JPH0553421B2

JPH0553421B2 -

Info

Publication number: JPH0553421B2
Application number: JP61158232A
Authority: JP
Inventors: Yukitsuna Furuya
Original assignee: Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1986-07-04
Filing date: 1986-07-04
Publication date: 1993-08-10
Also published as: JPS6313540A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は非常に多数の端末が複数の周波数チヤ
ネルを共用する移動無線データ通信システムの移
動データ端末のチヤネル選択方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a channel selection method for mobile data terminals in a mobile radio data communication system in which a large number of terminals share a plurality of frequency channels.

（従来の技術）移動する個人がそれぞれ端末を保有し、どこに
いても通信が確保できるようにすることは通信の
究極的な目的である。しかしながらこの様な要求
を満足するためには非常に多くの周波数資源が要
求される。この様な要求に対して数多くのユーザ
に対して移動通信サービスを提供するためには、
端末当たりのデータ量が極めて少ないデータ端末
を効率良く収容する移動データ通信システムを開
発する必要がある。この様な端末当たりのトラフ
イツク量が少ないシステムにおける効率の良い端
末収容方法として通信中の端末のみをポーリング
する方法がある。この方法においてはセンタは通
信中の端末のみをポーリングする。また新たに通
信を開始しようとする端末の為にセンタは特定の
ポーリング番号を送信し、端末はその番号がセン
タから送信された時のみに接続要求信号を送信で
きるようにする方法がある。この様な方法の例は
昭和60年７月出願の特許〔通信方法〕（出願番号
60−162228）に詳しく記述されている。一方、端
末数が極めて多くなるとそれらを収容する無線チ
ヤネルも太いものでなくてはならない。そのため
には帯域の広い高速なチヤネルを用いる方法と、
狭帯域のチヤネルを複数個用いる方法とがある。
広帯域のチヤネルを用いる方法は制御は簡単であ
るが、雑音も多くなるため、端末からの送信出力
も大きくしなくてはならず、携帯型の端末に対し
てサービスを行うには問題がある。従つて本発明
においては複数の狭帯域チヤネルを用いる方式に
ついて述べる。複数の狭帯域チヤネルを用いる
と、どのようにしてチヤネルを選択するかが大き
な問題となる。またそれぞれのチヤネルにどうい
うタイミングで送信すれば良いかも大きな問題で
ある。このようなマルチチヤネルのデータ通信シ
ステムは現在のところまだ実用化されていないが
研究段階のものとしてテレターミナルシステムが
ある。このシステムではそれぞれのチヤネルをス
ロツトに区切り、各端末はそれぞれのスロツトに
ランダムアクセスによつて送信することにしてい
る。またチヤネルの選択に関しては、センタ側か
らあきチヤネル情報を送り、端末はその情報に基
づいてチヤネルを選択して送信するようにしてい
る。この方式については昭和60年８月に郵政省テ
レターミナルシステム研究会から発行されたテレ
ターミナルに関する調査研究報告書に詳しく記述
されている。(Prior Art) The ultimate goal of communications is to enable each mobile individual to own a terminal and secure communications no matter where they are. However, in order to satisfy such requirements, a large amount of frequency resources are required. In order to provide mobile communication services to a large number of users in response to such demands,
There is a need to develop a mobile data communication system that efficiently accommodates data terminals with extremely small amounts of data per terminal. As an efficient method for accommodating terminals in such a system where the amount of traffic per terminal is small, there is a method of polling only terminals that are communicating. In this method, the center polls only communicating terminals. There is also a method in which the center transmits a specific polling number for a terminal that wants to start a new communication, and the terminal can transmit a connection request signal only when that number is transmitted from the center. An example of such a method is the patent [Communication method] filed in July 1985 (Application number
60-162228). On the other hand, when the number of terminals increases significantly, the wireless channels that accommodate them must also be thick. To achieve this, there is a method of using a high-speed channel with a wide band,
There is a method of using a plurality of narrowband channels.
Methods using wideband channels are easy to control, but they also generate a lot of noise and require a large transmission output from the terminals, which poses a problem when providing services to portable terminals. Therefore, in the present invention, a method using multiple narrowband channels will be described. With multiple narrowband channels, how to select a channel becomes a major problem. Another big problem is when to send data to each channel. Although such a multi-channel data communication system has not yet been put into practical use, there is a teleterminal system that is at the research stage. In this system, each channel is divided into slots, and each terminal transmits to each slot by random access. Regarding channel selection, the center side sends open channel information, and the terminal selects a channel based on that information and transmits. This method is described in detail in a research report on teleterminals published by the Teleterminal System Study Group of the Ministry of Posts and Telecommunications in August 1985.

（発明が解決しようとする問題点）しかしこのような方法で使用するチヤネルを決
定すると、センタから通知されたあきチヤネルに
トラフイツクが集中してしまい、チヤネル間の負
荷分散が旨く行かないため、かえつて衝突が増加
してしまう。本発明の目的は、上述の従来のチヤ
ネル選択方式の欠点を取り除き、複数のチヤネル
でアクセススロツトを設けてポーリングを行つて
いるようなシステムにおいて衝突が最も少なくな
るようなチヤネル選択方式を提供することにあ
る。(Problem to be solved by the invention) However, if the channels to be used are determined in this way, traffic will concentrate on the empty channels notified by the center, and the load distribution between channels will not be effective. As a result, collisions will increase. An object of the present invention is to eliminate the drawbacks of the conventional channel selection method described above, and to provide a channel selection method that minimizes collisions in a system in which access slots are provided in a plurality of channels and polling is performed. There is a particular thing.

（問題点を解決するための手段）本発明においては多数のデータ端末が複数のチ
ヤネルを共有する移動無線データ通信システムで
基地局がそれぞれチヤネルにおいてそれぞれの端
末のうち接続動作を行い通信中の状態と基地局が
判断するものにたいしてのみポーリングを行い、
新たに通信を開始しようとする端末は予め定めら
れたアクセススロツトと呼ばれる特定のポーリン
グ番号が到着した時のみに接続要求信号を送信で
きるような通信方式において、基地局は制御チヤ
ネルを用いてそれぞれのチヤネルにおいて通信中
の端末数を各端末に対して通知し、各端末は通信
を開始しようとする場合には前記アクセススロツ
トのトラフイツク量が各チヤネルで等しくなる様
な確率でチヤネルを選択することを特徴としたチ
ヤネル選択方法を用いることで上記問題点を解決
している。(Means for Solving the Problems) In the present invention, in a mobile radio data communication system in which a large number of data terminals share a plurality of channels, a base station performs a connection operation among the terminals in each channel, and a communication state is established. Polling is performed only for those that the base station determines to be
In a communication system in which a terminal attempting to start a new communication can send a connection request signal only when a specific polling number called an access slot arrives, the base station uses a control channel to Each terminal is notified of the number of terminals currently communicating on the channel, and when each terminal wants to start communication, it selects a channel with a probability that the traffic amount of the access slot is equal for each channel. The above problem is solved by using a channel selection method characterized by the following.

（作用）データ端末が通信を開始する場合には全ての端
末に対して通信チヤネルを割り当てているのでも
ないかぎりランダムアクセスにならざるをえな
い。このことはそれぞれの端末は他の端末がどう
いう状態にあるかを知ることができないところか
ら来ている。この様な条件下で衝突の確率を最小
にするためには全てのチヤネルにおけるアクセス
スロツトに対しての負荷が均等になるようにする
のが最善の方法である。それぞれのチヤネルに対
してセンタ側が通信中の端末に対してのみポーリ
ングをかけるような方式に対してはポーリングの
数によつてチヤネル毎にアクセススロツトの実質
的な容量が異なる。この為本発明ではセンタ側か
らそれぞれのチヤネルにおけるポーリング数の情
報を流し端末においてそれぞれのチヤネルに対す
る負荷が等しくなるような確率でチヤネルを選択
するようにしている。(Operation) When data terminals start communication, random access is inevitable unless communication channels are assigned to all terminals. This comes from the fact that each terminal cannot know what state the other terminals are in. In order to minimize the probability of collision under such conditions, it is best to equalize the load on the access slots in all channels. For a system in which the center side polls only communicating terminals for each channel, the actual capacity of the access slot differs for each channel depending on the number of polls. For this reason, in the present invention, information on the number of polls in each channel is sent from the center side, and the terminal selects a channel with a probability that the load on each channel is equal.

（実施例）第２図に本発明の用いられるシステムの構成を
示す。端末Ｔ１〜Ｔ４はそれぞれセンタＣと通信
を行う。チヤネル数は２とし、各端末は何れかの
チヤネルを選択して接続要求信号を送信し通信を
開始する。接続が完了するとセンタ側から端末に
対してポーリングがかけられ、端末はポーリング
信号に応じてデータを送信する。接続要求信号は
ポーリング番号が０のときのみに送信することが
できる。複数の端末が同時に同じチヤネルでポー
リング番号が０のときに接続要求信号を送信する
と、衝突を起こし正しく接続要求が伝わらない。
このことはチヤネル上に乗つているポール数が多
いほど起こりやすい。これは多くの端末がポーリ
ングされているとポーリング番号０が到着する間
隔が長くなるためその間に複数の接続要求が発生
する確率が高くなるためである。従つてもしチヤ
ネル１での通信端末数がチヤネル２での通信端末
数よりも少ないとするとチヤネル２の方が衝突を
起こしやすい。従つて端末ではチヤネル２の方に
より高い確率でアクセスするのが望ましい。この
様子を第３図に示す。衝突確率を最小にするため
には、各チヤネルのアクセススロツト（図中上り
チヤネルの斜線部）における接続要求信号のトラ
フイツク量が等しくなるようにすればよい。その
ための本発明の実施例におけるアルゴリズムを第
１図にしめす。まずセンタでは下りの制御チヤネ
ルを用いてそれぞれのチヤネルにおけるポーリン
グ中の端末数を放送する。これから通信を開始し
ようとする端末はその情報に基づいて使用するチ
ヤネルを定める。アセクセススロツトも一つのポ
ーリングと考えるとPi個のポーリングの乗つてい
るチヤネルｉには１／（Ａ＊Pi＋１）の割合でア
クセススロツトがある。但しＡは平均メツセージ
長である。従つてＳ＝_N 〓ⁱ⁼¹ １／（APi＋１）（Ｎはチヤネル数）とし、 Qi＝１／（Ｓ＊（Ａ＊Pi＋１））という確率Qiでチヤネルｉを選択するように制
御すれば、それぞれのチヤネルにおけるアクセス
スロツトのトラフイツク量を等しくでき、接続要
求信号の衝突確率を最小にすることができる。も
しもトラフイツク量に偏りがあると、トラフイツ
ク量の最も多いチヤネルでの衝突確率が極めて大
きくなつてしまい、全体としてのスループツトは
下がつてしまう。平均メツセージ長Ａはセンタが
放送するようにしても良いし予め端末に記憶され
ているとしても良い。(Example) FIG. 2 shows the configuration of a system in which the present invention is used. Each of the terminals T1 to T4 communicates with the center C. The number of channels is two, and each terminal selects one of the channels, transmits a connection request signal, and starts communication. When the connection is completed, the center polls the terminal, and the terminal transmits data in response to the polling signal. A connection request signal can be sent only when the polling number is 0. If multiple terminals simultaneously transmit connection request signals on the same channel when the polling number is 0, a collision will occur and the connection requests will not be transmitted correctly.
This is more likely to occur as the number of poles on the channel increases. This is because when many terminals are polled, the interval between polling number 0 arrivals becomes longer, and the probability that multiple connection requests will occur during that time increases. Therefore, if the number of communication terminals in channel 1 is smaller than the number of communication terminals in channel 2, collisions are more likely to occur in channel 2. Therefore, it is desirable for the terminal to access channel 2 with a higher probability. This situation is shown in FIG. In order to minimize the probability of collision, the amount of traffic of connection request signals in the access slots of each channel (shaded portion of the up channel in the figure) should be made equal. An algorithm for this purpose in an embodiment of the present invention is shown in FIG. First, the center uses downlink control channels to broadcast the number of terminals currently polling in each channel. A terminal that is about to start communication decides which channel to use based on this information. Considering that an access slot is also one polling, there are access slots at a ratio of 1/(A*Pi+1) in channel i on which Pi polls are carried. However, A is the average message length. Therefore, if we set S= _N 〓 ⁱ⁼¹ 1/(APi+1) (N is the number of channels) and control to select channel i with probability Qi of Qi=1/(S*(A*Pi+1)), The traffic amount of the access slots in each channel can be equalized, and the probability of collision of connection request signals can be minimized. If the amount of traffic is uneven, the probability of collision in the channel with the highest amount of traffic becomes extremely large, and the overall throughput decreases. The average message length A may be broadcast by the center or may be stored in the terminal in advance.

（発明の効果）以上詳細に記したように、本発明によれば、複
数のチヤネルを有しそれぞれのチヤネルにアクセ
ススロツトを設けて接続を行い、接続された端末
に対してはポーリングを行うようなシステムにお
いて、衝突確率が最も小さくなるような端末呼出
し方法を提供することができる。(Effects of the Invention) As described in detail above, according to the present invention, there is a plurality of channels, each channel is provided with an access slot, connection is made, and connected terminals are polled. In such a system, it is possible to provide a terminal calling method that minimizes the probability of collision.

[Brief explanation of the drawing]

第１図は本発明の１実施例の動作を示すフロー
チヤート、第２図は本発明の用いられるシステム
の構成の例を示すブロツク図、第３図は本発明の
実施例の動作をチヤネル上の信号フオーマツトを
用いて説明するためのタイミングチヤートであ
る。Ｃ……センタ、Ｔ１〜Ｔ４……端末。 FIG. 1 is a flowchart showing the operation of one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing an example of the configuration of a system in which the present invention is used, and FIG. 3 is a channel diagram showing the operation of the embodiment of the present invention. This is a timing chart for explaining using the signal format. C...Center, T1-T4...Terminal.

Claims

[Claims]

1 In a mobile radio data communication system in which many data terminals share multiple channels, a base station performs a polling operation on each channel only to those terminals that the base station determines are in a communicating state. In a channel selection method for a mobile data terminal using a communication method, a terminal attempting to start a new communication can send a connection request signal only when a specific polling number as a predetermined access slot arrives. , the base station uses the control channel to notify each terminal of the number of terminals communicating in each channel, and when each terminal attempts to start communication, the base station determines the traffic amount of the access slot in each channel. A channel selection method for a mobile data terminal, characterized by selecting channels with equal probabilities.