JP2010263505A - 通信制御方法、通信システム及び通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の通信装置がカスケード接続された通信回線における帯域を有効利用すること。
【解決手段】上り送受信バッファ部１２１は、受信バッファを備えており、下位装置から受信された上りフレームを保持する。残バッファ判定部１２２は、上り送受信バッファ部１２１の受信バッファの残量を監視しており、受信バッファの空き容量が所定量以上あるか否かを判定する。停止／解除コード挿入部１２３は、受信バッファの空き容量が所定量以下になったと判定されると、下りデータのアイドル区間に停止コードを挿入する。停止／解除コード検出部１２５は、下り送受信バッファ部１２４へ入力される下りデータのアイドル区間を監視しており、アイドル区間から停止コードを検出する。上り送信制御部１２６は、停止／解除コード検出部１２５によって停止コードが検出されると、上りフレームの送信を停止させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、通信制御方法、通信システム及び通信装置に関する。

一般に、移動体通信システムにおいては、互いに隣接する複数のセルが形成され、例えば携帯電話機などの各セル内の移動端末は、セルの中心に設置された無線基地局装置と無線通信を行う。したがって、サービスエリアの拡大に際しては、無線基地局装置が新設されて新たなセルが形成されるが、無線基地局装置の設置には多くのコストがかかる。具体的には、無線基地局装置自体を製造又は購入するコスト、設置用の土地を取得するコスト及び運用中の電力供給に要するコストなどの様々なコストがかかる。

そこで、これらのコストを低減するため、近年では、無線基地局装置の無線部を別体として独立に設置することが検討されている。すなわち、無線基地局装置の無線部に相当する部分を光張出基地局装置として分離し、サービスエリアの拡大に際しては、無線基地局装置の代わりに光張出基地局装置を新設することが検討されている。光張出基地局装置は、無線基地局装置に比べて小型かつ低消費電力の装置であるため、光張出基地局装置の設置に伴うコストは、比較的小さくて済む。

このような光張出基地局装置によれば、例えば高速道路などの細長いエリアにも低コストでサービスエリアを構築することができる。すなわち、親局となる１つの基地局装置と子局となる複数の光張出基地局装置とを光ケーブルによってカスケード接続することにより、効率的に細長いエリア全体を網羅するサービスエリアを構築することができる。そして、カスケード接続された複数の光張出基地局装置は、それぞれ移動端末と無線通信を行うとともに、親局となる基地局装置と光ケーブルを介した有線通信を行う。

このように複数の光張出基地局装置をカスケード接続する接続構成は、例えばＣＰＲＩ（Common Public Radio Interface）と呼ばれる共通仕様の中でも提案されている。ＣＰＲＩなどで提案されている光張出基地局装置は、基地局装置と他の光張出基地局装置との間でやり取りされるデータも転送する。具体的には、基地局装置から光張出基地局装置へ向かう下り回線では、基地局装置と送信先の光張出基地局装置との間に設置された光張出基地局装置が次々に隣接する光張出基地局装置へデータを受け渡していくことにより、最終的に送信先の光張出基地局装置へデータが転送される。同様に、光張出基地局装置から基地局装置へ向かう上り回線では、送信元の光張出基地局装置と基地局装置との間に設置された光張出基地局装置が次々に隣接する光張出基地局装置へデータを受け渡していくことにより、最終的に基地局装置へデータが転送される。

通常、このようなカスケード接続構成において、下り回線の通信では常に１つの親局（例えば基地局装置）がデータの送信元となるのに対し、上り回線の通信では複数の子局（例えば光張出基地局装置）がデータの送信元になり得るため、上り回線では、各子局が無制限にデータを送信することはできない。すなわち、上り回線において複数の子局それぞれが全帯域を独占してデータを送信することはできないため、例えばそれぞれの子局に対してデータの送信を許容する帯域を平等に割り当てることなどが考えられている。

特開２０００−３４９７６８号公報 特開２００６−１８０２７９号公報

CPRI Specification V2.1, "Common Public Radio Interface (CPRI); Interface Specification", ２００６年３月３１日

上述したように、１つの親局と複数の子局とがカスケード接続された場合の上り回線では、いずれかの子局が全帯域を占有してしまうと、他の子局がデータを送信することができない。このため、それぞれの子局に帯域が平等に割り当てられ、各子局は、自局に割り当てられた帯域を用いてデータを送信する。具体的には、例えば１つの親局に５つの子局がカスケード接続され、上り回線の全帯域が１００Ｍｂｐｓである場合、それぞれの子局に２０Ｍｂｐｓずつ帯域が割り当てられる。そして、親局に対してデータを送信する場合、各子局は、自局に割り当てられた２０Ｍｂｐｓの帯域を用いてデータを送信することにより、すべての子局が平等にデータを送信することが可能となる。

しかしながら、カスケード接続構成において複数の子局に平等に帯域を割り当てる場合には、いずれかの子局がデータを送信していない間は、帯域が有効利用されないという問題がある。すなわち、上述した例において、例えば１つの子局のみが親局に対してデータを送信する際、実際は１００Ｍｂｐｓの帯域でデータ送信が可能であるにも拘らず２０Ｍｂｐｓの帯域しか利用されず、残りの８０Ｍｂｐｓの帯域が無駄になる。

同様に、すべての子局がデータを送信していても、いずれかの子局から送信されるデータが少なければ、この子局は、割り当てられた帯域のすべてを利用しないことがあり、帯域の無駄が発生する。特に、複数の子局間で親局に対して送信すべきデータのデータ量に偏りがある場合には、大量のデータを送信する子局は、回線全体には余った帯域があるにも拘らず、割り当てられた帯域の範囲内でデータを送信することになる。この結果、すべての子局がデータの送信を完了するまでの時間が遅延し、スループットの低下が発生する。

開示の技術は、かかる点に鑑みてなされたものであって、複数の通信装置がカスケード接続された通信回線における帯域を有効利用することができる通信制御方法、通信システム及び通信装置を提供することを目的とする。

本願が開示する通信制御方法は、１つの態様において、情報が含まれるデータ区間と情報が含まれないアイドル区間とが設けられたデータを送受信する第１の通信装置と第２の通信装置とが実行する通信制御方法であって、前記第１の通信装置が、受信データに含まれる情報を保持するバッファ残量が所定量以下であるか否かを判定する判定ステップと、前記判定ステップにてバッファ残量が所定量以下であると判定された場合に、前記第２の通信装置によるデータ送信を制御する送信制御信号を前記第２の通信装置へ送信されるデータのアイドル区間に挿入する挿入ステップと、前記挿入ステップにて送信制御信号が挿入されたデータを前記第２の通信装置へ送信する送信ステップと、前記第２の通信装置が、前記送信ステップにて送信されたデータを受信する受信ステップと、前記受信ステップにて受信されたデータのアイドル区間から送信制御信号を検出する検出ステップと、前記検出ステップにて検出された送信制御信号に応じてデータ送信を制御する制御ステップとを有する。

また、本願が開示する通信制御方法は、他の態様において、情報が含まれるデータ区間と情報が含まれないアイドル区間とが設けられたデータを送受信する第１の通信装置と第２の通信装置とが実行する通信制御方法であって、前記第１の通信装置が、自装置から新たに送信される送信情報があるか否かを判定する判定ステップと、前記判定ステップにて送信情報があると判定された場合に、前記第２の通信装置によるデータ送信を制御する送信制御信号を前記第２の通信装置へ送信されるデータのアイドル区間に挿入する挿入ステップと、前記挿入ステップにて送信制御信号が挿入されたデータを前記第２の通信装置へ送信する送信ステップと、前記第２の通信装置が、前記送信ステップにて送信されたデータを受信する受信ステップと、前記受信ステップにて受信されたデータのアイドル区間から送信制御信号を検出する検出ステップと、前記検出ステップにて検出された送信制御信号に応じてデータ送信を制御する制御ステップとを有する。

本願が開示する通信制御方法、通信システム及び通信装置の１つの態様によれば、複数の通信装置がカスケード接続された通信回線における帯域を有効利用することができる。

図１は、実施の形態１に係る通信システムの構成を示す図である。 図２は、実施の形態１に係る光張出基地局装置の構成を示すブロック図である。 図３は、実施の形態１に係る上り送受信バッファ部の構成例を示す図である。 図４は、実施の形態１に係るデータフォーマットの一例を示す図である。 図５は、実施の形態１に係る上りデータ通信方法を示すシーケンス図である。 図６は、実施の形態１に係る光張出基地局装置の動作を示すフローチャートである。 図７は、実施の形態２に係るフレーム処理部の構成を示すブロック図である。 図８は、実施の形態２に係る上りデータ通信方法を示すシーケンス図である。 図９は、実施の形態２に係る光張出基地局装置の動作を示すフローチャートである。 図１０は、実施の形態３に係るフレーム処理部の構成を示すブロック図である。 図１１は、実施の形態３に係る上り送受信バッファ部の構成例を示す図である。 図１２は、実施の形態３に係る上りデータ通信方法を示すシーケンス図である。 図１３は、実施の形態３に係る光張出基地局装置の動作を示すフローチャートである。 図１４は、実施の形態４に係るフレーム処理部の構成を示すブロック図である。 図１５は、実施の形態４に係る上りデータ通信方法を示すシーケンス図である。 図１６は、実施の形態４に係る光張出基地局装置の動作を示すフローチャートである。 図１７は、実施の形態５に係るフレーム処理部の構成を示すブロック図である。 図１８は、実施の形態５に係る上りデータ通信方法を示すシーケンス図である。 図１９は、実施の形態５に係る光張出基地局装置の動作を示すフローチャートである。 図２０は、実施の形態６に係るフレーム処理部の構成を示すブロック図である。 図２１は、実施の形態６に係る上りデータ通信方法を示すシーケンス図である。 図２２は、物理フレームフォーマットの一例を示す図である。 図２３は、サブチャネル構成の一例を示す図である。

以下、本願が開示する通信制御方法、通信システム及び通信装置の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

（実施の形態１）
［通信システムの構成］
図１は、実施の形態１に係る通信システムの構成を示す図である。図１に示す通信システムにおいては、基地局装置１０及び光張出基地局装置１００−１〜１００−３がカスケード接続されている。また、光張出基地局装置１００−１、１００−２が無線通信可能なセル内には、それぞれ移動端末２０−１、２０−２が存在している。

基地局装置１０は、光張出基地局装置１００−１〜１００−３を制御する制御データ又は移動端末２０−１、２０−２宛ての無線データなどを光張出基地局装置１００−１へ送信する。また、基地局装置１０は、光張出基地局装置１００−１〜１００−３の状態などを報告する報告データ又は移動端末２０−１、２０−２から送信された無線データなどを光張出基地局装置１００−１から受信する。以下においては、基地局装置１０から離れる方向へ向かう下り回線によって伝送されるデータを下りデータといい、基地局装置１０に近づく方向へ向かう上り回線によって伝送されるデータを上りデータという。下りデータ及び上りデータは、それぞれフレームを含むフレーム区間（「データ区間」ともいう）とフレームを含まないアイドル区間とを有する。また、各装置の基地局装置１０から離れる側に接続された装置を下位装置といい、各装置の基地局装置１０に近い側に接続された装置を上位装置という。

移動端末２０−１は、光張出基地局装置１００−１の配下にあり、光張出基地局装置１００−１から無線データを受信するとともに、光張出基地局装置１００−１へ無線データを送信する。同様に、移動端末２０−２は、光張出基地局装置１００−２の配下にあり、光張出基地局装置１００−２から無線データを受信するとともに、光張出基地局装置１００−２へ無線データを送信する。

光張出基地局装置１００−１は、基地局装置１０から送信される下りデータを受信し、下りデータに含まれるフレーム（以下「下りフレーム」という）を光張出基地局装置１００−２へ転送すると同時に、下りフレームの中から移動端末２０−１宛ての無線データを取得する。そして、光張出基地局装置１００−１は、取得した無線データを移動端末２０−１へ無線送信する。また、光張出基地局装置１００−１は、移動端末２０−１から送信された無線データを受信する。

さらに、光張出基地局装置１００−１は、光張出基地局装置１００−２から送信される上りデータを受信し、上りデータに含まれるフレーム（以下「上りフレーム」という）を基地局装置１０へ転送する。また、光張出基地局装置１００−１は、自装置の状態などを報告する報告データ又は移動端末２０−１から受信した無線データなどを含む上りフレームを基地局装置１０へ送信する。このとき、光張出基地局装置１００−１は、上りフレームを一時的に保持するバッファを備えており、バッファの残量が所定量以下になると、上りフレームの送信停止を要求する停止コードを下りデータに挿入して光張出基地局装置１００−２へ送信する。そして、光張出基地局装置１００−１は、上りフレームを保持可能なバッファの残量が所定量以上になると、上りフレームの送信停止を解除する解除コードを下りデータに挿入して光張出基地局装置１００−２へ送信する。

光張出基地局装置１００−１は、停止コード又は解除コードを下りデータに挿入する際、制御データや無線データなどの意味がある情報を含むフレーム区間（「データ区間」ともいう）ではなく、２つのフレーム区間の間に設けられるアイドル区間に停止コード又は解除コードを挿入する。アイドル区間は、停止コード又は解除コードが挿入されない通常時には意味がある情報を含まず、２つのフレーム区間の境界を明確にするために設けられる区間である。光張出基地局装置１００−１の構成及び動作については、後に詳述する。

光張出基地局装置１００−２は、光張出基地局装置１００−１から送信される下りデータを受信し、下りフレームを光張出基地局装置１００−３へ転送すると同時に、下りフレームの中から移動端末２０−２宛ての無線データを取得する。そして、光張出基地局装置１００−２は、取得した無線データを移動端末２０−２へ無線送信する。また、光張出基地局装置１００−２は、移動端末２０−２から送信された無線データを受信する。

さらに、光張出基地局装置１００−２は、光張出基地局装置１００−３から送信される上りデータを受信し、上りフレームを光張出基地局装置１００−１へ転送する。また、光張出基地局装置１００−２は、自装置の状態などを報告する報告データ又は移動端末２０−２から受信した無線データなどを含む上りフレームを光張出基地局装置１００−１へ送信する。ただし、光張出基地局装置１００−２は、下りデータの中から停止コードを検出した場合には、光張出基地局装置１００−１に対する上りフレームの送信を停止する。その後、光張出基地局装置１００−２は、下りデータの中から解除コードを検出した場合には、光張出基地局装置１００−１に対する上りフレームの送信を再開する。光張出基地局装置１００−２の構成及び動作については、後に詳述する。

なお、光張出基地局装置１００−２は、光張出基地局装置１００−１と同様に、上りフレームを一時的に保持するバッファを備えており、上りフレームを保持可能なバッファの残量が所定量以下になると、停止コードを下りデータに挿入して光張出基地局装置１００−３へ送信する。そして、光張出基地局装置１００−２は、上りフレームを保持可能なバッファの残量が所定量以上になると、解除コードを下りデータに挿入して光張出基地局装置１００−３へ送信する。また、光張出基地局装置１００−３は、光張出基地局装置１００−１、１００−２と同様に動作する。

［光張出基地局装置の構成］
図２は、本実施の形態に係る光張出基地局装置１００−１、１００−２の構成を示すブロック図である。図２においては、主に光張出基地局装置１００−１及び光張出基地局装置１００−２の間の通信に関する処理部を図示しており、その他の処理部については図示を省略している。すなわち、実際には、光張出基地局装置１００−１、１００−２が同様の装置構成を有している。また、図１に示した光張出基地局装置１００−３も光張出基地局装置１００−１、１００−２と同様の装置構成を有している。

図２に示す光張出基地局装置１００−１は、上位通信部１１０−１、フレーム処理部１２０−１、下位通信部１３０−１及び無線通信部１４０−１を有する。

上位通信部１１０−１は、上位装置である基地局装置１０との間で通信を行う。すなわち、上位通信部１１０−１は、基地局装置１０から送信された下りデータを受信し、上りデータを基地局装置１０へ送信する。

フレーム処理部１２０−１は、受信された上りデータ及び下りデータを転送したり、自装置の配下にある移動端末２０−１宛ての無線データを下りフレームから取得したりする。そして、フレーム処理部１２０−１は、移動端末２０−１宛ての無線データを無線通信部１４０−１へ出力する。また、フレーム処理部１２０−１は、無線通信部１４０−１から出力される無線データを上りフレームとして上位通信部１１０−１へ出力する。

さらに、フレーム処理部１２０−１は、上りフレームを保持するバッファの残量に応じて、光張出基地局装置１００−２における上り回線の通信を制御する送信制御コードを下りデータに挿入する。具体的には、フレーム処理部１２０−１は、上り送受信バッファ部１２１、残バッファ判定部１２２、停止／解除コード挿入部１２３及び下り送受信バッファ部１２４を有する。

上り送受信バッファ部１２１は、上りフレームを一時的に保持する。すなわち、上り送受信バッファ部１２１は、送信バッファ及び受信バッファを備えており、送信バッファには、自装置から新たに送信される上りフレームを保持し、受信バッファには、下位装置から受信された上りフレームを保持する。

具体的には、例えば図３に示すように、上り送受信バッファ部１２１は、２つの送信バッファ１２１ａ及び４つの受信バッファ１２１ｂを備えており、図中斜線で示すように、それぞれのバッファに上りフレームを保持する。したがって、送信バッファ１２１ａ及び受信バッファ１２１ｂのそれぞれのサイズは、少なくとも１フレームの最大サイズ以上となっている。

送信バッファ１２１ａは、自装置の状態などを報告する報告データや自装置の配下にある移動端末からの無線データなどを含む上りフレームを保持する。すなわち、光張出基地局装置１００−１の送信バッファ１２１ａは、例えば光張出基地局装置１００−１の状態を報告する報告データ及び移動端末２０−１から受信された無線データなど、光張出基地局装置１００−１から新たに送信される上りフレームを保持する。一方、受信バッファ１２１ｂは、下位装置から受信され、上位装置へ転送すべき上りフレームを保持する。すなわち、光張出基地局装置１００−１の受信バッファ１２１ｂは、光張出基地局装置１００−２から受信された上りフレームを保持する。

そして、上り送受信バッファ部１２１は、送信バッファ１２１ａ及び受信バッファ１２１ｂに保持された上りフレームを、早く保持された順に上りデータのフレーム区間に配置して、上位装置へ送信される上りデータを生成する。

図２に戻って、残バッファ判定部１２２は、上り送受信バッファ部１２１の受信バッファ１２１ｂの残量を監視しており、受信バッファ１２１ｂの空き容量が所定量以上あるか否かを判定する。具体的には、残バッファ判定部１２２は、複数の受信バッファ１２１ｂのうち上りフレームを保持していない空き受信バッファの数が１つ以下になると、その旨を停止／解除コード挿入部１２３へ通知する。その後、残バッファ判定部１２２は、空き受信バッファの数が２つ以上に戻ると、その旨を停止／解除コード挿入部１２３へ通知する。すなわち、残バッファ判定部１２２は、光張出基地局装置１００−１の受信バッファに光張出基地局装置１００−２から送信される上りフレームを保持する余裕があるか否かを判定している。

停止／解除コード挿入部１２３は、残バッファ判定部１２２から空き受信バッファの数が１つ以下になったことが通知されると、光張出基地局装置１００−２による上りフレームの送信停止を要求する停止コードを下りデータに挿入する。このとき、停止／解除コード挿入部１２３は、下りデータを構成するフレーム区間とアイドル区間のうち、アイドル区間に停止コードを挿入する。すなわち、下りデータには、無線データや制御データを含む下りフレームが配置されるフレーム区間と、２つのフレーム区間の境界を明確にするアイドル区間とが設けられているが、停止／解除コード挿入部１２３は、アイドル区間の一部に停止コードを挿入する。

また、停止／解除コード挿入部１２３は、残バッファ判定部１２２から空き受信バッファの数が２つ以上に戻ったことが通知されると、光張出基地局装置１００−２による上りフレームの送信停止を解除する解除コードを下りデータに挿入する。停止／解除コード挿入部１２３は、停止コードと同様に解除コードをアイドル区間の一部に挿入する。

なお、停止コードや解除コードとしては、例えば４ビットのデータを５ビットのコードに変換して伝送する４Ｂ／５Ｂフォーマットにおいて、無効コードとして定義されているいずれかのコードを使用することができる。すなわち、４Ｂ／５Ｂフォーマットにおいては、４ビットのビット系列のすべての組み合わせがそれぞれ５ビットのコードに対応付けられているとともに、５ビットすべてが「１」のアイドルコードと複数の無効コードとが定義されている。このような４Ｂ／５Ｂフォーマットのデータが光張出基地局装置１００−１、１００−２間で伝送される場合、通常であればアイドル区間に複数のアイドルコードが繰り返し配置される。しかし、停止／解除コード挿入部１２３は、停止コード又は解除コードを下りデータに挿入する際、アイドル区間に配置される１つのアイドルコードを停止コード又は解除コードとして用いられる無効コードに置き換えても良い。

下り送受信バッファ部１２４は、下りフレームを一時的に保持する。すなわち、下り送受信バッファ部１２４は、上位装置から受信された無線データ又は制御データなどを保持する。そして、下り送受信バッファ部１２４は、保持した下りフレームを早く保持した順に下りデータのフレーム区間に配置して下位通信部１３０−１へ出力する。また、下り送受信バッファ部１２４は、２つのフレーム区間の間に設けられるアイドル区間に停止コード又は解除コードが挿入された場合は、これらの送信制御コードが配置された下りデータを下位通信部１３０−１へ出力する。

下位通信部１３０−１は、下位装置である光張出基地局装置１００−２との間で通信を行う。すなわち、下位通信部１３０−１は、下りデータを光張出基地局装置１００−２へ送信し、光張出基地局装置１００−２から送信された上りデータを受信する。

無線通信部１４０−１は、自装置の配下にある移動端末２０−１との間で無線通信を行う。すなわち、無線通信部１４０−１は、フレーム処理部１２０−１によって取得された移動端末２０−１宛ての無線データを送信し、移動端末２０−１から送信された無線データを受信する。そして、無線通信部１４０−１は、受信された移動端末２０−１からの無線データを上りフレームとして、上り送受信バッファ部１２１の送信バッファ１２１ａに格納する。また、無線通信部１４０−１は、移動端末２０−１との間の伝送路における無線状態を測定し、無線状態を報告する報告データを上りフレームとして、上り送受信バッファ部１２１の送信バッファ１２１ａに格納しても良い。

次に、光張出基地局装置１００−２は、上位通信部１１０−２、フレーム処理部１２０−２、下位通信部１３０−２及び無線通信部１４０−２を有する。

上位通信部１１０−２は、上位装置である光張出基地局装置１００−１との間で通信を行う。すなわち、上位通信部１１０−２は、光張出基地局装置１００−１から送信された下りデータを受信し、上りデータを光張出基地局装置１００−１へ送信する。

フレーム処理部１２０−２は、受信された上りデータ及び下りデータを転送したり、自装置の配下にある移動端末２０−２宛ての無線データを下りフレームから取得したりする。そして、フレーム処理部１２０−２は、移動端末２０−２宛ての無線データを無線通信部１４０−２へ出力する。また、フレーム処理部１２０−２は、無線通信部１４０−２から出力される無線データを上りフレームとして上位通信部１１０−２へ出力する。

さらに、フレーム処理部１２０−２は、下りデータに挿入された停止コード及び解除コードを検出し、上り回線における送信を制御する。具体的には、フレーム処理部１２０−２は、上り送受信バッファ部１２１、下り送受信バッファ部１２４、停止／解除コード検出部１２５及び上り送信制御部１２６を有する。なお、上り送受信バッファ部１２１及び下り送受信バッファ部１２４については、上述したフレーム処理部１２０−１の上り送受信バッファ部１２１及び下り送受信バッファ部１２４と同様であるため、同じ符号を付して説明を省略する。

停止／解除コード検出部１２５は、下り送受信バッファ部１２４へ入力される下りデータのアイドル区間を監視しており、アイドル区間から停止コード及び解除コードを検出する。そして、停止／解除コード検出部１２５は、停止コード又は解除コードが検出されると、その旨を上り送信制御部１２６へ通知する。

上り送信制御部１２６は、上り送受信バッファ部１２１に保持された上りフレームの送信を制御する。具体的には、上り送信制御部１２６は、上り送受信バッファ部１２１の送信バッファ１２１ａ及び受信バッファ１２１ｂに保持された上りフレームを上りデータのフレーム区間に配置して上位通信部１１０−２へ出力させる。このとき、上り送信制御部１２６は、上りデータのすべてのフレーム区間に上りフレームを配置し、上り回線の帯域を無駄にすることなくすべて利用する。

ただし、上り送信制御部１２６は、停止／解除コード検出部１２５から停止コードが検出された旨が通知されると、上りフレームの送信を停止させる。すなわち、下りデータから停止コードが検出されると、上り送信制御部１２６は、フレーム区間に上りフレームを配置することなく、上りデータのフレーム区間を空の状態にする。そして、上り送信制御部１２６は、停止／解除コード検出部１２５から解除コードが検出された旨が通知されると、上りフレームの送信を再開する。すなわち、下りデータから解除コードが検出されると、上り送信制御部１２６は、上りデータのフレーム区間に対する上りフレームの配置を再開する。

下位通信部１３０−２は、下位装置である光張出基地局装置１００−３との間で通信を行う。すなわち、下位通信部１３０−２は、下りデータを光張出基地局装置１００−３へ送信し、光張出基地局装置１００−３から送信された上りデータを受信する。

無線通信部１４０−２は、自装置の配下にある移動端末２０−２との間で無線通信を行う。すなわち、無線通信部１４０−２は、フレーム処理部１２０−２によって取得された移動端末２０−２宛ての無線データを送信し、移動端末２０−２から送信された無線データを受信する。そして、無線通信部１４０−２は、受信された移動端末２０−２からの無線データを上りフレームとして、上り送受信バッファ部１２１の送信バッファ１２１ａに格納する。また、無線通信部１４０−２は、移動端末２０−２との間の伝送路における無線状態を測定し、無線状態を報告する報告データを上りフレームとして、上り送受信バッファ部１２１の送信バッファ１２１ａに格納しても良い。

［データフォーマットの具体例］
次に、光張出基地局装置１００−１及び光張出基地局装置１００−２の間で伝送されるデータのデータフォーマットの具体例について、図４を参照しながら説明する。図４に示すように、本実施の形態における上りデータ及び下りデータには、フレーム区間（データ区間）１５０及びアイドル区間１６０が設けられている。そして、フレーム区間（データ区間）１５０は、それぞれフレーム区間（データ区間）１５０の先頭を示すＳＳＤ（Start of Stream Delimiter）とフレーム区間（データ区間）１５０の末尾を示すＥＳＤ（End of Stream Delimiter）とに挟まれている。

フレーム区間（データ区間）１５０は、例えば無線データ、制御データ及び報告データなどの意味のある情報を含むフレーム（データ）が配置される区間である。すなわち、下りデータのフレーム区間１５０には、移動端末宛ての無線データや光張出基地局装置を制御する制御データを含む下りフレームが配置される。また、上りデータのフレーム区間１５０には、移動端末から送信された無線データや光張出基地局装置の状態などを報告する報告データを含む上りフレームが配置される。

これらのフレームは、図４に示すように、無線データ、制御データ及び報告データなどのデータ本体を含むデータ部のほかにも様々な情報を有する。すなわち、フレームには、プリアンブルを含むＰＲＥ（PREamble）、フレームの先頭を示すＳＦＤ（Start Frame Delimiter）、フレームの宛先アドレスを示すＤＡ（Destination Address）、フレームの送信元アドレスを示すＳＡ（Source Address）、フレーム長を示すＬＴ（Length Type）及びフレームの誤り検出符号となるＦＣＳ（Frame Check Sequence）などが格納されている。

通常、無線データ、制御データ及び報告データなどのデータ本体のサイズは一定ではないため、データ本体が１フレームのデータ部のサイズの下限から上限の範囲に収まらないことがある。このような場合は、データ本体が複数のフレームのデータ部に分割されて格納されたり、データ部の下限サイズに満たない部分がパディングされたりしても良い。上り送受信バッファ部１２１及び下り送受信バッファ部１２４は、このようにサイズが可変の上りフレーム及び下りフレームを保持する。

一方、アイドル区間１６０は、例えば２つのフレーム区間１５０の境界を明確にするために意味のないビット系列が配置される区間である。具体的には、アイドル区間１６０には、ＳＳＤ及びＥＳＤが確実に検出されるように、ＳＳＤ、ＥＳＤ及びフレーム区間には出現しないビット系列が配置される。例えば、４Ｂ／５Ｂフォーマットでは、ＳＳＤ及びＥＳＤに対応する５ビットのコードが定義されているとともに、フレームに含まれるデータを表現するために、４ビットのすべての取り得るビット系列に対応する５ビットのコードが定義されている。そして、これらのいずれのコードとも異なる「１１１１１」の５ビットがアイドルコードに定義されているため、アイドル区間１６０にはアイドルコードが繰り返し配置される。

ただし、本実施の形態においては、停止／解除コード挿入部１２３が光張出基地局装置１００−２による上り回線の送信を制御する送信制御コードを下りデータのアイドル区間１６０に挿入することがある。そこで、例えば停止コードがアイドル区間１６０に挿入される場合には、図４に示すように、アイドル区間１６０に停止コード１６１が配置され、アイドル区間１６０の残りの区間にアイドルコード１６２が繰り返し配置される。停止／解除コード挿入部１２３が解除コードを挿入する場合には、停止コード１６１の代わりに解除コードが配置される。なお、図４においては、アイドル区間１６０に１つの停止コード１６１が配置されるものとしたが、アイドル区間１６０に複数の停止コード１６１が配置されても良い。同様に、アイドル区間１６０に配置される解除コードの数も１つとは限らない。

このようなアイドル区間１６０は、本来、意味のある情報を含まない区間であるため、例えば従来の光張出基地局装置は、上りデータ及び下りデータのアイドル区間１６０を無視して処理を行う。このため、たとえ従来の光張出基地局装置が受信した下りデータのアイドル区間１６０に停止コード又は解除コードが挿入されていても、この光張出基地局装置が誤動作をすることなどはない。

また、停止コード及び解除コードとしては、ＳＳＤ、ＥＳＤ、フレーム区間及びアイドルコードには出現しないビット系列が用いられる。例えば、４Ｂ／５Ｂフォーマットでは、ＳＳＤ、ＥＳＤ及びアイドルコードとしてそれぞれ５ビットのコードが定義され、４ビットのビット系列のすべての組み合わせがそれぞれ５ビットのコードに対応付けられている。したがって、停止コード及び解除コードとしては、これらのいずれのコードとも異なる５ビットのコードが用いられる。すなわち、例えば無効コードのいずれかがそれぞれ停止コード及び解除コードとして定義される。

なお、図４に示したデータフォーマットは一例に過ぎないため、他のデータフォーマットを適用することも可能である。ただし、少なくとも下りデータにはフレーム区間１５０及びアイドル区間１６０が設けられており、通常時のアイドル区間１６０は、意味がある情報を含まずに無視される区間であることが好ましい。また、送信制御コードとして、４Ｂ／５Ｂフォーマットが適用される場合の具体例を説明したが、上述したもの以外にも種々のビット系列を送信制御コードとして用いることができる。

［上りデータ通信方法］
次いで、本実施の形態に係る光張出基地局装置１００−２から基地局装置１０へ向かう上りデータの通信方法について、図５に示すシーケンス図を参照しながら説明する。以下においては、光張出基地局装置１００−１の上り送受信バッファ部１２１が４つの受信バッファ１２１ｂを備えており、初期状態では１つの受信バッファ１２１ｂに上りフレームが保持されているものとする。

光張出基地局装置１００−１の１つの受信バッファ１２１ｂに保持された上りフレームは、上りデータのフレーム区間に配置され、上位通信部１１０−１による基地局装置１０への送信が開始される（ステップＳ１０１ａ）。以後、上位通信部１１０−１による上りフレームの送信が継続し、１フレーム全体の送信が完了するまでは、この上りフレームによって４つの受信バッファ１２１ｂのうち１つの受信バッファが占有される。したがって、初期状態で保持されている上りフレームの送信が開始された時点では、残りの受信バッファが３つとなる（ステップＳ１０２）。ここでは、残バッファ判定部１２２によって、空き受信バッファ数が１つ以下になっていないと判定されるため、下りデータに停止コードが挿入されることはない。

その後、光張出基地局装置１００−２から上りフレームの送信が開始され（ステップＳ１０３ａ）、１フレームの送信が完了すると（ステップＳ１０３ｂ）、この上りフレームが残りの受信バッファ１２１ｂに保持される。また、この時点では、初期状態で保持されていた上りフレームの送信が完了していない。このため、光張出基地局装置１００−１の上り送受信バッファ部１２１における残りの受信バッファが２つとなる（ステップＳ１０４）。ここでも、残バッファ判定部１２２によって、空き受信バッファ数が１つ以下になっていないと判定されるため、下りデータに停止コードが挿入されることはない。

そして、光張出基地局装置１００−２から次の上りフレームの送信が開始され（ステップＳ１０５ａ）、１フレームの送信が完了すると（ステップＳ１０５ｂ）、この上りフレームが残りの受信バッファ１２１ｂに保持される。また、この時点では、初期状態で保持されていた上りフレームの送信が完了していない。このため、光張出基地局装置１００−１の上り送受信バッファ部１２１における残りの受信バッファが１つとなる（ステップＳ１０６）。ここでは、残バッファ判定部１２２によって、空き受信バッファ数が１つ以下になったと判定され、その旨が停止／解除コード挿入部１２３へ通知される。

この通知を受け、停止／解除コード挿入部１２３によって、下りデータのアイドル区間に停止コードが挿入され、停止コードを含む下りデータが光張出基地局装置１００−２へ送信される（ステップＳ１０７）。そして、光張出基地局装置１００−２によって停止コードを含む下りデータが受信されると、停止／解除コード検出部１２５によって、アイドル区間に挿入された停止コードが検出される。停止コードが検出されると、その旨が上り送信制御部１２６へ通知され、上り送信制御部１２６によって、光張出基地局装置１００−１に対する上りフレームの送信が停止される（ステップＳ１０８）。すなわち、上り送信制御部１２６によって、上りデータのフレーム区間に対する上りフレームの配置が停止される。この結果、光張出基地局装置１００−２から上りフレームが送信されず、光張出基地局装置１００−１において受信バッファの不足が発生しない。これに伴い、光張出基地局装置１００−２から送信された上りフレームが欠損することもない。

このように光張出基地局装置１００−２からの上りフレームの送信が停止された後、初期状態から継続していた光張出基地局装置１００−１からの上りフレームの送信が完了する（ステップＳ１０１ｂ）。これにより、光張出基地局装置１００−１の空き受信バッファ数が１つ増加し、上り送受信バッファ部１２１における残りの受信バッファが２つとなる（ステップＳ１０９）。このため、残バッファ判定部１２２によって、空き受信バッファ数が２つ以上に戻ったと判定され、その旨が停止／解除コード挿入部１２３へ通知される。

この通知を受け、停止／解除コード挿入部１２３によって、下りデータのアイドル区間に解除コードが挿入され、解除コードを含む下りデータが光張出基地局装置１００−２へ送信される（ステップＳ１１０）。そして、光張出基地局装置１００−２によって解除コードを含む下りデータが受信されると、停止／解除コード検出部１２５によって、アイドル区間に挿入された解除コードが検出される。解除コードが検出されると、その旨が上り送信制御部１２６へ通知され、上り送信制御部１２６によって、光張出基地局装置１００−１に対する上りフレームの送信が再開される（ステップＳ１１１ａ）。すなわち、上り送信制御部１２６によって、上りデータのフレーム区間に対する上りフレームの配置が再開される。

このように、光張出基地局装置１００−１の受信バッファ１２１ｂに余裕がある間は、光張出基地局装置１００−２は、上りデータのすべてのフレーム区間に上りフレームを配置して送信する。一方、光張出基地局装置１００−１の受信バッファ１２１ｂに余裕がなくなると、光張出基地局装置１００−１によって下りデータのアイドル区間に停止コードが挿入され、光張出基地局装置１００−２は、下りデータの停止コードを検出して上りフレームの送信を停止する。すなわち、上位装置の受信バッファの空き容量に余裕がある間は、下位装置が上り回線の帯域を無駄にすることなく上りフレームを送信することができる。そして、上位装置の受信バッファの空き容量に余裕がなくなった場合には、下位装置が上りフレームの送信を停止して、受信バッファの不足による上りフレームの欠損を防止することができる。結果として、複数の光張出基地局装置がカスケード接続された上り回線の帯域を最大限に利用することができる。

［上位装置の動作］
次に、光張出基地局装置１００−１、１００−２のうち上位装置に相当する光張出基地局装置１００−１の動作について、図６に示すフローチャートを参照しながら説明する。以下においては、主に下りデータに停止コード及び解除コードを挿入する動作について説明する。

下位通信部１３０−１によって、光張出基地局装置１００−２から送信された上りデータが受信されると（ステップＳ１５１）、上りデータは、フレーム処理部１２０−１へ入力される。そして、フレーム処理部１２０−１の上り送受信バッファ部１２１によって、上りデータのフレーム区間に配置された上りフレームが一時的に保持される。具体的には、上り送受信バッファ部１２１が備える１つの受信バッファ１２１ｂによって、無線データ又は報告データなどを含む上りフレームが保持される。

そして、残バッファ判定部１２２によって、上り送受信バッファ部１２１内の空き受信バッファ数が１つ以下になったか否かが判定される（ステップＳ１５２）。この判定の結果、空き受信バッファ数が１つ以下になっていなければ（ステップＳ１５２Ｎｏ）、まだ受信バッファ１２１ｂに余裕があると判断され、停止コードの挿入などの処理は行われない。この場合、受信バッファ１２１ｂに保持された上りフレームは、早く保持された順に上りデータのフレーム区間に配置され、上位通信部１１０−１から基地局装置１０へ送信される。

一方、空き受信バッファ数が１つ以下になっていれば（ステップＳ１５２Ｙｅｓ）、受信バッファ１２１ｂに余裕がないと判断され、下りデータに停止コードが挿入される（ステップＳ１５３）。具体的には、空き受信バッファ数が１つ以下になったことが残バッファ判定部１２２から停止／解除コード挿入部１２３へ通知され、停止／解除コード挿入部１２３によって、下りデータのアイドル区間に停止コードが挿入される。この時点で下りデータに停止コードが挿入されるため、光張出基地局装置１００−２における下りデータの受信タイミングと上りデータの送信タイミングとがどのような関係であっても、光張出基地局装置１００−１において受信バッファ１２１ｂが不足することがない。すなわち、停止コードの送信後、光張出基地局装置１００−２によって停止コードが検出される直前に、光張出基地局装置１００−２から新たな上りフレームの送信が開始されても、この新たな上りフレームを残りの１つの受信バッファ１２１ｂに保持することができる。

停止コードの送信後、残バッファ判定部１２２によって上り送受信バッファ部１２１内の空き受信バッファ数が監視され、空き受信バッファ数が２つ以上になったか否かが判定される（ステップＳ１５４）。この判定の結果、空き受信バッファ数が１つ以下のままである場合は（ステップＳ１５４Ｎｏ）、残バッファ判定部１２２によって、引き続き空き受信バッファ数が監視される。

ここで、光張出基地局装置１００−１から停止コードが送信された後、光張出基地局装置１００−２による上りフレームの送信が停止されるが、これとは対照的に、光張出基地局装置１００−１による上りフレームの送信は継続される。したがって、光張出基地局装置１００−１の受信バッファ１２１ｂに保持された上りフレームが基地局装置１０へ送信されると、空き受信バッファ数が増加することになる。

そして、空き受信バッファ数が２つ以上に戻った場合は（ステップＳ１５４Ｙｅｓ）、受信バッファ１２１ｂに余裕ができたと判断され、下りデータに解除コードが挿入される（ステップＳ１５５）。具体的には、空き受信バッファ数が２つ以上になったことが残バッファ判定部１２２から停止／解除コード挿入部１２３へ通知され、停止／解除コード挿入部１２３によって、下りデータのアイドル区間に解除コードが挿入される。解除コードが送信されることにより、光張出基地局装置１００−２は上りフレームの送信を再開し、光張出基地局装置１００−１の受信バッファ１２１ｂには、新たに受信された上りフレームが保持されるようになる。

以上のように、本実施の形態によれば、上位の光張出基地局装置は、受信バッファに余裕がなくなると、下りデータに停止コードを挿入し、下位の光張出基地局装置による上りフレームの送信を停止させる。また、上位の光張出基地局装置は、受信バッファに余裕ができると、下りデータに解除コードを挿入し、下位の光張出基地局装置による上りフレームの送信を再開させる。このため、上位装置の受信バッファに余裕がある限り下位装置は上りフレームの送信を続け、上位装置の受信バッファに余裕がなくなると下位装置は上りフレームの送信を停止することになり、上り回線の帯域を最大限に利用することができる。すなわち、複数の通信装置がカスケード接続された通信回線における帯域を有効利用することができる。

（実施の形態２）
実施の形態２では、上位装置の受信バッファに余裕がない間は、継続的に下りデータに停止コードを挿入し、１種類の送信制御コードで下位装置による上りフレームの送信停止及び再開を制御する。

本実施の形態に係る通信システムの構成は、実施の形態１に係る通信システム（図１）と同様であるため、その説明を省略する。

［光張出基地局装置の構成］
本実施の形態に係る光張出基地局装置１００−１、１００−２の構成は、実施の形態１に係る光張出基地局装置１００−１、１００−２の構成（図２）とほぼ同様であるが、フレーム処理部１２０−１、１２０−２の内部構成が実施の形態１とは異なる。そこで、以下においては、本実施の形態に係るフレーム処理部１２０−１、１２０−２の構成について説明する。

図７は、本実施の形態に係るフレーム処理部１２０−１、１２０−２の構成を示すブロック図である。図７においては、上位通信部１１０−１、１１０−２、下位通信部１３０−１、１３０−２及び無線通信部１４０−１、１４０−２の図示を省略するとともに、図２と同じ部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。図７に示すフレーム処理部１２０−１は、上り送受信バッファ部１２１、残バッファ判定部１２２、停止コード挿入部２０１及び下り送受信バッファ部１２４を有する。

停止コード挿入部２０１は、残バッファ判定部１２２から空き受信バッファの数が１つ以下になったことが通知されると、上りフレームの送信停止を要求する停止コードを下りデータに挿入する。このとき、停止コード挿入部２０１は、残バッファ判定部１２２によって空き受信バッファの数が２つ以上になったと判定されるまでは、下りデータのすべてのアイドル区間に継続的に停止コードを挿入する。

一方、図７に示すフレーム処理部１２０−２は、上り送受信バッファ部１２１、下り送受信バッファ部１２４、停止コード検出部２０２及び上り送信制御部２０３を有する。

停止コード検出部２０２は、下り送受信バッファ部１２４へ入力される下りデータのアイドル区間を監視しており、アイドル区間から停止コードを検出する。本実施の形態においては、光張出基地局装置１００−１の上り送受信バッファ部１２１に余裕がない間は、下りデータに継続的に停止コードが挿入されているため、停止コード検出部２０２は、複数のアイドル区間から繰り返して停止コードを検出することがある。そして、停止コード検出部２０２は、停止コードが検出される度に、その旨を上り送信制御部２０３へ通知する。

上り送信制御部２０３は、上り送受信バッファ部１２１に保持された上りフレームの送信を制御する。具体的には、上り送信制御部２０３は、上り送受信バッファ部１２１の送信バッファ１２１ａ及び受信バッファ１２１ｂに保持された上りフレームを上りデータのフレーム区間に配置して上位通信部１１０−２へ出力させる。このとき、上り送信制御部２０３は、上りデータのすべてのフレーム区間にフレームを配置し、上り回線の帯域を無駄にすることなくすべて利用する。

ただし、上り送信制御部２０３は、停止コード検出部２０２から停止コードが検出された旨が通知されると、上りフレームの送信を停止させる。すなわち、停止コード検出部２０２によって下りデータから停止コードが検出されている間は、上り送信制御部２０３は、フレーム区間に上りフレームを配置することなく、上りデータのフレーム区間を空の状態にする。そして、上り送信制御部２０３は、停止コード検出部２０２によって停止コードが検出されなくなると、上りフレームの送信を再開する。

［上りデータ通信方法］
次いで、本実施の形態に係る光張出基地局装置１００−２から基地局装置１０へ向かう上りデータの通信方法について、図８に示すシーケンス図を参照しながら説明する。図８において、図５と同じ部分には同じ符号を付し、その詳しい説明を省略する。

光張出基地局装置１００−１の１つの受信バッファ１２１ｂに保持された上りフレームは、上りデータのフレーム区間に配置され、上位通信部１１０−１による基地局装置１０への送信が開始される（ステップＳ１０１ａ）。この時点では、残りの受信バッファが３つとなる（ステップＳ１０２）。ここでは、残バッファ判定部１２２によって、空き受信バッファ数が１つ以下になっていないと判定されるため、下りデータに停止コードが挿入されることはない。

その後、光張出基地局装置１００−２から上りフレームの送信が繰り返され（ステップＳ１０３ａ、Ｓ１０３ｂ、Ｓ１０５ａ、Ｓ１０５ｂ）、光張出基地局装置１００−１の上り送受信バッファ部１２１における残りの受信バッファが１つとなる（ステップＳ１０６）。ここでは、残バッファ判定部１２２によって、空き受信バッファ数が１つ以下になったと判定され、その旨が停止コード挿入部２０１へ通知される。

この通知を受け、停止コード挿入部２０１によって、下りデータのアイドル区間に停止コードが挿入され、停止コードを含む下りデータが光張出基地局装置１００−２へ送信される（ステップＳ２０１ａ）。そして、その後も空き受信バッファ数が１つの状態が継続するため、停止コード挿入部２０１によって、下りデータのアイドル区間に繰り返し停止コードが挿入され、停止コードを含む下りデータが光張出基地局装置１００−２へ送信される（ステップＳ２０１ｂ、２０１ｃ）。

そして、光張出基地局装置１００−２によって停止コードを含む下りデータが受信されている間は、停止コード検出部２０２によって、アイドル区間に挿入された停止コードが繰り返して検出される。アイドル区間から停止コードが検出されると、毎回その旨が上り送信制御部２０３へ通知され、上り送信制御部２０３によって、光張出基地局装置１００−１に対する上りフレームの送信が停止される。すなわち、上り送信制御部２０３によって、上りデータのフレーム区間に対する上りフレームの配置が停止される。この結果、光張出基地局装置１００−２から上りフレームが送信されず、光張出基地局装置１００−１において受信バッファ１２１ｂの不足が発生しない。これに伴い、光張出基地局装置１００−２から送信された上りフレームが欠損することもない。

このように光張出基地局装置１００−２からの上りフレームの送信が停止している間、初期状態から継続していた光張出基地局装置１００−１からの上りフレームの送信が完了する（ステップＳ１０１ｂ）。これにより、光張出基地局装置１００−１の空き受信バッファ数が１つ増加し、上り送受信バッファ部１２１における残りの受信バッファが２つとなる（ステップＳ１０９）。このため、残バッファ判定部１２２によって、空き受信バッファ数が２つ以上に戻ったと判定され、その旨が停止コード挿入部２０１へ通知される。

この通知を受け、停止コード挿入部２０１によって、下りデータへの停止コードの挿入が中止され、以後、光張出基地局装置１００−２へ送信される下りデータには、停止コードが含まれていないことになる。そして、光張出基地局装置１００−２の停止コード検出部２０２によって、アイドル区間から停止コードが検出されなくなると、上り送信制御部２０３への通知が行われなくなる。この結果、上り送信制御部２０３によって、光張出基地局装置１００−１に対する上りフレームの送信が再開される（ステップＳ１１１ａ）。すなわち、上り送信制御部２０３によって、上りデータのフレーム区間に対する上りフレームの配置が再開される。

このように、光張出基地局装置１００−１の受信バッファ１２１ｂに余裕がない間は、下りデータのアイドル区間に継続的に停止コードが挿入され、光張出基地局装置１００−２は、下りデータから停止コードが検出される間は上りフレームの送信を停止する。このため、１種類のコードを停止コードとして用いることで、光張出基地局装置１００−２による上りフレームの送信停止・再開を制御することができる。したがって、送信制御コードとして利用可能なビット系列の種類が有限の場合などでも、利用するコード数を最小限に抑制して上り回線の帯域を有効利用することができる。

［上位装置の動作］
次に、光張出基地局装置１００−１、１００−２のうち上位装置に相当する光張出基地局装置１００−１の動作について、図９に示すフローチャートを参照しながら説明する。図９において、図６と同じ部分には同じ符号を付し、その詳しい説明を省略する。また、以下においては、主に下りデータに停止コードを挿入する動作について説明する。

下位通信部１３０−１によって、光張出基地局装置１００−２から送信された上りデータが受信されると（ステップＳ１５１）、上りデータは、フレーム処理部１２０−１へ入力される。そして、フレーム処理部１２０−１の上り送受信バッファ部１２１によって、上りデータのフレーム区間に配置された上りフレームが一時的に保持される。

そして、残バッファ判定部１２２によって、上り送受信バッファ部１２１内の空き受信バッファ数が１つ以下になったか否かが判定される（ステップＳ１５２）。この判定の結果、空き受信バッファ数が１つ以下になっていなければ（ステップＳ１５２Ｎｏ）、まだ受信バッファ１２１ｂに余裕があると判断され、停止コードの挿入などの処理は行われない。

一方、空き受信バッファ数が１つ以下になっていれば（ステップＳ１５２Ｙｅｓ）、受信バッファ１２１ｂに余裕がないと判断され、下りデータに停止コードが挿入される（ステップＳ２５１）。具体的には、空き受信バッファ数が１つ以下になったことが残バッファ判定部１２２から停止コード挿入部２０１へ通知され、停止コード挿入部２０１によって、下りデータのアイドル区間に停止コードが挿入される。

停止コードの送信後、残バッファ判定部１２２によって上り送受信バッファ部１２１内の空き受信バッファ数が監視され、空き受信バッファ数が２つ以上になったか否かが判定される（ステップＳ１５４）。この判定の結果、空き受信バッファ数が１つ以下のままである場合は（ステップＳ１５４Ｎｏ）、前回停止コードが挿入されたアイドル区間の次のアイドル区間にも停止コードが挿入される（ステップＳ２５１）。このように、空き受信バッファ数が１つ以下の状態が継続する間は、複数のアイドル区間に連続して停止コードが挿入される。そして、空き受信バッファ数が２つ以上に戻った場合は（ステップＳ１５４Ｙｅｓ）、受信バッファ１２１ｂに余裕ができたと判断され、停止コードが挿入されることなく下りデータが送信される。下りデータに停止コードが含まれなくなることにより、光張出基地局装置１００−２は、上りフレームの送信を再開する。

以上のように、本実施の形態によれば、上位の光張出基地局装置は、受信バッファに余裕がない間は、下りデータに継続的に停止コードを挿入し、下位の光張出基地局装置による上りフレームの送信を停止させる。また、上位の光張出基地局装置は、受信バッファに余裕ができると、下りデータへの停止コードの挿入を中止し、下位の光張出基地局装置による上りフレームの送信を再開させる。このため、上位装置の受信バッファに余裕がある限り下位装置は上りフレームの送信を続け、上位装置の受信バッファに余裕がなくなると下位装置は上りフレームの送信を停止することになり、上り回線の帯域を最大限に利用することができる。すなわち、複数の通信装置がカスケード接続された通信回線における帯域を有効利用することができる。また、下位の光張出基地局装置による上りフレームの送信を制御するための送信制御コードが１種類で済み、利用する送信制御コード数を最小限に抑制することができる。

（実施の形態３）
ところで、光張出基地局装置１００−１、１００−２は、それぞれ自装置の状態などを報告する報告データを上りフレームとして送信する。報告データには、例えば装置に異常が発生したことを示すアラーム情報や、移動端末２０−１、２０−２との間の伝送路における無線状態などが含まれ、リアルタイムに基地局装置１０へ伝送されるのが望ましい。それにも拘わらず、上記実施の形態１、２における処理によって光張出基地局装置１００−２からの上りフレームの送信が停止されると、報告データの送信が遅延することがある。そこで、実施の形態３では、優先的に上り回線を通じて伝送すべきデータの送信遅延を低減する処理について説明する。

すなわち、実施の形態３では、優先的に上りフレームとして送信すべき優先データがある場合には、下位装置がデータの優先的な送信を要求する要求コードを上りデータに挿入し、優先データの送信遅延を低減する。

本実施の形態に係る通信システムの構成は、実施の形態１に係る通信システム（図１）と同様であるため、その説明を省略する。

［光張出基地局装置の構成］
本実施の形態に係る光張出基地局装置１００−１、１００−２の構成は、実施の形態１に係る光張出基地局装置１００−１、１００−２の構成（図２）とほぼ同様であるが、フレーム処理部１２０−１、１２０−２の内部構成が実施の形態１とは異なる。そこで、以下においては、本実施の形態に係るフレーム処理部１２０−１、１２０−２の構成について説明する。

図１０は、本実施の形態に係るフレーム処理部１２０−１、１２０−２の構成を示すブロック図である。図１０においては、上位通信部１１０−１、１１０−２、下位通信部１３０−１、１３０−２及び無線通信部１４０−１、１４０−２の図示を省略するとともに、図２と同じ部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。図１０に示すフレーム処理部１２０−１は、上り送受信バッファ部１２１、残バッファ判定部１２２、停止／解除コード挿入部１２３、下り送受信バッファ部１２４、要求コード検出部３０１及び上り送信制御部３０２を有する。

要求コード検出部３０１は、上り送受信バッファ部１２１へ入力される上りデータのアイドル区間を監視しており、上り回線における優先データの送信を要求する要求コードをアイドル区間から検出する。そして、要求コード検出部３０１は、要求コードが検出されると、その旨を上り送信制御部３０２へ通知する。

上り送信制御部３０２は、上り送受信バッファ部１２１に保持された上りフレームの送信を制御する。具体的には、上り送信制御部３０２は、上り送受信バッファ部１２１の送信バッファ１２１ａ及び受信バッファ１２１ｂに保持された上りフレームを上りデータのフレーム区間に配置して上位通信部１１０−１へ出力させる。ただし、要求コードが検出された旨が要求コード検出部３０１から通知されている場合は、上り送信制御部３０２は、優先データの送信に備えて上りフレームの送信を一時的に停止する。

すなわち、上り送信制御部３０２は、現在上り回線を伝送中の上りフレームの送信が完了した後、最優先で優先データの送信を開始することができるように、上りデータのフレーム区間を一時的に空にしておく。そして、上り送信制御部３０２は、上り送受信バッファ部１２１の受信バッファ１２１ｂに優先データの上りフレームが保持されると、この上りフレームを即座に上りデータのフレーム区間に配置する。

また、上り送信制御部３０２は、要求コードが検出された旨が通知されると、上りデータのアイドル区間に要求コードを挿入して上りデータを送信する。すなわち、上り送信制御部３０２は、要求コードを上位装置へ転送することにより、優先データの送信に備えて、上位装置による上りフレームの送信も一時的に停止させる。このように、順次上位装置へ要求コードが転送されることにより、上り回線上のすべての光張出基地局装置において、優先データを配置するために上りデータのフレーム区間を空けておくことができる。

一方、図１０に示すフレーム処理部１２０−２は、上り送受信バッファ部１２１、下り送受信バッファ部１２４、停止／解除コード検出部１２５、上り送信制御部１２６、優先データ検出部３０３及び要求コード挿入部３０４を有する。

優先データ検出部３０３は、上り送受信バッファ部１２１によって保持される上りフレームの中から優先データを検出する。具体的には、優先データ検出部３０３は、光張出基地局装置１００−２に異常が発生したことや移動端末２０−２との間の無線状態を基地局装置１０へ報告するための報告データを優先データとして検出する。つまり、優先データ検出部３０３は、リアルタイムに基地局装置１０へ伝送すべき上りフレームを優先データとして検出する。

要求コード挿入部３０４は、優先データ検出部３０３によって優先データが検出されると、上りデータのアイドル区間に要求コードを挿入する。そして、要求コード挿入部３０４は、要求コードが挿入されたアイドル区間以後のフレーム区間に優先データを配置して送信させる。

ここで、光張出基地局装置１００−２の上り送受信バッファ部１２１は、例えば図１１に示すように、いずれかの送信バッファ１２１ａ又は受信バッファ１２１ｂに優先的に送信すべき優先データが保持されると、図中「Ｆ」で示すフラグを優先データに付加する。したがって、優先データ検出部３０３は、フラグが付加されて上り送受信バッファ部１２１に保持された上りフレームを検出すれば優先データを検出したことになる。なお、光張出基地局装置１００−１の上り送受信バッファ部１２１も同様に、優先データにはフラグを付加して保持する。これにより、上り送信制御部３０２は、フラグが付加された優先データを他のデータと容易に区別することができ、要求コードの検出後、最初に優先データを送信させることができる。結果として、上り送受信バッファ部１２１に保持された順序とは無関係に、優先データが最も早く上位装置へ送信される。

［上りデータ通信方法］
次いで、本実施の形態に係る光張出基地局装置１００−２から基地局装置１０へ向かう上りデータの通信方法について、図１２に示すシーケンス図を参照しながら説明する。図１２において、図５と同じ部分には同じ符号を付し、その詳しい説明を省略する。

光張出基地局装置１００−１の１つの受信バッファ１２１ｂに保持された上りフレームは、上りデータのフレーム区間に配置され、上位通信部１１０−１による基地局装置１０への送信が開始される（ステップＳ１０１ａ）。また、光張出基地局装置１００−２から光張出基地局装置１００−１への上りフレームの送信も開始され（ステップＳ１０５ａ）、この上りフレームの送信が完了する（ステップＳ１０５ｂ）。本実施の形態においては、この時点で、残りの受信バッファが１つとなったものとする（ステップＳ１０６）。これにより、残バッファ判定部１２２によって、空き受信バッファ数が１つ以下になったと判定されるため、下りデータに停止コードが挿入されて送信される（ステップＳ１０７）。

そして、光張出基地局装置１００−２によって停止コードを含む下りデータが受信されると、上り送信制御部１２６によって、光張出基地局装置１００−１に対する上りフレームの送信が停止される（ステップＳ１０８）。その後、例えば光張出基地局装置１００−２に異常が発生した場合などに、優先して基地局装置１０へ送信すべき優先データが発生すると（ステップＳ３０１）、この優先データは、フラグが付加されて上り送受信バッファ部１２１の送信バッファ１２１ａに保持される。

そして、優先データ検出部３０３によって、フラグが付加された優先データが検出され、要求コード挿入部３０４によって、上りデータのアイドル区間に要求コードが挿入され、上りデータが光張出基地局装置１００−１へ送信される（ステップＳ３０２）。そして、光張出基地局装置１００−１によって要求コードを含む上りデータが受信されると、要求コード検出部３０１によって、アイドル区間に挿入された要求コードが検出される。要求コードが検出されると、その旨が上り送信制御部３０２へ通知され、上り送信制御部３０２によって、さらに上位装置へ要求コードが転送される。すなわち、最初に送信が開始されたフレーム区間が完了すると（ステップＳ１０１ｂ）、上り送信制御部３０２によって、次のアイドル区間に要求コードが挿入されて送信される（ステップＳ３０３）。

また、上り送信制御部３０２によって、要求コードが挿入されたアイドル区間以降のフレーム区間における上りフレームの送信が停止される（ステップＳ３０４）。すなわち、光張出基地局装置１００−２から将来受信される優先データの送信に備えて、上りデータのフレーム区間が空の状態にされる。

ところで、最初に開始された上りフレームの送信が完了したため、光張出基地局装置１００−１においては空き受信バッファ数が２つとなる（ステップＳ１０９）。このため、停止／解除コード挿入部１２３によって、下りデータのアイドル区間に解除コードが挿入され、解除コードを含む下りデータが光張出基地局装置１００−２へ送信される（ステップＳ１１０）。そして、光張出基地局装置１００−２によって解除コードを含む下りデータが受信されると、上り送信制御部１２６によって、光張出基地局装置１００−１に対する上りフレームの送信が再開される。

ここでは、光張出基地局装置１００−２の上り送受信バッファ部１２１に優先データが保持されているため、要求コード挿入部３０４によって、優先データが上りデータのフレーム区間に配置され、光張出基地局装置１００−１への送信が開始される（ステップＳ３０５ａ）。光張出基地局装置１００−１においては、優先データの送信に備えて上りフレームの送信が一時的に停止していたため、優先データが受信されると、上り送信制御部３０２によって、即座に基地局装置１０への転送が開始される（ステップＳ３０６ａ）。そして、光張出基地局装置１００−２から光張出基地局装置１００−１への優先データの送信が完了すると（ステップＳ３０５ｂ）、すぐに光張出基地局装置１００−１から基地局装置１０への優先データの送信も完了する（ステップＳ３０６ｂ）。

このように、光張出基地局装置１００−２において優先データが発生すると、上りデータに要求コードが挿入されて基地局装置１０まで転送され、光張出基地局装置１００−２より上位の光張出基地局装置が優先データの送信に備えて上りフレームの送信を停止する。その後、光張出基地局装置１００−２から優先データが送信され、上位の光張出基地局装置では、最優先で優先データが転送され、優先データの送信遅延を低減することができる。また、たとえ光張出基地局装置１００−２からの上りフレームの送信が停止していた場合でも、解除コードによって送信停止が解除された後は、上り回線上の各光張出基地局装置では送信が停止されることなく、迅速に優先データを転送することができる。

［光張出基地局装置の動作］
次に、光張出基地局装置１００−１、１００−２の動作について、図１３に示すフローチャートを参照しながら説明する。以下においては、主に光張出基地局装置１００−２において発生した優先データが上り回線を転送される場合の動作について説明する。

光張出基地局装置１００−２において優先データが発生し（ステップＳ３６１）、上り送受信バッファ部１２１に保持されると、優先データにはフラグが設定される（ステップＳ３６２）。そして、優先データ検出部３０３によって、優先データのフラグが検出され、要求コード挿入部３０４によって、上りデータのアイドル区間に要求コードが挿入されて光張出基地局装置１００−１へ送信される（ステップＳ３６３）。

光張出基地局装置１００−１によって要求コードが受信されると（ステップＳ３５１）、要求コード検出部３０１によって要求コードが検出され、上り送信制御部３０２によって、現在送信中の上りフレームの次の上りフレームから送信が停止される（ステップＳ３５２）。すなわち、現在送信中のフレーム区間の次のフレーム区間以降は空のフレーム区間となる。また、上り送信制御部３０２によって、上りデータのアイドル区間に要求コードが挿入され、上位装置へ転送される（ステップＳ３５３）。

ところで、要求コードの送信後、光張出基地局装置１００−２からは、上り回線の送信制御状況に従って優先データが送信される。すなわち、停止／解除コード検出部１２５によって下りデータから停止コードが検出されておらず、上りフレームの送信が停止中でない場合は（ステップＳ３６４Ｎｏ）、要求コードの送信後、すぐに優先データが送信される（ステップＳ３６６）。また、停止／解除コード検出部１２５によって下りデータから停止コードが検出されており、上りフレームの送信が停止中である場合は（ステップＳ３６４Ｙｅｓ）、解除コードの受信が待機される（ステップＳ３６５）。そして、解除コードが受信されると（ステップＳ３６５Ｙｅｓ）、優先データが上りデータのフレーム区間に配置されて送信される（ステップＳ３６６）。

そして、光張出基地局装置１００−１によって優先データが受信されると（ステップＳ３５４）、優先データは、上り送受信バッファ部１２１の受信バッファ１２１ｂに保持され、フラグが設定される（ステップＳ３５５）。そして、上り送信制御部３０２によって、フラグが設定された優先データが上りデータのフレーム区間に配置されて基地局装置１０へ転送される（ステップＳ３５６）。このとき、優先データの転送に備えて光張出基地局装置１００−１からの上りフレームの送信が停止していたため、優先データの転送が光張出基地局装置１００−１において遅延することはない。

以上のように、本実施の形態によれば、優先して上り回線を伝送すべき優先データが光張出基地局装置において発生した場合は、この光張出基地局装置は、上位の光張出基地局装置へ要求コードを送信する。そして、上り回線上のすべての光張出基地局装置が要求コードを順次転送し、優先データの送信に備えて上りフレームの送信を停止する。このため、たとえ停止コードによって上りフレームの送信が停止している光張出基地局装置において優先データが発生しても、上りフレームの送信が再開した後は、最優先で優先データが転送され、優先データの送信遅延を低減することができる。

（実施の形態４）
実施の形態４では、上位装置の受信バッファに余裕がなくなると、下位装置による上りフレームの送信を停止する代わりに、すべての光張出基地局装置が上りフレームの送信帯域を制限するモードに移行する。

本実施の形態に係る通信システムの構成は、実施の形態１に係る通信システム（図１）と同様であるため、その説明を省略する。

［光張出基地局装置の構成］
本実施の形態に係る光張出基地局装置１００−１、１００−２の構成は、実施の形態１に係る光張出基地局装置１００−１、１００−２の構成（図２）とほぼ同様であるが、フレーム処理部１２０−１、１２０−２の内部構成が実施の形態１とは異なる。そこで、以下においては、本実施の形態に係るフレーム処理部１２０−１、１２０−２の構成について説明する。

図１４は、本実施の形態に係るフレーム処理部１２０−１、１２０−２の構成を示すブロック図である。図１４においては、上位通信部１１０−１、１１０−２、下位通信部１３０−１、１３０−２及び無線通信部１４０−１、１４０−２の図示を省略するとともに、図２と同じ部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。図１４に示すフレーム処理部１２０−１は、上り送受信バッファ部１２１、残バッファ判定部１２２、制限コード挿入部４０１、下り送受信バッファ部１２４及び上り送信制御部４０２を有する。

制限コード挿入部４０１は、残バッファ判定部１２２から空き受信バッファの数が１つ以下になったことが通知されると、上りフレームの送信帯域を制限する帯域制限モードへの移行を指示する制限コードを下りデータに挿入する。このとき、制限コード挿入部４０１は、残バッファ判定部１２２によって空き受信バッファの数が３つ以上になったと判定されるまでは、下りデータのすべてのアイドル区間に継続的に制限コードを挿入する。

上り送信制御部４０２は、上り送受信バッファ部１２１の送信バッファ１２１ａ及び受信バッファ１２１ｂに保持された上りフレームを上りデータのフレーム区間に配置して上位通信部１１０−１へ出力させる。ただし、残バッファ判定部１２２によって空き受信バッファの数が１つ以下になったと判定された場合は、上り送信制御部４０２は、帯域制限モードで上りフレームをフレーム区間に配置する。すなわち、上り送信制御部４０２は、自装置から新たに送信される上りフレームの送信帯域を制限し、自装置に割り当てられたフレーム区間に送信バッファ１２１ａが保持する上りフレームを配置する。このように、各光張出基地局装置が自装置に対して割り当てられたフレーム区間を利用することにより、それぞれの光張出基地局装置が上りフレームを送信可能な送信時間や上りフレームによって送信可能なデータ量などが制限され、上りフレームの送信帯域が制限されることになる。

なお、上り送信制御部４０２は、受信バッファ１２１ｂに保持された上りフレームについては、早く保持された順にフレーム区間に配置して良い。一方、上り送信制御部４０２は、送信バッファ１２１ａに保持された上りフレームについては、自装置に割り当てられていないフレーム区間には配置せず、このフレーム区間を空の状態にする。すなわち、帯域制限モードでは、すべての光張出基地局装置に平等に上りデータのフレーム区間が割り当てられており、各光張出基地局装置は、自装置から新たに送信される上りフレームを自装置に割り当てられたフレーム区間に配置して送信する。

また、本実施の形態においては、光張出基地局装置１００−１が最上位の光張出基地局装置であるため説明を省略するが、制限コード挿入部４０１は、上りデータにも制限コードを挿入する。すなわち、制限コード挿入部４０１は、残バッファ判定部１２２から空き受信バッファの数が１つ以下になったことが通知されると、制限コードを上りデータに挿入し、上位装置を帯域制限モードへ移行させる。要するに、１つの光張出基地局装置における受信バッファに余裕がなくなると、この光張出基地局装置が制限コードを下りデータ及び上りデータに挿入し、すべての光張出基地局装置を帯域制限モードへ移行させる。

一方、図１４に示すフレーム処理部１２０−２は、上り送受信バッファ部１２１、下り送受信バッファ部１２４、制限コード検出部４０３、上り送信制御部４０４及び制限コード挿入部４０５を有する。

制限コード検出部４０３は、下り送受信バッファ部１２４へ入力される下りデータのアイドル区間を監視しており、アイドル区間から制限コードを検出する。本実施の形態においては、光張出基地局装置１００−１の上り送受信バッファ部１２１に余裕がない間は、下りデータに継続的に制限コードが挿入されているため、制限コード検出部４０３は、複数のアイドル区間から繰り返して制限コードを検出することがある。そして、制限コード検出部４０３は、制限コードが検出されると、その旨を上り送信制御部４０４及び制限コード挿入部４０５へ通知する。

上り送信制御部４０４は、上り送受信バッファ部１２１に保持された上りフレームの送信を制御する。具体的には、上り送信制御部４０４は、上り送受信バッファ部１２１の送信バッファ１２１ａ及び受信バッファ１２１ｂに保持された上りフレームを上りデータのフレーム区間に配置して上位通信部１１０−２へ出力させる。このとき、上り送信制御部４０４は、上りデータのすべてのフレーム区間にフレームを配置し、上り回線の帯域を無駄にすることなくすべて利用する。

ただし、上り送信制御部４０４は、制限コード検出部４０３から制限コードが検出された旨が通知されると、帯域制限モードで上りフレームをフレーム区間に配置する。すなわち、制限コード検出部４０３によって下りデータから制限コードが検出されている間は、上り送信制御部４０４は、自装置から新たに送信される上りフレームの送信帯域を制限し、自装置に割り当てられたフレーム区間に上りフレームを配置する。

制限コード挿入部４０５は、制限コード検出部４０３から制限コードが検出された旨が通知されると、制限コードを下りデータに挿入して下位装置へ制限コードを転送する。すなわち、制限コード挿入部４０５は、上位装置から受信された下りデータのアイドル区間に制限コードが挿入されていた場合は、下位装置へ送信される下りデータのアイドル区間にも制限コードを挿入する。

［上りデータ通信方法］
次いで、本実施の形態に係る光張出基地局装置１００−２から基地局装置１０へ向かう上りデータの通信方法について、図１５に示すシーケンス図を参照しながら説明する。図１５において、図５と同じ部分には同じ符号を付し、その詳しい説明を省略する。

光張出基地局装置１００−１の１つの受信バッファ１２１ｂに保持された上りフレームは、上りデータのフレーム区間に配置され、上位通信部１１０−１による基地局装置１０への送信が開始される（ステップＳ１０１ａ）。また、光張出基地局装置１００−２から光張出基地局装置１００−１への上りフレームの送信も開始され（ステップＳ１０５ａ）、この上りフレームの送信が完了する（ステップＳ１０５ｂ）。本実施の形態においては、この時点で、残りの受信バッファが１つとなったものとする（ステップＳ１０６）。これにより、残バッファ判定部１２２によって、空き受信バッファ数が１つ以下になったと判定され、制限コード挿入部４０１によって、下りデータに制限コードが挿入されて送信される（ステップＳ４０１）。

同時に、上り送信制御部４０２によって、光張出基地局装置１００−１による上り回線の通信が帯域制限モードに移行される（ステップＳ４０２）。すなわち、以降、光張出基地局装置１００−１から新たに送信される上りフレームについては、光張出基地局装置１００−１に割り当てられたフレーム区間に配置されることになる。また、光張出基地局装置１００−２によって制限コードを含む下りデータが受信されると、制限コード検出部４０３によって制限コードが検出され、上り送信制御部４０４によって、光張出基地局装置１００−２による上り回線の通信が帯域制限モードに移行される（ステップＳ４０３）。すなわち、光張出基地局装置１００−２から新たに送信される上りフレームについては、光張出基地局装置１００−２に割り当てられたフレーム区間に配置されることになる。

そして、最初に開始された上りフレームの送信が完了すると（ステップＳ１０１ｂ）、光張出基地局装置１００−１における空き受信バッファ数は２つとなる（ステップＳ１０９）。本実施の形態においては、空き受信バッファ数が３つ以上となるまでは制限コードの送信が継続されるため、引き続き制限コード挿入部４０１によって、下りデータに制限コードが挿入されて送信される（ステップＳ４０４）。これにより、光張出基地局装置１００−１、１００−２は、引き続き帯域制限モードで上りフレームを送信する。すなわち、例えば光張出基地局装置１００−２は、自装置から新たに送信される上りフレームを自装置に割り当てられたフレーム区間に配置して送信する（ステップＳ４０５）。

このように、光張出基地局装置１００−１の受信バッファ１２１ｂに余裕がなくなると、光張出基地局装置１００−１によって下りデータのアイドル区間に制限コードが挿入され、光張出基地局装置１００−１、１００−２を含むすべての光張出基地局装置が帯域制限モードに移行する。これにより、帯域制限モードへ移行後は、各光張出基地局装置の送信帯域が制限され、光張出基地局装置１００−１に受信される上りフレームが減少するため、受信バッファの不足による上りフレームの欠損を防止することができる。結果として、複数の光張出基地局装置がカスケード接続された上り回線の帯域を最大限に利用することができる。

［上位装置の動作］
次に、光張出基地局装置１００−１、１００−２のうち上位装置に相当する光張出基地局装置１００−１の動作について、図１６に示すフローチャートを参照しながら説明する。図１６において、図６と同じ部分には同じ符号を付し、その詳しい説明を省略する。また、以下においては、主に下りデータに制限コードを挿入する動作について説明する。

下位通信部１３０−１によって、光張出基地局装置１００−２から送信された上りデータが受信されると（ステップＳ１５１）、上りデータは、フレーム処理部１２０−１へ入力される。そして、フレーム処理部１２０−１の上り送受信バッファ部１２１によって、上りデータのフレーム区間に配置された上りフレームが一時的に保持される。

そして、残バッファ判定部１２２によって、上り送受信バッファ部１２１内の空き受信バッファ数が１つ以下になったか否かが判定される（ステップＳ１５２）。この判定の結果、空き受信バッファ数が１つ以下になっていなければ（ステップＳ１５２Ｎｏ）、まだ受信バッファ１２１ｂに余裕があると判断され、制限コードの挿入などの処理は行われない。

一方、空き受信バッファ数が１つ以下になっていれば（ステップＳ１５２Ｙｅｓ）、受信バッファ１２１ｂに余裕がないと判断され、下りデータに制限コードが挿入される（ステップＳ４５１）。具体的には、空き受信バッファ数が１つ以下になったことが残バッファ判定部１２２から制限コード挿入部４０１へ通知され、制限コード挿入部４０１によって、下りデータのアイドル区間に制限コードが挿入される。同時に、上り送信制御部４０２によって、光張出基地局装置１００−１の上り回線の通信が帯域制限モードへと移行される（ステップＳ４５２）。

制限コードの送信後、残バッファ判定部１２２によって上り送受信バッファ部１２１内の空き受信バッファ数が監視され、空き受信バッファ数が３つ以上になったか否かが判定される（ステップＳ４５３）。この判定の結果、空き受信バッファ数が２つ以下である場合は（ステップＳ４５３Ｎｏ）、前回制限コードが挿入されたアイドル区間の次のアイドル区間にも制限コードが挿入される（ステップＳ４５１）。このように、空き受信バッファ数が２つ以下の間は、複数のアイドル区間に連続して制限コードが挿入される。そして、空き受信バッファ数が３つ以上になった場合は（ステップＳ４５３Ｙｅｓ）、受信バッファ１２１ｂに余裕ができたと判断され、制限コードが挿入されることなく下りデータが送信される。以降、各光張出基地局装置は、帯域制限モードを解除して、通常通りの上りフレームの送信を再開する。

以上のように、本実施の形態によれば、光張出基地局装置は、受信バッファに余裕がなくなると、帯域制限モードに移行するとともに、下りデータ及び上りデータに制限コードを挿入して送信することにより、すべての光張出基地局装置を帯域制限モードへ移行させる。そして、帯域制限モードへ移行した光張出基地局装置は、自装置から新たに送信される上りフレームを自装置に割り当てられたフレーム区間に配置する。このため、すべての光張出基地局装置の受信バッファに余裕があれば、各光張出基地局装置は、帯域を制限することなく上りフレームの送信を続け、上り回線の帯域を最大限に利用することができる。そして、１つの光張出基地局装置において受信バッファに余裕がなくなると、すべての光張出基地局装置が送信帯域を制限して上りフレームを送信することになり、受信バッファの不足による上りフレームの欠損を防止することができる。結果として、複数の通信装置がカスケード接続された通信回線における帯域を有効利用することができる。

（実施の形態５）
実施の形態５では、光張出基地局装置が上りフレームを送信することを他の光張出基地局装置へ通知し、２つ以上の光張出基地局装置による上りフレームの送信が競合する際には、すべての光張出基地局装置が上りフレームの送信帯域を制限するモードに移行する。

本実施の形態に係る通信システムの構成は、実施の形態１に係る通信システム（図１）と同様であるため、その説明を省略する。ただし、本実施の形態においては、主に光張出基地局装置１００−１の下位装置である光張出基地局装置１００−２、１００−３の構成及び動作について説明する。本実施の形態に係る光張出基地局装置１００−２、１００−３は、それぞれ実施の形態１に係る光張出基地局装置１００−１、１００−２に対応している。

［光張出基地局装置の構成］
本実施の形態に係る光張出基地局装置１００−２、１００−３の構成は、実施の形態１に係る光張出基地局装置１００−１、１００−２の構成（図２）とほぼ同様であるが、それぞれ実施の形態１に係るフレーム処理部１２０−１、１２０−２に対応するフレーム処理部１２０−２、１２０−３の内部構成が実施の形態１とは異なる。そこで、以下においては、本実施の形態に係るフレーム処理部１２０−２、１２０−３の構成について説明する。

図１７は、本実施の形態に係るフレーム処理部１２０−２、１２０−３の構成を示すブロック図である。図１７においては、上位通信部１１０−２、１１０−３、下位通信部１３０−２、１３０−３及び無線通信部１４０−２、１４０−３の図示を省略するとともに、図２と同じ部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。図１７に示すフレーム処理部１２０−２は、上り送受信バッファ部１２１、下り送受信バッファ部１２４、送信判定部５０１、送信中コード挿入部５０２、送信中コード検出部５０３及び上り送信制御部５０４を有する。

送信判定部５０１は、光張出基地局装置１００−２が自装置から新たに送信される上りフレームの送信を実行するか否かを判定する。具体的には、送信判定部５０１は、上り送受信バッファ部１２１の送信バッファ１２１ａに上りフレームが保持されているか否かを判定する。

送信中コード挿入部５０２は、送信判定部５０１によって上りフレームの送信が実行されると判定された場合には、自装置が上りフレームを送信中であることを示す送信中コードを下りデータ及び上りデータの両方に挿入する。また、送信中コード挿入部５０２は、送信中コード検出部５０３によって下りデータから送信中コードが検出された場合は、自装置から送信される下りデータにも送信中コードを挿入する。同様に、送信中コード挿入部５０２は、送信中コード検出部５０３によって上りデータから送信中コードが検出された場合は、自装置から送信される上りデータにも送信中コードを挿入する。送信中コード挿入部５０２は、送信中コードを挿入する際、下りデータ及び上りデータのアイドル区間に送信中コードを挿入する。

送信中コード検出部５０３は、下り送受信バッファ部１２４へ入力される下りデータのアイドル区間を監視しており、下りデータのアイドル区間から送信中コードを検出する。同様に、送信中コード検出部５０３は、上り送受信バッファ部１２１へ入力される上りデータのアイドル区間を監視しており、上りデータのアイドル区間から送信中コードを検出する。そして、送信中コード検出部５０３は、下りデータ又は上りデータのアイドル区間から送信中コードが検出されると、その旨を送信中コード挿入部５０２及び上り送信制御部５０４へ通知する。

上り送信制御部５０４は、上り送受信バッファ部１２１の送信バッファ１２１ａ及び受信バッファ１２１ｂに保持された上りフレームを上りデータのフレーム区間に配置して上位通信部１１０−２へ出力させる。ただし、上り送信制御部５０４は、送信中コード検出部５０３によって送信中コードが検出されると、帯域制限モードで上りフレームをフレーム区間に配置する。すなわち、上り送信制御部５０４は、自装置から新たに送信される上りフレームの送信帯域を制限し、自装置に割り当てられたフレーム区間に送信バッファ１２１ａが保持する上りフレームを配置する。

なお、上り送信制御部５０４は、受信バッファ１２１ｂに保持された上りフレームについては、早く保持された順にフレーム区間に配置して良い。一方、上り送信制御部５０４は、送信バッファ１２１ａに保持された上りフレームについては、自装置に割り当てられていないフレーム区間には配置せず、このフレーム区間を空の状態にする。すなわち、帯域制限モードでは、すべての光張出基地局装置に平等に上りデータのフレーム区間が割り当てられており、各光張出基地局装置は、自装置から新たに送信される上りフレームを自装置に割り当てられたフレーム区間に配置して送信する。

一方、図１７に示すフレーム処理部１２０−３は、上り送受信バッファ部１２１、下り送受信バッファ部１２４、送信中コード検出部５０５、上り送信制御部５０６及び送信中コード挿入部５０７を有する。

送信中コード検出部５０５は、下り送受信バッファ部１２４へ入力される下りデータのアイドル区間を監視しており、下りデータのアイドル区間から送信中コードを検出する。そして、送信中コード検出部５０５は、下りデータのアイドル区間から送信中コードが検出されると、その旨を上り送信制御部５０６及び送信中コード挿入部５０７へ通知する。

上り送信制御部５０６は、上り送受信バッファ部１２１の送信バッファ１２１ａ及び受信バッファ１２１ｂに保持された上りフレームを上りデータのフレーム区間に配置して上位通信部１１０−３へ出力させる。ただし、上り送信制御部５０６は、送信中コード検出部５０５によって送信中コードが検出されると、帯域制限モードで上りフレームをフレーム区間に配置する。すなわち、上り送信制御部５０６は、自装置から新たに送信される上りフレームの送信帯域を制限し、自装置に割り当てられたフレーム区間に送信バッファ１２１ａが保持する上りフレームを配置する。

送信中コード挿入部５０７は、送信中コード検出部５０５によって下りデータから送信中コードが検出された場合は、自装置から送信される下りデータにも送信中コードを挿入する。送信中コード挿入部５０７は、送信中コードを挿入する際、下りデータのアイドル区間に送信中コードを挿入する。

なお、本実施の形態においては、光張出基地局装置１００−３と図示しない下位装置との間の通信を考慮していないため説明を省略するが、送信中コード検出部５０５は、送信中コード検出部５０３と同様に、上りデータからも送信中コードを検出する。そして、上り送信制御部５０６は、上りデータから送信中コードが検出された場合も、帯域制限モードで上りフレームをフレーム区間に配置する。さらに、送信中コード挿入部５０７は、上りデータから送信中コードが検出されると、自装置から送信される上りデータにも送信中コードを挿入する。

［上りデータ通信方法］
次いで、本実施の形態に係る光張出基地局装置１００−３から基地局装置１０へ向かう上りデータの通信方法について、図１８に示すシーケンス図を参照しながら説明する。以下においては、まず１つの光張出基地局装置１００−２において自装置から新たに送信される送信データが発生し、その後、光張出基地局装置１００−３においても自装置から新たに送信される送信データが発生する場合について説明する。

光張出基地局装置１００−２から新たに送信される送信データが発生すると（ステップＳ５０１）、この送信データを含む上りフレームは、上り送受信バッファ部１２１の送信バッファ１２１ａに保持される。ここで、光張出基地局装置１００−２から新たに送信される送信データとは、光張出基地局装置１００−２の状態などを報告する報告データや光張出基地局装置１００−２の配下の移動端末２０−２から送信された無線データなどを含むデータである。

上り送受信バッファ部１２１の送信バッファ１２１ａに上りフレームが保持されると、送信判定部５０１によって、上りフレームの送信が実行されると判定される。この判定に応じて、送信中コード挿入部５０２によって、下りデータ及び上りデータのアイドル区間に送信中コードが挿入される。そして、送信中コードが挿入された上りデータが光張出基地局装置１００−１へ送信されるとともに（ステップＳ５０２）、送信中コードが挿入された下りデータが光張出基地局装置１００−３へ送信される（ステップＳ５０３）。送信中コードを含む下りデータが光張出基地局装置１００−３によって受信されると、送信中コード検出部５０５によって送信中コードが検出される。そして、送信中コード挿入部５０７によって、光張出基地局装置１００−３から送信される下りデータにも送信中コードが挿入される。

このように、送信データが発生した光張出基地局装置の上位装置及び下位装置に送信中コードが転送されていくことにより、各光張出基地局装置は、通信システム内に送信データが発生した光張出基地局装置があるか否かを判断することが可能となる。

光張出基地局装置１００−２においては、送信中コードの送信後、上り送信制御部５０４によって、送信データを含む上りフレームが上りデータのフレーム区間に配置されて送信される。ここでは、送信中コード検出部５０３によって送信中コードが検出されていないため、上り送信制御部５０４は通常モードで動作している。すなわち、上りデータのすべてのフレーム区間に、送信バッファ１２１ａ及び受信バッファ１２１ｂに保持された上りフレームが保持された順序で配置される。通常モードで上りフレームが配置された上りデータは、光張出基地局装置１００−１へ送信される（ステップＳ５０４）。

そして、光張出基地局装置１００−３から新たに送信される送信データが発生すると（ステップＳ５０５）、この送信データを含む上りフレームは、上り送受信バッファ部１２１の送信バッファ１２１ａに保持される。ここで、光張出基地局装置１００−３から新たに送信される送信データとは、光張出基地局装置１００−３の状態などを報告する報告データや光張出基地局装置１００−３の配下の移動端末から送信された無線データなどを含むデータである。

上り送受信バッファ部１２１の送信バッファ１２１ａに保持された上りフレームは、上りデータのフレーム区間に配置されるが、ここでは、送信中コード検出部５０５によって送信中コードが検出されているため、上り送信制御部５０６が帯域制限モードで動作している（ステップＳ５０６）。すなわち、上りデータのフレーム区間のうち光張出基地局装置１００−３に割り当てられたフレーム区間に、送信バッファ１２１ａに保持された上りフレームが配置される。帯域制限モードで上りフレームが配置された上りデータは、光張出基地局装置１００−２を介して光張出基地局装置１００−１へ送信される（ステップＳ５０７）。

ところで、光張出基地局装置１００−３において送信データが発生した場合は、光張出基地局装置１００−２において送信データが発生した場合と同様に、光張出基地局装置１００−３から送信中コードが上位装置及び下位装置へ送信される。このため、光張出基地局装置１００−２においては、送信中コード検出部５０３によって、上りデータから送信中コードが検出される。送信中コード検出部５０３によって送信中コードが検出されると、自装置を含めて２つ以上の光張出基地局装置において送信データが発生していると判断されるため、上り送信制御部５０４は帯域制限モードに移行する（ステップＳ５０８）。

したがって、以降の上りフレームの送信では、上りデータのフレーム区間のうち光張出基地局装置１００−２に割り当てられたフレーム区間に、送信バッファ１２１ａに保持された上りフレームが配置される。帯域制限モードで上りフレームが配置された上りデータは、光張出基地局装置１００−１へ送信される（ステップＳ５０９）。

このように、１つの光張出基地局装置１００−２において送信データが発生した際には、送信帯域が制限されることなく光張出基地局装置１００−２から上りフレームが送信される。そして、光張出基地局装置１００−２、１００−３の両方に送信データが発生した後は、それぞれ自装置に割り当てられたフレーム区間を利用して送信データを含む上りフレームを送信する。これにより、新たに上りフレームを送信する光張出基地局装置の数が１つの間は、この光張出基地局装置が上り回線の帯域を最大限に利用することができ、帯域の無駄が生じない。また、新たに上りフレームを送信する光張出基地局装置の数が２つ以上になると、各光張出基地局装置が帯域を制限して上りフレームを送信し、上り回線の帯域不足の発生を回避することができる。

［上位装置の動作］
次に、光張出基地局装置１００−２、１００−３のうち上位装置に相当する光張出基地局装置１００−２の動作について、図１９に示すフローチャートを参照しながら説明する。以下においては、主に下りデータに送信中コードを挿入する動作について説明する。

本実施の形態においては、送信判定部５０１によって、上り送受信バッファ部１２１の送信バッファ１２１ａが監視されており、光張出基地局装置１００−２から新たに送信される送信データが発生したか否かが判定される（ステップＳ５５１）。すなわち、送信判定部５０１によって、光張出基地局装置１００−２の状態などを報告する報告データ又は光張出基地局装置１００−２の配下の移動端末２０−２から送信された無線データなどを含む上りフレームが送信バッファ１２１ａに保持されているか否かが判定される。

この判定の結果、送信バッファ１２１ａに上りフレームが保持されている場合（ステップＳ５５１Ｙｅｓ）、送信中コード挿入部５０２によって、下りデータ及び上りデータのアイドル区間に送信中コードが挿入される（ステップＳ５５２）。また、送信中コード検出部５０３によって、光張出基地局装置１００−２に受信された上りデータ又は下りデータのアイドル区間に送信中コードが挿入されているか否かが判断され（ステップＳ５５３）、上りフレームを送信するモードが決定される。

すなわち、上りデータ又は下りデータのアイドル区間から送信中コードが検出されない場合は（ステップＳ５５３Ｎｏ）、光張出基地局装置１００−２以外の光張出基地局装置が上りフレームを新たに送信しないと判断されることから、上り送信制御部５０４が通常モードで動作する（ステップＳ５５４）。したがって、送信バッファ１２１ａに保持された上りフレームは、受信バッファ１２１ｂに保持された上りフレームと区別されることなく、上り送信制御部５０４によって、それぞれの上りフレームがバッファに保持された順序で上りデータのフレーム区間に配置される。

また、上りデータ又は下りデータのアイドル区間から送信中コードが検出された場合は（ステップＳ５５３Ｙｅｓ）、光張出基地局装置１００−２以外の光張出基地局装置が上りフレームを新たに送信すると判断される。このため、上り送信制御部５０４が帯域制限モードで動作する（ステップＳ５５５）。したがって、送信バッファ１２１ａに保持された上りフレームは、上り送信制御部５０４によって、光張出基地局装置１００−２に割り当てられた上りデータのフレーム区間に配置される。

一方、送信判定部５０１による判定の結果、送信バッファ１２１ａに上りフレームが保持されていない場合（ステップＳ５５１Ｎｏ）、送信中コード検出部５０３によって、光張出基地局装置１００−２に受信された上りデータ又は下りデータのアイドル区間に送信中コードが挿入されているか否かが判断される（ステップＳ５５６）。そして、上りデータから送信中コードが検出されると（ステップＳ５５６Ｙｅｓ）、送信中コード挿入部５０２によって、光張出基地局装置１００−２から送信される上りデータのアイドル区間に送信中コードが挿入される（ステップＳ５５７）。同様に、下りデータから送信中コードが検出されると（ステップＳ５５６Ｙｅｓ）、送信中コード挿入部５０２によって、光張出基地局装置１００−２から送信される下りデータのアイドル区間に送信中コードが挿入される（ステップＳ５５７）。

このように、光張出基地局装置１００−２によって受信された上りデータ又は下りデータに送信中コードが挿入されている場合は、光張出基地局装置１００−２から送信される上りデータ又は下りデータにも送信中コードが挿入されて上位装置又は下位装置へ転送される。これにより、通信システム内の１つの光張出基地局装置において送信データが発生すると、すべての光張出基地局装置へ送信中コードが転送される。

以上のように、本実施の形態によれば、光張出基地局装置は、自装置から新たに送信される上りフレームを送信する際に、下りデータ及び上りデータに送信中コードを挿入して送信する。そして、光張出基地局装置は、他の光張出基地局装置から送信中コードを受信した場合には、帯域制限モードへ移行し、自装置から新たに送信される上りフレームを自装置に割り当てられたフレーム区間に配置する。このため、１つの光張出基地局装置が新たな上りフレームを送信する場合には、この光張出基地局装置が上り回線の帯域を最大限に利用することができる。また、２つ以上の光張出基地局装置が新たな上りフレームを送信する場合には、各光張出基地局装置が送信帯域を制限して上りフレームを送信し、上り回線の帯域不足を回避することができる。

（実施の形態６）
ところで、上記実施の形態１〜５においては、カスケード接続されたすべての光張出基地局装置がアイドル区間に挿入された送信制御コードに応じて上りフレームの送信を制御する場合について説明した。しかし、例えば高速道路などの細長いエリアに沿って複数の光張出基地局装置が配置される場合などには、一部の光張出基地局装置がアイドル区間に挿入された送信制御コードに対応していないことが想定される。そこで、実施の形態６では、光張出基地局装置に隣接する上位装置及び下位装置がアイドル区間に挿入された送信制御コードに応じて動作可能か否かを確認する処理について説明する。

すなわち、実施の形態６では、送信制御コードに対応した処理が可能か否かを確認する対応コードを光張出基地局装置が隣接する光張出基地局装置へ送信し、対応コードに対する応答がある場合に、アイドル区間に送信制御コードを挿入する処理を実行する。

本実施の形態に係る通信システムの構成は、実施の形態１に係る通信システム（図１）と同様であるため、その説明を省略する。

［光張出基地局装置の構成］
本実施の形態に係る光張出基地局装置１００−１、１００−２の構成は、実施の形態１に係る光張出基地局装置１００−１、１００−２の構成（図２）とほぼ同様であるが、フレーム処理部１２０−１、１２０−２の内部構成が実施の形態１とは異なる。そこで、以下においては、本実施の形態に係るフレーム処理部１２０−１、１２０−２の構成について説明する。

図２０は、本実施の形態に係るフレーム処理部１２０−１、１２０−２の構成を示すブロック図である。図２０においては、上位通信部１１０−１、１１０−２、下位通信部１３０−１、１３０−２及び無線通信部１４０−１、１４０−２の図示を省略するとともに、図２と同じ部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。図２０に示すフレーム処理部１２０−１は、上り送受信バッファ部１２１、残バッファ判定部１２２、停止／解除コード挿入部１２３、下り送受信バッファ部１２４、対応コード挿入部６０１及びＡｃｋ検出部６０２を有する。

対応コード挿入部６０１は、光張出基地局装置１００−１から送信される下りデータ及び上りデータのアイドル区間に、隣接する光張出基地局装置が送信制御コードに対応した処理が可能か否かを確認する対応コードを挿入する。なお、対応コード挿入部６０１は、通信システム全体又は光張出基地局装置１００−１の初期化処理時に対応コードを挿入しても良いし、光張出基地局装置１００−１の運用中は常に対応コードを挿入しても良い。

Ａｃｋ検出部６０２は、対応コードが挿入された下りデータ及び上りデータが送信された後、上りデータ及び下りデータから対応コードに対するＡｃｋを検出する。すなわち、Ａｃｋ検出部６０２は、下りデータに対応コードが挿入された後、下位装置がアイドル区間に挿入された送信制御コードに対応可能であれば、上りデータからＡｃｋを検出する。同様に、Ａｃｋ検出部６０２は、上りデータに対応コードが挿入された後、上位装置がアイドル区間に挿入された送信制御コードに対応可能であれば、下りデータからＡｃｋを検出する。

一方、図２０に示すフレーム処理部１２０−２は、上り送受信バッファ部１２１、下り送受信バッファ部１２４、停止／解除コード検出部１２５、上り送信制御部１２６、対応コード検出部６０３及びＡｃｋ挿入部６０４を有する。

対応コード検出部６０３は、下り送受信バッファ部１２４へ入力される下りデータのアイドル区間を監視しており、アイドル区間から対応コードを検出する。そして、対応コード検出部６０３は、対応コードが検出されると、その旨をＡｃｋ挿入部６０４へ通知する。

Ａｃｋ挿入部６０４は、対応コードが検出された旨が対応コード検出部６０３から通知されると、上りデータのアイドル区間にＡｃｋを挿入する。

［上りデータ通信方法］
次いで、本実施の形態に係る光張出基地局装置１００−２から基地局装置１０へ向かう上りデータの通信方法について、図２１に示すシーケンス図を参照しながら説明する。図２１において、図５と同じ部分には同じ符号を付し、その詳しい説明を省略する。

光張出基地局装置１００−１が初期化処理される際、対応コード挿入部６０１によって下りデータに対応コードが挿入され、対応コードを含む下りデータが光張出基地局装置１００−２へ送信される（ステップＳ６０１）。光張出基地局装置１００−２においては、対応コード検出部６０３によって対応コードが検出され、Ａｃｋ挿入部６０４によって、上りデータにＡｃｋが挿入される。そして、Ａｃｋを含む上りデータが光張出基地局装置１００−１へ送信される（ステップＳ６０２）。光張出基地局装置１００−１においては、Ａｃｋ検出部６０２によってＡｃｋが検出され、光張出基地局装置１００−２がアイドル区間に挿入された送信制御コードに対応可能であることが確認される。

なお、ここでは省略したが、光張出基地局装置１００−２からも対応コードを含む上りデータが送信され、光張出基地局装置１００−１によって対応コードに対するＡｃｋが返信されても良い。すなわち、隣接する光張出基地局装置の間で互いに対応コードとＡｃｋのやり取りが行われるようにしても良い。また、対応コードとＡｃｋのやり取りは、初期化処理時に限らず、アイドル区間を利用して常に行われるようにしても良い。

対応コード及びＡｃｋのやり取りが行われた後、光張出基地局装置１００−１から基地局装置１０への上りフレームの送信が開始される（ステップＳ１０１ａ）。また、光張出基地局装置１００−２から光張出基地局装置１００−１への上りフレームの送信も開始され（ステップＳ１０５ａ）、この上りフレームの送信が完了する（ステップＳ１０５ｂ）。本実施の形態においては、この時点で、残りの受信バッファが１つとなったものとする（ステップＳ１０６）。

ここでは、Ａｃｋ検出部６０２によってＡｃｋが検出されており、光張出基地局装置１００−２がアイドル区間に挿入された停止コードに対応可能であることが確認されている。そこで、Ａｃｋ検出部６０２から残バッファ判定部１２２へ、空き受信バッファ数が１つ以下となったか否かの判定を実行するように指示される。これにより、残バッファ判定部１２２によって、空き受信バッファ数が１つ以下になったと判定されるため、下りデータに停止コードが挿入されて送信される（ステップＳ１０７）。

なお、Ａｃｋ検出部６０２によってＡｃｋが検出されなければ、光張出基地局装置１００−２がアイドル区間に挿入された停止コードに対応可能でないと考えられるため、下りデータに停止コードを挿入する処理が無駄となる。そこで、Ａｃｋ検出部６０２によってＡｃｋが検出されていない場合には、残バッファ判定部１２２は、空き受信バッファ数が１つ以下となったか否かの判定を実行しない。これにより、下位装置が停止コードに対応可能でない場合に、光張出基地局装置１００−１における無駄な処理を省くことができる。

光張出基地局装置１００−１から停止コードが挿入された下りデータが送信されると、実施の形態１と同様に、上り送信制御部１２６によって、光張出基地局装置１００−１に対する上りフレームの送信が停止される（ステップＳ１０８）。そして、最初に開始された上りフレームの送信が完了すると（ステップＳ１０１ｂ）、光張出基地局装置１００−１においては空き受信バッファ数が２つとなる（ステップＳ１０９）。このため、停止／解除コード挿入部１２３によって、下りデータのアイドル区間に解除コードが挿入され、解除コードを含む下りデータが光張出基地局装置１００−２へ送信される（ステップＳ１１０）。そして、上り送信制御部１２６によって、光張出基地局装置１００−１に対する上りフレームの送信が再開される（ステップＳ１１１ａ）。なお、解除コードの挿入も、光張出基地局装置１００−２から対応コードに対するＡｃｋが返信された場合に実行される。

以上のように、本実施の形態によれば、対応コードと対応コードに対するＡｃｋとのやり取りによって、隣接する光張出基地局装置がアイドル区間に挿入された送信制御コードに対応可能か否かを確認する。このため、例えば隣接する光張出基地局装置が入れ替えられた場合などにおいて、アイドル区間に挿入された送信制御コードに対応不能な光張出基地局装置へ停止コードなどの送信制御コードを送信する無駄な処理を防止することができる。

なお、上記実施の形態１〜４においては、空き受信バッファ数が１つ以下になった場合に下りデータに送信制御コードを挿入するものとしたが、閾値となる空き受信バッファ数は変更することも可能である。すなわち、例えば空き受信バッファ数が２つ以下になった場合に送信制御コードを挿入するなどとしても良い。また、上り送受信バッファ部１２１の受信バッファが複数の受信バッファ１２１ｂに分割された構成でない場合には、受信バッファの空き容量の割合などから送信制御コードを挿入するタイミングを決定しても良い。同様に、下りデータに解除コードを挿入したり、送信制御コードの挿入を停止したりするための受信バッファの空き容量に関する条件も種々変更することが可能である。

また、上記実施の形態５においては、新たに上りフレームを送信する光張出基地局装置が２つ以上になると、各光張出基地局装置が帯域制限モードへ移行するものとした。しかし、必ずしも２つの光張出基地局装置が新たに上りフレームを送信する場合に、各光張出基地局装置が帯域制限モードへ移行しなくても良い。すなわち、例えば３つ以上の光張出基地局装置が新たに上りフレームを送信する場合に、各光張出基地局装置が帯域制限モードへ移行するようにしても良い。当然、４つ以上の光張出基地局装置が新たに上りフレームを送信する場合に、各光張出基地局装置が帯域制限モードへ移行することも可能である。これらの場合には、例えば送信中コードを光張出基地局装置ごとに固有のコードとすることによって、各光張出基地局装置において、新たに上りフレームを送信する光張出基地局装置の数が把握されるようにすれば良い。

さらに、上記実施の形態５は、実施の形態１〜４と組み合わせて実施することが可能である。すなわち、新たに上りフレームを送信する光張出基地局装置の数によって帯域制限モードへの移行を決定するのみではなく、各光張出基地局装置における受信バッファの空き容量も考慮して各光張出基地局装置による上りフレームの送信を制御することもできる。こうすることにより、上り回線の帯域の範囲内で、上りフレームがより確実に伝送されることになる。

なお、上記実施の形態４、５の帯域制限モードでは、すべての光張出基地局装置に平等に割り当てられたフレーム区間に、それぞれの光張出基地局装置から新たに送信される上りフレームが配置されることとした。しかし、帯域制限モード中、常にすべての光張出基地局装置から新たに上りフレームが送信されるとは限らない。そこで、制限コードのほかにもアイドル区間にコードを挿入することによって、それぞれの光張出基地局装置が新たに上りフレームを送信するか否かを通知し合い、帯域制限モードにおいて各光張出基地局装置に割り当てられるフレーム区間が動的に変更されるようにしても良い。

すなわち、例えば２つの光張出基地局装置が新たに上りフレームを送信する場合には、上り回線の全帯域を２等分して、２等分された帯域がそれぞれの光張出基地局装置に割り当てられるようにしても良い。同様に、３つ以上の光張出基地局装置が新たに上りフレームを送信する場合には、上り回線の全帯域を等分して、等分された帯域がそれぞれの光張出基地局装置に割り当てられるようにすれば良い。こうすることにより、光張出基地局装置が帯域制限モードへ移行した場合も、上り回線の帯域を最大限に利用することが可能となる。また、これらの処理に必要な光張出基地局装置間のやり取りは、アイドル区間にコードを挿入して実行することが可能である。

また、上記各実施の形態２〜６においては、具体的な送信制御コードの形式について言及していないが、実施の形態２〜６に係る種々の送信制御コードを実施の形態１に係る停止コード及び解除コードと同様の形式のコードとすることもできる。すなわち、例えば４Ｂ／５Ｂフォーマットが適用される場合には、無効コードのいずれかをそれぞれ要求コード、制限コード、送信中コード及び対応コードなどの送信制御コードと定義しても良い。

また、上記実施の形態６においては、対応コード及びＡｃｋのやり取りと実施の形態１とを組み合わせる場合について説明したが、対応コード及びＡｃｋのやり取りは実施の形態２〜５と組み合わせることも可能である。

ところで、上記各実施の形態１〜６では、アイドル区間に様々な送信制御コードが挿入される場合について説明したが、例えばＣＰＲＩにおいて規定されるデータフォーマットではアイドル区間が設けられている。したがって、上記各実施の形態に係る光張出基地局装置がＣＰＲＩの仕様に準拠する場合でも、上記各実施の形態と同様の効果を得ることができる。

ＣＰＲＩにおいては、物理レイヤにおける物理フレームについて、図２２に示すフォーマットが規定されている。すなわち、１ハイパーフレーム（Hyper Frame）が２５６個のベーシックフレーム（Basic Frame）から構成され、各ベーシックフレームの先頭の図中斜線で示す領域には、コントロールワード（Control Word）と呼ばれる制御信号が配置される。そして、６４個ずつのベーシックフレームのコントロールワードが１単位となっており、１ハイパーフレームにはコントロールワード番号が０から３までの４単位のコントロールワードが含まれる。そして、各単位の対応する４つのコントロールワードは、それぞれ１つのサブチャネル（Subchannel）を構成しており、各サブチャネルの内容は、図２３に示すようになっている。

そして、上記各実施の形態１〜６で説明した様々な送信制御コードは、図２３に示すサブチャネルのうち、例えばポインタｐに対応するｐ番から６３番までのサブチャネルの「ｆａｓｔ Ｃ＆Ｍ」領域にマッピングすることが可能である。また、３番から１５番までのサブチャネルの「ｒｅｓｅｒｖｅｄ」領域や、１６番からｐ−１番までのサブチャネルの「ｖｅｎｄｏｒ ｓｐｅｃｉｆｉｃ」領域に送信制御コードをマッピングすることも可能である。

以上の各実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。

（付記１）情報が含まれるデータ区間と情報が含まれないアイドル区間とが設けられたデータを送受信する第１の通信装置と第２の通信装置とが実行する通信制御方法であって、
前記第１の通信装置が、受信データに含まれる情報を保持するバッファ残量が所定量以下であるか否かを判定する判定ステップと、
前記判定ステップにてバッファ残量が所定量以下であると判定された場合に、前記第２の通信装置によるデータ送信を制御する送信制御信号を前記第２の通信装置へ送信されるデータのアイドル区間に挿入する挿入ステップと、
前記挿入ステップにて送信制御信号が挿入されたデータを前記第２の通信装置へ送信する送信ステップと、
前記第２の通信装置が、前記送信ステップにて送信されたデータを受信する受信ステップと、
前記受信ステップにて受信されたデータのアイドル区間から送信制御信号を検出する検出ステップと、
前記検出ステップにて検出された送信制御信号に応じてデータ送信を制御する制御ステップと
を有することを特徴とする通信制御方法。

（付記２）前記挿入ステップは、
データ区間における情報の送信停止を指示する送信制御信号を前記第２の通信装置へ送信されるデータのアイドル区間に挿入し、
前記制御ステップは、
前記第１の通信装置へ送信されるデータのデータ区間において情報の送信を停止させる
ことを特徴とする付記１記載の通信制御方法。

（付記３）前記挿入ステップは、
前記判定ステップにてバッファ残量が所定量以上に戻ったと判定された場合に、データ区間における情報の送信再開を指示する送信制御信号を前記第２の通信装置へ送信されるデータのアイドル区間に挿入し、
前記制御ステップは、
前記第１の通信装置へ送信されるデータのデータ区間において情報の送信を再開させる
ことを特徴とする付記２記載の通信制御方法。

（付記４）前記挿入ステップは、
データ区間における情報の送信停止を指示する送信制御信号を、前記判定ステップにてバッファ残量が所定量以下であると判定される期間に前記第２の通信装置へ送信されるすべてのアイドル区間に挿入し、
前記制御ステップは、
前記検出ステップにて送信制御信号が検出される間は、前記第１の通信装置へ送信されるデータのデータ区間において情報の送信を停止させる
ことを特徴とする付記１記載の通信制御方法。

（付記５）前記挿入ステップは、
データ区間における情報の送信帯域を制限する送信制御信号を前記第２の通信装置へ送信されるデータのアイドル区間に挿入し、
前記制御ステップは、
前記第１の通信装置へ送信されるデータのデータ区間における情報の送信帯域を制限する
ことを特徴とする付記１記載の通信制御方法。

（付記６）前記制御ステップは、
前記第２の通信装置に割り当てられたデータ区間において情報を送信させることを特徴とする付記５記載の通信制御方法。

（付記７）前記第１の通信装置が、前記送信ステップにて送信制御信号が送信された後、前記第２の通信装置とは異なる第３の通信装置へ送信されるデータのデータ区間における情報の送信帯域を制限する帯域制限ステップをさらに有することを特徴とする付記５記載の通信制御方法。

（付記８）前記第２の通信装置が、前記第１の通信装置を介して第３の通信装置へ転送される優先情報であって転送遅延が許容されない優先情報が自装置から送信されるか否かを判定する優先判定ステップと、
前記優先判定ステップにて優先情報が自装置から送信されると判定された場合に、優先情報を他の情報より優先して送信することを要求する送信制御信号を前記第１の通信装置へ送信する要求ステップと、
前記第１の通信装置が、前記要求ステップにて送信された送信制御信号が検出されてから、前記第２の通信装置から送信された優先情報が受信されるまで、前記第３の通信装置へ送信されるデータのデータ区間における情報の送信を停止する待機ステップと、
をさらに有することを特徴とする付記１記載の通信制御方法。

（付記９）前記第１の通信装置が、データのアイドル区間に挿入された送信制御信号に応じた制御が可能か否かを確認する確認信号を前記第２の通信装置へ送信されるデータのアイドル区間に挿入して送信する確認ステップをさらに有し、
前記挿入ステップは、
前記確認ステップにて送信された確認信号に対する応答が前記第２の通信装置から返信された場合に、送信制御信号を前記第２の通信装置へ送信されるデータのアイドル区間に挿入する
ことを特徴とする付記１記載の通信制御方法。

（付記１０）情報が含まれるデータ区間と情報が含まれないアイドル区間とが設けられたデータを送受信する第１の通信装置と第２の通信装置とが実行する通信制御方法であって、
前記第１の通信装置が、自装置から新たに送信される送信情報があるか否かを判定する判定ステップと、
前記判定ステップにて送信情報があると判定された場合に、前記第２の通信装置によるデータ送信を制御する送信制御信号を前記第２の通信装置へ送信されるデータのアイドル区間に挿入する挿入ステップと、
前記挿入ステップにて送信制御信号が挿入されたデータを前記第２の通信装置へ送信する送信ステップと、
前記第２の通信装置が、前記送信ステップにて送信されたデータを受信する受信ステップと、
前記受信ステップにて受信されたデータのアイドル区間から送信制御信号を検出する検出ステップと、
前記検出ステップにて検出された送信制御信号に応じてデータ送信を制御する制御ステップと
を有することを特徴とする通信制御方法。

（付記１１）前記挿入ステップは、
データ区間における情報の送信帯域を制限する送信制御信号を前記第２の通信装置へ送信されるデータのアイドル区間に挿入し、
前記制御ステップは、
前記第１の通信装置へ送信されるデータのデータ区間における情報の送信帯域を制限する
ことを特徴とする付記１０記載の通信制御方法。

（付記１２）前記制御ステップは、
前記第２の通信装置に割り当てられたデータ区間において情報を送信させることを特徴とする付記１１記載の通信制御方法。

（付記１３）前記第１の通信装置が、データ区間における情報の送信帯域を制限する送信制御信号が受信されたか否かを監視する監視ステップと、
前記監視ステップにて送信制御信号が受信された場合に、前記第２の通信装置とは異なる第３の通信装置へ送信されるデータのデータ区間における情報の送信帯域を制限する帯域制限ステップと
をさらに有することを特徴とする付記１１記載の通信制御方法。

（付記１４）前記帯域制限ステップは、
前記第１の通信装置に割り当てられたデータ区間において情報を送信することを特徴とする付記１３記載の通信制御方法。

（付記１５）前記第１の通信装置が、データのアイドル区間に挿入された送信制御信号に応じた制御が可能か否かを確認する確認信号を前記第２の通信装置へ送信されるデータのアイドル区間に挿入して送信する確認ステップをさらに有し、
前記挿入ステップは、
前記確認ステップにて送信された確認信号に対する応答が前記第２の通信装置から返信された場合に、送信制御信号を前記第２の通信装置へ送信されるデータのアイドル区間に挿入する
ことを特徴とする付記１０記載の通信制御方法。

（付記１６）情報が含まれるデータ区間と情報が含まれないアイドル区間とが設けられたデータを送受信する第１の通信装置と第２の通信装置とを備える通信システムであって、
前記第１の通信装置は、
受信データに含まれる情報を保持するバッファ残量が所定量以下であるか否かを判定する判定部と、
前記判定部によってバッファ残量が所定量以下であると判定された場合に、前記第２の通信装置によるデータ送信を制御する送信制御信号を前記第２の通信装置へ送信されるデータのアイドル区間に挿入する挿入部と、
前記挿入部によって送信制御信号が挿入されたデータを前記第２の通信装置へ送信する送信部とを有し、
前記第２の通信装置は、
前記送信部によって送信されたデータを受信する受信部と、
前記受信部によって受信されたデータのアイドル区間から送信制御信号を検出する検出部と、
前記検出部によって検出された送信制御信号に応じてデータ送信を制御する制御部とを有する
ことを特徴とする通信システム。

（付記１７）情報が含まれるデータ区間と情報が含まれないアイドル区間とが設けられたデータを送受信する第１の通信装置と第２の通信装置とを備える通信システムであって、
前記第１の通信装置は、
自装置から新たに送信される送信情報があるか否かを判定する判定部と、
前記判定部によって送信情報があると判定された場合に、前記第２の通信装置によるデータ送信を制御する送信制御信号を前記第２の通信装置へ送信されるデータのアイドル区間に挿入する挿入部と、
前記挿入部によって送信制御信号が挿入されたデータを前記第２の通信装置へ送信する送信部とを有し、
前記第２の通信装置は、
前記送信部によって送信されたデータを受信する受信部と、
前記受信部によって受信されたデータのアイドル区間から送信制御信号を検出する検出部と、
前記検出部によって検出された送信制御信号に応じてデータ送信を制御する制御部とを有する
ことを特徴とする通信システム。

（付記１８）受信データに含まれる情報を保持するバッファ残量が所定量以下であるか否かを判定する判定部と、
前記判定部によってバッファ残量が所定量以下であると判定された場合に、自装置に接続された他の通信装置によるデータ送信を制御する送信制御信号を、前記他の通信装置へ送信されるデータに設けられた情報を含まないアイドル区間に挿入する挿入部と、
前記挿入部によって送信制御信号が挿入されたデータを前記他の通信装置へ送信する送信部と
を有することを特徴とする通信装置。

（付記１９）自装置から新たに送信される送信情報があるか否かを判定する判定部と、
前記判定部によって送信情報があると判定された場合に、自装置に接続された他の通信装置によるデータ送信を制御する送信制御信号を、前記他の通信装置へ送信されるデータに設けられた情報を含まないアイドル区間に挿入する挿入部と、
前記挿入部によって送信制御信号が挿入されたデータを前記他の通信装置へ送信する送信部と
を有することを特徴とする通信装置。

（付記２０）情報が含まれるデータ区間と情報が含まれないアイドル区間とが設けられたデータを受信する受信部と、
前記受信部によって受信されたデータのアイドル区間から自装置におけるデータ送信を制御する送信制御信号を検出する検出部と、
前記検出部によって検出された送信制御信号に応じてデータ送信を制御する制御部と
を有することを特徴とする通信装置。

１１０−１、１１０−２ 上位通信部
１２０−１〜１２０−３ フレーム処理部
１２１ 上り送受信バッファ部
１２１ａ 送信バッファ
１２１ｂ 受信バッファ
１２２ 残バッファ判定部
１２３ 停止／解除コード挿入部
１２４ 下り送受信バッファ部
１２５ 停止／解除コード検出部
１２６、２０３、３０２、４０２、４０４、５０４、５０６ 上り送信制御部
１３０−１、１３０−２ 下位通信部
１４０−１、１４０−２ 無線通信部
２０１ 停止コード挿入部
２０２ 停止コード検出部
３０１ 要求コード検出部
３０３ 優先データ検出部
３０４ 要求コード挿入部
４０１、４０５ 制限コード挿入部
４０３ 制限コード検出部
５０１ 送信判定部
５０２、５０７ 送信中コード挿入部
５０３、５０５ 送信中コード検出部
６０１ 対応コード挿入部
６０２ Ａｃｋ検出部
６０３ 対応コード検出部
６０４ Ａｃｋ挿入部

Claims (10)

1. 情報が含まれるデータ区間と情報が含まれないアイドル区間とが設けられたデータを送受信する第１の通信装置と第２の通信装置とが実行する通信制御方法であって、
   前記第１の通信装置が、
   受信データに含まれる情報を保持するバッファ残量が所定量以下であるか否かを判定する判定ステップと、
   前記判定ステップにてバッファ残量が所定量以下であると判定された場合に、前記第２の通信装置によるデータ送信を制御する送信制御信号を前記第２の通信装置へ送信されるデータのアイドル区間に挿入する挿入ステップと、
   前記挿入ステップにて送信制御信号が挿入されたデータを前記第２の通信装置へ送信する送信ステップと、
   前記第２の通信装置が、
   前記送信ステップにて送信されたデータを受信する受信ステップと、
   前記受信ステップにて受信されたデータのアイドル区間から送信制御信号を検出する検出ステップと、
   前記検出ステップにて検出された送信制御信号に応じてデータ送信を制御する制御ステップと
   を有することを特徴とする通信制御方法。
2. 前記挿入ステップは、
   データ区間における情報の送信停止を指示する送信制御信号を前記第２の通信装置へ送信されるデータのアイドル区間に挿入し、
   前記制御ステップは、
   前記第１の通信装置へ送信されるデータのデータ区間において情報の送信を停止させる
   ことを特徴とする請求項１記載の通信制御方法。
3. 前記挿入ステップは、
   データ区間における情報の送信帯域を制限する送信制御信号を前記第２の通信装置へ送信されるデータのアイドル区間に挿入し、
   前記制御ステップは、
   前記第１の通信装置へ送信されるデータのデータ区間における情報の送信帯域を制限する
   ことを特徴とする請求項１記載の通信制御方法。
4. 前記第２の通信装置が、前記第１の通信装置を介して第３の通信装置へ転送される優先情報であって転送遅延が許容されない優先情報が自装置から送信されるか否かを判定する優先判定ステップと、
   前記優先判定ステップにて優先情報が自装置から送信されると判定された場合に、優先情報を他の情報より優先して送信することを要求する送信制御信号を前記第１の通信装置へ送信する要求ステップと、
   前記第１の通信装置が、前記要求ステップにて送信された送信制御信号が検出されてから、前記第２の通信装置から送信された優先情報が受信されるまで、前記第３の通信装置へ送信されるデータのデータ区間における情報の送信を停止する待機ステップと、
   をさらに有することを特徴とする請求項１記載の通信制御方法。
5. 前記第１の通信装置が、データのアイドル区間に挿入された送信制御信号に応じた制御が可能か否かを確認する確認信号を前記第２の通信装置へ送信されるデータのアイドル区間に挿入して送信する確認ステップをさらに有し、
   前記挿入ステップは、
   前記確認ステップにて送信された確認信号に対する応答が前記第２の通信装置から返信された場合に、送信制御信号を前記第２の通信装置へ送信されるデータのアイドル区間に挿入する
   ことを特徴とする請求項１記載の通信制御方法。
6. 情報が含まれるデータ区間と情報が含まれないアイドル区間とが設けられたデータを送受信する第１の通信装置と第２の通信装置とが実行する通信制御方法であって、
   前記第１の通信装置が、
   自装置から新たに送信される送信情報があるか否かを判定する判定ステップと、
   前記判定ステップにて送信情報があると判定された場合に、前記第２の通信装置によるデータ送信を制御する送信制御信号を前記第２の通信装置へ送信されるデータのアイドル区間に挿入する挿入ステップと、
   前記挿入ステップにて送信制御信号が挿入されたデータを前記第２の通信装置へ送信する送信ステップと、
   前記第２の通信装置が、
   前記送信ステップにて送信されたデータを受信する受信ステップと、
   前記受信ステップにて受信されたデータのアイドル区間から送信制御信号を検出する検出ステップと、
   前記検出ステップにて検出された送信制御信号に応じてデータ送信を制御する制御ステップと
   を有することを特徴とする通信制御方法。
7. 前記挿入ステップは、
   データ区間における情報の送信帯域を制限する送信制御信号を前記第２の通信装置へ送信されるデータのアイドル区間に挿入し、
   前記制御ステップは、
   前記第１の通信装置へ送信されるデータのデータ区間における情報の送信帯域を制限する
   ことを特徴とする請求項６記載の通信制御方法。
8. 前記第１の通信装置が、データ区間における情報の送信帯域を制限する送信制御信号が受信されたか否かを監視する監視ステップと、
   前記監視ステップにて送信制御信号が受信された場合に、前記第２の通信装置とは異なる第３の通信装置へ送信されるデータのデータ区間における情報の送信帯域を制限する帯域制限ステップと
   をさらに有することを特徴とする請求項７記載の通信制御方法。
9. 情報が含まれるデータ区間と情報が含まれないアイドル区間とが設けられたデータを送受信する第１の通信装置と第２の通信装置とを備える通信システムであって、
   前記第１の通信装置は、
   受信データに含まれる情報を保持するバッファ残量が所定量以下であるか否かを判定する判定部と、
   前記判定部によってバッファ残量が所定量以下であると判定された場合に、前記第２の通信装置によるデータ送信を制御する送信制御信号を前記第２の通信装置へ送信されるデータのアイドル区間に挿入する挿入部と、
   前記挿入部によって送信制御信号が挿入されたデータを前記第２の通信装置へ送信する送信部とを有し、
   前記第２の通信装置は、
   前記送信部によって送信されたデータを受信する受信部と、
   前記受信部によって受信されたデータのアイドル区間から送信制御信号を検出する検出部と、
   前記検出部によって検出された送信制御信号に応じてデータ送信を制御する制御部とを有する
   ことを特徴とする通信システム。
10. 受信データに含まれる情報を保持するバッファ残量が所定量以下であるか否かを判定する判定部と、
    前記判定部によってバッファ残量が所定量以下であると判定された場合に、自装置に接続された他の通信装置によるデータ送信を制御する送信制御信号を、前記他の通信装置へ送信されるデータに設けられた情報を含まないアイドル区間に挿入する挿入部と、
    前記挿入部によって送信制御信号が挿入されたデータを前記他の通信装置へ送信する送信部と
    を有することを特徴とする通信装置。

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