(57)【要約】      （修正有）【課題】移動通信システムにおいて、端末から送信され複数の基地局で受信されて、複数経路を経由して到着したデータの、受信したタイミングから後段に送信するまでの滞留時間を最も小さくなるように送信タイミングを決定する。【解決手段】各データが到着したタイミングと、そのデータを後段に送信したタイミングから、データの滞留時間を計算し、最も滞留時間が小さくなるように次の送信タイミングを自立的に決定すると共に、自立的に決定した送信タイミングに対して、以降の受信データが遅れて到着した場合には、その該当データの到着タイミングから送信タイミングの再計算を行って送信タイミングの変更を行い、自立的に到着遅れ状態を回復できるように調整する伝送装置及び移動通信システムとした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動通信システムにおける通信端末が発したデータが複数の基地局によって受信され、それぞれの基地局ごとに異なる経路を通ってきたデータを選択して上位装置に送信する伝送装置において、
通信端末から受信したタイミングから、上位装置に送信するタイミングまでの滞留時間を測定し記憶する滞留時間測定／記憶手段と、
測定された滞留時間から以降の送信タイミングを決定するタイミング制御手段と、
を有し、測定された滞留時間に基づいて滞留時間が短くなるように送信タイミングを決定することを特徴とする伝送装置。
【請求項２】
前記伝送装置において、決定した送信タイミングに対して受信タイミングが遅れた場合、所定の時間、送信タイミングを遅らせて受信を回復することを特徴とする請求項１に記載の伝送装置。
【請求項３】
前記伝送装置において、決定した送信タイミングに対して、一定期間継続して受信タイミングが遅れた場合に、送信タイミングを所定時間、遅らせることを特徴とする請求項１及び２に記載の伝送装置。
【請求項４】
前記伝送装置において、新たに採用する送信タイミングは、ある期間の滞留時間の平均を用いて決定することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の伝送装置。
【請求項５】
前記伝送装置において、一定周期でのデータの疎通により決定した送信タイミングのタイミング変更量が、システムの要求する送信間隔の一定性を上回る場合、一回の変更量を許容範囲内に抑えて、複数回の送信に分けて送信タイミングを変更することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動通信システムにおいて、端末が発信したデータが複数の基地局によって受信され、それぞれの基地局から、それらのデータを集約し選択して後段へ送る伝送装置に係わり、更にはそれぞれの基地局から受信したデータを選択して送信するまでのデータ滞留時間を自立的に調整する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
あるデータがそれぞれ異なる経路を経由して一つの伝送装置に到着するとき、通ってきた経路の長さなどの要因により、各データの到着時刻には時間差が生じる。その中から一つのデータを選択し送信するシステムにおいて、正しい選択を行う為には全経路のデータが全て到着している必要がある。一方、経路のうちの幾つかにおいてデータが失われた場合、全てのデータが到着するのを待っていると永久に送信が出来なくなるため、最初のデータが到着してから予め定めた滞留時間が経過した時点で、たとえ全経路のデータが到着していなくても、到着済のデータから１つを選択して送信する必要がある。
【０００３】
このような伝送装置において、上位装置に送信を行うタイミングが早すぎると、言い換えるならば最初のデータが到着してから選択・送信するまでの滞留時間が短いと、到着予定が本来遅いと予測されているデータの、データ到着前に送信を行ってしまうことがあり、複数経路を経由させてデータを送る仕組みが意味をなさなくなる。逆に送信を行うタイミングが遅すぎると、言い換えるならば最も早いデータが到着してから選択・送信するまでの滞留時間が長すぎると、全経路のデータが到着しているのになかなか送信されず、受信してから送信するまでの滞留時間が長くなり、データの伝播遅延時間が大きくなるのでシステム性能が落ちる。
【０００４】
このように送信タイミングの決定を最適とするために、まずデータの疎通経路を設定するときに、試験データなどを使って経路を通過するのに要する時間を測定する。即ち、従来、最初に疎通させる試験データで各経路から来るデータの到着タイミングを測定し、その結果に基づき送信タイミングを決定していた。この処理は経路、すなわち基地局が追加されるたびに行う必要があるが、実際にはリアルタイムに対応できずに、経路変動によりデータの到着タイミングが早まった場合、伝送装置において無駄に長い時間の滞留が発生していた。逆にデータの到着タイミングが遅くなり送信に間に合わなくなった場合、受信データが利用できないことを伝送装置のプロセッサ（以下、ＣＰＵと略す）に通知して、データを選択・送信するタイミング設定を変更していた。
【０００５】
例えば、特許文献１では、移動機から無線基地局を経由した送信信号を受信し、受信信号の遅延量を遅延検出回路で測定し、得られた遅延量をもとに遅延量設定値を演算し、基準となる無線基地局への相対遅延量差を各無線基地局への遅延量設定値として、所定時刻に各無線基地局へ、ほぼ同時に同期調整のための遅延時間信号として送出する無線交換局が記載されている。
【０００６】
移動通信システムにおいては、端末が移動することにより、端末と通信できる基地局はリアルタイムに変動する。そのため基地局の追加や切断が発生し、端末から発信されたデータが伝送装置に到着するまでに、通過する経路もリアルタイムに変動する。当然、伝送装置が受信するデータの到着タイミングもリアルタイムに変動する。従って、経路が追加されるたびに試験データを疎通させた上で送信タイミングを再設定する必要があり、その処理により伝送装置のＣＰＵの負荷が増大するという問題がある。
【０００７】
また、端末の移動により、伝送装置に近い場所の基地局が追加されると、データの到着タイミングが早くなって、受信してから送信するまでの滞留時間が無駄に長くなるという問題があり、逆に、端末の移動により、伝送装置に遠い場所の基地局が追加されると、データの到着タイミングが遅くなって、受信してから送信するまでの滞留時間が確保できなくなり、更に遅くなると送信に間に合わなくなるという問題がある。送信に間に合わなくなった場合は、ＣＰＵにより送信のタイミング設定を再計算し再設定するため、この場合もＣＰＵの負荷が増大するという問題がある。また、これらの処理をＣＰＵで処理すると、データ到着遅延などの事象発生からタイミングの再設定までにタイムラグが生じ、動的な変化に追従できないという問題がある。しかし、特許文献１はこれらの問題を解決するものではなく、ＣＰＵの負荷を増大させずに、よりリアルタイムに最適のデータ滞留時間を実現するものはなかった。
【特許文献１】特開平７−１５４８４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、各データが到着したタイミングと、そのデータが上位装置に送信されるタイミングから計算されたデータの滞留時間が、最も小さくなるように次の送信タイミングを自立的に決定し、且つ、それ以降に到着遅れが発生した場合でも、到着遅れ状態に応じて送信タイミングを再計算して変更することで、到着遅れを回復できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、各データが到着したタイミングと、そのデータが送信されるタイミングから、データの滞留時間を計算し、最も滞留時間が小さくなるように、次の送信タイミングを決定し、且つ、自立的に決定した送信タイミングに対して、受信データが遅れて到着した場合、その該当データの到着タイミングから送信タイミングを再計算し、決定した送信タイミング変更量がシステムの要求する送信間隔の一定性を上回る場合、変更量を許容範囲内に抑えて、複数回の送信に分けて送信タイミングを変更することで、到着遅れ状態を回復すると共に、一度に急激な変動や頻繁な変動を防止するように構成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
端末の移動で使用する基地局が移り変わったことによる経路の追加・削除や、それによる伝送遅延時間の変化などに対応して、データ到着タイミングに対する送信タイミングが自立的に最適に決定されるので、データが早く到着したことによる無駄な滞留時間の発生の防止や、受信データが遅く到着したことで選択・送信タイミングに間に合わずにデータが破棄され続けることの防止ができ、また、大幅なタイミング変動が発生した場合に送信タイミングの変更を徐々に行ったり、大幅な変動が続いた場合にだけ送信タイミングを変更する仕組みを持つことで、伝送装置が送信するデータを受け取る上位装置でのタイミング的な擾乱を防止することができ、併せて、ソフトウェアでの処理によるＣＰＵ負荷を全く発生させず、自立的に送信タイミングを制御することが可能になる。
【００１１】
また、本発明を用いることで、複数の経路を通って到着する受信データの遅延変動に対し、動的に送信タイミングを決定することができ、滞留時間の最小化や受信タイミング変動による送信タイミングの自動調整や、受信タイミングの大きな変動を吸収した送信タイミング調整が実現され、結果として受信の変動の影響を最小限に抑えた品質の高い疎通系を構築することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
複数の経路を通って到着する受信データの遅延変動に対し、滞留時間を最小化するという目的を、複数の経路を通って到着する受信データのタイミングを測定し、動的に送信タイミングを決定することや、受信タイミングの大きな変動を吸収した送信タイミングの自動調整機能をハードウェアで実現することにより、受信の変動の影響を最小限に抑えた品質の高い疎通系を構築した。
【実施例】
【００１３】
図３に本発明が適用される移動通信システムの例を示す。図３において、１は端末、２は基地局、３は伝送装置である。本図において、起点となる端末１からのデータは、３つの基地局で受信されることにより３つに複製され、それぞれ異なる経路１〜経路３を通って伝送装置３に到着する。伝送装置３には滞留／選択部があり、複数経路から到着したデータを滞留させ、且つそのデータから一つのデータを選択して、上位装置に送信する。図４は、その受送信のタイミング例を示すもので、経路ごとに異なる伝送遅延時間（遅延１〜遅延３）を持っているため、滞留／選択部に到着する受信１〜受信３の受信タイミングは、それぞれ異なり、滞留／選択部では、それらデータを一旦保存し滞留させ、送信タイミングにおいてデータを選択して送信するので、滞留時間は各経路ごとに異なり、それぞれ滞留１〜滞留３で示され、この滞留時間を動的・自立的に最小に保つのが本発明の主目的である。
【００１４】
図１、図２に伝送装置３の実施構成例を示す。図１において、４は滞留バッファ、５はタイミング制御部、６は滞留時間記憶部、７は選択部である。図２では、受信データ１〜３がそのまま対応する滞留バッファ１〜３に保存されると共に、タイミング制御部５へ受信情報を渡す。タイミング制御部５は送信タイミングを管理すると共に、受信タイミングから送信タイミングまでの時間、すなわち滞留時間を計算し滞留時間記憶部６に通知する。滞留時間記憶部６は、タイミング制御部から通知を受けた各経路での滞留時間を、所定期間記憶する。選択部７は、滞留バッファ１〜３から、そのデータ内に含まれる伝送品質データから、最適のデータを選択して、タイミング制御部５の指示により、後段に送信する。伝送品質データは例えば、ＣＲＣチェックによるエラー訂正の有無や、受信電波強度等を含んでおり、伝送装置の送信周期の一定時間内に受信される受信データの中に含まれる伝送品質データから判断して、伝送品質の最も良いものを選択して送信する。
【００１５】
図２において、８は振り分け部であり、図３と同一部分には同一番号を付し説明を省略する。図２では、受信データが物理線として１つに多重されて到着する場合の実施例であり、受信データを解析して通ってきた経路を判定し、対応する滞留バッファ４へデータを振り分ける。それ以外は図１の説明と同様で、受信タイミングをタイミング制御部５へ渡し送信タイミングの決定に用いる。
【００１６】
更に、タイミング制御部５は、滞留時間が最小になるように送信タイミングを自立的に変更する機能を持つ。以下にタイミング制御部５の詳細機能の説明を行うに当たり、これらの説明を補足するものとして、図５に伝送装置３のタイミング変更に関するタイムチャートを示す。図５において、各端末１は所定周期でデータを送信し、伝送装置３は各経路からの遅延時間に応じて受信しつつ、所定の周期で上位装置に最適と判断し選択したデータを送信する。
（１）このとき、タイミング制御部５は、各データが到着したタイミングと、該当データが上位装置に送信されるタイミングから、データの滞留時間を計算し、最も滞留時間が小さくなるように、次の送信タイミングを決定し自立的に適用する。端末からは、一連のデータを分割した上で、一定周期で複数回にわたって送信され、複数の基地局を経由して、それぞれの遅延時間をもって伝送装置３に受信される。このとき、伝送装置の送信周期の一定時間内に受信されれば、３つの受信データの中の、伝送品質の最も良いものを選択して送信する。既に図２に示したように、送信されるタイミングに対して、受信データの滞留時間が最も小さくなるように、次の送信タイミングを決定すれば良い。
（２）自立的に決定した送信タイミングに対して、受信データが遅れて到着した場合、その該当データの到着タイミングから送信タイミングを再計算することにより、自立的に到着遅れ状態を回復する。図５（ａ）に示すように、例えば３番目のデータ受信で３つのデータ中、１つのデータが送信タイミングより遅れて到着した場合、所定時間内に受信できた２つのデータの中から伝送品質の良い方のデータを選択して送信するが、再計算の結果から、その次の４番目の送信タイミングを延ばす。即ち、一回だけ次の送信タイミングを先に延ばすことにより、以降は相対的に送信タイミングが先にずれていくので、所定送信タイミング内に受信できることになる。本ケースでは、一回だけの受信遅延で直ちに次の送信タイミングを延ばすものである。（請求項２に対応）
（３）上記（２）の場合において、受信タイミングが大きく変動した場合でも、即座には送信タイミングを変更せず、同様の到着タイミング遅延が一定期間継続した場合にのみ、送信タイミングを変更することで、送信タイミングの急激な変動や頻繁な変動を防止する。図５（ｂ）に示す例では、例えば３番目のデータ受信で受信遅延が生じた場合でも、４番目の送信タイミングは変更せず、４番目の受信データも続けて遅延した場合に、５番目の受信データも送信タイミングに間に合わないことを予測して、該当データの到着タイミングから再計算して、５番目の送信タイミングを先に延ばすものである。（請求項３に対応）
（４）送信タイミングの算出において、ある期間の平均滞留時間から決定することで、送信タイミングの急激な変動や頻繁な変動を防止する。期間を長めにとれば細かい変動に影響されない利点があり、期間を短めに取れば短時間での大きな変動に俊敏に追従できる利点がある。（請求項４に対応）
（５）決定した送信タイミング変更量がシステムの要求する送信間隔の一定性を上回る場合、変更量を許容範囲内に抑えて複数回の送信に分けて送信タイミングを変更することで、一度に大きな変動を防止する。例えば、図５（ａ）においては、４番目の送信タイミングを変更し、５番目以降の送信タイミングは３番目迄の送信タイミング間隔と同じ間隔に戻しているが、本ケースでは図示しないが、５番目、６番目等もそれぞれ適切な変更量を加えた送信タイミングに変更し、複数回続けて送信タイミングの変更を行うものである。（請求項５に対応）
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の伝送装置の実施例１の構成図
【図２】本発明の伝送装置の実施例２の構成図
【図３】本発明が適用される移動通信システムの例
【図４】受送信のタイミング例
【図５】本発明の伝送装置における受信／送信タイミングの説明図
【符号の説明】
【００１８】
１    端末
２    基地局
３    伝送装置
４    滞留バッファ
５    タイミング制御部
６    滞留時間記憶部
７    選択部
８    振り分け部
【図１】
2006217316.tif 000003
【図２】
2006217316.tif 000004
【図３】
2006217316.tif 000005
【図４】
2006217316.tif 000006
【図５】
2006217316.tif 000007