(57)【要約】【課題】ＱｏＳ接続により現在使用されていない帯域幅を利用できるようにする方法を提供する。【解決手段】所定のサービス品質（ＱｏＳ）を要求するネットワーク接続、すなわちＱｏＳ接続に対しては、一般に所定の固定量の帯域幅が割り当てられる。従来技術のネットワークにおいては、この固定量の帯域幅は他の接続には使用できない。したがって、そのＱｏＳ接続が割り当てられた固定量の帯域幅の全部を必要としない場合は、帯域幅は無駄にされる。本発明では、現在使用されていない帯域幅を一時的に解放することにより、他の接続がこの解放された帯域幅を利用できる。解放された帯域幅の全部あるいは一部が再びその接続により必要とされる場合には、その帯域幅は即座にその接続に再割り当てられる。【選択図】　　　図６
2004104791.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
　ネットワークの中央制御装置に適用される帯域幅割当方法において、
　前記ネットワークの端末である要求側端末及び前記中央制御装置のうちのいずれか一方が所有者となる、所定のサービス品質を必要とする所定の接続に対し、予め定めた量の帯域幅を割り当てるステップと、
　前記割り当てられた予め定めた量の帯域幅のうち、該予め定めた量の帯域幅と前記所有者により示された必要量の帯域幅との差分である所定量を解放するステップと、
　前記所有者が前記解放された帯域幅の少なくとも一部の再割当てを要求した場合には、該解放された帯域幅のうち該要求された分を再割り当てることにより、該所有者が示した量を該所有者に利用可能にするステップとを有する帯域幅割当方法。
【請求項２】
　前記解放された差分である所定量の帯域幅を、サービス品質要求を伴わない接続に割り当てるものであって、該接続が前記ネットワークの接続であることを特徴とする請求項１記載の帯域幅割当方法。
【請求項３】
　要求側端末及び／又は中央制御装置に送信データをバッファリングする送信キューを備え、該要求側端末が該中央制御装置を有するネットワークの端末であり、該ネットワークの要求側端末及び中央制御装置のうちのいずれか一方に適用される、該ネットワークの接続のために帯域幅を予約する帯域幅予約方法において、
　前記接続に対し所定のサービス品質を提供するために、予め定めた帯域幅を予約するステップと、
　前記送信キューにどの位の送信データが存在するかを示す送信キューの充填状態を決定するステップと、
　予め定めた将来において必要とされる帯域幅の量を決定するステップと、
　前記必要とされる帯域幅の量を前記中央制御装置に指示するステップとを有し
　前記必要とされる帯域幅の量は、前記送信キューの充填状態に依存し、前記予め定めた帯域幅を超えないことを特徴とする帯域幅予約方法。
【請求項４】
　前記中央制御装置は請求項１又は２に記載の方法により動作することを特徴とする請求項３に記載の帯域幅予約方法。
【請求項５】
　前記要求側端末は請求項３又は４に記載の方法により動作することを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項６】
　前記ネットワークがアドホックネットワークであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
　ネットワークの中央制御装置において、
　当該中央制御装置又は要求側端末が所有者となる、所定のサービス品質を必要とする接続に対し、予め定めた帯域幅を割り当てる帯域幅割当手段と、
　前記所有者から、必要となる帯域幅の量を示す要求信号を受信し、該必要となる帯域幅の量と前記割り当てられた予め定めた量の帯域幅との差分である所定量の帯域幅を解放する帯域幅解放手段と、
　前記要求信号が示す量の帯域幅が前記所有者に利用できるよう、前記所定量の帯域幅のうち該要求信号が示す量を再割り当てする再割当手段とを備える中央制御装置。
【請求項８】
　送信データをバッファリングする送信キューと、
　前記送信キューの充填状態をモニタし、該充填状態に依存する前記必要となる帯域幅の量を前記帯域幅解放手段及び／又は再割当手段へ示すモニタ手段とをさらに備える請求項７に記載の中央制御装置。
【請求項９】
　前記ネットワークはアドホックネットワークであることを特徴とする請求項７又は８に記載の中央制御装置。
【請求項１０】
　接続は所定のサービス品質と、該サービス品質に対応する予め定めた量の帯域幅とを必要とし、ネットワークの他の端末又は該ネットワークの中央制御装置との接続を有するネットワークの要求側端末において、
　送信データをバッファリングする送信キューと、
　前記送信キューの充填状況をモニタし、該充填状況に依存する、必要となる量の帯域幅を示す要求信号を、前記中央制御装置に送り出すモニタ手段とを備える要求側端末。
【請求項１１】
　前記ネットワークはアドホックネットワークであることを特徴とする請求項１０に記載の要求側端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、ネットワークの中央制御装置に適用される帯域幅割当方法、要求側端末（requesting terminal）あるいはネットワークの中央制御装置に適用される、ネットワーク接続に対する帯域幅予約方法、ネットワークの中央制御装置、及びネットワークの要求側端末に関する。
【背景技術】
【０００２】
　多くの種類のネットワークにおいて、帯域幅制限の問題が存在する。ネットワーク接続において帯域幅割当てに関する管理が行われなければ、幾つかの接続は必要な量の帯域幅を享受できなくなる。これは、所定のサービス品質（quality of service：以下、ＱｏＳという。）を要求する接続、代表的には、例えばビデオ接続にとっては問題となる。この問題に対する共通的な解決法は、各々のＱｏＳ接続に対して固定量（一定量）の帯域幅を予約することにある。欧州電気通信標準化協会（European Telecommunications Standard Institute：ＥＴＳＩ）の所謂ＨＩＰＥＲＬＡＮ／２（High Performance Radio Local Area Networks/2）標準では、上記予約は、固定容量割当（Fixed Capacity Allocation：以下、ＦＣＡという。）方法により行われてもよいことになっている。
【０００３】
　図７は、従来のネットワークの具体例における帯域幅の割当てを示す図である。この具体例に示すネットワークは３つのＱｏＳ接続を有する。各々の接続は固定予約量の帯域幅を持つ。図７において、第１の接続は第１の固定予約量の帯域幅２Ａを持ち、第２の接続は第２の固定予約量の帯域幅３Ａを持ち、第３の接続は第３の固定予約量の帯域幅４Ａを持つ。更に、他の接続に利用できる、全体として利用可能な帯域幅１の中の残存量の帯域幅５が存在する。ＱｏＳ接続が可変ビットレートを持つ場合、対応するその接続の所有者（owner）は、最大要求帯域幅を予約する。接続の所有者は、その接続が属する装置及び／又はアプリケーションである。ＨＩＰＥＲＬＡＮ／２標準によれば、装置は、ネットワークの無線端末又は中央制御装置であってもよい。
【０００４】
　図７に示す具体例では、サービス品質（ＱｏＳ）接続は、実際のトラフィックに関係なく、すなわち実際に必要な帯域幅とは無関係に、その固定された予約量の帯域幅を使用できる。最大と最小の必要量の帯域幅の差分は、たとえある瞬間には最小必要量の帯域幅しか必要とされなくとも、ブロックされたままとなる。したがって、帯域幅が一時的に無駄にされてしまい、実際には必要帯域幅が利用可能であっても、リソースを要求する装置／アプリケーションが、所謂帯域幅不足の理由で接続不可となる場合がある。
【０００５】
　帯域幅割当てにおける従来技術としては、例えば特許文献１及び特許文献２に記載されている。
【０００６】
【特許文献１】米国特許USP 6,081,536
【特許文献２】米国特許出願　US 2001/021197A1
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
　本発明の目的は、ＱｏＳ接続をサポートする従来のネットワークにおいては利用できなかった帯域幅の利用を可能とし、ＱｏＳ接続のサービス品質に影響を及ぼさない改良された帯域幅割当方法及び装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
　上記目的を達成するために、本発明は、請求項１に係る帯域幅割当方法と請求項３に係る帯域幅予約方法とを提供する。加えて、本発明は、請求項７に係る中央制御装置と、請求項１０に係る要求側端末とを提供する。更なる特徴及び好ましい実施形態についてはそれぞれの従属請求項目において定義されている。
【０００９】
　本発明によれば、ネットワークの中央制御装置に適用される帯域幅割当方法は、以下のステップを備えている。すなわち、ネットワークの端末である要求側端末及び中央制御装置の内いずれか一方が所有者となる、所定のサービス品質を必要とする所定の接続に対し、予め定めた量の帯域幅を割り当て、割り当てられた予め定めた量の帯域幅のうち、予め定めた量の帯域幅と所有者により示された必要量の帯域幅との差分である所定量を解放し、所有者が解放された帯域幅の少なくとも一部の再割当てを要求した場合には、解放された帯域幅のうち要求された分を即座に（すなわち、可及的速やかに、例えば次の送信フレーム中に）再割り当てることにより、所有者が示した量が所有者に利用可能にする。
【００１０】
　更に、本発明は、ネットワーク接続のための帯域幅予約方法を提供するものであり、この帯域予約方法は、ネットワークの要求側端末あるいは中央制御装置に適用される。ここで、要求側端末あるいは中央制御装置は、送信データをバッファリングする送信キューを備え、要求側端末は中央制御装置を有するネットワークの端末である。この帯域幅予約方法は、以下のステップを有する。すなわち、接続に対し所定のサービス品質を提供するために予め定めた帯域幅を予約し、送信キューにどの位の送信データが存在するかを示す送信キューの充填状態を決定し、予め定めた将来において（特に所定の将来の送信フレーム内で）必要とされる帯域幅の量を決定し、帯域幅の必要量を中央制御装置に指示する。ここで、上述の必要とされる帯域幅の量は、送信キューの充填状態に依存し、予め定めた帯域幅を超えない。
【００１１】
　所定のサービス品質（ＱｏＳ）を保証するために一定量の帯域幅を予約した接続、すなわちＱｏＳ接続が、その予約した一定量の帯域幅全体を必要としない場合には、上述した２つの方法、すなわち帯域幅割当方法と帯域幅予約方法とにより、浪費される帯域幅を確実により少なくできる。したがって、その主たる特徴は、ＱｏＳ接続がその予め定めた帯域幅の全部あるいはその一部を、要求があり次第（すなわち可能な限り速やかに）受け取ることにより、所定のサービス品質が常時確保されていることである。
【００１２】
　帯域幅割当方法において、予め定めた帯域幅のある部分又は全てがサービス品質を要求しない接続に割り当てられることが好ましい。ここで、接続とはネットワークの接続である。加えて、要求側端末は、上述の帯域幅予約方法により運用されてもよい。ＱｏＳ接続は元の割当てが考慮された場合だけ許可されるが、動的低減予約（dynamic reduced reservations）は考慮されない。
【００１３】
　帯域幅予約方法において、中央制御装置は、帯域幅割当方法に基づいて好適に運用される。更に、両方法において、ネットワークは好ましくはアドホック（ad hoc）ネットワークであり、特にＥＴＳＩのＨＩＰＥＲＬＡＮ／２標準に基づいて運用される。
【００１４】
　本発明によれば、ネットワークの中央制御装置は、中央制御装置あるいは要求側の端末が所有者となる、所定のサービス品質を要求する接続に対し予め定めた帯域幅を割り当てる帯域幅割当手段と、所有者から必要となる帯域幅の量を示す要求信号を受信し、予め定めた帯域幅と必要となる帯域幅の量との差分である所定量の帯域幅を解放する帯域幅解放手段（特に、所定量の帯域幅が予め定めた帯域幅及び必要となる帯域幅の量のいずれも超えない場合に）と、所定量の帯域幅のうち要求信号が示す量の即時再割当てを行い、要求信号が示す帯域幅を所有者に利用可能にする帯域幅再割当手段（特に、所定量の帯域幅が予め定めた帯域幅及び必要となる帯域幅の量のいずれも超えない場合に）とを備えている。
【００１５】
　上述の中央制御装置は、送信データをバッファリングする送信キューと、送信キューの充填状況をモニタし、充填状況に依存した必要となる帯域幅の量を帯域幅解放手段及び／又は帯域幅再割当手段に指示するモニタ手段とをさらに備えることが好ましい。加えて、好ましくは、ネットワークがアドホックネットワークであって、特に、ＥＴＳＩのＨＩＰＥＲＬＡＮ／２標準により運用される。
【００１６】
　本発明によれば、ネットワークの他の端末又はネットワークの中央制御装置との接続を有するネットワークの要求側端末が提供される。ここで、接続が所定のサービス品質と、サービス品質に対応する予め定めた量の帯域幅とを必要とする。この要求側端末は、送信データをバッファリングする送信キューと、送信キューの充填状況をモニタし、充填状況に依存する、必要となる量の帯域幅を示す要求信号を、中央制御装置に送り出すモニタ手段とを備える。ネットワークはアドホックネットワークであり、特にＥＴＳＩ ＨＩＰＥＲＬＡＮ／２標準で運用されることがより好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
　本発明によれば、ＱｏＳ接続をサポートする従来技術のネットワークにおいては利用できなかった帯域幅の利用を可能とし、ＱｏＳ接続のサービス品質に影響を及ぼさない改良された帯域幅割当方法及び装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
　本発明の実施の形態を図面を参照して以下に説明する。
【００１９】
　上述のように、図７は、３つのＱｏＳ接続を有するネットワークの具体例において全体として利用可能帯域幅１の割当てを示す。図６には、図７と同様なネットワークにおいて、同様な全体利用可能帯域幅１が同じ３つの接続に割り当てられている具体例が示されている。但し、図６の具体例においては、その帯域幅１は本発明により割り当てられる。各々のＱｏＳ接続は、従来の技術と同様な固定予約量の帯域幅を持つ。すなわち、第１の接続は第１の固定予約量の帯域幅２Ａを持ち、第２の接続は第２の固定予約量の帯域幅３Ａを持ち、第３の接続は第３の固定予約量の帯域幅４Ａを持つ。更に、他の接続に使用できる、全体利用可能帯域幅１の残存量の帯域幅５が存在する。図６において、従来技術であれば、３つの接続はその固定予約量の帯域幅全体を使用してはいない。すなわち、第１の接続は第１の使用量の帯域幅２Ｂしか現状では使用せず、第２の接続は第２の使用量の帯域幅３Ｂしか現状では使用せず、第３の接続は第３の使用量の帯域幅４Ｂしか現状では使用していない。一方、本発明によれば、未使用量帯域幅の合計量までが一時的に解放される。すなわち、第１の一時解放量の帯域幅２ＢＦと、第２の一時解放量の帯域幅３ＢＦと、第３の一時解放量の帯域幅４ＢＦとが一時的に解放される。これらの一時的に解放された量の帯域幅は他の接続に使用可能となる。更に、これらの解放された量の帯域幅は、図６の両方向の矢印で示すように、実際の使用量の帯域幅に依存して、その大きさが変わる。すなわち、第１の一時解放量の帯域幅２ＢＦは第１の接続に使用された量の帯域幅２Ｂに依存して変わり、第２の一時解放量の帯域幅３ＢＦは第２の接続に使用された量の帯域幅３Ｂに依存して変わり、第３の一時解放量の帯域幅４ＢＦは第３の接続に使用された量の帯域幅４Ｂに依存して変わることを意味する。一時解放量の帯域幅は、その接続がその一時解放量の帯域幅の全部あるいは一部を必要とする場合には、それぞれの接続に即時に再割り当てできることが、本発明の主要な特徴である。これは、ＱｏＳ接続のサービス品質に影響を及ぼさずに、同時に、他の接続に対してより多くの帯域幅を利用可能にすることを意味する。一時解放量の帯域幅は好ましくは非ＱｏＳ接続に割り当てられるよう注意すべきである。
【００２０】
　図１は、アップリンク、すなわちＨＩＰＥＲＬＡＮ／２標準で運用されるネットワーク内における、移動端末ＭＴから中央制御装置ＣＣへのデータ送信の概要を示す図である。初期状態Ｓ０において、移動端末ＭＴのアップリンクキュー（queue）６は第１の充填状態（filling status）Ｆ１にある。その初期状態Ｓ０において移動端末ＭＴのアップリンクキュー６は１２個のデータパッケージ７で充填されている。１つのデータパッケージ７は、４つのロングチャネル（ＬＣＨ）で送信できるデータ量に相当する。この具体例では、移動端末ＭＴの接続用に、４×４（＝１６）の固定予約ロングチャネル（ＬＣＨ）が移動端末用として予約指定されている。予約されるロングチャネルの数は必要とされる量の帯域幅に比例する。図１に示す具体例において、移動端末ＭＴは、固定予約ロングチャネルの数に等しい固定予約量の帯域幅を持ち、その固定予約量の帯域幅は、固定容量割当（Fixed Capacity Allocation：以下、ＦＣＡという。）方法により割り当てられる。移動端末ＭＴは、必要なチャネル数を決定するが、これは一定量の必要帯域幅に対応し、アップリンクキュー６の充填状態と現在送信可能なデータ量とに依存する。現在送信可能なデータ量は、現在予約されたロングチャネルの数、すなわち３つのＭＡＣフレームを予想値（lookahead）として使用する場合、続く３つのＭＡＣフレームにおいて送信できるデータパッケージ７の数に等しい。一般に、その予想値は任意の正の整数である。現在予約されたロングチャネルの数は、中央制御装置ＣＣにより移動端末ＭＴに現在割り当てられたロングチャネルの数であり、最小値１から固定予約ロングチャネル数の間で変わる。予約されたロングチャネルの現在数が１つのＭＡＣフレームで送信できるデータ量を決定する。
【００２１】
　ある充填状態に対応するアップリンクキュー６におけるデータ量が現在送信可能なデータ量よりも少ない場合には、移動端末ＭＴはネットワークの中央制御装置ＣＣに対し、実際に必要な量の帯域幅を示すリソースリクエストＲＲを送る。なお、この帯域幅は実際に必要なチャネル数に対応する。この場合、予約チャネル接続の現在数は実際に必要なチャネル数に削減される。これは中央制御装置ＣＣにより行われ、次のＭＡＣフレームにおいて送られるリソース許可ＲＧにより移動端末ＭＴに示される。ある充填状態に対応するアップリンクキュー６におけるデータ量が現在送信可能なデータ量を超える場合にも、移動端末ＭＴはネットワークの中央制御装置ＣＣに対して、実際に必要な量の帯域幅、これは実際に必要なチャネル数に対応するが、これを示すリソースリクエストＲＲを送り出す。この場合、その接続の現在予約チャネル数は、実際に必要なチャネル数（一定限の予約ロングチャネル数まで）に増強される。これは中央制御装置ＣＣにより行われ、次のＭＡＣフレームで送られるリソース許可ＲＧにより移動端末ＭＴに示される。リソース許可ＲＧは中央制御装置ＣＣによりフレーム制御チャネルＦＣＨで送られる。リソースリクエストＲＲは、ＦＣＡ設定と並行して割り当てられるショートチャネルＳＣＨにおいて送り出される。通常、その接続がＦＣＡ方法により設定される場合は、リソースリクエストＲＲは使用されない。
【００２２】
　固定予約ロングチャネルの数によって、最大送信可能なデータ量は決定される。ここでは、予想値が３つのＭＡＣフレームであるので、その最大送信可能なデータ量は１６の予約ロングチャネル数で送信できるデータ量の３倍となる。
【００２３】
　図１の初期状態Ｓ０において、第１の充填状態Ｆ１に対応するアップリンクキュー６におけるデータ量は、第１の現在送信可能なデータ量ＳＥ１に等しい。続く第１のＭＡＣフレームＭＡＣ１において、中央制御装置ＣＣは、移動端末ＭＴに対して第１のリソース許可ＲＧ１を送り、予約ロングチャネルの現在数Ａ１が、固定予約ロングチャネル数に等しい１６であることを示す。換言すれば、現在必要量の帯域幅は固定予約量の帯域幅に等しくなる。
【００２４】
　第１のＭＡＣフレームＭＡＣ１の最初の、第１の状態Ｓ１における、アップリンクキュー６の第２の充填状態Ｆ２は、第１の現在送信可能なデータ量ＳＥ１以下のデータ量を示しているが、これは例えば、第１のＭＡＣフレームＭＡＣ１に先行する図示されていないＭＡＣフレームにおいて既にデータが送信済みだからである。言い換えれば、図示されない先行ＭＡＣフレームの時間内には送出されたデータよりも到着したデータがより少なかったということである。したがって、移動端末ＭＴは、第１のＭＡＣフレームＭＡＣ１内のショートチャネルＳＣＨで、実際に必要なチャネル数に対応する実際に必要な量の帯域幅を示す第１のリソースリクエストＲＲ１を中央制御装置ＣＣに送る。この実際に必要なチャネル数は１から固定予約ロングチャネル数との間で変わりうる。これは、実際にはデータパッケージの数（２ＬＣＨｓ）であって、チャネルの任意の全体数ではない。その第１のリソースリクエストＲＲ１は、新規のリソースリクエストＲＲが送出されるまでは有効である。
【００２５】
　続く第２のＭＡＣフレームＭＡＣ２では、第１のリソースリクエストＲＲ１に応答して、中央制御装置ＣＣは、予約ロングチャネルの第２の現在数Ａ２を示す第２のリソース許可ＲＧ２を移動端末ＭＴに送り出す。この具体例においては、予約ロングチャネルの第２の現在数Ａ２は１２であり、すなわちこの値は予約ロングチャネルの前の現在数Ａ１に対する値よりも低くなっている。したがって、以降のＭＡＣフレームにおいては、１つのＭＡＣフレーム内で３つのデータパッケージ７が送信できる。さて、その接続用に予約されるチャネル数は少なくなるので、第２のＭＡＣフレームＭＡＣ２内では他の接続に使用可能となる解放された移動端末チャネルＦＲ２が存在する。第２のＭＡＣフレームＭＡＣ２の最初の、第２の状態Ｓ２における、第３の充填状態Ｆ３は、第２の現在送信可能なデータ量ＳＥ２より僅かに低いデータ量を示している。但し、第３の充填状態Ｆ３に対応するデータ量は、次の３つのＭＡＣフレームだけで完全に送信できる。したがって、第２のＭＡＣフレームＭＡＣ２内では、中央制御装置ＣＣへのリソースリクエストＲＲは送信されず、次の第３のＭＡＣフレームＭＡＣ３に対しては現在の予約チャネル数が変更されずに残る。これは、第３のＭＡＣフレームＭＡＣ３においても、他の接続用に使用可能となる解放された移動端末チャネルＦＲ２が存在することを意味する。第３のリソース許可ＲＧ３は、必要な帯域幅に変更がないので、第２のリソース許可ＲＧ２と同じ予約チャネル現在数を示す。
【００２６】
　第３のＭＡＣフレームＭＡＣ３の始めの、第３の状態Ｓ３における、第４の充填状態Ｆ４は、第２の現在送信可能なデータ量ＳＥ２よりも大きなデータ量を示しており、予約ロングチャネルの第２の現在数Ａ２で与えられる次の３つのＭＡＣフレームでは、バッファ内のデータ量は送信できない。したがって、第３のＭＡＣフレームＭＡＣ３内で、第２のリソースリクエストＲＲ２が移動端末ＭＴから中央制御装置ＣＣに対してショートチャネルＳＣＨで送信され、実際に必要なチャネル数に対応した実際に必要な量の帯域幅が示される。ここでも、この第２のリソースリクエストＲＲ２は新たなリソースリクエストＲＲが送信されるまでは有効である。続く第４のＭＡＣフレームＭＡＣ４において、第２のリソースリクエストＲＲ２に応答して、中央制御装置ＣＣは、第４のリソース許可ＲＧ４を移動端末ＭＴに送り、予約ロングチャネルの第３の現在数Ａ３を示す。この具体例においては、予約ロングチャネルの第３の現在数Ａ３は１６であり、これは予約ロングチャネルの第１の現在数Ａ１と等しい。したがって、それに続くＭＡＣフレームにおいては、４つのデータパッケージ７を１つのＭＡＣフレームで送ることができる。すなわち、割当帯域幅はその接続用に増強されている。
【００２７】
　第４のＭＡＣフレームＭＡＣ４の最初の、第４の状態Ｓ４における、第５の充填状態Ｆ５は、第１の現在送信可能なデータ量ＳＥ１と等しいデータ量を示している。したがって、第４のＭＡＣフレームＭＡＣ４においては、移動端末ＭＴから中央制御装置ＣＣに対するリソースリクエストＲＲは送られない。
【００２８】
　図２は、アップリンクの場合の帯域幅割当方法を説明するフローチャートであり、この帯域幅割当方法は、ＨＩＰＥＲＬＡＮ／２ネットワークの中央制御装置ＣＣにより実行される。図２に示す帯域幅割当方法は、各接続に対しＭＡＣフレーム毎に一度実行される。中央制御装置ＣＣのアップリンク初期状態Ｓ２０において、中央制御装置ＣＣは、ＦＣＡ接続からリソースリクエストＲＲを受け取るまで待機する。第１の制御ステップＳ２１において、中央制御装置ＣＣは、リソースリクエストＲＲを受信すると、続くステップＳ２２を実行する。このステップＳ２２において、そのリソースリクエストＲＲを送り出した接続に対する予約ロングチャネルの現在数を決定及び調整する。次に、第１の送信ステップＳ２３において、中央制御装置ＣＣはその接続に対するリソース許可ＲＧを次のＭＡＣフレームで送り出し、予約ロングチャネルの決定後の現在数を示す。
【００２９】
　第１の制御ステップＳ２１において、リソースリクエストＲＲの受信がないと、制御処理は直接第１の送信ステップＳ２３に進む。すなわち、ある接続に対するリソースリクエストＲＲが受領されないと、予約ロングチャネルの現在数は変更されずに、第１の送信ステップＳ２３において送出されるリソース許可ＲＧは、直前のＭＡＣフレームにおいて送られてきた値を示す。次に、中央制御装置ＣＣの第１の最終状態Ｓ２４に至る。
【００３０】
　図３は、アップリンクの場合における帯域幅割当方法を説明するフローチャートである。この帯域幅割当方法は、ＨＩＰＥＲＬＡＮ／２ネットワークの移動端末ＭＴにより実行される。移動端末ＭＴの初期状態Ｓ２５において、移動端末ＭＴは、ＭＡＣフレームの始まりまで待機する。ＭＡＣフレームの始まりの、第２の制御ステップＳ２６において、移動端末ＭＴはそのアップリンクキュー６の充填状態をチェックする。その充填状態が現在送信可能なデータ量以下のデータ量を示す場合には、計算ステップＳ２８が実行される。この計算ステップＳ２８において、実際に必要なチャネル数が決定されて、次のリソースリクエストＲＲと一緒に送られる。その充填状態は現在送信可能なデータ量以下のデータ量を示すから、実際に必要なチャネル数は現在のＭＡＣフレームにおけるよりも少ない。続く第２の送信ステップＳ２９において、そのデータは次のＭＡＣフレーム内で現在予約数のロングチャネルで送り出され、且つ新たなリソースリクエストＲＲがそのＭＡＣフレームのショートチャネルＳＣＨで送られる。この新たなリソースリクエストＲＲは、決定された実際に必要なチャネルの数を示す。第２の送信ステップＳ２９から、移動端末ＭＴの最終状態Ｓ３１に至る。
【００３１】
　第２の制御ステップＳ２６において、その充填状態が現在送信可能なデータ量を超えるデータ量を示す場合には、第３の制御ステップＳ２７が実行される。このステップＳ２７において、アップリンクキュー６の充填状態が、現在送信可能なデータ量を超え且つ最大送信可能データ量以下のデータ量を示す場合には、計算ステップＳ２８に進む。その充填状態は現在送信可能なデータ量を超えるデータ量を示すから、実際に必要なチャネル数は現在のＭＡＣフレームにおけるよりも大きいが、固定予約ロングチャネル数は越えないかもしれない。次の第２の送信ステップＳ２９において、そのデータは現在の予約ロングチャネル数における次のＭＡＣフレーム内で送り出され、且つ新規のリソースリクエストＲＲがそのＭＡＣフレームのショートチャネルＳＣＨで送られる。この新規のリソースリクエストＲＲは決定された実際に必要なチャネルの数を示す。第２の送信ステップＳ２９から、再度、移動端末ＭＴの最終状態Ｓ３１に至る。
【００３２】
　第３の制御ステップＳ２７において、アップリンクキュー６の充填状態が最大送信可能データ量を超えるデータ量を示す場合には、設定ステップＳ３２が実行される。この設定ステップＳ３２において、実際に必要なチャネル数が固定予約チャネルの数に設定される。この設定値は次の新規リソースリクエストＲＲと一緒に送信される。次に、第２の送信ステップＳ２９に進む。すなわち、そのデータは現在のＭＡＣフレーム内の現在数の予約ロングチャネルにおいて送信され、且つ新規のリソースリクエストＲＲがそのＭＡＣフレームのショートチャネルＳＣＨで送られる。リソースリクエストＲＲは固定予約チャネルの数を示す。続いて、移動端末最終状態Ｓ３１に到達する。
【００３３】
　図４は、ダウンリンクにおけるデータ送信の概要を示す図である。ここでは、ＨＩＰＥＲＬＡＮ／２標準で運用されるネットワーク内の接続により、中央制御装置ＣＣから移動端末ＭＴに対してデータが送信される。第５の状態Ｓ５において、中央制御装置ＣＣのダウンリンクキュー８は第６の充填状態Ｆ６を持つ。第５の状態Ｓ５において、ダウンリンクキュー８は１２個のデータパッケージ７で充たされている。この具体例においては、中央制御装置ＣＣの接続用に、４×４（＝１６）の固定予約ロングチャネル（ＬＣＨ）が中央制御装置ＣＣのために予約されている。予約されたロングチャネル数は必要量の帯域幅に比例する。図４の具体例において、中央制御装置ＣＣは固定予約ロングチャネルの数に均等な固定予約量の帯域幅を持つ。この具体例においては、固定予約量の帯域幅は固定容量割当（ＦＣＡ）方法により割り当てられる。中央制御装置ＣＣは、必要チャネル数を決定するが、これはダウンリンクキュー８の充填状況と現在の送信可能データ量とに依存するある必要量の帯域幅に相当する。上述と同様に、現在送信可能なデータ量は、現在の予約ロングチャネル数、すなわち、ここでも予想値（lookahead）の３つのＭＡＣフレームを使うとすれば、以降の３つのＭＡＣフレームで送信できるデータパッケージ７の数に等しい。一般に、その予想値は任意の正の整数である。予約ロングチャネルの現在数は、中央制御装置ＣＣの接続に現在割り当てられているロングチャネルの数であり、最小値１からその接続用の固定予約ロングチャネル数まで変わりうる。
【００３４】
　ある充填状況に対応するダウンリンクキュー８のデータ量が最後の送信可能データ量以下の場合、中央制御装置ＣＣは、その接続に対し、実際に必要なチャネル数を決定する。中央制御装置ＣＣは現在数の予約ロングチャネル自体を割り当てるので、予約ロングチャネルの現在数を実際に必要なチャネル数に設定し、且つこの数値を現在のＭＡＣフレームにおいて送り出すリソース許可ＲＧと一緒に移動端末ＭＴに対して示す。この場合、予約ロングチャネルの現在数は、最後のＭＡＣフレーム内の予約ロングチャネル数よりも少ない。
【００３５】
　ある充填状況に対応するダウンリンクキュー８のデータ量が最後の送信可能データ量を超える場合、中央制御装置ＣＣは、その接続に対し実際に必要なチャネル数を決定する。中央制御装置ＣＣは、予約ロングチャネルの現在数自体を割り当てるので、現在数の予約ロングチャネルを実際に必要なチャネル数に設定し、且つこの数値を現在のＭＡＣフレームにおいて送るリソース許可ＲＧと一緒に移動端末ＭＴに対して示す。この場合、予約ロングチャネルの現在数は、最後のＭＡＣフレーム内の予約ロングチャネル数よりも大きいが、固定予約ロングチャネルの数は越えない。
【００３６】
　図４の第５の状態Ｓ５において、第６の充填状態Ｆ６に対応するダウンリンクキュー８のデータ量は、第３の現在送信可能なデータ量ＳＥ３に等しい。したがって、第５のＭＡＣフレームＭＡＣ５の最初に、中央制御装置ＣＣは、予約ロングチャネルの第４の現在数Ａ４が固定予約ロングチャネル数に等しい１６であることを示す第５のリソース許可ＲＧ５を移動端末ＭＴに送る。続く第６のＭＡＣフレームＭＡＣ６の始めの、第６の状態Ｓ６における、第７充填状態Ｆ７は、第４の現在送信可能なデータ量ＳＥ４以下のデータ量を示す。したがって、中央制御装置ＣＣは、予約ロングチャネルの現在数を、予約ロングチャネルの第４の現在数Ａ４から、より少ない予約ロングチャネルの第５の現在数Ａ５に設定する。中央制御装置ＣＣは、この予約ロングチャネルの第５の現在数Ａ５を、第６のＭＡＣフレームＭＡＣ６で送信される第６のリソース許可ＲＧ６と一緒に移動端末ＭＴに知らせる。この手順によりチャネルが解放されたので、他の接続が一時的に使用できる解放された中央制御装置チャネルＦＲ３が提供される。
【００３７】
　続く第７のＭＡＣフレームＭＡＣ７の始めの、第７の状態Ｓ７において、第８の充填状態Ｆ８に対応するダウンリンクキュー８のデータ量は、第４の現在送信可能なデータ量ＳＥ４よりも少ない。ダウンリンクキュー８内のデータ量は次に続く３つのＭＡＣフレーム内で送信できるから、したがって、予想量（lookahead）の範囲内である。したがって、予約ロングチャネルの現在数は変更する必要はない。かくして、中央制御装置ＣＣは、第６のリソース許可ＲＧ６で示したのと同じ予約ロングチャネルの現在数を示す第７のリソース許可ＲＧ７を移動端末ＭＴに送る。予約チャネルの現在数に変化がないので、解放された中央制御装置チャネルＦＲ３が他の接続に使用できるよう残っている。
【００３８】
　次の第８のＭＡＣフレームＭＣ８の始めの、第８の状態Ｓ８において、第８の充填状態Ｆ９は、第４の送信可能なデータ量ＳＥ４を超えるデータ量を示している。したがって、中央制御装置ＣＣは、その接続のために第３の現在送信可能なデータ量ＳＥ３が再確保されるよう、現在の予約チャネル数を増強する。これは、予約ロングチャネルの第６の現在数Ａ６がその接続に予約されたことを意味する。この現在数は、第８のＭＡＣフレームＭＡＣ８における第８のリソース許可ＲＧ８により移動端末ＭＴに示される。
【００３９】
　図５は、ダウンリンクの場合の帯域幅予約方法を説明するフローチャートであり、この帯域幅予約方法は、ＨＩＰＥＲＬＡＮ／２ネットワークの中央制御装置により実行される。図５に示す帯域幅予約方法は、中央制御装置ＣＣと移動端末ＭＴとの接続毎にＭＡＣフレーム当たり一度実行される。
【００４０】
　ダウンリンク初期状態Ｓ４１から始まり第４の制御ステップＳ４２に進む。
【００４１】
　第４の制御ステップＳ４２において、ダウンリンクキュー８の充填状態が現在の送信可能なデータ量以下のデータ量を示すときは、第２の設定ステップＳ４４に進む。この第２の設定ステップＳ４４において、中央制御装置ＣＣは、実際に必要なチャネル数を決定して、予約ロングチャネルの現在数をこの数字に設定する。この場合、予約ロングチャネルの現在数は、最終のＭＡＣフレームのものより小さい。次に、第４の送信ステップＳ４５に進み、ここで予約ロングチャネルの現在数を示すリソース許可ＲＧが中央制御装置ＣＣと接続中の移動端末ＭＴに送られる。次に、第２の最終中央制御装置状態Ｓ４６に入る。
【００４２】
　一方、第４の制御ステップＳ４２において、ダウンリンクキュー８の充填状態が現在送信可能なデータ量を超えるデータ量を示すときは、第５の制御ステップＳ４３に進む。
【００４３】
　第５の制御ステップＳ４３において、その充填状態が最大送信可能データ量を超えるデータ量を示すときは、第３の設定ステップＳ４７に進む。このステップＳ４７において、中央制御装置ＣＣは、現在の予約チャネル数を固定予約チャネルの数に設定する。言い換えれば、ＦＣＡ方法により割り当てられた固定予約量の帯域幅がその接続に割り当てられる。次に、第４の送信ステップＳ４５に進み、そこで予約ロングチャネルの現在数、この場合は固定予約チャネル数に等しい数を示すリソース許可ＲＧが移動端末ＭＴに送られる。更に、第４の送信ステップＳ４５において、現在数の予約ロングチャネルにおいてデータが送信される。次に、第２の最終中央制御装置状態Ｓ４６に入る。
【００４４】
　一方、第５の制御ステップＳ４３において、その充填状態が最大送信可能データ量以下のデータ量を示すときは、第２の設定ステップＳ４４に進む。そこでは、現在の予約チャネル数が実際に必要なチャネル数に設定される。次に、第４の送信ステップＳ４５が実行され、そこでその接続用の現在の予約ロングチャネル数を示すリソース許可ＲＧが移動端末ＭＴに送られる。更に、第４の送信ステップＳ４５において、現在予約数のチャネルにおいてデータが送信される。次に、第２の最終中央制御装置状態Ｓ４６に入る。
【００４５】
　本発明は、以下のように要約することができる。
【００４６】
　所定のサービス品質（ＱｏＳ）を要求するネットワーク接続、すなわちＱｏＳ接続に対しては、一般に所定の固定量の帯域幅が割り当てられる。従来のネットワークにおいては、この固定量の帯域幅は他の接続には使用できない。したがって、ＱｏＳ接続が、割り当てられた固定量の帯域幅の全部を必要としない場合は、帯域幅は無駄にされる。本発明は、ＱｏＳ接続により現在使用されていない帯域幅を利用できるようにする方法を提供する。この現在使用されていない帯域幅を一時的に解放することにより、他の接続がこの解放された帯域幅を利用できる。解放された帯域幅の全部あるいは一部が再びその接続により必要とされる場合には、その帯域幅は即座にその接続に再割り当てられる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】アップリンクの場合の帯域幅割当ての概要を示す説明図である。
【図２】アップリンクの場合の帯域幅割当方法を説明するフローチャートであり、帯域幅割当方法はＨＩＰＥＲＬＡＮ／２ネットワークの中央制御装置により実行される。
【図３】アップリンクの場合の帯域幅割当方法を説明するフローチャートであり、帯域幅割当方法はＨＩＰＥＲＬＡＮ／２ネットワークの移動端末により実行される。
【図４】ダウンリンクの場合の帯域幅割当ての概要を示す説明図である。
【図５】ダウンリンクの場合の帯域幅割当方法を説明するフローチャートであり、帯域幅割当方法はＨＩＰＥＲＬＡＮ／２ネットワークの中央制御装置により実行される。
【図６】ＱｏＳ接続を有するネットワークにおいて、本発明による帯域幅割当ての一例を示す説明図である。
【図７】ＱｏＳ接続を有するネットワークにおける、従来技術による帯域幅割当ての一例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４８】
　ＣＣ　中央制御装置、ＭＴ　移動端末、ＲＲ　リソースリクエスト、ＲＧ　リソース許可、Ｓ０　初期状態。
【図１】
2004104791.tif 000003
【図２】
2004104791.tif 000004
【図３】
2004104791.tif 000005
【図４】
2004104791.tif 000006
【図５】
2004104791.tif 000007
【図６】
2004104791.tif 000008
【図７】
2004104791.tif 000009