(57)【要約】【課題】上り通信の帯域割当を行うにあたり、１台の端局装置あたりに収容する加入者線終端装置数を増やした場合であっても、高帯域利用効率及び低遅延時間を実現する。【解決手段】送信要求抑制部１１は、一部又は全ての加入者線終端装置２に対して、送信要求メッセージの通知を抑制する。そして、要求帯域予測処理部１３は、送信要求メッセージの通知を抑制した一部又は全ての加入者線終端装置２について、送信要求メッセージに基づいて送信要求量Ｒを取得することに代えて、過去の送信流量Ｍに基づいて送信要求量Ｒを予測する。よって、１台の端局装置１あたりに収容する加入者線終端装置２の台数を増やした場合であっても、高帯域利用効率及び低遅延時間を実現することができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一又は複数の加入者線終端装置を接続され、前記一又は複数の加入者線終端装置に対して、上り通信の帯域割当を行う端局装置であって、
前記一又は複数の加入者線終端装置のうち一部又は全ての加入者線終端装置に対して、上り通信の送信要求量の通知を抑制する送信要求量通知抑制部と、
上り通信の送信要求量の通知を抑制された前記一部又は全ての加入者線終端装置について、上り通信の各帯域割当周期における送信流量を観測する送信流量観測部と、
上り通信の送信要求量の通知を抑制された前記一部又は全ての加入者線終端装置について、観測された上り通信の過去の帯域割当周期における送信流量に基づいて、上り通信の将来の帯域割当周期における送信要求量を予測する送信要求量予測部と、
上り通信の送信要求量の通知を抑制された前記一部又は全ての加入者線終端装置について、予測された上り通信の将来の帯域割当周期における送信要求量に基づいて、上り通信の将来の帯域割当周期における送信許可量を決定する送信許可量決定部と、
を備えることを特徴とする端局装置。
【請求項２】
観測された上り通信の過去の帯域割当周期における送信流量が、決定された上り通信の過去の帯域割当周期における送信許可量に、近接する程度を算出し、
算出した近接する程度の高低に基づいて、上り通信の未送信データ量の多少を推測し、推測した未送信データ量の多少に基づいて、観測された上り通信の各帯域割当周期における送信流量に対して、補正を行う送信流量補正部、
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の端局装置。
【請求項３】
前記送信流量補正部は、
算出した近接する程度が高いほど、上り通信の未送信データ量が多いと推測し、観測された上り通信の各帯域割当周期における送信流量に対して、割り増し補正を行い、
算出した近接する程度が低いほど、上り通信の未送信データ量が少ないと判断し、観測された上り通信の各帯域割当周期における送信流量に対して、そのまま出力を行う
ことを特徴とする請求項２に記載の端局装置。
【請求項４】
観測された上り通信の過去の帯域割当周期における送信流量を、帯域割当の周期を用いて正規化することに代えて、送信開始時刻の間隔を用いて正規化する送信流量正規化部、
をさらに備えることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の端局装置。
【請求項５】
前記送信要求量予測部は、
観測された上り通信の過去の帯域割当周期における送信流量が、時間経過につれて増加傾向にあるか減少傾向にあるかを判断し、
送信流量が増加傾向にあると判断したとき、上り通信の将来の帯域割当周期における送信要求量を、上り通信の現在又は過去の帯域割当周期における送信要求量より大きく予測し、
送信流量が減少傾向にあると判断したとき、上り通信の将来の帯域割当周期における送信要求量を、上り通信の現在又は過去の帯域割当周期における送信要求量以下として予測する
ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の端局装置。
【請求項６】
前記送信要求量予測部は、
観測された上り通信の過去の帯域割当周期における送信流量の累積平均が、時間経過につれて増加傾向にあるか減少傾向にあるかを判断し、
累積平均が増加傾向にあると判断したとき、上り通信の将来の帯域割当周期における送信要求量を、上り通信の現在又は過去の帯域割当周期における送信要求量より大きく予測し、
累積平均が減少傾向にあると判断したとき、上り通信の将来の帯域割当周期における送信要求量を、上り通信の現在又は過去の帯域割当周期における送信要求量以下として予測する
ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の端局装置。
【請求項７】
前記送信要求量予測部は、観測された上り通信の過去の帯域割当周期における送信流量について、時間経過の近似関数を算出し、算出した時間経過の近似関数に基づいて、上り通信の将来の帯域割当周期における送信要求量を予測する
ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の端局装置。
【請求項８】
上り通信の送信要求量の通知を抑制された前記一部又は全ての加入者線終端装置から、上り通信の蓄積データ量の通知を受信する送信要求量通知受信部と、
上り通信の蓄積データ量が通知されたとき、観測された上り通信の過去の帯域割当周期における送信流量に対して、通知された上り通信の蓄積データ量に基づいて、割り増し補正を行い、上り通信の蓄積データ量が通知されないとき、観測された上り通信の過去の帯域割当周期における送信流量に対して、そのまま出力を行う割り増し補正部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の端局装置。
【請求項９】
上り通信の送信要求量の通知を抑制された前記一部又は全ての加入者線終端装置から、上り通信の蓄積データ量の通知を受信する送信要求量通知受信部、をさらに備え、
前記送信要求量予測部は、上り通信の蓄積データ量が通知されたとき、予測した上り通信の将来の帯域割当周期における送信要求量に対して、通知された上り通信の蓄積データ量に基づいて、割り増し補正を行い、上り通信の蓄積データ量が通知されないとき、予測した上り通信の将来の帯域割当周期における送信要求量に対して、そのまま出力を行う
ことを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の端局装置。
【請求項１０】
上り通信の送信要求量の通知を抑制された前記一部又は全ての加入者線終端装置から、上り通信の蓄積データ量の通知を受信する送信要求量通知受信部、をさらに備え、
前記送信許可量決定部は、上り通信の蓄積データ量が通知されたとき、通知された上り通信の蓄積データ量に基づいて、上り通信の将来の帯域割当周期における送信許可量を決定し、上り通信の蓄積データ量が通知されないとき、予測された上り通信の送信要求量に基づいて、上り通信の将来の帯域割当周期における送信許可量を決定する
ことを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の端局装置。
【請求項１１】
一又は複数の加入者線終端装置を接続される端局装置が、前記一又は複数の加入者線終端装置に対して、上り通信の帯域割当を行う帯域割当方法であって、
前記一又は複数の加入者線終端装置のうち一部又は全ての加入者線終端装置に対して、上り通信の送信要求量の通知を抑制する送信要求量通知抑制ステップと、
上り通信の送信要求量の通知を抑制された前記一部又は全ての加入者線終端装置について、上り通信の各帯域割当周期における送信流量を観測する送信流量観測ステップと、
上り通信の送信要求量の通知を抑制された前記一部又は全ての加入者線終端装置について、観測された上り通信の過去の帯域割当周期における送信流量に基づいて、上り通信の将来の帯域割当周期における送信要求量を予測する送信要求量予測ステップと、
上り通信の送信要求量の通知を抑制された前記一部又は全ての加入者線終端装置について、予測された上り通信の将来の帯域割当周期における送信要求量に基づいて、上り通信の将来の帯域割当周期における送信許可量を決定する送信許可量決定ステップと、
を順に備えることを特徴とする帯域割当方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一又は複数の加入者線終端装置に対して、上り通信の帯域割当を行うにあたり、高帯域利用効率及び低遅延時間を実現する端局装置及び帯域割当方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
受動光通信網では、１台の端局装置に対して複数の加入者線終端装置が、Ｐ２ＭＰ（Ｐｏｉｎｔ−ｔｏ−Ｍｕｌｔｉ−Ｐｏｉｎｔ）で接続されている。つまり、各加入者線終端装置間は、直接の通信を行えないため、端局装置を介した通信を行う。ここで、各加入者線終端装置から端局装置への通信は、端局装置による各加入者線終端装置の送信時間の制御を必須としており、時分割多重方式により多重化されている。
【０００３】
端局装置による各加入者線終端装置の送信時間の制御には、各加入者線終端装置の送信時間の長さを帯域割当周期毎に様々に変化させる動的帯域割当が有効である。
【０００４】
各加入者線終端装置に入力されたデータは、一旦内部のバッファに蓄積される。そして、各加入者線終端装置は、内部のバッファに蓄積されたデータの容量に基づいて、送信要求量を算出し、送信要求メッセージに記載し、端局装置へと通知する。
【０００５】
端局装置は、各加入者線終端装置から通知された送信要求量に基づいて、各加入者線終端装置の送信許可量を決定し、各加入者線終端装置の送信時間が重複しないように、各加入者線終端装置の送信開始時刻を算出し、これらの送信要求量及び送信開始時刻を各加入者線終端装置へと通知する。そして、端局装置は、各加入者線終端装置が次の送信要求メッセージを送信するための送信許可量及び送信開始時刻を別途算出し、これらの送信要求量及び送信開始時刻を別途各加入者線終端装置へと通知する。
【０００６】
このように、各加入者線終端装置から端局装置への要求帯域に応じて、端局装置が各加入者線終端装置に帯域割当周期毎に送信時間を割り当てることにより、受動光通信網の通信帯域を無駄なく使用し、高帯域利用効率及び低遅延時間を実現する。
【０００７】
動的帯域割当を行う例として、特許文献１を説明する。各加入者線終端装置は、割当の候補となる複数の送信要求量を１つの送信要求メッセージに記載して送信する。端局装置は、１つの送信要求メッセージに記載された複数の送信要求量のうち、通信の状況に応じて最適な候補を選択して、送信許可量を割り当てる。これにより、送信許可量と実際に送信に要する信号の長さを一致させられるため、帯域利用効率を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３７６８４２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
受動光通信網は、１台の端局装置を複数のユーザで共用することから、低コストなサービスの提供を実現する。そのため、サービスの更なる低コスト化には、１台の端局装置あたりに収容する加入者線終端装置数を増やす方法が有効である。しかし、送信要求メッセージは、加入者線終端装置毎に通知されるため、加入者線終端装置数を増やすと、送信要求メッセージ数が増加して、以下に示す課題が生じていた。
【００１０】
従来と同様な間隔で送信要求メッセージが通知されると、送信要求メッセージが通信帯域に占める割合が増加することから、データ送信に使用できる通信帯域が減少し、帯域利用効率が低下する。従来より広い間隔で送信要求メッセージが通知されると、帯域利用効率が改善されるが、送信要求量の通知に遅延が生じて、データの送信も遅延が生じる。
【００１１】
そこで、前記課題を解決するために、本発明は、上り通信の帯域割当を行うにあたり、１台の端局装置あたりに収容する加入者線終端装置数を増やした場合であっても、高帯域利用効率及び低遅延時間を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、端局装置は、一部又は全ての加入者線終端装置に対して、送信要求メッセージの通知を抑制する。そして、端局装置は、送信要求メッセージの通知を抑制した一部又は全ての加入者線終端装置について、送信要求メッセージに基づいて送信要求量を取得することに代えて、過去の送信流量に基づいて送信要求量を予測する。
【００１３】
具体的には、本発明は、一又は複数の加入者線終端装置を接続され、前記一又は複数の加入者線終端装置に対して、上り通信の帯域割当を行う端局装置であって、前記一又は複数の加入者線終端装置のうち一部又は全ての加入者線終端装置に対して、上り通信の送信要求量の通知を抑制する送信要求量通知抑制部と、上り通信の送信要求量の通知を抑制された前記一部又は全ての加入者線終端装置について、上り通信の各帯域割当周期における送信流量を観測する送信流量観測部と、上り通信の送信要求量の通知を抑制された前記一部又は全ての加入者線終端装置について、観測された上り通信の過去の帯域割当周期における送信流量に基づいて、上り通信の将来の帯域割当周期における送信要求量を予測する送信要求量予測部と、上り通信の送信要求量の通知を抑制された前記一部又は全ての加入者線終端装置について、予測された上り通信の将来の帯域割当周期における送信要求量に基づいて、上り通信の将来の帯域割当周期における送信許可量を決定する送信許可量決定部と、を備えることを特徴とする端局装置である。
【００１４】
また、本発明は、一又は複数の加入者線終端装置を接続される端局装置が、前記一又は複数の加入者線終端装置に対して、上り通信の帯域割当を行う帯域割当方法であって、前記一又は複数の加入者線終端装置のうち一部又は全ての加入者線終端装置に対して、上り通信の送信要求量の通知を抑制する送信要求量通知抑制ステップと、上り通信の送信要求量の通知を抑制された前記一部又は全ての加入者線終端装置について、上り通信の各帯域割当周期における送信流量を観測する送信流量観測ステップと、上り通信の送信要求量の通知を抑制された前記一部又は全ての加入者線終端装置について、観測された上り通信の過去の帯域割当周期における送信流量に基づいて、上り通信の将来の帯域割当周期における送信要求量を予測する送信要求量予測ステップと、上り通信の送信要求量の通知を抑制された前記一部又は全ての加入者線終端装置について、予測された上り通信の将来の帯域割当周期における送信要求量に基づいて、上り通信の将来の帯域割当周期における送信許可量を決定する送信許可量決定ステップと、を順に備えることを特徴とする帯域割当方法である。
【００１５】
この構成によれば、端局装置は、一部又は全ての加入者線終端装置に対して、送信要求メッセージの通知を抑制するため、１台の端局装置あたりに収容する加入者線終端装置数を増やした場合であっても、高帯域利用効率及び低遅延時間を実現することができる。
【００１６】
また、本発明は、観測された上り通信の過去の帯域割当周期における送信流量が、決定された上り通信の過去の帯域割当周期における送信許可量に、近接する程度を算出し、算出した近接する程度の高低に基づいて、上り通信の未送信データ量の多少を推測し、推測した未送信データ量の多少に基づいて、観測された上り通信の各帯域割当周期における送信流量に対して、補正を行う送信流量補正部、をさらに備えることを特徴とする端局装置である。
【００１７】
この構成によれば、端局装置は、過去の送信流量が過去の送信許可量に近接する程度の高低に基づいて、未送信データ量の多少を推測するため、過去の送信流量及び未送信データ量の両方に基づいて、送信要求量を精度よく予測することができる。
【００１８】
また、本発明は、前記送信流量補正部は、算出した近接する程度が高いほど、上り通信の未送信データ量が多いと推測し、観測された上り通信の各帯域割当周期における送信流量に対して、割り増し補正を行い、算出した近接する程度が低いほど、上り通信の未送信データ量が少ないと判断し、観測された上り通信の各帯域割当周期における送信流量に対して、そのまま出力を行うことを特徴とする端局装置である。
【００１９】
この構成によれば、端局装置は、未送信データ量が多いと推測したときには、過去の送信流量及び未送信データ量の両方に基づいて、送信要求量を精度よく予測することができ、未送信データ量が少ないと推測したときには、未送信データ量に基づかず過去の送信流量のみに基づいて、送信要求量を簡便に予測することができる。
【００２０】
また、本発明は、観測された上り通信の過去の帯域割当周期における送信流量を、帯域割当の周期を用いて正規化することに代えて、送信開始時刻の間隔を用いて正規化する送信流量正規化部、をさらに備えることを特徴とする端局装置である。
【００２１】
この構成によれば、端局装置は、過去の送信流量を帯域割当周期当たりで評価しないで単位時間当たりで評価するため、各加入者線終端装置の送信タイミングが帯域割当周期毎に異なる場合であっても、過去の送信流量を精度よく評価することができる。
【００２２】
また、本発明は、前記送信要求量予測部は、観測された上り通信の過去の帯域割当周期における送信流量が、時間経過につれて増加傾向にあるか減少傾向にあるかを判断し、送信流量が増加傾向にあると判断したとき、上り通信の将来の帯域割当周期における送信要求量を、上り通信の現在又は過去の帯域割当周期における送信要求量より大きく予測し、送信流量が減少傾向にあると判断したとき、上り通信の将来の帯域割当周期における送信要求量を、上り通信の現在又は過去の帯域割当周期における送信要求量以下として予測することを特徴とする端局装置である。
【００２３】
この構成によれば、端局装置は、送信流量が過去から直近へと増加傾向にあるか減少傾向にあるかに基づいて、送信要求量が過去から将来へと増加傾向にあるか減少傾向にあるかを、精度よく予測することができる。
【００２４】
また、本発明は、前記送信要求量予測部は、観測された上り通信の過去の帯域割当周期における送信流量の累積平均が、時間経過につれて増加傾向にあるか減少傾向にあるかを判断し、累積平均が増加傾向にあると判断したとき、上り通信の将来の帯域割当周期における送信要求量を、上り通信の現在又は過去の帯域割当周期における送信要求量より大きく予測し、累積平均が減少傾向にあると判断したとき、上り通信の将来の帯域割当周期における送信要求量を、上り通信の現在又は過去の帯域割当周期における送信要求量以下として予測することを特徴とする端局装置である。
【００２５】
この構成によれば、端局装置は、送信流量の累積平均が過去から直近へと増加傾向にあるか減少傾向にあるかに基づいて、送信要求量が過去から将来へと増加傾向にあるか減少傾向にあるかを、精度よく予測することができる。
【００２６】
また、本発明は、前記送信要求量予測部は、観測された上り通信の過去の帯域割当周期における送信流量について、時間経過の近似関数を算出し、算出した時間経過の近似関数に基づいて、上り通信の将来の帯域割当周期における送信要求量を予測することを特徴とする端局装置である。
【００２７】
この構成によれば、端局装置は、過去の送信流量の近似的な変化傾向に基づいて、将来の送信要求量の近似的な変化傾向を、精度よく予測することができる。
【００２８】
また、本発明は、上り通信の送信要求量の通知を抑制された前記一部又は全ての加入者線終端装置から、上り通信の蓄積データ量の通知を受信する送信要求量通知受信部と、上り通信の蓄積データ量が通知されたとき、観測された上り通信の過去の帯域割当周期における送信流量に対して、通知された上り通信の蓄積データ量に基づいて、割り増し補正を行い、上り通信の蓄積データ量が通知されないとき、観測された上り通信の過去の帯域割当周期における送信流量に対して、そのまま出力を行う割り増し補正部と、をさらに備えることを特徴とする端局装置である。
【００２９】
この構成によれば、端局装置は、送信要求メッセージの通知を抑制した加入者線終端装置について、送信要求メッセージを補助的に利用して、蓄積データ量を取得するため、蓄積データ量を考慮した送信流量を精度よく観測することができる。
【００３０】
また、本発明は、上り通信の送信要求量の通知を抑制された前記一部又は全ての加入者線終端装置から、上り通信の蓄積データ量の通知を受信する送信要求量通知受信部、をさらに備え、前記送信要求量予測部は、上り通信の蓄積データ量が通知されたとき、予測した上り通信の将来の帯域割当周期における送信要求量に対して、通知された上り通信の蓄積データ量に基づいて、割り増し補正を行い、上り通信の蓄積データ量が通知されないとき、予測した上り通信の将来の帯域割当周期における送信要求量に対して、そのまま出力を行うことを特徴とする端局装置である。
【００３１】
この構成によれば、端局装置は、送信要求メッセージの通知を抑制した加入者線終端装置について、送信要求メッセージを補助的に利用して、蓄積データ量を取得するため、蓄積データ量を考慮した送信要求量を精度よく予測することができる。
【００３２】
また、本発明は、上り通信の送信要求量の通知を抑制された前記一部又は全ての加入者線終端装置から、上り通信の蓄積データ量の通知を受信する送信要求量通知受信部、をさらに備え、前記送信許可量決定部は、上り通信の蓄積データ量が通知されたとき、通知された上り通信の蓄積データ量に基づいて、上り通信の将来の帯域割当周期における送信許可量を決定し、上り通信の蓄積データ量が通知されないとき、予測された上り通信の送信要求量に基づいて、上り通信の将来の帯域割当周期における送信許可量を決定することを特徴とする端局装置である。
【００３３】
この構成によれば、端局装置は、送信要求メッセージの通知を抑制した加入者線終端装置について、送信要求メッセージを補助的に利用して、蓄積データ量を取得するため、蓄積データ量を考慮した送信許可量を精度よく決定することができる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明は、上り通信の帯域割当を行うにあたり、１台の端局装置あたりに収容する加入者線終端装置数を増やした場合であっても、高帯域利用効率及び低遅延時間を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の受動光通信網の構成を示す図である。
【図２】本発明の受動光通信網のタイムチャートである。
【図３】実施形態１の端局装置の構成を示す図である。
【図４】実施形態１の要求帯域予測処理のフローチャートである。
【図５】送信流量Ｍが増加傾向にある場合の送信要求量Ｒの予測方法を示す図である。
【図６】送信流量Ｍが減少傾向にある場合の送信要求量Ｒの予測方法を示す図である。
【図７】実施形態１の帯域割当処理のフローチャートである。
【図８】実施形態２の端局装置の構成を示す図である。
【図９】実施形態２の流量補正処理のフローチャートである。
【図１０】実施形態２の要求帯域予測処理のフローチャートである。
【図１１】実施形態２の帯域割当処理のフローチャートである。
【図１２】実施形態３の流量補正処理のフローチャートである。
【図１３】実施形態４の要求帯域予測処理のフローチャートである。
【図１４】実施形態５の要求帯域予測処理のフローチャートである。
【図１５】実施形態６の端局装置の構成を示す図である。
【図１６】実施形態６の流量補正処理のフローチャートである。
【図１７】実施形態７の端局装置の構成を示す図である。
【図１８】実施形態７の要求帯域補正処理のフローチャートである。
【図１９】実施形態８の端局装置の構成を示す図である。
【図２０】実施形態８の帯域割当処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施の例であり、本発明は以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
【００３７】
（本発明の概要）
本発明の受動光通信網の構成を図１に示す。受動光通信網では、端局装置１と加入者線終端装置２−１、２−２、・・・、２−ｊ、・・・（符号２で代表する）がＰ２ＭＰで接続されており、時分割多重方式による多重化が行われている。
【００３８】
端局装置１から各加入者線終端装置２への下り通信では、端局装置１からの送信信号が時間的に多重化される。各加入者線終端装置２から端局装置１への上り通信では、各加入者線終端装置２からの送信信号が時間的に衝突しないように、端局装置１により各加入者線終端装置２に対して、送信開始時刻及び送信許可量が割り当てられる。端局装置１は、各加入者線終端装置２から端局装置１への上り通信では、この一連の動作を周期的に繰り返し、加入者線終端装置２毎及び帯域割当周期毎に、送信許可量を動的に変化させる。
【００３９】
本発明の受動光通信網のタイムチャートを図２に示す。本発明では、端局装置１は、一部又は全ての加入者線終端装置２に対して、送信要求メッセージの通知を抑制する。そして、端局装置１は、送信要求メッセージの通知を抑制した一部又は全ての加入者線終端装置２について、送信要求メッセージに基づいて送信要求量Ｒを取得することに代えて、過去の送信流量Ｍに基づいて送信要求量Ｒを予測する。
【００４０】
つまり、端局装置１は、一部又は全ての加入者線終端装置２に対して、送信要求メッセージの通知を抑制するため、１台の端局装置１あたりに収容する加入者線終端装置２の台数を増やした場合であっても、高帯域利用効率及び低遅延時間を実現することができる。
【００４１】
各帯域割当周期は、Ｔｃｙｃｌｅである。Ｍ（ｊ，ｋ）は、送信要求メッセージの通知を抑制された加入者線終端装置２−ｊについての、第ｋ周期において観測される送信流量である。Ｒ（ｊ，ｋ）は、送信要求メッセージの通知を抑制された加入者線終端装置２−ｊについての、第（ｋ−１）周期において予測される、第ｋ周期における送信要求量である。Ｇ（ｊ，ｋ）は、送信要求メッセージの通知を抑制された加入者線終端装置２−ｊについての、第（ｋ−１）周期において決定される、第ｋ周期における送信許可量である。
【００４２】
以下に示す実施形態１〜８では、端局装置１が、送信要求メッセージの通知を抑制された加入者線終端装置２−ｊについて、第ｋ周期において、第（ｋ＋１）周期における送信要求量Ｒ（ｊ，ｋ＋１）を予測し、第（ｋ＋１）周期における送信許可量Ｇ（ｊ，ｋ＋１）を決定し、発明の効果を発揮する方法を、具体例として説明する。
【００４３】
（実施形態１）
実施形態１の端局装置の構成を図３に示す。実施形態１の端局装置１は、送信要求抑制部１１、流量観測処理部１２、要求帯域予測処理部１３、帯域割当処理部１４及び送信許可送信部１５から構成される。
【００４４】
送信要求抑制部１１は、加入者線終端装置２−ｊに対して、上り通信の送信要求量Ｒの通知を抑制する。ここで、上り通信の送信要求量Ｒの通知を抑制される加入者線終端装置２は、一部の加入者線終端装置２でもよく、全ての加入者線終端装置２でもよい。
【００４５】
流量観測処理部１２は、上り通信の送信要求量Ｒの通知を抑制された加入者線終端装置２−ｊについて、上り通信の各帯域割当周期における送信流量Ｍを観測する。また、各加入者線終端装置２から上位通信網へと、上り信号を中継する。
【００４６】
要求帯域予測処理部１３は、上り通信の送信要求量Ｒの通知を抑制された加入者線終端装置２−ｊについて、観測された上り通信の過去の帯域割当周期における送信流量Ｍに基づいて、上り通信の将来の帯域割当周期における送信要求量Ｒを予測する。
【００４７】
帯域割当処理部１４は、上り通信の送信要求量Ｒの通知を抑制された加入者線終端装置２−ｊについて、予測された上り通信の将来の帯域割当周期における送信要求量Ｒに基づいて、上り通信の将来の帯域割当周期における送信許可量Ｇを決定する。
【００４８】
送信許可送信部１５は、決定された上り通信の将来の帯域割当周期における送信許可量Ｇに基づいて、送信許可メッセージを各加入者線終端装置２に送信する。
【００４９】
実施形態１の要求帯域予測処理のフローチャートを図４に示す。要求帯域予測処理部１３は、第（ｋ−１）周期に観測された送信流量Ｍ（ｊ，ｋ−１）及び第（ｋ−２）周期に観測された送信流量Ｍ（ｊ，ｋ−２）に基づいて、第（ｋ＋１）周期の要求帯域Ｒ（ｊ，ｋ＋１）を予測する。具体的には、要求帯域予測処理部１３は、以下の処理を行う。
【００５０】
まず、送信流量Ｍ（ｊ，ｋ−１）から送信流量Ｍ（ｊ，ｋ−２）を減算することにより、差分Ａを算出する（ステップＳ１）。差分Ａが正であるときには、送信流量Ｍが第（ｋ−２）周期から第（ｋ−１）周期へと増加している。差分Ａが負であるときには、送信流量Ｍが第（ｋ−２）周期から第（ｋ−１）周期へと減少している。
【００５１】
次に、第ｋ周期の送信要求量Ｒ（ｊ，ｋ）に差分Ａを加算したうえで、Ｒ（ｊ，ｋ）＋Ａ及び０のうち最大値を、第（ｋ＋１）周期の送信要求量Ｒ（ｊ，ｋ＋１）として選択する（ステップＳ２）。つまり、送信流量Ｍが第（ｋ−２）周期から第（ｋ−１）周期へと増加しているときには、送信要求量Ｒも第ｋ周期から第（ｋ＋１）周期へと増加すると予測する。そして、送信流量Ｍが第（ｋ−２）周期から第（ｋ−１）周期へと減少しているときには、送信要求量Ｒも第ｋ周期から第（ｋ＋１）周期へと減少すると予測する。
【００５２】
ここで、差分Ａが正であるときには、Ｒ（ｊ，ｋ）＋Ａは必ず正であるため、送信要求量Ｒ（ｊ，ｋ＋１）として、Ｒ（ｊ，ｋ）＋Ａが選択される。しかし、差分Ａが負であるときには、Ｒ（ｊ，ｋ）＋Ａは必ずしも正でないところ、送信要求量Ｒ（ｊ，ｋ＋１）は０以上であるはずであり、送信要求量Ｒ（ｊ，ｋ＋１）として、Ｒ（ｊ，ｋ）＋Ａ及び０のうち最大値が選択される。このため、ステップＳ２で最大値を考慮している。
【００５３】
なお、ステップＳ１において、予測を開始した直後等で、送信流量Ｍ（ｊ，ｋ−１）及び送信流量Ｍ（ｊ，ｋ−２）を把握していないときには、送信流量Ｍの初期値として、０を用いてもよく、他の値を用いてもよい。
【００５４】
また、ステップＳ２において、Ｒ（ｊ，ｋ）＋Ａ及び０のうち最大値を、送信要求量Ｒ（ｊ，ｋ＋１）として選択しているが、図５又は図６に示す値など及び０のうち最大値を、送信要求量Ｒ（ｊ，ｋ＋１）として選択してもよい。送信流量Ｍが増加傾向及び減少傾向にある場合の送信要求量Ｒの予測方法を、それぞれ、図５及び図６に示す。
【００５５】
図５及び図６に示した１番目の値は、Ａ＝Ｍ（ｊ，ｋ−１）−Ｍ（ｊ，ｋ−２）として、Ｍ（ｊ，ｋ−１）＋２Ａである。図５及び図６に示した２番目の値は、Ａ’＝Ｍ（ｊ，ｋ−２）−Ｍ（ｊ，ｋ−３）として、Ｍ（ｊ，ｋ−２）＋３Ａ’である。図５及び図６に示した１番目及び２番目の値は、一般的には、過去の２つの帯域割当周期における送信流量Ｍを、将来の帯域割当周期に向けて、線形外挿したものである。
【００５６】
ここで、Ｍ（ｊ，ｋ−２）＋３Ａ’＝Ｘとおき、Ｍ（ｊ，ｋ−１）＋２Ａ＝Ｙとおく。図５及び図６に示した３番目の値は、（Ｘ＋Ｙ）／２であり、一般的には、異なる線形外挿の結果について、平均を考慮したものである。図５及び図６に示した４番目の値は、Ｙ−（Ｘ−Ｙ）＝２Ｙ−Ｘであり、一般的には、異なる線形外挿の結果について、差分を考慮したものである。なお、図５及び図６には示していないが、Ｒ（ｊ，ｋ）＋Ａを算出することに代えて、Ｒ（ｊ，ｋ−１）＋２Ａ’を算出してもよい。
【００５７】
また、ステップＳ２において、図６のように送信流量Ｍが減少傾向にあるときには、Ｒ（ｊ，ｋ＋１）＝０と算出される可能性がある。しかし、送信要求量Ｒの予測値を過少に評価したときには、送信流量Ｍの観測値がその後増加しても、送信要求量Ｒの予測値がこれに追従しにくい。そこで、送信要求量Ｒの予測値を過少に評価することを防止する。
【００５８】
例えば、ステップＳ２において、Ａが負であるときには、Ｒ（ｊ，ｋ＋１）として、Ｒ（ｊ，ｋ）をそのまま用いてもよいし、０より大きくＲ（ｊ，ｋ）より小さい値を用いてもよい。なお、Ａが正であるときには、図４のステップＳ２をそのまま用いる。
【００５９】
実施形態１の帯域割当処理のフローチャートを図７に示す。帯域割当処理部１４は、各
加入者線終端装置２に対して、送信許可量Ｇを順番に割り当てる。ここで、割当可能残量が十分であるときには、送信許可量Ｇ（ｊ，ｋ＋１）として、送信要求量Ｒ（ｊ，ｋ＋１）を割り当て、割当可能残量が十分でないときには、送信許可量Ｇ（ｊ，ｋ＋１）として、割当可能残量を割り当てる。具体的には、帯域割当処理部１４は、以下の処理を行う。
【００６０】
まず、１番目の加入者線終端装置２に対して、送信許可量Ｇを割り当てる準備を行い、ＢＷとして、割当可能総量を代入する（ステップＳ１１）。次に、割当順序Ｌ（ｉ）を読み込み、１番目の加入者線終端装置２として、加入者線終端装置２−ｊを選択する（ステップＳ１２）。次に、ＢＷ（割当可能総量を代入される）が送信要求量Ｒ（ｊ，ｋ＋１）より大きいか小さいかを判断する（ステップＳ１３）。
【００６１】
ＢＷが送信要求量Ｒ（ｊ，ｋ＋１）より大きいときには（ステップＳ１３においてＹＥＳ）、送信許可量Ｇ（ｊ，ｋ＋１）として、送信要求量Ｒ（ｊ，ｋ＋１）を割り当て（ステップＳ１４）、割当可能総量から送信要求量Ｒ（ｊ，ｋ＋１）を減算することにより、割当可能残量を算出し、ＢＷとして、割当可能残量を再代入する（ステップＳ１５）。未割当の加入者線終端装置２があるときには（ステップＳ１６においてＹＥＳ）、２番目の加入者線終端装置２に対して、送信許可量Ｇを割り当てる準備を行い（ステップＳ１７）、以下に示す終了まで、ステップＳ１２からの処理を繰り返す。
【００６２】
ＢＷが送信要求量Ｒ（ｊ，ｋ＋１）より小さいときには（ステップＳ１３においてＮＯ）、送信許可量Ｇ（ｊ，ｋ＋１）として、割当可能残量の全てを割り当て（ステップＳ１８）、未割当の加入者線終端装置２があるとしても、帯域割当処理を終了する。未割当の加入者線終端装置２がないときにも（ステップＳ１６においてＮＯ）、帯域割当処理を終了する。なお、帯域割当方法は、以上の方法でもよく、他の方法でもよい。
【００６３】
一般的には、要求帯域予測処理部１３は、以下の処理を行ってもよい。まず、観測された上り通信の過去の帯域割当周期における送信流量Ｍが、時間経過につれて増加傾向にあるか減少傾向にあるかを判断する。そして、送信流量Ｍが増加傾向にあると判断したとき、上り通信の将来の帯域割当周期における送信要求量Ｒを、上り通信の現在又は過去の帯域割当周期における送信要求量Ｒより大きく予測する。一方で、送信流量Ｍが減少傾向にあると判断したとき、上り通信の将来の帯域割当周期における送信要求量Ｒを、上り通信の現在又は過去の帯域割当周期における送信要求量Ｒ以下として予測する。
【００６４】
この場合には、端局装置１は、送信流量Ｍが過去から直近へと増加傾向にあるか減少傾向にあるかに基づいて、送信要求量Ｒが過去から将来へと増加傾向にあるか減少傾向にあるかを、精度よく予測することができる。
【００６５】
（実施形態２）
実施形態２の端局装置の構成を図８に示す。実施形態２の端局装置１は、送信要求抑制部１１、流量観測処理部１２、要求帯域予測処理部１３、帯域割当処理部１４、送信許可送信部１５及び流量補正処理部１６から構成される。
【００６６】
流量補正処理部１６は、決定された上り通信の過去の帯域割当周期における送信許可量Ｇに基づいて、観測された上り通信の過去の帯域割当周期における送信流量Ｍを補正する。送信要求抑制部１１、流量観測処理部１２及び送信許可送信部１５は、実施形態１、２で同様である。要求帯域予測処理部１３及び帯域割当処理部１４は、流量補正処理部１６に関わる処理以外では、実施形態１、２で同様である。
【００６７】
実施形態２の流量補正処理のフローチャートを図９に示す。各加入者線終端装置２は、送信許可量Ｇを超えない範囲内で、端局装置１にデータを送信する。よって、端局装置１は、送信流量Ｍを観測するだけでは、各加入者線終端装置２内に送信されることなく蓄積されたままのデータがあるかどうか、把握することができない。そこで、流量補正処理部１６は、流量観測処理部１２で観測された送信流量Ｍが、各加入者線終端装置２で送信時点に蓄積されていたデータ量と乖離しないように、流量観測処理部１２で観測された送信流量Ｍを補正する。具体的には、流量補正処理部１６は、以下の処理を行う。
【００６８】
まず、送信許可量Ｇ（ｊ，ｋ−１）から送信流量Ｍ（ｊ，ｋ−１）を減算することにより、差分Ｄを算出する（ステップＳ２１）。送信流量Ｍ（ｊ，ｋ−１）は、送信許可量Ｇ（ｊ，ｋ−１）を超えてはならないため、差分Ｄは、正でなくてはならない。差分Ｄが小さいときには、第（ｋ−１）周期の未送信データ量が多い可能性が高い。差分Ｄが大きいときには、第（ｋ−１）周期の未送信データ量が少ない可能性が高い。
【００６９】
次に、差分Ｄが閾値αより小さいか大きいかを判断する（ステップＳ２２）。ここで、差分Ｄが閾値αより小さいときには（ステップＳ２２においてＹＥＳ）、第（ｋ−１）周期の未送信データ量が多い可能性が高いため、送信流量Ｍに対して割り増し補正を行う必要性が高い（ステップＳ２３）。そして、差分Ｄが閾値αより大きいときには（ステップＳ２２においてＮＯ）、第（ｋ−１）周期の未送信データ量が少ない可能性が高いため、送信流量Ｍに対して割り増し補正を行う必要性が低い（ステップＳ２４）。
【００７０】
ステップＳ２２において、閾値αは、最大フレーム長を設定するが、他の値を設定してもよい。ステップＳ２３において、Ｍ（ｊ，ｋ−１）＋Ｃ（Ｃ＞０）及びＲ（ｊ，ｋ−１）のうち最大値を、補正流量Ｍ’（ｊ，ｋ−１）として選択する。ステップＳ２４において、送信流量Ｍ（ｊ，ｋ−１）を、補正流量Ｍ’（ｊ，ｋ−１）として採用する。
【００７１】
なお、ステップＳ２１において、送信流量Ｍ（ｊ，ｋ−１）を送信許可量Ｇ（ｊ，ｋ−１）で除算することにより、比率Ｂを算出してもよい。そして、ステップＳ２２において、比率Ｂが閾値βより大きいか小さいかを判断してもよい。すると、比率Ｂが閾値βより大きいときには、第（ｋ−１）周期の未送信データ量が多い可能性が高いため、送信流量Ｍに対して割り増し補正を行う必要性が高い（ステップＳ２３）。そして、比率Ｂが閾値βより小さいときには、第（ｋ−１）周期の未送信データ量が少ない可能性が高いため、送信流量Ｍに対して割り増し補正を行う必要性が低い（ステップＳ２４）。
【００７２】
なお、ステップＳ２３において、他の補正方法を採用してもよく、例えば、Ｇ（ｊ，ｋ−１）＋Ｃ（Ｃ＞０）を、補正流量Ｍ’（ｊ，ｋ−１）として選択してもよく、または、Ｍ（ｊ，ｋ−１）×Ｃ’（Ｃ’＞１）を、補正流量Ｍ’（ｊ，ｋ−１）として選択してもよい。また、補正値Ｃ、Ｃ’は、定数としてもよく、送信流量Ｍに依存する変数としてもよく、各加入者線終端装置２に固有の設定値としてもよい。
【００７３】
実施形態２の要求帯域予測処理のフローチャートを図１０に示す。ステップＳ１では、送信流量Ｍを利用するが、ステップＳ３１では、補正流量Ｍ’を利用する。ステップＳ３２は、ステップＳ２と同様である。ステップＳ３３では、予測された送信要求量Ｒ（ｊ，ｋ＋１）にステップＳ２２の閾値αを加算することにより、拡大された送信要求量Ｒ’（ｊ，ｋ＋１）を算出する。ステップＳ３３を行う理由を、以下に説明する。
【００７４】
ステップＳ３３を行わなければ、予測された送信要求量Ｒ（ｊ，ｋ＋１）に等しく、送信許可量Ｇ（ｊ，ｋ＋１）が決定される（後述のステップＳ４４の原則）。そして、予測された送信要求量Ｒ（ｊ，ｋ＋１）どおりに、加入者線終端装置２−ｊが端局装置１にデータを送信し、送信流量Ｍ（ｊ，ｋ＋１）が観測されると、ステップＳ２１の差分Ｄは０となる。つまり、予測された送信要求量Ｒ（ｊ，ｋ＋１）及び送信流量Ｍ（ｊ，ｋ＋１）が等しいと判断されることと、第（ｋ＋１）周期においてステップＳ２２で未送信データがあると判断されることと、の間に矛盾が生じてしまう。
【００７５】
ステップＳ３３を行うときには、拡大された送信要求量Ｒ’（ｊ，ｋ＋１）に等しく、送信許可量Ｇ（ｊ，ｋ＋１）が決定される（後述のステップＳ４４の原則）。そして、予測された送信要求量Ｒ（ｊ，ｋ＋１）どおりに、加入者線終端装置２−ｊが端局装置１にデータを送信し、送信流量Ｍ（ｊ，ｋ＋１）が観測されると、ステップＳ２１の差分Ｄはαとなる。つまり、予測された送信要求量Ｒ（ｊ，ｋ＋１）及び送信流量Ｍ（ｊ，ｋ＋１）が等しいと判断されることと、第（ｋ＋１）周期においてステップＳ２２で未送信データがないと判断されることと、の間に矛盾が生じなくなる。
【００７６】
なお、本実施形態では、要求帯域予測処理部１３が、予測された送信要求量Ｒ（ｊ，ｋ＋１）を拡大された送信要求量Ｒ’（ｊ，ｋ＋１）に変換しているが、変形例として、帯域割当処理部１４が、送信許可量Ｇ（ｊ，ｋ＋１）を決定する前に、予測された送信要求量Ｒ（ｊ，ｋ＋１）を拡大された送信要求量Ｒ’（ｊ，ｋ＋１）に変換してもよい。
【００７７】
実施形態２の帯域割当処理のフローチャートを図１１に示す。ステップＳ４１、Ｓ４２、Ｓ４５、Ｓ４６、Ｓ４７、Ｓ４８は、ステップＳ１１、Ｓ１２、Ｓ１５、Ｓ１６、Ｓ１７、Ｓ１８と同様である。ステップＳ１３、Ｓ１４では、予測されたＲ（ｊ，ｋ＋１）を利用するが、ステップＳ４３、Ｓ４４では、拡大されたＲ’（ｊ，ｋ＋１）を利用する。
【００７８】
一般的には、流量補正処理部１６は、以下の処理を行ってもよい。まず、観測された上り通信の過去の帯域割当周期における送信流量Ｍが、決定された上り通信の過去の帯域割当周期における送信許可量Ｇに、近接する程度を算出する。そして、算出した近接する程度の高低に基づいて、上り通信の未送信データ量の多少を推測し、推測した未送信データ量の多少に基づいて、観測された上り通信の各帯域割当周期における送信流量Ｍに対して、補正を行う。
【００７９】
この場合には、端局装置１は、過去の送信流量Ｍが過去の送信許可量Ｇに近接する程度の高低に基づいて、未送信データ量の多少を推測するため、過去の送信流量Ｍ及び未送信データ量の両方に基づいて、送信要求量Ｒを精度よく予測することができる。
【００８０】
具体的には、流量補正処理部１６は、以下の処理を行ってもよい。まず、算出した近接する程度が高いほど、上り通信の未送信データ量が多いと推測し、観測された上り通信の各帯域割当周期における送信流量Ｍに対して、割り増し補正を行う。一方、算出した近接する程度が低いほど、上り通信の未送信データ量が少ないと判断し、観測された上り通信の各帯域割当周期における送信流量Ｍに対して、そのまま出力を行う。
【００８１】
この場合には、端局装置１は、未送信データ量が多いと推測したときには、過去の送信流量Ｍ及び未送信データ量の両方に基づいて、送信要求量Ｒを精度よく予測することができ、未送信データ量が少ないと推測したときには、未送信データ量に基づかず過去の送信流量Ｍのみに基づいて、送信要求量Ｒを簡便に予測することができる。
【００８２】
（実施形態３）
本実施形態は、過去の送信許可量Ｇのみならず、過去の送信開始時刻ＧＳも用いて、過去の送信流量Ｍを補正する。本実施形態は、実施形態１、２に対して、追加可能である。
【００８３】
図２において、ＧＳ（ｊ，ｋ）は、送信要求メッセージの通知を抑制された加入者線終端装置２−ｊについての、第ｋ周期における送信開始時刻である。第（ｋ−２）周期及び第（ｋ−１）周期において、送信間隔は、ＧＳ（ｊ，ｋ−１）−ＧＳ（ｊ，ｋ−２）である。第（ｋ−１）周期及び第ｋ周期において、送信間隔は、ＧＳ（ｊ，ｋ）−ＧＳ（ｊ，ｋ−１）である。送信間隔ＧＳ（ｊ，ｋ−１）−ＧＳ（ｊ，ｋ−２）及び送信間隔ＧＳ（ｊ，ｋ）−ＧＳ（ｊ，ｋ−１）は、動的帯域割当においては異なることがある。
【００８４】
実施形態３の流量補正処理のフローチャートを図１２に示す。各加入者線終端装置２の送信タイミングが帯域割当周期毎に異なるときには、各加入者線終端装置２に帯域割当周期毎に同量のデータが入力されても、送信間隔ΔＧＳが短ければ、送信流量Ｍが小さく観測され、送信間隔ΔＧＳが長ければ、送信流量Ｍが大きく観測される。そこで、流量補正処理部１６は、帯域割当周期Ｔｃｙｃｌｅに代えて、送信間隔ΔＧＳを用いて、送信流量Ｍを規格化する。具体的には、流量補正処理部１６は、以下の処理を行う。
【００８５】
まず、規格化前の送信流量Ｍ（ｊ，ｋ−１）に対して、Ｔｃｙｃｌｅ／（ＧＳ（ｊ，ｋ−１）−ＧＳ（ｊ，ｋ−２））を乗算することにより、規格化後の送信流量Ｍ（ｊ，ｋ−１）を算出する（ステップＳ５１）。そして、ステップＳ５２、Ｓ５３、Ｓ５４、Ｓ５５は、ステップＳ２１、Ｓ２２、Ｓ２３、Ｓ２４と同様である。ここで、本実施形態は、全てのステップを行ってもよく、ステップＳ５１のみを行ってもよい。
【００８６】
このように、流量補正処理部１６は、観測された上り通信の過去の帯域割当周期における送信流量Ｍを、帯域割当の周期Ｔｃｙｃｌｅを用いて正規化することに代えて、送信開始時刻の間隔ΔＧＳを用いて正規化する。
【００８７】
これにより、端局装置１は、過去の送信流量Ｍを帯域割当周期当たりで評価しないで単位時間当たりで評価するため、各加入者線終端装置２の送信タイミングが帯域割当周期毎に異なる場合であっても、過去の送信流量Ｍを精度よく評価することができる。
【００８８】
（実施形態４）
本実施形態は、過去の送信流量Ｍ又は補正流量Ｍ’の累積平均を用いて、将来の送信要求量Ｒを予測する。本実施形態は、実施形態１〜３に対して、置換可能である。
【００８９】
実施形態４の要求帯域予測処理のフローチャートを図１３に示す。図１３では、過去の補正流量Ｍ’の累積平均を用いるが、過去の送信流量Ｍの累積平均を用いてもよい。
【００９０】
まず、第（ｋ−２）周期までの補正流量Ｍ’の累積平均ＡＭ（ｊ，ｋ−２）と、第（ｋ−１）周期の補正流量Ｍ’（ｊ，ｋ−１）と、の指数平滑平均を算出することにより、第（ｋ−１）周期までの補正流量Ｍ’の累積平均ＡＭ（ｊ，ｋ−１）を算出する（ステップＳ６１）。つまり、指数平滑係数をλとして、ＡＭ（ｊ，ｋ−１）＝λ×Ｍ’（ｊ，ｋ−１）＋（λ−１）×ＡＭ（ｊ，ｋ−２）を算出する。
【００９１】
指数平滑係数λを大きくするほど、補正流量Ｍ’の急変に対する追従性を持たせることができる。指数平滑係数λを小さくするほど、補正流量Ｍ’の揺らぎに対する耐性を持たせることができる。なお、ステップＳ６１において、第（ｋ−１）周期までの補正流量Ｍ’の単純平均を、第（ｋ−１）周期までの補正流量Ｍ’の累積平均としてもよい。
【００９２】
次に、以下の処理を行う。第（ｋ−１）周期までの補正流量Ｍ’の累積平均ＡＭ（ｊ，ｋ−１）から、第（ｋ−２）周期までの補正流量Ｍ’の累積平均ＡＭ（ｊ，ｋ−２）を減算することにより、差分Ａを算出する（ステップＳ６２）。第ｋ周期の送信要求量Ｒ（ｊ，ｋ）に差分Ａを加算したうえで、Ｒ（ｊ，ｋ）＋Ａ及び０のうち最大値を、第（ｋ＋１）周期の送信要求量Ｒ（ｊ，ｋ＋１）として選択する（ステップＳ６３）。予測された送信要求量Ｒ（ｊ，ｋ＋１）にステップＳ２２の閾値αを加算することにより、拡大された送信要求量Ｒ’（ｊ，ｋ＋１）を算出する（ステップＳ６４）。
【００９３】
なお、ステップ６１において、予測を開始した直後等で、Ｍ’（ｊ，ｋ−１）及びＡＭ（ｊ，ｋ−２）を把握していないときには、これらの初期値として、０を用いてもよく、他の値を用いてもよい。
【００９４】
また、ステップＳ６３において、ステップＳ２と同様に、図５又は図６に示す値など及び０のうち最大値を、送信要求量Ｒ（ｊ，ｋ＋１）として選択してもよい。また、ステップＳ６３において、ステップＳ２と同様に、図６のように送信流量Ｍが減少傾向にあるときには、送信要求量Ｒの予測値を過少に評価することを防止してもよい。
【００９５】
このように、要求帯域予測処理部１３は、観測された上り通信の過去の帯域割当周期における送信流量Ｍ又は補正流量Ｍ’の累積平均が、時間経過につれて増加傾向にあるか減少傾向にあるかを判断する。そして、累積平均が増加傾向にあると判断したとき、上り通信の将来の帯域割当周期における送信要求量Ｒを、上り通信の現在又は過去の帯域割当周期における送信要求量Ｒより大きく予測する。一方で、累積平均が減少傾向にあると判断したとき、上り通信の将来の帯域割当周期における送信要求量Ｒを、上り通信の現在又は過去の帯域割当周期における送信要求量Ｒ以下として予測する。
【００９６】
これにより、端局装置１は、送信流量Ｍ又は補正流量Ｍ’の累積平均が過去から直近へと増加傾向にあるか減少傾向にあるかに基づいて、送信要求量Ｒが過去から将来へと増加傾向にあるか減少傾向にあるかを、精度よく予測することができる。
【００９７】
（実施形態５）
本実施形態は、過去の送信流量Ｍ又は補正流量Ｍ’の線形外挿を用いて、将来の送信要求量Ｒを予測する。本実施形態は、実施形態１〜３に対して、置換可能である。
【００９８】
実施形態５の要求帯域予測処理のフローチャートを図１４に示す。図１４では、過去の補正流量Ｍ’を用いるが、過去の送信流量Ｍを用いてもよい。
【００９９】
変数ａ，ｂを有する一次関数ｆ（ｘ）＝ａｘ＋ｂを、近似関数として用意する（ステップＳ７１）。ここで、ｘは、帯域割当周期の周期番号である。過去の補正流量Ｍ’及び一次関数ｆ（ｘ）の二乗誤差和を、評価関数として算出する（ステップＳ７２）。ここで、ステップＳ７２のＬは、保存する過去の補正流量Ｍ’のデータ数であり、線形外挿の場合は２以上であれば、近似関数を算出可能とする。
【０１００】
評価関数をａ及びｂにより偏微分した結果がそれぞれ０となるように、ａ及びｂを算出する（ステップＳ７３）。一次関数ｆ（ｘ）にｘ＝ｋ＋１を代入することにより、第（ｋ＋１）周期の送信要求量Ｒ（ｊ，ｋ＋１）を予測する（ステップＳ７４）。予測された送信要求量Ｒ（ｊ，ｋ＋１）にステップＳ２２の閾値αを加算することにより、拡大された送信要求量Ｒ’（ｊ，ｋ＋１）を算出する（ステップＳ７５）。
【０１０１】
なお、本実施形態において、線形関数を用いて外挿を行ってもよく、多項式やスプライン関数を用いて外挿を行ってもよい。また、本実施形態において、近似関数の算出は、毎周期であってもよく、数周期に１回であってもよい。
【０１０２】
また、実施形態３において、外挿を用いて将来の送信要求量Ｒを予測するとき、流量補正処理部１６において、過去の送信開始時刻ＧＳを用いて、単位時間当たりの規格化を行うことに代えて、要求帯域予測処理部１３において、過去の送信開始時刻ＧＳを用いて、近似関数及び評価関数を算出することができる。具体的には、近似関数において、ｘ＝ＧＳ（ｊ，ｋ）とおけばよく、評価関数において、Ｅ＝Σ（ｉ＝１〜Ｌ）（Ｍ’（ｊ，ｋ−ｉ）−ｆ（ＧＳ（ｊ，ｋ−ｉ）））２とおけばよい。
【０１０３】
このように、要求帯域予測処理部１３は、観測された上り通信の過去の帯域割当周期における送信流量Ｍ又は補正流量Ｍ’について、時間経過の近似関数ｆ（ｘ）（ｘは時間）を算出し、算出した時間経過の近似関数ｆ（ｘ）（ｘは時間）に基づいて、上り通信の将来の帯域割当周期における送信要求量Ｒを予測する。
【０１０４】
これにより、端局装置１は、過去の送信流量Ｍ又は補正流量Ｍ’の近似的な変化傾向に基づいて、将来の送信要求量Ｒの近似的な変化傾向を、精度よく予測することができる。
【０１０５】
（実施形態６）
本実施形態は、送信要求メッセージの通知を抑制した加入者線終端装置２−ｊについて、送信要求メッセージを補助的に利用して、送信流量Ｍ又は補正流量Ｍ’を精度よく観測する。本実施形態は、実施形態１〜５に対して、追加可能である。
【０１０６】
実施形態６の端局装置の構成を図１５に示す。実施形態６の端局装置１は、送信要求抑制部１１、流量観測処理部１２、要求帯域予測処理部１３、帯域割当処理部１４、送信許可送信部１５、流量補正処理部１６及び送信要求受信処理部１７から構成される。実施形態６の特徴部分は、流量補正処理部１６及び送信要求受信処理部１７に主にある。
【０１０７】
図２において、ＲＰ（ｊ，ｋ）は、第ｋ周期において加入者線終端装置２−ｊ内に送信されることなく蓄積されたままのデータの容量（バッファ蓄積量）である。加入者線終端装置２−ｊは、送信要求メッセージの通知を原則抑制されているが、バッファ蓄積量を送信要求メッセージに記載し、送信要求メッセージを端局装置１に通知する。
【０１０８】
なお、送信要求メッセージの通知は、データの送信の直後であってもよく、別途定められた期間中であってもよく、毎周期であってもよく、数周期に１回であってもよい。
【０１０９】
実施形態６の流量補正処理のフローチャートを図１６に示す。図１６では、過去の補正流量Ｍ’を用いるが、過去の送信流量Ｍを用いてもよい。
【０１１０】
送信要求受信処理部１７は、加入者線終端装置２−ｊから、送信要求メッセージ（ＲＥＰＯＲＴ）を受信したかどうかを判断する（ステップＳ８１）。
【０１１１】
送信要求受信処理部１７は、ＲＥＰＯＲＴを受信しないならば（ステップＳ８１においてＮＯ）、その旨を流量補正処理部１６に通知する。そして、流量補正処理部１６は、ステップＳ２１〜Ｓ２４の処理を行う（ステップＳ８２）。
【０１１２】
送信要求受信処理部１７は、ＲＥＰＯＲＴを受信したならば（ステップＳ８１においてＹＥＳ）、第（ｋ−１）周期のバッファ蓄積量ＲＰ（ｊ，ｋ−１）を流量補正処理部１６に通知する。そして、流量補正処理部１６は、第（ｋ−１）周期の送信流量Ｍ（ｊ、ｋ−１）に第（ｋ−１）周期のバッファ蓄積量ＲＰ（ｊ，ｋ−１）を加算することにより、第（ｋ−１）周期の補正流量Ｍ’（ｊ、ｋ−１）を算出する（ステップＳ８３）。
【０１１３】
このように、送信要求受信処理部１７は、上り通信の送信要求量Ｒの通知を抑制された一部又は全ての加入者線終端装置２から、上り通信の蓄積データ量ＲＰの通知を受信する。そして、流量補正処理部１６は、上り通信の蓄積データ量ＲＰが通知されたとき、観測された上り通信の過去の帯域割当周期における送信流量Ｍに対して、通知された上り通信の蓄積量ＲＰに基づいて、割り増し補正を行う。一方で、流量補正処理部１６は、上り通信の蓄積データ量ＲＰが通知されないとき、観測された又は補正された上り通信の過去の帯域割当周期における送信流量Ｍ又は補正流量Ｍ’に対して、そのまま出力を行う。
【０１１４】
これにより、端局装置１は、送信要求メッセージの通知を抑制した加入者線終端装置２について、送信要求メッセージを補助的に利用して、蓄積データ量ＲＰを取得するため、送信流量Ｍ又は補正流量Ｍ’を精度よく観測することができる。
【０１１５】
（実施形態７）
本実施形態は、送信要求メッセージの通知を抑制した加入者線終端装置２−ｊについて、送信要求メッセージを補助的に利用して、送信要求量Ｒを精度よく観測する。本実施形態は、実施形態１〜５に対して、追加可能である。
【０１１６】
実施形態７の端局装置の構成を図１７に示す。実施形態７の端局装置１は、送信要求抑制部１１、流量観測処理部１２、要求帯域予測処理部１３、帯域割当処理部１４、送信許可送信部１５、流量補正処理部１６及び送信要求受信処理部１７から構成される。実施形態７の特徴部分は、要求帯域予測処理部１３及び送信要求受信処理部１７に主にある。
【０１１７】
実施形態７の要求帯域補正処理のフローチャートを図１８に示す。図１８では、過去の補正流量Ｍ’を用いるが、過去の送信流量Ｍを用いてもよい。
【０１１８】
送信要求受信処理部１７は、加入者線終端装置２−ｊから、送信要求メッセージ（ＲＥＰＯＲＴ）を受信したかどうかを判断する（ステップＳ９１）。
【０１１９】
送信要求受信処理部１７は、ＲＥＰＯＲＴを受信しないならば（ステップＳ９１においてＮＯ）、その旨を要求帯域予測処理部１３に通知する。ここで、要求帯域予測処理部１３は、以上に説明したように、第（ｋ＋１）周期の送信要求量Ｒ’（ｊ，ｋ＋１）を、既に予測している。そして、要求帯域予測処理部１３は、既に予測した第（ｋ＋１）周期の送信要求量Ｒ’（ｊ，ｋ＋１）をそのまま出力する。
【０１２０】
送信要求受信処理部１７は、ＲＥＰＯＲＴを受信したならば（ステップＳ９１においてＹＥＳ）、第（ｋ−１）周期のバッファ蓄積量ＲＰ（ｊ，ｋ−１）を要求帯域予測処理部１３に通知する。ここで、要求帯域予測処理部１３は、以上に説明したように、第（ｋ＋１）周期の送信要求量Ｒ’（ｊ，ｋ＋１）を、既に予測している。そして、要求帯域予測処理部１３は、既に予測した第（ｋ＋１）周期の送信要求量Ｒ’（ｊ，ｋ＋１）に第（ｋ−１）周期のバッファ蓄積量ＲＰ（ｊ，ｋ−１）を加算することにより、新たに補正した第（ｋ＋１）周期の送信要求量Ｒ’（ｊ、ｋ＋１）を算出する（ステップＳ９２）。
【０１２１】
このように、送信要求受信処理部１７は、上り通信の送信要求量Ｒの通知を抑制された一部又は全ての加入者線終端装置２から、上り通信の蓄積データ量ＲＰの通知を受信する。そして、要求帯域予測処理部１３は、上り通信の蓄積データ量ＲＰが通知されたとき、予測した上り通信の将来の帯域割当周期における送信要求量Ｒに対して、通知された上り通信の蓄積データ量ＲＰに基づいて、割り増し補正を行う。一方で、要求帯域予測処理部１３は、上り通信の蓄積データ量ＲＰが通知されないとき、予測した上り通信の将来の帯域割当周期における送信要求量Ｒに対して、そのまま出力を行う。
【０１２２】
このように、端局装置１は、送信要求メッセージの通知を抑制した加入者線終端装置２について、送信要求メッセージを補助的に利用して、蓄積データ量ＲＰを取得するため、蓄積データ量ＲＰを考慮した送信要求量Ｒを精度よく予測することができる。
【０１２３】
（実施形態８）
本実施形態は、送信要求メッセージの通知を抑制した加入者線終端装置２−ｊについて、送信要求メッセージを補助的に利用して、送信許可量Ｇを精度よく観測する。本実施形態は、実施形態１〜５に対して、追加可能である。
【０１２４】
実施形態８の端局装置の構成を図１９に示す。実施形態８の端局装置１は、送信要求抑制部１１、流量観測処理部１２、要求帯域予測処理部１３、帯域割当処理部１４、送信許可送信部１５、流量補正処理部１６及び送信要求受信処理部１７から構成される。実施形態８の特徴部分は、帯域割当処理部１４及び送信要求受信処理部１７に主にある。
【０１２５】
実施形態８の帯域割当処理のフローチャートを図２０に示す。図２０では、過去の補正流量Ｍ’を用いるが、過去の送信流量Ｍを用いてもよい。
【０１２６】
送信要求受信処理部１７は、加入者線終端装置２−ｊから、送信要求メッセージ（ＲＥＰＯＲＴ）を受信したかどうかを判断する（ステップＳ１０１）。
【０１２７】
送信要求受信処理部１７は、ＲＥＰＯＲＴを受信しないならば（ステップＳ１０１においてＮＯ）、その旨を帯域割当処理部１４に通知する。そして、帯域割当処理部１４は、予測された第（ｋ＋１）周期の送信要求量Ｒ’（ｊ，ｋ＋１）に基づいて、第（ｋ＋１）周期の送信許可量Ｇ（ｊ，ｋ＋１）を割り当てる（ステップＳ１０２）。
【０１２８】
送信要求受信処理部１７は、ＲＥＰＯＲＴを受信したならば（ステップＳ１０１においてＹＥＳ）、第（ｋ−１）周期のバッファ蓄積量ＲＰ（ｊ，ｋ−１）を帯域割当処理部１４に通知する。そして、帯域割当処理部１４は、通知された第（ｋ−１）周期のバッファ蓄積量ＲＰ（ｊ，ｋ−１）に基づいて、第（ｋ＋１）周期の送信許可量Ｇ（ｊ，ｋ＋１）を割り当てる（ステップＳ１０３）。
【０１２９】
このように、送信要求受信処理部１７は、上り通信の送信要求量Ｒの通知を抑制された一部又は全ての加入者線終端装置２から、上り通信の蓄積データ量ＲＰの通知を受信する。そして、帯域割当処理部１４は、上り通信の蓄積データ量ＲＰが通知されたとき、通知された上り通信の蓄積データ量ＲＰに基づいて、上り通信の将来の帯域割当周期における送信許可量Ｇを決定する。一方で、帯域割当処理部１４は、上り通信の蓄積データ量ＲＰが通知されないとき、予測された上り通信の送信要求量Ｒに基づいて、上り通信の将来の帯域割当周期における送信許可量Ｇを決定する。
【０１３０】
これにより、端局装置１は、送信要求メッセージの通知を抑制した加入者線終端装置２について、送信要求メッセージを補助的に利用して、蓄積データ量ＲＰを取得するため、蓄積データ量ＲＰを考慮した送信許可量Ｇを精度よく決定することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１３１】
本発明に係る端局装置及び帯域割当方法は、１台の端局装置あたりに収容する加入者線終端装置数を増やした場合であっても、高帯域利用効率及び低遅延時間を実現するために、特に有効に実施することができる。
【符号の説明】
【０１３２】
１：端局装置
２−１、２−２、２−ｊ：加入者線終端装置
１１：送信要求抑制部
１２：流量観測処理部
１３：要求帯域予測処理部
１４：帯域割当処理部
１５：送信許可送信部
１６：流量補正処理部
１７：送信要求受信処理部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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