(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の端末側装置と網側装置とが伝送媒体を共有し接続され、前記網側装置が前記端末側装置に対してタイムスロットを割当てて前記端末側装置がこの割当てられた前記タイムスロットを用いて前記伝送媒体にパケットを転送するようにしたパケット通信システムにおけるタイムスロット割当てシステムであって、
前記端末側装置の各々は、転送すべきパケットを格納するバッファ手段と、この格納パケット数を前記網側装置へ通知する通知手段とを有し、
前記網側装置は、これ等端末側装置からの格納パケット数の通知に応答して、所定の公平性規則に従い前記端末側装置に対して前記タイムスロットの割当てを行って、この割当てにより空きタイムスロットが発生する端末側装置が存在する場合に、この空きタイムスロットを再割当て用タイムスロットとして、これ等端末側装置（再割当て対象外端末側装置）以外の再割当て対象端末側装置に対して再割当て制御する制御手段を有することを特徴とするタイムスロット割当てシステム。
【請求項２】
前記制御手段は、前記再割当て対象外端末側装置に関する前記割当てタイムスロット数と前記格納パケット数との差分の総和を再割当て用タイムスロットとして、前記再割当て対象外端末側装置に対する前記割当てタイムスロット数を前記格納パケット数と等しいタイムスロット数とした後、前記再割当て対象端末側装置に対する前記割当てタイムスロット数が前記格納パケット数以下になるように前記再割当て対象端末側装置に対して前記再割当て用タイムスロットを再割当てして、その結果全ての前記再割当て対象端末側装置の前記割当てタイムスロット数が前記格納パケット数と等しくなり、かつ前記再割当て用タイムスロットが残っている場合には、この残りの再割当て用タイムスロットを全ての前記端末側装置に公平性規則に基づき割当て、再割当て前の前記割当てタイムスロット数と再割当てによる前記割当てタイムスロット数との加算値を、前記端末側装置に対する最終的な割当てタイムスロット数とすることを特徴とする請求項１記載のタイムスロット割当てシステム。
【請求項３】
前記制御手段は、前記端末側装置の各々に対して前記公平性規則に従って割当てた前記タイムスロットの数と前記格納パケット数とを比較して、全ての前記端末側装置に関して前記公平性規則に従って割当てた前記タイムスロット数が前記格納パケット数を下回っている場合には、前記公平性規則に従って割当てたタイムスロット数を前記端末側装置に対する最終的な割当てタイムスロット数とすることを特徴とする請求項１または２記載のタイムスロット割当てシステム。
【請求項４】
前記公平性規則は、前記端末側装置の各々に対して前記タイムスロットを等しく割当てるものであることを特徴とする請求項１〜３いずれか記載のタイムスロット割当てシステム。
【請求項５】
前記公平性規則は、前記端末側装置の各々に収容されるコネクションの最低保証帯域の総和の比率に従って、前記端末側装置の各々に対して前記タイムスロットを割当てるものであることを特徴とする請求項１〜３いずれか記載のタイムスロット割当てシステム。
【請求項６】
前記公平性規則は、前記端末側装置の各々に収容されるコネクションの最大転送帯域の総和の比率に従って、前記端末側装置の各々に対して前記タイムスロットを割当てるものであることを特徴とする請求項１〜３いずれか記載のタイムスロット割当てシステム。
【請求項７】
前記公平性規則は、端末側装置の各々に収容されるコネクションの最大転送帯域と最低保証帯域との差分の総和の比率に従って、前記端末側装置の各々に対して前記タイムスロットを割り当てるものであることを特徴とする請求項１〜３いずれか記載のタイムスロット割当てシステム。
【請求項８】
前記公平性規則は、前記端末側装置の各々に収容されるコネクション数の比率に従って、前記端末側装置の各々に対して前記タイムスロットを前記端末側装置に対して割り当てることを特徴とする請求項１〜３いずれか記載のタイムスロット割当てシステム。
【請求項９】
前記公平性規則は、端末側装置の各々に対して前記タイムスロットの一部を等しく割り当て、前記タイムスロットの残りを前記端末側装置の各々に収容されるコネクションの最低保証帯域の総和の比率に従って割り当てることを特徴とする請求項１〜３記載のタイムスロット割当てシステム。
【請求項１０】
前記公平性規則は、端末側装置の各々に対して、前記タイムスロットの一部を等しく割当て、その残りを前記端末側装置の各々に収容されるコネクションの最大転送帯域の総和の比率に従って割り当てることを特徴とする請求項１〜３いずれか記載のタイムスロット割当てシステム。
【請求項１１】
前記公平性規則は、前記端末側装置の各々に対して前記タイムスロットの一部を等しく割り当て、前記タイムスロットの残りを前記端末側装置の各々のに収容されるコネクションの最大転送帯域と最低保証帯域との差分の総和の比率に従って割り当てることを特徴とする請求項１〜３いずれか記載のタイムスロット割当てシステム。
【請求項１２】
前記公平性規則は、端末側装置の各々に対して、前記タイムスロットの一部を等しく割当て、その残りを前記端末側装置の各々に収容されるコネクションの数の比率に従って割当てるものであることを特徴とする請求項１〜３いずれか記載のタイムスロット割当てシステム。
【請求項１３】
前記制御手段は、前記再割当て用タイムスロットを再割当て制御するに際して、前記再割当て対象端末側装置に対して等分割法にて再割当て制御することを特徴とする請求項１〜１２いずれか記載のタイムスロット割当てシステム。
【請求項１４】
前記制御手段は、前記再割当て用タイムスロットを再割当て制御するに際して、前記再割当て対象端末側装置に対して、前記転送すべきパケット数から再割当てによる前記タイムスロットを差引いた値の分散が最小となるよう再割当て制御することを特徴とする請求項１〜１２いずれか記載のタイムスロット割当てシステム。
【請求項１５】
前記制御手段は、前記再割当て用タイムスロットを再割当て制御するに際して、前記再割当て対象端末側装置に対して、前記転送すべきパケット数の比率に従って割当て制御することを特徴とする請求項１〜１２いずれか記載のタイムスロット割当てシステム。
【請求項１６】
前記パケットは非同期転送モードで使用されるセルであることを特徴とする請求項１〜１５いずれか記載のタイムスロット割当てシステム。
【請求項１７】
複数の端末側装置と網側装置とが伝送媒体を共有し接続され、前記網側装置が前記端末側装置に対してタイムスロットを割当てて前記端末側装置がこの割当てられた前記タイムスロットを用いて前記伝送媒体にパケットを転送するようにしたパケット通信システムにおける網側装置であって、
前記端末側装置の各々から、バッファに格納された転送すべきパケット数の通知を受けて、所定の公平性規則に従い前記端末側装置に対して前記タイムスロットの割当てを行う公平性割当て手段と、この割当てにより空きタイムスロットが発生する端末側装置が存在する場合に、この空きタイムスロットを再割当て用タイムスロットとしてこれ等端末側装置（再割当て対象外端末側装置）以外の再割当て対象端末側装置に対して再割当て制御する再割当制御手段とを含むことを特徴とする網側装置。
【請求項１８】
前記公平性割当て手段は、前記端末側装置の各々から通知される格納パケット数情報と、前記端末側装置の各々に割当てられる割当てタイムスロット数情報と、前記端末側装置の各々が再割当て対象か対象外かを示す識別子情報を管理する割当情報管理テーブルと、タイムスロット割当てを変更するタイミングになると、前記公平性規則に従い全てのまたは一部の前記端末側装置に対して前記タイムスロットを割当てるとともに、前記端末側装置の各々に対する前記割当てタイムスロット数を前記割当情報管理テーブルに書き込む公平性保証割当回路とを含むことを特徴とする請求項１７記載の網側装置。
【請求項１９】
前記再割当制御手段は、前記割当情報管理テーブルを参照して前記端末側装置の各々の前記割当てタイムスロット数情報と前記格納パケット数情報とを入手し、前記端末側装置の各々に対して前記割当りタイムスロット数と前記格納パケット数とを比較し、前記割当りタイムスロット数が前記格納パケット数を上回っている端末側装置が１つ以上存在する場合には、再割当て実行と判定するとともに、全ての前記端末側装置に関して前記割当てタイムスロット数が前記格納パケット数を下回っている場合には、再割当て不必要と判定し、前記公平性規則に従い割当てられた前記タイムスロット数を前記端末側装置の各々に対する前記割当てタイムスロット数として決定する再割当判定回路と、前記再割当判定回路において再割当て実行と判定された時に、前記割当情報管理テーブルを参照して前記端末側装置の各々の前記割当てタイムスロット数情報と前記格納パケット数情報とを入手し、前記割当てタイムスロット数が前記格納パケット数を下回っている端末側装置を再割当対象端末側装置とし、それ以外の端末側装置を再割当対象外端末側装置とするとともに、前記割当情報管理テーブルに前記端末側装置の再割当対象または対象外を示す識別子を書き込む再割当対象端末側装置決定回路と、前記割当情報管理テーブルを参照して前記再割当対象外端末側装置の前記割当てタイムスロット数情報と前記格納パケット数情報とを入手し、前記割当てタイムスロット数と前記格納パケット数との差分の合計値を再割当て用タイムスロット数とするとともに、前記再割当対象外端末側装置の前記割当てタイムスロット数を前記格納パケット数と等しいタイムスロット数として、前記割当情報管理テーブルを更新する再割当タイムスロット数決定回路と、前記割当情報管理テーブルを参照して前記再割当対象端末側装置の前記格納パケット数情報及び全ての前記端末側装置の前記割当てタイムスロット数情報を入手し、前記再割当対象端末側装置に対する前記割当てタイムスロット数が前記格納パケット数以下になるように前記再割当対象端末側装置に対して前記再割当て用タイムスロット数を再割当てして、その結果、前記再割当対象端末側装置の前記割当てタイムスロット数が前記格納パケット数を上回る場合には、該当する前記再割当対象端末側装置を再割当て対象外とするとともに、その前記割当てタイムスロット数を前記格納パケット数と等しいタイムスロット数として、前記割当てタイムスロット数と前記格納パケット数との差分、すなわち残りの前記再割当てタイムスロットを前記再割当対象端末側装置の間で再割当てし、これを全ての前記再割当対象端末側装置の前記割当てタイムスロット数が前記格納パケット数以下になるまで繰り返し、再割当ての途中で前記再割当対象端末側装置が無くなったにもかかわらず前記再割当てタイムスロット数が残っている場合には、公平性規則に基づき残りの前記再割当て用タイムスロットを全ての前記端末側装置に対して割当てて、前記割当情報管理テーブルから入手した前記割当てタイムスロット数と再割当てによる前記タイムスロット数との加算値を前記端末側装置の各々への前記割当てタイムスロット数として決定する効率化再割当回路と、前記再割当判定回路または前記効率化再割当回路から受信する前記端末側装置各々にに対する前記割当てタイムスロット情報を各々の前記端末側装置に通知する割当タイムスロット数送信回路とを有することを特徴とする請求項１８記載の網側装置。
【請求項２０】
前記公平性規則は、前記端末側装置の各々に対して前記タイムスロットを等しく割当てるものであることを特徴とする請求項１７〜１９いずれか記載の網側装置。
【請求項２１】
前記公平性規則は、前記端末側装置の各々に収容されるコネクションの最低保証帯域の総和の比率に従って、前記端末側装置の各々に対して前記タイムスロットを割当てるものであることを特徴とする請求項１７〜１９いずれか記載の網側装置。
【請求項２２】
前記公平性規則は、前記端末側装置の各々に収容されるコネクションの最大転送帯域の総和の比率に従って、前記端末側装置の各々に対して前記タイムスロットを割当てるものであることを特徴とする請求項１７〜１９いずれか記載の網側装置。
【請求項２３】
前記公平性規則は、端末側装置の各々に収容されるコネクションの最大転送帯域と最低保証帯域との差分の総和の比率に従って、前記端末側装置の各々に対して前記タイムスロットを割り当てるものであることを特徴とする請求項１７〜１９いずれか記載の網側装置。
【請求項２４】
前記公平性規則は、前記端末側装置の各々に収容されるコネクション数の比率に従って、前記端末側装置の各々に対して前記タイムスロットを前記端末側装置に対して割り当てることを特徴とする請求項１７〜１９いずれか記載の網側装置。
【請求項２５】
前記公平性規則は、端末側装置の各々に対して前記タイムスロットの一部を等しく割り当て、前記タイムスロットの残りを前記端末側装置の各々に収容されるコネクションの最低保証帯域の総和の比率に従って割り当てることを特徴とする請求項１７〜１９いずれか記載の網側装置。
【請求項２６】
前記公平性規則は、端末側装置の各々に対して、前記タイムスロットの一部を等しく割当て、その残りを前記端末側装置の各々に収容されるコネクションの最大転送帯域の総和の比率に従って割り当てることを特徴とする請求項１７〜１９いずれか記載の網側装置。
【請求項２７】
前記公平性規則は、前記端末側装置の各々に対して前記タイムスロットの一部を等しく割り当て、前記タイムスロットの残りを前記端末側装置の各々のに収容されるコネクションの最大転送帯域と最低保証帯域との差分の総和の比率に従って割り当てることを特徴とする請求項１７〜１９いずれか記載の網側装置。
【請求項２８】
前記公平性規則は、端末側装置の各々に対して、前記タイムスロットの一部を等しく割当て、その残りを前記端末側装置の各々に収容されるコネクションの数の比率に従って割当てるものであることを特徴とする請求項１７〜１９いずれか記載の網側装置。
【請求項２９】
前記再割当制御手段は、前記再割当て用タイムスロットを再割当て制御するに際して、前記再割当て対象端末側装置に対して等分割法にて再割当て制御することを特徴とする請求項１７〜１９いずれか記載の網側装置。
【請求項３０】
前記再割当制御手段は、前記再割当て用タイムスロットを再割当て制御するに際して、前記再割当て対象端末側装置に対して、前記転送すべきパケット数から再割当てによる前記タイムスロットを差引いた値の分散が最小となるよう再割当て制御することを特徴とする請求項１７〜１９いずれか記載の網側装置。
【請求項３１】
前記再割当制御手段は、前記再割当て用タイムスロットを再割当て制御するに際して、前記再割当て対象端末側装置に対して、前記転送すべきパケット数の比率に従って割当て制御することを特徴とする請求項１７〜１９いずれか記載の網側装置。
【請求項３２】
前記パケットは非同期転送モードで使用されるセルであることを特徴とする請求項１７〜３１いずれか記載の網側装置。
【請求項３３】
複数の端末側装置と網側装置とが伝送媒体を共有し接続され、前記網側装置が前記端末側装置に対してタイムスロットを割当てて前記端末側装置がこの割当てられた前記タイムスロットを用いて前記伝送媒体にパケットを転送するようにしたパケット通信システムにおけるタイムスロット割当て方法であって、
前記端末側装置の各々において、バッファに格納された転送すべきパケットの数である格納パケット数を前記網側装置へ通知するステップと、
前記網側装置において、これ等端末側装置からの格納パケット数の通知に応答して、所定の公平性規則に従い前記端末側装置に対して前記タイムスロットの割当てを行って、この割当てにより空きタイムスロットが発生する端末側装置が存在する場合に、この空きタイムスロットを再割当て用タイムスロットとして、これ等端末側装置（再割当て対象外端末側装置）以外の再割当て対象端末側装置に対して再割当て制御する制御ステップとを含むことを特徴とするタイムスロット割当て方法。
【請求項３４】
前記制御ステップは、前記再割当て対象外端末側装置に関する前記割当てタイムスロット数と前記格納パケット数との差分の総和を再割当て用タイムスロットとして、前記再割当て対象外端末側装置に対する前記割当てタイムスロット数を前記格納パケット数と等しいタイムスロット数とした後、前記再割当て対象端末側装置に対する前記割当てタイムスロット数が前記格納パケット数以下になるように前記再割当て対象端末側装置に対して前記再割当て用タイムスロットを再割当てして、その結果全ての前記再割当て対象端末側装置の前記割当てタイムスロット数が前記格納パケット数と等しくなり、かつ前記再割当て用タイムスロットが残っている場合には、この残りの再割当て用タイムスロットを全ての前記端末側装置に公平性規則に基づき割当て、再割当て前の前記割当てタイムスロット数と再割当てによる前記割当てタイムスロット数との加算値を、前記端末側装置に対する最終的な割当てタイムスロット数とすることを特徴とする請求項３３記載のタイムスロット割当て方法。
【請求項３５】
前記制御ステップは、前記端末側装置の各々に対して前記公平性規則に従って割当た前記タイムスロットの数と前記格納パケット数とを比較して、全ての前記端末側装置に関して前記公平性規則に従って割当てた前記タイムスロット数が前記格納パケット数を下回っている場合には、前記公平性規則に従って割当てたタイムスロット数を前記端末側装置に対する最終的な割当てタイムスロット数とすることを特徴とする請求項３３または３４記載のタイムスロット割当て方法。
【請求項３６】
前記公平性規則は、前記端末側装置の各々に対して前記タイムスロットを等しく割当てるものであることを特徴とする請求項３３〜３５いずれか記載のタイムスロット割当て方法。
【請求項３７】
前記公平性規則は、前記端末側装置の各々に収容されるコネクションの最低保証帯域の総和の比率に従って、前記端末側装置の各々に対して前記タイムスロットを割当てるものであることを特徴とする請求項３３〜３５いずれか記載のタイムスロット割当て方法。
【請求項３８】
前記公平性規則は、前記端末側装置の各々に収容されるコネクションの最大転送帯域の総和の比率に従って、前記端末側装置の各々に対して前記タイムスロットを割当てるものであることを特徴とする請求項３３〜３５いずれか記載のタイムスロット割当て方法。
【請求項３９】
前記公平性規則は、端末側装置の各々に収容されるコネクションの最大転送帯域と最低保証帯域との差分の総和の比率に従って、前記端末側装置の各々に対して前記タイムスロットを割り当てるものであることを特徴とする請求項３３〜３５いずれか記載のタイムスロット割当て方法。
【請求項４０】
前記公平性規則は、前記端末側装置の各々に収容されるコネクション数の比率に従って、前記端末側装置の各々に対して前記タイムスロットを前記端末側装置に対して割り当てることを特徴とする請求項３３〜３５いずれか記載のタイムスロット割当て方法。
【請求項４１】
前記公平性規則は、端末側装置の各々に対して前記タイムスロットの一部を等しく割り当て、前記タイムスロットの残りを前記端末側装置の各々に収容されるコネクションの最低保証帯域の総和の比率に従って割り当てることを特徴とする請求項３３〜３５記載のタイムスロット割当て方法。
【請求項４２】
前記公平性規則は、端末側装置の各々に対して、前記タイムスロットの一部を等しく割当て、その残りを前記端末側装置の各々に収容されるコネクションの最大転送帯域の総和の比率に従って割り当てることを特徴とする請求項３３〜３５いずれか記載のタイムスロット割当て方法。
【請求項４３】
前記公平性規則は、前記端末側装置の各々に対して前記タイムスロットの一部を等しく割り当て、前記タイムスロットの残りを前記端末側装置の各々のに収容されるコネクションの最大転送帯域と最低保証帯域との差分の総和の比率に従って割り当てることを特徴とする請求項３３〜３５いずれか記載のタイムスロット割当て方法。
【請求項４４】
前記公平性規則は、端末側装置の各々に対して、前記タイムスロットの一部を等しく割当て、その残りを前記端末側装置の各々に収容されるコネクションの数の比率に従って割当てるものであることを特徴とする請求項３３〜３５いずれか記載のタイムスロット割当て方法。
【請求項４５】
前記制御ステップは、前記再割当て用タイムスロットを再割当て制御するに際して、前記再割当て対象端末側装置に対して等分割法にて再割当て制御することを特徴とする請求項３３〜４４いずれか記載のタイムスロット割当て方法。
【請求項４６】
前記制御ステップは、前記再割当て用タイムスロットを再割当て制御するに際して、前記再割当て対象端末側装置に対して、前記転送すべきパケット数から再割当てによる前記タイムスロットを差引いた値の分散が最小となるよう再割当て制御することを特徴とする請求項３３〜４４いずれか記載のタイムスロット割当て方法。
【請求項４７】
前記制御ステップは、前記再割当て用タイムスロットを再割当て制御するに際して、前記再割当て対象端末側装置に対して、前記転送すべきパケット数の比率に従って割当て制御することを特徴とする請求項３３〜４４いずれか記載のタイムスロット割当て方法。
【請求項４８】
前記パケットは非同期転送モードで使用されるセルであることを特徴とする請求項３３〜４７いずれか記載のタイムスロット割当て方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、通信システムにおけるタイムスロット割当システム及びその方法並びにそれに用いる網側装置に関し、特に一つの網側装置に対して複数の端末側装置が物理媒体を共有して接続される媒体共有型一対多通信システムにおいて、網側装置が各端末側装置への入力トラヒックの変動に対して動的にタイムスロットを割当てるタイムスロット割当制御方式に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
アクセスネットワークを低コストで実現することが期待されるシステムとして、一つの網側装置に対して複数の端末側装置が物理媒体を共有して接続される媒体共有型一対多通信システムがある。このような媒体共有型一対多通信システムの一例として、図７に端末側装置数４の場合のＡＴＭ−ＰＯＮ（Asynchronous Transfer Mode - Passive Optical Network）システムを示す。ＡＴＭ−ＰＯＮシステムは、図７に示すように、複数の端末側装置７００〜７３０が光分岐／合流器７６０を介して一つの網側装置７４０と接続されている。
【０００３】
このようなＡＴＭ−ＰＯＮシステムでは、網側装置７４０に接続された全ての端末側装置７００〜７３０によって共用される光分岐／合流器７６０−網側装置７４０間の伝送路（以降、共用伝送路と記す）７７０上におけるデータ（以降、セルと記す）の衝突を回避するために、各端末側装置７００〜７３０は網側装置７４０によって割当てられるタイムスロットを用いて網側装置７４０に対してセルを送信する。網側装置７４０が各端末側装置７００〜７３０に対して固定的なタイムスロット割当てを行うと、インターネットサービスのようにバースト性の強いベストエフォートトラヒックを収容する場合には、入力トラヒックの変動に関わらず一定量のタイムスロットが割当てられるため、共用伝送路７７０の伝送路容量を効率的に利用することができない。
【０００４】
そこで、共用伝送路７７０を効率的に利用するために、網側装置７４０は各端末側装置７００〜７３０へのトラヒックの入力状況に応じて動的にタイムスロット割当てを変更することが求められる。また、伝送路容量は複数の端末側装置７００〜７３０で共有されるため、各端末側装置７００〜７３０に対する公平な帯域割当てが求められる。
【０００５】
このように、網側装置７４０が各端末側装置７００〜７３０に対して、動的かつ公平にタイムスロットを割当てる従来技術が、例えば、特開平１０−２４２９８１号公報開示されている。図７を用いて、同公報に記載されたタイムスロット割当制御方式及びそれを実現するための媒体共有型一対多通信システムについて説明する。
【０００６】
端末側装置７００は、その配下の各端末７８０、７８１からの入力セルを蓄積するバッファ７０１と、バッファ７０１のキュー長をモニタしそのキュー長情報を網側装置７４０に通知するキュー長通知機能７０２と、バッファ７０１内のセルの出力を制御する出力制御機能７０３とから構成される。なお、端末側装置７１０、７２０、７３０も同様の構成を持つものとする。
【０００７】
また、網側装置７４０は各端末側装置７００〜７３０へのタイムスロット割当てを計算する動的タイムスロット割当制御機能７４１を有する。端末側装置７００〜７３０と網側装置７４０とは、端末側装置７００〜７３０と光分岐／合流器７６０とを接続する個別伝送路７５０〜７５３及び光分岐／合流器７６０と網側装置７４０とを接続する共用伝送路７７０によって接続されている。このような構成の下で、以下に示す動作により端末側装置７００〜７３０から網側装置７４０へのセル転送が行われる。
【０００８】
端末７８０、７８１から入力されたセルはバッファ７０１に蓄積される。バッファ７０１のキュー長はキュー長通知機能７０２によってモニタされており、そのキュー長情報は周期的に網側装置７４０に通知される。網側装置７４０の動的タイムスロット割当制御機能７４１は通知されたキュー長情報をもとにタイムスロットを割当て、制御信号７９０によって割当てたタイムスロット情報を各端末側装置７００〜７３０の出力制御機能７０３に通知する。出力制御機能７０３は通知されたタイムスロット情報に従い、バッファ７０１内のセルを網側装置７４０に対して出力する。端末側装置７００〜７３０から出力されたセルは個別伝送路７５０〜７５３、光分岐／合流器７６０、共用伝送路７７０を経由して、網側装置７４０に転送され、伝送路７９１を経て局装置へ転送される。
【０００９】
網側装置７４０の動的タイムスロット割当制御機能７４１は、キュー長通知機能７０２から通知されるバッファ７０１のキュー長が予め設定された閾値を越えている各端末側装置７００〜７３０に対して、タイムスロットを等分に割当てる。ここでは、公平性の基準を各端末側装置７００〜７３０への等分な割当てとしている。そして、割当てたタイムスロットに関する情報を制御信号７９０によって各端末側装置７００〜７３０へ通知する。
【００１０】
例として、各端末側装置７００〜７３０のバッファ７０１のキュー長がそれぞれ１０、５０、４０、０であり、閾値が０であり、各端末側装置７００〜７３０に対して割当てる総タイムスロット数が６０である場合におけるタイムスロット割当てについて、図８を用いて説明する。図８は、各端末側装置７００、７１０、７２０、７３０のバッファ７０１のキュー長８００、８１０、８２０、８３０と割当てられたタイムスロット数８０１、８１１、８２１、８３１とを示している。
【００１１】
この場合、動的タイムスロット割当制御機能７４１はキュー長８００〜８３０が閾値０を超えている端末側装置７００、７１０、７２０に対して、総タイムスロット数６０を等分に割当てる。したがって、各端末側装置７００〜７３０に対して割当てられるタイムスロット数８０１〜８３１は、それぞれ２０、２０、２０、０となる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来方式では、タイムスロット割当て変更の際にキュー長が閾値を超えている端末側装置に対して総タイムスロットを等分に割当てる。これにより、各端末側装置に対して公平なタイムスロット割当てが行われているものの、割当てたタイムスロット数がキュー長を上回る端末側装置が存在する場合には、帯域利用効率が劣化する。
【００１３】
図８の例では、端末側装置７００に関して、キュー長＝１０セルに対して２０タイムスロットが割当てられており、１０タイムスロットが過剰な割当てとなるために、効率が劣化することになる。
【００１４】
本発明の目的は、動的なタイムスロット割当て制御の際に、各端末側装置に対する公平性を保証するとともに、共用伝送路帯域の効率的な割当てを行うタイムスロット割当制御システム及びその方法並びにそれに用いる網側装置を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、複数の端末側装置と網側装置とが伝送媒体を共有し接続され、前記網側装置が前記端末側装置に対してタイムスロットを割当てて前記端末側装置がこの割当てられた前記タイムスロットを用いて前記伝送媒体にパケットを転送するようにしたパケット通信システムにおけるタイムスロット割当てシステムであって、
前記端末側装置の各々は、転送すべきパケットを格納するバッファ手段と、この格納パケット数を前記網側装置へ通知する通知手段とを有し、
前記網側装置は、これ等端末側装置からの格納パケット数の通知に応答して、所定の公平性規則に従い前記端末側装置に対して前記タイムスロットの割当てを行って、この割当てにより空きタイムスロットが発生する端末側装置が存在する場合に、この空きタイムスロットを再割当て用タイムスロットとして、これ等端末側装置（再割当て対象外端末側装置）以外の再割当て対象端末側装置に対して再割当て制御する制御手段を有することを特徴とするタイムスロット割当てシステムが得られる。
【００１６】
そして、前記制御手段は、前記再割当て対象外端末側装置に関する前記割当てタイムスロット数と前記格納パケット数との差分の総和を再割当て用タイムスロットとして、前記再割当て対象外端末側装置に対する前記割当てタイムスロット数を前記格納パケット数と等しいタイムスロット数とした後、前記再割当て対象端末側装置に対する前記割当てタイムスロット数が前記格納パケット数以下になるように前記再割当て対象端末側装置に対して前記再割当て用タイムスロットを再割当てして、その結果全ての前記再割当て対象端末側装置の前記割当てタイムスロット数が前記格納パケット数と等しくなり、かつ前記再割当て用タイムスロットが残っている場合には、この残りの再割当て用タイムスロットを全ての前記端末側装置に公平性規則に基づき割当て、再割当て前の前記割当てタイムスロット数と再割当てによる前記割当てタイムスロット数との加算値を、前記端末側装置に対する最終的な割当てタイムスロット数とすることを特徴とする。
【００１７】
また、前記制御手段は、前記端末側装置の各々に対して前記公平性規則に従って割当てた前記タイムスロットの数と前記格納パケット数とを比較して、全ての前記端末側装置に関して前記公平性規則に従って割当てた前記タイムスロット数が前記格納パケット数を下回っている場合には、前記公平性規則に従って割当てたタイムスロット数を前記端末側装置に対する最終的な割当てタイムスロット数とすることを特徴とする。
【００１８】
前記公平性規則は、前記端末側装置の各々に対して前記タイムスロットを等しく割当てるものであり、また前記端末側装置の各々に収容されるコネクションの最低保証帯域の総和の比率に従って、前記端末側装置の各々に対して前記タイムスロットを割当てるものであり、更に、前記端末側装置の各々に収容されるコネクションの最大転送帯域の総和の比率に従って、前記端末側装置の各々に対して前記タイムスロットを割当てるものであり、さらにはまた、端末側装置の各々に収容されるコネクションの最大転送帯域と最低保証帯域との差分の総和の比率に従って、前記端末側装置の各々に対して前記タイムスロットを割当てるものであることを特徴とする。
【００１９】
また、前記公平性規則は、前記端末側装置の各々に収容されるコネクション数の比率に従って、前記端末側装置の各々に対して前記タイムスロットを前記端末側装置に対して割当て、また端末側装置の各々に対して前記タイムスロットの一部を等しく割当て、前記タイムスロットの残りを前記端末側装置の各々に収容されるコネクションの最低保証帯域の総和の比率に従って割当てるものであり、さらにはまた前記公平性規則は、端末側装置の各々に対して、前記タイムスロットの一部を等しく割当て、その残りを前記端末側装置の各々に収容されるコネクションの最大転送帯域の総和の比率に従って割当てるものであり、また前記端末側装置の各々に対して前記タイムスロットの一部を等しく割り当て、前記タイムスロットの残りを前記端末側装置の各々のに収容されるコネクションの最大転送帯域と最低保証帯域との差分の総和の比率に従って割当てるものであることを特徴とする。さらにはまた、前記公平性規則は、端末側装置の各々に対して、前記タイムスロットの一部を等しく割当て、その残りを前記端末側装置の各々に収容されるコネクションの数の比率に従って割当てるものであることを特徴とする。
【００２０】
そして、前記制御手段は、前記再割当て用タイムスロットを再割当て制御するに際して、前記再割当て対象端末側装置に対して等分割法にて再割当て制御することを特徴とする。また、前記制御手段は、前記再割当て用タイムスロットを再割当て制御するに際して、前記再割当て対象端末側装置に対して、前記転送すべきパケット数から再割当てによる前記タイムスロットを差引いた値の分散が最小となるよう再割当て制御することを特徴とする。さらにはまた、前記制御手段は、前記再割当て用タイムスロットを再割当て制御するに際して、前記再割当て対象端末側装置に対して、前記転送すべきパケット数の比率に従って割当て制御することを特徴とする。
【００２１】
本発明によれば、複数の端末側装置と網側装置とが伝送媒体を共有し接続され、前記網側装置が前記端末側装置に対してタイムスロットを割当てて前記端末側装置がこの割当てられた前記タイムスロットを用いて前記伝送媒体にパケットを転送するようにしたパケット通信システムにおける網側装置であって、
前記端末側装置の各々から、バッファに格納された転送すべきパケット数の通知を受けて、所定の公平性規則に従い前記端末側装置に対して前記タイムスロットの割当てを行う公平性割当て手段と、この割当てにより空きタイムスロットが発生する端末側装置が存在する場合に、この空きタイムスロットを再割当て用タイムスロットとしてこれ等端末側装置（再割当て対象外端末側装置）以外の再割当て対象端末側装置に対して再割当て制御する再割当制御手段とを含むことを特徴とする網側装置が得られる。
【００２２】
そして、前記公平性割当て手段は、前記端末側装置の各々から通知される格納パケット数情報と、前記端末側装置の各々に割当てられる割当てタイムスロット数情報と、前記端末側装置の各々が再割当て対象か対象外かを示す識別子情報を管理する割当情報管理テーブルと、タイムスロット割当てを変更するタイミングになると、前記公平性規則に従い全てのまたは一部の前記端末側装置に対して前記タイムスロットを割当てるとともに、前記端末側装置の各々に対する前記割当てタイムスロット数を前記割当情報管理テーブルに書き込む公平性保証割当回路とを含むことを特徴とする。
【００２３】
また、前記再割当制御手段は、前記割当情報管理テーブルを参照して前記端末側装置の各々の前記割当てタイムスロット数情報と前記格納パケット数情報とを入手し、前記端末側装置の各々に対して前記割当りタイムスロット数と前記格納パケット数とを比較し、前記割当りタイムスロット数が前記格納パケット数を上回っている端末側装置が１つ以上存在する場合には、再割当て実行と判定するとともに、全ての前記端末側装置に関して前記割当てタイムスロット数が前記格納パケット数を下回っている場合には、再割当て不必要と判定し、前記公平性規則に従い割当てられた前記タイムスロット数を前記端末側装置の各々に対する前記割当てタイムスロット数として決定する再割当判定回路と、前記再割当判定回路において再割当て実行と判定された時に、前記割当情報管理テーブルを参照して前記端末側装置の各々の前記割当てタイムスロット数情報と前記格納パケット数情報とを入手し、前記割当てタイムスロット数が前記格納パケット数を下回っている端末側装置を再割当対象端末側装置とし、それ以外の端末側装置を再割当対象外端末側装置とするとともに、前記割当情報管理テーブルに前記端末側装置の再割当対象または対象外を示す識別子を書き込む再割当対象端末側装置決定回路と、前記割当情報管理テーブルを参照して前記再割当対象外端末側装置の前記割当てタイムスロット数情報と前記格納パケット数情報とを入手し、前記割当てタイムスロット数と前記格納パケット数との差分の合計値を再割当て用タイムスロット数とするとともに、前記再割当対象外端末側装置の前記割当てタイムスロット数を前記格納パケット数と等しいタイムスロット数として、前記割当情報管理テーブルを更新する再割当タイムスロット数決定回路と、前記割当情報管理テーブルを参照して前記再割当対象端末側装置の前記格納パケット数情報及び全ての前記端末側装置の前記割当てタイムスロット数情報を入手し、前記再割当対象端末側装置に対する前記割当てタイムスロット数が前記格納パケット数以下になるように前記再割当対象端末側装置に対して前記再割当て用タイムスロット数を再割当てして、その結果、前記再割当対象端末側装置の前記割当てタイムスロット数が前記格納パケット数を上回る場合には、該当する前記再割当対象端末側装置を再割当て対象外とするとともに、その前記割当てタイムスロット数を前記格納パケット数と等しいタイムスロット数として、前記割当てタイムスロット数と前記格納パケット数との差分、すなわち残りの前記再割当てタイムスロットを前記再割当対象端末側装置の間で再割当てし、これを全ての前記再割当対象端末側装置の前記割当てタイムスロット数が前記格納パケット数以下になるまで繰り返し、再割当ての途中で前記再割当対象端末側装置が無くなったにもかかわらず前記再割当てタイムスロット数が残っている場合には、公平性規則に基づき残りの前記再割当て用タイムスロットを全ての前記端末側装置に対して割当てて、前記割当情報管理テーブルから入手した前記割当てタイムスロット数と再割当てによる前記タイムスロット数との加算値を前記端末側装置の各々への前記割当てタイムスロット数として決定する効率化再割当回路と、前記再割当判定回路または前記効率化再割当回路から受信する前記端末側装置各々にに対する前記割当てタイムスロット情報を各々の前記端末側装置に通知する割当タイムスロット数送信回路とを有することを特徴とする。
【００２４】
また、前記公平性規則や前記再割当ての方法としては、上記のタイムスロット割当システムにおけるもとの同一のものが夫々に使用可能である。
【００２５】
本発明によれば、複数の端末側装置と網側装置とが伝送媒体を共有し接続され、前記網側装置が前記端末側装置に対してタイムスロットを割当てて前記端末側装置がこの割当てられた前記タイムスロットを用いて前記伝送媒体にパケットを転送するようにしたパケット通信システムにおけるタイムスロット割当て方法であって、
前記端末側装置の各々において、バッファに格納された転送すべきパケットの数である格納パケット数を前記網側装置へ通知するステップと、
前記網側装置において、これ等端末側装置からの格納パケット数の通知に応答して、所定の公平性規則に従い前記端末側装置に対して前記タイムスロットの割当てを行って、この割当てにより空きタイムスロットが発生する端末側装置が存在する場合に、この空きタイムスロットを再割当て用タイムスロットとして、これ等端末側装置（再割当て対象外端末側装置）以外の再割当て対象端末側装置に対して再割当て制御する制御ステップとを含むことを特徴とするタイムスロット割当て方法が得られる。
【００２６】
そして、前記制御ステップは、前記再割当て対象外端末側装置に関する前記割当てタイムスロット数と前記格納パケット数との差分の総和を再割当て用タイムスロットとして、前記再割当て対象外端末側装置に対する前記割当てタイムスロット数を前記格納パケット数と等しいタイムスロット数とした後、前記再割当て対象端末側装置に対する前記割当てタイムスロット数が前記格納パケット数以下になるように前記再割当て対象端末側装置に対して前記再割当て用タイムスロットを再割当てして、その結果全ての前記再割当て対象端末側装置の前記割当てタイムスロット数が前記格納パケット数と等しくなり、かつ前記再割当て用タイムスロットが残っている場合には、この残りの再割当て用タイムスロットを全ての前記端末側装置に公平性規則に基づき割当て、再割当て前の前記割当てタイムスロット数と再割当てによる前記割当てタイムスロット数との加算値を、前記端末側装置に対する最終的な割当てタイムスロット数とすることを特徴とする。
【００２７】
また、前記制御ステップは、前記端末側装置の各々に対して前記公平性規則に従って割当た前記タイムスロットの数と前記格納パケット数とを比較して、全ての前記端末側装置に関して前記公平性規則に従って割当てた前記タイムスロット数が前記格納パケット数を下回っている場合には、前記公平性規則に従って割当てたタイムスロット数を前記端末側装置に対する最終的な割当てタイムスロット数とすることを特徴とする。
【００２８】
また、前記公平性規則や前記再割当ての方法としては、上記のタイムスロット割当システムにおけるもとの同一のものが夫々に使用可能である。
【００２９】
本発明の作用を述べる。本発明のパケット通信システムでは、網側装置は各端末側装置に対して公平性の基準（公平性規則）に従いタイムスロットを割当てる。これにより、各端末側装置間の公平性を保証できる。そして、公平性の基準に従うタイムスロット割当ての結果、割当てられたタイムスロット数がキュー長を上回っている端末側装置が存在する場合には、その端末側装置に対してキュー長を超過して割当てられたタイムスロットを再割当てる。これにより、公平性を保証するとともに、過剰なタイムスロット割当てを防ぐため、伝送路帯域を効率的に利用できる。すなわち、本発明のパケット通信システムでは、各端末側装置間の公平性を保証するとともに、伝送路帯域を効率的に利用することが可能となるのである。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について図面を用いて詳細に説明する。まず、第一の実施例について、図面を用いて説明する。図１は本発明のタイムスロット割当方式を実現する一対多媒体共有型通信システムの一実施例を示す図である。従来技術を説明した図７と同様の機能を有するものについては同じ符号を用いている。本実施例の媒体共有型一対多通信システムでは、図７における網側装置７４０の動的タイムスロット割当制御機能７４１が、図１においては公平性保証／高効率ハイブリッド型タイムスロット割当制御機能１４１に変更されている。
【００３１】
このような構成の下で、以下に示す動作により、端末側装置７００〜７３０から網側装置７４０へのセル転送が行われる。端末側装置７００〜７３０は従来技術と同様の動作により、配下の端末７８０、７８１からのセルを網側装置７４０の公平性保証／高効率ハイブリッド型タイムスロット割当制御機能１４１へと転送する。公平性保証／高効率ハイブリッド型タイムスロット割当制御機能１４１はキュー長通知機能７０２から通知されるバッファ７０１のキュー長情報及び予め指定された公平性の基準（公平性規則）を用いて各端末側装置７００〜７３０に対してタイムスロットを割当て、制御信号７９０によって割当てたタイムスロット情報を各端末側装置７００〜７３０へ通知する。
【００３２】
図２に示す制御フローを用いて、公平性保証／高効率ハイブリッド型タイムスロット割当制御機能１４１のタイムスロット割当方法を説明する。図２に示す制御フローのステップ２００において、公平性保証／高効率ハイブリッド型タイムスロット割当制御機能１４１は公平性の基準に従って各端末側装置７００〜７３０に対してタイムスロットを割当てる。公平性の基準例としては、各端末側装置７００〜７３０に対してタイムスロットを等分に割当てることや、各端末側装置７００〜７３０に収容されるコネクションの最低保証帯域の総和の比に応じて割当てることや、各端末側装置７００〜７３０に収容されるコネクションの総和の最大転送帯域の比に応じて割当てることや、各端末側装置７００〜７３０に収容されるコネクションの最大転送帯域の総和と最小保証帯域の総和との差分の比に応じて割当てることや、各端末側装置７００〜７３０の収容コネクション数の比に応じて割当てることなどがある。
【００３３】
また、総タイムスロットの一部を各端末側装置７００〜７３０に対して等分に割当て、残りのタイムスロットを各端末側装置７００〜７３０の最低保証帯域和や最大転送帯域和や（最大転送帯域和―最低保証帯域和）や収容コネクション数の比に応じて割当てることなどがある。本割当方法では、上記した全ての基準を適用することができる。
【００３４】
続いて、ステップ２０１では、ステップ２００における公平性に基づくタイムスロット割当て結果をもとに、効率化のための再割当て実行に関する判定を行う。この判定では、各端末側装置７００〜７３０について公平性に基づく割当てタイムスロット数とキュー長を比較する。公平性に基づく割当てタイムスロット数がキュー長を上回っている端末側装置が１つ以上存在する場合には、効率化のための再割当てを実行する。これは公平性に基づき割当てられたタイムスロット数がキュー長を上回る場合には、効率が劣化するためである。
【００３５】
一方、全ての端末側装置７００〜７３０に関して公平性に基づく割当タイムスロット数がキュー長を下回る場合には、効率化のための再割り当ては実行しない。これは各端末側装置７００〜７３０間の公平性が保証されているとともに、過剰なタイムスロット割当ては無く効率が１００％であるためである。
【００３６】
効率化のための再割当てを実行する場合には、ステップ２０２において、再割当ての対象となる端末側装置を決定する。ここでは、公平性に基づく割当てタイムスロット数がキュー長を下回っている端末側装置を再割当ての対象とする。
【００３７】
続いて、ステップ２０３において、再割当て用タイムスロット数を決定する。再割当て用タイムスロット数は再割当て対象外端末側装置の公平性に基づく割当てタイムスロット数とキュー長との差分の総和とする。これに伴い、再割当て対象外の端末側装置の割当てタイムスロット数をキュー長と等しいタイムスロット数とする。
【００３８】
続いて、ステップ２０４において、効率化のための再割当てを実行する。ステップ２０２で決定した再割当て対象端末側装置に対して、ステップ２０３で決定した再割当て用タイムスロットを割当てる。その再割当て方法としては、再割当て対象の端末側装置に等しくタイムスロットを割当てる等分割当法（ラウンドロビン法）や、再割当対象の端末側装置のキュー長が極力平均化されるようタイムスロットを割当てるキュー長平均化割当法（分散最小法）や、再割当て対象の端末側装置のキュー長の比に従ってタイムスロットを割当てるキュー長比割当法（パケット数の比率に従う法）などがある。
【００３９】
再割当ての結果、再割当て対象端末側装置の割当てタイムスロット数がキュー長を上回ることがある。このような場合には、該当する再割当て対象端末側装置を再割当て対象外とするとともに、その割当てタイムスロット数をキュー長と等しいタイムスロット数とする。そして、割当てタイムスロット数とキュー長との差分を再割当て用タイムスロットとして、再割当て対象端末側装置に対して上記と同様の手順により再割当てをなす。
【００４０】
これを全ての再割当て対象端末側装置の割当てタイムスロット数がキュー長以下になるまで繰り返す。再割当ての途中で、再割当て対象端末側装置が無くなったにもかかわらず、再割当て用タイムスロットが残っている場合には、ステップ２０１で用いた公平性の基準に従い、残りの再割当て用タイムスロットを全ての端末側装置に対して割当てる。
【００４１】
最後に、ステップ２０５において、最終的な割当てを決定する。効率化のための再割当てが実行された場合には、ステップ２０３までの再割当て前の割当てタイムスロット数とステップ２０４での再割当てタイムスロット数との和を、各端末側装置に対する割当てタイムスロット数とする。また、効率化のための再割当てが実行されない場合には、ステップ２０１における公平性に基づく割当て結果を各端末側装置に対する割当てタイムスロット数とする。
【００４２】
以上説明した割当方法による実際の割当て例について説明する。図３は図７の例と同様に各端末側装置７００、７１０、７２０、７３０のバッファ７０１のキュー長３００、３１０、３２０、３３０と割当てタイムスロット数３０１、３１１、３２１、３３１を示している。各端末側装置７００〜７３０のバッファ７０１のキュー長３００〜３３０はそれぞれ１０、５０、４０、０であり、各端末側装置７００〜７３０に対して割当てる総タイムスロット数が６０である。
【００４３】
図３（Ａ）に示すように、図２のステップ２００における公平性の基準に従う割当てでは、図７の例と同様に、キュー長３００〜３３０が閾値０を超えている端末側装置７００、７１０、７２０に対してタイムスロットを等分に割当てる。その結果、各端末側装置７００〜７３０に対する割当てタイムスロット数３０１〜３３１はそれぞれ２０、２０、２０、０となる。ここで、端末側装置７００に対する公平性に基づく割当てタイムスロット数３００＝２０が、そのキュー長３０１＝１０を上回っているため、図２のステップ２０１における再割当て実行判定では、効率化のための再割当て実行と判定する。
【００４４】
一方、図３の例において、端末側装置７００のキュー長３００が３０である場合には、ステップ２００の公平性に基づく割当てタイムスロット数３０１〜３３１は、図３（Ｃ）に示すように、それぞれ２０、２０、２０、０となる。この場合、全ての端末側装置７００〜７３０に関して、公平性に基づく割当タイムスロット数３０１〜３３１がキュー長３００〜３３０を下回るため、ステップ２０１では効率化のための再割当ては実行しない。
【００４５】
図３（Ａ）の例では、図２のステップ２０２の再割当て対象端末側装置の決定において、公平性に基づく割当てタイムスロット数３０１〜３３１がキュー長３００〜３３０を下回っている端末側装置７１０及び７２０が再割当ての対象となる。また、ステップ２０３における再割当て用タイムスロット数は、再割当て対象外端末側装置７００の割当てタイムスロット数３０１＝２０とキュー長３００＝１０との差分である１０タイムスロットとなる。これに伴い、端末側装置７００の割当てタイムスロット数３０１はキュー長３００と等しい１０タイムスロットとなる。
【００４６】
ステップ２０４における効率化のための再割当てでは、図３（Ｂ）に示すように、再割当て対象端末側装置である端末側装置７１０、７２０に対して、再割当て用タイムスロットである１０タイムスロットが再割当てられる。ここでは、等分割当て方法が適用されており、端末側装置７１０、７２０に対する再割当てタイムスロット数は、各々５、５となる（キュー長平均化割当法の適用時は、各々１０、０、キュー長比割当法の適用時は、各々６、４となる）。
【００４７】
ステップ２０５における各端末側装置７００〜７３０に対する最終的な割当てタイムスロット数３０１〜３３１は、ステップ２０３までの割当てタイムスロット数の１０、２０、２０、０  と、ステップ２０４における再割当てタイムスロット数の０、５  、５、０との和であり、それぞれ１０、２５、２５、０となる。
【００４８】
このように、公平性保証／高効率ハイブリッド型タイムスロット割当制御機能１４１が各端末側装置７００〜７３０に対して公平性の基準に従いタイムスロットを割当てた後で、過剰割当てタイムスロットを再割当てすることにより、各端末側装置７００〜７３０間の公平性を保証するとともに、効率的なタイムスロット割当てができる。
【００４９】
次に、第二の実施例について図面を用いて説明する。ここでは、図２のステップ２００の公平性に基づくタイムスロット割当てにおいて、全ての端末側装置７００〜７３０に対してタイムスロットを公平に割当てる場合について説明する。図２に示す制御フローのステップ２００における公平性に基づくタイムスロット割当て結果を図４に示す。これは、図７の例と同様に、各端末側装置７００、７１０、７２０、７３０のバッファ７０１のキュー長４００、４１０、４２０、４３０がそれぞれ１０、５０、４０、０であり、各端末側装置７００〜７３０に対して割当てる総タイムスロット数が６０である場合の結果である。
【００５０】
図４（Ａ）では、各端末側装置７００〜７３０に対して等分にタイムスロットが割当てられており、各端末側装置７００〜７３０に対する割当てタイムスロット数４０１、４１１、４２１、４３１はそれぞれ１５、１５、１５、１５となる。続いて、図２のステップ２０１の再割当て実行に関する判定では、端末側装置７００、７３０に対する公平性に基づく割当てタイムスロット数４０１、４３１がそのキュー長４００、４３０を上回っているため、効率化のための再割当て実行と判定する。
【００５１】
続いて、図２のステップ２０２の再割当て対象端末側装置の決定では、端末側装置７１０、７２０に対する公平性に基づく割当てタイムスロット数４１１、４２１がキュー長４１０、４２０を下回っているため、両端末側装置７１０、７２０を再割当て対象端末側装置と決定する。
【００５２】
続いて、図２のステップ２０３の再割当て用タイムスロット数の決定では、再割当て対象外の端末側装置７００、７３０の割当てタイムスロット数４０１、４３１とキュー長４００、４３０との差分の和である２０タイムスロットを再割当て用タイムスロット数と決定する。続いて、図２のステップ２０４において、効率化のための再割当てを実行する。図４（Ａ）に示すように、再割当て対象の端末側装置７１０、７２０に対して再割当て用タイムスロットである２０タイムスロットが再割当てられる。端末側装置７１０、７２０に対する割当てタイムスロット数は各々１０、１０となる。
【００５３】
最後に、図２のステップ２０５で最終的な割当てを決定すると、各端末側装置７００〜７３０に対する割当てタイムスロット数４０１〜４３１はそれぞれ１０、２５、２５、０となる。
【００５４】
このように、公平性保証／高効率ハイブリッド型タイムスロット割当制御機能１４１が各端末側装置７００〜７３０に対して公平性の基準に従うタイムスロット割当て時に、割当て対象を限定しない場合においても、先の実施例と同様に、各端末側装置７００〜７３０間の公平性を保証するとともに、効率的なタイムスロット割当てができる。
【００５５】
上述した各実施例における本発明のタイムスロット割当て制御方法を実現するための公平性保証／高効率ハイブリッド型タイムスロット割当制御機能１４１の構成例について図５を用いて説明する。図５に示す公平性保証／高効率ハイブリッド型タイムスロット割当制御機能１４１は、公平性保証割当回路５００と、割当情報管理テーブル５０１と、再割当判定回路５０２と、再割当対象端末側装置決定回路５０３と、再割当タイムスロット数決定回路５０４と、効率化再割当回路５０５と、割当タイムスロット数送信回路５０６とから構成される。
【００５６】
公平性保証割当回路５００はタイムスロット割当てを変更するタイミングになると、公平性の基準に従い各端末側装置７００〜７３０に対してタイムスロットを割当て、その結果を割当情報管理テーブル５０１に書き込むとともに、再割当判定回路５０２に公平性に基づく割当てが終了したことを通知する。公平性保証割当回路５００は全ての端末側装置７００〜７３０に対してタイムスロットを割当てる場合と、キュー長が予め設定された閾値を超過している端末側装置７００〜７３０に対してタイムスロットを割当てる場合などがある。
【００５７】
公平性の基準に従うタイムスロット割当てでは、先の第一の実施例で示した様々な公平性の基準が適用可能である。割当情報管理テーブル５０１には、図６に示すように、各端末側装置７００〜７３０のバッファ７０１のキュー長情報、再割当て前の割当てタイムスロット数情報、再割当て対象フラグ情報が管理されている。キュー長情報フィールド６００は各端末側装置７００〜７３０からバッファ７０１の新たなキュー長情報が共用伝送路７７０を経由して通知されると、その内容が更新される。また、割当てタイムスロット数情報フィールド６０１は公平性保証割当回路５００が割当てを終了すると、その結果が書き込まれる。その後の内容更新については後述する。また、再割当て対象フラグ情報フィールド６０２については後述する。
【００５８】
公平性保証割当回路５００からの割当て終了通知を受けた再割当判定回路５０２は割当情報管理テーブル５０１を参照して、各端末側装置７００〜７３０の割当てタイムスロット情報とキュー長情報を入手し、両情報をもとに再割りてを実行するか否かを判定する。具体的には、各端末側装置７００〜７３０に対して割当てタイムスロット数とキュー長とを比較する。全端末側装置７００〜７３０の中で割当てタイムスロット数がキュー長を上回っている端末側装置が１つでも存在する場合には、再割当実行と判定し、再割当対象端末側装置決定回路５０３に対して制御トリガを通知する。
【００５９】
一方、全端末側装置７００〜７３０に関して割当てタイムスロット数がキュー長を下回っている場合には、再割当て不必要と判定し、割当てタイムスロット数送信回路５０６に対して各端末側装置７００〜７３０の割当てタイムスロット数を通知する。
【００６０】
再割当判定回路５０２から制御トリガを受けた再割当対象端末側装置決定回路５０３は割当情報管理テーブル５０１を参照して、各端末側装置７００〜７３０の割当てタイムスロット数情報とキュー長情報とを入手し、再割当て対象の端末側装置７００〜７３０を決定する。具体的には、割当てタイムスロット数がキュー長を下回っている端末側装置を再割当て対象端末側装置とし、それ以外の端末側装置を再割当て対象外端末側装置とする。そして、割当情報管理テーブル５０１の各端末側装置の再割当て対象フラグ情報フィールド６０２に再割当て対象または対象外を書き込むとともに、再割当タイムスロット数決定回路５０４に制御トリガを与える。
【００６１】
制御トリガを受信した再割当タイムスロット数決定回路５０４は割当情報管理テーブル５０１を参照して、再割当て対象外の端末側装置の割当てタイムスロット数情報とキュー長情報とを入手し、再割当て用タイムスロット数を決定する。具体的には、再割当て対象外の端末側装置に関して、割当てタイムスロット数とキュー長との差分を計算し、その差分の合計値を再割当用タイムスロット数とする。それに伴い、再割当て対象外の端末側装置の割当てタイムスロット数をキュー長と等しいタイムスロット数として、割当情報管理テーブル５０１の再割当て対象外の端末側装置の割当てタイムスロット数フィールド６０１を更新する。
【００６２】
再割当用てタイムスロット数を計算後、再割当タイムスロット数決定回路５０４は効率化再割当回路５０５にその数を通知する。通知を受けた効率化再割当回路５０５は割当情報管理テーブル５０１を参照して再割当て対象の端末側装置のキュー長情報を入手し、それらの端末側装置に対して再割当用てタイムスロット数を再割当てる。その方法は先の第一の実施例に示したように、等分割当て方式や、キュー長平均化割り当て方式や、キュー長比割り当て方式などが適用可能である。
【００６３】
再割当ての結果、再割当対象端末側装置の割当てタイムスロット数がキュー長を上回る場合には、該当する再割当て対象端末側装置を再割当て対象外とするとともに、その割当てタイムスロット数をキュー長と等しいタイムスロット数とする。そして、割当タイムスロット数とキュー長との差分を再割当てタイムスロットとして、再割当て対象端末側装置に対して上記した方法により再割当てる。これを再割当て対象端末側装置の割当てタイムスロット数がキュー長以下になるまで繰り返す。再割当ての途中で再割当て対象端末側装置が無くなったにもかかわらず、再割当てタイムスロット数が残っている場合には、ステップ２０１で用いた公平性の基準に従い、残りの再割当て用タイムスロットを全ての端末側装置７００〜７３０に対して割当てる。
【００６４】
再割当てを行った効率化再割当回路５０５は、割当情報管理テーブル５０１の割当てタイムスロット数フィールド６０１に記載されている割当てタイムスロット数（再割当て前の割当タイムスロット数）と再割当てによるタイムスロット数との加算値を各端末側装置７００〜７３０への割当てタイムスロット数とし、割当タイムスロット数送信回路５０６に通知する。
【００６５】
再割当判定回路５０２または効率化再割当回路５０５から各端末側装置７００〜７３０に対する割当てタイムスロット情報を受信した割当タイムスロット数送信回路５０６は、制御信号７９０により各端末側装置７００〜７３０に対して割当てタイムスロット情報を通知する。
【００６６】
以上説明した構成により、公平性保証／高効率ハイブリッド型タイムスロット割当制御機能１４１は、上記各実施例におけるタイムスロット割当制御方法を実現する機能を有するものである。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のタイムスロット割当て方法によると、各端末側装置間の公平性を保証するとともに、伝送路帯域を効率的に利用できるという効果がある。すなわち、本発明のタイムスロット割当て方法を用いる場合には、網側装置は各端末側装置に対して公平性の基準に従いタイムスロットを割当てるので、各端末側装置間の公平性を保証でき、また公平性の基準に従うタイムスロット割当ての結果、割当てられたタイムスロット数がキュー長を上回っている端末側装置が存在する場合には、その端末側装置に対してキュー長を超過して割当てられたタイムスロットを再割当てる。これにより、公平性を保証するとともに、過剰なタイムスロット割当てを防ぐため、伝送路帯域を効率的に利用できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のタイムスロット割当制御方法を実現するための一対多媒体共有型通信システムの構成図である。
【図２】本発明のタイムスロット割当制御方法における制御フローを示す図である。
【図３】本発明のタイムスロット割当制御方法の一実施例のタイムスロット割当て方法を示す図である。
【図４】本発明のタイムスロット割当制御方法の他の実施例のタイムスロット割当て方法を示す他の図である。
【図５】本発明のタイムスロット割当制御方法を実現するための公平性保証／高効率ハイブリッド型タイムスロット割当制御機能の構成図である。
【図６】本発明のタイムスロット割当制御方法を実現するための割当情報管理テーブルの構成例を示す図である。
【図７】従来のタイムスロット割当制御方法を実現するための一対多媒体共有型通信システムの構成図である。
【図８】従来のタイムスロット割当制御方法を用いた場合のタイムスロット割当て方法を示す図である。
【符号の説明】
１４１  公平性保証／高効率ハイブリッド型タイムスロット割当制御機能
５００  公平性保証割当回路
５０１  割当情報管理テーブル
５０２  再割当判定回路
５０３  再割当対象端末側装置決定回路
５０４  再割当用タイムスロット数決定回路
５０５  効率化再割当回路
５０６  割当タイムスロット数送信回路
６００  キュー長情報フィールド
６０１  割当てタイムスロット数情報フィールド
６０２  再割当て対象フラグ情報フィールド
７００、７１０、７２０、７３０  端末側装置
７０１  バッファ
７０２  キュー長通知機能
７０３  出力制御機能
７４０  網側装置
７４１  キュー長比例タイムスロット割当制御機能
７５０、７５１、７５２、７５３  個別伝送路
７６０  光分岐／合流器
７７０  共用伝送路
７８０、７８１  端末
７９１  伝送路
【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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