JP3545591B2 - タイムスロット割り当て方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、時分割多元接続／時分割多重方式によって無線通信を行う無線通信システムに好適なタイムスロット割り当て方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、屋外や屋内で高速ディジタルデータを広帯域な無線回線を用いて伝送するデータ無線通信システムの実用化について多くの検討がなされている。従来でも、白動車・携帯電話に代表されるＰＤＣ（Ｐｅｒｓｏｎａ１ Ｄｉｇｉｔａ１ Ｃｅｌｌｕｌａｒ）やＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａ１ Ｈａｎｄｙｐｈｏｎｅ Ｓｙｓｔｅｍ）によるデータ通信サービスや、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａ１ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）によるデータ通信ネットワークが実用化されている。例えば、ＰＤＣやＰＨＳでは、ＴＤＭＡ／ＦＤＤ（時分割多元接続／周波数多重）方式もしくはＴＤＭＡ／ＴＤＤ（時分割多元接続／時分割多重）方式を用いて、数（ｋｂｐｓ）〜数十（ｋｂｐｓ）のデータ伝送を実現している。
【０００３】
しかし、これらのシステムは、元々音声通話をターゲットとして構築されているので、低速かつ定速なディジタルデータの伝送しかできない。しかも、データ伝送の単位となるタイムスロットを一定周期のＴＤＭＡフレーム内に固定的に割り与えており、情報源からのデータ生成速度に無関係に、全てのデータを同質に取り扱っている。また、伝送するデータが同質であると見なされているので、基地局から端末局への下り回線のデータ伝送速度と端末局から基地局への上り回線のデータ伝送速度が同じであると判断され、上下回線用タイムスロットは同数ずつ割り当てられている。
【０００４】
即ち、従来のタイムスロット割り当て方法においては、上り回線用タイムスロットと下り回線用タイムスロットとを先頭側から同数ずつ順次配列し、これらのタイムスロットにデータを先頭側から順次割り当てるようになっている。従って、上り回線用タイムスロットと下り回線用のタイムスロットの時間間隔をどの端末でも一定にすることができる。また、タイムスロットの解放や新規端末局への割り当てが容易であり、且つ、上り回線に割り与えられる複数のタイムスロットからなる時間と下り回線に割り与えられる複数のタイムスロットからなる時間が同一であるので、制御が極めて容易である。
【０００５】
しかし、最近では、可変レート符号化技術等に対応して情報源において可変データ生成速度が許容されるようになってきている。従って、無線伝送においても可変データ生成速度に対する技術の検討が必要となってきている。特に、実用化検討が進められているマルチメディア通信システムでは、性質が異なるデータ、例えばデータ生成速度が異なる様々な情報源からのデータを収容したり、品質が異なる様々なデータを収容する無線通信システムや、往来するデータの伝送速度が異なる非対称な無線回線を持つ無線通信システムの実現が期待されている。
【０００６】
このような次世代のマルチメディア無線通信システムにおいては、可変データ速度のデータ伝送や非対称なデータ伝送を考慮すると、従来のＰＤＣやＰＨＳ等の無線通信システムに見られる固定的なタイムスロット割り当て方法を採用することができない。
【０００７】
例えば、１ユーザーに対して上り回線のデータレートと下り回線のデータレートとが異なると、１ユーザーに使用される上り回線用のタイムスロット数と下り回線用のタイムスロット数とが異なってしまう。そうすると、受信と送信との時間間隔が一定でなくなり、送受信制御が困難になる。また、受信と送信との時間間隔が比較的狭くなってしまうことがあり、この場合に伝送誤りが発生すると、データの再送がスムーズに行われずに、スループットが低下してしまうこともある。
【０００８】
一方、無線ＬＡＮシステムでは、ＬＡＮの性質上、伝送するデータの性質や情報源でのデータ生成速度を考慮しない上に、複数の端末局宛てのデータを伝送するタイムスロットを混載したＴＤＭＡフレームで行う通信方式ではない、いわゆるパケット通信を採用している。従って、結果的には可変データ速度のデータ伝送や非対称なデータ伝送を実現してはいるが、このような無線ＬＡＮシステムを、多くのユーザを効率よく収容する公衆無線通信システムに適用することには無理がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このように、上述した従来のタイムスロット割り当て方法においては、データ伝送に用いるタイムスロットを一定周期のＴＤＭＡフレーム内に固定的に割り与えており、情報源からのデータ生成速度に無関係に、全てのデータを同質に取り扱っている。また、基地局から端末局への下り回線のデータ伝送速度と端末局から基地局への上り回線のデータ伝送速度が同一であると見なして上下回線用タイムスロットを同数ずつ割り当てていた。しかし、これでは次世代マルチメディア無線通信システムで期待される可変速度のデータ伝送や非対称なデータ伝送には、対処できないという問題点があった。
【００１０】
本発明は、タイムスロット数の割り当てを可変にすることにより、ＴＤＭＡフレームを構成する上下無線回線において可変速度のデータ伝送や非対称なデータ伝送を実現することができるタイムスロット割り当て方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係るタイムスロット割り当て方法は、上り回線用及び下り回線用の少なくとも一方の複数の連続したタイムスロットで構成される時分割多元接続フレームについて、前記上り回線用の前記複数の連続したタイムスロットのうちの中央のタイムスロット又は前記下り回線用の前記複数の連続したタイムスロットのうちの中央のタイムスロットからの時間間隔が短い順に無線伝送に用いるタイムスロットを割り当てることを特徴とするものであり、
本発明の請求項２に係るタイムスロット割り当て方法は、上り回線用及び下り回線用の複数の連続したタイムスロットで構成される時分割多元接続フレームについて、前記上り回線用の前記複数の連続したタイムスロットのうちの中央のタイムスロット及び前記下り回線用の前記複数の連続したタイムスロットのうちの中央のタイムスロットからの時間間隔がそれぞれ短い順に無線伝送に用いるタイムスロットを割り当てることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明においては、複数の連続したタイムスロットの中央のタイムスロットから順にタイムスロットの割り当てが行われる。中央のタイムスロットの割り当てが終了すると、残ったタイムスロットのうち次に中央のタイムスロットに近いタイムスロットの割り当てが行われる。これにより、一連の時分割多元接続フレームにおいて、同一の無線端末局が使用するタイムスロットの間隔が比較的均等になる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は本発明に係るタイムスロット割り当て方法の一実施の形態を示す説明図である。また、図２は本実施の形態を採用する無線通信システムの構成を示す説明図である。
【００１４】
図２に示すように、少なくとも１つの無線基地局１と複数の無線端末局Ｔ１ 乃至ＴＬ が属する無線端末群２との間で通信を行う。即ち、無線基地局１は、複数の無線端末局群２を管理し、そこに属する無線端末局Ｔ１ 乃至ＴＬ との間において、ＴＤＭＡフレームを構成する複数の上り回線及び下り回線用タイムスロットを用いて通信を行う。
【００１５】
図１は無線基地局１が無線端末群２と通信を行う際のＴＤＭＡフレーム構成を示している。
【００１６】
図１は一定周期で繰返されるＴＤＭＡフレーム８の１周期を示している。ＴＤＭＡフレーム８は、例えばランダムアクセス用のチャネル（Ａｃｈ）９、制御情報を伝送するための制御チャネル（Ｃｃｈ）１０、上り回線用の複数のタイムスロット１１（１１−１〜１１−Ｎ）及び下り回線用の複数のタイムスロット１２（１２−１〜１２−Ｍ）によって構成される。
【００１７】
本実施の形態においては、先頭のタイムスロットから順に無線端末局を割り当てるのではなく、上り回線用タイムスロット１１及び下り回線用タイムスロット１２の中央近傍のタイムスロットから順に無線端末局を割り当てるようになっている。即ち、上り及び下り回線用のフィールドの略々中央のタイミング近傍のタイムスロットから順番にタイムスロットを指定するようになっている。
【００１８】
無線基地局１は、無線端末局群２の各無線端末局Ｔ１ 乃至ＴＬ にデータを伝送するためのタイムスロットを割り当てるものとする。いま、ＴＤＭＡフレーム内においてデータを伝送するためのタイムスロットが全く利用されていないものとする。無線基地局１は、各無線端末局Ｔ１ 乃至ＴＬ に対して制御チャネル（Ｃｃｈ）を用いてタイムスロットの割り当てを指示する。無線基地局１は、無線端末局Ｔ１ ，Ｔ２ ，…の順にタイムスロットを割り当てるものとする。
【００１９】
本実施の形態においては、無線基地局１は、連続した１番目からＮ番目までのＮ個の上り回線用タイムスロットのうちのＮ／２に最も近い位置のタイムスロットと、連続した１番目からＭ番目までのＭ個の下り回線用タイムスロットのうちのＭ／２に最も近い位置のタイムスロットの割り当てを先ず行う。例えば、Ｎ，Ｍが奇数の場合には、Ｎ／２＋０．５，Ｍ／２＋０．５番目のタイムスロットから順に割り当てを行い、Ｎ，Ｍが偶数の場合には、Ｎ／２（又はＮ／２＋１），Ｍ／２（又はＭ／２＋１）番目のタイムスロットから順に割り当てを行う。
【００２０】
次に、無線基地局１は、制御チャネル（Ｃｃｈ）を用いて、無線端末局Ｔ２ に無線端末局Ｔ１ に割り当てた上下回線のタイムスロットを除タトした残りの空きタイムスロットのうち、Ｎ／２に最も近い位置のタイムスロットと、Ｍ／２に最も近い位置のタイムスロットを割り当てる。
【００２１】
以後同様にして、タイムスロットの割り当てを行うようになっている。
【００２２】
次に、このように構成された実施の形態の作用について説明する。
【００２３】
いま、無線基地局１が制御チャンネル（Ｃｃｈ）を用いて、無線端末局Ｔ１ ，Ｔ２ ，Ｔ３ にこの順番でタイムスロットを割り当てるものとする。なお、図１において、Ｎ，Ｍは偶数であり、無線端末Ｔ１ ，Ｔ２ ，Ｔ３ には上下回線のタイムスロットとして１タイムスロットずつを割り当てるものとする。
【００２４】
先ず、無線基地局１は、無線端末局Ｔ１ に対して、上り回線用タイムスロット１１中のタイムスロット１１−Ｎ／２及び下り回線用タイムスロット１２中のタイムスロット１２−Ｍ／２を割り当てる。これにより、無線端末局Ｔ１ と無線基地局１とは、これらのタイムスロットを用いて夫々データ（Ｕ［Ｎ／２］），（Ｄ［Ｍ／２］）の伝送が可能である。
【００２５】
次に、無線基地局１は、無線端末局Ｔ２ に対して、上り回線用タイムスロット１１中のタイムスロット１１−（Ｎ／２＋１）及び下り回線用タイムスロット１２中のタイムスロット１２−（Ｎ／２＋１）を割り当てる。これにより、無線端末局Ｔ２ と無線基地局１とは、これらのタイムスロットを用いて夫々データ（Ｕ［Ｎ／２＋１］），（Ｄ［Ｍ／２＋１］）の伝送が可能である。次に、無線基地局１は、無線端末局Ｔ３ に対して、上り回線用タイムスロット１１中のタイムスロット１１−（Ｎ／２−１）及び下り回線用タイムスロット１２中のタイムスロット１２−（Ｎ／２−１）を割り当てる。これにより、無線端末局Ｔ３ と無線基地局１とは、これらのタイムスロットを用いて夫々データ（Ｕ［Ｎ／２−１］），（Ｄ［Ｍ／２−１］）の伝送が可能である。
【００２６】
無線基地局１は、他の無線端末局に対しても、同様の手順によってタイムスロットを割り当てる。この場合には、図１から明らかなように、いずれの無線端末局Ｔ１ 乃至Ｔ３ においても、割り当てられた上り回線用タイムスロットと下り回線用タイムスロットとの時間間隔は等しく、また、一連のＴＤＭＡフレーム相互間においても、上り回線用タイムスロットと下り回線用タイムスロットとの時間間隔は略々等しい。
【００２７】
なお、図１においては、無線端末局群２の各無線端末局に上下無線回線用タイムスロットを同数割り当てる例を示したが、タイムスロット数の割り当ては自由に行ってよい。このような一連の手順でタイムスロットを割り当てることにより、可変速度のデータ伝送や非対称なデータ伝送をＴＤＭＡフレームを構成する上下無線回線用のタイムスロットに効率よく割り当てることができる。また、通信終了時のタイムスロットの解放や新規端末局への割り当ての実現が容易になる。また、無線端末局では上り回線を送信してから下り回線を受信するまでの時間が極端に短くなったり長くなったりせず、略々一定となるため送受信制御が容易となる。
【００２８】
図３は本発明の他の実施の形態を示す説明図である。
【００２９】
図１の実施の形態は、無線端末局群２の各無線端末局に上下無線回線用タイムスロットを同数割り当てる場合の例であるが、上り回線用と下り回線用とで異なるタイムスロット数を割り当てることが考えられる。本実施の形態はこの場合に対応したものである。
【００３０】
図２の無線基地局１と無線端末局群２の各無線端末局との間のデータ伝送速度が非対称であるものとする。この場合には、上り回線用タイムスロット数及び下り回線用タイムスロット数を上り回線のデータ伝送速度及び下り回線のデータ伝送速度に応じた数に設定する。
【００３１】
図３は上り回線によるデータ伝送速度が下り回線によるデータ伝送速度よりも低速度である場合の設定例を示している。本実施の形態においては、図１の実施の形態と同様に、ＴＤＭＡフレーム２１は、ランダムアクセス用のチャネル（Ａｃｈ）２２、制御情報を伝送するための制御チャネル（Ｃｃｈ）２３、上り回線用の複数のタイムスロット２４（２４−１〜２４−８）及び下り回線用の複数のタイムスロット２５（２５−１〜２５−１６）によって構成される。
【００３２】
本実施の形態においては、１無線端末局に対して、上り回線用として１つのタイムスロットを割り当て、下り回線用として隣接する２つのタイムスロットを割り当てるようになっている。従って、下り回線用のタイムスロット数は上り回線用のタイムスロット数の２倍の数になり、図３は図１のＮ，Ｍが夫々８，１６の例である。
【００３３】
本実施の形態においても、図１の実施の形態と同様に、先頭のタイムスロットから順に無線端末局を割り当てるのではなく、上り及び下り回線用のフィールドの略々中央のタイミング近傍のタイムスロットから順番にタイムスロットの割り当てを行うようになっている。
【００３４】
次に、このように構成された実施の形態の作用について説明する。
【００３５】
いま、図２の無線基地局１が制御チャンネル（Ｃｃｈ）を用いて、無線端末局Ｔ１ ，Ｔ２ ，…，Ｔ８ にこの順番でタイムスロットを割り当てるものとする。下り回線のデータ伝送速度は上り回線のデータ伝送速度の２倍であり、各無線端末の上り回線用に１タイムスロットを割り当てるものとすると、各無線端末の下り回線用には２タイムスロットを割り当てる。
【００３６】
先ず、無線基地局１は、無線端末局Ｔ１ に対して、上り回線用タイムスロット２４中のフィールド中央近傍のタイムスロット２４−４を割り当てると共に、下り回線用タイムスロット２５中のフィールド中央近傍のタイムスロット２５−７，２５−８を割り当てる。これにより、無線端末局Ｔ１ と無線基地局１とは、タイムスロット２４−４を用いてデータ（ＴＵ［１］）の伝送が可能であり、タイムスロット２５−７，２５−８を用いてデータ（ＴＤ［１］）の伝送が可能である。
【００３７】
次に、無線基地局１は、無線端末局Ｔ２ に対して、上り回線用タイムスロット２４中の中央近傍のタイムスロット２４−４の図面右側のタイムスロット２４−５を割り当てると共に、下り回線用タイムスロット２５中の中央近傍のタイムスロット２５−８の図面右側のタイムスロット２５−９，２５−１０ を割り当てる。これにより、無線端末局Ｔ２ と無線基地局１とは、タイムスロット２４−５を用いてデータ（ＴＵ［２］）の伝送が可能であり、タイムスロット２５−９，２５−１０ を用いてデータ（ＴＤ［２］）の伝送が可能である。
【００３８】
次に、無線基地局１は、無線端末局Ｔ３ に対して、上り回線用タイムスロット２４中の中央近傍のタイムスロット２４−４の図面左側のタイムスロット２４−３を割り当てると共に、下り回線用タイムスロット２５中の中央近傍のタイムスロット２５−７の図面左側のタイムスロット２５−５，２５−６を割り当てる。これにより、無線端末局Ｔ３ と無線基地局１とは、タイムスロット２４−３を用いてデータ（ＴＵ［３］）の伝送が可能であり、タイムスロット２５−５，２５−６を用いてデータ（ＴＤ［３］）の伝送が可能である。
【００３９】
次に、無線基地局１は、無線端末局Ｔ４ に対して、上り回線用タイムスロット２４中のタイムスロット２４−５の図面右側のタイムスロット２４−６を割り当てると共に、下り回線用タイムスロット２５中のタイムスロット２５−１０ の図面右側のタイムスロット２５−１１ ，２５−１２ を割り当てる。これにより、無線端末局Ｔ４ と無線基地局１とは、タイムスロット２４−６を用いてデータ（ＴＵ［４］）の伝送が可能であり、タイムスロット２５−１１ ，２５−１２ を用いてデータ（ＴＤ［４］）の伝送が可能である。
【００４０】
以後同様にして、タイムスロットの割り当てを行う。例えば、端末Ｔ６ には図３のタイムスロット２４−７，２５−１３ ，２５−１４ が割り当てられる。
【００４１】
図３から明らかなように、いずれの無線端末局Ｔ１ 乃至Ｔ８ においても、割り当てられた上り回線用タイムスロットと下り回線用タイムスロットとの時間間隔は等しく、また、一連のＴＤＭＡフレーム相互間においても、上り回線用タイムスロットと下り回線用タイムスロットとの時間間隔は略々等しい。
【００４２】
このように、本実施の形態においては、上り回線と下り回線の伝送速度が異なる非対称無線通信に対応することができる。
【００４３】
図４は本発明の他の実施の形態を示す説明図である。
【００４４】
上り回線の伝送速度と下り回線の伝送速度とが異なる非対称無線通信においては、必ずしも上下回線のタイムスロット数が固定である必要はない。本実施の形態はこの場合の例を示すものである。
【００４５】
図４において、ＴＤＭＡフレーム長は図３と同一である。しかし、上下回線のタイムスロット数が変化していることから、１ＴＤＭＡフレームにおいて割り当て可能な無線端末局数は６になっている。
【００４６】
本実施の形態においては、ＴＤＭＡフレーム３１は、ランダムアクセス用のチャネル（Ａｃｈ）３２、制御情報を伝送するための制御チャネル（Ｃｃｈ）３３、上り回線用の複数のタイムスロット３４（３４−１〜３４−６）及び下り回線用の複数のタイムスロット３５（３５−１〜３５−１８）によって構成される。
【００４７】
非対称無線通信に柔軟に対応するためには、上下回線のタイムスロット数を可変にする必要性がある。更に、上下回線のタイムスロット数はＴＤＭＡフレーム毎に自由に変更可能にした方がよい。この点を考慮すると、タイムスロットを割り当てる場合には、上り回線用と下り回線用の各フィールド境界から最も離れた位置のタイムスロットから順番に割り当てることが望ましい。
【００４８】
即ち、本実施の形態においても、図２の無線基地局１は、制御チャネル（Ｃｃｈ）３３を用いて、上り回線用のタイムスロット３４中の中央近傍のタイムスロットと下り回線用のタイムスロット３５中の中央近傍のタイムスロットとを先ず最初に割り当てる。タイムスロット３４は６つのタイムスロットを有しているので、上り回線用として１タイムスロットが必要であるものとすると、上り回線用として先ずタイムスロット３４−３を割り当てる。また、下り回線用として６つのタイムスロットを割り当てるものとすると、下り回線用のタイムスロット３５は１８のタイムスロットを有しているので、１８／２番目のタイムスロットを中心に６個のタイムスロットを割り当てるために、タイムスロット３５−７〜３５−１２ を割り当てる。
【００４９】
結局、図４に示すように、上り回線用のタイムスロット３４−１〜３４−６には夫々図２の無線端末局Ｔ５ ，Ｔ３ ，Ｔ１ ，Ｔ２ ．Ｔ４ ，Ｔ６ が割り当てられる。また、下り回線用のタイムスロットにおいては、４つのタイムスロット３５−１〜３５−４、２つのタイムスロット３５−５，３５−６、６つのタイムスロット３５−７〜３５−１２ 、１つのタイムスロット３５−１３ 、１つのタイムスロット３５−１４ 、４つのタイムスロット３５−１５〜３５−１８ に、夫々図２の無線端末局Ｔ５ ，Ｔ３ ，Ｔ１，Ｔ２ ．Ｔ４ ，Ｔ６ が割り当てられる。
【００５０】
本実施の形態においては、無線端末局毎に異なるタイムスロット数を割り当てているので、無線端末局毎に上り回線用タイムスロットと下り回線用タイムスロットとの時間間隔は異なるが、この場合でも、従来よりも時間間隔の相違を小さくすることができる。また、一連のＴＤＭＡフレーム相互間においても、上り回線用タイムスロットと下り回線用タイムスロットとの時間間隔を従来よりも大きくすることができる。
【００５１】
このように本実施の形態においても、可変速度のデータ伝送及び非対称なデータ伝送を行う場合でも、タイムスロットの割り当てを効率的に行うことができるので、送受信のタイミングのずれを抑制して確実な送受信制御を可能にすると共に、スループットを向上させることができる。また、通信終了時のタイムスロットの解放や新規端末局への割り当ての実現が容易になる。
【００５２】
ところで、上り回線と下り回線の伝送速度が同一（対称通信）である場合には、上り回線用及び下り回線用のタイムスロット数は従来と同様に同数に設定すればよい。図５はこの場合の例を示す説明図であり、図１においてＮ＝Ｍ＝８とした場合の例である。
【００５３】
即ち、図５の例では、タイムスロットをＴＤＭＡフレームに固定的に割り当てている。
【００５４】
この場合でも、タイムスロットの割り当ては、上り及び下り回線のフィールドの中央近傍のタイムスロットから順に行う。
【００５５】
即ち、図５に示すように、上り回線用のタイムスロット４４−１〜４４−８には夫々図２の無線端末局Ｔ７ ，Ｔ５ ，Ｔ３ ，Ｔ１ ．Ｔ２ ，Ｔ４ ，Ｔ６ ，Ｔ８ が割り当てられる。また、下り回線用のタイムスロットにおいても、タイムスロット４５−１〜４５−８には夫々図２の無線端末局Ｔ７ ，Ｔ５ ，Ｔ３ ，Ｔ１ ．Ｔ２ ，Ｔ４ ，Ｔ６ ，Ｔ８ が割り当てられる。
【００５６】
図５から明らかなように、いずれの無線端末局Ｔ１ 乃至Ｔ８ においても、割り当てられた上り回線用タイムスロットと下り回線用タイムスロットとの時間間隔は等しく、また、一連のＴＤＭＡフレーム相互間においても、上り回線用タイムスロットと下り回線用タイムスロットとの時間間隔は略々等しい。
【００５７】
ところで、上り回線用のタイムスロットと下り回線用のタイムスロットとをＴＤＭＡフレームに固定的に割り当てる場合であっても、各端末毎に上り回線のデータ伝送速度と下り回線のデータ伝送速度とが異なり（非対称通信）、上り回線に用いるタイムスロット数と下り回線に用いるタイムスロット数とを可変にすることも考えられる。
【００５８】
図６はこの場合の例を示す説明図であり、図１においてＮ＝Ｍ＝１０とした場合の例である。
【００５９】
この場合においても、図１の実施の形態と同様の割り当てを行う。この場合には、タイムスロットに空きが生じることを許容するようになっている。
【００６０】
いま、図２の無線基地局１が無線端末局Ｔ１ 〜Ｔ６ に対して、この順番でタイムスロットを割り当てるものとする。
【００６１】
先ず、無線基地局１は、無線端末局Ｔ１ に対して、上り回線用タイムスロット５４中のフィールド中央近傍のタイムスロット５４−４，５４−５を割り当てると共に、下り回線用タイムスロット５５中のフィールド中央近傍のタイムスロット５５−５，５５−６を割り当てる。これにより、無線端末局Ｔ１ と無線基地局１とは、タイムスロット５４−４，５４−５を用いてデータ（ＴＵ［１］）の伝送が可能であり、タイムスロット５５−５，５５−６を用いてデータ（ＴＤ［１］）の伝送が可能である。
【００６２】
次に、無線基地局１は、無線端末局Ｔ２ に対して、上り回線用タイムスロット５４中のタイムスロット５４−６を割り当てると共に、下り回線用タイムスロット５５中の中央近傍のタイムスロット５５−７，５５−８を割り当てる。これにより、無線端末局Ｔ２ と無線基地局１とは、タイムスロット５４−６を用いてデータ（ＴＵ［２］）の伝送が可能であり、タイムスロット５５−７，５５−８を用いてデータ（ＴＤ［２］）の伝送が可能である。
【００６３】
次に、無線基地局１は、無線端末局Ｔ３ に対して、上り回線用タイムスロット５４中のタイムスロット５４−３を割り当てると共に、下り回線用タイムスロット５５中のタイムスロット５５−４を割り当てる。これにより、無線端末局Ｔ３ と無線基地局１とは、タイムスロット５４−３を用いてデータ（ＴＵ［３］）の伝送が可能であり、タイムスロット５５−４を用いてデータ（ＴＤ［３］）の伝送が可能である。
【００６４】
以後同様にして、タイムスロットの割り当てを行う。この場合には、各無線端末局における上り回線及び下り回線のデータ伝送速度が異なることから、例えば、無線端末局Ｔ６ に下り回線用のタイムスロットを割り当てた時点で、上り回線用のタイムスロットには空きがあっても、下り回線にはこれ以上の無線端末局を割り当てることができなくなる。図６では、２つの空きタイムスロット５４−１，５４−１０ が発生したことを示している。
【００６５】
しかしこの場合でも、無線端末局Ｔ１ 乃至Ｔ６ において、割り当てられた上り回線用タイムスロットと下り回線用タイムスロットとの時間間隔は比較的均等であり、また、一連のＴＤＭＡフレーム相互間においても、上り回線用タイムスロットと下り回線用タイムスロットとの時間間隔は比較的均等である。
【００６６】
従って、図６の場合においても、可変速度のデータ伝送や非対称なデータ伝送をＴＤＭＡフレームを構成する上下無線回線用のタイムスロットに効率よく割り当てることができる。また、通信終了時のタイムスロットの解放や新規端末局への割り当ての実現が容易になる。また、無線端末局では上り回線を送信してから下り回線を受信するまでの時間が極端に短くなったり長くなったりせず、略々一定となるため送受信制御が容易となる。
【００６７】
図７は本発明の他の実施の形態を示す説明図である。図７（ａ）は上り回線用スロットによって構成されるＴＤＭＡフレーム６１を示し、図７（ｂ）は下り回線用スロットによって構成されるＴＤＭＡフレーム７１を示している。
【００６８】
本実施の形態はＴＤＭＡフレームの全てを上り回線用タイムスロット又は下り回線用タイムスロットによって構成した例を示している。
【００６９】
即ち、ＴＤＭＡフレーム６１は、図７（ａ）に示すように、例えばランダムアクセス用のチャネル（Ａｃｈ）６２、制御情報を伝送するための制御チャネル（Ｃｃｈ）６３及び上り回線用の複数のタイムスロット６４（６４−１〜６４−１６ ）によって構成される。また、ＴＤＭＡフレーム７１は、図７（ｂ）に示すように、例えばランダムアクセス用のチャネル（Ａｃｈ）７２、制御情報を伝送するための制御チャネル（Ｃｃｈ）７３及び下り回線用の複数のタイムスロット７５（７５−１〜７５−１６ ）によって構成される。
【００７０】
本実施の形態においても、先頭のタイムスロットから順に無線端末局を割り当てるのではなく、ＴＤＭＡフレームの中央近傍のタイムスロットから順に無線端末局を割り当てるようになっている。
【００７１】
上り回線については、ＴＤＭＡフレーム６１のタイムスロット６４−８，６４−９，６４−７，６４−１０ ，…の順に無線端末局Ｔ１ ，Ｔ２ ，…を割り当てる。また、下り回線については、ＴＤＭＡフレーム７１のタイムスロット７５−８，７５−９，７５−７，７５−１０ ，…の順に無線端末局Ｔ１ ，Ｔ２ ，…を割り当てる。
【００７２】
このように、本実施の形態においても、可変速度のデータ伝送や非対称なデータ伝送をＴＤＭＡフレームを構成する上下無線回線用のタイムスロットに効率よく割り当てることができる。また、通信終了時のタイムスロットの解放や新規端末局への割り当ての実現が容易になる。また、無線端末局では上り回線を送信してから下り回線を受信するまでの時間が極端に短くなったり長くなったりせず、略々一定となるため送受信制御が容易となる。
【００７３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ＴＤＭＡフレームを構成する上下無線回線において可変速度のデータ伝送や非対称なデータ伝送を容易に実現することができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るタイムスロット割り当て方法の一実施の形態を示す説明図。
【図２】無線通信システムの構成を示す説明図。
【図３】本発明の他の実施の形態を示す説明図。
【図４】本発明の他の実施の形態を示す説明図。
【図５】変形例を示す説明図。
【図６】変形例を示す説明図。
【図７】本発明の他の実施の形態を示す説明図。
【符号の説明】
８…ＴＤＭＡフレーム、１０…制御チャネル、１１…上り回線用タイムスロット、１２…下り回線用タイムスロット
【発明の属する技術分野】
本発明は、時分割多元接続／時分割多重方式によって無線通信を行う無線通信システムに好適なタイムスロット割り当て方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、屋外や屋内で高速ディジタルデータを広帯域な無線回線を用いて伝送するデータ無線通信システムの実用化について多くの検討がなされている。従来でも、白動車・携帯電話に代表されるＰＤＣ（Ｐｅｒｓｏｎａ１ Ｄｉｇｉｔａ１ Ｃｅｌｌｕｌａｒ）やＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａ１ Ｈａｎｄｙｐｈｏｎｅ Ｓｙｓｔｅｍ）によるデータ通信サービスや、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａ１ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）によるデータ通信ネットワークが実用化されている。例えば、ＰＤＣやＰＨＳでは、ＴＤＭＡ／ＦＤＤ（時分割多元接続／周波数多重）方式もしくはＴＤＭＡ／ＴＤＤ（時分割多元接続／時分割多重）方式を用いて、数（ｋｂｐｓ）〜数十（ｋｂｐｓ）のデータ伝送を実現している。
【０００３】
しかし、これらのシステムは、元々音声通話をターゲットとして構築されているので、低速かつ定速なディジタルデータの伝送しかできない。しかも、データ伝送の単位となるタイムスロットを一定周期のＴＤＭＡフレーム内に固定的に割り与えており、情報源からのデータ生成速度に無関係に、全てのデータを同質に取り扱っている。また、伝送するデータが同質であると見なされているので、基地局から端末局への下り回線のデータ伝送速度と端末局から基地局への上り回線のデータ伝送速度が同じであると判断され、上下回線用タイムスロットは同数ずつ割り当てられている。
【０００４】
即ち、従来のタイムスロット割り当て方法においては、上り回線用タイムスロットと下り回線用タイムスロットとを先頭側から同数ずつ順次配列し、これらのタイムスロットにデータを先頭側から順次割り当てるようになっている。従って、上り回線用タイムスロットと下り回線用のタイムスロットの時間間隔をどの端末でも一定にすることができる。また、タイムスロットの解放や新規端末局への割り当てが容易であり、且つ、上り回線に割り与えられる複数のタイムスロットからなる時間と下り回線に割り与えられる複数のタイムスロットからなる時間が同一であるので、制御が極めて容易である。
【０００５】
しかし、最近では、可変レート符号化技術等に対応して情報源において可変データ生成速度が許容されるようになってきている。従って、無線伝送においても可変データ生成速度に対する技術の検討が必要となってきている。特に、実用化検討が進められているマルチメディア通信システムでは、性質が異なるデータ、例えばデータ生成速度が異なる様々な情報源からのデータを収容したり、品質が異なる様々なデータを収容する無線通信システムや、往来するデータの伝送速度が異なる非対称な無線回線を持つ無線通信システムの実現が期待されている。
【０００６】
このような次世代のマルチメディア無線通信システムにおいては、可変データ速度のデータ伝送や非対称なデータ伝送を考慮すると、従来のＰＤＣやＰＨＳ等の無線通信システムに見られる固定的なタイムスロット割り当て方法を採用することができない。
【０００７】
例えば、１ユーザーに対して上り回線のデータレートと下り回線のデータレートとが異なると、１ユーザーに使用される上り回線用のタイムスロット数と下り回線用のタイムスロット数とが異なってしまう。そうすると、受信と送信との時間間隔が一定でなくなり、送受信制御が困難になる。また、受信と送信との時間間隔が比較的狭くなってしまうことがあり、この場合に伝送誤りが発生すると、データの再送がスムーズに行われずに、スループットが低下してしまうこともある。
【０００８】
一方、無線ＬＡＮシステムでは、ＬＡＮの性質上、伝送するデータの性質や情報源でのデータ生成速度を考慮しない上に、複数の端末局宛てのデータを伝送するタイムスロットを混載したＴＤＭＡフレームで行う通信方式ではない、いわゆるパケット通信を採用している。従って、結果的には可変データ速度のデータ伝送や非対称なデータ伝送を実現してはいるが、このような無線ＬＡＮシステムを、多くのユーザを効率よく収容する公衆無線通信システムに適用することには無理がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このように、上述した従来のタイムスロット割り当て方法においては、データ伝送に用いるタイムスロットを一定周期のＴＤＭＡフレーム内に固定的に割り与えており、情報源からのデータ生成速度に無関係に、全てのデータを同質に取り扱っている。また、基地局から端末局への下り回線のデータ伝送速度と端末局から基地局への上り回線のデータ伝送速度が同一であると見なして上下回線用タイムスロットを同数ずつ割り当てていた。しかし、これでは次世代マルチメディア無線通信システムで期待される可変速度のデータ伝送や非対称なデータ伝送には、対処できないという問題点があった。
【００１０】
本発明は、タイムスロット数の割り当てを可変にすることにより、ＴＤＭＡフレームを構成する上下無線回線において可変速度のデータ伝送や非対称なデータ伝送を実現することができるタイムスロット割り当て方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係るタイムスロット割り当て方法は、上り回線用及び下り回線用の少なくとも一方の複数の連続したタイムスロットで構成される時分割多元接続フレームについて、前記上り回線用の前記複数の連続したタイムスロットのうちの中央のタイムスロット又は前記下り回線用の前記複数の連続したタイムスロットのうちの中央のタイムスロットからの時間間隔が短い順に無線伝送に用いるタイムスロットを割り当てることを特徴とするものであり、
本発明の請求項２に係るタイムスロット割り当て方法は、上り回線用及び下り回線用の複数の連続したタイムスロットで構成される時分割多元接続フレームについて、前記上り回線用の前記複数の連続したタイムスロットのうちの中央のタイムスロット及び前記下り回線用の前記複数の連続したタイムスロットのうちの中央のタイムスロットからの時間間隔がそれぞれ短い順に無線伝送に用いるタイムスロットを割り当てることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明においては、複数の連続したタイムスロットの中央のタイムスロットから順にタイムスロットの割り当てが行われる。中央のタイムスロットの割り当てが終了すると、残ったタイムスロットのうち次に中央のタイムスロットに近いタイムスロットの割り当てが行われる。これにより、一連の時分割多元接続フレームにおいて、同一の無線端末局が使用するタイムスロットの間隔が比較的均等になる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は本発明に係るタイムスロット割り当て方法の一実施の形態を示す説明図である。また、図２は本実施の形態を採用する無線通信システムの構成を示す説明図である。
【００１４】
図２に示すように、少なくとも１つの無線基地局１と複数の無線端末局Ｔ１ 乃至ＴＬ が属する無線端末群２との間で通信を行う。即ち、無線基地局１は、複数の無線端末局群２を管理し、そこに属する無線端末局Ｔ１ 乃至ＴＬ との間において、ＴＤＭＡフレームを構成する複数の上り回線及び下り回線用タイムスロットを用いて通信を行う。
【００１５】
図１は無線基地局１が無線端末群２と通信を行う際のＴＤＭＡフレーム構成を示している。
【００１６】
図１は一定周期で繰返されるＴＤＭＡフレーム８の１周期を示している。ＴＤＭＡフレーム８は、例えばランダムアクセス用のチャネル（Ａｃｈ）９、制御情報を伝送するための制御チャネル（Ｃｃｈ）１０、上り回線用の複数のタイムスロット１１（１１−１〜１１−Ｎ）及び下り回線用の複数のタイムスロット１２（１２−１〜１２−Ｍ）によって構成される。
【００１７】
本実施の形態においては、先頭のタイムスロットから順に無線端末局を割り当てるのではなく、上り回線用タイムスロット１１及び下り回線用タイムスロット１２の中央近傍のタイムスロットから順に無線端末局を割り当てるようになっている。即ち、上り及び下り回線用のフィールドの略々中央のタイミング近傍のタイムスロットから順番にタイムスロットを指定するようになっている。
【００１８】
無線基地局１は、無線端末局群２の各無線端末局Ｔ１ 乃至ＴＬ にデータを伝送するためのタイムスロットを割り当てるものとする。いま、ＴＤＭＡフレーム内においてデータを伝送するためのタイムスロットが全く利用されていないものとする。無線基地局１は、各無線端末局Ｔ１ 乃至ＴＬ に対して制御チャネル（Ｃｃｈ）を用いてタイムスロットの割り当てを指示する。無線基地局１は、無線端末局Ｔ１ ，Ｔ２ ，…の順にタイムスロットを割り当てるものとする。
【００１９】
本実施の形態においては、無線基地局１は、連続した１番目からＮ番目までのＮ個の上り回線用タイムスロットのうちのＮ／２に最も近い位置のタイムスロットと、連続した１番目からＭ番目までのＭ個の下り回線用タイムスロットのうちのＭ／２に最も近い位置のタイムスロットの割り当てを先ず行う。例えば、Ｎ，Ｍが奇数の場合には、Ｎ／２＋０．５，Ｍ／２＋０．５番目のタイムスロットから順に割り当てを行い、Ｎ，Ｍが偶数の場合には、Ｎ／２（又はＮ／２＋１），Ｍ／２（又はＭ／２＋１）番目のタイムスロットから順に割り当てを行う。
【００２０】
次に、無線基地局１は、制御チャネル（Ｃｃｈ）を用いて、無線端末局Ｔ２ に無線端末局Ｔ１ に割り当てた上下回線のタイムスロットを除タトした残りの空きタイムスロットのうち、Ｎ／２に最も近い位置のタイムスロットと、Ｍ／２に最も近い位置のタイムスロットを割り当てる。
【００２１】
以後同様にして、タイムスロットの割り当てを行うようになっている。
【００２２】
次に、このように構成された実施の形態の作用について説明する。
【００２３】
いま、無線基地局１が制御チャンネル（Ｃｃｈ）を用いて、無線端末局Ｔ１ ，Ｔ２ ，Ｔ３ にこの順番でタイムスロットを割り当てるものとする。なお、図１において、Ｎ，Ｍは偶数であり、無線端末Ｔ１ ，Ｔ２ ，Ｔ３ には上下回線のタイムスロットとして１タイムスロットずつを割り当てるものとする。
【００２４】
先ず、無線基地局１は、無線端末局Ｔ１ に対して、上り回線用タイムスロット１１中のタイムスロット１１−Ｎ／２及び下り回線用タイムスロット１２中のタイムスロット１２−Ｍ／２を割り当てる。これにより、無線端末局Ｔ１ と無線基地局１とは、これらのタイムスロットを用いて夫々データ（Ｕ［Ｎ／２］），（Ｄ［Ｍ／２］）の伝送が可能である。
【００２５】
次に、無線基地局１は、無線端末局Ｔ２ に対して、上り回線用タイムスロット１１中のタイムスロット１１−（Ｎ／２＋１）及び下り回線用タイムスロット１２中のタイムスロット１２−（Ｎ／２＋１）を割り当てる。これにより、無線端末局Ｔ２ と無線基地局１とは、これらのタイムスロットを用いて夫々データ（Ｕ［Ｎ／２＋１］），（Ｄ［Ｍ／２＋１］）の伝送が可能である。次に、無線基地局１は、無線端末局Ｔ３ に対して、上り回線用タイムスロット１１中のタイムスロット１１−（Ｎ／２−１）及び下り回線用タイムスロット１２中のタイムスロット１２−（Ｎ／２−１）を割り当てる。これにより、無線端末局Ｔ３ と無線基地局１とは、これらのタイムスロットを用いて夫々データ（Ｕ［Ｎ／２−１］），（Ｄ［Ｍ／２−１］）の伝送が可能である。
【００２６】
無線基地局１は、他の無線端末局に対しても、同様の手順によってタイムスロットを割り当てる。この場合には、図１から明らかなように、いずれの無線端末局Ｔ１ 乃至Ｔ３ においても、割り当てられた上り回線用タイムスロットと下り回線用タイムスロットとの時間間隔は等しく、また、一連のＴＤＭＡフレーム相互間においても、上り回線用タイムスロットと下り回線用タイムスロットとの時間間隔は略々等しい。
【００２７】
なお、図１においては、無線端末局群２の各無線端末局に上下無線回線用タイムスロットを同数割り当てる例を示したが、タイムスロット数の割り当ては自由に行ってよい。このような一連の手順でタイムスロットを割り当てることにより、可変速度のデータ伝送や非対称なデータ伝送をＴＤＭＡフレームを構成する上下無線回線用のタイムスロットに効率よく割り当てることができる。また、通信終了時のタイムスロットの解放や新規端末局への割り当ての実現が容易になる。また、無線端末局では上り回線を送信してから下り回線を受信するまでの時間が極端に短くなったり長くなったりせず、略々一定となるため送受信制御が容易となる。
【００２８】
図３は本発明の他の実施の形態を示す説明図である。
【００２９】
図１の実施の形態は、無線端末局群２の各無線端末局に上下無線回線用タイムスロットを同数割り当てる場合の例であるが、上り回線用と下り回線用とで異なるタイムスロット数を割り当てることが考えられる。本実施の形態はこの場合に対応したものである。
【００３０】
図２の無線基地局１と無線端末局群２の各無線端末局との間のデータ伝送速度が非対称であるものとする。この場合には、上り回線用タイムスロット数及び下り回線用タイムスロット数を上り回線のデータ伝送速度及び下り回線のデータ伝送速度に応じた数に設定する。
【００３１】
図３は上り回線によるデータ伝送速度が下り回線によるデータ伝送速度よりも低速度である場合の設定例を示している。本実施の形態においては、図１の実施の形態と同様に、ＴＤＭＡフレーム２１は、ランダムアクセス用のチャネル（Ａｃｈ）２２、制御情報を伝送するための制御チャネル（Ｃｃｈ）２３、上り回線用の複数のタイムスロット２４（２４−１〜２４−８）及び下り回線用の複数のタイムスロット２５（２５−１〜２５−１６）によって構成される。
【００３２】
本実施の形態においては、１無線端末局に対して、上り回線用として１つのタイムスロットを割り当て、下り回線用として隣接する２つのタイムスロットを割り当てるようになっている。従って、下り回線用のタイムスロット数は上り回線用のタイムスロット数の２倍の数になり、図３は図１のＮ，Ｍが夫々８，１６の例である。
【００３３】
本実施の形態においても、図１の実施の形態と同様に、先頭のタイムスロットから順に無線端末局を割り当てるのではなく、上り及び下り回線用のフィールドの略々中央のタイミング近傍のタイムスロットから順番にタイムスロットの割り当てを行うようになっている。
【００３４】
次に、このように構成された実施の形態の作用について説明する。
【００３５】
いま、図２の無線基地局１が制御チャンネル（Ｃｃｈ）を用いて、無線端末局Ｔ１ ，Ｔ２ ，…，Ｔ８ にこの順番でタイムスロットを割り当てるものとする。下り回線のデータ伝送速度は上り回線のデータ伝送速度の２倍であり、各無線端末の上り回線用に１タイムスロットを割り当てるものとすると、各無線端末の下り回線用には２タイムスロットを割り当てる。
【００３６】
先ず、無線基地局１は、無線端末局Ｔ１ に対して、上り回線用タイムスロット２４中のフィールド中央近傍のタイムスロット２４−４を割り当てると共に、下り回線用タイムスロット２５中のフィールド中央近傍のタイムスロット２５−７，２５−８を割り当てる。これにより、無線端末局Ｔ１ と無線基地局１とは、タイムスロット２４−４を用いてデータ（ＴＵ［１］）の伝送が可能であり、タイムスロット２５−７，２５−８を用いてデータ（ＴＤ［１］）の伝送が可能である。
【００３７】
次に、無線基地局１は、無線端末局Ｔ２ に対して、上り回線用タイムスロット２４中の中央近傍のタイムスロット２４−４の図面右側のタイムスロット２４−５を割り当てると共に、下り回線用タイムスロット２５中の中央近傍のタイムスロット２５−８の図面右側のタイムスロット２５−９，２５−１０ を割り当てる。これにより、無線端末局Ｔ２ と無線基地局１とは、タイムスロット２４−５を用いてデータ（ＴＵ［２］）の伝送が可能であり、タイムスロット２５−９，２５−１０ を用いてデータ（ＴＤ［２］）の伝送が可能である。
【００３８】
次に、無線基地局１は、無線端末局Ｔ３ に対して、上り回線用タイムスロット２４中の中央近傍のタイムスロット２４−４の図面左側のタイムスロット２４−３を割り当てると共に、下り回線用タイムスロット２５中の中央近傍のタイムスロット２５−７の図面左側のタイムスロット２５−５，２５−６を割り当てる。これにより、無線端末局Ｔ３ と無線基地局１とは、タイムスロット２４−３を用いてデータ（ＴＵ［３］）の伝送が可能であり、タイムスロット２５−５，２５−６を用いてデータ（ＴＤ［３］）の伝送が可能である。
【００３９】
次に、無線基地局１は、無線端末局Ｔ４ に対して、上り回線用タイムスロット２４中のタイムスロット２４−５の図面右側のタイムスロット２４−６を割り当てると共に、下り回線用タイムスロット２５中のタイムスロット２５−１０ の図面右側のタイムスロット２５−１１ ，２５−１２ を割り当てる。これにより、無線端末局Ｔ４ と無線基地局１とは、タイムスロット２４−６を用いてデータ（ＴＵ［４］）の伝送が可能であり、タイムスロット２５−１１ ，２５−１２ を用いてデータ（ＴＤ［４］）の伝送が可能である。
【００４０】
以後同様にして、タイムスロットの割り当てを行う。例えば、端末Ｔ６ には図３のタイムスロット２４−７，２５−１３ ，２５−１４ が割り当てられる。
【００４１】
図３から明らかなように、いずれの無線端末局Ｔ１ 乃至Ｔ８ においても、割り当てられた上り回線用タイムスロットと下り回線用タイムスロットとの時間間隔は等しく、また、一連のＴＤＭＡフレーム相互間においても、上り回線用タイムスロットと下り回線用タイムスロットとの時間間隔は略々等しい。
【００４２】
このように、本実施の形態においては、上り回線と下り回線の伝送速度が異なる非対称無線通信に対応することができる。
【００４３】
図４は本発明の他の実施の形態を示す説明図である。
【００４４】
上り回線の伝送速度と下り回線の伝送速度とが異なる非対称無線通信においては、必ずしも上下回線のタイムスロット数が固定である必要はない。本実施の形態はこの場合の例を示すものである。
【００４５】
図４において、ＴＤＭＡフレーム長は図３と同一である。しかし、上下回線のタイムスロット数が変化していることから、１ＴＤＭＡフレームにおいて割り当て可能な無線端末局数は６になっている。
【００４６】
本実施の形態においては、ＴＤＭＡフレーム３１は、ランダムアクセス用のチャネル（Ａｃｈ）３２、制御情報を伝送するための制御チャネル（Ｃｃｈ）３３、上り回線用の複数のタイムスロット３４（３４−１〜３４−６）及び下り回線用の複数のタイムスロット３５（３５−１〜３５−１８）によって構成される。
【００４７】
非対称無線通信に柔軟に対応するためには、上下回線のタイムスロット数を可変にする必要性がある。更に、上下回線のタイムスロット数はＴＤＭＡフレーム毎に自由に変更可能にした方がよい。この点を考慮すると、タイムスロットを割り当てる場合には、上り回線用と下り回線用の各フィールド境界から最も離れた位置のタイムスロットから順番に割り当てることが望ましい。
【００４８】
即ち、本実施の形態においても、図２の無線基地局１は、制御チャネル（Ｃｃｈ）３３を用いて、上り回線用のタイムスロット３４中の中央近傍のタイムスロットと下り回線用のタイムスロット３５中の中央近傍のタイムスロットとを先ず最初に割り当てる。タイムスロット３４は６つのタイムスロットを有しているので、上り回線用として１タイムスロットが必要であるものとすると、上り回線用として先ずタイムスロット３４−３を割り当てる。また、下り回線用として６つのタイムスロットを割り当てるものとすると、下り回線用のタイムスロット３５は１８のタイムスロットを有しているので、１８／２番目のタイムスロットを中心に６個のタイムスロットを割り当てるために、タイムスロット３５−７〜３５−１２ を割り当てる。
【００４９】
結局、図４に示すように、上り回線用のタイムスロット３４−１〜３４−６には夫々図２の無線端末局Ｔ５ ，Ｔ３ ，Ｔ１ ，Ｔ２ ．Ｔ４ ，Ｔ６ が割り当てられる。また、下り回線用のタイムスロットにおいては、４つのタイムスロット３５−１〜３５−４、２つのタイムスロット３５−５，３５−６、６つのタイムスロット３５−７〜３５−１２ 、１つのタイムスロット３５−１３ 、１つのタイムスロット３５−１４ 、４つのタイムスロット３５−１５〜３５−１８ に、夫々図２の無線端末局Ｔ５ ，Ｔ３ ，Ｔ１，Ｔ２ ．Ｔ４ ，Ｔ６ が割り当てられる。
【００５０】
本実施の形態においては、無線端末局毎に異なるタイムスロット数を割り当てているので、無線端末局毎に上り回線用タイムスロットと下り回線用タイムスロットとの時間間隔は異なるが、この場合でも、従来よりも時間間隔の相違を小さくすることができる。また、一連のＴＤＭＡフレーム相互間においても、上り回線用タイムスロットと下り回線用タイムスロットとの時間間隔を従来よりも大きくすることができる。
【００５１】
このように本実施の形態においても、可変速度のデータ伝送及び非対称なデータ伝送を行う場合でも、タイムスロットの割り当てを効率的に行うことができるので、送受信のタイミングのずれを抑制して確実な送受信制御を可能にすると共に、スループットを向上させることができる。また、通信終了時のタイムスロットの解放や新規端末局への割り当ての実現が容易になる。
【００５２】
ところで、上り回線と下り回線の伝送速度が同一（対称通信）である場合には、上り回線用及び下り回線用のタイムスロット数は従来と同様に同数に設定すればよい。図５はこの場合の例を示す説明図であり、図１においてＮ＝Ｍ＝８とした場合の例である。
【００５３】
即ち、図５の例では、タイムスロットをＴＤＭＡフレームに固定的に割り当てている。
【００５４】
この場合でも、タイムスロットの割り当ては、上り及び下り回線のフィールドの中央近傍のタイムスロットから順に行う。
【００５５】
即ち、図５に示すように、上り回線用のタイムスロット４４−１〜４４−８には夫々図２の無線端末局Ｔ７ ，Ｔ５ ，Ｔ３ ，Ｔ１ ．Ｔ２ ，Ｔ４ ，Ｔ６ ，Ｔ８ が割り当てられる。また、下り回線用のタイムスロットにおいても、タイムスロット４５−１〜４５−８には夫々図２の無線端末局Ｔ７ ，Ｔ５ ，Ｔ３ ，Ｔ１ ．Ｔ２ ，Ｔ４ ，Ｔ６ ，Ｔ８ が割り当てられる。
【００５６】
図５から明らかなように、いずれの無線端末局Ｔ１ 乃至Ｔ８ においても、割り当てられた上り回線用タイムスロットと下り回線用タイムスロットとの時間間隔は等しく、また、一連のＴＤＭＡフレーム相互間においても、上り回線用タイムスロットと下り回線用タイムスロットとの時間間隔は略々等しい。
【００５７】
ところで、上り回線用のタイムスロットと下り回線用のタイムスロットとをＴＤＭＡフレームに固定的に割り当てる場合であっても、各端末毎に上り回線のデータ伝送速度と下り回線のデータ伝送速度とが異なり（非対称通信）、上り回線に用いるタイムスロット数と下り回線に用いるタイムスロット数とを可変にすることも考えられる。
【００５８】
図６はこの場合の例を示す説明図であり、図１においてＮ＝Ｍ＝１０とした場合の例である。
【００５９】
この場合においても、図１の実施の形態と同様の割り当てを行う。この場合には、タイムスロットに空きが生じることを許容するようになっている。
【００６０】
いま、図２の無線基地局１が無線端末局Ｔ１ 〜Ｔ６ に対して、この順番でタイムスロットを割り当てるものとする。
【００６１】
先ず、無線基地局１は、無線端末局Ｔ１ に対して、上り回線用タイムスロット５４中のフィールド中央近傍のタイムスロット５４−４，５４−５を割り当てると共に、下り回線用タイムスロット５５中のフィールド中央近傍のタイムスロット５５−５，５５−６を割り当てる。これにより、無線端末局Ｔ１ と無線基地局１とは、タイムスロット５４−４，５４−５を用いてデータ（ＴＵ［１］）の伝送が可能であり、タイムスロット５５−５，５５−６を用いてデータ（ＴＤ［１］）の伝送が可能である。
【００６２】
次に、無線基地局１は、無線端末局Ｔ２ に対して、上り回線用タイムスロット５４中のタイムスロット５４−６を割り当てると共に、下り回線用タイムスロット５５中の中央近傍のタイムスロット５５−７，５５−８を割り当てる。これにより、無線端末局Ｔ２ と無線基地局１とは、タイムスロット５４−６を用いてデータ（ＴＵ［２］）の伝送が可能であり、タイムスロット５５−７，５５−８を用いてデータ（ＴＤ［２］）の伝送が可能である。
【００６３】
次に、無線基地局１は、無線端末局Ｔ３ に対して、上り回線用タイムスロット５４中のタイムスロット５４−３を割り当てると共に、下り回線用タイムスロット５５中のタイムスロット５５−４を割り当てる。これにより、無線端末局Ｔ３ と無線基地局１とは、タイムスロット５４−３を用いてデータ（ＴＵ［３］）の伝送が可能であり、タイムスロット５５−４を用いてデータ（ＴＤ［３］）の伝送が可能である。
【００６４】
以後同様にして、タイムスロットの割り当てを行う。この場合には、各無線端末局における上り回線及び下り回線のデータ伝送速度が異なることから、例えば、無線端末局Ｔ６ に下り回線用のタイムスロットを割り当てた時点で、上り回線用のタイムスロットには空きがあっても、下り回線にはこれ以上の無線端末局を割り当てることができなくなる。図６では、２つの空きタイムスロット５４−１，５４−１０ が発生したことを示している。
【００６５】
しかしこの場合でも、無線端末局Ｔ１ 乃至Ｔ６ において、割り当てられた上り回線用タイムスロットと下り回線用タイムスロットとの時間間隔は比較的均等であり、また、一連のＴＤＭＡフレーム相互間においても、上り回線用タイムスロットと下り回線用タイムスロットとの時間間隔は比較的均等である。
【００６６】
従って、図６の場合においても、可変速度のデータ伝送や非対称なデータ伝送をＴＤＭＡフレームを構成する上下無線回線用のタイムスロットに効率よく割り当てることができる。また、通信終了時のタイムスロットの解放や新規端末局への割り当ての実現が容易になる。また、無線端末局では上り回線を送信してから下り回線を受信するまでの時間が極端に短くなったり長くなったりせず、略々一定となるため送受信制御が容易となる。
【００６７】
図７は本発明の他の実施の形態を示す説明図である。図７（ａ）は上り回線用スロットによって構成されるＴＤＭＡフレーム６１を示し、図７（ｂ）は下り回線用スロットによって構成されるＴＤＭＡフレーム７１を示している。
【００６８】
本実施の形態はＴＤＭＡフレームの全てを上り回線用タイムスロット又は下り回線用タイムスロットによって構成した例を示している。
【００６９】
即ち、ＴＤＭＡフレーム６１は、図７（ａ）に示すように、例えばランダムアクセス用のチャネル（Ａｃｈ）６２、制御情報を伝送するための制御チャネル（Ｃｃｈ）６３及び上り回線用の複数のタイムスロット６４（６４−１〜６４−１６ ）によって構成される。また、ＴＤＭＡフレーム７１は、図７（ｂ）に示すように、例えばランダムアクセス用のチャネル（Ａｃｈ）７２、制御情報を伝送するための制御チャネル（Ｃｃｈ）７３及び下り回線用の複数のタイムスロット７５（７５−１〜７５−１６ ）によって構成される。
【００７０】
本実施の形態においても、先頭のタイムスロットから順に無線端末局を割り当てるのではなく、ＴＤＭＡフレームの中央近傍のタイムスロットから順に無線端末局を割り当てるようになっている。
【００７１】
上り回線については、ＴＤＭＡフレーム６１のタイムスロット６４−８，６４−９，６４−７，６４−１０ ，…の順に無線端末局Ｔ１ ，Ｔ２ ，…を割り当てる。また、下り回線については、ＴＤＭＡフレーム７１のタイムスロット７５−８，７５−９，７５−７，７５−１０ ，…の順に無線端末局Ｔ１ ，Ｔ２ ，…を割り当てる。
【００７２】
このように、本実施の形態においても、可変速度のデータ伝送や非対称なデータ伝送をＴＤＭＡフレームを構成する上下無線回線用のタイムスロットに効率よく割り当てることができる。また、通信終了時のタイムスロットの解放や新規端末局への割り当ての実現が容易になる。また、無線端末局では上り回線を送信してから下り回線を受信するまでの時間が極端に短くなったり長くなったりせず、略々一定となるため送受信制御が容易となる。
【００７３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ＴＤＭＡフレームを構成する上下無線回線において可変速度のデータ伝送や非対称なデータ伝送を容易に実現することができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るタイムスロット割り当て方法の一実施の形態を示す説明図。
【図２】無線通信システムの構成を示す説明図。
【図３】本発明の他の実施の形態を示す説明図。
【図４】本発明の他の実施の形態を示す説明図。
【図５】変形例を示す説明図。
【図６】変形例を示す説明図。
【図７】本発明の他の実施の形態を示す説明図。
【符号の説明】
８…ＴＤＭＡフレーム、１０…制御チャネル、１１…上り回線用タイムスロット、１２…下り回線用タイムスロット
Claims (7)
- 上り回線用及び下り回線用の少なくとも一方の複数の連続したタイムスロットで構成される時分割多元接続フレームについて、前記上り回線用の前記複数の連続したタイムスロットのうちの中央のタイムスロット又は前記下り回線用の前記複数の連続したタイムスロットのうちの中央のタイムスロットからの時間間隔が短い順に無線伝送に用いるタイムスロットを割り当てることを特徴とするタイムスロット割り当て方法。
- 上り回線用及び下り回線用の複数の連続したタイムスロットで構成される時分割多元接続フレームについて、前記上り回線用の前記複数の連続したタイムスロットのうちの中央のタイムスロット及び前記下り回線用の前記複数の連続したタイムスロットのうちの中央のタイムスロットからの時間間隔がそれぞれ短い順に無線伝送に用いるタイムスロットを割り当てることを特徴とするタイムスロット割り当て方法。
- 前記上り回線用の複数の連続したタイムスロットの数と、前記下り回線用の複数の連続したタイムスロットの数とが同数であることを特徴とする請求項１又は２のいずれか一方に記載のタイムスロット割り当て方法。
- 前記上り回線用の複数の連続したタイムスロットの数と、前記下り回線用の複数の連続したタイムスロットの数とが異なる数であることを特徴とする請求項１又は２のいずれか一方に記載のタイムスロット割り当て方法。
- 前記無線伝送において割り当てるタイムスロット数は、無線端末局毎に異なることを特徴とする請求項１又は２のいずれか一方に記載のタイムスロット割り当て方法。
- 前記無線伝送において割り当てるタイムスロット数は、前記上り回線用と下り回線用とで異なることを特徴とする請求項１又は２のいずれか一方に記載のタイムスロット割り当て方法。
- 前記時分割多元接続フレームは、前記上り回線用のタイムスロット数と前記下り回線用のタイムスロット数とが異なることを特徴とする請求項１又は２のいずれか一方に記載のタイムスロット割り当て方法。
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