CN107360737B - 终端站装置以及带宽分配方法 - Google Patents

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Abstract

从由上位装置通知的多个用户装置的上行通信的信息提取每个用户装置的上行通信的带宽的分配的信息。将与终端装置连接的下位装置的识别信息和多个所述用户装置的识别信息关联起来存储，基于每个所述用户装置的上行通信的带宽的分配的信息、所述下位装置的识别信息和多个所述用户装置的识别信息，决定所述终端装置的上行通信所请求的带宽。基于所述终端装置的上行通信所请求的带宽，将所述终端装置的上行通信的开始时刻和所述终端装置的上行通信的发送被许可的信号的信息量分配给所述终端装置。

Description

终端站装置以及带宽分配方法
技术领域
本发明涉及终端站装置以及带宽分配方法。
本申请基于在2015年3月30日申请的日本特愿2015-070263号要求优先权，并将其内容引用于此。
背景技术
在LTE（Long Term Evolution，长期演进）或LTE-advanced等（以下，一起称为“LTE等”）移动无线通信服务中，存在无线基站装置具备基站装置（BBU：Base Band Unit，基带单元）和无线装置（RRH：Remote Radio Head，远程无线电头端）的情况。
无线基站装置的基站装置存在具备上位装置和终端站装置的情况。上位装置和终端站装置存在被汇集于基站的情况，执行基带处理。
另一方面，无线基站装置的无线装置不被汇集于基站而在基站之外执行无线处理。此外，无线装置相对于上位装置和终端站装置被置于下位装置的位置。
此外，在通常的结构中，将终端装置相对于终端站装置一对一地连接。
与此相对地，在专利文献1中，作为下位装置的无线装置经由将终端站装置与多个终端装置一对多地连接的通信系统的终端装置与终端站装置连接（参照专利文献1）。
此外，LTE等通过在区域内配置许多小的小区来高效率地使用有线的频率资源，实现了高速化和大容量化。关于LTE等，讨论了经由将终端站装置与多个终端装置一对多地连接的通信系统收容上位装置、终端站装置、终端装置和下位装置的方法。对于将终端站装置与多个终端装置一对多地连接的通信系统，存在例如PON（Passive Optical Network，无源光网络）系统（参照非专利文献1）。
在移动无线通信服务中，为了执行再次发送控制（HARQ：hybrid automaticrepeat request，混合式自动重送请求），针对上位装置与下位装置之间的延迟时间的要求条件严格。因此，在专利文献1中，将与下位装置连接的用户装置的上行通信的调度的信息从上位装置按照终端站装置、终端装置和下位装置的顺序转送，向用户装置通知。此外，基于上行通信的调度的信息来计算从终端装置向终端站装置的上行通信的开始时刻和信息的信息量。由此，以低延迟转送专利文献1的从下位装置向上位装置的上行通信的信号。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2014/077168号；
非专利文献
非专利文献1：“IEEE Std. 802.3-2012”, IEEE, 2012。
发明内容
发明要解决的课题
可是，在移动无线通信服务中有时将下位装置和用户装置一对多地连接。在该情况下，专利文献1的终端装置的上行通信的信号的信息量基于所连接的多个用户装置的上行通信的调度的信息来计算。此外，为了将上行通信的信号的转送更加低延迟化，终端站装置需要考虑终端装置接收从用户装置经由下位装置发送的上行通信的信号的定时。
可是，以往的终端站装置存在不能使将下位装置与用户装置一对多地连接的通信系统的频带（frequency band）的利用效率提高这样的问题。
鉴于上述情况，本发明的目的在于提供能够使将下位装置与用户装置一对多地连接的通信系统的带宽的利用效率提高的终端站装置以及带宽分配方法。
用于解决课题的方案
本发明的一个方式是，一种终端站装置，在下位侧连接于与收容有多个用户装置的下位装置连接的终端装置，在上位侧连接有上位装置，其中，所述终端站装置具备：
信息提取部，从由所述上位装置通知的所述用户装置的上行通信的信息提取每个所述用户装置的上行通信的带宽的分配的信息；
存储部，将与所述终端装置连接的所述下位装置的识别信息和多个所述用户装置的识别信息关联起来存储；
请求量决定部，基于每个所述用户装置的上行通信的带宽的分配的信息、所述下位装置的识别信息和多个所述用户装置的识别信息，决定所述终端装置的上行通信所请求的带宽；以及
带宽分配部，基于所述终端装置的上行通信所请求的带宽，将所述终端装置的上行通信的开始时刻和所述终端装置的上行通信的发送被许可的信号的信息量分配给所述终端装置。
作为典型例，还具备通信部，所述通信部从所述终端装置接收在所述终端装置的下位连接的所述下位装置的识别信息，
所述信息提取部从由所述上位装置通知的所述用户装置的上行通信的信息提取表示所述上位装置与所述下位装置关联的信息，
所述存储部将与所述终端装置连接的所述下位装置的识别信息、表示所述上位装置与所述下位装置关联的信息和多个所述用户装置的识别信息关联起来存储。
作为优选例，所述信息提取部从所述用户装置的上行通信的信息提取所述用户装置的上行通信的发送被许可的信号的信息量的信息，基于所述信息提取部从所述上位装置接收到所述上行通信的信息的时刻和为了在所述终端站装置与所述终端装置之间传输信号而需要的时间，计算所述终端装置从所述用户装置接收上行通信的信号的时刻，
所述请求量决定部基于所述用户装置的上行通信的发送被许可的信号的信息量和所述终端装置从所述用户装置接收上行通信的信号的时刻，决定所述终端装置的上行通信所请求的带宽。
所述请求量决定部使按照与所述用户装置关联起来的所述终端装置的每一个将所述用户装置的上行通信的发送被许可的信号的信息量合计后的结果为所述终端装置的上行通信所请求的带宽也可。
此外，所述请求量决定部针对对所述终端装置在特定的时间带接收的上行通信的信号进行发送的所述用户装置而使按照与所述用户装置关联起来的所述终端装置的每一个将所述用户装置的上行通信的发送被许可的信号的信息量合计后的结果为所述终端装置的上行通信所请求的带宽也可。
进而，所述带宽分配部对所述终端装置的上行通信所请求的带宽进行分割，将所述终端装置的上行通信的开始时刻和所述终端装置的上行通信的发送被许可的信号的信息量分为多次分配给所述终端装置也可。
本发明的另一方式是，一种带宽分配方法，所述方法是终端站装置中的带宽分配方法，所述终端站装置在下位侧连接于与收容有多个用户装置的下位装置连接的终端装置而在上位侧连接有上位装置，其中，所述方法具有：
从由所述上位装置通知的所述用户装置的上行通信的信息提取每个所述用户装置的上行通信的带宽的分配的信息的步骤；
将与所述终端装置连接的所述下位装置的识别信息和多个所述用户装置的识别信息关联起来存储并且基于每个所述用户装置的上行通信的带宽的分配的信息、所述下位装置的识别信息和多个所述用户装置的识别信息来决定所述终端装置的上行通信所请求的带宽的步骤；以及
基于所述终端装置的上行通信所请求的带宽来将所述终端装置的上行通信的开始时刻和所述终端装置的上行通信的发送被许可的信号的信息量分配给所述终端装置的步骤。
发明效果
根据本发明的终端站装置和带宽分配方法，能够使将下位装置与用户装置一对多地连接的通信系统的带宽的利用效率提高。
附图说明
图1是示出本发明的第一实施方式中的通信系统的结构例的图。
图2是示出该第一实施方式中的终端站（terminal station）装置的结构例的图。
图3是示出该第一实施方式中的信息提取部的工作的顺序的流程图。
图4是示出该第一实施方式中的请求量决定部的工作的顺序的流程图。
图5是示出该第一实施方式中的保存表的一个例子的图。
图6是示出该第一实施方式中的对中继网请求量进行计算的顺序的一个例子的流程图。
图7是示出该第一实施方式中的带宽分配部的工作的顺序的流程图。
图8是示出该第一实施方式中的通信系统的工作的顺序的一个例子的顺序图。
图9是示出本发明的第二实施方式中的信息提取部的工作的顺序的流程图。
图10是示出该第二实施方式中的保存表的一个例子的图。
图11是示出该第二实施方式中的对中继网请求量进行计算的顺序的一个例子的流程图。
图12是示出该第二实施方式中的通信系统的工作的顺序的一个例子的顺序图。
图13是示出本发明的第三实施方式中的对中继网请求量进行计算的顺序的一个例子的流程图。
图14是示出本发明的第四实施方式中的对中继网请求量进行计算的顺序的一个例子的流程图。
具体实施方式
参照附图来对本发明的实施方式详细地进行说明。
[第一实施方式]
图1是示出本发明的第一实施方式中的通信系统1的结构例的图。
本通信系统1为利用光信号进行通信的系统。通信系统1具备：上位装置10、终端站装置11、中继部12、终端装置13（在图中为13-1~13-P）、下位装置14（在图中为14-1~14-P）、以及用户装置15（在图中为15-1~15-U）。
通信系统1作为一个例子包含PON（Passive Optical Network），所述PON具有终端站装置11、终端装置13、光纤120（在图中为120-0和120-1~120-P）以及中继部12。
以下，将从上位装置10向用户装置15的方向称为“下行”。此外，将从用户装置15向上位装置10的方向称为“上行”。
上位装置10作为基站装置（BBU）发挥作用。上位装置10也可以经由上位网20进一步与上位的其他的系统通信连接。
在本通信系统1中，最上位的装置（上位侧的装置）为上位装置10。将上位装置10与终端站装置11一对一地连接。上位装置10将下行通信的主信号向终端站装置11发送。下行通信的主信号也可以包含用户装置15的上行通信的调度的信息（带宽分配等的信息）。上位装置10从终端站装置11接收上行通信的主信号。
终端站装置11为光用户（subscriber）线终端站装置（OLT：Optical LineTerminal，光线路终端）。
在图1的结构中，将终端站装置11与终端装置13-1~13-P（P为2以上的整数）经由光纤120和中继部12一对多地连接。可是，也可以将终端站装置11与终端装置13经由光纤120和中继部12一对一地连接。以下，将终端站装置11与终端装置13之间的通信线路称为“中继网30”。
中继部12为光分路器（optical splitter）。中继部12利用光纤120-1~120-P将经由光纤120-0从终端站装置11接收的光信号分路，并向终端装置13-1~13-P转送。此外，中继部12将经由光纤120-1~120-P从终端装置13-1~13-P接收的光信号向终端站装置11转送。
再有，中继部12也可以为将光信号复用或分离的复用装置。
终端装置13为光线路终端装置（ONU：Optical Network Unit，光网络单元）。将终端装置13-i（i为1~P）与下位装置14-i一对一地连接。
下位装置14为通信装置，例如为无线装置。将下位装置14与多个用户装置15一对多地连接。即，下位装置14（收容源装置）收容有多个用户装置15。以下，将下位装置14与用户装置15之间的通信线路称为“下位网40”。
用户装置15为智能电路终端、平板终端、计算机终端等通信装置。在通信系统1中，最下位的装置（下位侧的装置）为这些用户装置15-1~15-U（U为2以上的整数）。
对终端站装置11的结构例进行说明。
图2是示出本发明的第一实施方式中的终端站装置11的结构例的图。终端站装置11具备上位通信部110、信息提取部111、请求量决定部112、存储部113、带宽分配部114、以及下位通信部115。
上位通信部110、信息提取部111、请求量决定部112、带宽分配部114、以及下位通信部115的一部分或全部为通过例如CPU（Central Processing Unit，中央处理单元）等处理器执行在存储器中存储的程序来发挥作用的软件功能部。此外，这些功能部之中的一部分或全部也可以为LSI（Large Scale Integration，大规模集成）或ASIC（ApplicationSpecific Integrated Circuit，专用集成电路）等硬件功能部。
上位通信部110将从上位装置10接收的主信号向下位通信部115转送。上位通信部110将从下位通信部115接收的主信号向上位装置10转送。
再有，在用户装置15的上行通信的调度的信息（带宽分配等的信息）被包含在主信号中的情况下，上位通信部110从主信号提取用户装置15的上行通信的调度的信息，将该信息向信息提取部111转送也可。
信息提取部111从上位装置10接收用户装置15的上行通信的调度的信息。信息提取部111从用户装置15的上行通信的调度的信息按照每个用户装置15提取下位网40中的用户装置15的上行通信的发送被许可的信息的信息量（以下，称为“下位网发送许可量”）的信息。
此外，信息提取部111也可以从上行通信的调度的信息提取表示上位装置10与下位装置14关联的识别信息。
图3是示出本发明的第一实施方式中的信息提取部111的工作的顺序的流程图。
信息提取部111从上位装置10接收用户装置15的上行通信的调度的信息（步骤S101）。信息提取部111从用户装置15的上行通信的调度的信息提取下位网发送许可量（步骤S102）。然后，信息提取部111将用户装置15的标识符（以下，称为“用户装置标识符”。）和下位网发送许可量的信息关联起来向请求量决定部112发送（步骤S103）。
请求量决定部112基于信息提取部111所提取的下位网发送许可量的信息来决定在中继网30中终端装置13的上行通信所请求的带宽（bandwidth）（以下，称为“中继网请求量”。）。
图4是示出本发明的第一实施方式中的请求量决定部112的工作的顺序的流程图。
请求量决定部112判定是否取得了新的下位网发送许可量的信息（步骤S201）。在未取得新的下位网发送许可量的信息的情况下（步骤S201：否），请求量决定部112将处理前进到步骤S204。
在取得了新的下位网发送许可量的信息的情况下（步骤S201：是），请求量决定部112使收容有与用户装置标识符u对应的用户装置15的下位装置14的标识符（以下，称为“下位装置标识符”）存储在存储部113的保存表中。
下位装置标识符例如为MAC（Media Access Control，介质访问控制）地址或IP（Internet Protocol，因特网协议）地址。下位装置标识符也可以为在任意的范围的网络中独自赋予的标识符。
请求量决定部112也可以使收容有与用户装置标识符u对应的用户装置15的下位装置14的优先度（设为L）存储在存储部113的保存表中。优先度L为用户装置15的用户所签约的服务所容许的延迟量所对应的优先顺序。优先度也可以为单一级别，也可以为多个级别（步骤S202）。
请求量决定部112对每个用户装置标识符u的下位网发送许可量W[u]进行累计，使累计结果（总和）存储在存储部113的保存表中（步骤S203）。
图5是示出本发明的第一实施方式中的上述保存表的一个例子的图。
请求量决定部112将各种数据保存在保存表中。在保存表的项目中存在用户装置标识符u、下位装置标识符i、优先度L和下位网发送许可量W[u]。
在图5中，作为一个例子，将用户装置标识符“u1”、下位装置标识符“i1”、优先度“L1”和下位网发送许可量“W[u1]”关联起来。
返回到图4来继续请求量决定部112的工作的顺序的说明。请求量决定部112判定当前时刻是否与预先确定的发送时刻相等。发送时刻为带宽分配部114周期性地执行带宽分配的处理的时刻（步骤S204）。在当前时刻与发送时刻不相等的情况下（步骤S204：否），请求量决定部112结束图4所示的处理。
在当前时刻与发送时刻相等的情况下（步骤S204：是），请求量决定部112参照在存储部113中存储的保存表，基于保存表的各项目，计算中继网请求量R[i]（步骤S205）。请求量决定部112将中继网请求量R[i]的信息向带宽分配部114发送（步骤S206）。
图6是示出本发明的第一实施方式中的对每个优先度L的中继网请求量R[i]进行计算的顺序的一个例子的流程图。
即，图6是示出图4所示的步骤S205的细节的流程图。请求量决定部112按照每个下位装置14执行步骤S302和步骤S303的处理（步骤S301）。
请求量决定部112按照每个优先度L合计下位装置14-i所收容的用户装置15-u的下位网发送许可量W[u]。然后，请求量决定部112使下位装置14-i的每个优先度L的中继网请求量R[i]（在该情况下也能够表现为“R[i][L]”等）为与每个优先度L的下位网发送许可量W[u]的上述合计结果相等的值（步骤S302）。之后，请求量决定部112在图5所示的保存表中将该用户装置15-u的下位网发送许可量W[u]重置为值0（步骤S303）。再有，请求量决定部112也可以不按照每个优先度L而是将下位装置14-i所收容的用户装置15-u的下位网发送许可量W[u]全部合计。在该情况下，请求量决定部112使下位装置14-i的中继网请求量R[i]为与下位网发送许可量W[u]的合计结果相等的值。
再有，在下位装置14中的上行通信的信号的转送处理中，存在根据用户装置15的上行通信的信号而产生开销（overhead）的情况。在此所说的开销是指上行通信中的主信号以外的信号，例如为在数据转送中追加地附加的控制信息。因此，也可以对中继网请求量R[i]加上或乘上与开销对应的信息量等。
请求量决定部112在未计算中继网请求量R[i]的下位装置14残留的情况下，将处理返回到步骤S301。请求量决定部112在未计算中继网请求量R[i]的下位装置14未残留的情况下，结束图6所示的处理（步骤S304）。
存储部113具有例如ROM（Read Only Memory，只读存储器）、闪速存储器、HDD（HardDisk Drive，硬盘驱动器）等非易失性的存储介质（非临时的记录介质）。存储部113也可以具有例如RAM（Random Access Memory，随机存取存储器）或寄存器等易失性的存储介质。存储部113也可以存储有例如用于使软件功能部发挥作用的程序。存储部113对例如上述保存表进行存储。存储部113也可以预先存储有表示上位装置10、终端站装置11、终端装置13、下位装置14和用户装置15的连接关系的信息。
带宽分配部114以使终端装置13等待上行通信的信号的发送的时间在全部终端装置13中为公平的方式对终端装置13的上行通信的发送开始时刻S[i, n]（中继网发送许可的发送开始时刻）进行计算，并且，对中继网30中的终端装置13的上行通信的发送被许可的信号的信息量（以下，称为“中继网发送许可量”）进行计算。
图7是示出本发明的第一实施方式中的带宽分配部114的工作的顺序的流程图。
带宽分配部114执行图7所示的工作的顺序，由此，能够使终端装置13的上行通信的延迟时间变小。
带宽分配部114对下位装置14-i的上行通信的信号的分配量A[i]进行计算。分配量A[i]为中继网请求量R[i]除以规定的分割数目N后的量（步骤S401）。带宽分配部114重复执行分割数目N次的量的从步骤S403到步骤S406（步骤S402）。
首先，带宽分配部114按照优先度L高的顺序选择下位装置14。然后，带宽分配部114按照每个所选择的下位装置14重复执行从步骤S404到步骤S406（步骤S403）。
带宽分配部114使对该下位装置14-i的上行通信的分配量A[i]加上多余位量OH后的结果（信号的信息量）为下位装置14-i的中继网发送许可量。
多余位量OH例如为将如下全部相加后的位长度（步骤S404）：在进行前向纠错（FEC：Forward Error Correction）等纠错时赋予的奇偶校验位（parity）长度、相当于在中继网30中实施加密时赋予的头的追加位长度、相当于终端装置13所具有的光发送器的稳定发光和稳定灭光所需要的时间的冗长位长度、以及终端站装置11所具有的接收器（使上述的下位通信部115的接收功能实现的接收器）的时钟与终端装置13的上行通信的信号的同步所需要的同步位长度。
带宽分配部114基于针对前次的分配的发送结束时刻E来决定此次的分配的发送开始时刻S[i, n]（n为表示执行的重复的次数的计数值，为从1到分割数目N的任一个）。例如，如式（1）所示那样，带宽分配部114使前次的分配的发送结束时刻E为此次的分配的发送开始时刻S[i, n]。
此次的分配的发送开始时刻S[i, n]
=前次的分配的发送结束时刻E …（1）。
再有，发送开始时刻S[i, n]的初始值为从开始图7所示的工作的顺序的执行的时刻起加上固定时间后的时刻（步骤S405），以使至少比终端装置13从下位装置14接收上行通信的信号的时刻晚。
带宽分配部114基于此次的分配的发送开始时刻S[i, n]来决定此次的分配的发送结束时刻E。
带宽分配部114对下位装置14-i的中继网发送许可量（=分配量A[i]+多余位量OH）乘以系数K。系数K具有时间除以位长度后的单位。如式（2）所示那样，带宽分配部114使对将系数K与下位装置14-i的中继网发送许可量相乘后的结果加上此次的分配的发送开始时刻S[i, n]后的结果为此次的分配的发送结束时刻E（步骤S406）。
此次的分配的发送结束时刻E
=此次的分配的发送开始时刻S[i, n]
+系数K（分配量A[i]+多余位量OH） …（2）。
带宽分配部114在未决定此次的分配的发送开始时刻S[i, n]的下位装置14残留的情况下，将处理返回到步骤S403。带宽分配部114在未决定此次的分配的发送开始时刻S[i, n]的下位装置14未残留的情况下，将处理前进到步骤S408（步骤S407）。
带宽分配部114在未重复执行从步骤S403到步骤S407直到分割数目N次的情况下，将处理返回到步骤S402。在重复执行直到分割数目N次的情况下，结束图7所示的工作的顺序（步骤S408）。
带宽分配部114将终端装置13的上行通信的发送开始时刻S[i, n]的信息向下位通信部115发送。此外，带宽分配部114将每个终端装置13的中继网发送许可量的信息向下位通信部115发送。
返回到图2，继续终端站装置11的结构例的说明。下位通信部115经由中继网30向终端装置13转送从上位通信部110接收的下行通信的主信号。
下位通信部115将经由中继网30从终端装置13接收的上行通信的主信号向上位通信部110转送。
下位通信部115从带宽分配部114取得终端装置13的上行通信的发送开始时刻S[i, n]的信息。下位通信部115将终端装置13的上行通信的发送开始时刻S[i, n]的信息经由中继网30向终端装置13转送。
此外，下位通信部115从带宽分配部114取得每个终端装置13的中继网发送许可量的信息。下位通信部115将每个终端装置13的中继网发送许可量的信息经由中继网30向终端装置13转送。
图8是示出本第一实施方式中的通信系统的工作的顺序的一个例子的顺序图。
上位装置10将用户装置15的上行通信的调度的信息作为下行通信的主信号向终端站装置11的上位通信部110发送（步骤S501）。终端站装置11将该用户装置15的上行通信的调度的信息作为下行通信的主信号向中继部12转送（步骤S502）。中继部12将该用户装置15的上行通信的调度的信息作为下行通信的主信号向终端装置13转送（步骤S503）。
终端装置13将上述用户装置15的上行通信的调度的信息作为下行通信的主信号向下位装置14转送（步骤S504）。然后，下位装置14将该用户装置15的上行通信的调度的信息作为下行通信的主信号向用户装置15转送（步骤S505）。
用户装置15取得该用户装置15的上行通信的调度的信息。用户装置15在取得用户装置15的上行通信的调度的信息之后等待预先确定的待机时间α之后将上行通信的主信号向下位装置14无线发送。待机时间α在例如LTE等的情况下为4ms（步骤S506）。
上位装置10为了使终端站装置11计算中继网发送许可量而将用户装置15的上行通信的调度的信息向终端站装置11的信息提取部111发送（步骤S507）。再有，上位装置10也可以在上述步骤S501中将用户装置15的上行通信的调度的信息向终端站装置11的信息提取部111（与向上位通信部110的发送一起）发送。
信息提取部111按照每个用户装置15从用户装置15的上行通信的调度的信息提取下位网发送许可量的信息（步骤S508）。请求量决定部112基于每个用户装置15的下位网发送许可量来决定中继网请求量（步骤S509）。
带宽分配部114对针对此次的分配的终端装置13的上行通信的发送开始时刻S[i,n]和中继网发送许可量进行计算（步骤S510）。下位通信部115将终端装置13的上行通信的发送开始时刻S[i, n]的信息和每个终端装置13的中继网发送许可量的信息按照每个终端装置13向中继部12转送（步骤S511）。
中继部12将终端装置13的上行通信的发送开始时刻S[i, n]的信息和每个终端装置13的中继网发送许可量的信息向终端装置13转送（步骤S512）。终端装置13基于所取得的中继网发送许可量的信息来确定上行通信的带宽（步骤S513）。
下位装置14将上述的上行通信的主信号（参照步骤S506）向终端装置13转送（步骤S514）。终端装置13在当前时刻与发送开始时刻S[i, n]不相等的情况下根据所确定的带宽将上行通信的主信号向中继部12转送（步骤S515）。
中继部12将上行通信的主信号向终端站装置11转送（步骤S516）。然后，终端站装置11的下位通信部115经由上位通信部110将上行通信的主信号向上位装置10转送（步骤S517）。上位装置10取得上行通信的主信号（步骤S518）。
如以上那样，在下位侧连接于与收容有多个用户装置15的下位装置14连接的终端装置13而在上位侧连接有上位装置10的第一实施方式的终端站装置11中，信息提取部111从由上位装置10通知的用户装置15的上行通信的信息提取每个用户装置15的上行通信的带宽的分配的信息。
然后，存储部113将与终端装置13连接的下位装置14的识别信息（下位装置标识符）和多个用户装置15的识别信息（用户装置标识符）关联起来存储。
此外，请求量决定部112基于每个用户装置15的上行通信的带宽的分配的信息、下位装置14的识别信息和多个用户装置15的识别信息来决定终端装置13的上行通信所请求的带宽（中继网请求量）。
进而，带宽分配部114基于终端装置13的上行通信所请求的带宽来将终端装置13的上行通信的开始时刻（发送开始时刻）和终端装置13的上行通信的发送被许可的信号的信息量（中继网发送许可量）分配给终端装置13。
由此，第一实施方式的终端站装置11和带宽分配方法能够使将下位装置14与用户装置15一对多地连接的通信系统的带宽的利用效率提高。
如上述那样，在第一实施方式的终端站装置11和带宽分配方法中，基于从上位装置10向下位装置14的调度的信息（带宽分配等的信息）来进行向终端装置13的带宽分配。在该情况下，能够利用向下位装置14的信号控制来活用PON等的带宽。因此，第一实施方式的终端站装置11和带宽分配方法能够进行上行通信的信号的转送的低延迟化。
此外，第一实施方式的终端站装置11还具备下位通信部115，所述下位通信部115从终端装置13接收在终端装置13的下位连接的下位装置14的识别信息。信息提取部111从作为用户装置15的上行通信的信息从上位装置10接收的识别信息提取表示上位装置10与下位装置14关联的信息（对应信息）。存储部113对基于该对应信息的识别信息进行存储。
进而，在第一实施方式的终端站装置11中，请求量决定部112使按照与用户装置15关联起来的终端装置13的每一个将用户装置15的上行通信的发送被许可的信号的信息量合计后的结果为终端装置13的上行通信所请求的带宽。在第一实施方式的终端站装置11中，带宽分配部114对终端装置13的上行通信所请求的带宽进行分割，将终端装置13的上行通信的开始时刻和终端装置13的上行通信的发送被许可的信号的信息量分成多次分配给终端装置13。
[第二实施方式]
在第二实施方式中，提取调度的信息的处理、保存表、计算中继网请求量的处理、终端装置13的上行通信的发送开始时刻S[i, n]的决定方法与第一实施方式不同。在第二实施方式中，仅对与第一实施方式的不同点进行说明。
在第二实施方式中，终端站装置11对从下位装置14向终端装置13的上行通信的信号的到达时刻即终端装置13接收上行通信的信号的时刻进行推测。
终端站装置11与第一实施方式相比较能够将上行通信的信号的转送进一步低延迟化。
在本第二实施方式中，说明上位装置10执行用户装置15的上行通信的调度（带宽分配）的时间间隔或时间带与终端站装置11的带宽分配部114计算中继网发送许可量的时间间隔或时间带相等的情况。
图9是示出本发明的第二实施方式中的信息提取部的工作的顺序的流程图。
终端站装置11的信息提取部111取得用户装置15的上行通信的调度的信息（步骤S601）。信息提取部111从调度的信息提取下位网发送许可量W[u]（步骤S602）。
信息提取部111计算上行通信的信号从下位装置14-i（i=1~P）到达终端装置13-i的时刻即终端装置13-i从下位装置14-i接收上行通信的信号的时刻（以下，称为“上行信号接收时刻”）。
具体地，信息提取部111基于信息提取部111接收调度的信息的时刻、中继网30的信号的传输时间、从用户装置15接收调度的信息起到发送上行通信的信号为止的待机时间α、以及信号的往返所花费的时间（细节在后面进行叙述），计算上行信号接收时刻Z[u]。
在从上位装置10向终端站装置11的下行通信的主信号的发送时刻与从上位装置10向终端站装置11的调度的信息的发送时刻相同的情况下，上行信号接收时刻Z[u]由式（3）表示。
Figure 513821DEST_PATH_IMAGE002
。
在此，T[u]表示终端站装置11从上位装置10接收调度的信息的时刻。D[i]表示从终端站装置11向终端装置13的下行通信的信号的传输时间。α表示在用户装置15发送上行通信的信号之前的待机时间。β表示在终端装置13与下位装置14之间的信号的往返所花费的时间和在下位装置14与用户装置15之间的信号的往返所花费的时间的合计时间。
在从上位装置10向终端站装置11的下行通信的主信号的发送时刻与从上位装置10向终端站装置11的调度的信息的发送时刻不同的情况下，上位装置10在调度的信息之外将从调度的信息的发送时刻减去下行通信的主信号的发送时刻后的时间差M[u]向终端站装置11的信息提取部111通知。时间差M[u]在调度的信息的发送时刻比下行通信的主信号的发送时刻晚的情况下为正的值，在调度的信息的发送时刻比下行通信的主信号的发送时刻早的情况下为负的值。信息提取部111对从式（3）的右边减去时间差M[u]后的值进行计算。
即，在从上位装置10向终端站装置11的下行通信的主信号的发送时刻与从上位装置10向终端站装置11的调度的信息的发送时刻不同的情况下，上行信号接收时刻Z[u]由式（4）表示。
Figure 899803DEST_PATH_IMAGE004
。
信息提取部111在未从上位装置10向终端站装置11通知时间差M[u]的情况下使式（4）所示的时间差M[u]为固定值也可。
由此，信息提取部111基于信息提取部111接收调度的信息的时刻T[u]、中继网30的信号的传输时间D[i]、从用户装置15接收调度的信息起到发送上行通信的主信号为止的待机时间α、上述的信号的往返所花费的时间、以及时间差M[u]，计算上行信号接收时刻Z[u]（步骤S603）。
信息提取部111将用户装置标识符u、下位网发送许可量W[u]的信息和上行信号接收时刻Z[u]的信息向请求量决定部112发送（步骤S604）。
图10是示出本发明的第二实施方式中的上述保存表的一个例子的图。
请求量决定部112将各种数据保存在保存表中。在保存表的项目中存在用户装置标识符u、下位装置标识符i、优先度L、下位网发送许可量W[u]#F（F为信息提取部111向请求量决定部112发送的下位网发送许可量的信息的个数）、以及上行信号接收时刻Z[u]#G（G为信息提取部111向请求量决定部112发送的上行信号接收时刻的信息的个数）。
请求量决定部112在从信息提取部111接收了多个下位网发送许可量的信息的情况下，将多个下位网发送许可量的信息分别各自保存。请求量决定部112在从信息提取部111接收了多个上行信号接收时刻的信息的情况下，将多个上行信号接收时刻的信息分别各自保存。
在图10中，作为一个例子，将用户装置标识符“u1”、下位装置标识符“i1”、优先度“L1”、下位网发送许可量“W[u1]#1”和上行信号接收时刻“Z[u]#1”关联起来。在此，在下位网发送许可量W[u]和上行信号接收时刻Z[u]的每一个中个数不为1的情况下，将该个数的量的“W[u1]”或“Z[u]”保存在上述保存表中。
图11是示出本发明的第二实施方式中的对中继网请求量R[i]进行计算的顺序的一个例子的流程图。
即，图11是示出图4所示的步骤S205的细节的流程图。请求量决定部112按照每个下位装置14执行从步骤S702到步骤S705的处理（步骤S701）。
请求量决定部112参照在存储部113中存储的保存表，取得成为带宽分配的对象的时间带所包含的上行信号接收时刻Z[u]所对应的下位网发送许可量W[u]的信息（步骤S702）。
接着，请求量决定部112使下位装置14-i的中继网请求量R[i]为与上述取得的下位网发送许可量W[u]相等的值（步骤S703）。请求量决定部112在图5所示的保存表中将对应的下位网发送许可量W[u]重置为值0（步骤S704）。
然后，请求量决定部112将上行信号接收时刻Z[u]的信息向带宽分配部114发送。请求量决定部112将请求量决定部112部在计算处理中使用的上行信号接收时刻Z[u]（局部变量）重置为值0（步骤S705）。
请求量决定部112在未计算中继网请求量R[i]的下位装置14残留的情况下将处理返回到步骤S701。请求量决定部112在未计算中继网请求量R[i]的下位装置14未残留的情况下结束图11所示的处理（步骤S706）。
带宽分配部114基于从请求量决定部112接收的上行信号接收时刻Z[u]的信息来决定终端装置13的上行通信的发送开始时刻S[i, n]。
图12是示出本第二实施方式中的通信系统的工作的顺序的一个例子的顺序图。
步骤S801~步骤S808与图8所示的步骤S501~步骤S508同样，因此，对其以后的步骤进行说明。
请求量决定部112基于每个用户装置15的下位网发送许可量的信息来决定中继网请求量的信息。请求量决定部112将上行信号接收时刻Z[u]的信息向带宽分配部114发送（步骤S809）。
带宽分配部114基于上行信号接收时刻Z[u]，计算此次的分配的发送开始时刻S[i, n]和中继网发送许可量（步骤S810）。
步骤S811~步骤S814与图8所示的步骤S511~步骤S514同样。
终端装置13在当前时刻与发送开始时刻S[i, n]不相等的情况下根据所确定的带宽将上行通信的主信号向中继部12转送。在本实施方式中，发送开始时刻S[i, n]的精度高，因此，在终端装置13转送上行通信的信号之前的待机时间与图8所示的步骤S515相比较较短（步骤S815）。
步骤S816~步骤S818与图8所示的步骤S516~步骤S518同样。
如以上那样，第二实施方式的信息提取部111从用户装置15的上行通信的信息提取用户装置15的上行通信的发送被许可的信号的信息量的信息，基于信息提取部111从上位装置10接收到上行通信的信息的时刻和为了在终端站装置11与终端装置13之间传输信号而需要的时间（传输时间），计算终端装置13从用户装置15接收上行通信的信号的时刻。然后，请求量决定部112基于用户装置15的上行通信的发送被许可的信号的信息量和终端装置13从用户装置15接收上行通信的信号的时刻（到达时刻），决定终端装置13的上行通信所请求的带宽（中继网请求量）。
由此，第二实施方式的终端站装置11和带宽分配方法能够使发送开始时刻S[i,n]的决定精度提高。第二实施方式的终端站装置11和带宽分配方法能够基于精度高的发送开始时刻S[i, n]来缩短在终端装置13转送上行通信的信号之前的待机时间。
即，第二实施方式的终端站装置11基于终端装置13接收上行通信的信号的时刻（上行信号到达终端装置13的时刻）和在调度的信息中记载的下位网发送许可量，计算发送开始时刻S[i, n]和中继网发送许可量。
此外，第二实施方式的请求量决定部112针对对终端装置13在特定的时间带接收的上行通信的信号进行发送的用户装置15而使用户装置15的上行通信的发送被许可的信号的信息量为与用户装置15关联起来的终端装置13的上行通信所请求的带宽。
[第三实施方式]
在第三实施方式中，请求量决定部112对中继网请求量R[i]进行计算的处理与第二实施方式不同。在第三实施方式中，仅对与第二实施方式的不同点进行说明。
在第三实施方式中，终端站装置11也对从下位装置14向终端装置13的上行通信的信号的到达时刻即终端装置13接收上行通信的信号的时刻进行推测。该方面与上述第二实施方式同样。
因此，终端站装置11与第一实施方式相比较能够将上行通信的信号的转送进一步低延迟化。
在本第三实施方式中，说明上位装置10执行用户装置15的上行通信的调度（带宽分配）的时间间隔与终端站装置11的带宽分配部114计算中继网发送许可量的时间间隔相比较长的情况。
在该情况下，当进行与第二实施方式同样的处理时，在带宽分配部114计算中继网发送许可量的时间间隔内存在用户装置15不能发送与下位发送许可量对应的上行通信的信号的一部分的可能性。
图13是示出本第三实施方式中的对中继网请求量进行计算的顺序的一个例子的流程图。
即，图13是示出图4所示的步骤S205的细节的流程图。请求量决定部112按照每个下位装置14执行从步骤S902到步骤S906的处理（步骤S901）。步骤S902与图11所示的步骤S702同样。
接着，请求量决定部112选择下位网发送许可量W[u]、以及在带宽分配部114计算（带宽分配）中继网发送许可量的时间间隔内收容于下位装置14-i的用户装置15能够发送的最大量（可分配量）之中的、较小的一个。请求量决定部112使下位装置14-i的中继网请求量R[i]为与所选择的量相等的值（步骤S903）。
请求量决定部112使从在存储部113的保存表中存储的最近的下位网发送许可量W[u]减去中继网请求量R[i]后的值作为新的下位网发送许可量W[u]存储在该保存表中（步骤S904）。请求量决定部112判定新的下位网发送许可量W[u]是否为值0（步骤S905）。
在新的下位网发送许可量W[u]不为值0的情况即新的下位网发送许可量W[u]比值0大的情况下（步骤S905：否），请求量决定部112将处理前进到步骤S907。在该情况下，从下位装置14向终端装置13的上行通信的信号也在带宽分配部114下次计算中继网发送许可量的时间间隔内到达。
在新的下位网发送许可量W[u]为值0的情况下（步骤S905：是），请求量决定部112将下位装置14-i的上行信号接收时刻Z[u]重置为值0（步骤S906）。
请求量决定部112在未计算中继网请求量R[i]的下位装置14残留的情况下将处理返回到步骤S901。请求量决定部112在未计算中继网请求量R[i]的下位装置14未残留的情况下结束图13所示的处理（步骤S907）。
如以上那样，第三实施方式的请求量决定部112选择下位网发送许可量W[u]、以及在带宽分配部114计算（带宽分配）中继网发送许可量的时间间隔内用户装置15能够发送的最大量（可分配量）之中较小的一个。请求量决定部112使下位装置14-i的中继网请求量R[i]为与所选择的量相等的值。
由此，第三实施方式的终端站装置11和带宽分配方法即使在上位装置10执行用户装置15的上行通信的调度（带宽分配）的时间间隔与终端站装置11的带宽分配部114计算中继网发送许可量的时间间隔相比较长的情况下也能够使发送开始时刻S[i, n]的决定精度提高。
即，根据第三实施方式的终端站装置11和带宽分配方法，即使在上位装置10执行用户装置15的上行通信的调度（带宽分配）的时间间隔与终端站装置11的带宽分配部114计算中继网发送许可量的时间间隔相比较长的情况下，也能够基于精度高的发送开始时刻S[i, n]来缩短在终端装置13转送上行通信的信号之前的待机时间。
[第四实施方式]
在第四实施方式中，请求量决定部112对中继网请求量R[i]进行计算的处理与第二、第三实施方式不同。在第四实施方式中，仅对其不同点进行说明。
在第四实施方式中，终端站装置11也对从下位装置14向终端装置13的上行通信的信号的到达时刻即终端装置13接收上行通信的信号的时刻进行推测。
因此，终端站装置11与第一实施方式相比较能够将上行通信的信号的转送进一步低延迟化。
在本第四实施方式中，说明上位装置10执行用户装置15的上行通信的调度（带宽分配）的时间间隔与终端站装置11的带宽分配部114计算中继网发送许可量的时间间隔相比较短的情况。
在该情况下，在带宽分配部114计算中继网发送许可量的时间间隔内存在连接于同一终端装置13的多个用户装置15发送与下位发送许可量对应的上行通信的信号的可能性。
图14是示出本第四实施方式中的对中继网请求量进行计算的顺序的一个例子的流程图。
即，图14是示出图4所示的步骤S205的细节的流程图。请求量决定部112按照每个下位装置14执行从步骤S1002到步骤S1005的处理（步骤S1001）。步骤S1002与图11所示的步骤S702同样。
接着，请求量决定部112使下位装置14-i的中继网请求量R[i]为与收容于下位装置14-i的用户装置15的下位网发送许可量W[u]的合计值相等的值（步骤S1003）。请求量决定部112将在保存表中存储的下位网发送许可量W[u]重置为值0（步骤S1004）。进而，请求量决定部112将请求量决定部112部在计算处理中使用的中继网请求量R[u]（局部变量）重置为值0（步骤S1005）。
如以上那样，第四实施方式的请求量决定部112使下位装置14-i的中继网请求量R[i]为与上述的下位网发送许可量W[u]的合计值相等的值。由此，第四实施方式的终端站装置11和带宽分配方法即使在上位装置10执行用户装置15的上行通信的调度（带宽分配）的时间间隔与终端站装置11的带宽分配部114计算中继网发送许可量的时间间隔相比较短的情况下，也能够基于精度高的发送开始时刻S[i, n]来缩短在终端装置13转送上行通信的信号之前的待机时间。
也可以通过计算机实现上述的实施方式中的上位装置、终端站装置、终端装置、下位装置、用户装置、通信系统。在该情况下，将用于实现其功能的程序记录在计算机可读取的记录介质中，使计算机系统读入记录在该记录介质中的程序并执行，由此，也可以实现。
再有，在此所说的“计算机系统”是指包含OS或周围设备等硬件。此外，“计算机可读取的记录介质”是指软盘、光磁盘、ROM、CD-ROM等可移动介质、内置在计算机系统中的硬盘等存储装置。
进而，“计算机可读取的记录介质”是指还可以包含像经由因特网等网络或电话线路等通信线路来发送程序的情况下的通信线那样在短时间的期间动态地保持程序的记录介质、像该情况下的成为服务器或客户端的计算机系统内部的易失性存储器那样将程序保持固定时间的记录介质。
此外，上述程序可以是用于实现前述的功能的一部分的程序，进而，也可以是能够以与已经记录在计算机系统中的程序的组合来实现前述的功能的程序，也可以是使用FPGA（Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）等可编程逻辑器件来实现的程序。
以上，参照附图详细地描述了本发明的实施方式，但是，具体的结构并不限于本实施方式，也包含不偏离本发明的主旨的范围的设计等。
产业上的可利用性
根据本发明的终端站装置和带宽分配方法，能够使将下位装置与用户装置一对多地连接的通信系统的带宽的利用效率提高。
附图标记的说明
1…通信系统
10…上位装置
11…终端站装置
12…中继部
13…终端装置
14…下位装置
15…用户装置
20…上位网
30…中继网
40…下位网
110…上位通信部
111…信息提取部
112…请求量决定部
113…存储部
114…带宽分配部
115…下位通信部
120…光纤。

Claims (7)

1.一种终端站装置，在下位侧一对多地连接于终端装置，在上位侧一对一地连接有上位装置，所述终端装置与收容有多个用户装置的下位装置连接，其中，所述终端站装置具备：
信息提取部，从由所述上位装置通知的所述用户装置的上行通信的信息提取每个所述用户装置的上行通信的带宽的分配的信息；
存储部，将与所述终端装置连接的所述下位装置的识别信息和多个所述用户装置的识别信息关联起来存储；
请求量决定部，基于每个所述用户装置的上行通信的带宽的分配的信息、所述下位装置的识别信息和多个所述用户装置的识别信息，决定所述终端装置的上行通信所请求的带宽；以及
带宽分配部，基于所述终端装置的上行通信所请求的带宽，将所述终端装置的上行通信的开始时刻和所述终端装置的上行通信的发送被许可的信号的信息量分配给所述终端装置。
2.根据权利要求1所述的终端站装置，其中，
还具备通信部，所述通信部从所述终端装置接收在所述终端装置的下位连接的所述下位装置的识别信息，
所述信息提取部从由所述上位装置通知的所述用户装置的上行通信的信息提取表示所述上位装置与所述下位装置关联的信息，
所述存储部将与所述终端装置连接的所述下位装置的识别信息、表示所述上位装置与所述下位装置关联的信息和多个所述用户装置的识别信息关联起来存储。
3.根据权利要求1所述的终端站装置，其中，
所述信息提取部从所述用户装置的上行通信的信息提取所述用户装置的上行通信的发送被许可的信号的信息量的信息，基于所述信息提取部从所述上位装置接收到所述上行通信的信息的时刻和为了在所述终端站装置与所述终端装置之间传输信号而需要的时间，计算所述终端装置从所述用户装置接收上行通信的信号的时刻，
所述请求量决定部基于所述用户装置的上行通信的发送被许可的信号的信息量和所述终端装置从所述用户装置接收上行通信的信号的时刻，决定所述终端装置的上行通信所请求的带宽。
4.根据权利要求1所述的终端站装置，其中，所述请求量决定部使按照与所述用户装置关联起来的所述终端装置的每一个将所述用户装置的上行通信的发送被许可的信号的信息量合计后的结果为所述终端装置的上行通信所请求的带宽。
5.根据权利要求1所述的终端站装置，其中，所述请求量决定部针对对所述终端装置在特定的时间带接收的上行通信的信号进行发送的所述用户装置而使按照与所述用户装置关联起来的所述终端装置的每一个将所述用户装置的上行通信的发送被许可的信号的信息量合计后的结果为所述终端装置的上行通信所请求的带宽。
6.根据权利要求1所述的终端站装置，其中，所述带宽分配部对所述终端装置的上行通信所请求的带宽进行分割，将所述终端装置的上行通信的开始时刻和所述终端装置的上行通信的发送被许可的信号的信息量分为多次分配给所述终端装置。
7.一种带宽分配方法，所述方法是终端站装置中的带宽分配方法，所述终端站装置在下位侧一对多地连接于终端装置而在上位侧一对一地连接有上位装置，所述终端装置与收容有多个用户装置的下位装置连接，其中，所述方法具有：
从由所述上位装置通知的所述用户装置的上行通信的信息提取每个所述用户装置的上行通信的带宽的分配的信息的步骤；
将与所述终端装置连接的所述下位装置的识别信息和多个所述用户装置的识别信息关联起来存储并且基于每个所述用户装置的上行通信的带宽的分配的信息、所述下位装置的识别信息和多个所述用户装置的识别信息来决定所述终端装置的上行通信所请求的带宽的步骤；以及
基于所述终端装置的上行通信所请求的带宽来将所述终端装置的上行通信的开始时刻和所述终端装置的上行通信的发送被许可的信号的信息量分配给所述终端装置的步骤。
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