CN113242576A - 带宽分配装置和带宽分配方法 - Google Patents

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Abstract

带宽分配装置具备：业务信息取得部，按与各终端装置连接的每个下位装置取得示出下位装置经由终端装置进行的通信的业务的业务信息；业务前头位置检测部，基于业务信息来检测突发业务的前头定时；业务信息提取部，从按每个下位装置取得的业务信息中提取多个业务分配周期每一个的业务量的信息；业务量估计部，按每个下位装置基于业务信息提取部提取的业务量的信息来计算业务分配周期中的业务量的平均值；以及带宽分配部，将业务前头位置检测部检测到的前头定时作为带宽分配周期的前头的定时，从带宽分配周期的前头起将作为基于业务量估计部计算的平均值的分配带宽的第一带宽分配给终端装置。

Description

带宽分配装置和带宽分配方法
技术领域
本发明涉及带宽分配装置和带宽分配方法。
本申请基于在2017年2月13日向日本申请的日本特愿2017-024284号要求优先权，将其内容援引于此。
背景技术
存在将无线基站的天线部（RRH：Remote Radio Head，远程无线电头端）和信号处理部（BBU：Baseband Unit，基带单元）分离的无线通信系统。在该无线通信系统中，RRH和BBU经由光装置和光纤而连结，该光区间称为移动前传（MFH）。图11是示出MFH的结构例的图。
近年，为了谋求MFH的低成本化，进行了使用TDM-PON（Time DivisionMultiplexing- Passive Optical Network，时分复用-无源光网络）系统（例如，参照非专利文献1）来收容RRH的讨论（例如，参照非专利文献2）。在TDM-PON系统中，在从光终端装置（ONU：Optical Network Unit，光网络单元）向光终端站装置（OLT：Optical LineTerminal，光线路终端）的信号发送中使用时分多址接入（TDMA：Time Division MultipleAccess）方式。提出了在使用TDM-PON来收容RRH时基于RRH和无线终端间的业务信息来估计转送到MFH的业务量而使从光终端站装置向光终端装置分配的带宽动态地变化的手法（例如，参照非专利文献2）。
图12是示出以往的终端站装置的结构的框图。
业务信息取得部按每个带宽分配周期取得上行信号或下行信号。在此，带宽分配周期是终端站装置（例如，OLT）向终端装置（例如，ONU）发送储存提供上行发送许可的信息的信号的周期。业务信息提取部按任意的每个周期划分并提取由业务信息取得部取得的业务量。将该划分的周期定义为业务周期。业务量估计部按每个业务周期计算该业务周期中包括的多个带宽分配周期中的业务量的平均值μ和标准偏差σ。
在与终端装置连接的RRH中，对如图13所示那样从无线终端送出的无线信号进行缓冲一定时间，成批地进行解调/解码工作。由此，从RRH来到终端装置（ONU）的信号为突发业务。该突发业务一边如图14所示那样保持称为TTI（Transmission Time Interval，传输时间间隔）的一定的时间间隔一边来到终端装置（ONU）。TTI表示无线调度的最小单位。TTI的时间长度与1个子帧长度相等。在LTE的情况下，无线调度的周期为1ms，因此，1TTI为1ms。在作为将来移动接入的第五代移动通信系统（5G）中讨论了TTI的缩短。
业务前头位置检测部参照从业务信息取得部转送的业务信息来检测各突发业务的前头位置。业务前头位置检测部向带宽分配量计算部送出检测到的前头位置的信息。带宽分配量计算部基于从业务量估计部和业务前头位置检测部的每一个转送的信息来计算带宽分配量和分配定时。在图15中示出了带宽分配量计算部中的根据以往技术的分配方式。带宽分配量计算部如式（1）所示从TTI的前头位置开始带宽分配，基于平均值μ和标准偏差σ来决定各终端装置的带宽分配量B。
[数式1]
Figure 692547DEST_PATH_IMAGE001
。
在此，n是通过危险率计算的常数。再有，在第i个得到发送许可的终端装置为ONU＃i的情况下，分别将ONU＃i的带宽分配量B、平均值μ、标准偏差σ记载为带宽分配量B（i）、平均值μ（i）、标准偏差σ（i）。此外，图16是示出以往技术的带宽分配量计算部中的带宽分配处理的流程图。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1：“ＮＴＴ技術ジャーナル，技術基礎講座［ＧＥ－ＰＯＮ技術］，第１回 ＰＯＮとは”，［online］，2005年，日本电信电话株式会社，［平成27年5月21日检索］，因特网<URL http://www.ntt.co.jp/journal/0508/files/jn200508071.pdf>
非专利文献2：T. Kobayashi, H. Ou, D. Hisano, T. Shimada, J. Terada andA. Otaka, "Bandwidth Allocation scheme based on Simple Statistical TrafficAnalysis for TDM-PONbased Mobile Fronthaul," in Proc. of OFC2016, paperW3C.7, 2016。
发明内容
发明要解决的课题
在TDM-PON中，在连接了多个ONU的情况下，在带宽分配周期内，OLT向各ONU按顺序提供发送许可。因此，在第N个以后得到发送许可的ONU＃N在第1～（N-1）个得到发送许可的ONU＃1～ONU＃（N-1）发送完信号以前为待机状态。该待机时间越长，越成为延迟的原因。
在应用以往的带宽分配的情况下，针对发生的业务，较长地取发送许可时间。例如，在上行信号的平均吞吐量μ为100Mbps（兆位每秒）、标准偏差σ为20Mbps、常数n=6时，通过式（1），分配带宽为B=100+6×20=220Mbps。可是，当考虑业务的发生分布集中在平均吞吐量附近时，为了应对突发地增加的业务而分配120Mpbs。接着，在得到发送机会的ONU中，为发送待机状态，直到该220Mbps的带宽分配完成。
此外，在进行带宽分配工作时，有存在新进行连接请求的ONU的可能性。在TDM-PON中，按每一定时间设置称为激活窗口的窗口。在设置激活窗口的期间内，新连接的ONU可能向OLT发送认证请求用的信号。为了防止为了该认证而发送的信号与已连接ONU的信号的冲突，在激活窗口的期间中停止带宽分配。因此，在已连接ONU中，以激活窗口的期间瞬间地产生延迟。
鉴于上述事情，本发明的目的在于，提供能够以减少延迟的方式向通过时分多址接入与终端站装置连接的终端装置分配带宽的带宽分配装置和带宽分配方法。
用于解决课题的方案
本发明的第1方式中的带宽分配装置具备：业务信息取得部，按与各终端装置连接的每个下位装置取得示出所述下位装置经由所述终端装置进行的通信的业务的业务信息；业务前头位置检测部，基于所述业务信息来检测突发业务的前头定时；业务信息提取部，从按每个所述下位装置取得的所述业务信息中提取多个业务分配周期每一个的业务量的信息；业务量估计部，按每个所述下位装置基于所述业务信息提取部提取的所述业务量的信息来计算所述业务分配周期中的业务量的平均值；以及带宽分配部，将所述业务前头位置检测部检测到的所述前头定时作为带宽分配周期的前头的定时，从所述带宽分配周期的前头起将作为基于所述业务量估计部计算的所述平均值的分配带宽的第一带宽分配给所述终端装置。
根据本发明的第2方式，在第1方式的带宽分配装置中，所述业务量估计部按每个所述下位装置基于所述业务信息提取部提取的所述业务量的信息来计算所述业务分配周期中的业务量的标准偏差；所述带宽分配部在所述第一带宽的分配结束后将作为基于所述业务量估计部计算的所述标准偏差的分配带宽的第二带宽分配给所述终端装置，在作为从所述第二带宽的分配结束到所述带宽分配周期的结束为止的期间的剩余带宽分配期间内将从在所述带宽分配周期内可分配的带宽中除去所述第一带宽和所述第二带宽的剩余带宽分配给所述终端装置。
根据本发明的第3方式，在第2方式的带宽分配装置中，所述带宽分配部依照所述终端装置每一个中的所述平均值与全部的所述终端装置中的所述平均值的合计的比率来计算分配给该终端装置的所述第一带宽；依照所述终端装置每一个中的所述标准偏差与全部的所述终端装置中的所述标准偏差的合计的比率来计算分配给该终端装置的所述第二带宽。
根据本发明的第4方式，在第2或第3方式的带宽分配装置中，还具备新连接终端装置认证部，所述新连接终端装置认证部在所述剩余带宽分配期间内设定用于检测新连接的终端装置的认证期间，所述带宽分配部在从所述新连接终端装置认证部通知的所述认证期间内不向所述终端装置分配带宽。
根据本发明的第5方式，在第2或第3方式的带宽分配装置中，还具备业务过多判定处理部，所述业务过多判定处理部在使用所述第二带宽从所述终端装置发送的上行信号的业务量超过阈值的情况下，对所述带宽分配部指示带宽分配的重做。
根据本发明的第6方式，在第2或第3方式的带宽分配装置中，还具备业务过多判定处理部，所述业务过多判定处理部在从所述终端装置发送使用所述剩余带宽的上行信号的情况下，对所述带宽分配部指示带宽分配的重做。
根据本发明的第7方式，在第1方式的带宽分配装置中，所述带宽分配部按每个所述下位装置将所述平均值与所述业务量估计部计算的所述平均值的总和之比乘以向所述下位装置可分配的带宽来计算带宽；所述带宽分配部对计算的所述带宽超过第1阈值的所述下位装置分配所述第1阈值所示的带宽，对计算的所述带宽为所述第1阈值以下的所述下位装置均等配给所述可分配的带宽之中的未分配的带宽。
根据本发明的第8方式，在第7方式的带宽分配装置中，所述带宽分配部对计算的所述带宽超过所述第1阈值的所述下位装置分配所述第1阈值所示的带宽，对计算的所述带宽为所述第1阈值以下并且为比所述第1阈值小的第2阈值以上的所述下位装置分配所述第2阈值所示的带宽，对计算的所述带宽为所述第2阈值以下的所述下位装置均等配给所述可分配的带宽之中的未分配的带宽。
根据本发明的第9方式，带宽分配装置进行的带宽分配方法具有：按与各终端装置连接的每个下位装置取得示出所述下位装置经由所述终端装置进行的通信的业务的业务信息的业务信息取得步骤；基于所述业务信息来检测突发业务的前头定时的业务前头位置检测步骤；从按每个所述下位装置取得的所述业务信息中提取多个业务分配周期每一个的业务量的信息的业务信息提取步骤；按每个所述下位装置基于提取的所述业务量的信息来计算所述业务分配周期中的业务量的平均值的业务量估计步骤；以及将检测到的所述突发业务的所述前头定时作为带宽分配周期的前头的定时并且从所述带宽分配周期的前头起将作为基于计算的所述平均值的分配带宽的第一带宽分配给所述终端装置的带宽分配步骤。
发明效果
根据本发明，能够以减少延迟的方式向通过时分多址接入与终端站装置连接的终端装置分配带宽。
附图说明
图1是示出根据本发明的第1实施方式的接入网络系统的结构的图。
图2是示出根据第1实施方式的终端站装置的结构的功能框图。
图3是示出根据第1实施方式的终端站装置的带宽分配处理的流程图。
图4是示出根据第1实施方式的向终端装置的带宽分配的图。
图5是示出根据第2实施方式的终端站装置的结构的功能框图。
图6是示出根据第3实施方式的终端站装置的结构的功能框图。
图7是示出根据第7实施方式的终端站装置的结构的功能框图。
图8是示出根据第7实施方式的终端站装置的带宽分配处理的流程图。
图9是示出根据第8实施方式的终端站装置的结构的功能框图。
图10是示出第8实施方式的终端站装置的带宽分配处理的流程图。
图11是示出以往技术的MFH的结构例的图。
图12是示出以往技术的终端站装置的结构的图。
图13是示出发生突发信号的业务模型的例子的图。
图14是示出在MFH流动的业务的例子的图。
图15是示出根据以往技术的向终端装置的带宽分配的图。
图16是示出根据以往技术的终端站装置的带宽分配处理的流程图。
具体实施方式
以下，一边参照附图一边详细地说明本发明的实施方式。
［第1实施方式］
图1是示出第1实施方式的接入网络系统8的结构的图。接入网络系统8是具有终端站装置1、终端装置2和光分离器3的中继传送系统收容具有上位装置5和下位装置6的通信系统的结构。收容通信系统是指中继通信系统中的通信。
中继传送系统例如是PON（无源光网络）系统等光中继传送系统。在中继传送系统为PON系统的情况下，终端站装置1是光终端站装置（OLT），终端装置2是光终端装置（ONU）。从终端站装置1到终端装置2的方向是下行，从终端装置2到终端站装置1的方向是上行。光分离器3将从终端站装置1通过1个光纤41传送的TDM（时分复用）的光信号配给到与多个终端装置2每一个连接的光纤42。此外，光分离器3对从与多个终端装置2每一个连接的光纤42传送的TDMA（时分多址接入）方式的光信号进行合波，并输出到光纤41。终端站装置1具有作为向各终端装置2分配带宽的带宽分配装置的功能，执行带宽分配方法。
通信系统例如是移动网络。在通信系统为移动网络的情况下，上位装置5是无线基站的信号处理部（BBU），下位装置6是无线基站的天线部（RRH）。RRH通过TDD方式与移动无线终端无线通信。再有，中继传送系统能收容多个通信系统。
图2是示出终端站装置1的结构的功能框图，仅提取并示出了与第1实施方式有关的功能块。终端站装置1具备上位收发功能部11、下位收发功能部12、业务信息取得部13、业务信息提取部14、业务量估计部15、业务前头位置检测部16和带宽分配量计算部17。上位收发功能部11、下位收发功能部12、业务信息取得部13、业务信息提取部14、业务量估计部15和业务前头位置检测部16的功能与图12所示的以往的终端站装置同样。
上位收发功能部11是担负与上位装置5之间的数据的收发的接口。上位收发功能部11将从上位装置5接收的给下位装置6的下行信号输出到下位收发功能部12。此外，上位收发功能部11将从下位收发功能部12接收的从下位装置6给上位装置5的上行信号发送到上位装置5。
下位收发功能部12是担负与终端装置2之间的数据的收发的接口。下位收发功能部12将从上位收发功能部11输出的下行信号或从带宽分配量计算部17输出的控制信号从电气信号变换为光信号，并将光信号输出到终端装置2。此外，下位收发功能部12将从终端装置2接收的上行信号从光信号变换为电气信号，并将电气信号输出到上位收发功能部11。下位收发功能部12输出到上位收发功能部11的电气信号包括从下位装置6给上位装置5的上行信号。进而，下位收发功能部12将变换为电气信号的上行信号转送到业务信息取得部13。下位收发功能部12可以仅将上行信号之中的上行的主信号输出到业务信息取得部13。
业务信息取得部13按每个带宽分配周期取得来自各终端装置2的上行信号，存储示出取得的每个带宽分配周期的上行信号的业务量的业务信息。带宽分配周期是发送储存了终端站装置1向终端装置2提供上行发送许可的信息的信号的周期。
业务信息提取部14按每个任意的周期划分并提取由业务信息取得部13取得的业务信息。关于任意的周期，既可以将N秒业务均等地分割为M个分割并将N/M作为1个周期，也可以将N秒业务不是均等而是以如M1、M2、…、Mi那样不同的时间长度划分并将每一个作为1个周期。该划分的周期为业务周期。在1个业务周期中包括多个带宽分配周期。业务信息提取部14将提取的每个业务周期的业务信息转送到业务量估计部15。
业务量估计部15针对各终端装置2按每个业务周期从业务信息中取得业务周期中包括的多个带宽分配周期每一个的业务量，计算那些业务量的平均值μ和标准偏差σ。业务量估计部15将各终端装置2的每个业务周期的业务量的平均值μ和标准偏差σ的计算结果转送到带宽分配量计算部17。
业务前头位置检测部16检测各突发业务的前头位置，将示出检测到的前头位置的信息输出到带宽分配量计算部17。突发业务的前头位置例如相当于TTI的前头。带宽分配量计算部17基于从业务量估计部15和业务前头位置检测部16的每一个转送的信息来计算带宽分配周期中的各终端装置2的带宽分配量和分配定时。
图3是示出终端站装置1的工作的处理流程。
首先，终端站装置1的带宽分配量计算部17为了业务收集而以各DBA（DynamicBandwidth Allocation：动态带宽分配）周期固定地向各终端装置2分配带宽。DBA周期是向终端装置2进行带宽分配的周期。下位收发功能部12向各终端装置2通知带宽分配量计算部17分配而作为各DBA周期的分配带宽的固定的带宽。各终端装置2依照所分配的固定的带宽将从下位装置6接收的上行数据发送到终端站装置1（步骤S105）。终端站装置1的业务信息取得部13按每个带宽分配周期遍及多个周期取得下位收发功能部12接收到的上行信号，并将按每个终端装置2取得的上行信号的业务量存储为业务信息（步骤S110）。
在业务监视期间结束后，业务前头位置检测部16参照业务信息来检测各突发业务的前头位置，并将示出检测到的前头位置的信息输出到带宽分配量计算部17（步骤S115）。业务信息提取部14按每个业务周期提取由业务信息取得部13取得的业务信息，将提取的业务信息转送到业务量估计部15。业务量估计部15基于从业务信息提取部14转送的业务信息按每个业务周期计算各终端装置2的DBA周期中的业务量的平均值μ和标准偏差σ，并将计算结果转送到带宽分配量计算部17（步骤S120）。
带宽分配量计算部17按每个带宽分配周期进行以下的步骤S125～步骤S150的处理。
带宽分配量计算部17从业务量估计部15读入与进行带宽分配的对象的带宽分配周期对应的业务周期中的各终端装置2的业务量的平均值μ和标准偏差σ（步骤S125）。带宽分配量计算部17向各终端装置2先行分配如式（2）所示那样基于业务量的平均值μ的带宽Bavg（步骤S130）。再有，上标的（i）表示连接到终端站装置1的多个终端装置2之中的第i个终端装置2。在步骤S125中使用的业务周期例如是对象的带宽分配周期的稍前的规定数的业务周期。
[数式2]
Figure 812950DEST_PATH_IMAGE002
。
图4是示出向各终端装置2的带宽分配的图。如图4所示，在带宽分配对象的终端装置2为3个ONU＃1～ONU＃3的情况下，带宽分配量计算部17从DBA周期的前头起按顺序分别向ONU＃1～ONU＃3分配带宽Bavg （1）～Bavg （3）。
带宽分配量计算部17当完成对全部的终端装置2基于式（2）的平均值基础的带宽Bavg的分配时（步骤S135），按顺序向各终端装置2分配如式（3）所示那样使用业务量的标准偏差σ的方差值基础的带宽Bvar（步骤S140）。再有，n是通过危险率计算的常数，危险率越低，n的值越大。
[数式3]
Figure 592687DEST_PATH_IMAGE003
。
在图4所示的带宽分配中，在分别向3个ONU＃1～ONU＃3分配了带宽Bavg （1）～Bavg （3）后，分配方差值基础的带宽Bvar （1）～Bvar （3）。再有，还能够进一步分割基于这些式（2）、式（3）的带宽分配。
带宽分配量计算部17在完成对全部的终端装置2基于式（2）的带宽Bvar的分配后（步骤S145），向终端装置2分配DBA周期中的剩余带宽Bsurplus。业务量估计部15通过式（4）计算剩余带宽Bsurplus。
[数式4]
Figure 863262DEST_PATH_IMAGE004
。
在此，Ball是指在TDM-PON中在DBA周期内可使用的全带宽。例如，在10G-PON中，在不考虑开销的情况下，Ball是10Gbps（千兆位每秒）。
带宽分配量计算部17使用业务量估计部15计算的剩余带宽Bsurplus向各终端装置2分配带宽（步骤S150）。在剩余带宽Bsurplus的分配中，既可以向各终端装置2均等地进行固定带宽分配，也能够按每个终端装置2以优先级等种类变更带宽分配量。剩余带宽Bsurplus除了被分配给各终端装置2之外还可以用作用于收容其他服务的带宽。在剩余带宽Bsurplus期间内终端站装置1和各终端装置2还能够进行休眠工作。在图4所示的带宽分配中，在从方差值基础的带宽Bvar的带宽分配结束到DBA周期的结束为止的期间内分别向各ONU＃1～ONU＃3分配配给了剩余带宽Bsurplus的带宽b（1）～b（3）。
再有，进行利用式（2）～式（4）的向终端装置2的带宽分配的顺序也可以不相同。带宽分配量计算部17进行基于按每个终端装置2计算的业务量的平均值μ的带宽分配和基于按每个终端装置2计算的业务量的标准偏差σ的带宽分配。终端站装置1通过按顺序进行这些分配，从而能够减少各终端装置2得到通信机会以前的待机时间（通信延迟）。
［第2实施方式］
在第1实施方式中，终端站装置1向各终端装置配给在分配了平均值基础的带宽和方差值基础的带宽后未向任一个终端装置分配的剩余带宽。在第2实施方式中，在新连接的终端装置向终端站装置送出用于请求认证的信号的激活窗口中使用剩余带宽或方差值基础的分配带宽和剩余带宽。像这样，第2实施方式的终端站装置通过仅在通过第1实施方式中示出的式（3）或式（4）分配带宽的期间内设置激活窗口，从而能够减少对已经连接的终端装置造成的延迟的影响。
第2实施方式的终端站装置基于上行业务信息来计算业务量的平均值和标准偏差，使用这些来进行各终端装置的带宽分配量的估计。因此，使用通过式（4）计算的剩余带宽Bsurplus而分配的带宽本质上是未使用的带宽。因此，即使在该期间内设置激活窗口，也没有对移动系统造成的延迟的影响。
图5是示出第2实施方式的终端站装置1a的结构的框图。在图5中，对与图2所示的根据第1实施方式的终端站装置1相同的部分标注相同的符号，省略其说明。图5所示的终端站装置1与第1实施方式的终端站装置1不同之处在于还具备新连接终端装置认证部18。新连接终端装置认证部18从业务量估计部15或带宽分配量计算部17取得进行使用第1实施方式中示出的式（4）的带宽分配的期间。新连接终端装置认证部18将仅在该期间设置激活窗口通知到带宽分配量计算部17。带宽分配量计算部17以在进行第1实施方式中示出的式（4）的带宽分配的期间之中的、从新连接终端装置认证部18通知的期间内不向终端装置2分配带宽的方式设置激活窗口。
新连接终端装置认证部18还可以将进一步取得进行使用式（3）的带宽分配的期间并在该期间内设置激活窗口通知到带宽分配量计算部17。带宽分配量计算部17以在进行第1实施方式中示出的式（3）的带宽分配的期间之中的、从新连接终端装置认证部18通知的期间内不向终端装置2分配带宽的方式在该期间内设置激活窗口。
终端站装置1a在各终端装置2发送上行信号的可能性较低的期间内设置激活窗口。通过像这样设置激活窗口，能够抑制新连接的终端装置的认证相关的信号与各终端装置2的上行信号冲突的可能性，从而能够减少上行信号的传送的延迟。
［第3实施方式］
在第3实施方式中，终端站装置在从终端装置产生大幅度大于估计结果的业务的情况下进行带宽分配量的修正。
图6是示出第3实施方式的终端站装置1b的结构的框图。在图6中，对与图2所示的根据第1实施方式的终端站装置1相同的部分标注相同的符号，省略其说明。图6所示的终端站装置1b与第1实施方式的终端站装置1不同之处在于还具备业务判定时间阈值处理部19。
在业务判定时间阈值处理部19中设定任意的时间阈值tth。在终端站装置1接收到通过基于式（3）进行的带宽分配而发送的上行信号时，业务信息取得部13向业务判定时间阈值处理部19通知上行信号的数据量。业务判定时间阈值处理部19将上行信号的数据量和时间阈值tth进行比较，在判断为上行信号的数据量超过时间阈值tth的情况下对带宽分配量计算部17指示向固定带宽分配的重置。例如，在业务信息取得部13以规定的监视周期进行业务的监视的情况下，业务判定时间阈值处理部19能够将以监视周期的次数表示的上行信号的数据量与时间阈值进行比较。或者，业务判定时间阈值处理部19可以将从业务信息取得部13通知的上行信号的数据量变换为上行信号的接收时间来与时间阈值tth进行比较。此外，或者，业务判定时间阈值处理部19可以将时间阈值tth变换为在与该时间阈值tth相同的时间内可接收的数据量，并将可接收的数据量与从业务信息取得部13通知的上行信号的数据量进行比较。
带宽分配量计算部17当从业务判定时间阈值处理部19接受到该指示时，对各终端装置2进行固定带宽分配。由此，进行图3的从步骤S105起的处理，对各终端装置2再次进行带宽分配。通过进行带宽分配，终端站装置1b能进行与各终端装置2的上行信号的业务量的变化对应的带宽分配，从而能够减少上行信号的传送的延迟。
［第4实施方式］
在第4实施方式中，与第2实施方式不同，终端站装置接收通过基于式（4）进行的带宽分配而发送的上行信号。第1实施方式的终端站装置基于上行业务信息来计算业务量的平均值和标准偏差，利用该平均值和标准偏差来进行带宽分配量的估计。因此，基于式（4）而分配的带宽本质上是未使用的带宽。因此，通过基于式（4）的带宽分配来发送上行信号符合产生大幅度大于估计结果的业务的情况。第4实施方式的终端站装置在接收到在基于式（4）进行的带宽分配中从终端装置发送的上行信号的情况下，开始图3的从步骤S105起的处理，重置为固定带宽分配而进行再估计。
第4实施方式的终端站装置与第3实施方式的终端站装置1b同样，能进行与各终端装置2的上行信号的业务量的变化对应的带宽分配，从而能够减少上行信号的传送的延迟。
［第5实施方式］
在第1实施方式～第4实施方式中，终端站装置取得上行信号的业务来估计业务信息，基于业务信息来进行带宽分配。第5实施方式的终端站装置可以代替上行业务而取得仅下行业务或上下行业务两方，使用取得的业务信息来进行与第1实施方式～第4实施方式同样的处理。在上行信号的业务量与下行信号的业务量处于比例关系的情况下，第5实施方式的终端站装置也与第1～第4实施方式的终端站装置同样能够进行减少延迟的带宽分配。
［第6实施方式］
在中继传送系统收容多个RRH的情况下，终端站装置按与RRH连接的每个终端装置进行业务量估计，进行上述的第1实施方式～第5实施方式，由此，能够提高带宽削减效果。此外，TTI的前头因RRH而异，因此，能够通过个别地进行提取来对应。终端站装置能够通过进行与各RRH的TTI周期同步的带宽分配来减少从RRH（下位装置）向BBU（上位装置）的延迟。
［第7实施方式］
第7实施方式的利用平均值基础的带宽分配量和利用方差值基础的带宽分配量的计算方法与第1实施方式不同。
图7是示出第7实施方式的终端站装置1c的结构的框图。在图7中，对与图2所示的根据第1实施方式的终端站装置1相同的部分标注相同的符号，省略其说明。图7所示的终端站装置1c与第1实施方式的终端站装置1不同之处在于代替带宽分配量计算部17而具备带宽分配量计算部17c。参照图8所示的处理流程来说明带宽分配量计算部17c的工作。
图8是示出终端站装置1c的工作的处理流程。在图8中，对与图3所示的第1实施方式的终端站装置1进行的处理相同的处理标注相同的符号，省略详细的说明。终端站装置1c与第1实施方式的终端站装置1同样地进行步骤S105～步骤S120的处理。
带宽分配量计算部17c按每个带宽分配周期进行以下的步骤S125～步骤S150的处理。
在带宽分配周期内，带宽分配量计算部17c从业务量估计部15读入与进行带宽分配的对象的带宽分配周期对应的业务周期中的各终端装置2的业务量的平均值μ和标准偏差σ（步骤S125）。带宽分配量计算部17c向各终端装置2如式（5）所示那样先行分配带宽Bavg （i）（步骤S130c）。
[数式5]
Figure 677635DEST_PATH_IMAGE005
。
与第1实施方式不同，带宽分配量计算部17c基于将带宽分配对象的终端装置2的业务量的平均值μ除以针对各终端装置2计算的业务量的全部平均值之和的比率来进行带宽分配。在此，B’avg （i）是针对第i个终端装置2的任意的带宽分配量，既可以针对全部的终端装置2相同，也可以在一部分或全部的终端装置2中不同。
带宽分配量计算部17c当完成对全部的终端装置2基于式（5）的平均值基础的带宽Bavg的分配时（步骤S135），按顺序向各终端装置2分配如式（6）所示那样使用业务量的标准偏差σ的方差值基础的带宽Bvar（步骤S140c）。
[数式6]
Figure 467474DEST_PATH_IMAGE006
。
在方差值基础的带宽Bvar中，带宽分配量计算部17c也与基于式（5）的带宽分配同样，基于将带宽分配对象的终端装置2的业务量的标准偏差σ除以针对各终端装置2计算的业务量的全部标准偏差之和的比率来进行带宽分配。在此，B’var （i）是针对第i个终端装置2的任意的带宽分配量，既可以针对全部的终端装置2相同，也可以在一部分或全部的终端装置2中不同。
带宽分配量计算部17c在完成对全部的终端装置2基于式（6）的带宽Bvar的分配后（步骤S145），与第1实施方式同样，向各终端装置2配给地分配基于式（4）计算的剩余带宽Bsurplus（步骤S150）。在剩余带宽Bsurplus的分配中，既可以向各终端装置2均等地进行固定带宽分配，也能够按每个终端装置2以优先级等种类变更带宽分配量。剩余带宽Bsurplus除了被分配给各终端装置2之外还可以用作用于收容其他服务的带宽。在剩余带宽Bsurplus期间内终端站装置1c和各终端装置2还能够进行休眠工作。再有，进行利用式（4）～式（6）的向终端装置2的带宽分配的顺序也可以不相同。
第7实施方式也能够与第1实施方式并用。即，可以是基于平均值的带宽分配依照第1实施方式的分配并且基于标准偏差的带宽分配依照第7实施方式的分配。或者，与此相反，可以是基于平均值的带宽分配依照第7实施方式的分配并且基于标准偏差的带宽分配依照第1实施方式的分配。终端站装置还能够以这样的组合实施带宽分配。终端站装置1c按顺序进行基于按每个终端装置2计算的业务量的平均值μ的带宽分配和基于按每个终端装置2计算的业务量的标准偏差σ的带宽分配这2个分配。通过这样的分配，与第1实施方式同样，能够减少各终端装置2得到通信机会以前的待机时间（通信延迟）。
［第8实施方式］
在第8实施方式中，带宽分配量的计算方法与第1至第7实施方式不同。图9是示出第8实施方式的终端站装置1d的结构的功能框图。在图9中，对图2所示的根据第1实施方式的终端站装置1相同的部分标注相同的符号，省略其说明。图9所示的终端站装置1d与第1实施方式的终端站装置1不同之处在于代替带宽分配量计算部17而具备带宽分配量计算部17d。参照图10所示的处理流程来说明带宽分配量计算部17d的工作。
图10是示出终端站装置1d的工作的处理流程。在图10中，对与图3所示的第1实施方式的终端站装置1进行的处理相同的处理标注相同的符号，省略详细的说明。终端站装置1d与终端站装置1同样地进行步骤S105～步骤S115的处理。
业务量估计部15基于由业务信息提取部14提取的业务信息来按每个终端装置2计算业务量的平均值μ（步骤S220）。业务量估计部15可以使用规定数的最近的业务周期中的业务量来按每个终端装置2计算平均值μ。
带宽分配量计算部17d按每个带宽分配周期进行以下的步骤S225～步骤S260的处理。
带宽分配量计算部17d从业务量估计部15读入各终端装置2的业务量的平均值μi（步骤S225）。带宽分配量计算部17d将如式（7）所示那样基于各终端装置2的平均值μi与终端装置2的平均值μi的总和之比的带宽Bi作为向各终端装置2的带宽分配量（步骤S230）。带宽分配量计算部17d如式（7）所示那样计算将在DBA周期内可使用的全带宽分配给各终端装置2的带宽Bi。将各终端装置2的平均值μi与平均值μi的总和之比乘以带宽Ball来计算带宽Bi。当在步骤S230中进行带宽分配量的计算时，剩余带宽Bsurplus初始化为零。
[数式7]
Figure 734507DEST_PATH_IMAGE007
。
带宽分配量计算部17d对连接到终端站装置1d的终端装置2每一个进行步骤S235～步骤S255的处理。
带宽分配量计算部17d判定分配给全部的终端装置2之中的第i个终端装置2的带宽Bi是否比预定的阈值Thupper大（步骤S235）。在带宽Bi比阈值Thupper大的情况下（步骤S235，是），带宽分配量计算部17d将分配给第i个终端装置2的带宽Bi变更为阈值Thupper，并将差分的带宽（Bi-Thupper）加到剩余带宽Bsurplus（步骤S240）。
在带宽Bi为阈值Thupper以下的情况下（步骤S235，否），带宽分配量计算部17d判定带宽Bi是否比预定的阈值Thlower大（步骤S245）。阈值Thlower比阈值Thupper小。在带宽Bi比阈值Thlower大的情况下（步骤S245，是），带宽分配量计算部17d将分配给第i个终端装置2的带宽Bi变更为阈值Thlower，并将差分的带宽（Bi-Thlower）加到剩余带宽Bsurplus（步骤S250）。
在带宽Bi为阈值Thlower以下的情况下（步骤S245，否），带宽分配量计算部17d使示出带宽Bi为阈值Thlower以下的终端装置2的数量的Nonu增加1，并将带宽Bi加到剩余带宽Bsurplus（步骤S255）。
带宽分配量计算部17d将分配给带宽Bi为阈值Thlower以下的Nonu个终端装置2每一个的带宽Bi变更为均等配给剩余带宽Bsurplus的带宽Bi=（Bsurplus/Nonu）（步骤S260）。即，带宽分配量计算部17d均等配给对超过阈值Thupper或阈值Thlower的带宽Bi的终端装置2分配的带宽以外的未分配带宽即剩余带宽Bsurplus。带宽分配量计算部17d将与终端装置2每一个对应的带宽Bi作为带宽分配量，从带宽分配周期的前头起按顺序分配。
终端站装置1d在进行了基于各终端装置2的业务量的平均值μ的临时的分配后，基于2个阈值Thupper、Thlower来对各终端装置2调整分配带宽。通过将超过阈值Thupper的分配带宽抑制为阈值Thupper，从而能够抑制带宽的分配偏向一部分的终端装置2。因此，终端站装置1d能够减少各终端装置2得到通信机会以前的待机时间（通信延迟）。
虽然说明了将在步骤S230中可使用的全带宽Ball基于平均值μ比例配给到各终端装置2的情况，但是，也可以采用分配各终端装置2的平均值μi的带宽Bi。带宽分配量计算部17d也可以使用1个或3个以上的阈值来进行分配带宽的调整。例如，在使用1个阈值来进行带宽分配的调整的情况下，带宽分配量计算部17在带宽Bi为阈值Thupper以下时（步骤S235，否），进行步骤S255的处理。
［第9实施方式］
在第8实施方式中，终端站装置1d取得上行信号的业务来估计业务信息，并基于业务信息来进行带宽分配。第9实施方式的终端站装置可以代替上行业务而取得仅下行业务或上下行业务两方，并使用取得的业务信息来进行与第8实施方式同样的处理。在上行信号的业务量和下行信号的业务量处于比例关系的情况下，第9实施方式的终端站装置也能够与第8实施方式的终端站装置同样地进行减少延迟的带宽分配。
［第10的实施方式］
在中继传送系统收容多个RRH的情况下，根据第8实施方式的终端站装置1d按与RRH连接的每个终端装置2进行业务量估计，对各终端装置2进行带宽分配，由此，能够提高带宽削减效果。此外，TTI的前头与RRH不同，因此，能够通过个别地进行提取来对应。终端站装置能够通过进行与各RRH的TTI周期同步的带宽分配来减少从RRH（下位装置）向BBU（上位装置）的延迟。
根据以上说明的实施方式，带宽分配装置具备业务信息取得部、业务前头位置检测部、业务信息提取部、业务量估计部和带宽分配部。带宽分配装置例如是终端站装置1、1a、1b、1c，但是也可以为与终端站装置连接的外部的装置，还可以通过终端站装置和外部的装置来实现带宽分配装置。
业务信息取得部按与终端装置连接的每个下位装置取得示出各下位装置经由终端装置进行的通信的业务量的业务信息。业务前头位置检测部基于业务信息来检测突发业务的前头定时。业务信息提取部从按每个下位装置收集的业务信息中提取多个业务分配周期每一个的业务量的信息。业务量估计部按每个下位装置基于业务信息提取部提取的业务量的信息来计算业务分配周期中的业务量的平均值和标准偏差。
带宽分配部例如是带宽分配量计算部17。带宽分配部将业务前头位置检测部检测到的前头定时作为带宽分配周期的前头的定时，从带宽分配周期的前头起将作为基于业务量的平均值的分配带宽的第一带宽分配给终端装置。第一带宽例如通过式（2）计算。带宽分配部在向全部的终端装置的第一带宽的分配结束后将作为基于业务量的标准偏差的分配带宽的第二带宽分配给终端装置。第二带宽例如通过式（3）计算。带宽分配部在作为从向全部的终端装置的第二带宽的分配结束到带宽分配周期的结束为止的期间的剩余带宽分配期间内向各终端装置配给地分配从在带宽分配周期中可分配的带宽除去分配完毕的第一带宽和第二带宽的剩余带宽。
再有，带宽分配部可以如式（5）所示依照带宽分配对象的终端装置中的业务量的平均值与全部的终端装置中的业务量的平均值的合计的比率来计算第一带宽。此外，带宽分配部可以如式（6）所示依照带宽分配对象的终端装置中的业务量的标准偏差与全部的终端装置中的业务量的标准偏差的合计的比率来计算第二带宽。
带宽分配装置还可以具备新连接终端装置认证部，其在剩余带宽分配期间设定用于检测新连接的终端装置的认证期间。带宽分配部在从新连接终端装置认证部通知的认证期间内不向终端装置分配带宽。
此外，带宽分配装置还可以具有业务过多判定处理部。业务过多判定处理部例如是业务判定时间阈值处理部19。业务过多判定处理部在使用第二带宽从终端装置发送的上行信号的业务量超过阈值的情况下判别为业务量的异常过多，对带宽分配部指示带宽分配的重做。或者，在从终端装置发送使用剩余带宽的上行信号的情况下判别为业务量的异常过多，对带宽分配部指示带宽分配的重做。
根据以上说明的实施方式，在带宽分配周期内向各终端装置进行带宽分配时，将基于平均值的分配和基于标准偏差的分配的期间分离。能够通过先行地进行基于平均值进行的带宽分配来减少各终端站装置中的待机时间。
可以通过计算机来实现上述的实施方式中的终端站装置1、1a、1b、1c、1d的功能。在该情况下，可以将用于实现该功能的程序记录在计算机可读记录介质中，将记录在该记录介质中的程序读入到计算机系统并执行由此实现。再有，在此所说的“计算机系统”包括OS、外围设备等硬件。此外，“计算机可读记录介质”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，“计算机可读记录介质”可以包括如经由因特网等网络或电话线路等通信线路发送程序的情况下的通信线那样在短时间期间内动态保持程序的介质、如成为该情况下的服务器或客户端的计算机系统内部的易失性存储器那样在一定时间内保持程序的介质。此外，上述程序可以为用于实现前述的功能的一部分的程序，进而可以为能够通过与已经记录在计算机系统中的程序的组合实现前述的功能的程序。
以上，参照附图详述了本发明的实施方式，但是，具体的结构不限于该实施方式，还包括不脱离本发明的主旨的范围的设计等。
产业上的可利用性
本发明能够适用于通过时分多址接入而通信的系统。
附图标记的说明
1、1a、1b、1c、1d…终端站装置
2…终端装置
3…光分离器
5…上位装置
6…下位装置
8…接入网络系统
41、42…光纤
11…上位收发功能部
12…下位收发功能部
13…业务信息取得部
14…业务信息提取部
15…业务量估计部
16…业务前头位置检测部
17、17c、17d…带宽分配量计算部
18…新连接终端装置认证部
19…业务判定时间阈值处理部。

Claims (4)

1.一种中继传送系统，收容通过TDD方式进行无线通信的通信系统，其中，具有：
业务信息取得部，取得示出下位装置经由终端装置进行的通信的业务量的业务信息；
业务量估计部，根据所述业务信息来计算上行的剩余带宽；以及
新连接终端装置认证部，在所述上行的剩余带宽中设定激活窗口，所述激活窗口是新连接的终端装置可向终端站装置送出用于请求认证的信号的期间。
2.根据权利要求1所述的中继传送系统，其中，
所述业务量估计部基于从所述通信系统发送的测试模式来计算所述上行的剩余带宽。
3.根据权利要求1或2所述的中继传送系统，其中，
还具备业务前头位置检测部，所述业务前头位置检测部仅搜索来自所述通信系统的突发业务的前头位置来判断是否存在所述突发业务，
在所述业务前头位置检测部判断为不存在所述突发业务的情况下，所述业务量估计部将不存在所述突发业务的带宽计算为所述上行的剩余带宽。
4.一种中继传送方法，是收容通过TDD方式进行无线通信的通信系统的中继传送系统中的中继传送方法，其中，
取得示出下位装置经由终端装置进行的通信的业务量的业务信息；
根据所述业务信息来计算上行的剩余带宽；以及
在所述上行的剩余带宽中设定激活窗口，所述激活窗口是新连接的终端装置可向终端站装置送出用于请求认证的信号的期间。
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