JPH11239155A - パケット通信システム及びパケット通信装置 - Google Patents
パケット通信システム及びパケット通信装置Info
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Abstract
小さくし得るパケット通信システム及びパケット通信装
置を提供する。 【解決手段】 無線端末局61は、入力されたパケット
101〜103の入力時間情報t1〜t3を含む送信要
求151を、パケットデータより先に無線端末局60に
伝送する。無線基地局60は、パケットデータを通信す
るアップリンクフレームおよびダウンリンクフレームの
構造を決定し、これをフレーム制御情報153として無
線端末局61に伝送する。無線端末局61は、フレーム
制御情報153で通知されたフレーム構成とタイミング
に基づいて、パケット101〜103のデータ155を
無線基地局60へ伝送する。無線基地局60は受信した
入力時間情報t1〜t3に従ってパケットデータを伝送
路に送出する。
Description
延揺らぎ制御に好適なパケット通信システム及びパケッ
ト通信装置に関する。
方式としては、リーキーバケット方式とタイムスタンプ
方式が知られている。
ァにパケットを一時蓄積し、平均パケットレートでパケ
ットを伝送路に送出することにより、パケットの遅延揺
らぎを制御するものである。これを改良したものに、ダ
イナミックレートリーキーバケット方式がある。この方
式は、入力レートの変動に応じてリーキーバケット方式
の出力レートを変化させるもので、例えば“PERFO
RMANCE OFDYNAMIC RATE LEA
KY BUCKET ALGORITHM”,ELEC
TRONICS LETTERS pp.1560−1
561,19th August 1993 Vol.
29 No.17に開示されている。
信装置へのパケット入力時間をパケットヘッダに記録
し、受信側でその記録時間に従ってパケットを伝送路に
送出することにより、パケットの遅延揺らぎを制御する
ものである。この方式は、パケット入力時間情報をパケ
ット毎に付加して伝送するもので、例えば「ワイヤレス
ATMに適したタイムスタンプ型セルストリーム多重方
式」、信学技報、IN97−27,CS97−8,MV
E97−8(1997−4)に開示されている。
ト方式は、パケット送信側へ入力するパケットのレート
が増加あるいは減少する場合にも、受信側のバッファか
ら一定レートでパケットを送出するため、遅延揺らぎ制
御の時間精度が悪いという問題がある。
間の精度を高めるため付加する時間情報量を多くする
と、オーバーヘッドによってパケットの伝送効率が悪く
なるという問題がある。また時間情報を記録する基準タ
イミングの単位がシステムで一定なため、遅延揺らぎ制
御の時間精度を柔軟かつ簡易に変えることは難しい。
ッファで遅延揺らぎ吸収のための遅延時間を付加するよ
う構成される。これらの方式では、発生するパケット伝
送の遅延揺らぎが受信側バッファで吸収可能な範囲を超
えると、受信側においてパケット送出の予定時刻になっ
ても送出すべきパケットがバッファにまだ到着しないと
いうバッファのアンダーフローという問題が生じる。こ
れの防止策としては、バッファで吸収可能な遅延揺らぎ
時間を増やすということが考えられるが、この方法では
バッファで生ずる遅延が増大してしまう。バッファで生
じる遅延を増大させずに、アンダーフローを抑制するた
めには、パケット伝送区間で発生する遅延揺らぎ量を小
さくすることが必要である。
で発生する遅延揺らぎ量を小さくし得るパケット通信シ
ステム及びパケット通信装置を提供することにある。
パケットの伝送より先に前記パケットの入力時間情報を
伝送するよう構成された第1の通信装置と、パケットの
入力時間情報を受信し入力時間情報に基づいた順序でパ
ケットを伝送路に送出するよう構成された第2の通信装
置とを有するパケット通信システムにより、達成され
る。
信を1つ又は複数のパケットから組み立てられたフレー
ム単位で行うよう構成することができる。また、パケッ
トの入力時間情報としては、第1の通信装置に入力され
たパケットの入力時間及び入力時間間隔の少なくとも一
つの時間情報を用いることができる。さらに、第2の通
信装置は、このパケットの入力時間情報に基づいて、第
1の通信装置に入力されたパケットの入力時間が早い順
に、パケットを伝送路に送出するよう構成することがで
きる。またパケットとして、非同期転送モード(AT
M)セルを用いた場合も、本発明を適用することができ
る。
体的には無線基地局と一又は複数の無線端末局で構成さ
れる。ここで無線基地局は、信号の受信を行うインタフ
ェース部と、信号に入力時間情報を付与するよう構成さ
れた信号処理部と、信号の伝送より先に入力時間情報を
伝送するよう構成されたアクセス処理部と、所定時間毎
に帯域割り当てを行う制御部とを備える。また無線端末
局は、信号の受信を行うインタフェース部と、信号に入
力時間情報を付与するよう構成された信号処理部と、信
号の伝送より先に前記入力時間情報を伝送するよう構成
されたアクセス処理部とを備える。
ムは、入力された1つ又は複数のパケットから組み立て
られたフレームにパケットの入力時間情報を付加して送
信するよう構成された第1の通信装置と、パケットの入
力時間情報が付加されたフレームを受信し入力時間情報
に基づいてパケットを伝送路に送出するよう構成された
第2の通信装置とを備えて構成される。この場合、パケ
ットの入力時間情報は、間引いてフレームに付加され
る。
テムは、入力された複数のパケットから組み立てられた
フレームに一部のパケットの入力時間情報を付加して送
信するよう構成された第1の通信装置と、受信されたフ
レームに入力時間情報が付加されたパケットは入力時間
情報に基づいて伝送路に送出し、入力時間情報が付加さ
れていないパケットは予め定められた時間間隔で伝送路
に送出するよう構成される。この場合、予め定められた
時間間隔は一定時間間隔とすることもできるし、パケッ
トの入力時間間隔の時間変化を1次近似した間隔、ある
いはパケットの入力レートを1次近似した間隔とするこ
ともできる。
ケット通信装置へのパケット入力時間または入力時間間
隔の情報をパケットより先に受信側のパケット通信装置
に伝送し、受信側のパケット通信装置で最も送信側のパ
ケット通信装置への入力時間が早いパケットを有する端
末から順に優先的に媒体アクセス制御を行うことによ
り、パケット伝送区間遅延揺らぎを小さくでき、フレー
ム伝送先フレーム送受信機のバッファでアンダーフロー
を起こりにくくするとともに、オーバーフローを抑制す
ることもできる。
パケット(ATMセル)のフレーム伝送元フレーム送受
信機への入力時間又は入力レートの情報に従ってパケッ
トの伝送遅延揺らぎを制御するので、パケットに柔軟か
つ簡易に、パケットごとの時間情報を付加及びフレーム
受信側でのパケット送出レートの変更ができる。
信システムの構成を示す図である。図において、ネット
ワーク50は、有線網に接続された端末54、55及び
無線基地局60から構成されている。一方、端末51、
52及び53は、それぞれ無線端末局61、62及び6
3と接続されている。このような通信システムにおい
て、無線端末局61〜63と無線基地局60間のパケッ
ト伝送による遅延揺らぎ制御は、次のようにして行われ
る。
通信を行う場合、まず無線端末局61は、端末51から
入力されたパケットの送信に先立って、パケットの入力
時間情報を無線基地局60に送信する。無線基地局60
は、このパケットの入力時間情報を受信し、この入力時
間情報に基づいた順序でパケットをネットワーク50に
送出する。この端末51と無線端末局61の組み合わせ
は、端末52と無線端末局62、又は端末53と無線端
末局63の組み合わせに置き換えることができる。
に無線端末局61、62及び63の少なくとも一つから
無線基地局60に送信するアップリンクフレームと、時
間ΔTのウインドウごとに無線基地局60から無線端末
局61、62、63の少なくとも一つに送信するダウン
リンクフレームとを構成する。各無線局60、61、6
2及び63は、それぞれ無線基地局60の制御によりT
DMA(Time Division Muliple
Access:時分割多元接続)方式のTDD(Ti
me Division Duplex:時分割多重)
方式で伝送媒体にアクセスするものとする。
基地局60、端末54間の送受信データの流れを示す図
である。本実施例では、無線端末局61に入力されたパ
ケットの入力時間が早い順に、無線基地局60において
パケットデータ伝送の優先制御を行う。
1にパケット101が、時刻t2にパケット102が、
時刻t3にパケット103がそれぞれ端末51から無線
端末局61に入力される。一方、時刻t4にパケット1
20が、時刻t5にパケット121がそれぞれ端末54
から無線基地局60に入力される。
1は、送信要求151を無線端末局60に送る。送信要
求151は、パケットが固定長の場合は、パケットの個
数と無線端末局61に入力されたパケットの相対または
絶対入力時間情報とを含み、パケットが可変長の場合
は、送信するパケットの個数と送信する各パケットにつ
いてのパケット長と無線端末局61に入力されたパケッ
トの相対または絶対入力時間情報とを含むものである。
また無線端末局61は、ウインドウS−3のデータのA
CK(Acknowledge:肯定応答)又はNAK
(Negative Acknowledge:否定応
答)152を無線端末局60に送る。これは、ウインド
ウS−1のデータと同じダウンリンクフレームで再送す
る情報に関するものである。無線基地局60は、このA
CK/NAK152を受信後、ウインドウS−1のパケ
ットデータを通信するアップリンクフレーム、ダウンリ
ンクフレームの構造を決定し、これをフレーム制御情報
153として無線端末局61に送信する。このフレーム
制御情報153には、無線基地局60へのパケット入力
の相対または絶対時間情報が含まれる。このとき無線基
地局60は、併せて、ウインドウS−1のデータと同じ
アップリンクフレームで再送する情報のACK/NAK
154を無線端末局61に送信する。
1は、フレーム制御情報153で通知されたフレーム構
成とタイミングで、パケット101、102、103の
データ155、及びACK/NAK154で要求された
再送情報156を無線基地局60へ送信する。無線基地
局60は、フレーム制御情報153で無線端末局61に
通知したフレーム構成とタイミングで、パケット12
0、121のデータ157、及びACK/NAK152
で要求された再送情報158を無線端末局61に送信す
る。パケット120、121の無線端末局61への相対
または絶対入力時間情報はデータ157に付加して送信
する。
1は、パケット120、121のデータ157とフレー
ム制御情報153からパケット120、121をパケッ
ト104、105に再構成し、無線基地局60へのパケ
ット入力の相対または絶対時間情報を用いて、それぞれ
時刻t4’、t5’にパケット104、105を端末5
1に送信する。ここで時刻t4’、t5’はTを一定時
間として、t4’=t4+T、t5’=t5+Tを満た
す時刻とする。一方、無線基地局60は、パケット10
1、102、103のデータ155からパケット10
1、102、103を別のパケット122、123、1
24に再構成し、無線端末局61へのパケット入力の相
対または絶対時間情報を用いて、それぞれ時刻t1’、
t2’、t3’にパケット122、123、124を端
末54に送信する。ここでt1’、t2’、t3’はT
を一定時間として、t1’=t1+T、t2’=t2+
T、t3’=t3+Tを満たす時刻とする。無線端末局
61でパケット104、105のデータ157に誤りが
検出された場合は、ACK/NAK159を無線基地局
60に送信する。逆に、無線基地局60でパケット10
1、102、103のデータ155に誤りが検出された
場合は、ACK/NAK160を無線端末局61に送信
する。
ンクフレーム構造の例を、同図(b)はダウンリンクフ
レーム構造の例をそれぞれ示す図である。図のように、
各フレームには、無線局間で同期を取るためのプリアン
ブル421〜431及び471が設けられている。
おいて、ウインドウSの送信要求には、ウインドウSに
無線端末局61に入力したパケットの送信要求401、
ウインドウSに無線端末局62に入力したパケットの送
信要求402、及びウインドウSに無線端末局63に入
力したパケットの送信要求403が順に配置される。ウ
インドウS−1のデータには、無線端末局61に入力し
たパケットのデータ155、無線端末局62に入力した
パケットのデータ405、および無線端末局63に入力
したパケットのデータ406が順に配置される。ウイン
ドウS−3の再送データには、無線端末局61に入力し
たパケットの再送データ156、および無線端末局62
に入力したパケットの再送データ408が順に配置され
る。無線基地局60に入力したウインドウS−2のAC
K/NAKには、無線端末局61宛パケットのデータの
ACK/NAK409、無線端末局62宛パケットのデ
ータのACK/NAK410、および無線端末局63宛
パケットのデータのACK/NAK411が順に配置さ
れる。
おいて、ウインドウSのフレーム制御情報には、アップ
リンクフレーム制御情報452、及びダウンリンクフレ
ーム制御情報453が順に配置される。ウインドウS−
1のデータには、無線基地局60に端末54から入力し
たパケットデータ157、無線基地局60に端末55か
ら入力したパケットデータ455、及び無線基地局60
に無線端末局53から入力したパケットデータ456が
順に配置される。ウインドウS−3の再送データには、
無線基地局60に端末54から入力したパケットの再送
データ158、無線基地局60に端末55から入力した
パケットの再送データ458、及び無線基地局60に無
線端末局53から入力したパケットの再送データ459
が順に配置される。ウインドウS−2のACK/NAK
には、無線端末局61に端末51から入力したパケット
のデータのACK/NAK460、無線端末局62に端
末52から入力したパケットのデータのACK/NAK
461、及び無線端末局63に端末53から入力したパ
ケットのデータのACK/NAK462が順に配置され
る。
信データを再送データより高い優先度で送る場合のフレ
ーム構造を示したが、再送データの方を1回目の送信デ
ータより高い優先度で送ったり、再送データと1回目の
送信データと同じ優先度を付けて送ったりすることもで
きる。また無線基地局60は、パケット送出予定時間ま
で最も余裕のない順に優先度を付け、アクセス制御を行
うこともできる。
例では、ウインドウS−1のデータ伝送においては無線
端末局61に接続された端末51が最も高い優先度で伝
送媒体にアクセスし、同様にウインドウS−3の再送デ
ータ伝送においても無線端末局61に接続された端末5
1が最も高い優先度で伝送媒体にアクセスするよう構成
される。一方、図3(b)のダウンリンクフレームの例
では、端末54が最も高い優先度で伝送媒体にアクセス
するよう構成される。本例では、高い優先度順に早く媒
体にアクセスするものであるが、高い優先度順に強力な
誤り訂正符号を付加して伝送することもできる。
ンクフレーム構造の別の例を、同図(b)はダウンリン
クフレーム構造の別の例をそれぞれ示す図である。図の
ように、各フレームには、無線局間で同期を取るための
プリアンブル521〜531及び571が設けられてい
る。本例では、アップリンクフレームにおいては無線端
末局61、63、62の順に優先度を付け、ダウンリン
クフレームにおいては端末54に最も高い優先度を付け
ている。また同一端末において、再送データと1回目の
送信データを送る場合には、再送データよりも1回目の
送信データに高い優先度を付けている。
おいて、ウインドウSの送信要求には、ウインドウSに
無線端末局61に入力したパケットの送信要求501、
ウインドウSに無線端末局62に入力したパケットの送
信要求502、及びウインドウSに無線端末局63に入
力したパケットの送信要求503が順に配置される。ウ
インドウS−1の送信データとウインドウS−3の再送
データには、端末51からの1回目の送信データ15
5、及び端末51からの再送データ156、端末53か
らの1回目の送信データ506、端末52からの1回目
の送信データ507、及び端末52からの再送データ5
08が順に配置される。無線基地局60に入力したウイ
ンドウS−2のACK/NAKには、無線端末局61宛
パケットのデータのACK/NAK509、無線端末局
62宛パケットのデータのACK/NAK510、およ
び無線端末局63宛パケットのデータのACK/NAK
511が順に配置される。
おいて、ウインドウSのフレーム制御情報には、アップ
リンクフレーム制御情報452、及びダウンリンクフレ
ーム制御情報453が順に配置される。ウインドウS−
1のデータとウインドウS−3の再送データには、端末
54からの1回目の送信データ157、端末54からの
パケットの再送データ158、端末55からの1回目の
送信データ556、端末55からのパケットの再送デー
タ557、無線端末局53からの1回目の送信データ5
58、及び無線端末局53からのパケットの再送データ
559が順に配置される。ウインドウS−2のACK/
NAKには、無線端末局61に端末51から入力したパ
ケットのデータのACK/NAK560、無線端末局6
2に端末52から入力したパケットのデータのACK/
NAK561、及び無線端末局63に端末53から入力
したパケットのデータのACK/NAK562が順に配
置される。
端末51に、ダウンリンクフレームは端末54に最も高
い優先度を付けたものである。アップリンクフレームの
優先度は、無線基地局60が無線端末局61、62、6
3からの送信要求に基づいて、パケット(又はATMセ
ル)が最も早く到着している無線端末局に接続された端
末から、パケット(又はATMセル)の到着時刻順に決
定する。ダウンリンクフレームの優先度は、無線基地局
60が、無線基地局60にパケット(又はATMセル)
が最も早く到着している端末から、パケット(又はAT
Mセル)の到着時刻順に決定する。
トとしてATM(非同期転送モード)セルを伝送する場
合の無線基地局60の一例を示すブロック構成図であ
る。図示のように、無線基地局60は、伝送路301及
び302に接続されたATM物理インタフェース部30
3と、ATM物理インタフェース部303に接続された
ATMセル受信処理部304及びATM送信処理部30
5と、両処理部304及び305に接続された端末切換
部306と、端末切換部306に接続されたバッファメ
モリ307及びATMセル再構成部334と、バッファ
メモリ307及びATMセル再構成部334に接続され
たアクセス処理部309と、各部を制御するための制御
部310と、アクセス処理部309に接続された変復調
部311と、変復調部311に接続された無線部312
と、無線部312に接続されたアンテナ313とを備え
る。
ーケンス・入力時間情報付加部321及びATMセルヘ
ッダ解析部322から構成される。またATM送信処理
部305は、ATMセルバッファメモリ335及びAT
Mセル送出制御回路336から構成される。さらにアク
セス処理部309は、フレーム構成部324、フレーム
バッファメモリ325、フレーム同期語付加回路32
6、フレーム同期回路331、誤り訂正・検出回路33
2及びフレーム解析部333から構成される。
る。まず無線基地局60から無線端末局に信号を送信す
る場合、ネットワーク50を経由して回線301からA
TMセル120、121をATM物理インタフェース部
303に入力する。ATM物理インタフェース部303
はATMセルを受信し、受信ATMセルヘッダ内のHE
C(Header Error Control)をチ
ェックする。
ス・入力時間情報付加部321において、受信ATMセ
ルにシーケンス及びATMセル120、121が入力し
た時刻t4、t5を付加する。ATMセルヘッダ解析部
322は、ATMセルのヘッダ部を解析し、ATMセル
のVPI(Virtual Path Identif
ier:仮想パス識別子)/VCI(Virtual
Channel Identifier:仮想チャネル
識別子)を信号351により制御部310に通知する。
制御部310はVPI/VCIと端末51〜53との対
応付けを制御信号352によって端末切換部306に通
知する。
応したバッファメモリ307にATMセルを転送し、転
送の完了を転送完了通知信号353によって制御部31
0に通知する。制御部310は、ウインドウの時間ΔT
ごとに、無線基地局60及び無線基地局60が収容する
無線端末局に帯域割り当てを行う。そしてフレーム構造
及びフレーム送出タイミングを、信号356によってア
クセス処理部309に通知する。
324において、信号356の通知に基づいて、前述の
フレーム制御情報のフレーム452、453を構成し、
フレームバッファメモリ325に書き込む。具体的に
は、フレーム構成部324において、バッファメモリ3
07からATMセル及びATMセルが入力された時刻t
4、t5を読み出し、信号356の通知に従って、AT
Mセル多重、誤り訂正符号付加、誤り検出符号付加、シ
ーケンス付加を行う。制御部310から無線端末局への
再送要求358がアクセス制御部309にあったフレー
ムに対しては、フレーム構成部324においてフレーム
460、461、462にNAK(Negative
Acknowledge:否定応答)を書き込み、再送
要求のないフレームに対してはACK(Acknowl
ege:肯定応答)を書き込む。ここで構成したACK
/NAKフレーム460、461、462はフレームバ
ッファメモリ325に書き込まれる。フレーム同期語付
加回路326は、フレーム送信命令信号356で通知さ
れたタイミングで、前述したフレーム制御情報のフレー
ム452、453、始めて伝送するデータフレーム15
7、455、456、制御部310から信号359で再
送要求されたフレーム158、458、459、及び再
送要求フレーム460、461、462をフレームバッ
ファメモリ325から読み出し、先頭に同期語を付加し
て変復調部311へ送出する。
変調し無線部312へ送出する。無線部312は変調信
号をアンテナ313から無線伝送路へ送信する。
60で受信する場合、まずアンテナ313によって受信
された信号は無線部312を介して変復調部311に送
られる。変復調部311は、受信信号を復調しアクセス
処理部309へ送る。
路331においてフレーム同期を取り、そして誤り訂正
・検出回路332において誤りの訂正と検出を行う。そ
の結果、誤りが検出されないか、検出された誤りが訂正
できた場合は、フレーム解析部333においてフレーム
ヘッダを解析し、受信完了通知信号357を制御部31
0に通知する。また誤り訂正・検出回路332におい
て、訂正しきれない誤りが検出された場合は、フレーム
ヘッダの誤っているフレームは廃棄し、フレームヘッダ
の誤っていないフレームはフレームヘッダを解析し、制
御部310へフレームシーケンスを指定して再送要求信
号360を通知する。
れるフレームに対して無線端末局への再送要求信号35
8をアクセス処理部309に通知する。無線端末局から
の送信要求フレームとACK/NAKフレームが誤りな
く受信されたときは、これらのフレームをフレーム解析
部333において解析する。そのフレームが送信要求フ
レームの場合には、各ATMセルごとのシーケンス、V
PI/VCIのID及び端末局にATMセルが入力した
時間を信号361によって制御部310に通知する。そ
のフレームがACK/NAKフレームの場合には、フレ
ームごとのシーケンス及びACK/NAKを信号361
によって制御部310に通知する。制御部310は、信
号361によりNAKが通知されたフレーム及び一定時
間ACKが通知されないフレームに対して、無線基地局
への再送要求信号359をアクセス制御部309に通知
する。また制御部310は、各無線端末局へ入力したA
TMセルの個数、VPI/VCIから分かる各ATMセ
ルに要求されるQoS(Quality of Ser
vices:サービス品質)、あるいは各無線端末局へ
入力したセルの入力時間を用いて、帯域割り当てを行
う。制御部310は受信完了したフレーム構造を信号3
55によってATMセル再構成部334に通知する。
に従って、受信完了したフレームからHECを除くAT
Mセルを再構成し、完了後、ATMセル再構成通知信号
354を制御部310に通知する。またATMセル再構
成部334は、信号380を端末切替部306に通知し
て、信号382により伝送路302に接続された端末宛
のATMセルをATMセルバッファメモリ335に書き
込み、他方においては無線端末局に接続された端末宛の
ATMセルをATMセルバッファメモリ307に書き込
む。制御部310は、VPI/VCIと端末との対応付
けを制御信号352によって端末切換部306に通知す
る。
に対応したバッファメモリ307にATMセルを転送
し、完了したら転送完了通知353によって制御部31
0に通知する。制御部310は、無線端末局から送られ
てきたATMセルの送出競合制御を行い、セル送出制御
信号350によりATMセル送出順序をATMセル送出
制御回路336に通知する。また制御部310は、セル
送出時間制御信号363をATMセル送出制御回路33
6へ送る。ATMセル送出制御回路336は信号363
のタイミングと信号350の順序で、ATMセルをAT
M物理インタフェース303に送出する。ATM物理イ
ンタフェース303は、入力したATMセルヘッダにH
ECを付加して、有線伝送路302へ送出する。
トとしてATMセルを伝送する場合の無線端末局61の
一例を示すブロック構成図である。他の無線端末局6
2、63も同様に構成することができる。図示のよう
に、無線端末局61は、有線伝送路201及び202に
接続されたATM物理インタフェース部203と、AT
M物理インタフェース部203に接続されたATMセル
受信処理部204及びATM送信処理部205と、両処
理部204及び205に接続されたアクセス処理部20
6と、アクセス処理部206と、アクセス処理部206
に接続された変復調部207と、変復調部207に接続
された無線部208と、無線部208に接続されたアン
テナ210と、各部を制御するための制御部209とを
備える。
ーケンス・入力時間情報付加部221、ATMセルヘッ
ダ解析部222、及びATMバッファメモリ223から
構成される。またATM送信処理部205は、 ATM
セル再構成部234、ATMセルバッファメモリ235
及びATMセル送出制御回路236から構成される。さ
らにアクセス処理部206は、フレーム構成部224、
フレームバッファメモリ225、フレーム同期語付加回
路226、フレーム同期回路231、誤り訂正・検出回
路232及びフレーム解析部233から構成される。
る。まず無線端末局61から無線基地局60に信号を送
信する場合、端末51から有線伝送路201を経由して
ATMセル101、102、103をATM物理インタ
フェース部203に入力する。ATM物理インタフェー
ス部203はATMセルを受信し、受信ATMセルヘッ
ダのHECをチェックする。 ATMセル送信処理部2
04は、シーケンス・入力時間情報付加部221におい
て、受信ATMセルにシーケンス及びATMセル10
1、102、103の入力した時刻t1、t2、t3を
付加する。ATMセルヘッダ解析部222はATMセル
のヘッダ部を解析し、ATMセルのVPI/VCIと時
刻t1、t2、t3とシーケンスとを信号255により
制御部209に通知する。ATMセルヘッダ解析部22
2はまた、解析したATMセルをシーケンスと共にAT
Mセルバッファメモリ223に書き込む。書き込み終了
後、書き込み完了通知信号254を制御部209に通知
する。制御部209はATMセル101、102、10
3の送信要求フレームのフレーム構成命令信号259を
ウインドウの時間ΔTごとにアクセス制御部206に通
知する。
244において、セルの個数、ATMセル101、10
2、103のシーケンスとVPI/VCIのID、時刻
t1、t2,t3の情報を含む送信要求フレーム401
を構成し、フレームバッファメモリ225に書き込む。
書き込みの完了は、書き込み完了通知信号256により
制御部209に通知される。フレーム同期語付加回路2
26は、フレーム構成命令信号259の指定するタイミ
ングで、フレームバッファメモリ225から送信要求フ
レーム401を読み出し、同期語(プリアンブル)42
1を付加して変復調部207に送出する。
ーム401と同期語421とを変調し、変調信号を無線
部208に出力する。無線部208は、この変調信号を
アンテナ210から伝送媒体(無線伝送路)に送信す
る。本実施例では、このようにして、送信要求フレーム
401に含まれる時間情報が、後述するパケットデータ
に先立って送信される。
1に基づいて帯域を割り当て、これをアップリンクフレ
ームフレーム制御情報452及びダウンリンクフレーム
制御情報453により無線端末局61に通知する。無線
端末局61は、アップリンクフレーム制御情報452に
従ってフレームを構成し、無線伝送路にアクセスする。
無線端末局61はまた、ダウンリンクフレーム制御情報
453に従ってダウンリンクフレームからATMセルを
再構成する。
2、103のフレーム構造及びフレーム送信タイミング
の情報を含むフレーム構成命令信号260をアクセス制
御部206に通知する。アクセス制御部206は、フレ
ーム構成部224において、ATMセルバッファメモリ
223からATMセル101、102、103及びシー
ケンスを読み出し、ATMセル多重、誤り訂正・検出符
号付加を行い、フレーム155を構成する。フレーム構
成部224は、フレーム155をフレームバッファメモ
リ225に書き込み、書込み完了を書き込み完了通知信
号256により制御部209に通知する。フレーム同期
語付加回路226は、フレーム構成命令信号260によ
り指定されたタイミングで、フレームバッファメモリ2
25から送信要求フレーム155を読み出し、同期語4
24を付加して変復調部207に送出する。変復調部2
07は、入力した送信要求フレーム401と同期語42
1とを変調し、無線部208はこの変調信号をアンテナ
210から無線伝送路へ送信する。
うち、制御部209へNAKが通知されたフレームと一
定時間ACKが通知されないフレームについて、制御部
209はフレーム再送命令信号261をアクセス制御部
206に通知する。フレーム同期語付加回路226は、
フレーム構成命令260で指定されたタイミングで、フ
レームバッファメモリ225に記憶されたフレーム再送
命令信号261により再送を命じられたフレーム156
を読み出し、先頭に同期語427を付加して変復調部2
07に送出する。変復調部207は、入力した送信要求
フレーム401と同期語421とを変調し、無線部20
8はこの変調信号をアンテナ210から無線伝送路へ送
信する。
よって受信した信号を変復調部207に送る。変復調部
207は、受信信号を復調しアクセス処理部206に送
る。アクセス処理部206は、フレーム同期回路231
において、フレーム同期を取る。誤り訂正・検出回路2
32は誤りの訂正と検出を行う。フレーム解析部233
は、誤り訂正・検出回路232により、誤りが検出され
ない場合または検出された誤りが訂正できた場合は、フ
レームヘッダを解析し、受信完了通知信号257を制御
部209に通知する。フレーム解析部233はまた、誤
り訂正・検出回路232により、訂正しきれない誤りが
検出された場合は、フレームヘッダが誤っているフレー
ムを廃棄し、フレームヘッダが誤っていないときはフレ
ーム解析部233でフレームヘッダを解析し、フレーム
シーケンスを指定して再送要求信号258を制御部20
9に通知する。
って無線基地局60への再送要求信号263をアクセス
処理部206に通知する。アクセス処理部206は、無
線基地局60からのACK/NAKフレームが誤りなく
受信されたら、フレーム解析部233において解析を行
い、フレームごとのシーケンスとACK/NAKを信号
262によって制御部209へ通知する。制御部209
は、信号262によりNAKが通知されたフレームと一
定時間ACKが通知されないフレームに対して、無線基
地局60への再送要求信号261をアクセス制御部20
6に通知する。また制御部209は、ATMセル送信処
理部204に制御用の信号250及び251を通知し、
ATMセル受信処理部205に制御用の信号252、2
53及び264を通知する。
(ATMセル)のフレーム伝送元フレーム送受信機への
入力時間または入力レートの情報をパケットのペイロー
ド部の情報より先にフレーム伝送先フレーム送受信機に
伝送し、フレーム伝送先フレーム送受信機で最もフレー
ム伝送元フレーム送受信機への入力時間が早いパケット
を有する端末から順に優先的にアクセス制御を行うの
で、フレーム伝送区間の遅延揺らぎを小さくでき、フレ
ーム伝送先フレーム送受信機のバッファでアンダーフロ
ーを起こりにくくすることができる。
通信装置へのパケット入力時間または入力時間間隔の情
報をパケットより先に受信側のパケット通信装置に伝送
し、受信側のパケット通信装置で最も送信側のパケット
通信装置への入力時間が早いパケットを有する端末から
順に優先的に媒体アクセス制御を行うことにより、パケ
ット伝送区間遅延揺らぎを小さくでき、フレーム伝送先
フレーム送受信機のバッファでアンダーフローを起こり
にくくすることができる。
めの図である。同図(a)、(b)は、あるウインドウ
に無線基地局60に到着したATMセルフレームの例を
示している。ATMでは、CBR(Constant
Bit Rate)、rt−VBR(real tim
e−Variable Bit Rate)、nrt−
VBR(non real time−Variabl
e Bit Rate)、ABR(Available
Bit Rate)、UBR(Unspecifie
d Bit Rate)等のサービスのカテゴリごと
に、それに適したフレームを構成することにより、サー
ビス品質の向上を図っている。
サービスカテゴリのATMセルフレームを示すものであ
る。図において、rt−VBRフレーム600は、フレ
ームシーケンス601と、ATMセルの無線基地局60
に到着した入力時間・レート情報602と、HEC及び
VPI/VCIを除くATMセルヘッダ情報603と、
特定セルの情報に付加するFEC(Forward E
rror Correction)604と、ATMセ
ルペイロードA1〜A6、B1、B2、C1、C2を連
結したフレームペイロード606と、ペイロード連結部
に付加するFEC607とから構成される。FEC60
4及び606は、rt−VBRのサービスに要求される
品質に応じて、その強さが決定される。フレームペイロ
ード606は、同図(b)に示すように、VPI/VC
IがAのATMセル610〜615と、VPI/VCI
がBのATMセル616、617と、VPI/VCIが
CのATMセル618、619の各ペイロードを連結し
て格納したものである。本例では、フレームペイロード
606に格納されたATMセルの無線基地局60への入
力時間・レート情報602をまとめてフレームヘッダに
付加して、rt−VBRフレーム600を構成する。
セル入力時間・レート情報602を付加する各種方式を
示す図である。同図(a)は、図7のフレーム600に
格納されたすべてのATMセルに入力時間情報602を
付加する例である。本例では、VPI/VCIがAのA
TMセル610〜615、VPI/VCIがBのATM
セル616、617、及びVPI/VCIがCのATM
セル618、619の全てに、図のようなATMセルの
入力時間情報630〜639を付加するものである。
納されたATMセルに入力時間情報602を間引いて付
加する例である。本例では、VPI/VCIがAのAT
Mセル610〜615の2セルごとにATMセルの入力
時間情報を付加し、VPI/VCIがBのATMセル6
16、617の2セルごとにATMセルの入力時間情報
を付加し、VPI/VCIがCのATMセル618、6
19の2セルごとにATMセルの入力時間情報を付加す
るものである。すなわち、VPI/VCIがAのATM
セル610、612、614の入力時間情報640〜6
42、VPI/VCIがBのATMセル616の入力時
間情報643、及びVPI/VCIがCのATMセル6
18の入力時間情報644がそれぞれ図のように付加さ
れる。本例では2セルおきにATMセルの入力時間情報
を付加しているが、一般的には複数個おきにATMセル
の入力時間情報を付加することができる。
納されたATMセルに入力時間情報602を間引いて付
加する別の例である。本例では、VPI/VCIがAの
ATMセル610〜615の先頭と最後のセルにのみA
TMセルの入力時間情報を付加し、VPI/VCIがB
のATMセル616、617の先頭と最後のセルにのみ
ATMセルの入力時間情報を付加し、VPI/VCIが
CのATMセル618、619の先頭と最後のセルにの
みATMセルの入力時間情報を付加するものである。す
なわち、VPI/VCIがAのATMセル610、61
5の入力時間情報650、651、VPI/VCIがB
のATMセル616、617の入力時間情報652、6
53、およびVPI/VCIがCのATMセル618、
619の無線基地局60への入力時間情報654、65
5が、それぞれ図のように付加される。
納されたATMセルに入力時間情報602を間引いて付
加する更に別の例である。本例では、VPI/VCIが
AのATMセル610〜615の先頭のセルにのみAT
Mセルの入力時間情報を付加し、VPI/VCIがBの
ATMセル616、617の先頭のセルにのみATMセ
ルの入力時間情報を付加し、VPI/VCIがCのAT
Mセル618、619の先頭のセルにのみATMセルの
入力時間情報を付加するものである。すなわち、VPI
/VCIがAのATMセル610の入力時間情報66
0、VPI/VCIがBのATMセル616の入力時間
情報661、及びVPI/VCIがCのATMセル61
8の無線基地局60への入力時間情報662がそれぞれ
図のように付加される。本例では、各VPI/VCIご
との先頭のATMセルにのみATMセルの入力時間情報
を付加する例であるが、各VPI/VCIごとの最後の
ATMセルにのみATMセルの入力時間情報を付加する
こともできる。また、VPI/VCIごとのフレーム中
のいずれが1つのATMセルにのみATMセルの入力時
間情報を付加することもできる。
たATMセルに無線基地局60への入力時間情報を間引
いて付加する例であって、同図(a)は無線基地局60
へのATMセル入力レート670と無線端末局61から
のATMセル送出レート671の時間変化を示す図、
(b)はATMセルの無線基地局60への入力時間を示
す図、(c)はATMセルの無線端末局61からの送出
時間を示す図である。無線端末局61は、無線基地局6
0への入力時間情報602が付加されているATMセル
については、入力時間情報602に従って有線伝送路に
送出し、無線基地局60への入力時間情報602が付加
されていないATMセルについては、無線端末局61に
おいて一定時間間隔で有線網に送出する。
局60にATMセル680が入力し、その後n1個のA
TMセル681〜682が入力し、時刻t7にATMセ
ル683が入力し、その後n2個のATMセル684〜
685が入力し、時刻t8にATMセル686が入力し
たとする。この場合、無線基地局60は、ATMセル6
80、683、686の無線基地局60への入力時間情
報t6、t7、t8をフレームヘッダに付加し、対応す
るATMセルのシーケンスと共に無線端末局61に伝送
する。
は、時刻t6’、t7’、t8’に、伝送されてきたA
TMセル680、683、686にそれぞれ対応するA
TMセル690、693、696を、端末51に接続さ
れた有線伝送路に送出する。ただしt6’、t7’、t
8’はTを一定時間として、t5’=t5+T、t6’
=t6+T、t7’=t7+Tを満たす時間とする。さ
らに無線端末局61は、n1個のATMセル681〜6
82に対応するn1個のATMセル691〜692をA
TMセル690を送出したのちΔT1の時間間隔で、端
末51に接続された有線伝送路に送出する。同様に、n
2個のATMセル684〜685に対応するn2個のA
TMセル694〜695をATMセル693を送出した
のちΔT2の時間間隔で、端末51に接続された有線伝
送路に送出する。ここでΔT1は、t6とt7の時間差
をn1+1で割った時間であり、ΔT2は、t7とt8
の時間差をn2+1で割った時間である。
3、686の無線基地局60への入力時間情報t6、t
7、t8をフレームヘッダに付加して無線端末局61に
伝送したが、別の方法として、入力時間情報t6、t
7、t8のいずれかと対応するATMセルのシーケン
ス、ΔT1とΔT2と時間間隔の変化するATMセルの
シーケンス、あるいはΔT1とΔT2とから求められる
レートとレートの変化するATMセルのシーケンスを伝
送してもよい。
れたATMセルに無線基地局60への入力時間情報を間
引いて付加する別の例であって、同図(a)はATMセ
ルの無線基地局60への入力時間を示す図、(b)はA
TMセルの無線端末局61からの出力時間を示す図であ
る。無線端末局61は、無線基地局60への入力時間情
報602が付加されているATMセルについては、入力
時間情報602に従って有線伝送路に送出し、無線基地
局60への入力時間情報602が付加されていないAT
Mセルについては、入力時間情報602からセル入力時
間間隔の時間変化を1次近似した関係に従って有線伝送
路に送出する。本例では、無線基地局60への入力時間
間隔が時間の経過と共に増加するように近似している。
2、...、Tnにn個のATMセル710、71
1、...、712が無線基地局60にそれぞれ入力し
たとする。時刻T1とT2の間隔はΔT0である。無線
基地局60は、ATMセル710〜712の無線基地局
60への入力時間情報T1〜Tnをフレームヘッダに付
加して、無線端末局61に伝送する。
1は、n個のATMセル710〜712に対応するn個
のATMセル720、721、722、72
3、...、724、725を、時刻T1’、T2’,
T3’、...、Tn−1’、Tn’にそれぞれ無線端
末51に接続された有線伝送路に送出する。ここでT
1’は、Tを一定時間として、T1’=T1+Tを満た
す時間であり、J=2、3、...、nとすると、
れたATMセルに無線基地局60への入力時間情報を間
引いて付加する更に別の例であって、同図(a)は無線
基地局60へのATMセル入力レートと無線端末局61
からのATMセル送出レートの時間変化を示す図、
(b)はATMセルの無線基地局60への入力時間を示
す図、(c)はATMセルの無線端末局61からの出力
時間を示す図である。無線端末局61は、無線基地局6
0への入力時間情報602が付加されているATMセル
については、入力時間情報602に従って有線伝送路に
送出し、無線基地局60への入力時間情報602が付加
されていないATMセルについては、無線端末局61に
おいて入力時間情報602からセル入力レートを1次近
似した関係に従って有線伝送路に送出する。
0への入力レート802は時間の経過と共に減少する。
無線端末局61からのATMセル送出レート801は、
入力レート802についての1次式で近似した値であ
る。今、同図(b)のように、時刻T1、T
2、...、Tnにn個のATMセル810、81
1、...、812が無線基地局60にそれぞれ入力し
たとする。ATMセル810の入力レートはR1、AT
Mセル812の入力レートはRnとする。無線基地局6
0では、時刻T1とATMセルシーケンス、及びレート
R1,Rnをフレームのヘッダに付加し、無線端末局6
1に伝送する。無線端末局61は、同図(c)のよう
に、時刻T1’にATMセル810に対応するATMセ
ル820を、無線端末51に接続された有線伝送路に送
出する。ここでT1’は、Tを一定時間としてT1’=
T1+Tを満たす時間とする。ATMセル820の送出
に引き続き、T1’からTn’の間に送出レートがR1
からRnとなるように、時間について1次的に変化する
タイミングで、ATMセル821、822、82
3、...、824、825を無線端末51に接続され
た有線伝送路に送出する。
局61へフレーム600を伝送する場合を示すものであ
るが、無線端末局61から無線基地局60へフレーム6
00を伝送する場合や、無線端末局から無線端末局へフ
レーム600を伝送する場合も同様な構成で実現するこ
とができる。
ム送受信機でパケット(ATMセル)のフレーム伝送元
フレーム送受信機への入力時間または入力レートの情報
に従ってパケットの伝送遅延揺らぎを制御するので、パ
ケットに柔軟かつ簡易に、パケットごとの時間情報を付
加及びフレーム受信側でのパケット送出レートの変更が
できる。
の入力時間の情報が付加されているパケット(ATMセ
ル)については、フレーム伝送先フレーム送受信機から
フレーム伝送元フレーム送受信機へのパケット入力時間
の情報に従って伝送路へ送出し、フレーム伝送元フレー
ム送受信機への入力時間の情報が付加されていないパケ
ットについては、フレーム伝送先フレーム送受信機から
パケット入力時間間隔の時間変化を1次近似した関係に
従った時間で伝送路へ送出するので、この場合もパケッ
トに柔軟かつ簡易に、パケットごとの時間情報を付加及
びフレーム受信側でのパケット送信時間間隔の変更がで
きる。これにより、パケット入力時間間隔が増加または
減少する場合にも、精度良くパケットの伝送遅延揺らぎ
を制御することができる。
への入力時間の情報が付加されているパケット(ATM
セル)については、フレーム伝送先フレーム送受信機か
らフレーム伝送元フレーム送受信機へのパケット入力時
間の情報に従って伝送路へ送出し、フレーム伝送元フレ
ーム送受信機への入力時間の情報が付加されていないパ
ケットについては、フレーム伝送先フレーム送受信機か
らパケット入力レートを1次近似した関係に従った時間
で伝送路へ送出するので、この場合もパケットに柔軟か
つ簡易に、パケットごとの時間情報を付加およびフレー
ム受信側でのパケット送出レートの変更ができる。これ
により、パケット入力レートが増加または減少する場合
にも、精度良くパケットの伝送遅延揺らぎを制御するこ
とができる。
生する遅延揺らぎ量を小さくし得るパケット通信システ
ム及びパケット通信装置を得ることができる。
す図である。
ータの流れを示す図である。
(b)はダウンリンクフレーム構造の例をそれぞれ示す
図である。
(b)はダウンリンクフレーム構造の別の例をそれぞれ
示す図である。
る。
る。
セルの例をそれぞれ示す図である。
情報を付加する場合の各種方式をそれぞれ示す図であ
る。
地局への入力時間情報を間引いて付加する例を説明する
ための図である。
基地局への入力時間情報を間引いて付加する別の例を説
明するための図である。
基地局への入力時間情報を間引いて付加する更に別の例
を説明するための図である。
Claims (17)
- 【請求項1】 入力されたパケットの伝送より先に前記
パケットの入力時間情報を伝送するよう構成された第1
の通信装置と、前記パケットの入力時間情報を受信し前
記入力時間情報に基づいた順序で前記パケットを伝送路
に送出するよう構成された第2の通信装置とを有するこ
とを特徴とするパケット通信システム。 - 【請求項2】 前記第1の通信装置は、パケットの送信
を1つ又は複数のパケットから組み立てられたフレーム
単位で行うものであることを特徴とする請求項1記載の
パケット通信システム。 - 【請求項3】 前記パケットの入力時間情報は、前記第
1の通信装置に入力されたパケットの入力時間及び入力
時間間隔の少なくとも一つの時間情報であることを特徴
とする請求項1又は2記載のパケット通信システム。 - 【請求項4】 前記第2の通信装置は、前記第1の通信
装置に入力されたパケットの入力時間が早い順に前記パ
ケットを伝送路に送出することを特徴とする請求項3記
載のパケット通信システム。 - 【請求項5】 前記パケットが非同期転送モードセルで
あることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載
のパケット通信システム。 - 【請求項6】 入力されたパケットの伝送より先に前記
パケットの入力時間情報を伝送するよう構成されたこと
を特徴とするパケット通信装置。 - 【請求項7】 送信側パケット通信装置へのパケットの
入力時間情報を受信し前記入力時間情報に基づいた順序
で前記パケットを伝送路に送出するよう構成されたこと
を特徴とするパケット通信装置。 - 【請求項8】 信号の受信を行うインタフェース部と、
前記信号に入力時間情報を付与するよう構成された信号
処理部と、前記信号の伝送より先に前記入力時間情報を
伝送するよう構成されたアクセス処理部と、所定時間毎
に帯域割り当てを行う制御部とを有することを特徴とす
る無線基地局。 - 【請求項9】 信号の受信を行うインタフェース部と、
前記信号に入力時間情報を付与するよう構成された信号
処理部と、前記信号の伝送より先に前記入力時間情報を
伝送するよう構成されたアクセス処理部とを有すること
を特徴とする無線端末局。 - 【請求項10】 入力された1つ又は複数のパケットか
ら組み立てられたフレームに前記パケットの入力時間情
報を付加して送信するよう構成された第1の通信装置
と、前記パケットの入力時間情報が付加されたフレーム
を受信し前記入力時間情報に基づいて前記パケットを伝
送路に送出するよう構成された第2の通信装置とを有す
ることを特徴とするパケット通信システム。 - 【請求項11】 前記パケットの入力時間情報を間引い
て前記フレームに付加することを特徴とする請求項10
記載のパケット通信システム。 - 【請求項12】 入力された複数のパケットから組み立
てられたフレームに一部のパケットの入力時間情報を付
加して送信するよう構成された第1の通信装置と、受信
されたフレームに入力時間情報が付加されたパケットは
前記入力時間情報に基づいて伝送路に送出し、入力時間
情報が付加されていないパケットは予め定められた時間
間隔で伝送路に送出するよう構成された第2の通信装置
とを有することを特徴とするパケット通信システム。 - 【請求項13】 前記予め定められた時間間隔は、一定
時間間隔であることを特徴とする請求項12記載のパケ
ット通信システム。 - 【請求項14】 前記予め定められた時間間隔は、パケ
ットの入力時間間隔の時間変化を1次近似した間隔であ
ることを特徴とする請求項12記載のパケット通信シス
テム。 - 【請求項15】 前記予め定められた時間間隔は、パケ
ットの入力レートを1次近似した間隔であることを特徴
とする請求項12記載のパケット通信システム。 - 【請求項16】 入力されたパケットの伝送より先に前
記パケットの入力時間情報を伝送し、前記入力時間情報
に基づいた順序で前記パケットを伝送路に送出すること
を特徴とする伝送遅延揺らぎ制御方法。 - 【請求項17】 入力された1つ又は複数のパケットか
ら組み立てられたフレームに前記パケットの入力時間情
報を付加して送信し、前記入力時間情報に基づいて前記
パケットを伝送路に送出することを特徴とする伝送遅延
揺らぎ制御方法。
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