケット送信要求によって、周波数資源が使われるので、
伝送すべきデータの通信に利用できる周波数資源は少し
減少する。
の移動局のパケット送信要求が、同時に発生して互いに
干渉する場合がある。パケット送信要求の干渉によっ
て、パケット伝送率が劣化する。パケット送信要求のビ
ット数は、通常のパケットに比べて小さい。しかし、パ
ケット送信要求によって、周波数資源が使われるので、
伝送すべきデータの通信に利用できる周波数資源は少し
減少する。
【0007】スロットアロハにおいては、全ての移動局
の送信が同期しているので、パケットの送信前に他局か
らの送信波の干渉検出を行っても、意味が無い。従っ
て、スロットアロハにおいては、干渉波の検出を行う場
合、パケットの送信中に検出を行わなければならない。
但し、スロットアロハにおいては、干渉によるパケット
伝送率の劣化を許容するので、困難な干渉検出制御や、
事前に干渉を防止するための制御などが不要となる利点
がある。
の送信が同期しているので、パケットの送信前に他局か
らの送信波の干渉検出を行っても、意味が無い。従っ
て、スロットアロハにおいては、干渉波の検出を行う場
合、パケットの送信中に検出を行わなければならない。
但し、スロットアロハにおいては、干渉によるパケット
伝送率の劣化を許容するので、困難な干渉検出制御や、
事前に干渉を防止するための制御などが不要となる利点
がある。
【0008】スロットアロハにおいては、複数の送信波
の干渉を許容して、干渉が生じた場合には、そのパケッ
トを再送する。これまでに、スロットアロハを改良し
た、様々な技術が提案されている。その中でも、無線基
地局に近い移動局だけが高い送信電力で送信する方法
(V. Wongand C. Leung, “A Transmit Power Control
Scheme for Improving Perfomancein a Mobile Packet
Radio System," IEEE Trans. Vehicular Tech., vol. V
T‐43, no.1, pp.174-180, Feb. 1994.)は、高いスル
ープットが得られる技術として知られている。
の干渉を許容して、干渉が生じた場合には、そのパケッ
トを再送する。これまでに、スロットアロハを改良し
た、様々な技術が提案されている。その中でも、無線基
地局に近い移動局だけが高い送信電力で送信する方法
(V. Wongand C. Leung, “A Transmit Power Control
Scheme for Improving Perfomancein a Mobile Packet
Radio System," IEEE Trans. Vehicular Tech., vol. V
T‐43, no.1, pp.174-180, Feb. 1994.)は、高いスル
ープットが得られる技術として知られている。
【0009】最も高いスループットが得られる、スロッ
トアロハのパケット伝送効率を高める技術として、従来
より、次のような技術が知られている。同じスロット
で、複数の移動局から同時にパケットが送出されたとし
ても、その中の1つのパケットが、他のパケットに比べ
て十分に高いレベルで受信できれば、そのパケットは正
しく受信できる。これはキャプチャ効果、或いは捕捉効
果と呼ばれている。
トアロハのパケット伝送効率を高める技術として、従来
より、次のような技術が知られている。同じスロット
で、複数の移動局から同時にパケットが送出されたとし
ても、その中の1つのパケットが、他のパケットに比べ
て十分に高いレベルで受信できれば、そのパケットは正
しく受信できる。これはキャプチャ効果、或いは捕捉効
果と呼ばれている。
【0010】このキャプチャ効果を積極的に利用する技
術も提案されている。即ち、無線基地局と移動局との距
離が近い時には、移動局の送信電力を少しだけ上げる。
特別な制御を実施しなくても、基地局に近い移動局から
のパケットは、他の遠い移動局からのパケットに比べ
て、高いレベルで基地局に受信される。
術も提案されている。即ち、無線基地局と移動局との距
離が近い時には、移動局の送信電力を少しだけ上げる。
特別な制御を実施しなくても、基地局に近い移動局から
のパケットは、他の遠い移動局からのパケットに比べ
て、高いレベルで基地局に受信される。
【0011】従って、近い移動局の送信電力を、通常に
比べて少し上げるだけで、複数のパケットが衝突した場
合でも、キャプチャ効果により、近い移動局のパケット
は、基地局に受信される。つまり、基地局に近い移動局
について、パケットの伝送効率を上げることができる。
比べて少し上げるだけで、複数のパケットが衝突した場
合でも、キャプチャ効果により、近い移動局のパケット
は、基地局に受信される。つまり、基地局に近い移動局
について、パケットの伝送効率を上げることができる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来技
術では、アクセスポイントの基地局に近い移動局は、常
に高い送信電力で送信する。従って、基地局に近い移動
局と遠方の他の移動局の同時送信が生じると、送信波が
衝突するが、基地局における複数の送信波の受信レベル
の差が大きいので、キャプチャ効果により、近い移動局
のパケットだけが、正しく受信される。
術では、アクセスポイントの基地局に近い移動局は、常
に高い送信電力で送信する。従って、基地局に近い移動
局と遠方の他の移動局の同時送信が生じると、送信波が
衝突するが、基地局における複数の送信波の受信レベル
の差が大きいので、キャプチャ効果により、近い移動局
のパケットだけが、正しく受信される。
【0013】遠方の移動局は、他の全ての移動局が送信
しないときに、パケットを伝送できる。結果として、複
数のパケットの衝突によりいずれのパケットも伝送され
ない、無駄なスロットが減り、パケットの伝送効率が上
昇する。このような従来技術では、基地局に近い移動局
のスループットは上がるが、遠方の移動局のスループッ
トが犠牲になるという問題がある。
しないときに、パケットを伝送できる。結果として、複
数のパケットの衝突によりいずれのパケットも伝送され
ない、無駄なスロットが減り、パケットの伝送効率が上
昇する。このような従来技術では、基地局に近い移動局
のスループットは上がるが、遠方の移動局のスループッ
トが犠牲になるという問題がある。
【0014】本発明は、無線通信によりパケットを交換
する無線通信システムにおいて、無線パケットの衝突に
より、いずれのパケットも正しく受信されない、或いは
何もパケットを出さない、無駄なスロットの出現確率を
低減する方法を提供することを目的とする。
する無線通信システムにおいて、無線パケットの衝突に
より、いずれのパケットも正しく受信されない、或いは
何もパケットを出さない、無駄なスロットの出現確率を
低減する方法を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】請求項1の無線パケット
多元接続方法は、無線基地局及びそれと無線通信をする
1つ以上の移動局からなるシステムであって、特定の通
信周波数を複数の無線基地局或いは複数の移動局で共用
し、前記複数の無線基地局或いは複数の移動局の間で同
期した、予め定められたタイムスロットにおいて、デー
タを、無線パケットとして送信するとともに、無線パケ
ットの伝送に失敗すると、伝送に失敗した無線パケット
の再送を、ランダムに決定されるタイムスロットで実行
する、システムの無線パケット多元接続方法において、
送信電力を、第1の電力と、第1の電力よりも大きい第
2の電力の何れかに切り替え可能な送信装置を利用し
て、各無線パケットを送信する際の前記送信装置の送信
電力を、乱数に応じて、前記第1の電力又は第2の電力
に決定するとともに、各無線パケットを送信する際の前
記送信装置の送信電力を、前記第1の電力に決定する第
1の確率と、第2の電力に決定する第2の確率を、各移
動局の検出されたトラヒック量に応じて自動的に調整
し、前記トラヒック量の増大に伴って、前記第1の確率
を高めて前記第2の確率を下げ、前記トラヒック量の減
少に伴って、前記第1の確率を下げて前記第2の確率を
高めることを特徴とする。
多元接続方法は、無線基地局及びそれと無線通信をする
1つ以上の移動局からなるシステムであって、特定の通
信周波数を複数の無線基地局或いは複数の移動局で共用
し、前記複数の無線基地局或いは複数の移動局の間で同
期した、予め定められたタイムスロットにおいて、デー
タを、無線パケットとして送信するとともに、無線パケ
ットの伝送に失敗すると、伝送に失敗した無線パケット
の再送を、ランダムに決定されるタイムスロットで実行
する、システムの無線パケット多元接続方法において、
送信電力を、第1の電力と、第1の電力よりも大きい第
2の電力の何れかに切り替え可能な送信装置を利用し
て、各無線パケットを送信する際の前記送信装置の送信
電力を、乱数に応じて、前記第1の電力又は第2の電力
に決定するとともに、各無線パケットを送信する際の前
記送信装置の送信電力を、前記第1の電力に決定する第
1の確率と、第2の電力に決定する第2の確率を、各移
動局の検出されたトラヒック量に応じて自動的に調整
し、前記トラヒック量の増大に伴って、前記第1の確率
を高めて前記第2の確率を下げ、前記トラヒック量の減
少に伴って、前記第1の確率を下げて前記第2の確率を
高めることを特徴とする。
【0016】スロットアロハの伝送効率、即ちスループ
ットを上げるためには、なるべく多くのスロットで、1
つの局だけからパケットが送信されるように制御すれば
良い。或いは、複数の局から同時にパケットが送出され
る場合に、1つのパケットだけを高出力で送信し、キャ
プチャ効果により、高出力で送信されたパケットだけが
正しく送達されるように制御しても良い。
ットを上げるためには、なるべく多くのスロットで、1
つの局だけからパケットが送信されるように制御すれば
良い。或いは、複数の局から同時にパケットが送出され
る場合に、1つのパケットだけを高出力で送信し、キャ
プチャ効果により、高出力で送信されたパケットだけが
正しく送達されるように制御しても良い。
【0017】トラヒックが少ないときには、もともと衝
突が少ないので、特に新しい工夫をする必要はない。し
かし、トラヒックが多いときには、衝突を低減するため
の工夫が必要である。これを実現するために、本発明で
は、送信すべきパケットがある時には、それを送信す
る。これは、何も送信されない無駄なスロットを減らす
ためである。但し、これだけでは、トラヒックが高いと
きに衝突が多発し、結果としてスループットが低下して
しまう。
突が少ないので、特に新しい工夫をする必要はない。し
かし、トラヒックが多いときには、衝突を低減するため
の工夫が必要である。これを実現するために、本発明で
は、送信すべきパケットがある時には、それを送信す
る。これは、何も送信されない無駄なスロットを減らす
ためである。但し、これだけでは、トラヒックが高いと
きに衝突が多発し、結果としてスループットが低下して
しまう。
【0018】そこで、パケットを送信する電力の高/低
の確率を、各移動局の検出されたトラヒック量に応じ
て、自動的に調整する。トラヒック量が多い時には、多
くのパケットが衝突する可能性が高い。しかし、各移動
局において、送信電力を「高」に定める確率を小さくす
ると、衝突する多数のパケットの中で、唯一のパケット
が高い送信電力で送信される可能性が高くなる。
の確率を、各移動局の検出されたトラヒック量に応じ
て、自動的に調整する。トラヒック量が多い時には、多
くのパケットが衝突する可能性が高い。しかし、各移動
局において、送信電力を「高」に定める確率を小さくす
ると、衝突する多数のパケットの中で、唯一のパケット
が高い送信電力で送信される可能性が高くなる。
【0019】従って、多数のパケットの衝突が生じる場
合でも、キャプチャ効果により、1つのパケットが正し
く伝送される確率が高まり、各々のタイムスロットを有
効に利用できる。但し、送信電力を「高」に定めるタイ
ミングを、周期的に決定すると、同じ条件において、パ
ケットの衝突が繰り返されるので、衝突による伝送の失
敗を低減できない。そこで、送信電力を「高」に定める
タイミングを、乱数によって決定する。
合でも、キャプチャ効果により、1つのパケットが正し
く伝送される確率が高まり、各々のタイムスロットを有
効に利用できる。但し、送信電力を「高」に定めるタイ
ミングを、周期的に決定すると、同じ条件において、パ
ケットの衝突が繰り返されるので、衝突による伝送の失
敗を低減できない。そこで、送信電力を「高」に定める
タイミングを、乱数によって決定する。
【0020】請求項2は、請求項1記載の無線パケット
多元接続方法において、前記第1の確率及び前記第2の
確率を、前記システムに含まれる移動局数に応じて決定
し、前記移動局数の増大に伴って、前記第1の確率を高
めて前記第2の確率を下げ、前記移動局数の減少に伴っ
て、前記第1の確率を下げて前記第2の確率を高めるこ
とを特徴とする。
多元接続方法において、前記第1の確率及び前記第2の
確率を、前記システムに含まれる移動局数に応じて決定
し、前記移動局数の増大に伴って、前記第1の確率を高
めて前記第2の確率を下げ、前記移動局数の減少に伴っ
て、前記第1の確率を下げて前記第2の確率を高めるこ
とを特徴とする。
【0021】無線基地局におけるトラヒック量は、各移
動局のトラヒック量の総和になる。即ち、移動局数が増
えるに従って、無線基地局におけるトラヒック量が増大
する。従って、移動局数に応じて、前記第1の確率及び
前記第2の確率を決定する。請求項3は、請求項1記載
の無線パケット多元接続方法において、前記第1の確率
及び前記第2の確率を、各移動局の送出待ちパケット数
に応じて自動的に調整し、前記送出待ちパケット数の増
大に伴って、前記第1の確率を高めて前記第2の確率を
下げ、前記送出待ちパケット数の減少に伴って、前記第
1の確率を下げて前記第2の確率を高めることを特徴と
する。
動局のトラヒック量の総和になる。即ち、移動局数が増
えるに従って、無線基地局におけるトラヒック量が増大
する。従って、移動局数に応じて、前記第1の確率及び
前記第2の確率を決定する。請求項3は、請求項1記載
の無線パケット多元接続方法において、前記第1の確率
及び前記第2の確率を、各移動局の送出待ちパケット数
に応じて自動的に調整し、前記送出待ちパケット数の増
大に伴って、前記第1の確率を高めて前記第2の確率を
下げ、前記送出待ちパケット数の減少に伴って、前記第
1の確率を下げて前記第2の確率を高めることを特徴と
する。
【0022】無線基地局におけるトラヒック量が増える
と、各移動局において、送信の失敗が増え、再送を待っ
ているパケットの数が増える。即ち、送出待ちパケット
数が増える。従って、送出待ちパケット数が多いときに
は、送信電力を「高」に定める確率を小さくし、送信電
力を「低」に定める確率を大きくする。これによって、
衝突する多数のパケットの中で、唯一のパケットが高い
送信電力で送信される可能性が高くなる。
と、各移動局において、送信の失敗が増え、再送を待っ
ているパケットの数が増える。即ち、送出待ちパケット
数が増える。従って、送出待ちパケット数が多いときに
は、送信電力を「高」に定める確率を小さくし、送信電
力を「低」に定める確率を大きくする。これによって、
衝突する多数のパケットの中で、唯一のパケットが高い
送信電力で送信される可能性が高くなる。
【0023】請求項4は、請求項3記載の無線パケット
多元接続方法において、同一のパケットに対して再送を
実施する期間の上限を、ライフタイムとして定め、前記
第1の確率及び前記第2の確率を、前記ライフタイムに
応じて決定し、前記ライフタイムの減少に伴って、前記
第1の確率を高めて前記第2の確率を下げ、前記ライフ
タイムの増大に伴って、前記第1の確率を下げて前記第
2の確率を高めることを特徴とする。
多元接続方法において、同一のパケットに対して再送を
実施する期間の上限を、ライフタイムとして定め、前記
第1の確率及び前記第2の確率を、前記ライフタイムに
応じて決定し、前記ライフタイムの減少に伴って、前記
第1の確率を高めて前記第2の確率を下げ、前記ライフ
タイムの増大に伴って、前記第1の確率を下げて前記第
2の確率を高めることを特徴とする。
【0024】送出待ちパケット数が、データ伝送能力の
限界を超えると、送出待ちパケット数が増え続ける可能
性があり、パケット送信の待ち時間が増大する。パケッ
ト送信の待ち時間が増大するのを避けるために、同一の
パケットに対して再送を繰り返す期間の限度を、ライフ
タイムとして定めるのが望ましい。ライフタイムが長い
場合には、比較的多くの送出待ちパケットを許容できる
が、ライフタイムが短い場合には、少しの送出待ちパケ
ットしか許容できない。
限界を超えると、送出待ちパケット数が増え続ける可能
性があり、パケット送信の待ち時間が増大する。パケッ
ト送信の待ち時間が増大するのを避けるために、同一の
パケットに対して再送を繰り返す期間の限度を、ライフ
タイムとして定めるのが望ましい。ライフタイムが長い
場合には、比較的多くの送出待ちパケットを許容できる
が、ライフタイムが短い場合には、少しの送出待ちパケ
ットしか許容できない。
【0025】従って、ライフタイムが短い場合には、送
信電力を「高」に定める確率を小さくし、送信電力を
「低」に定める確率を大きくする。これによって、衝突
する多数のパケットの中で、唯一のパケットが高い送信
電力で送信される可能性が高くなる。請求項5は、請求
項1記載の無線パケット多元接続方法において、各移動
局の検出されたトラヒック量に基づいて求められる係数
と、パケットの送出毎に求められる乱数との大小関係に
応じて、各無線パケットを送信する際の前記送信装置の
送信電力を、前記第1の電力又は第2の電力に決定する
ことを特徴とする。
信電力を「高」に定める確率を小さくし、送信電力を
「低」に定める確率を大きくする。これによって、衝突
する多数のパケットの中で、唯一のパケットが高い送信
電力で送信される可能性が高くなる。請求項5は、請求
項1記載の無線パケット多元接続方法において、各移動
局の検出されたトラヒック量に基づいて求められる係数
と、パケットの送出毎に求められる乱数との大小関係に
応じて、各無線パケットを送信する際の前記送信装置の
送信電力を、前記第1の電力又は第2の電力に決定する
ことを特徴とする。
【0026】即ち、高い電力でパケットを送信する確率
の平均値が、各移動局の検出されたトラヒック量に応じ
て調整され、高い電力でパケットを送信するタイミング
が、乱数によってランダムに調整される。具体的なパケ
ット捕捉の例を図1に示す。図1において、スロット番
号が3のタイムスロットでは、移動局M1とM3のパケ
ットが同時に送信されているが、移動局M1の送信電力
が高いので、移動局M1が送信するパケットだけが正し
く伝送される。たとえ、移動局M1が多少アクセスポイ
ントの無線基地局から離れていても、正しく受信される
可能性が高い。
の平均値が、各移動局の検出されたトラヒック量に応じ
て調整され、高い電力でパケットを送信するタイミング
が、乱数によってランダムに調整される。具体的なパケ
ット捕捉の例を図1に示す。図1において、スロット番
号が3のタイムスロットでは、移動局M1とM3のパケ
ットが同時に送信されているが、移動局M1の送信電力
が高いので、移動局M1が送信するパケットだけが正し
く伝送される。たとえ、移動局M1が多少アクセスポイ
ントの無線基地局から離れていても、正しく受信される
可能性が高い。
【0027】
【発明の実施の形態】本発明の1つの実施の形態を図1
〜図7に示す。この形態は、全ての請求項に対応する。
図1は、図6に示すシステムの各移動局から基地局への
パケット送信のタイミングの例を示すタイムチャートで
ある。図2は、図6に示す移動局のパケット送信制御の
内容を示すフローチャートである。
〜図7に示す。この形態は、全ての請求項に対応する。
図1は、図6に示すシステムの各移動局から基地局への
パケット送信のタイミングの例を示すタイムチャートで
ある。図2は、図6に示す移動局のパケット送信制御の
内容を示すフローチャートである。
【0028】図3は、基地局のトラヒックGとスループ
ットSの相関を示すグラフである。図4は、基地局のト
ラヒックGと各移動局のスループットS1の相関を示す
グラフである。図5は、図6に示すシステムの各移動局
と基地局の間のパケット通信のタイミングの例を示すタ
イムチャートである。図6は、パケット無線ネットワー
クのシステム構成を示すブロック図である。図7は、図
6の基地局と各移動局の構成例を示すブロック図であ
る。
ットSの相関を示すグラフである。図4は、基地局のト
ラヒックGと各移動局のスループットS1の相関を示す
グラフである。図5は、図6に示すシステムの各移動局
と基地局の間のパケット通信のタイミングの例を示すタ
イムチャートである。図6は、パケット無線ネットワー
クのシステム構成を示すブロック図である。図7は、図
6の基地局と各移動局の構成例を示すブロック図であ
る。
【0029】この形態では、請求項1の乱数及びトラヒ
ック量は、それぞれ、乱数R1及びトラヒック量G1と
して具体化されている。図6に示すパケット無線ネット
ワークのシステムは、基地局B1及び移動局M1〜M4
で構成されている。なお、実際のシステムでは、複数の
基地局を設けたり、移動局の数を更に増やしても良い。
ック量は、それぞれ、乱数R1及びトラヒック量G1と
して具体化されている。図6に示すパケット無線ネット
ワークのシステムは、基地局B1及び移動局M1〜M4
で構成されている。なお、実際のシステムでは、複数の
基地局を設けたり、移動局の数を更に増やしても良い。
【0030】移動局M1〜M4のそれぞれと基地局B1
との間で、無線通信により、送信データを含むパケット
が伝送される。移動局M1及び基地局B1の構成を図7
に示す。移動局M2〜M4の構成は、移動局M1と同一
である。図7を参照すると、移動局M1は、アンテナ1
10,送受信機120,モデム130,制御装置14
0,メモリ150,入力装置160及び出力装置170
で構成されている。
との間で、無線通信により、送信データを含むパケット
が伝送される。移動局M1及び基地局B1の構成を図7
に示す。移動局M2〜M4の構成は、移動局M1と同一
である。図7を参照すると、移動局M1は、アンテナ1
10,送受信機120,モデム130,制御装置14
0,メモリ150,入力装置160及び出力装置170
で構成されている。
【0031】移動局M1の全体の動作は、コンピュータ
を内蔵する制御装置140によって制御される。キーボ
ードなどの入力装置160から入力される情報は、出力
装置170のディスプレイなどに出力されると同時に、
メモリ150上に一時的に記憶される。制御装置140
は、メモリ150上に記憶された情報に基づいて、パケ
ットを生成する。通常、パケットは、全体のビット数が
一定であり、ヘッダ,伝送すべきデータ本体及び誤り訂
正用符号で構成される。ヘッダには、送信元,送信先,
パケット種別,エラー制御情報などが含まれる。
を内蔵する制御装置140によって制御される。キーボ
ードなどの入力装置160から入力される情報は、出力
装置170のディスプレイなどに出力されると同時に、
メモリ150上に一時的に記憶される。制御装置140
は、メモリ150上に記憶された情報に基づいて、パケ
ットを生成する。通常、パケットは、全体のビット数が
一定であり、ヘッダ,伝送すべきデータ本体及び誤り訂
正用符号で構成される。ヘッダには、送信元,送信先,
パケット種別,エラー制御情報などが含まれる。
【0032】生成されたパケットは、制御装置140の
制御により、モデム130に送出され変調される。モデ
ム130から出力される信号は、送受信機120及びア
ンテナ110を介して、無線信号として基地局B1に送
信される。移動局M1から基地局B1へのパケットの送
信は、全ての移動局M1〜M4に共通な、タイムスロッ
トに同期したタイミングで実施される。移動局M1〜M
4のそれぞれは、1つのタイムスロットにつき、1つの
パケットを送信できる。
制御により、モデム130に送出され変調される。モデ
ム130から出力される信号は、送受信機120及びア
ンテナ110を介して、無線信号として基地局B1に送
信される。移動局M1から基地局B1へのパケットの送
信は、全ての移動局M1〜M4に共通な、タイムスロッ
トに同期したタイミングで実施される。移動局M1〜M
4のそれぞれは、1つのタイムスロットにつき、1つの
パケットを送信できる。
【0033】送受信機120は、送信電力の大きさを切
替可能に構成してある。実際には、送受信機120の送
信電力は、制御装置140の制御により、「高」及び
「低」の2種類の何れかに指定される。基地局B1から
移動局M1に送られる無線パケットは、アンテナ110
で受信され、送受信機120で電気信号に変換される。
送受信機120から出力される電気信号は、モデム13
0によって復調される。復調されたパケットの信号は、
制御装置140に入力される。
替可能に構成してある。実際には、送受信機120の送
信電力は、制御装置140の制御により、「高」及び
「低」の2種類の何れかに指定される。基地局B1から
移動局M1に送られる無線パケットは、アンテナ110
で受信され、送受信機120で電気信号に変換される。
送受信機120から出力される電気信号は、モデム13
0によって復調される。復調されたパケットの信号は、
制御装置140に入力される。
【0034】制御装置140は、受信したパケットのエ
ラーの有無を調べ、エラーを検出した場合には、再送を
求める信号を、基地局B1に送信する。エラーが検出さ
れなければ、受信確認信号を、基地局B1に送信すると
ともに、受信したパケットを分解して、データ本体を取
り出す。取り出したデータ本体は、メモリ150に記憶
すると同時に、出力装置170のディスプレイなどに出
力する。また、予め複数のパケットに分離して送信され
たパケットについては、複数のデータ本体の連結を実施
する。
ラーの有無を調べ、エラーを検出した場合には、再送を
求める信号を、基地局B1に送信する。エラーが検出さ
れなければ、受信確認信号を、基地局B1に送信すると
ともに、受信したパケットを分解して、データ本体を取
り出す。取り出したデータ本体は、メモリ150に記憶
すると同時に、出力装置170のディスプレイなどに出
力する。また、予め複数のパケットに分離して送信され
たパケットについては、複数のデータ本体の連結を実施
する。
【0035】図7に示すように、基地局B1は、アンテ
ナ210,送受信機220,モデム230,制御装置2
40,ホストコンピュータ250及び他のネットワーク
260で構成されている。基地局B1の全体の動作は、
コンピュータを内蔵する制御装置240によって制御さ
れる。ホストコンピュータ250又は他のネットワーク
260から入力される情報は、制御装置240に内蔵さ
れたメモリ上に一時的に記憶される。
ナ210,送受信機220,モデム230,制御装置2
40,ホストコンピュータ250及び他のネットワーク
260で構成されている。基地局B1の全体の動作は、
コンピュータを内蔵する制御装置240によって制御さ
れる。ホストコンピュータ250又は他のネットワーク
260から入力される情報は、制御装置240に内蔵さ
れたメモリ上に一時的に記憶される。
【0036】制御装置240は、内部メモリ上に記憶さ
れた情報に基づいて、パケットを生成する。このパケッ
トの構成は、移動局M1が生成するものと同様に、ヘッ
ダ,伝送すべきデータ本体及び誤り訂正用符号で構成さ
れる。ヘッダには、送信元,送信先,パケット種別,エ
ラー制御情報などが含まれる。生成されたパケットは、
制御装置240の制御により、モデム230に送出され
変調される。モデム230から出力される信号は、送受
信機220及びアンテナ210を介して、無線信号とし
て移動局M1〜M4の何れかに送信される。
れた情報に基づいて、パケットを生成する。このパケッ
トの構成は、移動局M1が生成するものと同様に、ヘッ
ダ,伝送すべきデータ本体及び誤り訂正用符号で構成さ
れる。ヘッダには、送信元,送信先,パケット種別,エ
ラー制御情報などが含まれる。生成されたパケットは、
制御装置240の制御により、モデム230に送出され
変調される。モデム230から出力される信号は、送受
信機220及びアンテナ210を介して、無線信号とし
て移動局M1〜M4の何れかに送信される。
【0037】移動局M1から基地局B1に送られる無線
パケットは、アンテナ210で受信され、送受信機22
0で電気信号に変換される。送受信機220から出力さ
れる電気信号は、モデム230によって復調される。復
調されたパケットの信号は、制御装置240に入力され
る。
パケットは、アンテナ210で受信され、送受信機22
0で電気信号に変換される。送受信機220から出力さ
れる電気信号は、モデム230によって復調される。復
調されたパケットの信号は、制御装置240に入力され
る。
【0038】制御装置240は、受信したパケットのエ
ラーの有無を調べ、エラーを検出した場合には、再送を
求める信号を、送信元の移動局に送信する。エラーが検
出されなければ、受信確認信号を、送信元の移動局に送
信するとともに、受信したパケットを分解して、データ
本体を取り出す。取り出したデータ本体は、内部メモリ
に一時的に記憶した後、ホストコンピュータ250又は
他のネットワーク260に出力する。また、予め複数の
パケットに分離して送信されたパケットについては、複
数のデータ本体の連結が実施される。
ラーの有無を調べ、エラーを検出した場合には、再送を
求める信号を、送信元の移動局に送信する。エラーが検
出されなければ、受信確認信号を、送信元の移動局に送
信するとともに、受信したパケットを分解して、データ
本体を取り出す。取り出したデータ本体は、内部メモリ
に一時的に記憶した後、ホストコンピュータ250又は
他のネットワーク260に出力する。また、予め複数の
パケットに分離して送信されたパケットについては、複
数のデータ本体の連結が実施される。
【0039】移動局M1の制御装置140によって実施
される、パケット送出制御の内容を図2を参照して説明
する。なお、制御装置140は、図2に示す処理と実質
上並行して、入力装置160からのデータ入力に対する
入力処理,送信パケットの組立,送出待ちパケットの蓄
積,エラー制御,受信パケットの分解等の必要な処理を
実施する。以下の説明においては、特に指摘する場合を
除き、処理を実施するのは、制御装置140である。
される、パケット送出制御の内容を図2を参照して説明
する。なお、制御装置140は、図2に示す処理と実質
上並行して、入力装置160からのデータ入力に対する
入力処理,送信パケットの組立,送出待ちパケットの蓄
積,エラー制御,受信パケットの分解等の必要な処理を
実施する。以下の説明においては、特に指摘する場合を
除き、処理を実施するのは、制御装置140である。
【0040】ステップS1では、メモリ150上に、現
時点で送出すべきパケットが存在するか否かを識別す
る。新しいパケットが生成された場合には、その直後の
タイムスロットで送信するように送信スケジュールが予
約されるので、ステップS2に進む。送信に失敗したパ
ケットについては、送出待ちパケットとしてメモリ15
0上に蓄積され、送信スケジュールが予約される。再送
を実施するタイミング、即ちタイムスロットは、乱数に
よって決定される。
時点で送出すべきパケットが存在するか否かを識別す
る。新しいパケットが生成された場合には、その直後の
タイムスロットで送信するように送信スケジュールが予
約されるので、ステップS2に進む。送信に失敗したパ
ケットについては、送出待ちパケットとしてメモリ15
0上に蓄積され、送信スケジュールが予約される。再送
を実施するタイミング、即ちタイムスロットは、乱数に
よって決定される。
【0041】次のタイムスロットで送出すべきパケット
が存在する場合には、ステップS1からS2に進む。ス
テップS2では、移動局M1における送信パケットのト
ラヒック量G1を算出する。トラヒック量G1は、次式
で算出される。
が存在する場合には、ステップS1からS2に進む。ス
テップS2では、移動局M1における送信パケットのト
ラヒック量G1を算出する。トラヒック量G1は、次式
で算出される。
【0042】 G1=(最近の送信で使用した容量)/(送信チャネルの最大伝送容量)・・・(1) 例えば、現時点の直前のタイムスロットからk個の過去
のタイムスロットのうち、u個のタイムスロットを使用
してパケットの送信を試みた場合には、トラヒック量G
1は、次式で算出される。 G1=u/k ・・・(2) なお、タイムスロット数uには、送信に失敗したタイム
スロットも含まれる。従って、トラヒック量G1の値
は、0〜1の範囲内になる。
のタイムスロットのうち、u個のタイムスロットを使用
してパケットの送信を試みた場合には、トラヒック量G
1は、次式で算出される。 G1=u/k ・・・(2) なお、タイムスロット数uには、送信に失敗したタイム
スロットも含まれる。従って、トラヒック量G1の値
は、0〜1の範囲内になる。
【0043】ステップS3では、所定の乱数発生アルゴ
リズムを用いて、0〜1の範囲内で、一様の確率で出現
する乱数を発生させる。発生した値は、乱数R1として
内部メモリに一時的に保持する。ステップS4では、次
式に基づいて、係数pを算出する。係数pの値は、送受
信機120の送信電力を「高」に定める確率の平均的な
値を意味する。
リズムを用いて、0〜1の範囲内で、一様の確率で出現
する乱数を発生させる。発生した値は、乱数R1として
内部メモリに一時的に保持する。ステップS4では、次
式に基づいて、係数pを算出する。係数pの値は、送受
信機120の送信電力を「高」に定める確率の平均的な
値を意味する。
【0044】 p=1/(G1・N+D1・N/L) ・・・(3) ここで、G1はステップS2で算出した最新のトラヒッ
ク量である。また、Nは、システムに含まれる移動局の
総数である。例えば、図6に示すシステムの場合には、
移動局数Nは「4」になる。上記第3式のD1は、移動
局M1において、送信の失敗により、バッファに蓄えら
れている送出待ちパケットの数である。システム全体の
上りチャネルのトラヒックの増大によって、送信の失敗
の確率が高くなると、送出待ちパケット数D1が増大す
る。なお、送出待ちパケット数D1の初期値は0であ
る。
ク量である。また、Nは、システムに含まれる移動局の
総数である。例えば、図6に示すシステムの場合には、
移動局数Nは「4」になる。上記第3式のD1は、移動
局M1において、送信の失敗により、バッファに蓄えら
れている送出待ちパケットの数である。システム全体の
上りチャネルのトラヒックの増大によって、送信の失敗
の確率が高くなると、送出待ちパケット数D1が増大す
る。なお、送出待ちパケット数D1の初期値は0であ
る。
【0045】上記第3式のLは、各々のパケットのライ
フタイムを意味し、予め定められる定数である。パケッ
トが生成されてからライフタイムLを経過するまでの間
であれば、送信に失敗したパケットの再送が許可され
る。
フタイムを意味し、予め定められる定数である。パケッ
トが生成されてからライフタイムLを経過するまでの間
であれば、送信に失敗したパケットの再送が許可され
る。
【0046】上記第3式においては、トラヒックが多い
とき、或いはバッファに蓄えられている送出待ちパケッ
トが多いときに、係数pが小さくなる。即ち、送信電力
を「高」に定める平均的な確率が低下する。つまり、バ
ッファに残っているパケットが多いときには、衝突が多
く起きていることが予想されるので、その場合には、高
い電力での送信確率を下げて、衝突の確率を下げる。
とき、或いはバッファに蓄えられている送出待ちパケッ
トが多いときに、係数pが小さくなる。即ち、送信電力
を「高」に定める平均的な確率が低下する。つまり、バ
ッファに残っているパケットが多いときには、衝突が多
く起きていることが予想されるので、その場合には、高
い電力での送信確率を下げて、衝突の確率を下げる。
【0047】ステップS5では、ステップS3で生成し
た乱数R1の値と、ステップS4で算出した係数pの値
とを比較する。乱数R1が係数pよりも小さい場合に
は、ステップS6に進み、乱数R1が係数p以上の場合
には、ステップS7に進む。ステップS6では、送受信
機120を制御して、この後の送信電力を「高」に切り
替える。
た乱数R1の値と、ステップS4で算出した係数pの値
とを比較する。乱数R1が係数pよりも小さい場合に
は、ステップS6に進み、乱数R1が係数p以上の場合
には、ステップS7に進む。ステップS6では、送受信
機120を制御して、この後の送信電力を「高」に切り
替える。
【0048】ステップS7では、送受信機120を制御
して、この後の送信電力を「低」に切り替える。従っ
て、各パケットを送信する際の、送信電力が「高」にな
る確率、及び送信電力が「低」になる確率は、乱数R1
の値及び係数pの値の両者によって決定される。
して、この後の送信電力を「低」に切り替える。従っ
て、各パケットを送信する際の、送信電力が「高」にな
る確率、及び送信電力が「低」になる確率は、乱数R1
の値及び係数pの値の両者によって決定される。
【0049】即ち、送信電力が「高」になる確率の平均
値及び送信電力が「低」になる確率の平均値は、何れも
係数pの値に応じて決定される。しかし、実際に各々の
パケットに対する送信電力が「高」,「低」の何れにな
るかは、乱数R1によってランダムに決定される。もし
も、乱数R1を使用しないと、送信電力が「高」になる
状態と、送信電力が「低」になる状態とが、係数pで定
まる一定の周期で繰り返し生じる。この場合、パケット
の衝突が、全ての移動局に共通な同一の条件で、繰り返
し生じるので、係数pの値を変更しても、衝突による送
信失敗の可能性を低減できない。
値及び送信電力が「低」になる確率の平均値は、何れも
係数pの値に応じて決定される。しかし、実際に各々の
パケットに対する送信電力が「高」,「低」の何れにな
るかは、乱数R1によってランダムに決定される。もし
も、乱数R1を使用しないと、送信電力が「高」になる
状態と、送信電力が「低」になる状態とが、係数pで定
まる一定の周期で繰り返し生じる。この場合、パケット
の衝突が、全ての移動局に共通な同一の条件で、繰り返
し生じるので、係数pの値を変更しても、衝突による送
信失敗の可能性を低減できない。
【0050】ステップS8では、現在のタイムスロット
で送信すべき1つのパケットを、モデム130,送受信
機120及びアンテナ110を介して、無線パケットと
して、基地局B1に送信する。ステップS9では、ステ
ップS8で送信したパケットについて、送信が成功した
か否かを識別する。
で送信すべき1つのパケットを、モデム130,送受信
機120及びアンテナ110を介して、無線パケットと
して、基地局B1に送信する。ステップS9では、ステ
ップS8で送信したパケットについて、送信が成功した
か否かを識別する。
【0051】基地局B1は、各移動局からのパケットの
受信に成功すると、受信したパケットに対する「受信確
認信号」を移動局に送信する。パケットを送出した移動
局は、「受信確認信号」の内容を調べることで、自局が
送信したパケットが基地局B1に受け取られたか否か、
即ち送信に成功したか否かを識別する。例えば、図5に
おいて、スロット番号が3のタイムスロットにおいて
は、移動局M1,M2が同時にパケットを送信している
ので、パケットの衝突が生じている。
受信に成功すると、受信したパケットに対する「受信確
認信号」を移動局に送信する。パケットを送出した移動
局は、「受信確認信号」の内容を調べることで、自局が
送信したパケットが基地局B1に受け取られたか否か、
即ち送信に成功したか否かを識別する。例えば、図5に
おいて、スロット番号が3のタイムスロットにおいて
は、移動局M1,M2が同時にパケットを送信している
ので、パケットの衝突が生じている。
【0052】但し、移動局M1の送信電力が「高」で、
移動局M2の送信電力が「低」なので、基地局B1は、
移動局M1からのパケットを正しく受信する。そして、
受信した1つのパケットに対する「受信確認信号」が移
動局に送信される。移動局M1は、「受信確認信号」の
内容からパケット送信の成功を検出する。移動局M2
は、自局の送信したパケットに対する「受信確認信号」
を検出できないので、パケット送信の失敗を識別する。
移動局M2の送信電力が「低」なので、基地局B1は、
移動局M1からのパケットを正しく受信する。そして、
受信した1つのパケットに対する「受信確認信号」が移
動局に送信される。移動局M1は、「受信確認信号」の
内容からパケット送信の成功を検出する。移動局M2
は、自局の送信したパケットに対する「受信確認信号」
を検出できないので、パケット送信の失敗を識別する。
【0053】パケット送信の成功を検出した場合には、
ステップS9からS12に進む。パケット送信の失敗を
検出した場合には、ステップS9からS10に進む。ス
テップS10では、所定の乱数発生アルゴリズムを用い
て、1〜Lの範囲内の整数について、一様の確率で出現
する乱数を発生させる。発生した値は、乱数R2として
内部メモリに一時的に保持する。
ステップS9からS12に進む。パケット送信の失敗を
検出した場合には、ステップS9からS10に進む。ス
テップS10では、所定の乱数発生アルゴリズムを用い
て、1〜Lの範囲内の整数について、一様の確率で出現
する乱数を発生させる。発生した値は、乱数R2として
内部メモリに一時的に保持する。
【0054】ステップS11では、ステップS8の送信
処理において、伝送に失敗したパケットについて、ステ
ップS10で生成した乱数R2によって、再送のスケジ
ュールを予約する。即ち、現在からタイムスロット単位
のR2時間後のタイミングで、パケットを再送するよう
に予約する。
処理において、伝送に失敗したパケットについて、ステ
ップS10で生成した乱数R2によって、再送のスケジ
ュールを予約する。即ち、現在からタイムスロット単位
のR2時間後のタイミングで、パケットを再送するよう
に予約する。
【0055】ステップS12では、送信の失敗などによ
って、メモリ150に保持された実際の送信待ちパケッ
ト数が変化している可能性があるので、送信待ちパケッ
ト数D1を算出し、D1の値を更新する。以後、上記ス
テップS1〜S12の処理を繰り返し実行する。図1に
示すパケット送信タイミングの例について説明する。
って、メモリ150に保持された実際の送信待ちパケッ
ト数が変化している可能性があるので、送信待ちパケッ
ト数D1を算出し、D1の値を更新する。以後、上記ス
テップS1〜S12の処理を繰り返し実行する。図1に
示すパケット送信タイミングの例について説明する。
【0056】スロット番号が3のタイムスロットにおい
ては、2つの移動局M1,M3が、同時にパケットを送
出するので、パケットの干渉が生じる。但し、移動局M
1の送信電力が移動局M3の送信電力より十分に大きい
ので、キャプチャ効果により、基地局B1は、移動局M
1からのパケットを正しく受信する。移動局M3は、ス
ロット番号が3のタイムスロットにおいては、パケット
の送信失敗を検出するので、このパケットを送出待ちパ
ケットとして蓄積するとともに、再送のスケジュールを
予約する。
ては、2つの移動局M1,M3が、同時にパケットを送
出するので、パケットの干渉が生じる。但し、移動局M
1の送信電力が移動局M3の送信電力より十分に大きい
ので、キャプチャ効果により、基地局B1は、移動局M
1からのパケットを正しく受信する。移動局M3は、ス
ロット番号が3のタイムスロットにおいては、パケット
の送信失敗を検出するので、このパケットを送出待ちパ
ケットとして蓄積するとともに、再送のスケジュールを
予約する。
【0057】スロット番号が5のタイムスロットにおい
ては、2つの移動局M2,M4が、同時にパケットを送
出するので、パケットの干渉が生じる。但し、移動局M
4の送信電力が移動局M2の送信電力より十分に大きい
ので、キャプチャ効果により、基地局B1は、移動局M
4からのパケットを正しく受信する。移動局M2は、ス
ロット番号が5のタイムスロットにおいては、パケット
の送信失敗を検出するので、このパケットを送出待ちパ
ケットとして蓄積するとともに、再送のスケジュールを
予約する。
ては、2つの移動局M2,M4が、同時にパケットを送
出するので、パケットの干渉が生じる。但し、移動局M
4の送信電力が移動局M2の送信電力より十分に大きい
ので、キャプチャ効果により、基地局B1は、移動局M
4からのパケットを正しく受信する。移動局M2は、ス
ロット番号が5のタイムスロットにおいては、パケット
の送信失敗を検出するので、このパケットを送出待ちパ
ケットとして蓄積するとともに、再送のスケジュールを
予約する。
【0058】スロット番号が6のタイムスロットにおい
ては、移動局M3のみが、パケットを送出するので、基
地局B1はパケットを正しく受信する。スロット番号が
9のタイムスロットにおいては、移動局M1の新しいパ
ケットと、移動局M3の再送パケットとが同時に送出さ
れるので、パケットの干渉が生じる。この場合、2つの
移動局M1,M3の送信電力に差がないため、基地局B
1は、2つのパケットの何れも正しく受信できない。
ては、移動局M3のみが、パケットを送出するので、基
地局B1はパケットを正しく受信する。スロット番号が
9のタイムスロットにおいては、移動局M1の新しいパ
ケットと、移動局M3の再送パケットとが同時に送出さ
れるので、パケットの干渉が生じる。この場合、2つの
移動局M1,M3の送信電力に差がないため、基地局B
1は、2つのパケットの何れも正しく受信できない。
【0059】移動局M2は、スロット番号が5のタイム
スロットで送信に失敗したパケットを、スロット番号が
10のタイムスロットで再送する。スロット番号が5の
タイムスロットでは送信電力が「低」であるが、スロッ
ト番号が10のタイムスロットでは、送信電力が「高」
に変更される。このような送信電力の変更は、図2のス
テップS2〜S7の処理によって実現する。つまり、送
信電力が「高」になるか「低」になるかは、係数pと乱
数R1によって決定される。また、係数pの値は、トラ
ヒック量G1,送出待ちパケット数D1,移動局数N及
びライフタイムLに基づいて決定される。
スロットで送信に失敗したパケットを、スロット番号が
10のタイムスロットで再送する。スロット番号が5の
タイムスロットでは送信電力が「低」であるが、スロッ
ト番号が10のタイムスロットでは、送信電力が「高」
に変更される。このような送信電力の変更は、図2のス
テップS2〜S7の処理によって実現する。つまり、送
信電力が「高」になるか「低」になるかは、係数pと乱
数R1によって決定される。また、係数pの値は、トラ
ヒック量G1,送出待ちパケット数D1,移動局数N及
びライフタイムLに基づいて決定される。
【0060】従って、トラヒック量G1又は送出待ちパ
ケット数D1が変化すると、送信電力が「高」になる確
率と送信電力が「低」になる確率が自動的に修正され
る。図3及び図4に示すグラフは、本発明の効果を確認
するための計算機シミュレーションの結果を示してい
る。図3及び図4において、「改善後の特性」として示
す曲線は、図2に示す制御を実施した場合の特性であ
り、「改善前の特性」として示す曲線は、従来技術に相
当する。
ケット数D1が変化すると、送信電力が「高」になる確
率と送信電力が「低」になる確率が自動的に修正され
る。図3及び図4に示すグラフは、本発明の効果を確認
するための計算機シミュレーションの結果を示してい
る。図3及び図4において、「改善後の特性」として示
す曲線は、図2に示す制御を実施した場合の特性であ
り、「改善前の特性」として示す曲線は、従来技術に相
当する。
【0061】このシミュレーションでは、従来技術とし
て、受信パケットの受信電力を予め定めた閾値と比較
し、その比較結果に応じて、パケットの送信電力を
「高」,「低」の何れかに定める場合を想定した。ま
た、「高」は「低」に対して20dB高い送信電力と仮定
した。更に、伝搬損失は距離の3乗に反比例するとして
シミュレーションを行った。
て、受信パケットの受信電力を予め定めた閾値と比較
し、その比較結果に応じて、パケットの送信電力を
「高」,「低」の何れかに定める場合を想定した。ま
た、「高」は「低」に対して20dB高い送信電力と仮定
した。更に、伝搬損失は距離の3乗に反比例するとして
シミュレーションを行った。
【0062】また、図3の横軸は、システムに含まれる
全ての移動局(M1〜M4)から基地局B1に送信され
るパケットに関する、基地局B1のトラヒックGを示
す。図3の縦軸は、基地局B1の平均スループットSを
示す。スループットSは、全ての移動局から基地局B1
へのトラヒックのうち、送信に成功した実質的なトラヒ
ックを示す。トラヒックG及びスループットSの値は、
チャネル容量を1としたときの割合として示されてい
る。
全ての移動局(M1〜M4)から基地局B1に送信され
るパケットに関する、基地局B1のトラヒックGを示
す。図3の縦軸は、基地局B1の平均スループットSを
示す。スループットSは、全ての移動局から基地局B1
へのトラヒックのうち、送信に成功した実質的なトラヒ
ックを示す。トラヒックG及びスループットSの値は、
チャネル容量を1としたときの割合として示されてい
る。
【0063】図3を参照すると、「改善前の特性」及び
「改善後の特性」の何れも、トラヒックGが2以上の範
囲では、トラヒックGの増大に伴って、衝突の確率が増
えるので、スループットSが減少しているのが分かる。
但し、「改善前の特性」と「改善後の特性」とを対比す
ると、「改善後の特性」の方が、優れていることが分か
る。特に、トラヒックGが2の近傍の領域や、トラヒッ
クGが10を越える領域では、「改善後の特性」の方
が、高いスループットが得られることが分かる。
「改善後の特性」の何れも、トラヒックGが2以上の範
囲では、トラヒックGの増大に伴って、衝突の確率が増
えるので、スループットSが減少しているのが分かる。
但し、「改善前の特性」と「改善後の特性」とを対比す
ると、「改善後の特性」の方が、優れていることが分か
る。特に、トラヒックGが2の近傍の領域や、トラヒッ
クGが10を越える領域では、「改善後の特性」の方
が、高いスループットが得られることが分かる。
【0064】つまり、本発明の実施により、トラヒック
Gが多くなった場合のスループットSの低下を抑制でき
る。図4において、横軸は、全ての移動局から基地局B
1に送信されるパケットに関する、基地局B1のトラヒ
ックGを示す。図4の縦軸は、1つの移動局の平均スル
ープットS1を示す。スループットS1は、1つの移動
局から基地局B1へのトラヒックのうち、送信に成功し
た実質的なトラヒックを示す。
Gが多くなった場合のスループットSの低下を抑制でき
る。図4において、横軸は、全ての移動局から基地局B
1に送信されるパケットに関する、基地局B1のトラヒ
ックGを示す。図4の縦軸は、1つの移動局の平均スル
ープットS1を示す。スループットS1は、1つの移動
局から基地局B1へのトラヒックのうち、送信に成功し
た実質的なトラヒックを示す。
【0065】また、図4において、「最近距離移動局の
特性」として示す曲線は、システムに含まれる全ての移
動局の内、基地局B1に最も近い1つの移動局の特性を
示す。「最遠距離移動局の特性」として示す曲線は、シ
ステムに含まれる全ての移動局の内、基地局B1に対し
て最も遠い1つの移動局の特性を示す。図4において、
「改善前の特性」と「改善後の特性」とを対比すると、
遠距離の移動局については、「改善後の特性」の方が
「改善前の特性」に比べて十分に高いスループットが得
られることが分かる。
特性」として示す曲線は、システムに含まれる全ての移
動局の内、基地局B1に最も近い1つの移動局の特性を
示す。「最遠距離移動局の特性」として示す曲線は、シ
ステムに含まれる全ての移動局の内、基地局B1に対し
て最も遠い1つの移動局の特性を示す。図4において、
「改善前の特性」と「改善後の特性」とを対比すると、
遠距離の移動局については、「改善後の特性」の方が
「改善前の特性」に比べて十分に高いスループットが得
られることが分かる。
【0066】また、近距離の移動局のスループットS1
は、トラヒックGが9以下の範囲では、「改善前の特
性」の方が「改善後の特性」よりも高い。しかし、トラ
ヒックGが9を越える範囲では、近距離の移動局のスル
ープットS1は、「改善前の特性」の方が「改善後の特
性」よりも低い。
は、トラヒックGが9以下の範囲では、「改善前の特
性」の方が「改善後の特性」よりも高い。しかし、トラ
ヒックGが9を越える範囲では、近距離の移動局のスル
ープットS1は、「改善前の特性」の方が「改善後の特
性」よりも低い。
【0067】つまり、本発明の実施により、特に遠距離
の移動局に関して、スループットS1を大幅に改善する
ことができる。また、近距離の移動局についても、トラ
ヒックGが大きい場合のスループットS1の低下を抑制
することができる。
の移動局に関して、スループットS1を大幅に改善する
ことができる。また、近距離の移動局についても、トラ
ヒックGが大きい場合のスループットS1の低下を抑制
することができる。
【0068】
【発明の効果】以上に説明したように。無線パケット通
信を行うシステムにおいて、本発明を実施すれば、パケ
ットが1つも送信されない無駄なスロットを減らすこと
ができる。
信を行うシステムにおいて、本発明を実施すれば、パケ
ットが1つも送信されない無駄なスロットを減らすこと
ができる。
【0069】また、たとえトラヒックが著しく高くなっ
ても、1つの移動局だけが高い送信電力で送信する確率
が高くなるので、キャプチャ効果により、同時に送信さ
れる複数のパケットのうち、1つのパケットを正しく伝
送できるので、スループットの低下を抑制できる。従っ
て、周波数利用効率が高くなる。
ても、1つの移動局だけが高い送信電力で送信する確率
が高くなるので、キャプチャ効果により、同時に送信さ
れる複数のパケットのうち、1つのパケットを正しく伝
送できるので、スループットの低下を抑制できる。従っ
て、周波数利用効率が高くなる。
【図1】図6に示すシステムの各移動局から基地局への
パケット送信のタイミングの例を示すタイムチャートで
ある。
パケット送信のタイミングの例を示すタイムチャートで
ある。
【図2】図6に示す移動局のパケット送信制御の内容を
示すフローチャートである。
示すフローチャートである。
【図3】基地局のトラヒックGとスループットSの相関
を示すグラフである。
を示すグラフである。
【図4】基地局のトラヒックGと各移動局のスループッ
トS1の相関を示すグラフである。
トS1の相関を示すグラフである。
【図5】図6に示すシステムの各移動局と基地局の間の
パケット通信のタイミングの例を示すタイムチャートで
ある。
パケット通信のタイミングの例を示すタイムチャートで
ある。
【図6】パケット無線ネットワークのシステム構成を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図7】図6の基地局と各移動局の構成例を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
110,210 アンテナ 120,220 送受信機 130,230 モデム 140,240 制御装置 150 メモリ 160 入力装置 170 出力装置 250 ホストコンピュータ 260 他のネットワーク B1 基地局 M1,M2,M3,M4 移動局
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 守倉 正博 東京都新宿区西新宿三丁目19番2号 日本 電信電話株式会社内
Claims (5)
- 【請求項1】 無線基地局及びそれと無線通信をする1
つ以上の移動局からなるシステムであって、特定の通信
周波数を複数の無線基地局或いは複数の移動局で共用
し、前記複数の無線基地局或いは複数の移動局の間で同
期した、予め定められたタイムスロットにおいて、デー
タを、無線パケットとして送信するとともに、無線パケ
ットの伝送に失敗すると、伝送に失敗した無線パケット
の再送を、ランダムに決定されるタイムスロットで実行
する、システムの無線パケット多元接続方法において、 送信電力を、第1の電力と、第1の電力よりも大きい第
2の電力の何れかに切り替え可能な送信装置を利用し
て、各無線パケットを送信する際の前記送信装置の送信
電力を、乱数に応じて、前記第1の電力又は第2の電力
に決定するとともに、 各無線パケットを送信する際の前記送信装置の送信電力
を、前記第1の電力に決定する第1の確率と、第2の電
力に決定する第2の確率を、各移動局の検出されたトラ
ヒック量に応じて自動的に調整し、 前記トラヒック量の増大に伴って、前記第1の確率を高
めて前記第2の確率を下げ、前記トラヒック量の減少に
伴って、前記第1の確率を下げて前記第2の確率を高め
ることを特徴とする無線パケット多元接続方法。 - 【請求項2】 請求項1記載の無線パケット多元接続方
法において、前記第1の確率及び前記第2の確率を、前
記システムに含まれる移動局数に応じて決定し、前記移
動局数の増大に伴って、前記第1の確率を高めて前記第
2の確率を下げ、前記移動局数の減少に伴って、前記第
1の確率を下げて前記第2の確率を高めることを特徴と
する無線パケット多元接続方法。 - 【請求項3】 請求項1記載の無線パケット多元接続方
法において、前記第1の確率及び前記第2の確率を、各
移動局の送出待ちパケット数に応じて自動的に調整し、
前記送出待ちパケット数の増大に伴って、前記第1の確
率を高めて前記第2の確率を下げ、前記送出待ちパケッ
ト数の減少に伴って、前記第1の確率を下げて前記第2
の確率を高めることを特徴とする無線パケット多元接続
方法。 - 【請求項4】 請求項3記載の無線パケット多元接続方
法において、同一のパケットに対して再送を実施する期
間の上限を、ライフタイムとして定め、前記第1の確率
及び前記第2の確率を、前記ライフタイムに応じて決定
し、前記ライフタイムの減少に伴って、前記第1の確率
を高めて前記第2の確率を下げ、前記ライフタイムの増
大に伴って、前記第1の確率を下げて前記第2の確率を
高めることを特徴とする無線パケット多元接続方法。 - 【請求項5】 請求項1記載の無線パケット多元接続方
法において、各移動局の検出されたトラヒック量に基づ
いて求められる係数と、パケットの送出毎に求められる
乱数との大小関係に応じて、各無線パケットを送信する
際の前記送信装置の送信電力を、前記第1の電力又は第
2の電力に決定することを特徴とする無線パケット多元
接続方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9288216A JPH11127158A (ja) | 1997-10-21 | 1997-10-21 | 無線パケット多元接続方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9288216A JPH11127158A (ja) | 1997-10-21 | 1997-10-21 | 無線パケット多元接続方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11127158A true JPH11127158A (ja) | 1999-05-11 |
Family
ID=17727330
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9288216A Pending JPH11127158A (ja) | 1997-10-21 | 1997-10-21 | 無線パケット多元接続方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11127158A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009023458A3 (en) * | 2007-08-14 | 2009-04-16 | Motorola Inc | Method and system for managing transmissions in a wireless communication network |
JP2011087289A (ja) * | 2009-09-18 | 2011-04-28 | Kddi Corp | 送信電力制御装置、送信電力制御方法およびプログラム |
JP2017539177A (ja) * | 2014-12-16 | 2017-12-28 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツングRobert Bosch Gmbh | 非決定論的ネットワークを介してネットワークデバイス間でデータを送信する方法 |
-
1997
- 1997-10-21 JP JP9288216A patent/JPH11127158A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009023458A3 (en) * | 2007-08-14 | 2009-04-16 | Motorola Inc | Method and system for managing transmissions in a wireless communication network |
US8098680B2 (en) | 2007-08-14 | 2012-01-17 | Motorola Mobility, Inc. | Method and system for managing transmissions in a wireless communication network |
KR101169143B1 (ko) | 2007-08-14 | 2012-08-03 | 모토로라 모빌리티, 인크. | 무선 통신 네트워크 내의 송신들을 관리하기 위한 방법 및 시스템 |
JP2011087289A (ja) * | 2009-09-18 | 2011-04-28 | Kddi Corp | 送信電力制御装置、送信電力制御方法およびプログラム |
JP2017539177A (ja) * | 2014-12-16 | 2017-12-28 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツングRobert Bosch Gmbh | 非決定論的ネットワークを介してネットワークデバイス間でデータを送信する方法 |
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