JP2000299703A - パケット通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明はパケット通信システムに関し、第１
に回線終端部のバッファ量を大量に保持することなくバ
ッファビジーを回避することができ、第２にショートパ
ケットを多重化して転送することにより、ＬＰプロトコ
ル上の負荷を軽減しかつ回線転送効率を上げることがで
き、第３にショートパケットを多重化し転送することに
より、ある基地局のショートパケット（応答フレーム）
増加による他の基地局への影響がないように回線終端部
の処理能力を圧迫せずデータスループットを上げること
を目的とする。 【解決手段】 複数の加入者端末と接続される複数の基
地局と、これら基地局と接続され、回線の終端を行なう
回線終端部と、該回線終端部と接続されるホスト交換機
とにより構成されるパケット通信システムにおいて、前
記回線終端部内に、ショートパケットのみ多重化して転
送するデータ転送制御手段を具備して構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はパケット通信システ
ムに関し、更に詳しくは移動体パケット通信におけるシ
ョートパケットとロングパケットが混在する場合のパケ
ット通信システムの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は移動体パケット通信システムの従
来構成例を示すブロック図である。図において、１０は
複数の基地局（無線基地局）、１はこれら基地局の内、
基地局ｙ配下の携帯端末である。基地局ｙと携帯端末１
とは、無線で交信を行なっている。基地局１０で、１１
はプロトコル終端部で、基地局内に複数設けられてい
る。２０はこれら基地局１０と接続されるスイッチ（交
換機）である。

【０００３】３０は該スイッチ２０と接続される回線終
端部である。該回線終端部３０において、３１はスイッ
チ２０を介して基地局１０と接続される基地局インタフ
ェース（ＨＷ ＩＮＦ）、３２は該基地局インタフェー
ス３１と接続される複数のプロトコル終端部、３３は回
線の制御を行なう回線制御装置である。３４は送信デー
タを格納する送信バッファ、３５は受信データを格納す
る受信バッファ、３６は回線終端部３０内の共通バスＢ
１と接続され、ホスト交換機とのインタフェースを行な
うホスト交換機用インタフェース（Ｈ−ＩＮＦ）であ
る。４０は共通バスＢ２を介して回線終端部３０と接続
されるホスト交換機である。具体的には、回線終端部の
ホスト交換機用インタフェース３６と共通バスＢ２を介
して接続される。５０はホスト交換機４０と接続される
ネットワーク（例えば公衆網）である。ホスト交換機４
０において、Ｍｐｙｉはホスト交換機４０が記憶してい
る携帯端末の情報である。

【０００４】このように構成されたシステムにおいて、
携帯端末１とホスト交換機４０間で通信されるパケット
データは、基地局１０と回線終端部３０を経由して転送
される。携帯端末１は、ホスト交換機４０とプロトコル
通信（ＭＰプロトコル）を行ない、データの正常性を保
証している。基地局１０と回線終端部３０間もまたプロ
トコル通信（ＬＰプロトコル）を行ない、データを保証
している。

【０００５】図６はプロトコル階層を示す図である。携
帯端末１とホスト交換機４０とは、ＭＰプロトコルで接
続され、基地局１０と回線終端部３０とはＬＰプロトコ
ルで接続されている。そして、それぞれの携帯端末との
１対Ｎ通信を行なっている。図７は従来のプロトコルシ
ーケンス例を示す図である。図ではｎ個の携帯端末１と
ホスト交換機４０との間でのプロトコルを示している。
図中、Ｉはデータを、ＲＲは応答をそれぞれ示す。ホス
ト交換機４０からデータＩを携帯端末１に向けて送信す
ると、そのデータＩはＬＰプロトコル間を経由して携帯
端末１に与えられる。

【０００６】ここで、ＬＰプロトコル間では、データＩ
を回線終端部ＬＰｘから基地局ｙへ送信すると、基地局
ｙから回線終端部ＬＰｘに向けてデータが届いたことを
示すＬＰプロトコル用応答ＲＲが送信される。一方、携
帯端末１はデータを受け取ると、ホスト交換機４０に対
してデータを受け取ったことを示すＭＰプロトコル用応
答ＲＲを返す。この応答は、ＬＰプロトコル内ではデー
タＩとして扱われ、基地局ｙから回線終端部ＬＰｘに送
られる。回線終端部ＬＰｘでは、受け取ったデータＩを
ホスト交換機４０に対して応答ＲＲとし送信すると共
に、ＬＰプロトコルで基地局ｙに応答ＲＲを返す。ホス
ト交換機４０は応答ＲＲを受け取る。以下、同様のシー
ケンスの繰り返しであり、他の携帯端末１とホスト交換
機４０間のシーケンスも同じである。

【０００７】従来、回線終端部３０では、送受信バッフ
ァ３４，３５を具備している。そして、図８に示すよう
に、各１バッファ容量はデータ転送の最大容量分であ
り、固定数のバッファを保持している。図において、１
バッファ容量中に斜線で示す領域が使用領域、空白部は
未使用領域である。

【０００８】従来の技術では、基地局ｙに携帯端末の発
呼が集中し、かつ個々の携帯端末が一斉にデータを転送
すると、基地局ｙに対応するＬＰｘプロトコル間の処理
が圧迫され、またショートパケット（応答ＲＲ）数の増
加が要因となりデータを蓄えるバッファ数をすぐに超え
てしまうため、バッファビジーが発生し、データ転送効
率が落ちてしまう。また、ショートパケット（応答Ｒ
Ｒ）数の増加により、他の基地局ＬＰｘプロトコルへの
処理も圧迫してしまう。

【０００９】図８において、１バッファ容量がデータ最
大容量分固定であるため、ショートパケットあるいはロ
ングパケットに限らず、１バッファを占有するため、バ
ッファビジーが発生しやすく、回線効率を低下させ、か
つ回線終端部内での処理においても、他基地局のパケッ
ト通信のスループットにも影響を及ぼす可能性もあっ
た。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】図７より、携帯端末１
とホスト交換機４０間のＭＰプロトコルでは、データの
半数がショートパケット（応答ＲＲ）により占められて
いることが分かる。携帯端末１〜ｎとホスト交換機４０
間の網掛け部分は、同一基地局１０と回線終端部３０の
１ＬＰｘ間のデータを示す。

【００１１】ＬＰｘ回線で携帯端末ｎ個分とホスト交換
機４０間のデータトラヒックが増加した場合、大量のデ
ータと共に各携帯端末１への応答のショートパケット量
も増大するため、携帯端末数やデータトラヒックがあが
ると、バッファビジーが発生しやすく、それを回避する
ためバッファ数を大量に保持しなければならなかった。

【００１２】また、バッファビジーが発生すると、デー
タの停滞時間が長くなり、上位プロトコルでの再送を及
ぼし、更なるトラヒック増大となりかねない。また、上
位の必然的なショートパケット（応答フレーム）１個に
対してもＬＰプロトコル処理が必要であり、データが増
大することにより、回線終端部３０の処理能力も圧迫し
てしまう。

【００１３】本発明は、このような課題に鑑みてなされ
たものであって、第１に回線終端部のバッファ量を大量
に保持することなくバッファビジーを回避することがで
き、第２にショートパケットを多重化して転送すること
により、ＬＰプロトコル上の負荷を軽減しかつ回線転送
効率を上げることができ、第３にショートパケットを多
重化し転送することにより、ある基地局のショートパケ
ット（応答フレーム）増加による他の基地局への影響が
ないように回線終端部の処理能力を圧迫せずデータスル
ープットを上げることが可能となるパケット通信システ
ムを提供することを目的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】（１）図１は本発明の原
理ブロック図である。図５と同一のものは、同一の符号
を付して示す。図において、１は携帯端末、１０は複数
の携帯端末（加入者端末）と接続される複数の基地局、
３０はこれら基地局１０と接続され、回線の終端を行な
う回線終端部、４０は該回線終端部３０と接続されるホ
スト交換機である。このように構成されたパケット通信
システムにおいて、６０は前記回線終端部３０内に設け
られた、ショートパケットのみ多重化して転送するデー
タ転送制御手段である。

【００１５】本発明では、ＭＰプロトコルのデータ
（Ｉ：ロングパケット：可変長）と応答（ＲＲ：ショー
トパケット：固定長）が存在することを利用し、データ
バッファをロングパケットバッファとショートパケット
（応答）バッファに分離し、且つ複数のショートパケッ
ト（ＲＲ）は、携帯端末１〜ｎに拘らず、多重化し一括
転送するものである。更に、多重化されてきたショート
パケットを分離する機能も併せて持つことを特徴とす
る。

【００１６】ＭＰプロトコルの応答（ＲＲ）は、アドレ
スと制御部で構成されており、全て固定パケット長であ
ることにより、多重情報としては、パケット数のみを付
加し、ｎ個分の携帯端末のＭＰプロトコルの応答（Ｒ
Ｒ）パケットをショートパケットバッファに蓄える。シ
ョートパケット数或いはＭＰプロトコルで規定されるＲ
Ｒ転送時間に影響を及ぼさない時間のどちらかで監視を
行ない、どちらかの条件により複数のショートパケット
を１つのデータとして（多重化）、多重化情報を付加し
ＬＰプロトコルにてパケット転送するものである。

【００１７】このように構成すれば、前記データ転送制
御手段６０がショートパケットのみ多重化して転送する
ので、その分データ転送容量がすくなくてすみ、第１に
回線終端部のバッファ量を大量に保持することなくバッ
ファビジーを回避することができ、第２にショートパケ
ットを多重化して転送することにより、ＬＰプロトコル
上の負荷を軽減しかつ回線転送効率を上げることがで
き、第３にショートパケットを多重化し転送することに
より、ある基地局のショートパケット（応答フレーム）
増加による他の基地局への影響がないように回線終端部
の処理能力を圧迫せずデータスループットを上げること
が可能となる。

【００１８】（２）請求項１において、前記データ転送
制御手段は、ショートパケットデータとロングパケット
データをそれぞれ分離して格納するバッファを持ち、シ
ョートパケット用のバッファからデータを読み出して多
重化することを特徴とする。

【００１９】このように構成すれば、ショートパケット
用バッファに格納されているデータを読み出して多重化
することが可能となる。 （３）請求項１において、マルチプロトコル階層のデー
タ通信において、上位プロトコルを利用し、下位プロト
コルでショートパケットの多重転送を行なうことを特徴
とする。

【００２０】このように構成すれば、マルチプロトコル
階層のデータ通信において、上位プロトコルのパケット
保証用の応答フレーム等、ショートパケットを下位プロ
トコルで多重転送を行なうことにより、下位プロトコル
間のパケット輻輳を防止することが可能になり、且つ上
位プロトコルのパケット通信のスループットも上げるこ
とが可能になる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態例を詳細に説明する。図２は本発明の多重・分
離方法とＬＰプロトコルフレーム例を示す図である。図
５と同一のものは、同一の符号を付して示す。本発明で
は、送信及び受信バッファをロングパケット用バッファ
とショートパケット用バッファに分離する。３５ａがデ
ータ受信用のロングパケット用バッファ、３５ｂが受信
用ショートパケットバッファ、３４ａがデータ送信用の
ロングパケット用バッファ、３４ｂが送信用ショートパ
ケットバッファである。ショートパケット用バッファ３
４ｂ、３５ｂは基地局毎に設けられており、応答フレー
ムＲＲを蓄える。

【００２２】回線終端部３０と基地局１０では、一定時
間ショートパケット数を監視し、ショートパケットをシ
ョートパケット用バッファ３４ｂ、３５ｂに蓄える。デ
ータ転送制御手段６０（図１参照）は、一定時間経過後
或いはショートパケット数が一定値に達したら、多重情
報を付加してショートパケットを送信する。

【００２３】（ａ）にショートパケット転送例を示す。
ショートパケット転送フレームは、ＬＰプロトコル用の
ヘッダと、ショートパケット多重情報部とが設けられ、
その後に携帯端末１から携帯端末ｎまでの応答フレーム
（ＲＲ）が多重化される。応答フレームは、携帯端末の
ＩＤと制御情報より構成される。フレームの最後に、Ｌ
Ｐプロトコル用のエラーチェック部が設けられる。

【００２４】ここで、ショートパケット多重情報部の構
成について説明する。この部分は、多重化しているか否
かを示すフラグと、多重化しているパケット数より構成
されている。例えば、多重化している場合にはフラグに
“１”が立ち、多重化していない場合には“０”とな
る。多重化しているパケット数は、例えばパケット数が
１２であれば、“１２”が記憶される。パケット数を表
わすのに必要なビット数は１バイト程度である。

【００２５】（ｂ）はロングパケット転送例を示す。ロ
ングパケット転送フレームは、ＬＰプロトコル用のヘッ
ダと、使用されていないショートパケット多重情報部
と、その後にＭＰプロトコルデータが入る。最後にはＬ
Ｐプロトコル用のエラーチェックが入る。

【００２６】図３は本発明のプロトコルシーケンス例を
示す図である。ホスト交換機４０から携帯端末１〜９に
対するデータＩ（ＭＰＩ）が送出されると、これらデー
タは、ＬＰプロトコルを介して各携帯端末に通知され
る。この場合において、基地局ｙは回線終端部ＬＰｘに
対して複数回のデータ到着に対して１回ＬＰプロトコル
の応答ＲＲを返す。

【００２７】また、データＩ（ＭＰＩ）を受けた携帯端
末は、基地局ｙに対して応答ＲＲを返す。このＲＲはＭ
Ｐプロトコル用応答である。この応答は、基地局に到達
する度にショートパケット送信用バッファ（図示せず）
に蓄えられていく。そして、全ての携帯端末からの応答
ＲＲを受信し終えたら、基地局ｙは、送信用バッファに
記憶されているショートパケットを読出してＲＲデータ
を多重化して回線終端部ＬＰｘに送る。

【００２８】回線終端部ＬＰｘでは、多重化データを受
け取ると、これらデータをデータ転送制御手段６０（図
示せず）が分離して、図に示すようにホスト交換機４０
に対してＲＲ応答をＭＰ１〜ＭＰ９までまとめて連続し
て返す。

【００２９】一方、携帯端末１０〜１５からホスト交換
機４０に対してデータＩ（ＭＰＩ）が送出されると、こ
れらデータは、ＬＰプロトコルを介してホスト交換機４
０に通知される。この場合において、回線終端部ＬＰｘ
は、基地局ｙに対して複数回に１回のＬＰプロトコルの
応答ＲＲを返す。

【００３０】ホスト交換機４０は、これらＭＰデータを
受信すると、回線終端部ＬＰｘに対してＭＰプロトコル
の応答ＲＲを返す。これらデータは、回線終端部ＬＰｘ
に到達する度に、回線終端部ＬＰｘに設けられたショー
トパケット受信用バッファ３５ｂに蓄えられる。そし
て、ホスト交換機４０からの全ての応答ＲＲを受信し終
えたら、回線終端部ＬＰｘのデータ転送制御手段６０
は、受信用ショートパケットバッファ３５ｂに記憶され
ているショートパケットを読出してＲＲデータを多重化
して基地局ｙに送る。

【００３１】基地局ｙでは、多重化データを受け取る
と、これらデータをデータ転送制御手段６０が分離し
て、図に示すように各携帯端末に対してＲＲ応答をＭＰ
１０〜ＭＰ１５までまとめて連続して返す。

【００３２】この実施の形態例によれば、前記データ転
送制御手段６０がショートパケットのみ多重化して転送
するので、その分データ転送容量がすくなくてすみ、第
１に回線終端部のバッファ量を大量に保持することなく
バッファビジーを回避することができ、第２にショート
パケットを多重化して転送することにより、ＬＰプロト
コル上の負荷を軽減しかつ回線転送効率を上げることが
でき、第３にショートパケットを多重化し転送すること
により、ある基地局のショートパケット（応答フレー
ム）増加による他の基地局への影響がないように回線終
端部の処理能力を圧迫せずデータスループットを上げる
ことが可能となる。

【００３３】また、前記データ転送制御手段６０は、シ
ョートパケットデータとロングパケットデータをそれぞ
れ分離して格納するバッファを持ち、ショートパケット
用のバッファからデータを読み出して多重化することが
できる。

【００３４】これによれば、ショートパケット用バッフ
ァに格納されているデータを読み出して多重化すること
が可能となる。また、マルチプロトコル階層のデータ通
信において、上位プロトコルを利用し、下位プロトコル
でショートパケットの多重転送を行なうことができる。

【００３５】これによれば、マルチプロトコル階層のデ
ータ通信において、上位プロトコルのパケット保証用の
応答フレーム等、ショートパケットを下位プロトコルで
多重転送を行なうことにより、下位プロトコル間のパケ
ット輻輳を防止することが可能になり、且つ上位プロト
コルのパケット通信のスループットも上げることが可能
になる。

【００３６】図４は本発明の回線終端部３０の構成例を
示すブロック図である。図５、図２と同一のものは、同
一の符号を付して示す。図において、１０は複数の基地
局、３１はその一方が基地局１０と接続された基地局イ
ンタフェース部、３２は該基地局インタフェース部３１
と接続されるプロトコル終端部である。該プロトコル終
端部３２の他方は共通バスＢ１と接続されている。

【００３７】６１は共通バスＢ１と接続され、ＬＰｘ処
理を行なうＣＰＵ（ＣＰＵ１）、６２は共通バスＢ２と
接続され、ホスト交換機とのインタフェース機能を有す
るＣＰＵ（ＣＰＵ２）である。３９はＣＰＵ１とＣＰＵ
２間の制御情報、データのやりとりを行なう制御バッフ
ァである。ＣＰＵ１はショートパケット振り分け機能を
有し、ＣＰＵ２はショートパケットの多重／分離機能を
有している。

【００３８】３４は共通バスＢ１、Ｂ２と接続され、受
信データを蓄える受信バッファで、通常データを蓄える
通常バッファ３４ａと、ショートパケットデータを蓄え
るショートパケットバッファ３４ｂから構成されてい
る。３５は共通バスＢ１、Ｂ２と接続され、送信データ
を蓄える送信バッファで、通常バッファ３５ａとショー
トパケットバッファ３５ｂより構成されている。３７は
共通バスＢ１と接続されるメモリ、３８は共通バスＢ２
と接続されるメモリ、３６はホスト交換機４０と回線終
端部３０を接続するホストインタフェースである。図１
に示すデータ転送制御手段６０は、この実施の形態例の
ＣＰＵ１、ＣＰＵ２及び制御バッファ３９に相当する。

【００３９】このように構成されたシステムにおいて、
ＬＰｘ処理を行なうＣＰＵ１と、ホスト交換機４０との
インタフェース機能を持つＣＰＵ２とで構成され、ＣＰ
Ｕ２はホスト交換機４０から受信した応答（ＲＲ）パケ
ットをショートパケットバッファ３４ｂで受信し、一定
数になったら、制御バッファ３９にてＣＰＵ１に通知す
る。

【００４０】ＣＰＵ１は、多重パケットを指定のＬＰｘ
に送信する。また、基地局から送付された多重パケット
は、ＣＰＵ１により多重パケットか通常データかにより
振り分けられる。そして、送信バッファ３５に蓄えられ
る。ＣＰＵ２は、多重パケットを分離し、ホスト交換機
４０に送信する。

【００４１】本発明によれば、ある基地局配下のホスト
交換機と携帯端末間のデータ量が増加した場合に、上位
プロトコル手順（応答フレーム）のショートパケット量
の影響を軽減し、回線終端部のバッファ量を大量に保持
することなくバッファビジーを回避することが可能とな
る。また、ショートパケットを多重化して転送すること
により、ＬＰプロトコル上の負荷を軽減し、かつ回線転
送効率を上げることができる。また、ショートパケット
を多重化し、転送することにより、ある基地局のショー
トパケット（応答フレーム）増加による他の基地局への
影響がないように回線終端部の処理能力を圧迫せず、デ
ータスループットを上げることが可能となる。

【００４２】上述の実施の形態例では、移動体パケット
通信の場合を例にとて説明したが、本発明はこれに限る
ものではなく、基地局を介して接続される端末を有する
パケット通信システムについても適用することが可能で
ある。

【００４３】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば以下の効果が生じる。 （１）請求項１記載の発明によれば、データ転送制御手
段がショートパケットのみ多重化して転送するので、そ
の分データ転送容量が少なくてすみ、第１に回線終端部
のバッファ量を大量に保持することなくバッファビジー
を回避することができ、第２にショートパケットを多重
化して転送することにより、ＬＰプロトコル上の負荷を
軽減しかつ回線転送効率を上げることができ、第３にシ
ョートパケットを多重化し転送することにより、ある基
地局のショートパケット（応答フレーム）増加による他
の基地局への影響がないように回線終端部の処理能力を
圧迫せずデータスループットを上げることが可能とな
る。

【００４４】（２）請求項２記載の発明によれば、デー
タ転送制御手段は、ショートパケットデータとロングパ
ケットデータをそれぞれ分離して格納するバッファを持
ち、ショートパケット用のバッファからデータを読み出
して多重化する。この結果、ショートパケット用バッフ
ァに格納されているデータを読み出して多重化すること
が可能となる。

【００４５】（３）請求項３記載の発明によれば、マル
チプロトコル階層のデータ通信において、上位プロトコ
ルを利用し、下位プロトコルでショートパケットの多重
転送を行なう。この結果、マルチプロトコル階層のデー
タ通信において、上位プロトコルのパケット保証用の応
答フレーム等、ショートパケットを下位プロトコルで多
重転送を行なうことにより、下位プロトコル間のパケッ
ト輻輳を防止することが可能になり、且つ上位プロトコ
ルのパケット通信のスループットも上げることが可能に
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理ブロック図である。

【図２】本発明のバッファ多重・分離方法とＬＰプロト
コルフレーム例を示す図である。

【図３】本発明のプロトコルシーケンス例を示す図であ
る。

【図４】本発明の回線終端部の構成例を示すブロック図
である。

【図５】移動体パケット通信システムの従来構成例を示
すブロック図である。

【図６】プロトコル階層を示す図である。

【図７】従来のプロトコルシーケンス例を示す図であ
る。

【図８】従来のバッファ使用方法を示す図である。

【符号の説明】

１ 携帯端末 １０ 基地局 ３０ 回線終端部 ４０ ホスト交換機 ６０ データ転送制御手段

フロントページの続き Ｆターム(参考） 5K030 GA03 HA08 HB28 HB29 HC01 HC09 JA01 JA08 JL01 JT09 KA01 KA03 KA13 LE06 5K033 AA01 DA06 DA19 DB13 DB14 DB17 5K034 EE11 FF09 HH01 HH02 HH23

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の加入者端末と接続される複数の基
   地局と、 これら基地局と接続され、回線の終端を行なう回線終端
   部と、 該回線終端部と接続されるホスト交換機とにより構成さ
   れるパケット通信システムにおいて、 前記回線終端部内に、ショートパケットのみ多重化して
   転送するデータ転送制御手段を具備することを特徴とす
   るパケット通信システム。
2. 【請求項２】 前記データ転送制御手段は、ショートパ
   ケットデータとロングパケットデータをそれぞれ分離し
   て蓄えるバッファを持ち、ショートパケット用のバッフ
   ァからデータを読み出して多重化す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。
3. 【請求項３】 マルチプロトコル階層のデータ通信にお
   いて、上位プロトコルを利用し、下位プロトコルでショ
   ートパケットの多重転送を行なう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。