JP6177933B2 - COMMUNICATION DEVICE AND COMMUNICATION CHANNEL AND SLOT ALLOCATION METHOD - Google Patents

COMMUNICATION DEVICE AND COMMUNICATION CHANNEL AND SLOT ALLOCATION METHOD Download PDF

Info

Publication number
JP6177933B2
JP6177933B2 JP2015546248A JP2015546248A JP6177933B2 JP 6177933 B2 JP6177933 B2 JP 6177933B2 JP 2015546248 A JP2015546248 A JP 2015546248A JP 2015546248 A JP2015546248 A JP 2015546248A JP 6177933 B2 JP6177933 B2 JP 6177933B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
slot
channel
communication
packet
communication device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2015546248A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPWO2015068286A1 (en
Inventor
中野 亮
亮 中野
原田 諭
諭 原田
悠一 五十嵐
悠一 五十嵐
幸宏 高谷
幸宏 高谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Publication of JPWO2015068286A1 publication Critical patent/JPWO2015068286A1/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6177933B2 publication Critical patent/JP6177933B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00Local resource management
    • H04W72/04Wireless resource allocation
    • H04W72/044Wireless resource allocation based on the type of the allocated resource
    • H04W72/0446Resources in time domain, e.g. slots or frames
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00Local resource management
    • H04W72/20Control channels or signalling for resource management
    • H04W72/21Control channels or signalling for resource management in the uplink direction of a wireless link, i.e. towards the network

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)

Description

本発明は、通信ネットワークシステムにおける通信装置、及び通信チャネルとスロット割当制御に関する。   The present invention relates to a communication device, a communication channel, and slot allocation control in a communication network system.

ネットワーク利用の普及や多様化が進む中、AMI(Advanced Metering Infrastructure)やセンサネットワーク等の分野で、ゲートウェイの配下に複数の端末を収容し、これらの端末からデータを収集する形態を持つシステムが構築されている。また、無線資源の有効活用やネットワーク構築におけるコスト削減の観点から、新規システムを導入する際に、既存システムのネットワークを共有する形でシステムを構築する例が現れている。   Along with the spread and diversification of network usage, in systems such as AMI (Advanced Metering Infrastructure) and sensor networks, a system has been built that can accommodate multiple terminals under the gateway and collect data from these terminals. Has been. In addition, from the viewpoint of effective utilization of radio resources and cost reduction in network construction, there are examples in which a system is constructed by sharing a network of existing systems when a new system is introduced.

複数の異種システムがネットワークを共有する場合、あるシステムの通信が他システムの通信と干渉して、両システムの通信成功率やスループットの低下を招く恐れがある。そのため、既存システムのネットワークを共有して新規システムを導入する場合、既存システムの通信と干渉を起こさないように考慮することが重要である。   When a plurality of different systems share a network, communication of one system may interfere with communication of another system, leading to a decrease in communication success rate and throughput of both systems. For this reason, when a new system is introduced while sharing the network of the existing system, it is important to consider so as not to cause interference with the communication of the existing system.

通信干渉を回避するための技術として、TDMA(Time Division Multiple Access)が知られている。この技術は、有限長の通信フレームを単位時間のスロットに時分割し、各端末に専用スロットを割り当てて通信をスケジューリングすることで、通信干渉を回避できる。さらに、ネットワーク上で複数の通信チャネルを利用可能な場合は、チャネル分割を組み合わせることで、より細かいスケジューリングが可能となる。   As a technique for avoiding communication interference, TDMA (Time Division Multiple Access) is known. This technology can avoid communication interference by time-dividing a finite-length communication frame into unit time slots, and allocating dedicated slots to each terminal to schedule communication. Furthermore, when a plurality of communication channels can be used on the network, finer scheduling can be performed by combining channel division.

端末間の干渉の課題に着目した技術として、ネットワーク局が複数パターンのスケジュールを予め保持しておき、干渉を検知した端末に対して何れかのスケジュールを割り当てる技術が知られている(特許文献1)。とりわけ、この技術は、スケジュール割り当てた後も端末が干渉を検知した場合は、ネットワーク局が端末に対して別のスケジュールを割り当てるものである。この一連の処理を繰り返すことで、各端末に対する通信干渉を回避するためのスケジュール割当を実現することが出来る。これは、互いに周波数帯が近い無線方式を利用する端末間の干渉を想定した技術であるが、同一の無線方式を用いる端末間の干渉であっても、複数パターンのスケジュールを保持するネットワーク局、もしくは管理装置を用意することで応用することが可能である。   As a technique that focuses on the problem of interference between terminals, a technique is known in which a network station holds a schedule of a plurality of patterns in advance and assigns any schedule to a terminal that has detected interference (Patent Document 1). ). In particular, in this technique, when a terminal detects interference even after assigning a schedule, the network station assigns another schedule to the terminal. By repeating this series of processing, it is possible to realize schedule allocation for avoiding communication interference with each terminal. This is a technology that assumes interference between terminals that use radio schemes that are close to each other in frequency bands, but a network station that holds a schedule of multiple patterns even with interference between terminals that use the same radio scheme, Alternatively, it can be applied by preparing a management device.

WO10/073325WO10 / 073325

特許文献1に記載のように、干渉を検知した各端末に対して、新規スケジュールの割当を行う場合、既に特定のスケジュールに基づいて動作している端末もスケジュールの変更を強いられる可能性がある。例えば、ネットワークを共有する新規システムが参入した場合、新規システムに属する端末だけでなく、既存システムに属する端末のスケジュール変更が必要となる可能性がある。また、既存システム内の一部の端末が新規システムの参入に合わせてスケジュール変更を行った場合、新規システムの通信と直接干渉することの無い既存システムの端末であっても、スケジュールを変更した端末と干渉する可能性があり、結果的にシステム全体で各端末のスケジュール変更が必要となる場合も考えられる。特に、AMIのような端末の台数が多い大規模システムの場合は、スケジュールの見直しや各端末に対するスケジュール再割当のオーバーヘッドが大きくなってしまう。そのため、ネットワークに新規参入するシステムのスケジュールを決定する際は、出来るだけ既存システムに属する端末のスケジュールを変更しなくて済むように、設計することが望ましい。   As described in Patent Document 1, when a new schedule is assigned to each terminal that detects interference, a terminal that is already operating based on a specific schedule may be forced to change the schedule. . For example, when a new system sharing a network enters, not only terminals belonging to the new system but also schedule changes of terminals belonging to the existing system may be required. In addition, when some terminals in the existing system change the schedule according to the entry of the new system, even if the terminal of the existing system does not directly interfere with the communication of the new system, the terminal whose schedule has been changed As a result, it may be necessary to change the schedule of each terminal in the entire system. In particular, in the case of a large-scale system with a large number of terminals such as AMI, the overhead of reviewing the schedule and reallocating the schedule to each terminal becomes large. Therefore, it is desirable to design the system so that it is not necessary to change the schedule of the terminals belonging to the existing system as much as possible when determining the schedule of the system newly entering the network.

そこで、本発明は、ネットワークに新たなシステム又は端末を追加する際に発生する干渉を防止し、且つ既存のシステムに属する端末に対するスケジュールの変更を避けて、通信チャネルとスロットの割当てを実現することにある。   Therefore, the present invention realizes allocation of communication channels and slots by preventing interference that occurs when a new system or terminal is added to the network, and avoiding a schedule change for terminals belonging to an existing system. It is in.

本発明に係る通信装置は、好ましくは、転送経路上にある他の通信装置からのパケットを転送するために通信チャネル及びスロットを割り当てる通信装置であって、
自通信装置及び干渉範囲に存在する他の通信装置が使用する通信チャネルとスロットを管理するチャネル・スロット管理テーブルと、
該パケットの転送に際して他の通信装置から通信チャネル及びスロットの割当の要求があったときに、自通信装置のチャネル・スロット管理テーブル、及び転送経路上にある隣接する転送元の通信装置が有するチャネル・スロット管理テーブルを参照して、パケットの転送に使用可能な空きチャネル・空きスロットを抽出する手段と、
該パケットの許容遅延時間とトラフィック特性に応じて空きチャネル・空きスロットの中から選択される通信チャネルとスロットを割り当てる手段と、を有することを特徴とする通信装置として構成される。
The communication apparatus according to the present invention is preferably a communication apparatus that allocates a communication channel and a slot for transferring a packet from another communication apparatus on the transfer path,
A channel / slot management table for managing communication channels and slots used by the own communication device and other communication devices existing in the interference range;
When there is a request for allocation of a communication channel and slot from another communication device at the time of transfer of the packet, the channel / slot management table of the own communication device and the channel of the adjacent transfer source communication device on the transfer path A means for referring to the slot management table and extracting available channels and available slots for packet transfer;
The communication apparatus includes a communication channel and a slot that are selected from an empty channel and an empty slot according to an allowable delay time and traffic characteristics of the packet.

また、本発明に係る通信チャネルとスロットの割当方法は、好ましくは、ネットワークを介してアプリケーションサーバに接続することができる第1の通信装置を少なくとも含む該第1のシステムと、該第1のシステムに含まれる通信装置に接続することができる第2の通信装置を少なくとも含む第2のシステムとを有する通信ネットワークシステムにおいて、第2のシステムの該第2の通信装置から転送されるパケットを、該第1のシステムの該第1の通信装置へ転送する際の、通信装置の通信チャネルとスロットを割り当てる方法であって、
該第1及び第2の通信装置及び干渉範囲に存在する他の通信装置が使用する通信チャネルとスロットを、チャネル・スロット管理テーブルを用いて管理するステップと、
該第2のシステムの該第2の通信装置は、該第1のシステムの該第1の通信装置及び該第1の通信装置に至る経路上にある通信装置の空きチャネル・空きスロットの中から、該第1の通信装置へ許容遅延時間内にパケットを転送するための通信チャネル及びスロットを割り当てるように要求するステップと、
該割当要求を受信した該通信装置は、自通信装置のチャネル・スロット管理テーブル及び経路上にある隣接する転送元の通信装置が有するチャネル・スロット管理テーブルを参照して、パケットの転送に使用可能な空きチャネル・空きスロットを抽出するステップと、
該パケットの許容遅延時間とトラフィック特性に応じて空きチャネル・空きスロットの中から選択される通信チャネルとスロットを割り当てるステップと、を有する通信チャネルとスロットの割当方法として構成される。
The communication channel and slot allocation method according to the present invention preferably includes the first system including at least a first communication device that can be connected to an application server via a network, and the first system. And a second system including at least a second communication device that can be connected to the communication device included in the communication network, the packet transferred from the second communication device of the second system, A method for assigning a communication channel and a slot of a communication device when transferring to the first communication device of a first system,
Managing communication channels and slots used by the first and second communication devices and other communication devices existing in the interference range using a channel / slot management table;
The second communication device of the second system is selected from the empty channels and empty slots of the communication devices on the path to the first communication device and the first communication device of the first system. Requesting the first communication device to allocate a communication channel and a slot for transferring a packet within an allowable delay time;
The communication device that has received the allocation request can use it for packet transfer by referring to the channel / slot management table of its own communication device and the channel / slot management table of the adjacent transfer source communication device on the path. Extracting a free channel / slot,
The communication channel and slot allocation method includes a step of allocating a communication channel and a slot selected from vacant channels and vacant slots according to the allowable delay time and traffic characteristics of the packet.

本発明によれば、既存システムと新規システムの通信干渉を防止し、且つ既存のシステムに属する端末に対するスケジュールの変更を避けて、通信チャネルとスロットの割当てを実現することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to prevent communication interference between an existing system and a new system, and to realize assignment of communication channels and slots while avoiding schedule changes for terminals belonging to the existing system.

通信ネットワークシステムを示すブロック図である。It is a block diagram which shows a communication network system. 通信ネットワークシステムを示すブロック図である。It is a block diagram which shows a communication network system. 端末のハードウェアブロック図である。It is a hardware block diagram of a terminal. ゲートウェイのハードウェアブロック図である。It is a hardware block diagram of a gateway. チャネル・スロット管理テーブルの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of a channel slot management table. 通信チャネル及びスロット割当に使用するパケットのフォーマットを示す図である。It is a figure which shows the format of the packet used for a communication channel and slot allocation. 実施例1における通信チャネル及びスロット割当制御動作を示すフローチャートである。4 is a flowchart illustrating a communication channel and slot allocation control operation in the first embodiment. パケット転送元及び転送先のチャネル・スロット管理テーブルから空きチャネル・空きスロットを抽出する動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement which extracts an empty channel and an empty slot from the packet and slot management table of a packet transfer source and a transfer destination. チャネル・スロット管理テーブルと、空きチャネル・空きスロットの抽出結果を示す図である。It is a figure which shows the extraction result of a channel / slot management table and an empty channel and an empty slot. 実施例1における通信チャネル及びスロット割当の動作を示すシーケンス図である。FIG. 7 is a sequence diagram illustrating operations of communication channels and slot allocation in the first embodiment. 実施例2における通信チャネル及びスロット割当制御動作を示すフローチャートである。10 is a flowchart illustrating a communication channel and slot allocation control operation in the second embodiment. 実施例2における通信チャネル及びスロット割当の動作を示すシーケンス図である。FIG. 10 is a sequence diagram illustrating operations of communication channel and slot assignment in the second embodiment. 実施例3による通信ネットワークシステムを示すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram illustrating a communication network system according to a third embodiment. 実施例3における通信チャネル及びスロット割当制御動作を示すフローチャートである。10 is a flowchart illustrating a communication channel and slot allocation control operation in the third embodiment. 実施例3における通信チャネル及びスロット割当の動作を示すシーケンス図である。FIG. 10 is a sequence diagram illustrating operations of communication channel and slot assignment in the third embodiment. 実施例4におけるチャネル・スロット管理テーブル及び使用時間管理テーブルの構成例を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration example of a channel / slot management table and a usage time management table in the fourth embodiment. 実施例4におけるパケット転送元及び転送先のチャネル・スロット管理テーブルから空きチャネル・空きスロットを抽出する動作を示すフローチャートである。14 is a flowchart illustrating an operation of extracting empty channels / slots from a packet transfer source / destination channel / slot management table according to the fourth embodiment.

まず、本発明の好ましい実施形態による通信ネットワークシステムの概要を説明する。
既存システムと新規システムがネットワークを共有する通信ネットワークシステムにおいて、新規システムで発生するパケットを、既存システムのゲートウェイを介して上位のアプリケーションサーバに転送する場合、新規システムのゲートウェイから既存システムのゲートウェイまでパケットを転送するための、通信チャネル及びスロットを割り当てる。更に、パケットには許容遅延時間Dtが存在するため、既存システムのゲートウェイから上位アプリケーションサーバに至るまでの最大遅延時間Tmaxに対して、X=Dt-Tmaxで定義される時間X以内に新規システムのゲートウェイから既存システムのゲートウェイまでパケットを転送する。
First, an outline of a communication network system according to a preferred embodiment of the present invention will be described.
In a communication network system where an existing system and a new system share a network, when a packet generated in the new system is transferred to a higher-level application server via the gateway of the existing system, the packet is sent from the gateway of the new system to the gateway of the existing system. Allocate communication channels and slots for transferring Furthermore, since the packet has an allowable delay time Dt, the maximum delay time Tmax from the gateway of the existing system to the upper application server is within the time X defined by X = Dt−Tmax. Transfer packets from the gateway to the gateway of the existing system.

そこで、新規システムのゲートウェイは、既存システムのゲートウェイと、そこに至るまでの経路上の端末に対して、空きチャネル・空きスロットの中から、既存システムのゲートウェイへX以内にパケットを転送するための通信チャネル及びスロットを割り当てるように要求する。端末及びゲートウェイは、自身ならびに自身と干渉する範囲内に存在する近隣の端末が使用する通信チャネル及びスロットを、チャネル・スロット管理テーブルで管理する。そして、新規システムのゲートウェイから既存システムのゲートウェイに至る経路上の各リンクにおいて、リンク上の転送元と転送先のチャネル・スロット管理テーブルを参照して空きチャネル・空きスロットを抽出し、時間Xに収まる範囲内で、各リンク上でパケット転送を行うための通信チャネル及びスロットを割り当てる。この時、既存システムと新規システムのトラフィック特性に応じて、スロットの割当順序を規定する。   Therefore, the gateway of the new system is used to transfer the packet within X from the empty channel / slot to the gateway of the existing system to the gateway of the existing system and the terminal on the route to the gateway. Request to allocate communication channels and slots. The terminal and the gateway manage communication channels and slots used by themselves and neighboring terminals existing within a range of interference with the terminal and the gateway in the channel / slot management table. In each link on the path from the gateway of the new system to the gateway of the existing system, the channel / slot management table of the transfer source and transfer destination on the link is referred to extract an empty channel / slot at time X. Communication channels and slots for packet transfer are allocated on each link within the range. At this time, the slot allocation order is defined according to the traffic characteristics of the existing system and the new system.

このトラフィック特性に関して、既存システムのトラフィック負荷が新規システムのトラフィック負荷よりも低い場合は、新規システムのゲートウェイでパケットを蓄積せずに出来るだけ早くパケットを送信することが望ましい。そこで、この場合は新規システムのゲートウェイから既存システムのゲートウェイに至る経路上のリンクのうち、新規システムのゲートウェイに近いリンクから順に、時間Xに収まる範囲内で転送用の通信チャネル及びスロットを確保する。また、この時、空きチャネル・空きスロットのうち、最も早いスロット番号のものから順に確保する。   Regarding this traffic characteristic, when the traffic load of the existing system is lower than the traffic load of the new system, it is desirable to transmit the packet as soon as possible without accumulating the packet at the gateway of the new system. Therefore, in this case, among the links on the route from the gateway of the new system to the gateway of the existing system, the communication channel and slot for transfer are secured within the range that falls within time X in order from the link close to the gateway of the new system. . At this time, the empty channel / slot slot is secured in order from the earliest slot number.

一方、既存システムのトラフィック負荷が新規システムのトラフィック負荷よりも高い場合は、新規システムの通信による帯域消費量削減の観点から、新規システムのゲートウェイで出来るだけ長い時間パケットを蓄積し、より多くのパケットを1つに結合(アグリゲーション)して纏めて送信することが望ましい。そこで、この場合は新規システムのゲートウェイから既存システムのゲートウェイに至る経路上のリンクのうち、既存システムのゲートウェイに近いリンクから順に、時間Xに収まる範囲内で転送用の通信チャネル及びスロットを確保する。また、この時、空きチャネル・空きスロットのうち、最も遅いスロット番号のものから順に確保する。   On the other hand, if the traffic load of the existing system is higher than the traffic load of the new system, from the viewpoint of reducing bandwidth consumption by communication of the new system, packets are accumulated for as long as possible at the gateway of the new system, and more packets are stored. It is desirable to combine them into one (aggregation) and transmit them together. Therefore, in this case, among the links on the route from the gateway of the new system to the gateway of the existing system, the communication channel and slot for transfer are secured within the range that falls within time X in order from the link close to the gateway of the existing system. . At this time, the empty channel and the empty slot are secured in order from the slowest slot number.

本発明の好ましい例においては、通信チャネル及びスロット割当処理をゲートウェイ及び端末間の自律分散制御、または管理装置による集中制御で実施する。新規システムのゲートウェイから既存システムのゲートウェイに至る経路上の各リンクにおいて、転送用の通信チャネル及びスロットの割当が完了すると、新規システムに関するパケットを既存システムの通信と干渉することなく、且つパケットの許容遅延時間以内に上位のアプリケーションサーバまで届けることが可能となる。   In a preferred example of the present invention, the communication channel and slot allocation processing is performed by autonomous distributed control between the gateway and the terminal, or centralized control by the management device. In each link on the route from the gateway of the new system to the gateway of the existing system, when the assignment of the communication channel and slot for transfer is completed, the packet regarding the new system is not interfered with the communication of the existing system and the packet is allowed. It is possible to deliver to the upper application server within the delay time.

以下、図面を参照して、好ましい実施形態(実施例1〜実施例4)による、通信ネットワークシステム構成、端末及びゲートウェイ、テーブル構成ならびにパケット構成、通信チャネル及びスロット割当制御について説明する。尚、端末及びゲートウェイを総じて通信装置と言ってもよい。   Hereinafter, a communication network system configuration, a terminal and a gateway, a table configuration, a packet configuration, a communication channel, and slot allocation control according to a preferred embodiment (Examples 1 to 4) will be described with reference to the drawings. The terminal and the gateway may be collectively referred to as a communication device.

実施例1は、既存システムのトラフィック負荷が新規システムのトラフィック負荷よりも低い場合、ゲートウェイ及び端末間の自律分散制御によって通信チャネル及びスロット割当を実現する例である。狭帯域の環境でマルチホップネットワークが構築される場合や、端末台数が多い場合など、端末が頻繁にチャネル・スロット管理テーブルの情報を管理装置に通知することが困難な場合は、管理装置による集中制御ではなく、本実施例のような自律分散制御が有効である。また、既存システムのトラフィック負荷が新規システムのトラフィック負荷よりも低い場合は、遅延時間低減の観点から、新規システムのゲートウェイでパケットを蓄積せずに出来るだけ早くパケットを送信することが望ましい。   In the first embodiment, when the traffic load of the existing system is lower than the traffic load of the new system, communication channels and slot allocation are realized by autonomous distributed control between the gateway and the terminal. When it is difficult for the terminal to frequently notify the information on the channel / slot management table to the management device, such as when a multi-hop network is constructed in a narrow-band environment or when the number of terminals is large, concentration by the management device Instead of control, autonomous distributed control as in the present embodiment is effective. When the traffic load of the existing system is lower than the traffic load of the new system, it is desirable to transmit the packet as soon as possible without accumulating the packet at the gateway of the new system from the viewpoint of reducing the delay time.

まず、図1〜図4を用いて通信ネットワークシステムの構成、端末及びゲートウェイについて説明する。次に、図5を用いてチャネル・スロット管理テーブル、図6を用いてパケットフォーマットについて説明する。その後、図7〜10を用いて通信チャネル及びスロットの割当制御と、その動作例について説明する。   First, a configuration of a communication network system, a terminal, and a gateway will be described with reference to FIGS. Next, a channel / slot management table will be described with reference to FIG. 5, and a packet format will be described with reference to FIG. Thereafter, communication channel and slot allocation control and an operation example thereof will be described with reference to FIGS.

図1は、1つのシステムによって構成される通信ネットワークシステムの構成例である。図1において、通信ネットワークシステム1は、アプリケーションサーバ100にネットワークを介して接続される、ゲートウェイ400と、ゲートウェイ400に階層的に接続される複数の端末300−a〜300−f(以下300と総称することがある)を有して構成される。ゲートウェイ400は、アプリケーションサーバ100と、一部の端末300−a,300−bに無線または有線で通信可能に接続されている。端末300から収集されるデータは、ゲートウェイ400を介してアプリケーションサーバ100に送信される。ここで、ゲートウェイ400と端末300で構成されるネットワークをField Area Network(以下、FAN)という。図示の例では、根となるゲートウェイ400から枝分かれする形で端末300が接続されるツリー構造のトポロジとなっているが、トポロジの形状はメッシュ構造などであってもよい。   FIG. 1 is a configuration example of a communication network system configured by one system. In FIG. 1, a communication network system 1 includes a gateway 400 connected to an application server 100 via a network and a plurality of terminals 300-a to 300-f (hereinafter collectively referred to as 300) connected hierarchically to the gateway 400. May be configured). The gateway 400 is connected to the application server 100 and some of the terminals 300-a and 300-b so as to be able to communicate wirelessly or by wire. Data collected from the terminal 300 is transmitted to the application server 100 via the gateway 400. Here, a network composed of the gateway 400 and the terminal 300 is referred to as a field area network (hereinafter referred to as FAN). In the illustrated example, the topology of the tree structure is such that the terminal 300 is connected in a form branched from the root gateway 400, but the topology may be a mesh structure or the like.

図2は、複数のシステムで構成される通信ネットワークシステムの構成例である。図2において、通信ネットワークシステム2は、それぞれ稼動するアプリケーションサーバ201及び202にネットワークを介してシステム31のFAN1が接続され、更にFAN1にシステム32のFAN2が接続して構成される。各システム31、32は、ゲートウェイ400−1とゲートウェイ400−2、各ゲートウェイの配下に階層構成された端末300−1a〜1f、端末300−2a〜2dを有する。端末300−1a〜1fから収集されるデータは、ゲートウェイ400−1を介してアプリケーションサーバ201に送信される。   FIG. 2 is a configuration example of a communication network system including a plurality of systems. In FIG. 2, the communication network system 2 is configured by connecting the FAN 1 of the system 31 to the application servers 201 and 202 that operate, respectively, and further connecting the FAN 1 of the system 32 to the FAN 1. Each of the systems 31 and 32 includes a gateway 400-1 and a gateway 400-2, and terminals 300-1a to 1f and terminals 300-2a to 2d that are hierarchically configured under each gateway. Data collected from the terminals 300-1a to 1f is transmitted to the application server 201 via the gateway 400-1.

一方、システム32に属する端末300−2a〜2dから収集されるデータは、ゲートウェイ400−2に送信され、更にゲートウェイ400−2からシステム31に属する複数の端末300−1d、300−1aを通ってゲートウェイ400−1に転送されて、アプリケーションサーバ202に送信される。即ち、システム31のFAN1を共有する形で、システム32の端末300−2a〜2dから送信されるデータがアプリケーションサーバ202へ送信される。   On the other hand, data collected from the terminals 300-2a to 2d belonging to the system 32 is transmitted to the gateway 400-2, and further passes through the plurality of terminals 300-1d and 300-1a belonging to the system 31 from the gateway 400-2. The data is transferred to the gateway 400-1 and transmitted to the application server 202. That is, the data transmitted from the terminals 300-2a to 2d of the system 32 is transmitted to the application server 202 in a form that shares the FAN1 of the system 31.

本実施例では、アプリケーションサーバ201、ゲートウェイ400−1、端末300−1a〜1fで構成されるシステム31が既存システムとして存在しており、それぞれ端末300−1a〜1fが、各自割り当てられた通信チャネル及びスロットに従って、干渉を起こさないように通信しているとする。そして、システム31に新規のシステム32、即ちアプリケーションサーバ202、ゲートウェイ400−2、端末300−2a〜dで構成されるシステムが新たに追加されることを想定する。   In the present embodiment, a system 31 composed of an application server 201, a gateway 400-1, and terminals 300-1a to 1f exists as an existing system, and each of the terminals 300-1a to 1f is assigned to a communication channel assigned thereto. And it is assumed that communication is performed according to the slot so as not to cause interference. Then, it is assumed that a new system 32, that is, a system including the application server 202, the gateway 400-2, and the terminals 300-2a to d is newly added to the system 31.

本実施例は、システム32に属する端末300−2a〜2dの送信データを、ゲートウェイ400−2からシステム31にあるゲートウェイ400−1に転送する際に必要となる、通信チャネル及びスロットを割り当ての技術を説明するものである。(以下の説明では、既存システム31、新規システム32ということがある。)
なお、図示の例では、2つのFANのシステムによって通信ネットワークシステムが構成されるが、3つ以上のシステムで構成してもよい。また、FAN1とFAN2は異なる通信チャネルを利用することで、分離して構成してもよい。ただし、この場合は、ゲートウェイ400−2はFAN1とFAN2の両方に属しているため、2つのFANで使用されている通信チャネルを用いて、それぞれFAN1及びFAN2での通信を行う。
In this embodiment, a technology for assigning communication channels and slots, which is required when the transmission data of the terminals 300-2a to 2d belonging to the system 32 is transferred from the gateway 400-2 to the gateway 400-1 in the system 31. Is described. (In the following description, the existing system 31 and the new system 32 may be called.)
In the illustrated example, the communication network system is configured by two FAN systems, but may be configured by three or more systems. Further, FAN1 and FAN2 may be configured separately by using different communication channels. However, in this case, since the gateway 400-2 belongs to both FAN1 and FAN2, the communication using FAN1 and FAN2 is performed using the communication channels used by the two FANs.

図3は、端末300のハードウェア構成を示す。
端末300は、ゲートウェイ400または他の端末300との通信機能を有する組込み機器である。端末300は、マイコン301と、クロック生成回路308と、電源回路309と、送受信回路310を有して構成される。マイコン301は、ROM302と、RAM307を有し、クロック生成回路308と、電源回路309と、送受信回路310に接続されている。
FIG. 3 shows a hardware configuration of the terminal 300.
The terminal 300 is an embedded device having a communication function with the gateway 400 or another terminal 300. The terminal 300 includes a microcomputer 301, a clock generation circuit 308, a power supply circuit 309, and a transmission / reception circuit 310. The microcomputer 301 includes a ROM 302 and a RAM 307, and is connected to the clock generation circuit 308, the power supply circuit 309, and the transmission / reception circuit 310.

ROM302は、読み出し専用の半導体メモリなどから構成される記憶装置である。ROM302は、中央制御部303と、通信処理部304と、経路管理部305と、通信チャネル・スロット管理部306を備え、RAM307に接続されている。中央制御部303は、ROM302の内のプログラムの実行を制御する。中央制御部303は、通信処理部304と、経路管理部305と、通信チャネル・スロット管理部306に接続されている。   The ROM 302 is a storage device including a read-only semiconductor memory. The ROM 302 includes a central control unit 303, a communication processing unit 304, a path management unit 305, and a communication channel / slot management unit 306, and is connected to the RAM 307. The central control unit 303 controls execution of programs in the ROM 302. The central control unit 303 is connected to the communication processing unit 304, the path management unit 305, and the communication channel / slot management unit 306.

通信処理部304は、通信における送受信処理を行う。具体的には、通信処理部304は、送信する際の送信宛先指定等のパケット組立て処理、及び受信する際の自端末宛のパケットか否かの判断等を始めとしたパケット解析処理を行なう。経路管理部305は、ネットワーク内の通信における経路を管理する。通信チャネル・スロット管理部306は、チャネル・スロット管理テーブル500(図5参照)を有し、自身の通信チャネル及びスロット使用状況、ならびに自身と干渉する範囲に存在する近隣端末によって使用されている通信チャネル及びスロットを管理する。RAM307は、書き換え可能な半導体メモリ素子などの記憶装置であり、通信における送受信バッファなどに利用される。   The communication processing unit 304 performs transmission / reception processing in communication. Specifically, the communication processing unit 304 performs packet analysis processing such as packet assembly processing such as transmission destination designation at the time of transmission and determination of whether or not the packet is addressed to the own terminal at the time of reception. The route management unit 305 manages a route in communication within the network. The communication channel / slot management unit 306 has a channel / slot management table 500 (see FIG. 5), and the communication channel and slot usage status of the own channel and the communication used by the neighboring terminals existing in the range where the communication channel / slot management unit 306 interferes with itself. Manage channels and slots. The RAM 307 is a storage device such as a rewritable semiconductor memory element, and is used as a transmission / reception buffer in communication.

クロック生成回路308は、電源回路309と、マイコン301と、送受信回路310と接続され、マイコン301および送受信回路310で利用するクロックを生成する。電源回路309は、クロック生成回路308と、マイコン301と、送受信回路310とに接続され、各部に電源を供給する。送受信回路310は、クロック生成回路308と、電源回路309と、マイコン301に接続され、信号の送信および受信を行なう。無線通信を行なう場合、RF周辺回路が送受信回路310に該当する。なお、端末300は、組み込み機器でなく独立した装置であってもよい。   The clock generation circuit 308 is connected to the power supply circuit 309, the microcomputer 301, and the transmission / reception circuit 310, and generates a clock used by the microcomputer 301 and the transmission / reception circuit 310. The power supply circuit 309 is connected to the clock generation circuit 308, the microcomputer 301, and the transmission / reception circuit 310, and supplies power to each unit. The transmission / reception circuit 310 is connected to the clock generation circuit 308, the power supply circuit 309, and the microcomputer 301, and transmits and receives signals. When performing wireless communication, the RF peripheral circuit corresponds to the transmission / reception circuit 310. Note that the terminal 300 may be an independent device instead of an embedded device.

図4は、ゲートウェイのハードウェア構成を示す。
ゲートウェイ400は、端末300やアプリケーションサーバと通信を行ない、端末300からのデータ収集等を行なう。ゲートウェイ400のハードウェア構成は、外部ネットワーク接続回路411を搭載する点を除いて、端末300と同様である。外部ネットワーク接続回路411は、Ethernet(登録商標)、WiFi(登録商標)、光回線、電話網等の外部ネットワークを利用するための機能である。ただし、図2のゲートウェイ400−2のように外部ネットワークとの接続が発生しないものについては、必ずしも外部ネットワーク接続回路411を搭載する必要は無い。
FIG. 4 shows the hardware configuration of the gateway.
The gateway 400 communicates with the terminal 300 and the application server, and collects data from the terminal 300. The hardware configuration of the gateway 400 is the same as that of the terminal 300 except that the external network connection circuit 411 is mounted. The external network connection circuit 411 is a function for using an external network such as Ethernet (registered trademark), WiFi (registered trademark), an optical line, and a telephone network. However, it is not always necessary to mount the external network connection circuit 411 for the gateway 400-2 of FIG.

図5は、端末及びゲートウェイが保持するチャネル・スロット管理テーブルを示す。
チャネル・スロット管理テーブル500は、端末300及びゲートウェイ400の通信チャネル・スロット管理部306に保持されて、自身の通信チャネル及びスロット使用状況、ならびに自身と干渉する範囲に存在する近隣端末によって使用されている通信チャネル及びスロットを管理する。
FIG. 5 shows a channel / slot management table held by the terminal and the gateway.
The channel / slot management table 500 is held in the communication channel / slot management unit 306 of the terminal 300 and the gateway 400, and is used by the neighboring terminals existing in the communication channel / slot usage status and in the range of interference with itself. Manage existing communication channels and slots.

チャネル・スロット管理テーブル500において、通信チャネル501は自身が属するFAN内で使用可能な通信チャネルを示し、スロット502は有限長の通信フレームを単位時間のスロットに時分割した際のスロット番号を示している。自身または自身と干渉する範囲に存在する近隣端末が使用していない空きチャネル・空きスロットについては、チャネル・スロット管理テーブル500に“0”が登録される。例えば、通信チャネルYのスロット番号Zを(Y, Z)と表すとすると、図5の例では(C1,S1)が“0”となっており、自身も近隣端末も使用していない状態であることを示す。   In the channel / slot management table 500, a communication channel 501 indicates a communication channel that can be used in the FAN to which the channel belongs, and a slot 502 indicates a slot number when a finite-length communication frame is time-divided into unit time slots. Yes. “0” is registered in the channel / slot management table 500 for an empty channel / empty slot that is not used by itself or a neighboring terminal existing in a range where it interferes with itself. For example, if the slot number Z of the communication channel Y is represented as (Y, Z), (C1, S1) is “0” in the example of FIG. Indicates that there is.

チャネル・スロット管理テーブル500において、自身が送信もしくは受信用に使用するチャネル・スロットには“1”が登録される。図示の例で(C2,S1)が“1”となっており、自身が送信もしくは受信するために割り当てられている。尚、図3や図4の送受信回路310が送信用と受信用に分離されており、パケットを送信しながら、同時に別パケットを受信するための特殊な機構が設けられていない限り、あるスロットに“1”が割り当てられている場合は、同じスロットの別チャネルに“0”の枠が存在したとしても、自身が使用することは出来ない。以降、本実施例では端末やゲートウェイに、同時に送受信するための機構が設けられていないことを想定して説明する。   In the channel / slot management table 500, “1” is registered in the channel / slot used by itself for transmission or reception. In the example shown in the figure, (C2, S1) is “1”, which is assigned for transmission or reception. The transmission / reception circuit 310 of FIG. 3 and FIG. 4 is separated for transmission and reception, and in a certain slot unless a special mechanism for receiving another packet at the same time is provided while transmitting a packet. When “1” is assigned, even if a frame of “0” exists in another channel of the same slot, it cannot be used by itself. Hereinafter, in the present embodiment, description will be made on the assumption that the terminal and the gateway are not provided with a mechanism for simultaneous transmission and reception.

チャネル・スロット管理テーブル500において、自身と干渉する範囲に存在する近隣端末が送信用に使用するチャネル・スロットには“2”が登録される。図示の例で(C3,S1)が“2”となっており、近隣端末が使用するチャネル・スロットであるため、自身が送受信用に使用することは出来ない。尚、これまで“0”が登録されていた空きチャネル・スロットを、自身が新規に使用することが決定した場合は、自身と干渉する範囲に存在する近隣端末が当該チャネル・スロットを使用しないように、ブロードキャストまたはマルチキャストによって新規確保の旨を近隣端末へ通知する。この通知を受信した近隣端末は、自身の保持する管理テーブル500のうち、該当するチャネル・スロットの部分に“2”を登録する。本実施例では、“0”、“1”、“2”の表記でチャネル・スロット使用状況を識別しているが、その他の識別子を使用してもよい。   In the channel / slot management table 500, “2” is registered in the channel / slot used by a neighboring terminal existing in a range where it interferes with itself. In the example shown in the figure, (C3, S1) is “2”, which is a channel / slot used by a neighboring terminal, and therefore cannot be used for transmission / reception. If it is decided that a free channel / slot in which “0” has been registered so far is newly used, neighboring terminals existing in a range where it interferes with itself will not use the channel / slot. In addition, the neighboring terminal is notified of the new reservation by broadcast or multicast. The neighboring terminal that has received this notification registers “2” in the corresponding channel slot in the management table 500 held by itself. In this embodiment, the channel / slot use status is identified by the notation of “0”, “1”, “2”, but other identifiers may be used.

図6は、通信チャネル及びスロットの割当に使用するパケットのフォーマットを示す。
パケット600は、ヘッダ601と、ペイロード602とから構成される。ヘッダ601は、宛先アドレス603、最終宛先アドレス604、送信元アドレス605、発信元アドレス606、パケットID607、スロット割当順序フラグ608、割当範囲の始点スロット番号609、割当範囲の終点スロット番号610、トラフィックID611から構成される。ただし、この他にもパケット長や、TTL(Time To Live)などのフィールドが必要であれば、適宜ヘッダに追加してもよい。つまり、宛先アドレス603〜トラフィックID611と同等のフィールドを含むものであれば、ヘッダの構成は、特に限定されるものではない。ヘッダの構成は、MACヘッダとIPヘッダとから構成されるヘッダであってもよい。
FIG. 6 shows a format of a packet used for communication channel and slot allocation.
The packet 600 includes a header 601 and a payload 602. The header 601 includes a destination address 603, a final destination address 604, a transmission source address 605, a transmission source address 606, a packet ID 607, a slot allocation order flag 608, an allocation range start slot number 609, an allocation range end slot number 610, and a traffic ID 611. Consists of However, if other fields such as packet length and TTL (Time To Live) are necessary, they may be added to the header as appropriate. That is, the configuration of the header is not particularly limited as long as it includes fields equivalent to the destination address 603 to the traffic ID 611. The header configuration may be a header including a MAC header and an IP header.

宛先アドレス603は、リンク間通信における宛先のアドレスまたはIDを登録するフィールドである。このフィールドに登録するアドレスまたはID等の識別子は、通信システムで採用している方式に準拠させる。IPアドレス、MACアドレスまたは独自のIDで識別しているのであれば、そのIDを登録してもよい。   A destination address 603 is a field for registering a destination address or ID in communication between links. An identifier such as an address or ID registered in this field is made to conform to the method adopted in the communication system. If the ID is identified by the IP address, MAC address or unique ID, the ID may be registered.

最終宛先アドレス604は、当該パケットの最終的な宛先のアドレスまたはIDを登録するフィールドである。例えば、図2のゲートウェイ400−2がゲートウェイ400−1までパケットを転送する上で必要となる通信チャネル及びスロットの割当を要求する場合は、最終宛先アドレス604にゲートウェイ400−1のアドレスまたはIDを登録する。   The final destination address 604 is a field for registering the final destination address or ID of the packet. For example, when the gateway 400-2 in FIG. 2 requests allocation of a communication channel and a slot necessary for transferring a packet to the gateway 400-1, the address or ID of the gateway 400-1 is assigned to the final destination address 604. sign up.

送信元アドレス605は、パケットを中継した送信元のアドレスまたはIDを登録するフィールドである。発信元となる端末やゲートウェイが送信する際は、送信元アドレス605に発信元のアドレスまたはIDを登録する。
発信元アドレス606は、パケットの発信元のアドレスまたはIDを登録するフィールドである。
The transmission source address 605 is a field for registering the address or ID of the transmission source that relayed the packet. When a terminal or gateway as a transmission source transmits, the transmission source address or ID is registered in the transmission source address 605.
The source address 606 is a field for registering the source address or ID of the packet.

パケットID607は、パケットの識別に用いるためのIDを登録するフィールドである。パケットID607は、発信元によって登録され、IPヘッダに用いられるシーケンス番号などがパケットIDに該当する。発信元アドレス606、及びパケットID607が同じパケットを重複して受信した場合は、当該パケットを破棄するものとする。   The packet ID 607 is a field for registering an ID used for packet identification. The packet ID 607 is registered by the transmission source, and the sequence number used for the IP header corresponds to the packet ID. When the same packet with the same source address 606 and packet ID 607 is received, the packet is discarded.

スロット割当順序フラグ608は、空きスロットのうち早いものから順に確保するのか、遅いものから順に確保するのかを規定するフラグである。早いものから順に確保する場合は“0”、遅いものから順に確保する場合は“1”を登録する。登録するフラグ値の判定は、例えば既存システムと新規システムのトラフィック負荷の大小比較を基に行い、本実施例のように既存システムのトラフィック負荷が新規システムのトラフィック負荷よりも低い場合は、新規システムのゲートウェイでパケットを蓄積せずに出来るだけ早くパケットを送信することが望ましいため、スロット割当順序フラグ608に“0”を登録して、空きスロットのうち早いものから順に確保するように規定する。一方、既存システムのトラフィック負荷が新規システムのトラフィック負荷よりも高い場合は、スロット割当順序フラグ608に“1”を登録して、空きスロットのうち遅いものから順に確保するように規定する。後者については実施例2にて詳述する。   The slot allocation order flag 608 is a flag that prescribes whether to secure in order from the earliest among the empty slots or in order from the latest. “0” is registered in order from the earliest, and “1” is registered in order from the latest. The flag value to be registered is determined based on, for example, comparison of the traffic load between the existing system and the new system. If the traffic load of the existing system is lower than the traffic load of the new system as in this embodiment, the new system Since it is desirable to transmit the packet as soon as possible without accumulating the packet at the gateway, “0” is registered in the slot allocation order flag 608 so as to reserve the empty slots in order from the earliest. On the other hand, when the traffic load of the existing system is higher than the traffic load of the new system, “1” is registered in the slot allocation order flag 608, and it is defined that the empty slots are secured in order from the latest. The latter will be described in detail in Example 2.

割当範囲の始点スロット番号609は、通信チャネル及びスロットの割当要求を行うにあたって、割当を希望するスロット範囲の始点となるスロット番号を登録するフィールドである。例えば、図5のチャネル・スロット管理テーブルのうち、スロット番号S3以降のスロットで割当を希望する場合は、割当範囲の始点スロット番号609に“3”を登録する。   The allocation range start slot number 609 is a field for registering the slot number which is the start point of the slot range to which allocation is desired when a communication channel and slot allocation request is made. For example, in the channel / slot management table of FIG. 5, when allocation is desired in slots after slot number S3, “3” is registered in start slot number 609 of the allocation range.

割当範囲の終点スロット番号610は、通信チャネル及びスロットの割当要求を行うにあたって、割当を希望するスロット範囲の終点となるスロット番号を登録するフィールドである。例えば、図5のチャネル・スロット管理テーブルのうち、スロット番号S10以前のスロットで割当を希望する場合は、割当範囲の終点スロット番号610に“10”を登録する。   The allocation range end slot number 610 is a field for registering a slot number which is an end point of a slot range to be allocated when a communication channel and slot allocation request is made. For example, in the channel / slot management table of FIG. 5, when allocation is desired in a slot before slot number S10, “10” is registered in end point slot number 610 of the allocation range.

トラフィックID611は、パケットのトラフィック種別の識別に用いるためのIDを登録するフィールドである。トラフィックID611は、発信元によって登録される。例えば、図2の端末300−2aが送信するシステム32に関するトラフィックパケットの場合は、トラフィックID611に“2”を登録する。ただし、同一システムに関するパケットの中でも、許容遅延などが異なり、複数のトラフィック種別が存在する場合は、さらに細かい粒度でトラフィックIDを規定してもよい。このトラフィックID611を設けることで、各トラフィックパケットをどの通信チャネル・スロットで転送すべきかを、端末やゲートウェイが管理することが可能となる。   The traffic ID 611 is a field for registering an ID used for identifying the traffic type of the packet. The traffic ID 611 is registered by the transmission source. For example, in the case of a traffic packet related to the system 32 transmitted by the terminal 300-2a in FIG. 2, “2” is registered in the traffic ID 611. However, if the allowable delay is different among the packets related to the same system and there are a plurality of traffic types, the traffic ID may be defined with a finer granularity. By providing this traffic ID 611, it becomes possible for a terminal or a gateway to manage in which communication channel / slot each traffic packet should be transferred.

ペイロード602は、スロット・チャネル管理テーブル612を格納する。本フィールドには、送信元端末のスロット・チャネル管理テーブルに関する情報を登録する。ただし、必ずしも全スロットに関する情報を登録する必要はなく、パケット長削減のために、割当範囲の始点スロット番号609と、割当範囲の終点スロット番号610で指定された範囲のスロット・チャネル管理テーブルの情報のみを登録してもよい。尚、ペイロード602には、スロット・チャネル管理テーブル612だけでなく、必要に応じてアプリケーションデータを格納してもよい。   The payload 602 stores a slot / channel management table 612. In this field, information related to the slot / channel management table of the transmission source terminal is registered. However, it is not always necessary to register information regarding all slots, and in order to reduce the packet length, information on the slot / channel management table in the range specified by the start slot number 609 of the allocation range and the end slot number 610 of the allocation range You may register only. The payload 602 may store not only the slot / channel management table 612 but also application data as necessary.

次に、図7を参照して、通信チャネル及びスロット割当制御動作について説明する。
新規システム32のパケットを、既存システム31のFAN1を介してアプリケーションサーバに送信するため、図7の制御動作に従って、予め通信チャネル及びスロットの割当を実施する。第1の実施例における通信チャネル及びスロット割当制御では、出来るだけ早いスロットから順に確保するため、新規システム32のゲートウェイ400−2から既存システム31のゲートウェイ400−1に至る経路上のリンクのうち、新規システムのゲートウェイに近いリンクから順に転送用の通信チャネル及びスロットを確保する。この制御動作は、チャネル・スロット割当要求パケットを受信した端末300またはゲートウェイ400の通信チャネル・スロット管理部306によって行われる。
Next, the communication channel and slot allocation control operation will be described with reference to FIG.
In order to transmit the packet of the new system 32 to the application server via the FAN 1 of the existing system 31, communication channels and slots are allocated in advance according to the control operation of FIG. In the communication channel and slot allocation control in the first embodiment, in order to secure in order from the earliest possible slot, among the links on the path from the gateway 400-2 of the new system 32 to the gateway 400-1 of the existing system 31, The communication channel and slot for transfer are secured in order from the link closest to the gateway of the new system. This control operation is performed by the communication channel / slot management unit 306 of the terminal 300 or the gateway 400 that has received the channel / slot allocation request packet.

図7において、ステップ701は、新規システム32のゲートウェイ400−2が、配下に接続する端末から受信したパケットを許容遅延時間内にアプリケーションサーバへ届ける上で、割当が必要となるスロットの範囲を算出する処理である。パケットには、上位アプリケーションサーバへ届けられるまでの許容遅延時間Dtが存在するため、既存システム31のゲートウェイ400−1から上位アプリケーションサーバに至るまでの最大遅延時間をTmaxとした時、X=Dt-Tmaxで定義される時間X以内に新規システムのゲートウェイから既存システムのゲートウェイにパケットを転送する必要がある。そこで、新規システム32のゲートウェイ400−2の通信チャネル・スロット管理部306が、許容遅延時間Dtと最大遅延時間Tmaxを基に時間Xを計算し、自身の配下に接続する端末からパケットを受信する時間を起点に、何スロット目に収まる範囲内でスロットの割当を要求する必要があるかを算出する。このスロットの範囲は、既存システム31に属する端末が通信に用いるスロット幅をStとした時、Floor(X/St)で計算することが出来(Floorは小数点以下を切り捨てる関数)、新規システム32のゲートウェイは割当範囲の始点スロット番号にFloor(X/St)の値を足した番号を、割当範囲の終点スロット番号に指定する。尚、割当範囲の始点スロット番号は、新規システムのゲートウェイが配下に接続する端末からパケットを受信するスロット番号に対して、1を足した番号である。新規システムのゲートウェイは、割当を要求するスロットの範囲を算出すると、ステップ702へ進む。   In FIG. 7, step 701 calculates the range of slots that need to be allocated when the gateway 400-2 of the new system 32 delivers a packet received from a terminal connected to the subordinate system to the application server within the allowable delay time. It is processing to do. Since there is an allowable delay time Dt until the packet is delivered to the upper application server, when the maximum delay time from the gateway 400-1 of the existing system 31 to the upper application server is Tmax, X = Dt− It is necessary to transfer the packet from the gateway of the new system to the gateway of the existing system within the time X defined by Tmax. Therefore, the communication channel / slot management unit 306 of the gateway 400-2 of the new system 32 calculates the time X based on the allowable delay time Dt and the maximum delay time Tmax, and receives a packet from a terminal connected to itself. Starting from the time, it is calculated how many slots the slot allocation needs to be requested. This slot range can be calculated with Floor (X / St) when the slot width used by the terminals belonging to the existing system 31 is St (Floor is a function that rounds off the decimal point). The gateway designates a number obtained by adding the value of Floor (X / St) to the start slot number of the allocation range as the end slot number of the allocation range. The starting slot number of the allocation range is a number obtained by adding 1 to the slot number for receiving a packet from a terminal connected to the gateway of the new system. When the gateway of the new system calculates the range of slots for which allocation is requested, the process proceeds to step 702.

ステップ702は、新規システム32のゲートウェイ400−2が、図6のパケットフォーマットに従ってチャネル・スロット割当要求パケットを作成し、経路管理部305に記憶された転送先(トポロジがツリー構造の場合、親端末)に対して、作成したチャネル・スロット割当要求パケットを送信する処理である。   In step 702, the gateway 400-2 of the new system 32 creates a channel / slot allocation request packet according to the packet format of FIG. 6, and stores the transfer destination stored in the route management unit 305 (if the topology is a tree structure, the parent terminal ) To the created channel / slot allocation request packet.

チャネル・スロット割当要求パケットの作成について言えば、まず宛先アドレス603にパケット転送先のアドレスまたはIDを登録する。例えば、端末300−1dのアドレスまたはIDを登録する。次に、最終宛先アドレス604には、既存システム31のゲートウェイ400−1のアドレスまたはIDを登録する。送信元アドレス605と発信元アドレス606には、新規システム32のゲートウェイ400−2のアドレスまたはIDを登録する。パケットID607には固有のパケットIDを登録する。スロット割当順序フラグ608には、“0”を登録する。割当範囲の始点スロット番号609と、割当範囲の終点スロット番号610には、ステップ701で算出した始点及び終点のスロット番号をそれぞれ登録する。トラフィックID611には、通信チャネル及びスロットの割当後に送信することとなるパケットのトラフィック種別を示すIDを登録する。そして、スロット・チャネル管理テーブル612には、新規システム32のゲートウェイ400−2のスロット・チャネル管理テーブルを登録する。この時、上述の通り、割当範囲の始点スロット番号609と、割当範囲の終点スロット番号610で指定された範囲のスロット・チャネル管理テーブルのみを登録してもよい。本チャネル・スロット割当要求パケットを作成すると、当該パケットを送信して、ステップ703に進む。   Regarding the creation of the channel / slot allocation request packet, first, the address or ID of the packet transfer destination is registered in the destination address 603. For example, the address or ID of the terminal 300-1d is registered. Next, in the final destination address 604, the address or ID of the gateway 400-1 of the existing system 31 is registered. In the transmission source address 605 and the transmission source address 606, the address or ID of the gateway 400-2 of the new system 32 is registered. A unique packet ID is registered in the packet ID 607. “0” is registered in the slot allocation order flag 608. In the allocation range start slot number 609 and the allocation range end slot number 610, the start point and end point slot numbers calculated in step 701 are registered. In the traffic ID 611, an ID indicating a traffic type of a packet to be transmitted after assignment of a communication channel and a slot is registered. Then, the slot / channel management table of the gateway 400-2 of the new system 32 is registered in the slot / channel management table 612. At this time, as described above, only the slot / channel management table in the range designated by the start slot number 609 of the allocation range and the end slot number 610 of the allocation range may be registered. When this channel / slot allocation request packet is created, the packet is transmitted and the process proceeds to step 703.

ステップ703は、チャネル・スロット割当要求パケットを受信した端末またはゲートウェイの通信チャネル・スロット管理部306が、当該パケットの送信元と自身のチャネル・スロット管理テーブルを参照して、要求されたスロットの範囲内で空きチャネル・空きスロットを抽出する処理である。この処理は、チャネル・スロット割当要求パケットの送信元から、当該パケットの受信端末またはゲートウェイに対してパケットを転送する上で、確保可能な通信チャネル及びスロットを抽出するものである。具体的な抽出方法は図8を参照して後述する。本処理が終了すると、ステップ704に進む。   In step 703, the communication channel / slot management unit 306 of the terminal or gateway that has received the channel / slot allocation request packet refers to the transmission source of the packet and its own channel / slot management table to determine the requested slot range. It is a process which extracts an empty channel and an empty slot. In this process, a communication channel and slot that can be secured are extracted from the transmission source of the channel / slot allocation request packet to the receiving terminal or gateway of the packet. A specific extraction method will be described later with reference to FIG. When this process ends, the process proceeds to step 704.

ステップ704は、ステップ703の処理の結果、要求されたスロットの範囲内で空きチャネル・空きスロットが存在するかどうかを判定する処理である。判定の結果、空きチャネル・空きスロットが存在する場合(YES)はステップ705に進み、存在しない場合(NO)はステップ707に進む。   Step 704 is a process of determining whether or not there is an empty channel / empty slot within the requested slot range as a result of the process of step 703. As a result of the determination, if an empty channel / slot exists (YES), the process proceeds to step 705. If not (NO), the process proceeds to step 707.

ステップ705は、要求されたスロット範囲内の空きチャネル・空きスロットの中から、最も早いスロット番号のものを確保する処理である。具体的には、チャネル・スロット割当要求パケットを受信した端末またはゲートウェイの通信チャネル・スロット管理部306は、当該パケットのスロット割当順序フラグ608に“0”が登録されていることを確認して、要求されたスロット範囲内の空きチャネル・空きスロットの中から、最も早いスロット番号のものを確保する必要があることを判定する。複数チャネルにおいて、この番号のスロットを確保可能な場合は、何れか1つの通信チャネルを選択する。ここで確保したものが、チャネル・スロット割当要求パケットの送信元から、当該パケットの受信端末またはゲートウェイへパケットを転送するための、通信チャネル及びスロットである。本処理が終了すると、ステップ706に進む。   Step 705 is a process of securing the one with the earliest slot number from the empty channels and empty slots in the requested slot range. Specifically, the communication channel / slot management unit 306 of the terminal or gateway that has received the channel / slot allocation request packet confirms that “0” is registered in the slot allocation order flag 608 of the packet, and It is determined that it is necessary to secure the one with the earliest slot number from the empty channels and empty slots in the requested slot range. If a slot with this number can be secured in a plurality of channels, one of the communication channels is selected. What is secured here is a communication channel and a slot for transferring the packet from the transmission source of the channel / slot allocation request packet to the receiving terminal or gateway of the packet. When this process ends, the process proceeds to step 706.

ステップ706は、ステップ705で確保した通信チャネル及びスロットをチャネル・スロット割当要求パケットの送信元に通知し、送信元と自身の両方がチャネル・スロット管理テーブルを更新する処理である。具体的には、チャネル・スロット管理テーブルのうち、ステップ705で確保した通信チャネル及びスロット部分に“1”を登録する。本処理が終了すると、ステップ708に進む。   Step 706 is processing to notify the transmission source of the channel / slot allocation request packet of the communication channel and slot secured in step 705, and both the transmission source and itself update the channel / slot management table. Specifically, “1” is registered in the communication channel and slot portion secured in step 705 in the channel / slot management table. When this process ends, the process proceeds to step 708.

ステップ707は、ステップ703の処理の結果、要求されたスロットの範囲内で空きチャネル・空きスロットが存在しなかった場合、割当不可の旨を新規システム42のゲートウェイ400−2に通知する処理である。この通知は、新規システムのゲートウェイから既存システム31のゲートウェイ400−1に至る経路上の一部端末を中継して新規システムのゲートウェイ宛てに送信されるが、この通知を中継した端末のうち、ステップ706でチャネル・スロット管理テーブルを更新した端末については、ステップ706で“1”を登録した部分を“0”に戻して、確保していた通信チャネル及びスロットを開放する。また、本通知を受信した新規システムのゲートウェイも同様であり、本処理の後に図7のフローチャートを終了する。この時、新規システムのゲートウェイは、必要に応じてパケットの転送先を変更し、別経路に対して通信チャネル及びスロットの割当要求を試みてもよい。   Step 707 is a process of notifying the gateway 400-2 of the new system 42 that allocation is not possible when there is no empty channel / slot within the requested slot range as a result of the process of step 703. . This notification is transmitted to the gateway of the new system by relaying some terminals on the route from the gateway of the new system to the gateway 400-1 of the existing system 31, and among the terminals that relayed this notification, the step For the terminal whose channel / slot management table has been updated in 706, the portion where “1” is registered in step 706 is returned to “0”, and the reserved communication channel and slot are released. The same applies to the gateway of the new system that has received this notification, and the flowchart of FIG. 7 ends after this processing. At this time, the gateway of the new system may change the packet transfer destination as necessary, and try to allocate a communication channel and slot to another path.

ステップ708は、チャネル・スロット割当要求パケットを受信したのが、既存システム31のゲートウェイ400−1であるかを判定する処理である。既存システムのゲートウェイである場合(YES)、新規システム32のゲートウェイ400−2から既存システムのゲートウェイへパケットを転送する上での、通信チャネル及びスロットの割当が完了したことになり、次にステップ710に進む。一方、既存システムのゲートウェイでない場合(NO)は、通信チャネル及びスロットの割当が完了していないため、ステップ709に進む。   Step 708 is a process for determining whether or not it is the gateway 400-1 of the existing system 31 that has received the channel / slot allocation request packet. If it is the gateway of the existing system (YES), the assignment of the communication channel and the slot for transferring the packet from the gateway 400-2 of the new system 32 to the gateway of the existing system is completed. Proceed to On the other hand, if it is not the gateway of the existing system (NO), since the allocation of the communication channel and the slot is not completed, the process proceeds to step 709.

ステップ709は、チャネル・スロット割当要求パケットを受信した端末が当該パケットを更新して、次の転送先に送信する処理である。具体的には、チャネル・スロット割当要求パケットのうち宛先アドレス603を、経路管理部305に記憶された転送先のアドレスまたはIDに更新する。送信元アドレス605は、自身のアドレスまたはIDに更新する。また、割当範囲の始点スロット番号609は、ステップ705で確保したスロット番号に1を加算した値に更新する。パケットのスロット・チャネル管理テーブル612は、自身のスロット・チャネル管理テーブルに更新する。その他のフィールドについては特に更新を行わない。ただし、チャネル・スロット割当要求パケットに登録のフィールド以外に別途追加したフィールドがあれば、これらを適宜更新してもよい。その後、更新したチャネル・スロット割当要求パケットを次の転送先に送信して、ステップ703に戻る。   Step 709 is processing in which the terminal that has received the channel / slot allocation request packet updates the packet and transmits it to the next transfer destination. Specifically, the destination address 603 in the channel / slot allocation request packet is updated to the transfer destination address or ID stored in the path management unit 305. The source address 605 is updated to its own address or ID. Also, the start slot number 609 of the allocation range is updated to a value obtained by adding 1 to the slot number secured in step 705. The slot / channel management table 612 of the packet is updated to its own slot / channel management table. The other fields are not updated. However, if there are additional fields in the channel / slot allocation request packet in addition to the registered fields, these may be updated as appropriate. Thereafter, the updated channel / slot allocation request packet is transmitted to the next transfer destination, and the process returns to step 703.

ステップ710は、新規システムのゲートウェイから既存システムのゲートウェイへパケットを転送するための通信チャネル及びスロットの割当が完了した旨を、既存システムのゲートウェイから新規システムのゲートウェイへ通知する処理である。この処理で一連の通信チャネル及びスロット割当制御動作を終了する。   Step 710 is processing to notify the gateway of the new system from the gateway of the existing system that the assignment of communication channels and slots for transferring packets from the gateway of the new system to the gateway of the existing system has been completed. With this processing, a series of communication channel and slot allocation control operations are completed.

尚、ステップ706でチャネル・スロット管理テーブルの更新を行った際に、新たに通信チャネル及びスロットを確保したことを近隣端末にも通知する必要があるが、この通知を行うのはステップ706のタイミングでも、ステップ710で送信される割当完了通知を受信した後でもよい。   When the channel / slot management table is updated in step 706, it is necessary to notify the neighboring terminal that a new communication channel and slot have been reserved. This notification is performed at the timing of step 706. However, it may be after receiving the assignment completion notification transmitted in step 710.

次に、図8を参照して、図7のステップ703の処理、即ち空きチャネル・空きスロットの抽出の処理について説明する。
ステップ801は、チャネル・スロット割当要求パケットを受信した端末またはゲートウェイが、変数iを割当範囲の始点スロット番号とする処理である。本処理の後に、ステップ802に進む。
Next, with reference to FIG. 8, the processing of step 703 in FIG. 7, that is, the processing of extracting empty channels and empty slots will be described.
Step 801 is processing in which the terminal or gateway that has received the channel / slot allocation request packet uses the variable i as the starting slot number of the allocation range. After this processing, the process proceeds to step 802.

ステップ802は、受信したチャネル・スロット割当要求パケットで得た送信元のチャネル・スロット管理テーブルと、自身(当該割当要求を受信した端末またはゲートウェイ)が有するチャネル・スロット管理テーブルを比較し、少なくとも一方にて何れかのチャネルのi番目のスロットに“1”が登録されていないかを判定する処理である。判定の結果、“1”が登録されている場合(YES)はステップ803に進み、登録されていない場合(NO)はステップ804に進む。   Step 802 compares the channel / slot management table of the transmission source obtained in the received channel / slot allocation request packet with the channel / slot management table of its own (the terminal or gateway that received the allocation request), and at least one of them The process determines whether “1” is registered in the i-th slot of any channel. As a result of the determination, if “1” is registered (YES), the process proceeds to step 803, and if not registered (NO), the process proceeds to step 804.

ステップ803は、i番目のスロットが全チャネルにおいて使用不可、即ちi番目のスロットには空きが無いことを判定する処理である。上述の通り、端末及びゲートウェイにて同時に送受信を行うための特殊な機構が設けられていない限り、あるスロットに“1”が割り当たっている場合は、当該スロットを利用することが出来ないため、本判定を下すこととなる。ただし、同時送受信を可能にする機構が備わっている場合は、この限りではない。本処理の後に、ステップ806に進む。   Step 803 is a process for determining that the i-th slot is unusable in all channels, that is, the i-th slot is empty. As described above, unless a special mechanism for simultaneous transmission and reception is provided in the terminal and the gateway, if “1” is assigned to a slot, the slot cannot be used. This determination will be made. However, this does not apply when a mechanism that enables simultaneous transmission and reception is provided. After this processing, the process proceeds to step 806.

ステップ804は、受信したチャネル・スロット割当要求パケットで得た送信元のチャネル・スロット管理テーブルと、自身が有するチャネル・スロット管理テーブルを比較し、少なくとも一方にて何れかのチャネルのi番目のスロットに“2”が登録されていないかを判定する処理である。判定の結果、“2”が登録されている場合(YES)はステップ805に進み、登録されていない場合(NO)はステップ806に進む。   Step 804 compares the channel / slot management table of the transmission source obtained in the received channel / slot allocation request packet with the channel / slot management table of its own, and at least one of the i-th slot of any channel Is a process for determining whether or not “2” is registered. As a result of the determination, if “2” is registered (YES), the process proceeds to step 805, and if not registered (NO), the process proceeds to step 806.

ステップ805は、ステップ804で“2”が登録されていることを確認した通信チャネルにおいて、i番目のスロットが使用不可であることを判定する処理である。判定の結果、“2”が登録されている場合、チャネル・スロット割当要求パケットの送信元または自身と干渉を起こす範囲内に存在する近隣端末が、当該チャネル及びスロットを用いて通信を行うことを示しているため、使用することが出来ない。本処理の後に、ステップ806に進む。   Step 805 is processing for determining that the i-th slot is unusable in the communication channel in which “2” is confirmed to be registered in step 804. As a result of the determination, if “2” is registered, it is determined that a neighboring terminal existing within a range that causes interference with the transmission source of the channel / slot allocation request packet or itself performs communication using the channel and the slot. It cannot be used because it is shown. After this processing, the process proceeds to step 806.

ステップ806は、i番目のスロットが割当範囲の終点スロット番号と一致しているかどうかを判定する処理である。判定の結果、一致している場合(YES)は図8のフローチャートを終了し、一致していない場合(NO)はステップ807に進む。ステップ807は、iに1を加算する処理であり、本処理の後にステップ802に戻る。   Step 806 is processing for determining whether or not the i-th slot matches the end slot number of the allocation range. As a result of the determination, if they match (YES), the flowchart of FIG. 8 is terminated, and if they do not match (NO), the process proceeds to step 807. Step 807 is a process of adding 1 to i, and returns to step 802 after this process.

図8に示す処理により、使用不可と判定されなかった通信チャネル及びスロットが、空きチャネル・空きスロットとして抽出される。即ち、自端末または自ゲートウェイに対して、チャネル・スロット割当要求パケットの送信元がパケットを転送する上で、これらの空きチャネル・空きスロットの何れかを使用可能であると判断することが出来る。   Through the process shown in FIG. 8, communication channels and slots that have not been determined to be unusable are extracted as empty channels and empty slots. That is, it is possible to determine that any of these empty channels / slots can be used when the transmission source of the channel / slot allocation request packet is transferred to the own terminal or the own gateway.

図9は、チャネル・スロット管理テーブルと、空きチャネル・空きスロットの抽出結果に関する例を示す。ここでは、新規システム32のゲートウェイ400−2から既存システム31のゲートウェイ400−1へパケットを転送するための通信チャネル及びスロットを、スロットS1〜S10の範囲で割り当てることを想定する。ここで、ゲートウェイ400−1、端末300−1a、端末300−1d、ゲートウェイ400−2が保持する、スロットS1〜S10の範囲のチャネル・スロット管理テーブルの例を500A〜500Dに示す。   FIG. 9 shows an example of a channel / slot management table and an extraction result of empty channels / slots. Here, it is assumed that a communication channel and a slot for transferring a packet from the gateway 400-2 of the new system 32 to the gateway 400-1 of the existing system 31 are allocated in the range of slots S1 to S10. Here, 500A to 500D show examples of channel / slot management tables in the range of slots S1 to S10 held by the gateway 400-1, the terminal 300-1a, the terminal 300-1d, and the gateway 400-2.

500Aと500Bのチャネル・スロット管理テーブルを基に、図8の処理に従って、端末300−1aからゲートウェイ400−1へのパケット転送に使用可能な空きチャネル・空きスロットを抽出した結果を900Aに示す。900Aの中で、×印が登録されている通信チャネル及びスロットが、使用不可と判定された箇所であり、何も登録されていない箇所が空きチャネル・空きスロットである。   Based on the channel / slot management table of 500A and 500B, the result of extracting empty channels / slots that can be used for packet transfer from the terminal 300-1a to the gateway 400-1 according to the processing of FIG. 8 is shown in 900A. In 900A, a communication channel and a slot registered with a cross are determined to be unusable, and a portion where nothing is registered is an empty channel / slot.

同様に、500Bと500Cのチャネル・スロット管理テーブル、500Cと500Dのチャネル・スロット管理テーブルを基に抽出した空きチャネル・空きスロットの結果を、それぞれ900B、900Cに示す。   Similarly, 900B and 900C show the results of empty channels and empty slots extracted based on the channel and slot management tables of 500B and 500C and the channel and slot management tables of 500C and 500D, respectively.

図10のシーケンス図を参照して、実施例1による通信チャネル及びスロット割当の動作例を説明する。本動作例においては、図2の通信ネットワークシステムにおける新規システム32のゲートウェイ400−2から既存システム31のゲートウェイ400−1へパケットを転送するための通信チャネル及びスロットを、スロットS1〜S10の範囲で割り当てることを想定する。   An operation example of communication channel and slot allocation according to the first embodiment will be described with reference to the sequence diagram of FIG. In this operation example, communication channels and slots for transferring packets from the gateway 400-2 of the new system 32 to the gateway 400-1 of the existing system 31 in the communication network system of FIG. Assume to assign.

まず、ゲートウェイ400−2は、ステップ1001で割当を要求するスロット範囲を算出する。その後、ステップ1002でチャネル・スロット割当要求パケットを作成し、次の転送先である端末300−1dへ送信する。   First, the gateway 400-2 calculates a slot range for which allocation is requested in step 1001. Thereafter, in step 1002, a channel / slot allocation request packet is created and transmitted to the terminal 300-1d as the next transfer destination.

次に、端末300−1dは、ステップ1003でチャネル・スロット割当要求パケットを受信すると、ステップ1004で空きチャネル・空きスロットを抽出し、その中からS1〜S10の範囲で最も早いスロット番号のものを確保する。具体的には、図9の900Cが抽出した空きチャネル・空きスロットの結果であり、その中で最も早いスロットである(C2,S1)を確保する。その後、ステップ1005で、ゲートウェイ400−2から端末300−1d へのパケット転送用に(C2,S1)を確保した旨をゲートウェイ400−2へ通知し、ステップ1006で端末300−1dのチャネル・スロット管理テーブルを更新する。また、ゲートウェイ400−2もステップ1007で通知を受信すると、ステップ1008にて自身のチャネル・スロット管理テーブルを更新する。そして、端末300−1dはステップ1009でチャネル・スロット割当要求パケットを更新し、端末300−1aに送信する。この時、端末300−1dは(C2,S1)を確保したため、割当範囲となるスロットはS2〜S10に更新される。   Next, when the terminal 300-1d receives the channel / slot allocation request packet in step 1003, the terminal 300-1d extracts an empty channel / slot in step 1004, and selects the one having the earliest slot number in the range of S1 to S10. Secure. Specifically, 900C in FIG. 9 is the result of the empty channel / empty slot extracted, and the earliest slot (C2, S1) is secured. Thereafter, in step 1005, the gateway 400-2 is notified that (C2, S1) has been secured for packet transfer from the gateway 400-2 to the terminal 300-1d, and in step 1006, the channel slot of the terminal 300-1d Update the management table. When the gateway 400-2 receives the notification at step 1007, it updates its channel / slot management table at step 1008. The terminal 300-1d updates the channel / slot allocation request packet in step 1009 and transmits it to the terminal 300-1a. At this time, since terminal 300-1d has secured (C2, S1), the slot to be allocated is updated to S2 to S10.

続いて、端末300−1aは、ステップ1010でチャネル・スロット割当要求パケットを受信すると、ステップ1011で空きチャネル・空きスロットを抽出し、その中からS2〜S10の範囲で最も早いスロット番号のものを確保する。具体的には、図9の900Bが抽出した空きチャネル・空きスロットの結果であり、その中で最も早いスロットであるS3を確保する。ここで、(C1,S3)または(C2,S3)の何れかを選択可能であるが、今回は(C1,S3)を確保する。その後、ステップ1012にて、端末300−1dから端末300−1a へのパケット転送用に(C1,S3)を確保した旨を端末300−1dへ通知し、ステップ1013にて端末300−1aのチャネル・スロット管理テーブルを更新する。また、端末300−1dもステップ1014で通知を受信すると、ステップ1015にて自身のチャネル・スロット管理テーブルを更新する。そして、端末300−1aは、ステップ1016でチャネル・スロット割当要求パケットを更新し、ゲートウェイ400−1に送信する。この時、端末300−1aは(C1,S3)を確保したため、割当範囲となるスロットはS4〜S10に更新される。   Next, when the terminal 300-1a receives the channel / slot allocation request packet in step 1010, the terminal 300-1a extracts an empty channel / slot in step 1011 and selects the one having the earliest slot number in the range of S2 to S10. Secure. Specifically, 900B in FIG. 9 is the result of the empty channel / empty slot extracted, and S3 which is the earliest slot is secured. Here, either (C1, S3) or (C2, S3) can be selected, but (C1, S3) is secured this time. Thereafter, in step 1012, the terminal 300-1d is notified that (C1, S3) has been secured for packet transfer from the terminal 300-1d to the terminal 300-1a, and in step 1013 the channel of the terminal 300-1a -Update the slot management table. Also, when the terminal 300-1d receives the notification in step 1014, it updates its own channel / slot management table in step 1015. The terminal 300-1a then updates the channel / slot allocation request packet in step 1016 and transmits it to the gateway 400-1. At this time, since the terminal 300-1a has secured (C1, S3), the slot that becomes the allocation range is updated to S4 to S10.

ゲートウェイ400−1は、ステップ1017でチャネル・スロット割当要求パケットを受信すると、ステップ1018で空きチャネル・空きスロットを抽出し、その中からS4〜S10の範囲で最も早いスロット番号のものを確保する。具体的には、図9の900Aが抽出した空きチャネル・空きスロットの結果であり、その中で最も早いスロットであるS5を確保する。(スロットS2も空いているが、スロット割当の対象範囲がS4〜S10であるため除外される。)ここで、(C1,S5)または(C2,S5)の何れかを選択可能であるが、今回は(C1,S5)を確保する。その後、ステップ1019にて、端末300−1aからゲートウェイ400−1へのパケット転送用に(C1,S5)を確保した旨を端末300−1aへ通知し、ステップ1020にてゲートウェイ400−1のチャネル・スロット管理テーブルを更新する。また、端末300−1aもステップ1021で通知を受信すると、ステップ1022にて自身のチャネル・スロット管理テーブルを更新する。   Upon receiving the channel / slot allocation request packet in step 1017, the gateway 400-1 extracts an empty channel / slot in step 1018, and secures the one with the earliest slot number in the range of S4 to S10. Specifically, 900A in FIG. 9 is the result of the empty channel / empty slot extracted, and S5 which is the earliest slot is secured. (Slot S2 is also vacant, but is excluded because the slot allocation target range is S4 to S10.) Here, either (C1, S5) or (C2, S5) can be selected. This time, secure (C1, S5). Thereafter, in step 1019, the terminal 300-1a is notified that (C1, S5) has been secured for packet transfer from the terminal 300-1a to the gateway 400-1, and in step 1020 the channel of the gateway 400-1 -Update the slot management table. Also, when the terminal 300-1a receives the notification in step 1021, it updates its own channel / slot management table in step 1022.

そして、ゲートウェイ400−1は、ステップ1023で、要求された範囲内での通信チャネル及びスロット割当が完了した旨の通知パケットを作成し、ゲートウェイ400−2を最終宛先として、端末300−1aに送信する。端末300−1aは、ステップ1024でチャネル・スロット割当完了通知を受信すると、端末300−1dへ転送する。同じく、端末300−1dは、ステップ1025でチャネル・スロット割当完了通知を受信すると、ゲートウェイ400−2へ転送する。ゲートウェイ400−2がステップ1026でチャネル・スロット割当完了通知を受信すると、通信チャネル及びスロット割当に関する制御が完了する。   In step 1023, the gateway 400-1 creates a notification packet indicating that the communication channel and slot allocation within the requested range has been completed, and transmits the notification packet to the terminal 300-1a with the gateway 400-2 as the final destination. To do. Upon receiving the channel / slot allocation completion notification in step 1024, the terminal 300-1a transfers it to the terminal 300-1d. Similarly, upon receiving the channel / slot assignment completion notification in step 1025, the terminal 300-1d transfers the notification to the gateway 400-2. When gateway 400-2 receives the channel / slot allocation completion notification in step 1026, the control relating to the communication channel and slot allocation is completed.

以後、ゲートウェイ400−2が受信した新規システム32に関するパケットは、図10の一連のシーケンスを通じて確保された通信チャネル及びスロットを用いてゲートウェイ400−1まで転送され、最終的にシステム32のアプリケーションサーバ202へ送信される。尚、図10のシーケンスにおいて、通信チャネル及びスロット確保の旨を近隣端末に対して通知する処理の登録を省いているが、本処理については自身のチャネル・スロット管理テーブルを更新したタイミング、もしくはチャネル・スロット割当完了通知を受信したタイミングの何れでも行うことができる。   Thereafter, the packet related to the new system 32 received by the gateway 400-2 is transferred to the gateway 400-1 using the communication channels and slots secured through the sequence of FIG. 10, and finally the application server 202 of the system 32. Sent to. In the sequence of FIG. 10, the registration of the process for notifying the neighboring terminals of the communication channel and slot reservation is omitted, but this process is the timing when the own channel / slot management table is updated, or the channel -It can be performed at any timing when the slot allocation completion notification is received.

以上、実施例1によれば、新規システム32のゲートウェイから既存システム31のゲートウェイに至る経路上に存在する端末と、ゲートウェイの自律分散制御によって、通信チャネル及びスロットの割当制御を行うことができる。このような構成乃至制御動作により、既存システムに属する端末のスケジュール変更の必要性が解消する。また、新規システムのゲートウェイから既存システムのゲートウェイに至る経路上の端末及びゲートウェイが、空きチャネル・空きスロットの中から新規チャネル及びスロットの確保を行うことで、既存システムの通信と干渉することなく、新規システムに関するパケットを上位アプリケーションサーバに送信することが可能となる。   As described above, according to the first embodiment, it is possible to perform communication channel and slot allocation control by the terminal existing on the route from the gateway of the new system 32 to the gateway of the existing system 31 and the autonomous distributed control of the gateway. Such a configuration or control operation eliminates the need to change the schedule of terminals belonging to the existing system. In addition, the terminal and gateway on the route from the gateway of the new system to the gateway of the existing system secure the new channel and slot from the empty channel / slot without interfering with the communication of the existing system, Packets related to the new system can be transmitted to the host application server.

また、既存システムと新規システムのトラフィック負荷の大小関係に応じて、スロットの割当順序を規定することで、トラフィック特性に応じて帯域を有効活用することができる。即ち、既存システムのトラフィック負荷が新規システムのトラフィック負荷よりも低い場合に、空きチャネル・空きスロットの中から、時間Xに収まる範囲内でスロット番号の早い順に確保を行うことで、パケットの許容遅延を満たし、かつ出来るだけ短い遅延時間で上位アプリケーションサーバにパケットを届けることが可能である。   Also, by defining the slot allocation order according to the traffic load relationship between the existing system and the new system, it is possible to effectively use the bandwidth according to the traffic characteristics. In other words, when the traffic load of the existing system is lower than the traffic load of the new system, the allowable delay of the packet is ensured by securing the slot numbers in order from the empty channel / slot slot within the time X range. The packet can be delivered to the upper application server with a delay time as short as possible.

実施例1が、既存システムのトラフィック負荷が新規システムのトラフィック負荷よりも低い場合の例であるのに対して、実施例2は、既存システムのトラフィック負荷が新規システムのトラフィック負荷よりも高い場合の例である。この場合、新規システムの通信による帯域消費量削減の観点から、新規システムのゲートウェイで出来るだけ長い時間パケットを蓄積し、より多くのパケットを1つに結合して纏めて送信することが望ましい。即ち、実施例2では、時間Xに収まる範囲内のスロットにおいて、遅いものから順に確保する。尚、実施例2においても、ゲートウェイ及び端末間の自律分散制御によって、通信チャネル及びスロット割当を実現する。図11及び図12を用いて、実施例2に係る通信チャネル及びスロットの割当方法とその動作例について説明する。   The first embodiment is an example in which the traffic load of the existing system is lower than the traffic load of the new system, whereas the second embodiment is a case in which the traffic load of the existing system is higher than the traffic load of the new system. It is an example. In this case, from the viewpoint of reducing bandwidth consumption by communication of the new system, it is desirable to accumulate packets for as long a time as possible in the gateway of the new system, combine more packets into one, and transmit them together. In other words, in the second embodiment, the slots within the range within the time X are secured in order from the latest. Also in the second embodiment, communication channel and slot allocation are realized by autonomous distributed control between the gateway and the terminal. A communication channel and slot allocation method according to the second embodiment and an operation example thereof will be described with reference to FIGS. 11 and 12.

尚、実施例2に係る通信ネットワークシステムの構成(図2)、ならびに端末及びゲートウェイのハードウェア構成(図3及び図4)、チャネル・スロット管理テーブルの構成(図5)、通信チャネル及びスロット割当に使用するパケットのフォーマット(図6)、空きチャネル・空きスロットの抽出方法(図8)は第1の実施例と同様である。   The configuration of the communication network system according to the second embodiment (FIG. 2), the hardware configuration of the terminal and the gateway (FIGS. 3 and 4), the configuration of the channel / slot management table (FIG. 5), the communication channel and the slot allocation The packet format (FIG. 6) used and the empty channel / slot extraction method (FIG. 8) are the same as in the first embodiment.

図11を参照して、実施例2による通信チャネル及びスロット割当制御を説明する。
新規システム32のパケットを、既存システム31のFANを介してアプリケーションサーバに送信するため、図11の処理に従って、予め通信チャネル及びスロットの割当を実施する。実施例2に係る通信チャネル及びスロット割当制御では、時間Xに収まる範囲内で出来るだけ遅いスロットから順に確保するため、新規システムのゲートウェイから既存システムのゲートウェイに至る経路上のリンクのうち、既存システムのゲートウェイに近いリンクから順に転送用の通信チャネル及びスロットを確保する。
The communication channel and slot allocation control according to the second embodiment will be described with reference to FIG.
In order to transmit the packet of the new system 32 to the application server via the FAN of the existing system 31, the communication channel and the slot are allocated in advance according to the process of FIG. In the communication channel and slot allocation control according to the second embodiment, in order to secure the slots in order from the slowest possible slot within the time X range, the existing system among the links on the path from the gateway of the new system to the gateway of the existing system. The communication channel and slot for transfer are secured in order from the link closest to the gateway.

図11において、ステップ1101は、新規システムのゲートウェイが、配下に接続する端末から受信したパケットを許容遅延時間内にアプリケーションサーバ202へ送信する上で、割当が必要となるスロットの範囲を算出する処理である。算出方法は、図7のステップ701と同様である。本処理の後に、ステップ1102に進む。   In FIG. 11, step 1101 is a process in which the gateway of the new system calculates the slot range that needs to be allocated in order to transmit the packet received from the terminal connected to the subordinate system to the application server 202 within the allowable delay time. It is. The calculation method is the same as step 701 in FIG. After this processing, the process proceeds to step 1102.

ステップ1102は、新規システムのゲートウェイが図6のパケットフォーマットに従ってチャネル・スロット割当要求パケットを作成し、ゲートウェイ400の経路管理部305に記憶された転送先(トポロジがツリー構造の場合、親端末)に対して、作成したチャネル・スロット割当要求パケットを送信する処理である。本処理は、チャネル・スロット割当要求パケットの作成において、スロット割当順序フラグ608のフィールドに“1”を登録する点を除いて、図7のステップ702と同様である。本処理の後に、ステップ1103に進む。   In step 1102, the gateway of the new system creates a channel / slot allocation request packet in accordance with the packet format of FIG. 6, and transfers it to the transfer destination (the parent terminal when the topology is a tree structure) stored in the route management unit 305 of the gateway 400. On the other hand, it is a process of transmitting the created channel / slot allocation request packet. This process is the same as step 702 in FIG. 7 except that “1” is registered in the field of the slot allocation order flag 608 when creating the channel / slot allocation request packet. After this processing, the process proceeds to step 1103.

ステップ1103は、ステップ1102または後述のステップ1104で送信されたチャネル・スロット割当要求パケットを受信したのが、既存システムのゲートウェイであるかどうかを判定する処理である。判定の結果、既存システムのゲートウェイである場合(YES)はステップ1105に進み、既存システムのゲートウェイでない場合(NO)はステップ1104に進む。   Step 1103 is a process for determining whether or not the channel / slot allocation request packet transmitted in step 1102 or step 1104 described later is the gateway of the existing system. As a result of the determination, if it is a gateway of the existing system (YES), the process proceeds to step 1105, and if it is not the gateway of the existing system (NO), the process proceeds to step 1104.

ステップ1104は、チャネル・スロット割当要求パケットを受信した端末が当該パケットを更新して、次の転送先に送信する処理である。具体的には、チャネル・スロット割当要求パケットのうち、宛先アドレス603を、端末300の経路管理部305に記憶された転送先のアドレスまたはIDに更新する。送信元アドレス605は、自身のアドレスまたはIDに更新する。スロット・チャネル管理テーブル612は、自身のスロット・チャネル管理テーブルに更新する。その他のフィールドについては、特に更新は行わない。ただし、図6に登録のフィールド以外に別途追加したフィールドがあれば、これらを適宜更新してもよい。その後、更新したチャネル・スロット割当要求パケットを次の転送先に送信して、ステップ1103に戻る。   Step 1104 is a process in which the terminal that receives the channel / slot allocation request packet updates the packet and transmits it to the next transfer destination. Specifically, in the channel / slot allocation request packet, the destination address 603 is updated to the transfer destination address or ID stored in the route management unit 305 of the terminal 300. The source address 605 is updated to its own address or ID. The slot / channel management table 612 is updated to its own slot / channel management table. The other fields are not updated. However, if there are fields added in addition to the registered fields in FIG. 6, these may be updated as appropriate. Thereafter, the updated channel / slot allocation request packet is transmitted to the next transfer destination, and the processing returns to step 1103.

ステップ1105は、チャネル・スロット割当要求パケットを受信したゲートウェイが、当該パケットの送信元と自身のチャネル・スロット管理テーブルを参照して、要求されたスロットの範囲内で空きチャネル・空きスロットを抽出する処理である。空きチャネル・空きスロットの抽出は、図8のフローチャートに従って実施する。本処理が終了すると、ステップ1106に進む。   In step 1105, the gateway that has received the channel / slot allocation request packet refers to the transmission source of the packet and its own channel / slot management table, and extracts an empty channel / slot within the requested slot range. It is processing. Extraction of empty channels and empty slots is performed according to the flowchart of FIG. When this process ends, the process proceeds to step 1106.

ステップ1106は、ステップ1105の処理の結果、要求されたスロットの範囲内で空きチャネル・空きスロットが存在したかどうかを判定する処理である。判定の結果、空きチャネル・空きスロットが存在する場合(YES)はステップ1107に進み、一方それが存在しない場合(NO)はステップ1109に進む。   Step 1106 is a process for determining whether or not an empty channel / slot exists within the requested slot range as a result of the process of step 1105. As a result of the determination, if an empty channel / slot exists (YES), the process proceeds to step 1107, whereas if it does not exist (NO), the process proceeds to step 1109.

ステップ1107は、要求されたスロット範囲内の空きチャネル・空きスロットの中から、最も遅いスロット番号のものを確保する処理である。具体的には、チャネル・スロット割当要求パケットを受信した端末またはゲートウェイは、当該パケットのスロット割当順序フラグ608を参照し、“1”が登録されていることを確認することで、要求されたスロット範囲内の空きチャネル・空きスロットの中から、最も遅いスロット番号のものを確保する必要があることを判定する。複数チャネルにおいて、この番号のスロットを確保可能な場合は、何れか1つの通信チャネルを選択する。ここで確保したものが、チャネル・スロット割当要求パケットの送信元から、当該パケットの受信端末またはゲートウェイへパケットを転送するための、通信チャネル及びスロットである。本処理が終了すると、ステップ1108に進む。   Step 1107 is a process of securing the one with the slowest slot number from the empty channels and empty slots in the requested slot range. Specifically, the terminal or gateway that has received the channel / slot allocation request packet refers to the slot allocation order flag 608 of the packet and confirms that “1” is registered, thereby requesting the requested slot. It is determined that it is necessary to secure the slot with the slowest slot number from the empty channels and empty slots within the range. If a slot with this number can be secured in a plurality of channels, one of the communication channels is selected. What is secured here is a communication channel and a slot for transferring the packet from the transmission source of the channel / slot allocation request packet to the receiving terminal or gateway of the packet. When this process ends, the process proceeds to step 1108.

ステップ1108は、ステップ1107で確保した通信チャネル及びスロットをチャネル・スロット割当要求パケットの送信元に通知し、送信元と自身の両方がチャネル・スロット管理テーブルを更新する処理である。具体的には、チャネル・スロット管理テーブルのうち、ステップ1107で確保した通信チャネル及びスロット部分に“1”を登録する。本処理が終了すると、ステップ1110に進む。   Step 1108 is a process of notifying the transmission source of the channel / slot allocation request packet of the communication channel and slot secured in step 1107, and both the transmission source and itself update the channel / slot management table. Specifically, “1” is registered in the communication channel and slot portion secured in step 1107 in the channel / slot management table. When this process ends, the process proceeds to step 1110.

ステップ1109は、ステップ1105の処理の結果、要求されたスロットの範囲内で空きチャネル・空きスロットが存在しなかった際に、割当不可の旨を新規システムのゲートウェイ、及び既存システムのゲートウェイ宛てに通知する処理である。この通知は、新規システムのゲートウェイから既存システムのゲートウェイに至る経路上の一部端末を中継して送信されるが、この通知を中継した端末のうち、ステップ1108でチャネル・スロット管理テーブルを更新した端末については、ステップ1108で“1”を登録した部分を“0”に戻して、確保していた通信チャネル及びスロットを開放する。また、本通知を受信した既存システムのゲートウェイも同様であり、本処理の後に図11の一連の処理を終了する。この時、新規システムのゲートウェイは、必要に応じてパケットの転送先を変更し、別経路に対して通信チャネル及びスロットの割当要求を試みてもよい。   Step 1109 notifies the new system gateway and the existing system gateway that allocation is not possible when there is no empty channel / slot within the requested slot range as a result of the processing of step 1105. It is processing to do. This notification is transmitted by relaying some terminals on the route from the gateway of the new system to the gateway of the existing system. Of the terminals that relayed this notification, the channel / slot management table is updated in step 1108. For the terminal, the part where “1” is registered in step 1108 is returned to “0”, and the reserved communication channel and slot are released. The same applies to the gateway of the existing system that has received this notification, and the series of processing in FIG. 11 ends after this processing. At this time, the gateway of the new system may change the packet transfer destination as necessary, and try to allocate a communication channel and slot to another path.

ステップ1110は、ステップ1108で送信された通知を受信したのが新規システムのゲートウェイであるかどうかを判定する処理である。判定の結果、新規システムのゲートウェイである場合(YES)は、新規システムのゲートウェイから既存システムのゲートウェイにパケットを転送する上での、通信チャネル及びスロットの割当が完了したことになるため、一連の処理を終了する。第1の実施例と異なり、新規システムのゲートウェイがステップ1108で送信された通知を受信することで、一連の通信チャネル及びスロット割当が完了したことを判断出来るため、図7のステップ710のような割当完了通知を送信する必要は無い。ただし、既存システムのゲートウェイや転送経路上の端末に対して、別途割当完了の旨を通知してもよい。   Step 1110 is processing for determining whether or not the notification transmitted in Step 1108 is received by the gateway of the new system. If the result of the determination is that the gateway is a new system (YES), the assignment of communication channels and slots for transferring packets from the new system gateway to the existing system gateway has been completed. The process ends. Unlike the first embodiment, since the gateway of the new system receives the notification transmitted in step 1108, it can be determined that a series of communication channels and slot assignments have been completed. There is no need to send an assignment completion notification. However, it may be separately notified to the gateway of the existing system or the terminal on the transfer route that the allocation is completed.

一方、ステップ1111の判定において、ステップ1108で送信された通知を受信したのが新規システムのゲートウェイでない場合(NO)は、新規システムのゲートウェイから既存システムのゲートウェイへパケットを転送する上で必要な、通信チャネル及びスロットの割当が未完了の状態であるため、ステップ1111へ進む。   On the other hand, if it is determined in step 1111 that the notification transmitted in step 1108 is not the gateway of the new system (NO), it is necessary to transfer a packet from the gateway of the new system to the gateway of the existing system. Since allocation of communication channels and slots is incomplete, the process proceeds to step 1111.

ステップ1111は、ステップ1108の通知を受信した端末が、チャネル・スロット割当要求パケットの送信元と、自身のチャネル・スロット管理テーブルを参照して、空きチャネル・空きスロットを抽出する処理である。この場合、図8に示す処理に従って、空きチャネル・空きスロットを抽出するが、割当範囲の終点スロット番号はステップ1108で通知されたスロット番号の一つ前とする。例えば、ステップ1108でスロット番号S8の確保を通知された場合は、空きチャネル・空きスロットを抽出する際の終点スロット番号はS7となる。即ち、ステップ1111で空きチャネル・空きスロットの抽出を行う際は、図8のステップ806にて、ステップ1108で通知されたスロット番号の一つ前がi番目のスロットであるかを判定する。ステップ1111の処理を終えると、ステップ1106に戻る。   Step 1111 is a process in which the terminal that has received the notification of Step 1108 refers to the transmission source of the channel / slot allocation request packet and refers to its own channel / slot management table to extract an empty channel / slot. In this case, empty channels and empty slots are extracted according to the processing shown in FIG. 8, but the end point slot number of the allocation range is one before the slot number notified in step 1108. For example, when it is notified in step 1108 that the slot number S8 is secured, the end point slot number when extracting the empty channel / empty slot is S7. That is, when an empty channel / empty slot is extracted in step 1111, it is determined in step 806 in FIG. 8 whether the slot number notified in step 1108 is the i-th previous slot number. When the process of step 1111 is completed, the process returns to step 1106.

尚、ステップ1108でチャネル・スロット管理テーブルの更新を行った際に、新たに通信チャネル及びスロットを確保したことを近隣端末にも通知する必要があるが、ステップ1108のタイミングで通知してもよい。一方、新規システムのゲートウェイから通信チャネル及びスロット割当完了の旨が通知される場合は、当該割当完了通知を受信した後に近隣端末へ通知してもよい。   When the channel / slot management table is updated in step 1108, it is necessary to notify the neighboring terminal that a new communication channel and slot have been secured. However, the notification may be made at the timing of step 1108. . On the other hand, when the communication channel and slot allocation completion is notified from the gateway of the new system, it may be notified to the neighboring terminal after receiving the allocation completion notification.

次に、図12を参照して実施例2による通信チャネル及びスロット割当の動作を説明する。以下の説明では、新規システム32のゲートウェイ400−2から既存システム31のゲートウェイ400−1へパケットを転送するための通信チャネル及びスロットを、スロットS1〜S10の範囲で割り当てることを想定する。   Next, the operation of communication channel and slot allocation according to the second embodiment will be described with reference to FIG. In the following description, it is assumed that communication channels and slots for transferring packets from the gateway 400-2 of the new system 32 to the gateway 400-1 of the existing system 31 are allocated in the range of slots S1 to S10.

まず、ゲートウェイ400−2は、ステップ1201で割当を要求するスロット範囲を算出する。その後、ステップ1202でチャネル・スロット割当要求パケットを作成し、次の転送先である端末300−1dへ送信する。
次に、端末300−1dはステップ1203でチャネル・スロット割当要求パケットを受信すると、当該パケットを更新して端末300−1aへ転送する。同じく、端末300−1aはステップ1204でチャネル・スロット割当要求パケットを受信すると、当該パケットを更新してゲートウェイ400−1へ転送する。
First, the gateway 400-2 calculates a slot range for which allocation is requested in step 1201. Thereafter, in step 1202, a channel / slot allocation request packet is created and transmitted to the terminal 300-1d as the next transfer destination.
Next, when the terminal 300-1d receives the channel / slot allocation request packet in step 1203, it updates the packet and transfers it to the terminal 300-1a. Similarly, when the terminal 300-1a receives the channel / slot allocation request packet in step 1204, the terminal 300-1a updates the packet and transfers it to the gateway 400-1.

続いて、ゲートウェイ400−1はステップ1205でチャネル・スロット割当要求パケットを受信すると、ステップ1206で当該割当要求パケットの送信元(端末300−1a)と自身のチャネル・スロット管理テーブルを参照して空きチャネル・空きスロットを抽出し、その中からS1〜S10の範囲で最も遅いスロット番号のものを確保する。具体的には、図9の900Aが抽出した空きチャネル・空きスロットの結果であり、その中で最も遅いスロットである(C2,S10)を確保する。その後、ステップ1207にて、端末300−1aからゲートウェイ400−1へのパケット転送用に(C2,S10)を確保した旨を端末300−1aへ通知し、ステップ1208でゲートウェイ400−1のチャネル・スロット管理テーブルを更新する。   Subsequently, when the gateway 400-1 receives the channel / slot allocation request packet in step 1205, in step 1206, the gateway 400-1 refers to the transmission source of the allocation request packet (terminal 300-1a) and its own channel / slot management table. Channels and empty slots are extracted, and the one with the slowest slot number in the range of S1 to S10 is secured. Specifically, 900A in FIG. 9 is the result of the empty channel / empty slot extracted, and the slowest slot (C2, S10) is secured. Thereafter, in step 1207, the terminal 300-1a is notified that (C2, S10) has been secured for packet transfer from the terminal 300-1a to the gateway 400-1, and in step 1208, the channel of the gateway 400-1 Update the slot management table.

端末300−1aは、ステップ1209で通信チャネル及びスロット確保の通知を受信すると、ステップ1210で自身のチャネル・スロット管理テーブルを更新する。その後、ステップ1211で、ステップ1204で受信したチャネル・スロット割当要求パケットの送信元(端末300−1d)と自身のチャネル・スロット管理テーブルを参照して空きチャネル・空きスロットを抽出し、ステップ1209で確保の旨を通知されたスロット番号よりも前、即ちS1〜S9の範囲で最も遅いスロット番号のものを確保する。具体的には、図9の900Bが抽出した空きチャネル・空きスロットの結果であり、その中で最も遅いスロットであるS9を確保する。ここで、(C1,S9)または(C3,S9)の何れかを選択可能であるが、今回は(C1,S9)を確保する。その後、ステップ1212で、端末300−1dから端末300−1a へのパケット転送用に(C1,S9)を確保した旨を端末300−1dへ通知し、ステップ1213で端末300−1aのチャネル・スロット管理テーブルを更新する。   Upon receiving the communication channel and slot reservation notification in step 1209, the terminal 300-1a updates its channel / slot management table in step 1210. Thereafter, in step 1211, the channel (slot allocation request packet) received in step 1204 (terminal 300-1d) is extracted with reference to its own channel / slot management table, and in step 1209, the channel / slot allocation request packet is extracted. The slot number which is the latest slot number in the range from S1 to S9 is secured before the slot number notified of securing. Specifically, 900B in FIG. 9 is the result of the empty channel / empty slot extracted, and S9 which is the slowest slot is secured. Here, either (C1, S9) or (C3, S9) can be selected, but (C1, S9) is secured this time. Thereafter, in step 1212, the terminal 300-1d is notified that (C1, S9) has been secured for packet transfer from the terminal 300-1d to the terminal 300-1a. In step 1213, the channel / slot of the terminal 300-1a is notified. Update the management table.

次に、端末300−1dは、ステップ1214で通信チャネル及びスロット確保の通知を受信すると、ステップ1215で自身のチャネル・スロット管理テーブルを更新する。その後、ステップ1216で、ステップ1203で受信したチャネル・スロット割当要求パケットの送信元(ゲートウェイ400−2)と自身のチャネル・スロット管理テーブルを参照して空きチャネル・空きスロットを抽出し、ステップ1214で確保の旨を通知されたスロット番号よりも前、即ちS1〜S8の範囲で最も遅いスロット番号のものを確保する。具体的には、図9の900Cが抽出した空きチャネル・空きスロットの結果であり、その中で最も遅いスロットであるS7を確保する。(スロットS9も空いているが、スロット割当の対象範囲がS1〜S8であるため除外される。)ここで、(C1,S7)または(C3,S7)の何れかを選択可能であるが、今回は(C1,S7)を確保する。その後、ステップ1217で、ゲートウェイ400−2から端末300−1dへのパケット転送用に(C1,S7)を確保した旨をゲートウェイ400−2へ通知し、ステップ1218で端末300−1dのチャネル・スロット管理テーブルを更新する。   Next, upon receiving the communication channel and slot reservation notification in step 1214, the terminal 300-1d updates its channel / slot management table in step 1215. Thereafter, in step 1216, the channel (slot allocation request packet) received in step 1203 (gateway 400-2) and its own channel / slot management table are referenced to extract an empty channel / slot, and in step 1214 The slot number which is the latest slot number in the range from S1 to S8 is secured before the slot number notified of securing. Specifically, 900C in FIG. 9 is the result of the empty channel / empty slot extracted, and S7 which is the slowest slot is secured. (Slot S9 is also vacant, but is excluded because the target range for slot allocation is S1 to S8.) Here, either (C1, S7) or (C3, S7) can be selected, This time, secure (C1, S7). Thereafter, in step 1217, the gateway 400-2 is notified that (C1, S7) has been secured for packet transfer from the gateway 400-2 to the terminal 300-1d, and in step 1218, the channel slot of the terminal 300-1d Update the management table.

ゲートウェイ400−2は、ステップ1219で通信チャネル及びスロット確保の通知を受信すると、ステップ1220で自身のチャネル・スロット管理テーブルを更新する。ステップ1220が終了した時点で、通信チャネル及びスロット割当に関する制御が完了し、以後ゲートウェイ400−2が受信したシステム32に関するパケットは、図12の一連のシーケンスを通じて確保された通信チャネル及びスロットを用いてゲートウェイ400−1まで転送され、最終的にシステム32のアプリケーションサーバ202へ送信される。尚、ステップ1220が終了したタイミングでゲートウェイ400−2から、端末300−1dや端末300−1a、ゲートウェイ400−1に対して、別途チャネル・スロット割当完了の旨を通知してもよい。また、図12のシーケンスにおいて、通信チャネル及びスロット確保の旨を近隣端末に対して通知する処理の説明を省いているが、本処理については自身のチャネル・スロット管理テーブルを更新したタイミング、もしくはチャネル・スロット割当完了通知を受信したタイミングのどちらで行ってもよい。   Upon receiving the communication channel and slot reservation notification in step 1219, the gateway 400-2 updates its channel / slot management table in step 1220. When the step 1220 is completed, the control relating to the communication channel and the slot assignment is completed, and the packet relating to the system 32 received by the gateway 400-2 thereafter uses the communication channel and the slot secured through the sequence of FIG. The data is transferred to the gateway 400-1 and finally transmitted to the application server 202 of the system 32. Note that the gateway 400-2 may notify the terminal 300-1d, the terminal 300-1a, and the gateway 400-1 of the completion of channel / slot allocation separately at the timing when the step 1220 is completed. Further, in the sequence of FIG. 12, the description of the process of notifying the neighboring terminal of the communication channel and slot reservation is omitted, but this process is the timing when the own channel / slot management table is updated, or the channel -It may be performed at any timing when the slot allocation completion notification is received.

以上のように、第1の実施例と同様に、既存システムに属する端末のスケジュール変更の必要性を解消でき、更に既存システムの通信と干渉することなく、新規システムに関するパケットを上位のアプリケーションサーバに届けることが可能となる。また、実施例2では、既存システムのトラフィック負荷が新規システムのトラフィック負荷よりも高い場合に、空きチャネル・空きスロットの中から、時間Xに収まる範囲内でスロット番号の遅い順に確保を行うことで、パケットの許容遅延を満たしつつ、かつ新規システムのゲートウェイで出来るだけ長い時間でパケットを蓄積し、複数のパケットを1つに結合することで、新規システムの通信による帯域消費量を削減することが可能となる。   As described above, as in the first embodiment, it is possible to eliminate the necessity of changing the schedule of the terminals belonging to the existing system, and further, the packets related to the new system can be transferred to the upper application server without interfering with the communication of the existing system. It becomes possible to deliver. Further, in the second embodiment, when the traffic load of the existing system is higher than the traffic load of the new system, the reservation is performed in the order of the slot number from the free channel / empty slot within the range within the time X, in order of increasing slot number. In order to reduce the amount of bandwidth consumed by communication of the new system, the packets can be accumulated in the gateway of the new system as long as possible while the allowable delay of the packet is satisfied, and a plurality of packets are combined into one. It becomes possible.

尚、上記実施例1及び2では、新規システムのゲートウェイから既存システムのゲートウェイに至る1つの経路で構成されるとした。しかし、新規システムのゲートウェイが既存システムのゲートウェイに対して複数の経路を保持している場合は、各経路に対して通信チャネル及びスロットの割当要求を行い、例えばその中で最も短い遅延時間で既存システムのゲートウェイに対するパケット転送が実現できる経路を選択するようにしてもよい。   In the first and second embodiments, the route is configured by one route from the gateway of the new system to the gateway of the existing system. However, if the gateway of the new system has multiple routes with respect to the gateway of the existing system, a communication channel and slot allocation request is made for each route, for example, with the shortest delay time among them. You may make it select the path | route which can implement | achieve the packet transfer with respect to the gateway of a system.

また、上記実施例1及び2では、新規システムのための通信チャネル及びスロットの割当を前提に説明したが、既存システムに属する端末を新たに追加する際に、当該端末が通信を行うための通信チャネル及びスロットを割り当てる場合、上記実施例を適用することができる。具体的には、図7のステップ701やステップ702、図11のステップ1101やステップ1102で新規システムのゲートウェイが行う処理を当該端末が実施し、図7のステップ707やステップ710、図11のステップ1109で送信される通知の最終宛先を当該端末に置き換えて、図11のステップ1110の宛先に関する判定基準を新規システムのゲートウェイから当該端末に置き換えることによって実現可能である。   In the first and second embodiments, the description has been made on the assumption that communication channels and slots are allocated for a new system. However, when a terminal belonging to an existing system is newly added, communication for the terminal to perform communication is performed. When assigning channels and slots, the above embodiment can be applied. Specifically, the terminal performs the processing performed by the gateway of the new system in step 701 and step 702 in FIG. 7, and step 1101 and step 1102 in FIG. 11, and the step 707 and step 710 in FIG. This can be realized by replacing the final destination of the notification transmitted in 1109 with the terminal, and replacing the determination criterion regarding the destination in step 1110 of FIG. 11 from the gateway of the new system to the terminal.

実施例1及び2がゲートウェイの自律分散制御によって、通信チャネル及びスロットの割当制御を行う例であるのに対して、実施例3は、通信ネットワークシステム上の端末、及びゲートウェイのチャネル・スロット管理テーブルを管理する管理装置の集中制御によって通信チャネル及びスロット割当を実現する例である。広帯域な環境や、端末台数が少ない場合など、ゲートウェイや端末が更新の度にチャネル・スロット管理テーブルの情報を管理装置に通知することが可能な場合は、管理装置による集中制御が実現出来る。管理装置による集中制御を行う場合、通信チャネル及びスロットの割当可否を管理装置で一括判定することが可能となり、新規システムのゲートウェイが既存システムのゲートウェイに対して複数の経路を保持している場合は、各経路で割当可能な通信チャネル及びスロットを管理装置が算出することで、最も良好な経路を新規システムのゲートウェイに通知するなどの処理が可能となる。   While the first and second embodiments are examples in which communication channel and slot allocation control is performed by autonomous distributed control of a gateway, the third embodiment is a channel / slot management table of a terminal on a communication network system and a gateway. This is an example in which communication channels and slot allocation are realized by centralized control of a management device that manages the communication. When the gateway or terminal can notify the management device of the information in the channel / slot management table every time it is updated, such as in a broadband environment or when the number of terminals is small, centralized control by the management device can be realized. When centralized control is performed by the management device, it is possible to determine whether or not communication channels and slots can be allocated collectively by the management device, and when the gateway of the new system holds multiple paths to the gateway of the existing system The management device calculates the communication channels and slots that can be assigned in each route, so that processing such as notifying the best route to the gateway of the new system becomes possible.

実施例3に係る端末及びゲートウェイのハードウェア構成(図3及び図4)、チャネル・スロット管理テーブルの構成(図5)、通信チャネル及びスロット割当に使用するパケットのフォーマット(図6)、空きチャネル・空きスロットの抽出方法(図8)は実施例1、実施例2と同様である。   Hardware configuration (FIGS. 3 and 4) of terminal and gateway according to embodiment 3, configuration of channel / slot management table (FIG. 5), format of communication channel and packet used for slot allocation (FIG. 6), free channel The method for extracting empty slots (FIG. 8) is the same as in the first and second embodiments.

図13に示す通信ネットワークシステムにおいて、ネットワークに管理装置1300が接続される以外は、図2の通信ネットワークシステムの構成と同様である。管理装置1300は、有線または無線通信を用いて、通信ネットワークシステム上の端末及びゲートウェイのチャネル・スロット管理テーブル情報を収集し、これらの情報を一元管理する。そのため、管理装置1300がこれらの情報を随時管理出来るように、各端末ならびに各ゲートウェイは、定期的もしくは更新が生じた時に、管理装置1300へ自身のチャネル・スロット管理テーブルを通知する。また、管理装置1300はチャネル・スロット割当要求パケットを受信すると、各端末ならびに各ゲートウェイのチャネル・スロット管理テーブルを参照して空きチャネル・空きスロットを抽出し、通信チャネル及びスロットの割当を行う機能を搭載する。   The communication network system shown in FIG. 13 has the same configuration as that of the communication network system in FIG. 2 except that the management apparatus 1300 is connected to the network. The management apparatus 1300 collects channel / slot management table information of terminals and gateways on the communication network system using wired or wireless communication, and centrally manages these information. Therefore, each terminal and each gateway notify the management apparatus 1300 of its channel / slot management table when the management apparatus 1300 can manage these pieces of information as needed. When the management device 1300 receives the channel / slot allocation request packet, the management device 1300 refers to the channel / slot management table of each terminal and each gateway, extracts a free channel / slot, and assigns a communication channel / slot. Mount.

次に、図14を参照して実施例3に係る通信チャネル及びスロット割当制御を説明する。ここで、新規システム32のパケットを、既存システム31のFANを介してアプリケーションサーバ202に送信するに当たり、図14の処理によって通信チャネル及びスロットの割当が実施される。   Next, communication channel and slot allocation control according to the third embodiment will be described with reference to FIG. Here, when the packet of the new system 32 is transmitted to the application server 202 via the FAN of the existing system 31, communication channels and slots are allocated by the processing of FIG. 14.

図14においてステップ1401は、新規システム32のゲートウェイ400−2がその配下に接続される端末から受信したパケットを許容遅延時間内にアプリケーションサーバ202へ送信する上で、割当が必要となるスロットの範囲を算出する処理である。算出方法は、図7のステップ701と同様である。本処理の後に、ステップ1402に進む。   In FIG. 14, Step 1401 is a range of slots that need to be allocated in order for the gateway 400-2 of the new system 32 to transmit a packet received from a terminal connected thereto to the application server 202 within the allowable delay time. Is a process for calculating. The calculation method is the same as step 701 in FIG. After this processing, the process proceeds to step 1402.

ステップ1402は、新規システムのゲートウェイが図6のパケットフォーマットに従ってチャネル・スロット割当要求パケットを作成し、ゲートウェイ400−2の経路管理部305に記憶された転送先(トポロジがツリー構造の場合、親端末)に対して、作成したチャネル・スロット割当要求パケットを送信する処理である。
チャネル・スロット割当要求パケットの作成については、まず宛先アドレス603にパケットの転送先のアドレスまたはIDを登録する。図13の例では、端末300−1dのアドレスまたはIDを登録する。次に、最終宛先アドレス604には、管理装置1300のアドレスまたはIDを登録する。送信元アドレス605と発信元アドレス606には、新規システム32のゲートウェイ400−2のアドレスまたはIDを登録する。パケットID607には固有のパケットIDを登録する。スロット割当順序フラグ608には、既存システム31のトラフィック負荷が新規システム32のトラフィック負荷よりも低い場合は“0”、高い場合は“1”を登録する。割当範囲の始点スロット番号609と、割当範囲の終点スロット番号610には、ステップ1401で算出した始点及び終点のスロット番号をそれぞれ登録する。トラフィックID611には、通信チャネル及びスロットの割当後に送信することとなるパケットのトラフィック種別を示すIDを登録する。スロット・チャネル管理テーブル612については、管理装置1300で情報が把握・管理されているため、特に情報を登録する必要は無い。本チャネル・スロット割当要求パケットを作成すると、当該パケットを送信して、ステップ1403に進む。
In step 1402, the gateway of the new system creates a channel / slot allocation request packet in accordance with the packet format of FIG. 6, and the transfer destination stored in the route management unit 305 of the gateway 400-2 (if the topology is a tree structure, the parent terminal ) To the created channel / slot allocation request packet.
To create a channel / slot allocation request packet, first, the packet transfer destination address or ID is registered in the destination address 603. In the example of FIG. 13, the address or ID of the terminal 300-1d is registered. Next, the address or ID of the management apparatus 1300 is registered in the final destination address 604. In the transmission source address 605 and the transmission source address 606, the address or ID of the gateway 400-2 of the new system 32 is registered. A unique packet ID is registered in the packet ID 607. In the slot allocation order flag 608, “0” is registered when the traffic load of the existing system 31 is lower than the traffic load of the new system 32, and “1” is registered when it is higher. In the allocation range start slot number 609 and the allocation range end slot number 610, the start point and end point slot numbers calculated in step 1401 are registered. In the traffic ID 611, an ID indicating a traffic type of a packet to be transmitted after assignment of a communication channel and a slot is registered. Regarding the slot / channel management table 612, since the information is grasped and managed by the management apparatus 1300, it is not necessary to register the information. When this channel / slot allocation request packet is created, the packet is transmitted, and the process proceeds to Step 1403.

ステップ1403は、ステップ1402または後述のステップ1404で送信されたチャネル・スロット割当要求パケットを受信したのが、既存システムのゲートウェイであるかどうかを判定する処理である。判定の結果、既存システムのゲートウェイである場合(YES)はステップ1405に進み、既存システムのゲートウェイでない場合(NO)はステップ1404に進む。   Step 1403 is a process for determining whether or not the channel / slot allocation request packet transmitted in step 1402 or step 1404 described later is the gateway of the existing system. As a result of the determination, if it is a gateway of the existing system (YES), the process proceeds to step 1405, and if it is not the gateway of the existing system (NO), the process proceeds to step 1404.

ステップ1404は、チャネル・スロット割当要求パケットを受信した端末またはゲートウェイが当該パケットを更新して、次の転送先に送信する処理である。具体的には、チャネル・スロット割当要求パケットのうち、宛先アドレス603を、端末300の経路管理部305に記憶された転送先のアドレスまたはIDに更新する。送信元アドレス605は、自身のアドレスまたはIDに更新する。その他のフィールドについては、特に更新は行わない。その後、更新したチャネル・スロット割当要求パケットを次の転送先に送信して、ステップ1403に戻る。   Step 1404 is a process in which the terminal or gateway that has received the channel / slot allocation request packet updates the packet and transmits it to the next transfer destination. Specifically, in the channel / slot allocation request packet, the destination address 603 is updated to the transfer destination address or ID stored in the route management unit 305 of the terminal 300. The source address 605 is updated to its own address or ID. The other fields are not updated. Thereafter, the updated channel / slot allocation request packet is transmitted to the next transfer destination, and the process returns to Step 1403.

ステップ1405は、チャネル・スロット割当要求パケットを受信した管理装置1300が、当該割当要求パケットのスロット割当順序フラグ608に登録された値が“0”であるかを判定する処理である。判定の結果、“0”である場合(YES)はステップ1406へ進み、“0”でない場合即ち“1”の場合(NO)はステップ1410へ進む。   Step 1405 is a process in which the management apparatus 1300 that has received the channel / slot allocation request packet determines whether the value registered in the slot allocation order flag 608 of the allocation request packet is “0”. If the determination result is “0” (YES), the process proceeds to step 1406, and if it is not “0”, that is, “1” (NO), the process proceeds to step 1410.

ステップ1406は、管理装置で、新規システムのゲートウェイから既存システムのゲートウェイに至る経路のうち、新規システムのゲートウェイに近いリンクから順に空きチャネル・空きスロットを抽出する処理である。図13の例では、ゲートウェイ400−2〜端末300−1d、端末300−1d〜端末300−1a、端末300−1a〜ゲートウェイ400−1の順で、各リンクでのパケット転送に使用可能な空きチャネル・空きスロットを抽出する。1つのリンクにおける抽出が完了すると、ステップ1407に進む。空きチャネル・空きスロットの抽出は図8のフローチャートに従って実施するが、ステップ802・ステップ804では、リンク上の転送元と転送先の2つのチャネル・スロット管理テーブルを参照して判定を行う。   Step 1406 is a process in which the management device extracts empty channels and empty slots in order from the link closest to the gateway of the new system in the path from the gateway of the new system to the gateway of the existing system. In the example of FIG. 13, the available space for packet transfer in each link in the order of gateway 400-2 to terminal 300-1d, terminal 300-1d to terminal 300-1a, and terminal 300-1a to gateway 400-1. Extract channels and empty slots. When the extraction for one link is completed, the process proceeds to step 1407. Extraction of empty channels / slots is performed according to the flowchart of FIG. 8, but in steps 802 and 804, determination is made with reference to two channel / slot management tables of the transfer source and transfer destination on the link.

ステップ1407は、ステップ1406の処理の結果、割当範囲内に空きチャネル・空きスロットが存在するかを判定する処理である。判定の結果、空きチャネル・空きスロットが存在する場合(YES)はステップ1408に進み、一方存在しない場合(NO)はステップ1414に進む。   Step 1407 is a process for determining whether or not there is an empty channel / empty slot within the allocation range as a result of the process of step 1406. As a result of the determination, if an empty channel / slot exists (YES), the process proceeds to step 1408, and if not (NO), the process proceeds to step 1414.

ステップ1408は、割当範囲内の空きチャネル・空きスロットの中から、最も早いスロット番号のものを確保する処理である。複数チャネルにおいて、同じ番号のスロットを確保可能な場合は、何れか1つの通信チャネルを選択する。確保するスロット番号が決定すると、割当範囲の始点スロット番号を、確保したスロット番号に1を足した値に更新する。本処理が終了すると、ステップ1409に進む。   Step 1408 is a process of securing the one with the earliest slot number from the empty channels / slots within the allocation range. If a slot with the same number can be secured in a plurality of channels, one of the communication channels is selected. When the slot number to be secured is determined, the starting slot number of the allocation range is updated to a value obtained by adding 1 to the secured slot number. When this process ends, the process proceeds to step 1409.

ステップ1409は、新規システムのゲートウェイから既存システムのゲートウェイに至る経路上の全リンクにおいて、通信チャネル及びスロットの割当が完了したかどうかを判定する処理である。完了した場合(YES)はステップ1415に進み、未完了の場合(NO)はステップ1406に戻る。   Step 1409 is processing for determining whether or not assignment of communication channels and slots has been completed in all links on the route from the gateway of the new system to the gateway of the existing system. If completed (YES), the process proceeds to step 1415, and if not completed (NO), the process returns to step 1406.

ステップ1410は、管理装置で、新規システムのゲートウェイから既存システムのゲートウェイに至る経路のうち、既存システムのゲートウェイに近いリンクから順に空きチャネル・空きスロットを抽出する処理である。図13の例では、端末300−1a〜ゲートウェイ400−1、端末300−1d〜端末300−1a、ゲートウェイ400−2〜端末300−1dの順で、各リンクでのパケット転送に使用可能な空きチャネル・空きスロットを抽出する。1つのリンクにおける抽出が完了すると、ステップ1411に進む。空きチャネル・空きスロットの抽出は図8のフローチャートに従って実施するが、ステップ1406と同様、ステップ802・ステップ804では、リンク上の転送元と転送先の2つのチャネル・スロット管理テーブルを参照して判定を行う。   Step 1410 is a process in which the management device extracts empty channels and empty slots in order from the link closest to the gateway of the existing system, among the paths from the gateway of the new system to the gateway of the existing system. In the example of FIG. 13, the available space for packet transfer in each link in the order of terminal 300-1a to gateway 400-1, terminal 300-1d to terminal 300-1a, gateway 400-2 to terminal 300-1d. Extract channels and empty slots. When the extraction for one link is completed, the process proceeds to step 1411. The extraction of the empty channel / empty slot is performed according to the flowchart of FIG. 8, but in the same manner as in step 1406, in step 802 and step 804, determination is made by referring to the two channel / slot management tables of the transfer source and transfer destination on the link. I do.

ステップ1412は、ステップ1411の処理の結果、割当範囲内に空きチャネル・空きスロットが存在するかを判定する処理である。その結果、存在する場合(YES)はステップ1412に進み、存在しない場合(NO)はステップ1414に進む。   Step 1412 is a process for determining whether or not there is an empty channel / slot within the allocation range as a result of the process of step 1411. As a result, if it exists (YES), the process proceeds to step 1412. If it does not exist (NO), the process proceeds to step 1414.

ステップ1412は、割当範囲内の空きチャネル・空きスロットの中から、最も遅いスロット番号のものを確保する処理である。複数チャネルにおいて、同じ番号のスロットを確保可能な場合は、何れか1つの通信チャネルを選択する。確保するスロット番号が決定すると、割当範囲の終点スロット番号を、確保したスロット番号から1引いた値に更新する。本処理が終了すると、ステップ1413に進む。   Step 1412 is a process of securing the one with the slowest slot number from the empty channels / slots within the allocation range. If a slot with the same number can be secured in a plurality of channels, one of the communication channels is selected. When the slot number to be secured is determined, the end point slot number of the allocation range is updated to a value obtained by subtracting 1 from the secured slot number. When this process ends, the process proceeds to step 1413.

ステップ1413は、新規システムのゲートウェイから既存システムのゲートウェイに至る経路上の全リンクにおいて、通信チャネル及びスロットの割当が完了したかどうかを判定する処理である。判定の結果完了した場合(YES)はステップ1415に進み、未完了の場合(NO)はステップ1410に戻る。   Step 1413 is processing for determining whether or not assignment of communication channels and slots has been completed in all links on the route from the gateway of the new system to the gateway of the existing system. If the determination is completed (YES), the process proceeds to step 1415. If the determination is not completed (NO), the process returns to step 1410.

ステップ1414は、ステップ1406またはステップ1410の処理の結果、割当範囲内に空きチャネル・空きスロットが存在しなかった際に、割当不可の旨を新規システムのゲートウェイ宛てに通知する処理である。本処理の後に、図14のフローチャートを終了する。   Step 1414 is a process of notifying that the allocation is impossible to the gateway of the new system when there is no empty channel / slot within the allocation range as a result of the process of Step 1406 or Step 1410. After this processing, the flowchart of FIG. 14 ends.

ステップ1415は、ステップ1408やステップ1412で確保した通信チャネル及びスロットを、新規システムのゲートウェイと既存システムのゲートウェイ、ならびに両ゲートウェイの経路上に存在する端末へ通知する処理である。また、本通知を受信した端末及びゲートウェイは、確保の旨が通知された通信チャネル及びスロットにつき、自身のチャネル・スロット管理テーブルを更新し、更新の旨を近隣端末へ通知する。本処理の後に、一連の処理を終了する。   Step 1415 is a process of notifying the communication channel and slot secured in Step 1408 and Step 1412 to the gateway of the new system, the gateway of the existing system, and the terminals existing on the routes of both gateways. In addition, the terminal and the gateway that have received this notification update their channel / slot management table for the communication channel and slot that have been notified of the reservation, and notify the neighboring terminals of the update. After this processing, a series of processing ends.

次に図15を用いて、実施例3に係る通信チャネル及びスロット割当の動作例を説明する。本動作例においては、図13において、新規システムのゲートウェイ400−2から既存システムのゲートウェイ400−1へパケットを転送するための通信チャネル及びスロットを、スロットS1〜S10の範囲で割り当てることを想定する。また、既存システムのトラフィック負荷が新規システムのトラフィック負荷よりも低い場合を想定して説明する。   Next, an operation example of communication channel and slot allocation according to the third embodiment will be described with reference to FIG. In this operation example, it is assumed in FIG. 13 that communication channels and slots for transferring packets from the gateway 400-2 of the new system to the gateway 400-1 of the existing system are allocated in the range of slots S1 to S10. . Further, the case where the traffic load of the existing system is lower than the traffic load of the new system will be described.

まず、ゲートウェイ400−2は、ステップ1501で割当を要求するスロット範囲を算出する。その後、ステップ1502でチャネル・スロット割当要求パケットを作成し、次の転送先である端末300−1dへ送信する。   First, the gateway 400-2 calculates a slot range for which allocation is requested in step 1501. Thereafter, in step 1502, a channel / slot allocation request packet is created and transmitted to the terminal 300-1d as the next transfer destination.

次に、端末300−1dはステップ1503でチャネル・スロット割当要求パケットを受信すると、当該パケットを更新して端末300−1aへ転送する。同じく、端末300−1aはステップ1504でチャネル・スロット割当要求パケットを受信すると、当該パケットを更新してゲートウェイ400−1へ転送する。ゲートウェイ400−1についても、ステップ1505でチャネル・スロット割当要求パケットを受信すると、当該パケットを更新して管理装置1300へ転送する。   Next, when terminal 300-1d receives the channel / slot allocation request packet in step 1503, it updates the packet and transfers it to terminal 300-1a. Similarly, when the terminal 300-1a receives the channel / slot allocation request packet in step 1504, it updates the packet and transfers it to the gateway 400-1. When the gateway 400-1 also receives the channel / slot allocation request packet in step 1505, it updates the packet and transfers it to the management apparatus 1300.

管理装置1300は、ステップ1506でチャネル・スロット割当要求パケットを受信すると、ステップ1507でゲートウェイ400−2から端末300−1dへパケットを転送する上での空きチャネル・空きスロットを抽出し、その中からS1〜S10の範囲で最も早いスロット番号のものを確保する。具体的には、図9の900Cが抽出した空きチャネル・空きスロットの結果であり、その中で最も早いスロットである(C2,S1)を確保する。   Upon receiving the channel / slot allocation request packet in step 1506, the management apparatus 1300 extracts an empty channel / slot for transferring the packet from the gateway 400-2 to the terminal 300-1d in step 1507, and from among these, The slot with the earliest slot number in the range of S1 to S10 is secured. Specifically, 900C in FIG. 9 is the result of the empty channel / empty slot extracted, and the earliest slot (C2, S1) is secured.

続いて、ステップ1508で、端末300−1dから端末300−1aへパケットを転送する上での空きチャネル・空きスロットを抽出し、その中からS2〜S10の範囲で最も早いスロット番号のものを確保する。具体的には、図9の900Bが抽出した空きチャネル・空きスロットの結果であり、その中で最も早いスロットであるS3を確保する。ここで、(C1,S3)または(C2,S3)の何れかを選択可能であるが、今回は(C1,S3)を確保する。   Subsequently, in step 1508, empty channels / slots for transferring packets from the terminal 300-1d to the terminal 300-1a are extracted, and the one with the earliest slot number in the range of S2 to S10 is secured. To do. Specifically, 900B in FIG. 9 is the result of the empty channel / empty slot extracted, and S3 which is the earliest slot is secured. Here, either (C1, S3) or (C2, S3) can be selected, but (C1, S3) is secured this time.

そして、ステップ1509で、端末300−1aからゲートウェイ400−1へパケットを転送するための空きチャネル・空きスロットを抽出し、その中からS4〜S10の範囲で最も早いスロット番号のものを確保する。具体的には、図9の900Aが抽出した空きチャネル・空きスロットの結果であり、その中で最も早いスロットであるS5を確保する。ここで、(C1,S5)または(C2,S5)の何れかを選択可能であるが、今回は(C1,S5)を確保する。(スロットS2も空いているが、スロット割当の対象範囲がS4〜S10であるため除外される。)その後、管理装置1300はステップ1510で、ゲートウェイ400−2、端末300−1d、端末300−1a、ゲートウェイ400−1に対して、確保した通信チャネル及びスロットを通知する。   In step 1509, empty channels and empty slots for transferring packets from the terminal 300-1a to the gateway 400-1 are extracted, and the one with the earliest slot number in the range from S4 to S10 is secured. Specifically, 900A in FIG. 9 shows the result of the empty channel / empty slot extracted, and S5 which is the earliest slot is secured. Here, either (C1, S5) or (C2, S5) can be selected, but (C1, S5) is secured this time. (Slot S2 is also vacant, but is excluded because the target range of slot allocation is S4 to S10.) Thereafter, in step 1510, management device 1300 is gateway 400-2, terminal 300-1d, and terminal 300-1a. The gateway 400-1 is notified of the reserved communication channel and slot.

ゲートウェイ400−1は、確保された通信チャネル及びスロットの通知をステップ1511で受信すると、当該通知を端末300−1aへ転送し、ステップ1512でチャネル・スロット管理テーブルの更新、ならびに近隣端末への更新通知を行う。   Upon receiving the notification of the reserved communication channel and slot in step 1511, the gateway 400-1 transfers the notification to the terminal 300-1a, and updates the channel / slot management table and updates to the neighboring terminal in step 1512. Make a notification.

端末300−1aは、確保された通信チャネル及びスロットの通知をステップ1513で受信すると、当該通知を端末300−1dへ転送し、ステップ1514でチャネル・スロット管理テーブルの更新、ならびに近隣端末への更新通知を行う。同様に、端末300−1dは、確保された通信チャネル及びスロットの通知をステップ1515で受信すると、当該通知をゲートウェイ400−2へ転送し、ステップ1516でチャネル・スロット管理テーブルの更新、ならびに近隣端末への更新通知を行う。   When terminal 300-1a receives the notification of the reserved communication channel and slot in step 1513, terminal 300-1a transfers the notification to terminal 300-1d, and updates the channel / slot management table and updates to the neighboring terminal in step 1514. Make a notification. Similarly, when the terminal 300-1d receives the notification of the reserved communication channel and slot in step 1515, the terminal 300-1d transfers the notification to the gateway 400-2, updates the channel / slot management table in step 1516, and the neighboring terminal. Update notification to.

最後に、ゲートウェイ400−2は、確保された通信チャネル及びスロットの通知をステップ1517で受信すると、ステップ1518でチャネル・スロット管理テーブルの更新、ならびに近隣端末への更新通知を行う。ステップ1518が終了した時点で、通信チャネル及びスロット割当に関する制御が完了し、以後ゲートウェイ400−2が受信したシステム32に関するパケットは、図15の一連のシーケンスを通じて確保された通信チャネル及びスロットを用いてゲートウェイ400−1まで転送され、最終的にシステム32のアプリケーションサーバ202へ送信される。   Finally, upon receiving notification of the reserved communication channel and slot at step 1517, the gateway 400-2 performs update of the channel / slot management table and update notification to neighboring terminals at step 1518. At the end of step 1518, the control relating to the communication channel and slot assignment is completed, and the packet relating to the system 32 received by the gateway 400-2 thereafter uses the communication channel and slot secured through the sequence of FIG. The data is transferred to the gateway 400-1 and finally transmitted to the application server 202 of the system 32.

以上のように、実施例3は管理装置の集中制御によって通信チャネル及びスロットの割当制御を行うにあたり、管理装置が保持するチャネル・スロット管理テーブルのうち、新規システムのゲートウェイから既存システムのゲートウェイに至る経路上のリンクにて、空きチャネル・空きスロットの抽出を行い、その中から通信チャネル及びスロットの確保を行う。このように制御することで、実施例1及び2と同様、既存システムに属する端末のスケジュール変更の必要性を解消し、かつ既存システムの通信と干渉することなく、新規システムに関するパケットを上位のアプリケーションサーバに届けることが可能となる。さらに、既存システムと新規システムのトラフィック特性に応じてスロット割当順序を規定することにより、管理装置での集中制御の場合においても、トラフィック特性に応じた帯域を有効活用できる。   As described above, in the third embodiment, when performing communication channel and slot assignment control by centralized control of the management apparatus, the channel / slot management table held by the management apparatus reaches from the gateway of the new system to the gateway of the existing system. An empty channel / slot is extracted from a link on the route, and a communication channel and a slot are secured from that. By controlling in this way, as in the first and second embodiments, the necessity of changing the schedule of the terminals belonging to the existing system is eliminated, and packets related to the new system are transmitted to the upper application without interfering with the communication of the existing system. It can be delivered to the server. Furthermore, by defining the slot allocation order according to the traffic characteristics of the existing system and the new system, the bandwidth corresponding to the traffic characteristics can be effectively utilized even in the case of centralized control in the management apparatus.

尚、実施例3では管理装置による集中制御の例を説明したが、ゲートウェイが十分な記憶容量を保持しており、通信ネットワークシステム上の端末や他ゲートウェイのチャネル・スロット管理テーブルを管理出来る場合、ゲートウェイによる集中制御を行ってもよい。この場合、管理装置による集中制御と比較して、通信チャネル及びスロットの割当に要する時間を短縮することが可能となる。   In the third embodiment, the example of the centralized control by the management apparatus has been described. However, when the gateway has a sufficient storage capacity and can manage the channel / slot management table of the terminal on the communication network system and other gateways, Centralized control by a gateway may be performed. In this case, it is possible to reduce the time required for allocation of communication channels and slots as compared with the centralized control by the management apparatus.

また、実施例3においても、新規システムのゲートウェイから既存システムのゲートウェイに至る経路が1つしか構築されていないことを想定して説明した。しかし、実施例1及び2と同様、新規システムのゲートウェイが既存システムのゲートウェイに対して複数の経路を保持している場合は、管理装置で各経路における通信チャネル及びスロットの割当処理を行い、その中で最も良好な通信チャネル及びスロットを確保出来た経路を選択し、当該経路を使用するように新規システムのゲートウェイへ通知することができる。
また、実施例1及び2と同様、既存システムに属する端末を新たに追加する際の通信チャネル及びスロットの割当として実施例3を適応することができる。
Also in the third embodiment, the description has been made assuming that only one path from the gateway of the new system to the gateway of the existing system is constructed. However, as in the first and second embodiments, when the gateway of the new system holds a plurality of routes with respect to the gateway of the existing system, the management device performs communication channel and slot assignment processing in each route, It is possible to select a route that can secure the best communication channel and slot, and notify the gateway of the new system to use the route.
Further, as in the first and second embodiments, the third embodiment can be applied as communication channel and slot allocation when a terminal belonging to an existing system is newly added.

実施例1〜3は、空きチャネル・空きスロットを抽出する際に、自身もしくは自身と干渉する範囲に存在する近隣端末が、ある通信チャネル及びスロットを送信または受信用に使用済みである場合、これを使用不可と判定する例である。この場合、これらのスロットがスロット幅に対して一部の時間しか使用されていないことがある。例えば、各スロット幅が50ミリ秒で設計されている場合、あるパケットを送信または受信するのに最初の30ミリ秒しか使用されていないスロットが存在することがある。このとき、20ミリ秒以内に送信または受信可能なパケットを転送するために必要な、通信チャネル及びスロットを割り当てようとする場合、現実的には30ミリ秒しか使用されていない当該スロットも空きスロットとして使用することが出来る。そこで、このように各スロットにおいて、送信または受信用に使用されている時間を参照して、より細かい粒度で空きチャネル・空きスロットを抽出する例を説明するものである。実施例4では、実施例1〜3において説明した、通信ネットワークシステム上の端末やゲートウェイ、管理装置が保持するそれぞれのチャネル・スロット管理テーブルによって各スロットで送信または受信用に使用されている時間長を管理する。   In the first to third embodiments, when a vacant channel / slot is extracted, if a neighboring terminal existing in a range that interferes with itself or itself has already used a certain communication channel and slot for transmission or reception, It is an example which determines that is unusable. In this case, these slots may be used only partly for the slot width. For example, if each slot width is designed with 50 milliseconds, there may be slots where only the first 30 milliseconds are used to transmit or receive a packet. At this time, when trying to allocate a communication channel and a slot necessary for transferring a packet that can be transmitted or received within 20 milliseconds, the slot that is actually used only for 30 milliseconds is also an empty slot. Can be used as Thus, an example will be described in which empty channels / slots are extracted with finer granularity by referring to the time used for transmission or reception in each slot. In the fourth embodiment, the time length used for transmission or reception in each slot by the channel / slot management table held by the terminal, gateway, and management device on the communication network system described in the first to third embodiments. Manage.

実施例4に係る通信ネットワークシステムの構成(図2、図13)、端末及びゲートウェイのハードウェア構成(図3及び図4)、通信チャネル及びスロット割当に使用するパケットのフォーマット(図6)、通信チャネル及びスロット割当制御(図7、図11、図14)は、の実施例1〜3と同様である。   Configuration of communication network system according to Embodiment 4 (FIGS. 2 and 13), hardware configuration of terminals and gateways (FIGS. 3 and 4), format of packets used for communication channel and slot allocation (FIG. 6), communication Channel and slot allocation control (FIGS. 7, 11, and 14) is the same as in the first to third embodiments.

図16を参照して、実施例4によるチャネル・スロット管理テーブル、及び使用時間管理テーブルについて説明する。
チャネル・スロット管理テーブル1600Aは、図5と同様に、各チャネル・スロットにおいて、自身、または自身と干渉する範囲に存在する近隣端末やゲートウェイが使用していない空きチャネル・空きスロットには“0”、自身が送信もしくは受信用に使用するチャネル・スロットには“1”、自身と干渉する範囲に存在する近隣端末やゲートウェイが送信用に使用するチャネル・スロットには“2”を登録する。ただし、実施例4では、1つのスロット内で自身が複数のパケットを送受信する場合が発生する。そのため、自身が送信もしくは受信用に使用するチャネル・スロットについては、各スロットで送受信するパケットのトラフィック種別を合わせて管理する。例えば、図示の管理テーブル1600Aでは、括弧内にパケットの種別情報を格納している。これにより、図示の例では、(C2,S1)が種別1のパケット用に使用され、(C1,S3)が種別1と種別2の2つのパケット用に使用されることが把握出来る。尚、ここでトラフィック種別とは、図6のトラフィックID611に格納される種別情報に等しいものである。
The channel / slot management table and the usage time management table according to the fourth embodiment will be described with reference to FIG.
As in FIG. 5, the channel / slot management table 1600A indicates “0” for each channel / slot, which is a channel / slot that is not used by itself or a neighboring terminal or gateway existing in a range where it interferes with itself. “1” is registered in the channel / slot used for transmission or reception by itself, and “2” is registered in the channel / slot used for transmission by a neighboring terminal or gateway existing in the range of interference with itself. However, in the fourth embodiment, there is a case where a plurality of packets are transmitted and received within one slot. Therefore, the channel / slot used by itself for transmission or reception is managed together with the traffic type of the packet transmitted / received in each slot. For example, in the illustrated management table 1600A, packet type information is stored in parentheses. Thereby, in the example shown in the figure, it can be understood that (C2, S1) is used for type 1 packets and (C1, S3) is used for type 1 and type 2 packets. Here, the traffic type is the same as the type information stored in the traffic ID 611 in FIG.

次に、使用時間管理テーブル1600Bも同様に端末及びゲートウェイ、または管理装置が保持する。使用時間管理テーブルは、チャネル・スロット管理テーブル1600Aにおいて、“1”または“2”が登録された各チャネル・スロットについて、送受信用に使用される時間を管理するテーブルであり、各使用時間の情報を格納する。即ち、図示の例では、(C2,S1)では30ミリ秒、(C1,S3)では45ミリ秒が送受信用に使用済みであることがわかる。ここでは、記載する時間の単位をミリ秒と仮定したが、ネットワークのスループットやパケットサイズに応じて、単位をマイクロ秒や秒にしてもよい。尚、使用時間管理テーブル1600Bは上述の通り、自身と干渉する範囲に存在する近隣端末やゲートウェイがそれぞれのスロットで、どの程度の時間を送受信に使用するのかも管理する。そこで、これを実現するため、実施例1〜3では新規にチャネル・スロットを確保すると、近隣端末やゲートウェイへチャネル・スロット情報を通知していたが、実施例4では使用時間も合わせて通知するものとする。   Next, the usage time management table 1600B is similarly held by the terminal and the gateway or the management apparatus. The usage time management table is a table for managing the time used for transmission / reception for each channel / slot in which “1” or “2” is registered in the channel / slot management table 1600A. Is stored. That is, in the example shown in the figure, it can be seen that 30 milliseconds are used for (C2, S1) and 45 milliseconds are used for transmission / reception in (C1, S3). Here, the unit of time to be described is assumed to be milliseconds, but the unit may be microseconds or seconds according to the throughput or packet size of the network. As described above, the usage time management table 1600B also manages how much time is used for transmission / reception by neighboring terminals and gateways existing in a range where they interfere with each other in each slot. Therefore, in order to realize this, when a channel / slot is newly secured in the first to third embodiments, the channel / slot information is notified to neighboring terminals and gateways. In the fourth embodiment, the usage time is also notified. Shall.

次に図17を参照して、実施例4による空きチャネル・空きスロットの抽出動作について説明する。
まず、ステップ1701は、図8のステップ801と同様、変数iを割当範囲の始点スロット番号とする処理である。本処理の後に、ステップ1702に進む。
ステップ1702も、図8のステップ802と同様、2つのチャネル・スロット管理テーブルを比較し、少なくとも一方にて何れかのチャネルのi番目のスロットに“1”が登録されていないかを判定する処理である。判定の結果“1”が登録されている場合(YES)はステップ1703に進み、登録されていない場合(NO)はステップ1705に進む。
Next, with reference to FIG. 17, the empty channel / empty slot extraction operation according to the fourth embodiment will be described.
First, Step 1701 is processing for setting the variable i as the start slot number of the allocation range, as in Step 801 of FIG. After this processing, the process proceeds to step 1702.
As in step 802 of FIG. 8, step 1702 also compares two channel / slot management tables and determines whether “1” is registered in the i-th slot of any channel in at least one of them. It is. If “1” is registered as a result of the determination (YES), the process proceeds to step 1703, and if not registered (NO), the process proceeds to step 1705.

ステップ1703は、ステップ1702で“1”が登録されていたスロットにおいて、既に送信または受信用に使用されることが分かっている時間長に対し、所望のパケットを送信または受信するだけの空き時間が残っていないことを判定する処理である。具体的には、使用時間管理テーブルを参照して、該当するスロットの使用時間を確認する。この時、スロット幅から当該使用時間を差し引いた時間がスロットの空き時間である。例えば、スロット幅が50ミリ秒で、使用時間管理テーブルに登録された値が30ミリ秒であった場合、当該スロットの空き時間は20ミリ秒と判定される。判定の結果、空き時間が残っていない場合(YES)は、ステップ1704に進み、空き時間が残っている場合(NO)は、ステップ1705に進む。   In step 1703, a free time for transmitting or receiving a desired packet is compared with the time length already known to be used for transmission or reception in the slot in which “1” is registered in step 1702. This is a process for determining that it does not remain. Specifically, the usage time of the corresponding slot is confirmed with reference to the usage time management table. At this time, the time obtained by subtracting the usage time from the slot width is the slot free time. For example, when the slot width is 50 milliseconds and the value registered in the usage time management table is 30 milliseconds, the free time of the slot is determined to be 20 milliseconds. As a result of the determination, if there is no free time remaining (YES), the process proceeds to step 1704, and if there is remaining free time (NO), the process proceeds to step 1705.

ステップ1704は、図8のステップ803と同様、i番目のスロットが全チャネルにおいて使用不可、即ちi番目のスロットには空きが無いことを判定する処理である。上述の通り、端末及びゲートウェイで同時に送受信を行うための特殊な機構が設けられていない限り、あるスロットに“1”が割り当たっている場合は、当該スロットを利用することが出来ないため、この判定を行うことになる。本処理の後に、ステップ1708に進む。   Step 1704 is processing for determining that the i-th slot is unusable in all channels, that is, there is no vacancy in the i-th slot, as in step 803 of FIG. As described above, unless a special mechanism for transmitting and receiving at the same time is provided in the terminal and the gateway, if “1” is assigned to a slot, the slot cannot be used. Judgment will be made. After this processing, the process proceeds to step 1708.

ステップ1705も、図8のステップ804と同様、2つのチャネル・スロット管理テーブルを比較し、少なくとも一方で何れかのチャネルのi番目のスロットに“2”が登録されていないかを判定する処理である。判定の結果“2”が登録されている場合(YES)はステップ1706に進み、登録されていない場合(NO)はステップ1708に進む。   Step 1705 is a process of comparing two channel / slot management tables and determining whether “2” is registered in the i-th slot of any channel at least on one side, as in step 804 of FIG. is there. If the determination result “2” is registered (YES), the process proceeds to step 1706, and if not registered (NO), the process proceeds to step 1708.

ステップ1706は、ステップ1705で“2”が登録されていたスロットにおいて、既に送信または受信用に使用されることが分かっている時間長に対し、所望のパケットを送信または受信するだけの空き時間が残っていないことを判定する処理である。こちらもステップ1703と同様、使用時間管理テーブルを参照することによって、該当するスロットの空き時間を算出する。判定の結果空き時間が残っていない場合(YES)は、ステップ1707に進み、空き時間が残っている(NO)は、ステップ1708に進む。   In step 1706, in the slot in which “2” is registered in step 1705, a free time for transmitting or receiving a desired packet is already obtained for a time length already known to be used for transmission or reception. This is a process for determining that it does not remain. Here, as in step 1703, the available time of the corresponding slot is calculated by referring to the usage time management table. As a result of the determination, if there is no free time remaining (YES), the process proceeds to step 1707, and if there is free time remaining (NO), the process proceeds to step 1708.

ステップ1704は、ステップ1705で“2”が登録されていることを確認し、かつステップ1706で所望のパケットを送信または受信するための空き時間が残されていないことを確認した通信チャネルのi番目のスロットが使用不可であることを判定する処理である。本処理の後に、ステップ1708に進む。   Step 1704 confirms that “2” is registered in Step 1705 and confirms that there is no remaining time for transmitting or receiving a desired packet in Step 1706. This is a process for determining that the slot is unavailable. After this processing, the process proceeds to step 1708.

ステップ1708は、図8のステップ806と同様、i番目のスロットが割当範囲の終点スロット番号と一致しているかどうかを判定する処理である。判定の結果一致している場合(YES)は図17のフローチャートを終了し、一致していない場合(NO)はステップ1709に進む。
ステップ1709は、図8のステップ807と同様、iに1を加算する処理であり、本処理の後にステップ1702に戻る。
Step 1708 is a process for determining whether or not the i-th slot matches the end slot number of the allocation range, similar to step 806 in FIG. If the determination results in a match (YES), the flowchart of FIG. 17 is terminated. If the determination does not match (NO), the process proceeds to step 1709.
Step 1709 is a process of adding 1 to i, similar to step 807 of FIG. 8, and returns to step 1702 after this process.

上記の処理により、使用不可と判定されなかった通信チャネル及びスロットが、空きチャネル・空きスロットとして抽出される。このように、各スロットにおいて送信または受信用に使用されている時間を参照し、所望のパケットを送信または受信する上で必要となる空き時間が残されているかどうかを判定することで、帯域をより有効に活用することが可能となる。   Through the above processing, communication channels and slots that have not been determined to be unusable are extracted as empty channels and empty slots. In this way, by referring to the time used for transmission or reception in each slot, it is determined whether or not there is a free time necessary for transmitting or receiving a desired packet. It can be used more effectively.

31,32:システム 201,202:アプリケーションサーバ 300:端末
304:通信処理部 305:経路管理部 306:通信チャネル・スロット管理部
400:ゲートウェイ 500:チャネル・スロット管理テーブル 501:通信チャネル
502:スロット 600:チャネル・スロット割当要求パケット 601:ヘッダ 602:ペイロード
1300:管理装置
31, 32: System 201, 202: Application server 300: Terminal 304: Communication processing unit 305: Path management unit 306: Communication channel / slot management unit 400: Gateway 500: Channel / slot management table 501: Communication channel 502: Slot 600 : Channel / slot allocation request packet 601: Header 602: Payload 1300: Management device

Claims (9)

転送経路上にある他の通信装置からのパケットを転送するために通信チャネル及びスロットを割り当てる通信装置であって、
自通信装置及び干渉範囲に存在する他の通信装置が使用する通信チャネルとスロットを管理するチャネル・スロット管理テーブルと、
該パケットの転送に際して他の通信装置から通信チャネル及びスロットの割当の要求があったときに、自通信装置のチャネル・スロット管理テーブル、及び転送経路上にある隣接する転送元の通信装置が有するチャネル・スロット管理テーブルを参照して、パケットの転送に使用可能な空きチャネル・空きスロットを抽出する抽出手段と、
該パケットの許容遅延時間とトラフィック特性に応じて空きチャネル・空きスロットの中から選択される通信チャネルとスロットを割り当てる割当手段と、
パケット転送のための通信チャネルとスロットが必要となった際に、パケットの許容遅延を満たす上で割当が必要なスロット範囲を算出する手段と、
トラフィック特性を基に該スロット範囲内で早いスロットから割り当てるか又は遅いスロットから割り当てるかを判定する手段と、
転送経路上に存在する他の通信装置へ該パケットを転送するための通信チャネルとスロットの割当を要求する手段と、
を有することを特徴とする通信装置。
A communication device that assigns a communication channel and a slot to transfer a packet from another communication device on the transfer path,
A channel / slot management table for managing communication channels and slots used by the own communication device and other communication devices existing in the interference range;
When there is a request for allocation of a communication channel and slot from another communication device at the time of transfer of the packet, the channel / slot management table of the own communication device and the channel of the adjacent transfer source communication device on the transfer path An extraction means for referring to the slot management table and extracting available channels and available slots for packet transfer;
Allocating means for allocating a communication channel and a slot selected from an empty channel and an empty slot according to an allowable delay time and traffic characteristics of the packet;
Means for calculating a slot range that needs to be allocated to satisfy an allowable delay of a packet when a communication channel and a slot for packet transfer are needed;
Means for determining whether to allocate from an early slot or a later slot within the slot range based on traffic characteristics;
Means for requesting allocation of a communication channel and a slot for transferring the packet to another communication device existing on the transfer path;
A communication apparatus comprising:
前記割当手段からの通信チャネルとスロットの割当要求を受けて、空きチャネル・空きスロットの中から新規に通信チャネルとスロットを割り当てた場合、自通信装置が有する該チャネル・スロット管理テーブルを更新し、新規に該通信チャネルとスロットを割り当てた旨を、干渉範囲に存在する他の通信装置へ通知する、
請求項1記載の通信装置。
Upon receiving a communication channel and slot allocation request from the allocating means and newly allocating a communication channel and slot from among empty channels and empty slots, update the channel and slot management table of the own communication device, Notifying other communication devices existing in the interference range that the communication channel and slot have been newly allocated,
The communication apparatus according to claim 1.
干渉範囲に存在する他の通信装置から新規に通信チャネルとスロットを割り当てた旨の通知を受けた場合、自通信装置が有する該チャネル・スロット管理テーブルを更新する、
請求項1記載の通信装置。
When receiving a notification that a communication channel and a slot are newly allocated from another communication device existing in the interference range, update the channel / slot management table of the communication device.
The communication apparatus according to claim 1.
前記チャネル・スロット管理テーブルは、各スロットで送信又は受信用に使用されている時間長を管理し、
該チャネル・スロット管理テーブルを参照して、パケット転送に使用可能な空きチャネル・空きスロットを抽出する際に、いずれかの通信装置によって使用済みのスロットであっても、他のパケットを通信するための空き時間が残されていれば該スロットを割り当てる、
請求項1乃至のいずれかの項記載の通信装置。
The channel / slot management table manages the length of time used for transmission or reception in each slot;
Referring to the channel / slot management table, when extracting available channels / slots that can be used for packet transfer, even if a slot has been used by any communication device, other packets are communicated. If there is remaining free time, assign the slot,
The communication apparatus according to any one of claims 1 to 3 .
前記パケットは、宛先アドレス、最終宛先アドレス、送信元アドレス、発信元アドレス、パケットIDを含むヘッダと、
送信元となる通信装置の前記チャネル・スロット管理テーブルに関する情報を含むペイロードを有して構成され、
前記抽出手段は、該パケットの送信元となる該通信装置の該チャネル・スロット管理テーブルに関する情報を参照して、要求されたスロットの範囲内で空きチャネル・空きスロットを抽出する、請求項1乃至のいずれかの項記載の通信装置。
The packet includes a destination address, a final destination address, a source address, a source address, a header including a packet ID,
It has a payload including information on the channel / slot management table of the communication device as a transmission source,
The extraction means refers to information relating to the channel / slot management table of the communication apparatus that is a transmission source of the packet, and extracts an empty channel / empty slot within a requested slot range. 4. The communication device according to any one of items 4 .
前記パケットの前記ヘッダは、空きスロットのうち早いものから順に確保するのか、遅いものから順に確保するのかを規定するフラグと、
通信チャネルとスロットの割当を希望するスロット範囲を示す始点と終点となるスロット番号と、を含む請求項記載の通信装置。
The header of the packet specifies a flag that specifies whether to secure in order from the earliest one of the empty slots, or in order from the latest one, and
The communication apparatus according to claim 5 , comprising a communication channel and a slot number that is a start point and an end point indicating a slot range in which slot allocation is desired.
ネットワークを介してアプリケーションサーバに接続することができる第1の通信装置を少なくとも含む第1のシステムと、該第1のシステムに含まれる通信装置に接続することができる第2の通信装置を少なくとも含む第2のシステムとを有する通信ネットワークシステムにおいて、第2のシステムの該第2の通信装置から転送されるパケットを、該第1のシステムの該第1の通信装置へ転送する際の、通信装置の通信チャネルとスロットを割り当てる方法であって、
該第1の通信装置及び第2の通信装置及び干渉範囲に存在する他の通信装置が使用する通信チャネルとスロットを、チャネル・スロット管理テーブルを用いて管理するステップと、
該第2のシステムの該第2の通信装置は、該第1のシステムの該第1の通信装置及び該第1の通信装置に至る経路上にある通信装置の空きチャネル・空きスロットの中から、該第1の通信装置へ許容遅延時間内にパケットを転送するための通信チャネル及びスロットを割り当てるように要求する割当要求を送信するステップと、
該割当要求を受信した該通信装置は、自通信装置のチャネル・スロット管理テーブル及び経路上にある隣接する転送元の通信装置が有するチャネル・スロット管理テーブルを参照して、パケットの転送に使用可能な空きチャネル・空きスロットを抽出するステップと、
該パケットの許容遅延時間とトラフィック特性に応じて空きチャネル・空きスロットの中から選択される通信チャネルとスロットを割り当てるステップと、を有し、
前記第1のシステムのトラフィック負荷が前記第2のシステムのトラフィック負荷よりも低い場合(第1の場合)は、該第2のシステムの該第2の通信装置から該第1のシステムの該第1の通信装置に至る経路上のリンクのうち、該第2のシステムの該第2の通信装置に近いリンクから順に、許容遅延時間に収まる範囲内で転送用の通信チャネル及びスロットを確保し、
前記第1のシステムのトラフィック負荷が前記第2のシステムのトラフィック負荷よりも高い場合(第2の場合)は、該第2のシステムの該第2の通信装置から該第1のシステムの該第1の通信装置に至る経路上のリンクのうち、該第1のシステムの該第1の通信装置に近いリンクから順に、許容遅延時間に収まる範囲内で転送用の通信チャネル及びスロットを確保する、
ことを特徴とする通信チャネルとスロットの割当方法。
A first system including at least a first communication device that can be connected to an application server via a network, and at least a second communication device that can be connected to a communication device included in the first system In a communication network system having a second system, a communication device for transferring a packet transferred from the second communication device of the second system to the first communication device of the first system A method for assigning communication channels and slots,
Managing communication channels and slots used by the first communication device, the second communication device, and other communication devices existing in the interference range using a channel / slot management table;
The second communication device of the second system is selected from the empty channels and empty slots of the communication devices on the path to the first communication device and the first communication device of the first system. Sending an allocation request for requesting the first communication device to allocate a communication channel and slot for transferring a packet within an allowable delay time;
The communication device that has received the allocation request can use it for packet transfer by referring to the channel / slot management table of its own communication device and the channel / slot management table of the adjacent transfer source communication device on the path. Extracting a free channel / slot,
Possess assigning a communication channel and slots selected from among the idle channel idle slot in response to the allowable delay time and the traffic characteristics of the packet, and
When the traffic load of the first system is lower than the traffic load of the second system (first case), the second communication device of the second system sends the second system traffic to the first system. Securing a communication channel and a slot for transfer within a range that falls within an allowable delay time in order from a link close to the second communication device of the second system among links on a route to one communication device;
When the traffic load of the first system is higher than the traffic load of the second system (second case), the second communication device of the second system sends the second traffic of the first system. A communication channel and a slot for transfer are secured within a range that falls within an allowable delay time in order from a link close to the first communication device of the first system among links on a route to one communication device.
A method for assigning communication channels and slots.
前記第1の場合は、前記チャネル・スロット管理テーブルが管理する空きチャネル・空きスロットのうち最も早いスロット番号のものから順に確保し、
前記第2の場合は、前記チャネル・スロット管理テーブルが管理する空きチャネル・空きスロットのうち最も遅いスロット番号のものから順に確保する、
請求項記載の通信チャネルとスロットの割当方法。
In the first case, in order from the empty slot / empty slot managed by the channel / slot management table in the order of the earliest slot number,
In the second case, the channel number is allocated in order from the slowest slot number among the empty channels and empty slots managed by the channel and slot management table.
The communication channel and slot allocation method according to claim 7 .
前記通信ネットワークシステムは、前記第1のシステム及び前記第2のシステムに含まれる前記通信装置の前記チャネル・スロット管理テーブルを一元的に管理する管理装置を有し、
該割当要求を受信した該通信装置は、該割当要求を該管理装置へ転送し、
該管理装置は、経路上にある通信装置と隣接する転送元の通信装置が有するチャネル・スロット管理テーブルを参照して、パケットの転送に使用可能な空きチャネル・空きスロットを抽出する、
請求項記載の通信チャネルとスロットの割当方法。
The communication network system includes a management device that centrally manages the channel / slot management table of the communication device included in the first system and the second system,
The communication device that has received the allocation request transfers the allocation request to the management device,
The management device refers to a channel / slot management table of a transfer source communication device adjacent to a communication device on the path, and extracts a free channel / empty slot that can be used for packet transfer.
The communication channel and slot allocation method according to claim 7 .
JP2015546248A 2013-11-08 2013-11-08 COMMUNICATION DEVICE AND COMMUNICATION CHANNEL AND SLOT ALLOCATION METHOD Expired - Fee Related JP6177933B2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2013/080337 WO2015068286A1 (en) 2013-11-08 2013-11-08 Communication device and method for allocating communication channel and slot

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2015068286A1 JPWO2015068286A1 (en) 2017-03-09
JP6177933B2 true JP6177933B2 (en) 2017-08-09

Family

ID=53041087

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015546248A Expired - Fee Related JP6177933B2 (en) 2013-11-08 2013-11-08 COMMUNICATION DEVICE AND COMMUNICATION CHANNEL AND SLOT ALLOCATION METHOD

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP6177933B2 (en)
WO (1) WO2015068286A1 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6775928B2 (en) * 2015-08-27 2020-10-28 横河電機株式会社 Wireless relay equipment, control devices, wireless communication systems, and entry methods
WO2018061116A1 (en) * 2016-09-28 2018-04-05 三菱電機株式会社 Communication device, communication control method, and communication system
US20180139090A1 (en) * 2016-11-15 2018-05-17 John Geiger Method for secure enrollment of devices in the industrial internet of things
JP7254419B2 (en) * 2019-03-19 2023-04-10 株式会社国際電気通信基礎技術研究所 Wireless communication method, program and coordinator device
CN114375057B (en) * 2022-03-22 2022-07-22 杭州格物智安科技有限公司 Wireless network system node time slot allocation method

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2899583B1 (en) * 1998-02-26 1999-06-02 株式会社エイ・ティ・アール環境適応通信研究所 Channel assignment device for wireless networks
JP3660812B2 (en) * 1998-10-28 2005-06-15 株式会社日立製作所 Communication access method, communication system, and terminal station
JP2001257717A (en) * 2000-03-10 2001-09-21 Mitsubishi Electric Corp Network scheduling apparatus
CN100477843C (en) * 2003-08-21 2009-04-08 株式会社Ntt都科摩 Resource reservation in wireless network with distributed medium access control
CN101076977B (en) * 2004-12-21 2011-01-05 松下电器产业株式会社 Wireless node power supply managing method
US8320244B2 (en) * 2006-06-30 2012-11-27 Qualcomm Incorporated Reservation based MAC protocol
JP2008060723A (en) * 2006-08-29 2008-03-13 Matsushita Electric Works Ltd Coordinated control method for power line carrier system, and its system
US7894416B2 (en) * 2007-01-08 2011-02-22 Harris Corporation System and method for communicating in a time division multiple access (TDMA) mesh network having minimized end-to-end latency

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2015068286A1 (en) 2017-03-09
WO2015068286A1 (en) 2015-05-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6177933B2 (en) COMMUNICATION DEVICE AND COMMUNICATION CHANNEL AND SLOT ALLOCATION METHOD
CN109561513B (en) Distributed conflict-free ad hoc network multiple access protocol
Cicconetti et al. Bandwidth balancing in multi-channel IEEE 802.16 wireless mesh networks
US8307070B2 (en) Resource allocation method in wireless network
JP5895846B2 (en) Communication terminal, channel selection method and program
JP4765973B2 (en) Communication route construction method and communication terminal
CN107396396B (en) Data transmission management method supporting multi-source multipath
JP6612911B2 (en) Network device and method for wireless local area network scheduling
CN110113787B (en) Method, device and system for dynamically allocating wireless ad hoc network resources according to needs
WO2008021195A1 (en) Route maintenance and update based on connection identifier in multi-hop relay systems
JP2014204436A (en) Method for clustering nodes in network
CN109495593B (en) Address allocation method and system
JP2018029326A (en) Content centric cross-layer scheduling for industrial application
CN103248463B (en) A kind of method and apparatus of transmission frame information
CN109818667B (en) Remote equipment network access control method based on-satellite channel exchange
EP2498455A1 (en) Method and system to coordinate the communication channel access in a technology independent way in order to improve channel efficiency and to provide QoS guarantees
JP6493945B2 (en) Green Power for high-density, large-scale networks (proxy table scaling)
JP5853227B2 (en) Multi-hop communication method, multi-hop communication system, and communication terminal
CN105723687A (en) Methods for configuring and managing an IP network, corresponding devices and computer programs
CN110545559A (en) access control method and device based on sensing device of Internet of things
JP5870286B2 (en) Multi-hop communication method, multi-hop communication system, and communication terminal
JP2003218925A (en) Communication bandwidth management system and communication bandwidth management method
JP2006157640A (en) Radio communications system
CN114125876A (en) Communication method and related device
JP2009182522A (en) Network system, node, packet forwarding method, program, and recording medium

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170418

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170605

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170620

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170712

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6177933

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees