JP2019050448A - 端局装置及び通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】中継網における上り送信のデータ量が上限値を超えてしまう場合であっても、遅延時間の増大を抑制すること。【解決手段】端局装置及び終端装置を介して、上位装置と、無線端末が接続される下位装置と、が通信可能に接続される通信システムにおける端局装置であって、前記終端装置から前記端局装置に対して１回の送信周期で送信可能な上り送信データ量の上限値を、前記終端装置から１回の送信周期で送信される予定の上り送信データ量である予定値が超えるか否か判定する連携機能部と、前記予定値が前記上限値を超えると判定された場合に、前記終端装置に対してバッファに蓄積された上り送信データを廃棄することを指示する廃棄信号を送信する帯域割当部と、を備える端局装置である。【選択図】図２

Description

本発明は、受動光通信網システムにおける通信技術に関する。

ＦＴＴＨ（Fiber To The Home）に代表される光アクセスを提供するサービスにおいて、端局装置と複数の終端装置とが接続された受動光通信網（ＰＯＮ：Passive Optical Network）を用いることによって、経済的なサービス提供が実現されている。特に、時分割多重（ＴＤＭ：Time Division Multiplexing）方式のＰＯＮであるＴＤＭ−ＰＯＮでは、各終端装置から端局装置への上り送信データの送信が端局装置によって集中制御される。

このような集中制御の方式の一つとして、端局装置が、各終端装置からの要求量に基づいて、各終端装置の上り送信データの送信を制御する方式が開示されている（例えば、特許文献１参照）。この方式では、各終端装置が、自装置に蓄積された上り送信データのデータ量を要求量として端局装置に通知する。端局装置は、通知に基づいて各終端装置に割り当てる帯域を決定する。端局装置は、割り当てる帯域に基づいて、上り送信開始時刻と送信許可量とを含む割当量を決定する。そして、端局装置は、割当量を各終端装置に通知する。各終端装置は、通知された割当量に基づいて、上り送信データの送信を行う。

このような方式では、高い帯域利用効率が得られる一方で、帯域割当のために、全終端装置から要求量を収集しなければならない。そのため、割当量の通知までに時間を要し、上り送信データの送信において遅延（以下「制御遅延」という。）を生じさせることがある。この制御遅延は、特に、ＬＴＥ（Long Term Evolution）やＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄに代表される移動体通信サービス網（以下「モバイル網」という。）などの通信網を、ＴＤＭ−ＰＯＮで収容する場合においてボトルネックとなる。これに対し、従来、モバイル網との連携制御によって、このような制御遅延を低減する連携制御方式が開示されている（例えば、特許文献２参照）。

図９は、ＴＤＭ−ＰＯＮとモバイル網との連携制御方式における上り通信の処理の流れを示す図である。なお、以下においては、移動体通信サービスとして、ＬＴＥを例にして説明する。ＬＴＥでは、上位装置９１が、各ユーザ装置９５の上り送信データの送信を集中制御するためにスケジューリングを行う。スケジューリング結果は、下位装置９４を介して各ユーザ装置９５へ送信される。スケジューリング結果は、例えば、国際標準３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）で規定されるＤＣＩ（Downlink Control Information）によって通知される。ＤＣＩには、ＲＢＡ（Resource Block Assignment）、ＭＣＳ（Modulation and Coding Scheme）及び時刻情報が含まれる。ＲＢＡは、物理リソースブロックの割り当てを示す情報である。ＭＣＳは、通信で使用される変調方式を示す情報である。時刻情報は、ユーザ装置９５が上り送信データの送信を開始する時刻（上り送信開始時刻）を示す情報である。ユーザ装置９５は、通知されたＤＣＩに基づいて上り送信データを送信する。

連携制御方式では、端局装置９２は、スケジューリング結果を所定のフォーマットで上位装置９１から受信する。スケジューリング結果の通知方式として、例えば、ＥｔｈｅｒｎｅｔフレームにおけるＴＬＶ（Type Length Value）形式のフォーマットを用いる方式がある。この方式では、各ユーザ装置９５のスケジューリング結果が、そのユーザ装置９５が接続される下位装置９４ごとに束ねられる。束ねられたスケジューリング結果は、ＥｔｈｅｒｎｅｔフレームのＴＬＶ形式のフォーマットを用いて送信される。以下の説明では、端局装置９２が受信するＥｔｈｅｒｎｅｔフレームを「無線リソース情報」と呼ぶ。

端局装置９２は、受信した無線リソース情報に基づき、時刻情報及び上り送信データの送信データ量を下位装置９４ごとに特定する。端局装置９２は、特定された時刻情報及び上り送信データの送信データ量に応じて、各終端装置９３に対する割当量（上り送信開始時刻及び送信許可量）を決定する。端局装置９２は、決定した割当量を各終端装置９３へ通知する。以上の処理により、割当量の決定において、終端装置９３からの要求量の収集が不要となる。そのため、上述した制御遅延を低減することができる。

このような連携制御方式では、上位装置９１は、送信周期（ＴＴＩ：Transmission Time Interval）毎に無線リソース情報を端局装置９２へＮ回（Ｎは任意の整数）に分けて通知する。

特許第３７６８４２１号公報 国際公開第２０１４／０７７１６８号

無線リソース情報に基づいた上り送信データの判定結果が、端局装置９２と終端装置９３との間のネットワーク（中継網：例えばＰＯＮ）で上り送信データのデータ量の上限値を超過してしまう場合がある。このような場合、従来の連携制御方式では、所定の送信周期（ＴＴＩ）を跨いで伝送される。

例えば、ＴＴＩ内でＰＯＮにて送信可能な上り送信データのデータ量の上限値が“１２０”、各終端装置９３への上り送信データの到着量の総和が“１５０”であったと仮定する。この場合、上り送信データの到着量の総和“１５０”と送信可能な上り送信データのデータ量の上限値“１２０”との差分に相当する“３０”のデータが、ＴＴＩ内で送信されずに終端装置９３のバッファに蓄積される。そして、次のＴＴＩにおいて“３０”に相当するデータが送信される。そのため、ＴＴＩ内で送信されずに蓄積されたデータは、次のＴＴＩにおいて本来送信されるはずであった上り送信データの送信を圧迫してしまう。その結果、ＰＯＮ（中継網）における上り送信データに関する遅延時間が増大してしまうことがあった。

上記事情に鑑み、本発明は、中継網における上り送信データのデータ量が上限値を超えてしまう場合であっても、遅延時間の増大を抑制することができる技術の提供を目的としている。

本発明の一態様は、端局装置及び終端装置を介して、上位装置と、無線端末が接続される下位装置と、が通信可能に接続される通信システムにおける端局装置であって、前記終端装置から前記端局装置に対して１回の送信周期で送信可能な上り送信データ量の上限値を、前記終端装置から１回の送信周期で送信される予定の上り送信データ量である予定値が超えるか否か判定する連携機能部と、前記予定値が前記上限値を超えると判定された場合に、前記終端装置に対してバッファに蓄積された上り送信データを廃棄することを指示する廃棄信号を送信する帯域割当部と、を備える端局装置である。

本発明の一態様は、上記の端局装置であって、前記連携機能部は、前記終端装置から前記端局装置に対して１回の送信周期で送信可能な上り送信データ量の総量の上限値である総量上限値を前記上限値として取得し、前記終端装置から前記端局装置に対して１回の送信周期で送信される予定の上り送信データ量の総量である総量予定値を前記予定値として取得する。

本発明の一態様は、上記の端局装置であって、前記連携機能部は、前記終端装置から前記端局装置に対して１回の送信周期で送信可能な上り送信データ量の上限値を前記終端装置毎に前記上限値として取得し、前記終端装置から前記端局装置に対して１回の送信周期で送信される予定の上り送信データ量を前記終端装置毎に前記予定値として取得し、前記終端装置毎に前記上限値と前記予定値とを比較する。

本発明の一態様は、上記の端局装置であって、前記帯域割当部は、前記送信周期の略最後のタイミングで前記廃棄信号を送信する。

本発明の一態様は、上記の端局装置であって、前記帯域割当部は、前記送信周期の略最後のタイミングで廃棄処理が行われるように、前記廃棄処理が行われるタイミングを示す情報を含む廃棄信号を送信する。

本発明の一態様は、上記の端局装置であって、前記帯域割当部は、前記廃棄信号を送信する場合、前記終端装置から前記端局装置に対して１回の送信周期で送信可能な上り送信データ量の総量の上限値である総量上限値を前記下位装置の数で均等に割った値に基づいて前記終端装置に帯域を割り当てる。

本発明の一態様は、上記の端局装置であって、前記帯域割当部は、前記廃棄信号を送信する場合、各終端装置に到着する上り送信データのデータ量の総量の比率に応じて帯域を割り当てる。

本発明の一態様は、端局装置及び終端装置を介して、上位装置と、無線端末が接続される下位装置と、が通信可能に接続される通信システムにおける端局装置が行う通信方法であって、前記終端装置から前記端局装置に対して１回の送信周期で送信可能な上り送信データ量の上限値を、前記終端装置から１回の送信周期で送信される予定の上り送信データ量である予定値が超えるか否か判定し、前記予定値が前記上限値を超えると判定された場合に、前記終端装置に対してバッファに蓄積された上り送信データを廃棄することを指示する廃棄信号を送信する、通信方法である。

本発明により、中継網における上り送信のデータ量が上限値を超えてしまう場合であっても、遅延時間の増大を抑制することが可能となる。

実施形態の通信システムのシステム構成例を示す図である。 端局装置２０の機能構成例を示す概略ブロック図である。 第１廃棄判定処理の流れを示すフローチャートである。 第２廃棄判定処理の流れを示すフローチャートである。 第１廃棄信号送信処理における廃棄信号の送信タイミングを示す図である。 第２廃棄信号送信処理における廃棄信号の送信タイミングを示す図である。 本実施形態の処理の流れを示すシーケンスチャートである。 通信システム１００の変形例の構成を示す図である。 ＴＤＭ−ＰＯＮとモバイル網との連携制御方式における上り通信の処理の流れを示す図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
図１は、実施形態の通信システム（通信システム１００）のシステム構成例を示す図である。通信システム１００には、ＴＤＭ−ＰＯＮとモバイル網との連携制御方式が実装されている。

通信システム１００は、上位装置１０、端局装置２０、複数の終端装置３０（３０−１〜３０−ｎ）及び複数の下位装置４０（４０−１〜４０−ｎ）を備える。上位装置１０は、通信システム１００の上位ネットワークに相当する上位網６０に接続される。上位装置１０と端局装置２０とは一対一に接続される。端局装置２０と複数の終端装置３０とは中継網７０を介して通信可能に接続される。各下位装置４０は、下位網８０を介して複数のユーザ装置５０に通信可能に接続されてもよい。上位装置１０は、端局装置２０、中継網７０及び複数の終端装置３０を介して、複数の下位装置４０と通信可能に接続される。中継網７０には、中継部７１が備えられる。中継部７１は、光を分岐する装置である。中継部７１は、例えば光スプリッタである。中継部７１は、光信号を多重化又は分離する多重化装置であってもよい。中継網７０には、例えば受動光通信網（ＰＯＮ）が適用されてもよい。

上位装置１０は、複数の下位装置４０との間で通信を行うことによって所定の機能を実現する装置である。上位装置１０は、例えばモバイル網における基地局装置（ＢＢＵ：Bas Band Unit）である。

端局装置２０は、上位側で中継網７０を終端する装置である。端局装置２０は、例えば光加入者線端局装置（ＯＬＴ：Optical Line Terminal）である。端局装置２０は、上位装置１０から通知される無線割当情報に基づいて、帯域割当を実行する。帯域割当の実行により、端局装置２０は、複数の終端装置３０に対して上り通信における送信開始時刻と送信許可量とを決定する。

終端装置３０は、下位側で中継網７０を終端する装置である。終端装置３０は、例えば光回線終端装置（ＯＮＵ：Optical Network Unit）である。終端装置３０は、下位装置４０と一対一で接続される。

下位装置４０は、上位装置１０との間で通信を行うことによって所定の機能を実現する装置である。下位装置４０は、上位装置１０に比べてよりユーザ側に近い位置に設置される装置である。例えば上位装置１０がＢＢＵである場合、下位装置４０はモバイル網における無線装置（ＲＲＨ：Remote Radio Head）である。下位装置４０は、例えば複数のユーザ装置５０を収容する。

ユーザ装置５０は、下位装置４０に下位網８０を介して接続することによって、中継網７０及び上位網６０を介して他の装置と通信可能に接続される装置である。ユーザ装置５０は、例えばスマートフォン、タブレット、コンピュータ等の情報処理装置（無線端末）である。ユーザ装置５０は、例えばＩｏＴ（Internet of Things）におけるセンサであってもよい。ユーザ装置５０は、例えばＡＴＭ（Automatic Teller Machine）や自動販売機やＰＯＳ（Point Of Sale）端末等のビジネス用途の装置であってもよい。ユーザ装置５０は、上位装置１０から通知されるスケジューリング情報に基づいて、上り送信データの送信を開始する。

図２は、端局装置２０の機能構成例を示す概略ブロック図である。端局装置２０は、情報処理装置を用いて構成される。端局装置２０は、バスで接続されたプロセッサやメモリや補助記憶装置などを備え、中継プログラムを実行する。端局装置２０は、上位通信部２１、連携機能部２２、帯域割当部２３及び下位通信部２４を備える装置として機能する。なお、端局装置２０の各機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現されてもよい。中継プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。中継プログラムは、電気通信回線を介して送信されてもよい。

上位通信部２１は、通信インタフェースを用いて構成される。上位通信部２１は、上位装置１０との間で主信号の送受信を行う。

連携機能部２２は、ＰＯＮとモバイル網との連携に必要な処理を行う。連携機能部２２は、データ変換処理部２２１及び異常検出部２２２を備える。データ変換処理部２２１は、上位装置１０から周期的に通知される無線リソース情報に基づいて、各下位装置４０に到達する上り送信データのデータ量及び到着時刻を推定する。異常検出部２２２は、推定結果（上り送信データのデータ量及び到着時刻）に基づいて、廃棄判定処理を実行する。廃棄判定処理の実行により、上り送信データの廃棄の要否が判定される。異常検出部２２２は、廃棄が不要と判定した場合、推定結果を帯域割当部２３に通知する。異常検出部２２２は、廃棄が必要と判定した場合、推定結果及び廃棄指示を帯域割当部２３に通知する。

帯域割当部２３は、推定結果（上り送信データのデータ量及び到着時刻）に基づいて、各終端装置３０に対して帯域割当処理を行う。帯域割当処理によって、帯域割当部２３は、各終端装置３０の上り送信開始時刻及び送信許可量を決定する。帯域割当部２３は、決定した上り送信開始時刻及び送信許可量を、下位通信部２４を介して各終端装置３０に通知する。帯域割当部２３は、異常検出部２２２から廃棄指示の通知を受けている場合には、廃棄信号送信処理を実行する。廃棄信号送信処理の実行により、廃棄信号が各終端装置３０に送信される。

下位通信部２４は、通信インタフェースを用いて構成される。下位通信部２４は、中継網７０を介して複数の終端装置３０との間で通信を行う。

次に、廃棄判定処理の詳細について説明する。廃棄判定処理では、終端装置３０から端局装置２０に対して１回の送信周期で送信可能な上り送信データ量の上限値を、終端装置３０から１回の送信周期で送信される予定の上り送信データ量が超えるか否か判定される。上限値を予定量が超える場合、送信周期内に送信できずにバッファに蓄積される上り送信データ（以下「未送信データ」という。）が生じる。廃棄判定処理では、このような未送信データの発生の可能性が判定される。未送信データが生じる可能性を示す所定の条件が満たされた場合、廃棄信号が送信される。未送信データが生じる可能性を示す所定の条件が満たされない場合、廃棄信号は送信されない。廃棄判定処理は、上述した未送信データの発生の有無を判定可能であればどのように行われてもよい。以下、廃棄判定処理の２つの具体例について説明する。

（第１廃棄判定処理）
第１廃棄判定処理では、異常検出部２２２は、中継網７０において終端装置３０から端局装置２０に対して１回の送信周期で送信可能な上り送信データ量の総量の上限値（以下「総量上限値」という。）を取得する。異常検出部２２２は、次の送信周期で終端装置３０から端局装置２０に対して送信される予定の上り送信データ量の総量（以下「総量予定値」という。）を取得する。総量予定値は、無線リソース情報に基づいて取得される。総量予定値が総量上限値よりも大きい場合、未送信データが発生してしまう可能性が高い。そのため、異常検出部２２２は、廃棄指示を帯域割当部２３に通知する。一方、総量予定値が総量上限値以下である場合、未送信データが発生してしまう可能性が低い。そのため、異常検出部２２２は、廃棄指示を帯域割当部２３に通知しない。

図３は、第１廃棄判定処理の流れを示すフローチャートである。連携機能部２２は、無線リソース情報に基づいて、総量予定値を取得する（ステップＳ１０１）。例えば、連携機能部２２は、上り送信データの送信要求量の合計値を算出することによって総量予定値を取得する。連携機能部２２は、総量予定値が総量上限値以下である場合（ステップＳ１０２−ＮＯ）、判定結果（上り送信開始時刻及び送信許可量）を帯域割当部２３に通知する（ステップＳ１０３）。一方、総量予定値が総量上限値より大きい場合（ステップＳ１０２−ＹＥＳ）、連携機能部２２は、判定結果及び廃棄指示を帯域割当部２３に通知する（ステップＳ１０４）。

（第２廃棄判定処理）
第２廃棄判定処理では、異常検出部２２２は、中継網７０において終端装置３０から端局装置２０に対して１回の送信周期で送信可能な上り送信データ量の上限値を、終端装置３０毎に取得する。終端装置３０毎の上り送信データ量の上限値を、以下の説明では「個別上限値」という。個別上限値は、例えば、終端装置３０から端局装置２０に１回の送信周期で送信可能な上り送信データ量（ＰＯＮ区間帯域×送信周期）を、予め終端装置３０毎に定めた比率に従って分割することによって得られる値であってもよい。個別上限値は、予め終端装置３０毎に定めた上限転送レートで１回の送信周期に送信可能なデータ量として得られる値であってもよい。

異常検出部２２２は、次の送信周期で終端装置３０から端局装置２０に対して送信される予定の上り送信データ量を、終端装置３０毎に取得する。終端装置３０毎の上り送信データ量の予定量を、以下の説明では「個別予定値」という。個別予定値は、無線リソース情報に基づいて取得される。個別予定値が個別上限値よりも大きい場合、その終端装置３０において未送信データが発生してしまう可能性が高い。そのため、異常検出部２２２は、終端装置３０毎に廃棄指示を帯域割当部２３に通知する。帯域割当部２３は、廃棄指示が通知された終端装置３０（個別予定値が個別上限値を超えた終端装置３０）に対して、廃棄信号送信処理を実行する。一方、全ての終端装置３０において、個別予定値が個別上限値以下である場合、未送信データが発生してしまう可能性が低い。そのため、異常検出部２２２は、廃棄指示を帯域割当部２３に通知しない。

図４は、第２廃棄判定処理の流れを示すフローチャートである。連携機能部２２は、無線リソース情報に基づいて、個別予定値を取得する（ステップＳ２０１）。例えば、連携機能部２２は、上り送信データの送信要求量を各終端装置３０について算出することによって、終端装置３０毎に個別予定値を取得する。連携機能部２２は、個別予定値と個別上限値とを全ての終端装置３０について比較する。全ての終端装置３０において個別予定値が個別上限値以下である場合（ステップＳ２０２−ＮＯ）、連携機能部２２は判定結果（上り送信開始時刻及び送信許可量）を帯域割当部２３に通知する（ステップＳ２０３）。一方、少なくとも１台の終端装置３０において、個別予定値が個別上限値より大きい場合（ステップＳ２０２−ＹＥＳ）、連携機能部２２は、判定結果及び廃棄指示を帯域割当部２３に通知する（ステップＳ２０４）。

次に、廃棄信号送信処理の詳細について説明する。廃棄指示を通知された帯域割当部２３は、廃棄信号送信処理を実行することによって終端装置３０に対し廃棄信号を送信する。廃棄信号送信処理では、終端装置３０が送信周期の略最後のタイミングで廃棄処理を行うように、廃棄信号を送信する。廃棄信号は、終端装置３０に対して、バッファに蓄積されている送信待ちの上り送信データを所定のタイミングで廃棄することを指示する信号である。終端装置３０は、廃棄信号を受信すると、廃棄信号にしたがって、バッファに蓄積されている上り送信データを廃棄する。

廃棄処理このように処理が行われることによって、送信周期において可能な限り多くの上り送信データが送信された後に廃棄処理が行われる。そのため、より多くの上り送信データを端局装置２０へ送信することが可能となる。廃棄信号送信処理は、終端装置３０において送信周期の略最後のタイミングで廃棄処理が行われるのであれば、どのように行われてもよい。以下、廃棄信号送信処理の２つの具体例について説明する。

（第１廃棄信号送信処理）
図５は、第１廃棄信号送信処理における廃棄信号の送信タイミングを示す図である。第１廃棄信号送信処理では、送信周期（ＴＴＩ）の略最後のタイミング（図５のｔ１）で終端装置３０に廃棄処理が到達するように廃棄信号が送信される。第１廃棄信号送信処理において送信される廃棄信号には、即座に廃棄処理を実行することを示す情報が含まれる。そのため、終端装置３０は、廃棄信号を受信すると、即座に廃棄処理を実行する。ｔ１の時刻は、例えば以下の式１のように算出される。
ｔ１＝上り送信データの到着時刻＋ＴＴＩ−（α＋ＲＴＴ／２）・・・（式１）

式１において、上り送信データの到着時刻は、無線リソース情報から特定される、下位装置４０に上りデータが到着する時刻である。ＴＴＩは、送信周期の時間を示す。ＲＴＴ（Round Trip Time）は、中継網７０において終端装置３０と端局装置２０との間で通信の往復に要する時間（往復遅延時間）を示す。ＲＴＴは、例えば所定のデータを端局装置２０から終端装置３０へ送信することによって測定されてもよい。αは、第１廃棄信号送信処理に伴って生じる処理に要する時間（処理遅延時間）を示す。処理遅延時間には、例えば廃棄信号の生成に要する時間や、廃棄信号の変調処理や廃棄信号の送出処理に要する時間が含まれる。αの値は、設計者や管理者によって端局装置２０に対して予め設定されてもよい。図５では、星印のタイミングで、終端装置３０（ＯＮＵ）が廃棄処理を実行する。

（第２廃棄信号送信処理）
図６は、第２廃棄信号送信処理における廃棄信号の送信タイミングを示す図である。第２廃棄信号送信処理では、廃棄タイミングを示す情報が廃棄信号に含まれる。図６の例では、廃棄タイミングである時刻ｔ１を示す情報が廃棄信号に含まれる。第２廃棄信号送信処理では、終端装置３０は、廃棄信号を受信すると、廃棄信号によって示される廃棄タイミングで廃棄処理を実行する。第２廃棄信号送信処理では、廃棄タイミングにおいて終端装置３０が廃棄処理を実行可能であれば、どのようなタイミングで廃棄信号が送信されてもよい。図６の例では、中継網送信許可の信号と略同じタイミングで廃棄信号が送信される。

第２廃棄信号送信処理におけるｔ１の時刻は、上述した式１によって算出されてもよい。図６では、星印のタイミングで、終端装置３０（ＯＮＵ）が廃棄処理を実行する。

以上で、廃棄判定処理及び廃棄信号送信処理の詳細についての説明を終える。上述した廃棄判定処理及び廃棄信号送信処理の具体例は、どのように組み合わせて実装されてもよい。例えば、第１廃棄判定処理と第１廃棄信号送信処理とが実装されてもよいし、第１廃棄判定処理と第２廃棄信号送信処理とが実装されてもよいし、第２廃棄判定処理と第１廃棄信号送信処理が実装されてもよいし、第２廃棄判定処理と第２廃棄信号送信処理が実装されてもよい。

なお、廃棄信号送信処理において送信される廃棄信号には、終端装置３０において廃棄する上り送信データのデータ量に関する情報が含まれてもよい。廃棄する上り送信データのデータ量に関する情報は、中継網７０に接続された終端装置３０全体における総データ量に関する情報であってもよいし、各終端装置３０における個別のデータ量であってもよい。

次に、帯域割当処理の詳細について説明する。本実施形態の帯域割当部２３は、廃棄指示が通知された場合と、廃棄指示が通知されなかった場合とで、異なる帯域割当処理を実行してもよい。例えば、帯域割当部２３は、廃棄指示が通知されなかった場合には、従来の方法で帯域割当処理を実行してもよい。一方、帯域割当部２３は、廃棄指示が通知された場合には、以下に示す第１帯域割当処理又は第２帯域割当処理を実行してもよい。

（第１帯域割当処理）
第１帯域割当処理では、帯域割当部２３は、中継網７０において終端装置３０から端局装置２０に対して１回の送信周期で送信可能な上り送信データ量の総量の上限値（総量上限値）を、各下位装置４０に対して均等に割り当てる。例えば、以下の式２のように各終端装置３０への帯域割当量が算出される。
帯域割当量（ｉ）＝総量上限値／下位装置４０の台数・・・（式２）

（第２帯域割当処理）
第２帯域割当処理では、帯域割当部２３は、中継網７０において終端装置３０から端局装置２０に対して１回の送信周期で送信可能な上り送信データ量の総量の上限値（総量上限値）を、各終端装置３０に対して、その終端装置３０に到着する上り送信データのデータ量の総量（個別予定値）の比率に応じて割り当てる。例えば、以下の式３のように各終端装置３０への帯域割当量が算出される。
帯域割当量（ｉ）＝総量上限値×個別予定値／総量予定値・・・（式３）

次に、本実施形態の全体の処理の流れについて説明する。図７は、本実施形態の処理の流れを示すシーケンスチャートである。図７では、廃棄判定処理として第２廃棄判定処理、廃棄信号送信処理として第１廃棄信号送信処理、帯域割当処理として第１帯域割当処理が実行される。

図７の例では、下位装置数は“３”であり、総量上限値は“１２０”であり、上位装置１０はユーザ装置５０に対して“５０”のデータ量のデータ送信を許可する。まず、上位装置１０は、決定されたを送信開始時刻及び送信許可量を示すスケジューリング情報を送信する（ステップＳ３０１）。上位装置１０から送信されたスケジューリング情報は、端局装置２０、終端装置３０、下位装置４０を介してユーザ装置５０まで中継される（ステップＳ３０２〜Ｓ３０４）。

ユーザ装置５０は、スケジューリング情報を受信すると、送信開始時刻まで待機する（ステップＳ３０５）。端局装置２０は、第２廃棄判定処理にて判定を行う。図７の例では、終端装置３０における個別上限値が“３０”であり、個別予定値が“５０”となる。この場合、個別予定値が個別上限値を超えているため、廃棄指示を通知するとの判定結果が得られる（ステップＳ３０６）。この場合、端局装置２０は、廃棄指示を通知するとの判定結果に応じて、第１帯域割当処理を実行する（ステップＳ３０７）。端局装置２０は、第１帯域割当処理の結果として、終端装置３０による上り通信の送信開始時刻と送信許可量とを決定する。端局装置２０は、送信許可量として“４０”のデータ量を終端装置３０に割り当てる。そして、端局装置２０は、上り送信データが終端装置３０に到着する時刻（送信開始時刻）にあわせて、データ量“４０”を示す中継網送信許可を終端装置３０に送信する（ステップＳ３０８）。

ユーザ装置５０は、送信開始時刻が到来すると、許可されたデータ量である“５０”の量の上り送信データを送信する（ステップＳ３０９）。データ量“５０”の上り送信データは、下位装置４０から終端装置３０へ中継される（ステップＳ３１０）。このようにして、終端装置３０には合計“５０”のデータが到着する。

ステップＳ３０８で受信された中継網送信許可ではデータ量“４０”の上り通信が終端装置３０に許可されている。そのため、終端装置３０は、データ量“４０”に相当する上り送信データを端局装置２０に送信する（ステップＳ３１１）。端局装置２０は、この上り送信データを上位装置１０へ中継する（ステップＳ３１２）。

次のスケジューリング情報送信のタイミングが到来すると、上位装置１０は、端局装置２０に対して次の送信周期に関するスケジューリング情報を送信する（ステップＳ３１３）。上位装置１０から送信されたスケジューリング情報は、端局装置２０、終端装置３０、下位装置４０を介してユーザ装置５０まで中継される（ステップＳ３１４〜Ｓ３１６）。ユーザ装置５０は、スケジューリング情報を受信すると、送信開始時刻まで待機する（ステップＳ３１７）。端局装置２０は、受信されたスケジューリング情報に基づいて帯域割当処理を実行する（ステップＳ３１８）。

端局装置２０は、送信周期の略最後の所定のタイミングが到来すると、ステップＳ３０６における判定結果に応じて、廃棄信号を終端装置３０に送信する（ステップＳ３１９）。終端装置３０は、廃棄信号の受信に応じて時刻ｔ１に廃棄処理を実行する（ステップＳ３２０）。

廃棄判定処理を実行し、廃棄指示を通知しないと判定する。端局装置２０は、廃棄指示を通知しないとの判定結果に応じて、通常の帯域割当処理を実行する（ステップＳ３１８）。端局装置２０は、帯域割当処理の結果として、終端装置３０による上り送信データの送信開始時刻と送信許可量とを決定する。端局装置２０は、上り送信データが終端装置３０に到着する時刻（送信開始時刻）にあわせて、送信許可量に応じたデータ量を示す中継網送信許可を終端装置３０に送信する（ステップＳ３２１）。

ユーザ装置５０は、送信開始時刻が到来すると、ステップＳ３１６で通知されたスケジューリング情報において許可されたデータ量の上り送信データを送信する（ステップＳ３２２）。送信された上り送信データは、下位装置４０から終端装置３０へ中継される（ステップＳ３２３）。この時点では、ステップＳ３１０において終端装置３０に到達していた上り送信データのうち送信されなかったデータ量“１０”の上り送信データは、ステップＳ３２０において廃棄されている。そのため、終端装置３０の送信バッファには、ステップＳ３２２において送信されたデータが格納される。

ステップＳ３２１で受信された中継網送信許可によって、上り通信が終端装置３０に許可されている。そのため、終端装置３０は、許可されたデータ量に応じた上り送信データを端局装置２０に送信する（ステップＳ３２４）。端局装置２０は、この上り送信データを上位装置１０へ中継する（ステップＳ３２５）。以上で、図７についての説明を終える。

このように構成された通信システム１００では、終端装置３０において１回の送信周期で送信可能なデータ量以上の上り送信データが下位装置４０から受信される場合に、次の送信周期に上り送信データの送信が持ち越されないようにデータが廃棄される。例えば、１回の送信周期で送信可能なデータ量を超えた分の上り送信データが廃棄される。そのため、次の送信周期では、その送信周期でユーザ装置５０から送信された上り送信データを送信することができる。その結果、中継網７０における上り通信のデータ量が上限値を超えてしまう場合であっても、遅延時間の増大を抑制することが可能となる。

（変形例）
本実施形態の通信システム１００は、システム要件に応じた廃棄制御を行うように構成されてもよい。以下、このような構成について具体的に説明する。終端装置３０には、少なくとも２つ以上の論理識別子が付与される。また、終端装置３０の論理識別子毎に、上り送信データを蓄積するためのバッファが設けられる。論理識別子は、終端装置３０が出力する上り送信データの優先度を示す値である。例えば、このような２つの論理識別子が各終端装置３０に付与されてもよい。一方の論理識別子は高優先度の上り送信データであることを示し、他方の論理識別子は低優先度の上り送信データであることを示す。終端装置３０は、上り送信データを、その上り送信データに与えられた優先度に応じて異なるバッファに蓄積する。

なお、高優先データ及び低優先データは、例えば、端局装置２０と終端装置３０との間で終端されるデータである。例えば、終端装置３０が生成し出力する制御データが高優先度の上り送信データとして取り扱われてもよい。例えば、下位装置４０から送信される上り送信データが低優先度の上り送信データとして取り扱われてもよい。例えば、下位装置４０から出力される上り送信データにおいて予め付与されている優先度情報（例えば、Class of Service：ＣｏＳ）に基づいて、上り送信データが高優先と低優先とに分離されてもよい。

端局装置２０は、送信周期内で送信しきれずに終端装置３０に滞留した上り送信待ちデータを廃棄するように廃棄信号を生成し、終端装置３０へ通知する。ただし、この時、各終端装置３０に送信される廃棄信号は、低優先度の上り送信データに対してのみである。端局装置２０が高優先度の上り送信データと低優先度の上り送信データとで論理識別子を区別するには、例えば、１つ目の論理識別子を終端装置３０に通知する際に与えるものを高優先度、２つ目の論理識別子を同一終端装置３０に通知する際に与えるものを低優先度としてもよい。また、予め番号でグルーピングしたものが通知されてもよい。

終端装置３０は、廃棄通知を端局装置２０から受信すると、送信バッファに蓄積された上り送信データを廃棄する。ただし、終端装置３０は、廃棄対象となった論理識別子のバッファに蓄積された上り送信データ（例えば低優先度のデータ）のみである。廃棄対象として指示されていない論理識別子の送信バッファに蓄積されたデータは廃棄されない。
図８は、通信システム１００の変形例の構成を示す図である。通信システム１００では、図８に示されるように、主信号及び無線リソース情報が同一の通信路で伝送されてもよい。例えば、主信号及び無線リソース情報は時分割多重通信を用いることによって同一の通信路で伝送されてもよい。
本実施形態において、上り送信データの到着時刻は、送信周期（ＴＴＩ）毎のデータ先頭が終端装置３０に到着する時刻として定義されてもよい。

１０…上位装置、 ２０…端局装置、 ２１…上位通信部、 ２２…連携機能部、 ２２１…データ変換処理部、 ２２２…異常検出部、 ２３…帯域割当部、 ２４…下位通信部、 ３０…終端装置、 ４０…下位装置、 ５０…ユーザ装置、 ６０…上位網、 ７０…中継網、 ７１…中継部、 ８０…下位網

Claims (8)

1. 端局装置及び終端装置を介して、上位装置と、無線端末が接続される下位装置と、が通信可能に接続される通信システムにおける端局装置であって、
   前記終端装置から前記端局装置に対して１回の送信周期で送信可能な上り送信データ量の上限値を、前記終端装置から１回の送信周期で送信される予定の上り送信データ量である予定値が超えるか否か判定する連携機能部と、
   前記予定値が前記上限値を超えると判定された場合に、前記終端装置に対してバッファに蓄積された上り送信データを廃棄することを指示する廃棄信号を送信する帯域割当部と、
   を備える端局装置。
2. 前記連携機能部は、前記終端装置から前記端局装置に対して１回の送信周期で送信可能な上り送信データ量の総量の上限値である総量上限値を前記上限値として取得し、前記終端装置から前記端局装置に対して１回の送信周期で送信される予定の上り送信データ量の総量である総量予定値を前記予定値として取得する、請求項１に記載の端局装置。
3. 前記連携機能部は、前記終端装置から前記端局装置に対して１回の送信周期で送信可能な上り送信データ量の上限値を前記終端装置毎に前記上限値として取得し、前記終端装置から前記端局装置に対して１回の送信周期で送信される予定の上り送信データ量を前記終端装置毎に前記予定値として取得し、前記終端装置毎に前記上限値と前記予定値とを比較する、請求項１に記載の端局装置。
4. 前記帯域割当部は、前記送信周期の略最後のタイミングで前記廃棄信号を送信する、請求項１から３のいずれか一項に記載の端局装置。
5. 前記帯域割当部は、前記送信周期の略最後のタイミングで廃棄処理が行われるように、前記廃棄処理が行われるタイミングを示す情報を含む廃棄信号を送信する、請求項１から３のいずれか一項に記載の端局装置。
6. 前記帯域割当部は、前記廃棄信号を送信する場合、前記終端装置から前記端局装置に対して１回の送信周期で送信可能な上り送信データ量の総量の上限値である総量上限値を前記下位装置の数で均等に割った値に基づいて前記終端装置に帯域を割り当てる、請求項１から５のいずれか一項に記載の端局装置。
7. 前記帯域割当部は、前記廃棄信号を送信する場合、各終端装置に到着する上り送信データのデータ量の総量の比率に応じて帯域を割り当てる、請求項１から５のいずれか一項に記載の端局装置。
8. 端局装置及び終端装置を介して、上位装置と、無線端末が接続される下位装置と、が通信可能に接続される通信システムにおける端局装置が行う通信方法であって、
   前記終端装置から前記端局装置に対して１回の送信周期で送信可能な上り送信データ量の上限値を、前記終端装置から１回の送信周期で送信される予定の上り送信データ量である予定値が超えるか否か判定し、
   前記予定値が前記上限値を超えると判定された場合に、前記終端装置に対してバッファに蓄積された上り送信データを廃棄することを指示する廃棄信号を送信する、通信方法。

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