(57)【要約】      （修正有）【課題】マルチレートモデムの２ｎの帯域制約と、連続した帯域のみ割り当て可能である制約のもと、空き容量があっても帯域割当て不可となる事態（呼損）を可能な限り排除する方法を提供する。【解決手段】新規予約が投入された場合、新規予約と登録済み予約の周波数帯域割割当ての再配置を行う再配置ステップを有する。更に、前記再配置ステップの前に、前記新規予約が終了時刻の指定のあるスケジュール予約の場合に、割り当ての可否を判断するステップを有し、空き帯域の割り当てが不可能な場合に再配置ステップを行う。また、２ｎの帯域制約に基づき、連続したチャンネルに配置する対を抽出し、その情報の元に帯域を再配置する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２ｎの帯域制約を有する衛星通信システムの新規予約に対する周波数帯域割当方法において、
新規予約が投入された場合、前記新規予約と登録済み予約の周波数帯域割当ての再配置を行う再配置ステップを有することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記再配置ステップの前に、前記新規予約が終了時刻の指定のあるスケジュール予約である場合、前記スケジュール予約に対し空き帯域の割当てが可能であるか否かを判断するステップを有し、
空き帯域の割当てが不可である場合に、再配置ステップを行うことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記再配置ステップは、前記新規予約の予約開始時刻及び終了時刻から、再配置対象期間を算出する第１のステップと、
２ｎの帯域制約に基づき、連続したチャネルに配置する予約の対を抽出し、前記抽出した予約の対を再配置する第２のステップを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１のステップにおいて、再配置対象期間は、登録済みスケジュール予約の予約期間の平均値をもとに算出することを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記第２のステップにおいて、連続したチャネルに再配置する予約の対は、帯域幅の細い順に、同一帯域幅の場合は予約期間の長い順に抽出し、再配置することを特徴とする請求項３又は４に記載の方法。
【請求項６】
２ｎの帯域制約を有する衛星通信システムのスケジュール管理装置において、
前記スケジュール管理装置は、記憶手段と、帯域割当手段とを有し、
前記帯域割当手段は、新規予約が投入された場合、前記新規予約と、前記記憶手段に記憶されている登録済み予約の周波数帯域割当ての再配置を行うことを特徴とする装置。
【請求項７】
前記帯域割当手段は、新規予約が終了時刻の指定のあるスケジュール予約である場合には、前記スケジュール予約に対し空き帯域の割当てを行い、前記新規予約が終了時刻の指定のない継続予約である場合と、前記スケジュール予約に対し帯域割当てが不可であった場合にのみ、前記再配置を行うことを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記帯域割当手段は、前記再配置を行う場合、前記新規予約の予約開始時刻及び終了時刻から、再配置対象期間を算出し、
前記再配置対象期間内の登録済み予約及び新規予約から、２ｎの帯域制約に基づき、連続したチャネルに配置する予約の対を抽出し、前記抽出した予約の対を再配置することを特徴とする請求項６又は７に記載の方法。
【請求項９】
複数の衛星地球局と、通信衛星と、衛星回線制御装置と、請求項６から８のいずれか１項に記載のスケジュール管理装置からなる衛星通信システムにおいて、
前記スケジュール管理装置は、前記衛星回線制御装置と通信可能であり、
前記衛星回線制御装置は、前記スケジュール管理装置からの指示に基づき、前記衛星地球局間の通信に必要なキャリアを、前記通信衛星に設定することを特徴とする衛星通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衛星通信システムの周波数帯域割当方法、及び前記方法を用いた通信システム及び管理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
衛星通信システムにおける周波数帯域割当ての予約としては、終了時刻が指定された予約（以下、スケジュール予約という。）と、終了時刻が指定されない予約（以下、継続予約という。）が提供されている。これら２つの予約方法が混在している場合、周波数帯域が有効に利用できない場合があった。
【０００３】
例えば、チャネル０からチャネル３までの最大４チャネル収容可能な帯域を管理する衛星通信システムにおいて、１チャネルを占有する継続予約とスケジュール予約が交互に４回発生し、チャネル０とチャネル２が継続予約に割り当てられ、チャネル１とチャネル３がスケジュール予約に割り当てられたものとする。チャネル０とチャネル２を占有する継続予約が終了した場合、１チャネルを占有するスケジュール予約が１つおきに配置された、いわゆる“歯抜け”状態となり、この後に２チャネルを占有する継続予約が発生した場合、帯域は２チャネル分空いているにもかかわらず、この継続予約には連続帯域が割り当てられないため、呼損となってしまう。
【０００４】
上記事態を回避するため、スケジュール予約専用の帯域と、継続予約専用の帯域を予め分けておくという手法が提案されている（非特許文献１参照）。
【０００５】
しかし、帯域を予め分けておく手法では、それぞれの予約が発生する割合を予想し、予想した値に基づき、予め帯域を割り当てておく必要があり、実際に発生する予約が予想と反した場合、例えば、予想に反しスケジュール予約が集中した等の場合は、継続予約用の帯域が空いているにもかかわらず、スケジュール予約用の帯域欠如により、帯域を割り当てられない事態が発生し、呼損となるばかりでなく、周波数利用効率も低下する。
【０００６】
また、予約が要求された周波数の帯域により、割当て可能な周波数位置に制約がある場合には、周波数の収容効率は、さらに悪くなることとなる。
【０００７】
例えば、マルチレート／マルチキャリアモデムは、さまざまな帯域幅の１キャリア送信、さまざまな帯域幅の複数キャリアの同時受信を安価に実現した変復調装置であるが、装置構成上、周波数帯域の制約を設けることがあり、これを２ｎの帯域制約という。２ｎの帯域制約には、帯域幅制約と配置制約の２種類がある。
【０００８】
図１は、２ｎの帯域制約の例を示す図である。
【０００９】
帯域幅制約とは、変復調装置に設定しえる帯域は、２のべき乗分の帯域に制限されるというものである。従って、図１に示すように、帯域は１、２、４チャネルの連続帯域に制限され、３チャネルや５チャネルといった帯域は予約できない。
【００１０】
配置制約とは、占有する帯域幅がｎチャネルの場合、配置可能なチャネル位置は、チャネル番号を０からとすると、チャネルｎ×ａ（ａ＝０、１…）からｎチャネル分の帯域に制約されるというものである。図２に示すように、８チャネルを有する帯域に対して、２チャネルの連続帯域は、それぞれチャネル番号０、２、４，６から２チャネル分の帯域にしか割り当てられず、チャネル３とチャネル４の連続２チャネルに割り当てることはできない。同様に４チャネルの連続帯域には、チャネル０〜３又はチャネル４〜７の４チャネル分の帯域には、割当て可能であるが、図２に示すような、チャネル１〜４の４チャネル分の帯域には割り当てることはできない。
【００１１】
【非特許文献１】菊池、土田、川添、風間、“ダイレクトマルチキャスト衛星通信システム用高効率回線制御プログラムの開発”、電子情報通信学会  技術研究報告SAT2002-159、P7-12
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
マルチレート／マルチキャリアモデムの様に、上記制約のあるモデムを用いた衛星通信システムにおいて、周波数の有効利用のためには、上記制約を考慮して帯域の管理、運用を行う必要があり、単に歯抜けを解消すべく、連続帯域を最大限確保する帯域割当て方式では十分ではない。
【００１３】
従って、本発明は、２ｎの帯域制約のもと、スケジュール予約と継続予約を混在して扱うことによる歯抜けを極力解消し、空き容量があっても割当て不可となる事態を可能な限り排除する方法を提供することを目的とする。
【００１４】
更に、上記方法に用いる管理装置、及び上記方法を用いた衛星通信システムを提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明における衛星通信システムの新規予約に対する周波数帯域割当方法によれば、
新規予約が投入された場合、前記新規予約と登録済み予約の周波数帯域割当ての再配置を行う再配置ステップを有することを特徴とする。
【００１６】
本発明の衛星通信システムの新規予約に対する周波数帯域割当方法における他の実施形態によれば、
前記再配置ステップの前に、前記新規予約が終了時刻の指定のあるスケジュール予約である場合、前記スケジュール予約に対し空き帯域の割当てが可能であるか否かを判断するステップを有し、空き帯域の割当てが不可である場合に、再配置ステップを行うことも好ましい。
【００１７】
また、本発明の衛星通信システムの新規予約に対する周波数帯域割当方法における他の実施形態によれば、
前記再配置ステップは、前記新規予約の予約開始時刻及び終了時刻から、再配置対象期間を算出する第１のステップと、２ｎの帯域制約に基づき、連続したチャネルに配置する予約の対を抽出し、前記抽出した予約の対を再配置する第２のステップを含むことも好ましい。
【００１８】
更に、本発明の衛星通信システムの新規予約に対する周波数帯域割当方法における他の実施形態によれば、
前記第１のステップにおいて、再配置対象期間は、登録済みスケジュール予約の予約期間の平均値をもとに算出することも好ましい。
【００１９】
更に、本発明の衛星通信システムの新規予約に対する周波数帯域割当方法における他の実施形態によれば、
前記第２のステップにおいて、連続したチャネルに再配置する予約の対は、帯域幅の細い順に、同一帯域幅の場合は予約期間の長い順に抽出し、再配置することも好ましい。
【００２０】
本発明における衛星通信システムのスケジュール管理装置によれば、
記憶手段と、帯域割当手段とを有し、前記帯域割当手段は、新規予約が投入された場合、前記新規予約と、前記記憶手段に記憶されている登録済み予約の周波数帯域割当ての再配置を行うことを特徴とする。
【００２１】
本発明の衛星通信システムのスケジュール管理装置における他の実施形態によれば、
前記帯域割当手段は、新規予約が終了時刻の指定のあるスケジュール予約である場合には、前記スケジュール予約に対し空き帯域の割当てを行い、前記新規予約が終了時刻の指定のない継続予約である場合と、前記スケジュール予約に対し帯域割当てが不可であった場合にのみ、前記再配置を行うことも好ましい。
【００２２】
また、本発明の衛星通信システムのスケジュール管理装置における他の実施形態によれば、
前記帯域割当手段は、前記再配置を行う場合、前記新規予約の予約開始時刻及び終了時刻から、再配置対象期間を算出し、前記再配置対象期間内の登録済み予約及び新規予約から、２ｎの帯域制約に基づき、連続したチャネルに配置する予約の対を抽出し、前記抽出した予約の対を再配置することも好ましい。
【００２３】
本発明における衛星通信システムによれば、
複数の衛星地球局と、通信衛星と、衛星回線制御装置と、前記スケジュール管理装置からなり、前記スケジュール管理装置は、前記衛星回線制御装置と通信可能であり、前記衛星回線制御装置は、前記スケジュール管理装置からの指示に基づき、前記衛星地球局間の通信に必要なキャリアを、前記通信衛星に設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の周波数帯域割当方法によれば、スケジュール予約と継続予約を混在して扱うことにより生ずる歯抜けを再配置により極力排除し、また再配置処理における予約の選択方法により２ｎの帯域制約についても極力回避することで、周波数の効率的利用を可能とし、また、スケジュール登録時における呼損の少ない高品質なサービス提供を可能とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明を実施するための最良の実施形態について、以下では図面を用いて詳細に説明する。
【００２６】
図２は、本発明による衛星通信システムの構成図の例である。
【００２７】
図２によると、衛星通信システムは、複数の衛星地球局１と、通信衛星２と、回線制御装置３と、スケジュール管理装置４と、ひとつ以上の予約端末５とを有する。スケジュール管理装置４は、回線制御装置３及び予約端末５と通信可能である。
【００２８】
回線制御装置３は、スケジュール管理装置４からの指示に基づき、衛星地球局１間の通信に必要なキャリアを、通信衛星２経由で設定する機能を有する。予約端末５は、スケジュール管理装置４に、スケジュール予約及び継続予約を投入する機能を有する。
【００２９】
衛星地球局１は、マルチキャリア／マルチレートモデムにより構成されており、かつ、２ｎの帯域制約を受けているものとする。
【００３０】
スケジュール管理装置４は、通信部４１、帯域割当部４２及び記憶部４３を有する。記憶部４３には、スケジュール予約と継続予約の予約状況についてのデータが保存されている。通信部４１は、予約端末５からの新規予約投入の受付や、衛星回線制御装置３に対する新たな設定指示等、他の装置との通信処理を行う。
【００３１】
帯域割当部４２は、新規予約が投入された場合に、記憶部４３に記憶されている予約状況を参照し、本発明の割当方法に基づき帯域割当処理を行う。また、処理の結果、帯域の割当てが可能であれば予約を受理し、記憶部４３を更新する。割当て不可であれば予約を不受理とする。受理又は不受理は、通信部４１経由で予約端末５に通知する。更に、記憶部４３に記憶されている登録済み予約に基づき、通信衛星２経由で、衛星地球局１間に、新たに設定するキャリアについて必要な情報を、通信部４１経由で衛星回線制御装置３に対し通知する機能も有する。
【００３２】
図３は、本発明の帯域割当方法のフローチャートである。
【００３３】
(S301)  新規予約が投入された場合、まず、前記予約が、継続予約であるか、スケジュール予約であるかを判断する。
【００３４】
(S302, S303)  新規予約がスケジュール予約であり、要求された時間帯に、要求された帯域の空きがある場合は、そのまま割当てを行う。
【００３５】
(S304)  継続予約である場合や、スケジュール予約であるがS302において、割当てができない場合は、登録済である予約の再配置処理を行う。
【００３６】
(S305, S306, S303)  再配置処理の結果、新規予約の割当帯域を確保できた場合は、割当てを行い、確保できなかった場合は、予約を不受理とする。
【００３７】
図４は、再配置処理のフローチャートである。
【００３８】
(S401)  まず、後述する方法により再配置処理の処理対象期間を算出する。
【００３９】
(S402)  S401で算出された、再配置処理期間内に一部でもかかる予約を抽出し、これらを集合Ｕとする。ただし、処理時点において既に割当てが開始されているものは除く。
【００４０】
(S403)  集合Ｕが空となるまで、S403〜S408の処理を繰り返す。
【００４１】
(S404)  集合Ｕより、最も帯域が細く、最も予約期間が長い予約を、予約Ａとして抽出する。
【００４２】
(S405)  予約Ａと、同一帯域幅で、予約期間が予約Ａの予約期間内に収まっている予約を予約Ｂとして抽出する。
【００４３】
(S406, S407)  予約Ｂが存在する場合は、予約Ａと予約Ｂに含まれる予約を再配置し、前記再配置した予約を予約Ｕから除外する。予約Ａと予約Ｂは、２ｎの帯域制約に従い、連続したチャネルに配置する。即ち、予約Ａと予約Ｂの合計帯域がｍチャネルの場合、チャネルｍ*ａ（ａ＝０、１、…）から連続して配置することをいう。
【００４４】
(S406, S408)  予約Ｂが存在しない場合は、予約Ａを、単独予約とし、集合Ｖに加え、集合Ｕからは除外する。
【００４５】
(S409)  集合Ｕが空となった後、集合Ｖの各予約を、帯域の細い順に空き帯域に再配置する。
【００４６】
(S410)  集合Ｖの全予約を再配置できた場合は、再配置結果を確定し(S411)、再配置できなかった場合は、これまでの再配置をすべて元に戻す(S412)。
【００４７】
上述した割当処理を図６から図８を用いて説明する。図６によると、それぞれ１チャネルを占有する予約１、予約２及び予約３が既に設定されていて、２チャネルを占有するスケジュール予約が、新規予約として投入されている。新規予約の予約期間は、予約１及び予約２と重なっている。
【００４８】
S302において、新規予約の予約期間すべての時間帯に、２チャネル連続の空きは存在しないため、S304に移行し、再配置処理が行われる。
【００４９】
再配置処理の最初にS401において、再配置対象期間が算出されるが、ここでは図７に示すように、予約１、２、及び３を含む期間として算出されたものとする。従って、S402において、予約１、２、３、及び新規予約が集合Ｕに追加される。
【００５０】
第１回目の反復処理において、帯域が１チャネルと最も細く、予約期間が最も長い予約２が予約ＡとしてS404で抽出される。S405においては、予約Ａとして抽出された予約２と同じ帯域であり、かつ、予約２の予約期間の範囲内に収まっている予約１が予約Ｂとして抽出される。S407において、予約１及び予約２の再配置が行われる。ここではチャネル０とチャネル１の連続帯域に配置を行い、第１回目の反復処理は終了する。この時点で集合Ｕには、予約３と新規予約が残っている。
【００５１】
第２回目の反復処理において、S404で、予約３が予約Ａとして抽出される。予約３と同一帯域幅の予約は存在しないため、S408で予約３は、単独予約として集合Ｖに加えられる。
【００５２】
第３回目の反復処理において、新規予約が単独予約として集合Ｖに加えられ、集合Ｕは空となる。
【００５３】
S409で、集合Ｖに含まれる単独予約の配置を行う。まず、帯域の小さい予約３を配置する。チャネル０には既に予約２が配置されているため、ここではチャネル１に配置する。続いて、チャネル２及びチャネル３の連続２チャネルに、新規予約の配置を行う。図８は、再配置後の予約状況を示す図である。
【００５４】
図５Ａは、再配置処理のS401で行われる、再配置対象期間を算出するフローチャートであり、図５Ｂは再配置対象期間の説明図である。
【００５５】
図５Ｂに示すように、新規予約の開始時刻をＴｓ、終了時刻をＴｅとする。また、再配置対象期間の開始時刻をＴ１、終了時刻をＴ２とする。
【００５６】
(S501)  現在登録されている、スケジュール予約の予約期間の平均値ｔを算出する。
【００５７】
(S502)  パラメータＴを、予め設定された整数値Ｎを用い、Ｔ＝Ｎ×tで算出する。予め設定されている整数値Ｎは、運用中に変更可能な値であり、再配置の対象を広げることによる収容効率の増大と、再配置にかかる処理時間の増大との、トレードオフにより決定される。
【００５８】
(S503)  Ｔｓ−Ｔの値が、現在の時刻以前となるか否かを判断する。
【００５９】
(S504, S505)再配置対象期間の開始時刻Ｔ１は、Ｔｓ−Ｔが現在の時刻以後となる場合は、Ｔｓ−Ｔであり、現在の時刻以前となる場合は、現時刻とする。
【００６０】
(S506)  再配置対象期間の終了時刻Ｔ２は、Ｔｅ＋Ｔで算出する。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】図１は、２ｎの帯域制限の例を示す図である。
【図２】本発明による衛星通信システムの例を示す構成図である。
【図３】図３は、本発明の帯域割当方法のフローチャートである。
【図４】図４は、再配置処理のフローチャートである。
【図５Ａ】再配置対象期間算出処理のフローチャートである。
【図５Ｂ】再配置対象期間の説明図である。
【図６】本発明による帯域割当方法の例を示す説明図である。
【図７】本発明による帯域割当方法の例を示す説明図である。
【図８】本発明による帯域割当方法の例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６２】
１  衛星地球局
２  通信衛星
３  回線制御装置
４  スケジュール管理装置
４１  通信部
４２  帯域割当部
４３  記憶部
５  予約端末
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
2005328351.tif 000008
【図６】
2005328351.tif 000009
【図７】
2005328351.tif 000010
【図８】
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