JP3134842B2 - マルチアクセス通信方式 - Google Patents

マルチアクセス通信方式

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JP3134842B2
JP3134842B2 JP12615998A JP12615998A JP3134842B2 JP 3134842 B2 JP3134842 B2 JP 3134842B2 JP 12615998 A JP12615998 A JP 12615998A JP 12615998 A JP12615998 A JP 12615998A JP 3134842 B2 JP3134842 B2 JP 3134842B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、双方向CATVネ
ットワークや受動光学スターネットワーク等、センター
局が加入者局に対して動的に上り回線の帯域を割り当て
るマルチアクセス通信システムに関し、特に、上り回線
におけるサービス品質の保証方法又は方式に関する。
【0002】
【従来の技術】双方向CATVネットワークや受動光学
スターネットワーク等の通信システムでは、一般にセン
ター局から加入者局への下り回線は放送型であり、加入
者局からセンター局への上り回線は時分割多重によるマ
ルチアクセス型である。このような通信システムでは、
センター局は加入者局が動作を開始する際に識別子を割
り当て、次に加入者局がセンター局へ上りデータを送信
する。この送受信におけるより詳細な手順は以下のよう
に行われる。
【0003】まず、センター局は加入者局群に対して上
り帯域の予約許可情報を送信し、次に送信すべき上りデ
ータを持つ加入者局はセンター局に識別子と予約する上
り帯域からなる予約情報を送信する。複数の加入者局か
ら同時に送信された予約情報が上り回線で衝突した場合
には、センター局および加入者局が衝突解決をおこな
い、最終的に全部の予約情報がセンター局で正しく受信
されるようにする。
【0004】また、加入者局は上りデータ送信時に次に
送信すべきデータを内部に保持している場合は、上りデ
ータに次回の予約情報を付加してセンター局へ送信す
る。センター局はこの予約情報から上り帯域の割り当て
情報を作成して加入者局に通知し、加入者局は割り当て
られた上り帯域で上りデータをセンター局へ送信する。
加入者局が特にサービス品質を要求しない場合は、セン
ター局は上記の上り帯域割り当て手順を全加入者局に対
して平等に、上り送信パケット毎に行う。
【0005】従って、このような通信システムにおいて
は、上り回線の輻輳時には、加入者局間の予約情報の衝
突やセンター局内における予約情報の滞留が増大し、上
り帯域の割り当てに要する遅延時間が増加することにな
る。
【0006】一方、電話や動画通信のように確保すべき
帯域や送信遅延量の上限値といった要求するサービス品
質が既知である場合は、加入者局毎に上り回線において
提供するサービスの品質を保証する必要がある。
【0007】従来、このような上りマルチアクセス回線
においては、第1のサービス品質保証方式として、加入
者局がセンター局に対して上り予約情報を送信する前に
要求するサービス品質を通知し、センター局はこれを受
けて加入者局へ周期的に上り回線の帯域を割り当てるよ
うにしたものがあり、また、第2のサービス品質保証方
式としては、加入者局へ周期的に予約許可情報を送信し
て優先的に上り帯域を割り当てるようにしたものがあ
る。従来の第1の方式の報告例としてはジェイムズ・イ
ー・ダイル氏らによる”アイ・イー・イー・イー コミ
ュニケーションマガジーン”(James E. Dail et. al.,
"IEEE Communication Magazine"),pp. 104-112, Mar
ch 1996がある。また、従来の第2の方式の報告例とし
ては特願平10−18318号がある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従来の第1のサービス
品質保証方式の場合、加入者局が発生する上りデータ量
がセンター局によって周期的に割り当てられる上り帯域
量を一時的に超過したとすると、加入者局は超過分の上
り帯域に対して通常の手順で予約情報を送信し、センタ
ー局はこれを受けて超過分の上り帯域を割り当てるよう
にしている。
【0009】また、従来の第2のサービス品質保証方式
の場合、加入者局が発生する上りデータ量が予めセンタ
ー局に要求した保証上り帯域を一時的に超過したとする
と、加入者局はセンター局から周期的に受信する予約許
可情報に対して、予約情報を送信して超過分を含めた上
り帯域を予約し、センター局ではこれを受けて超過分の
上り帯域を割り当てるようにしている。
【0010】このように、上述した通信システムにおけ
る従来のサービス品質保証方式においては、加入者局が
予め要求したサービス品質以上の送信レートで上りデー
タを送信しようとした場合に、センター局は上り帯域の
割り当てを抑制する手段を持たない。従って、例えばあ
る加入者局が保証上りレートをはるかに上回るレートで
データを送信した場合、この加入者局に対して上り帯域
の割り当てを制限する手段を持たないため、他の加入者
局に対する上り帯域の割り当てが遅れ、他の加入者局に
対して提供する上りサービス品質が劣化するという問題
があった。
【0011】更に、従来のサービス品質保証方式におい
ては、センター局内における予約情報のキューイングに
要する時間が保証できない。特に、従来の方法でサービ
ス品質を保証する加入者局に対して周期的に予約許可情
報を送出する場合、加入者局間での予約許可情報の衝突
解決に要する時間は短縮できるが、センター局に予約情
報が到着してから実際に上り帯域を割り当てるまでの時
間が保証できない。従って、センター局内が受信した予
約情報に対して実際に上り帯域の割り当てをおこなうま
で一時的に保持するキューの長さが長い場合は、キュー
イング遅延によりサービス品質を保証できない場合が生
じるという問題があった。
【0012】(発明の目的)そこで、本発明は、双方向
CATVネットワークや受動光学スターネットワーク
等、センター局が加入者局に対して動的に上り回線の帯
域を割り当てるマルチアクセス通信において、加入者局
に利用を許可したサービス毎に提供する上りサービス品
質を測定して保証し、予め申告したサービス品質の保証
値を超過して上りデータを送信する加入者局の影響によ
る他の加入者局のサービス品質の劣化を防ぐことを目的
とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】第1の発明のマルチアク
セス通信方式は、センター局が加入者局に対して保証す
る品質の異なる複数のサービスの利用を許可する手段
と、各サービスに応じた識別子を加入者局に割り当てる
手段と、加入者局に予約送信許可情報を送信する手段
と、加入者局からの予約情報を受信する手段と、加入者
局から予約情報を受信したときに予約情報に付加された
識別子に応じたサービスに対して提供中の上りサービス
品質を測定する手段と、測定した上りサービス品質と予
め割り当てたサービス品質の保証値を比較する手段と、
測定値が保証値以下であれば予約情報を即時に受け付け
て上り帯域を割り当てる手段と、測定値が保証値を超過
していれば受信した予約情報よりも他の加入者局の予約
情報を優先的に受け付けることにより他の加入者局のサ
ービス品質の劣化を防ぐ手段とを有する。
【0014】また、加入者局はセンター局に複数のサー
ビスの利用を要求する手段と、要求したサービスに応じ
てセンター局から割り当てられた識別子を受信する手段
と、センター局からの予約送信許可情報を受信する手段
と、予約送信許可情報で指定された上り帯域でセンター
局に予約情報を送信する手段と、予約情報に送信する上
りデータのサービス種別に応じた識別子を付加する手段
と、センター局からの上り帯域の割り当て情報を受信す
る手段と、上り帯域の割り当て情報で指定された上り帯
域でセンター局に上りデータを送信する手段を有する。
【0015】第2の発明のマルチアクセス通信方式は、
第1の発明のマルチアクセス通信方式において、センタ
ー局が加入者局に対して利用を許可したサービス毎に、
保証するサービス品質と割り当てた上り帯域から求まる
割り当て予定時刻情報と、割り当て予定時刻よりも現在
の割り当て時刻が早い場合に許容する割り当て時刻のゆ
らぎの許容量情報とを保持する手段と、センター局が加
入者局から予約情報を受信した際に、現在の割り当て時
刻と割り当て予定時刻とを比較する手段と、現在の割り
当て時刻が割り当て予定時刻よりも後であるか、または
現在の割り当て時刻が割り当て予定時刻よりも前である
が割り当て予定時刻に割り当て時刻のゆらぎの許容量を
加算した時刻よりは後である場合は予約情報を即時に受
け付けて上り帯域を割り当てる手段と、現在の割り当て
時刻が割り当て予定時刻に割り当て時刻のゆらぎの許容
量を加算した時刻よりも前である場合には受信した予約
情報よりも他の加入者局の予約情報を優先して受け付け
て他の加入者局のサービス品質の劣化を防ぐ手段を有す
る。
【0016】第3の発明のマルチアクセス通信方式は、
第2の発明のマルチアクセス通信方式において、センタ
ー局が加入者局に対して保証する上りレートがgビット
/秒であり、割り当て時刻のゆらぎの許容量がTb秒で
あり、センター局が加入者局より受信した予約情報の予
約量をBビットであるとして、現在の割り当て時刻が割
り当て予定時刻よりも後である場合は予約情報を即時に
受け付けて割り当て予定時刻を現在の割り当て時刻に
(B/g)秒を加算した値に更新する手段と、また現在
の割り当て時刻は割り当て予定時刻よりも前であるが、
割り当て予定時刻にTbを加算した時刻よりは後である
場合は、予約情報を即時に受け付けて割り当て予定時刻
を割り当て予定時刻に(B/g)秒加算した値に更新す
る手段と、さらに現在の割り当て時刻が割り当て予定時
刻にTbを加算した時刻よりも前である場合には、割り
当て予定時刻を更新せずに予約情報よりも他の加入者局
の予約情報を優先して受け付けて他の加入者局のサービ
ス品質の劣化を防ぐ手段を有する。
【0017】第4の発明のマルチアクセス通信方式は、
第1の発明のマルチアクセス通信方式において、センタ
ー局が加入者局に対して利用を許可したサービス毎に過
去に測定した上りサービス品質の統計値を保持する手段
と、上りサービス品質を測定する際に過去に測定した上
りサービス品質の統計値と前回統計値更新以後現在まで
の一時的な上りサービス品質の測定値から上りサービス
品質の統計値を更新する手段と、上り予約情報を受信し
たときに、上りサービス品質の統計値が予め割り当てた
サービス品質の保証値以下である場合は予約情報を即時
に受け付けて上り帯域を割り当てる手段と、サービス品
質の保証値を超過した場合は予約情報よりも他の加入者
局の予約情報を優先して受け付けて他の加入者局のサー
ビス品質の劣化を防ぐ手段を有する。
【0018】第5の発明のマルチアクセス通信方式は、
第4の発明のマルチアクセス通信方式において、センタ
ー局がサービス毎に提供中の上りサービス品質を測定す
る間隔がTi秒であり、加入者局に対して保証する上り
レートがgビット/秒であり、上りサービスに対する平
均上りレートの統計値がmビット/秒であり、前回統計
値更新以後現在までの一時的な上りレートがrビット/
秒であり、重み付け平均指数がwであり、wが0から1
までの値をとるものとして、センター局が上りサービス
品質を測定する際に上りレートの統計値mの値をw*r
+(1−w)*mに更新する手段と、上り予約情報を受
信したときに、mがg以下である場合は予約情報を即時
に受け付けて上り帯域を割り当てる手段と、mがgを超
過した場合は他の加入者局の予約情報を優先して受け付
けて他の加入者局のサービス品質の劣化を防ぐ手段を有
する。
【0019】第6の発明のマルチアクセス通信方式は、
第1、第2、第3、第4、または第5の発明のマルチア
クセス通信方式において、センター局及び加入者局は、
上り帯域を十数バイトから数十バイト程度のスロットに
分割する手段と、上り帯域の予約、予約の受け付け、お
よび割り当てをスロットの単位でおこなう手段とを有す
る。
【0020】第7の発明のマルチアクセス通信方式は、
第1、第2、第3、第4、第5、または第6の発明のマ
ルチアクセス通信方式において、センター局が加入者局
に対して利用を許可したサービス毎にサービスの優先度
を割り当てる手段と、優先度毎に受信した予約情報を一
時的に保持するキューと、加入者局から予約情報を受信
したときに、予約情報に付加された識別子に対応する優
先度のキューの末尾に予約情報を追加する手段と、上り
帯域を割り当てるときに優先度の高いキューの先頭から
予約情報を取り出す手段と、取り出した予約情報の識別
子に対応するサービス品質の測定値と予め割り当てたサ
ービス品質の保証値とを比較する手段と、測定値が保証
値以下であれば予約を即時に受け付けて上り帯域を割り
当てる手段と、測定値が保証値を超過した場合は優先度
のより低いキューの末尾に予約情報を挿入して他の加入
者局のサービス品質の劣化を防ぐ手段を有する。
【0021】第8の発明のマルチアクセス通信方式は、
第7の発明のマルチアクセス通信方式において、センタ
ー局が優先度毎のキューに対して、キュー内の各々の予
約情報に含まれる上り予約帯域の総和を保持する手段
と、加入者局から予約情報を受信すると、現在の上り予
約帯域の総和に受信した予約情報に含まれる上り予約帯
域を加算する手段と、その結果予め定められた各々のキ
ューが保持できる上り予約帯域の総和の上限以下であれ
ば受信した予約情報を優先度に対応したキューに挿入
し、上限を超過した場合は優先度の低いキューに挿入す
る手段とを有する。
【0022】(作用)第1の発明のマルチアクセス通信
方式では、まず、加入者が上りサービスの品質保証を要
求する場合、各サービスが要求する品質をセンター局に
通知する。このサービス品質要求情報には、トラフィッ
クのピークレート、平均レート、最大バースト長、遅延
量の上限値などが含まれる。センター局は、加入者局か
ら要求されたサービス品質を加入者局に提供可能な場合
は、加入者局に識別子を割り当てる。また、センター局
内部では、加入者局に対して利用を許可したサービス毎
に保証上りサービス品質と提供中の上りサービス品質の
測定値を管理する。
【0023】加入者局が上りデータを送信するには、ま
ずセンター局から予約送信許可情報を受信したときに、
上りデータのサービスに応じた識別子と予約する上り帯
域量からなる予約情報をセンター局に送信する。センタ
ー局では加入者局から予約情報を受信すると、予約情報
に付加された識別子に対応する保証上りサービス品質
と、提供中の上りサービス品質の測定値とを比較する。
比較の結果、サービス品質の測定値が保証値以下であれ
ば予約情報を即時に受付けて上り帯域を割り当て、ま
た、測定値が保証値を超過していれば受信した予約情報
の受付を遅らせて、他の加入者局の予約情報を優先的に
受け付ける。
【0024】従って、予め申告したサービス品質の保証
値の送信レートやバースト長を超過して上りデータを送
信する加入者局の影響による他の加入者局のサービス品
質の劣化を防ぐことができる。
【0025】第2の発明のマルチアクセス通信方式は、
第1の発明のマルチアクセス通信方式において、センタ
ー局は加入者局に対して利用を許可したサービス毎に、
保証するサービス品質と割り当てた上り帯域から求まる
割り当て予定時刻情報と、割り当て予定時刻よりも現在
の割り当て時刻が早い場合に許容する割り当て時刻のゆ
らぎの許容量情報を保持する。
【0026】センター局が加入者局から予約情報を受信
すると、予約情報に付加された識別子に対応するサービ
スの割り当て予定時刻と、現在の上り割り当て時刻とを
比較する。比較した結果、現在の割り当て時刻が割り当
て予定時刻よりも後であるか、または現在の割り当て時
刻が割り当て予定時刻よりも前であるが、割り当て予定
時刻に割り当て時刻のゆらぎの許容量を加算した時刻よ
りは後である場合は、予約情報を即時に受け付けて上り
帯域を割り当てる。一方、現在の割り当て時刻が割り当
て予定時刻に割り当て時刻のゆらぎの許容量を加算した
時刻よりも前である場合には、受信した予約情報の受付
を遅らせて、他の加入者局の予約情報を優先して受け付
ける。
【0027】このようにセンター局において各サービス
に対する上り帯域の割り当て予定時刻と現在の割り当て
時刻を比較することにより、加入者局が予め割り当てた
保証サービス品質を超過して上りデータを送信している
かどうかを容易に管理することができる。
【0028】第3の発明のマルチアクセス通信方式は、
第2の発明のマルチアクセス通信方式において、センタ
ー局が加入者局に対して保証する上りレートがgビット
/秒であり、割り当て時刻のゆらぎの許容量がTb秒で
あり、センター局が加入者局より受信した予約情報の予
約量をBビットであるものとする。センター局が加入者
局から予約情報を受信すると、現在の割り当て時刻が割
り当て予定時刻よりも後である場合は、予約情報を即時
に受け付けて割り当て予定時刻を現在の割り当て時刻に
(B/g)秒を加算した値に更新する。また、現在の割
り当て時刻は割り当て予定時刻よりも前であるが、割り
当て予定時刻にTbを加算した時刻よりは後である場合
は、予約情報を即時に受け付けて割り当て予定時刻を割
り当て予定時刻に(B/g)秒加算した値に更新する。
さらに、現在の割り当て時刻が割り当て予定時刻にTb
を加算した時刻よりも前である場合には、受信した予約
情報の受付を遅らせて他の加入者局の予約情報を優先し
て受け付け、割り当て予定時刻を更新しない。
【0029】このようにセンター局が現在の割り当て時
刻と割り当て予定時刻を比較して割り当て予定時刻の更
新と予約の受付方法を決めることにより、加入者局が予
め申告した上りレート以内または上りレートを一時的に
超過して送信している間は即時に予約情報の受け付けを
おこない、加入者局が予め申告した上りレートを一定期
間以上継続して超過した場合には受信した予約情報の受
付を遅らせて、他の加入者局の予約情報を優先的に受け
付けることができる。
【0030】第4の発明のマルチアクセス通信方式は、
第1の発明のマルチアクセス通信方式において、センタ
ー局が加入者局に対して利用を許可したサービス毎に過
去に測定した上りサービス品質の統計値を保持する。セ
ンター局が加入者局に対して提供中の上りサービス品質
を測定する際には、この上りサービス品質の統計値と、
前回統計値更新以後現在までの一時的な上りサービス品
質の測定値との重み付け平均を取り、上りサービス品質
の統計値を更新する。
【0031】センター局は加入者局より上り予約情報を
受信すると、上りサービス品質の統計値が予め割り当て
た保証サービス品質以下である場合は、予約情報を即時
に受け付けて上り帯域を割り当て、保証サービス品質を
超過した場合は、受信した予約情報よりも他の加入者局
の予約情報を優先して受け付けて他の加入者局のサービ
ス品質の劣化を防ぐ。
【0032】このように測定した上りサービス品質の統
計をとることにより、トラフィックの変動が急激でしば
しば上りサービス品質が保証値を超過するような場合に
も、すぐに予約の受付を遅らせることなく上りサービス
品質を保証することができる。
【0033】第5の発明のマルチアクセス通信方式で
は、第4の発明のマルチアクセス通信方式において、セ
ンター局がサービス毎に提供中の上りサービス品質を測
定する間隔がTi秒であり、加入者局に対して保証する
上りレートがgビット/秒であり、上りサービスに対す
る平均上りレートの統計値がmビット/秒であり、前回
統計値更新以後現在までの一時的な上りレートがrビッ
ト/秒であり、重み付け平均指数がwであり、wが0か
ら1までの値をとるものとする。センター局が上りサー
ビス品質を測定する際には、上りレートの統計値mの値
をw*r+(1−w)*mのように重み付け平均により
更新する。上り予約情報を受信したときに、mがg以下
である場合は前記予約情報を即時に受け付けて上り帯域
を割り当て、mがgを超過した場合は他の加入者局の予
約情報を優先して受け付けて他の加入者局のサービス品
質の劣化を防ぐ。
【0034】このように上りサービスに対する平均上り
レートを、重み付け平均により統計をとることにより、
トラフィックの変動が急激でしばしば上りサービス品質
が保証値を超過するような場合にも、すぐに予約の受付
を遅らせることなく上りサービス品質を保証することが
できる。
【0035】第6の発明のマルチアクセス通信方式で
は、第5の発明のマルチアクセス通信方式において、セ
ンター局及び加入者局は、上り帯域を十数バイトから数
十バイト程度のスロットに分割し、スロットの単位で上
り帯域の予約、予約の受け付け、および割り当てをおこ
なう。このように上り帯域をスロット単位で分割するこ
とにより、上り帯域の割り当てや上りサービス品質の測
定を容易におこなうことができる。
【0036】第7の発明のマルチアクセス通信方式で
は、第1、第2、第3、第4、第5、または第6の発明
のマルチアクセス通信方式において、センター局は加入
者局に対して利用を許可したサービス毎にサービスの識
別子とサービスの優先度を割り当てる。センター局は内
部でサービス毎に保証するサービス品質、サービスの優
先度、現在提供中の上りサービス品質を管理する。セン
ター局は優先度毎に受信した予約情報を一時的に保持す
るキューを持ち、加入者局から予約情報を受信すると、
予約情報に付加された識別子に対応する優先度のキュー
の末尾に予約情報を追加する。
【0037】センター局が上り帯域を割り当てるときに
は、優先度の高いキューの先頭から予約情報を取り出
す。取り出した予約情報の識別子に対して、現在提供し
ているサービス品質を測定して予め割り当てた保証サー
ビス品質の値と比較する。比較の結果、測定値が保証値
以下であれば予約を即時に受付けて上り帯域を割り当
て、また測定値が保証値を超過していれば優先度のより
低いキューの末尾に予約情報を挿入する。
【0038】このように、センター局が予約情報を一時
的に保持する優先度に対応したキューを持つことによ
り、サービス品質を超過して上りデータを送信する加入
者局に対し、簡易に予約の受付を遅らせて他の加入者局
の予約を優先的に受け付けることができ、他の他の加入
者局のサービス品質の劣化を防ぐことができる。
【0039】第8の発明のマルチアクセス通信方式は、
第7の発明のマルチアクセス通信方式において、センタ
ー局は優先度毎のキューに対して、キュー内の各々の予
約情報に含まれる上り予約帯域の総和を保持する。セン
ター局は加入者局から予約情報を受信すると、現在の上
り予約帯域の総和に受信した予約情報に含まれる上り予
約帯域を加算する。加算した結果、予め定められた各々
のキューが保持できる上り予約帯域の総和の上限以下で
あれば受信した予約情報を優先度に対応したキューに挿
入して上り帯域の総和を更新し、上限を超過した場合は
優先度の低いキューに挿入する。
【0040】このように優先度毎のキューに含まれる予
約情報が予約する上り帯域の総和を保持し、予め定めら
れた上限と比較しながら予約情報のキューへの追加をお
こなうことにより、優先度毎にキューイングに要する遅
延時間の上限を保証することができる。
【0041】
【発明の実施の形態】(構成の説明)次に、本発明の実
施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【0042】図1は本発明の第1の実施の形態のマルチ
アクセス通信方式におけるセンター局10、伝送路2
0、加入者局30、31、32の接続図である。センタ
ー局10と加入者局30、31、32は、伝送路20を
介して接続される。センター局から送信する下り信号2
00は、放送回線を通じて加入者局30、31、32へ
と伝送される。また、加入者局30、31、32から送
信する上り信号201、202、203は、マルチアク
セス回線を通じてセンター局へと伝送される。
【0043】図2に本発明の第1の実施の形態における
センター局10の構成を示す。センター局10は、上り
信号受信手段10a、下り信号送信手段10b、上りフ
レーム分解手段10c、下りフレーム組み立て手段10
d、上りデータ受信手段10e、予約情報受信手段10
f、サービス品質要求情報受信手段10g、識別子割り
当て手段10h、上り帯域割り当て手段10i、予約送
信許可情報送信手段10j、下りデータ送信手段10
k、予約情報遅延手段10l、上りリソース使用率管理
手段10mから構成される。
【0044】上り信号受信手段10aは、上りマルチア
クセス回線から入力される上り信号201、202、2
03を受信し、上りフレーム分解手段10cに復調した
上りフレーム300を出力する。
【0045】上りフレーム分解手段10cは、上りフレ
ーム300を分解し、上りデータ302を上りデータ受
信手段10eに、予約情報303を予約情報受信手段1
0fに、サービス品質要求情報304をサービス品質要
求情報受信手段10gに出力する。上りデータ受信手段
10eは上りデータ302の受信処理をおこなう。
【0046】予約情報受信手段10fは、入力された予
約情報に付加された識別子情報309をもとに上りリソ
ース使用率管理手段10mの内容を検索し、対応する上
りリソース使用率情報310を得る。予約情報受信手段
10fは、上りリソース使用率情報310においてリソ
ース使用率が申告値を超過していない場合には、予約情
報312を上り帯域割り当て手段10iに出力して即時
に上り帯域を割り当てる。一方、上りリソース使用率情
報310でリソース使用率が申告値を超過した場合に
は、予約情報311を予約情報遅延手段10lに出力
し、上り帯域の割り当てを遅らせる。
【0047】サービス品質要求情報受信手段10gは、
入力されたサービス品質要求情報304に対して要求を
受け付けるかどうかを判断し、受け付けた場合には識別
子情報314を割り当てて識別子情報送信手段10hに
出力する。また、識別子とサービス品質情報から構成さ
れるサービス品質申告値情報313を、上りリソース使
用率管理手段に出力して登録する。
【0048】予約情報遅延手段10lは予約情報受信手
段10fから入力された申告値超過分の予約情報311
を遅延させ、予約情報315を上り帯域割り当て手段1
0iに出力する。
【0049】上りリソース使用率管理手段10mは、サ
ービス毎にサービス品質申告値情報313と上りリソー
ス使用率測定情報316を保存する。識別子情報送信手
段10hは、入力された識別子情報314を加入者局に
割り当てるため識別子割り当て情報305を生成し、下
りフレーム組み立て手段10dに出力する。
【0050】上り帯域割り当て手段10iは、入力され
た予約情報312及び315に基いて加入者局に上り帯
域を割り当て、上り帯域割り当て情報306を下りフレ
ーム組み立て手段10dに出力する。また、上り帯域割
り当て手段10iは割り当てた上り帯域に基き、上りリ
ソース使用率測定情報316を上りリソース使用率管理
手段10mに出力する。
【0051】予約送信許可情報送信手段10jは、予約
情報を収集するために、予約送信許可情報307を下り
フレーム組み立て手段10dへ出力する。下りデータ送
信手段10kは下りデータの送信処理をおこない、下り
データ308を下りフレーム組み立て手段10dへ出力
する。
【0052】下りフレーム組み立て手段10dは、入力
された識別子割り当て情報305、上り帯域割り当て情
報306、予約送信許可情報307、下りデータ308
を組み立てて下りフレーム301に変換し、下り信号送
信手段10bに出力する。下り信号送信手段10bは入
力された下りフレーム301を変調し、下り放送回線に
対して下り信号200を出力する。
【0053】図3に本発明の第1の実施の形態のセンタ
ー局10における上りリソース使用率管理手段10mの
構成を示す。上りリソース使用率管理手段10mは、サ
ービス品質申告値記憶手段40と、サービス品質測定値
記憶手段50から構成される。
【0054】サービス品質申告値記憶手段40は、サー
ビス毎に識別子400と保証上りレート410を保存す
る。またサービス品質測定値記憶手段50は、サービス
毎に識別子400、平均上りレート測定値500、前回
測定値更新後割り当て帯域520、前回測定値更新時刻
510を保存する。上りリソース使用率管理手段10m
は、サービス品質要求情報受信手段10gからサービス
品質申告値情報313が入力されると、対応するサービ
ス品質申告値記憶手段40の項目を設定する。
【0055】また、上りリソース使用率管理手段10m
は、上り帯域割り当て手段10iから上りリソース使用
率測定情報316が入力されると、対応するサービス品
質測定値記憶手段50の項目を更新する。
【0056】図4に本発明の第1の実施の形態における
加入者局30の構成を示す。加入者局30は、上り信号
送信手段30a、下り信号受信手段30b、上りフレー
ム組み立て手段30c、下りフレーム分解手段30d、
サービス品質要求情報生成手段30e、上りデータ送信
手段30f、予約情報送信手段30g、予約送信許可情
報受信手段30h、上り帯域割り当て情報受信手段30
i、識別子割り当て情報受信手段30j、上りデータ受
信手段30kから構成される。
【0057】下り信号受信手段30bは、下り放送回線
から入力される下り信号200を受信し、下りフレーム
分解手段30dに復調した下りフレーム351を出力す
る。下りフレーム分解手段30dは、下りフレームから
予約送信許可情報355、上り帯域割り当て情報35
6、識別子割り当て情報357、下りデータ358を抽
出して、それぞれ予約送信許可情報受信手段30h、上
り帯域割り当て情報受信手段30i、識別子割り当て情
報受信手段30j、下りデータ受信手段30kへと出力
する。
【0058】予約送信許可情報受信手段30hは、入力
された予約送信許可情報355が加入者局30に宛てた
ものであれば予約送信許可情報359を予約情報送信手
段30gに出力し、それ以外に宛てたものであれば予約
送信許可情報355を破棄する。上り帯域割り当て情報
受信手段30iは、入力された上り帯域割り当て情報3
56が加入者局30に宛てたものであれば上りデータ送
信要求情報360を上りデータ送信手段30fに出力
し、加入者局30以外に宛てたものであれば上り帯域割
り当て情報356を破棄する。識別子割り当て情報受信
手段30jは、入力された識別子割り当て情報357が
加入者局30に宛てたものであれば、割り当てられた識
別子と対応するサービス品質情報からなる識別子情報3
61を予約情報送信手段30gへ出力し、それ以外に宛
てたものであれば識別子割り当て情報357を破棄す
る。下りデータ受信手段30kは、入力された下りデー
タ358が加入者局30に宛てたものであればその受信
処理をおこない、それ以外に宛てたものであれば破棄す
る。
【0059】サービス品質要求情報生成手段30eは、
加入者局30eが使用するサービスの品質保証を要求す
る場合、サービス毎にサービス品質要求情報352を生
成して上りデータ送信手段30fに出力する。上りデー
タ送信手段30fは通常のデータまたはサービス品質要
求情報352を保持し、次に送信すべきデータ量とその
サービス種別からなる予約要求情報362を予約情報送
信手段30gに出力する。また、上りデータ送信手段3
0fは上りデータ送信要求情報360が入力されると、
上りデータ353を上りフレーム組み立て手段30cに
出力する。
【0060】予約情報送信手段30gは、予約送信許可
情報359が入力されると、予約要求情報362が入力
されている場合には上り予約量を計算し、サービス種別
に応じた識別子を付加して予約情報354を上りフレー
ム組み立て手段30cに出力する。
【0061】上りフレーム組み立て手段30cは入力さ
れた上りデータ353及び予約情報354を上りフレー
ムに変換し、上りフレーム350を上り信号送信手段3
0aに出力する。上り信号送信手段30aは入力された
上りフレーム350を変調し、上りマルチアクセス回線
に対して上り信号201を出力する。
【0062】(動作の説明)図5に本発明の第1の実施
の形態のマルチアクセス通信方法又は方式の予約情報受
信手段10fにおける予約情報受信処理のフローチャー
トを示す。
【0063】受信処理を開始し(700)、予約情報受
信手段10fは、上りフレーム分解手段10cより予約
情報を受信すると(701)、予約情報に付加された識
別子に対応するサービスの上りリソース使用率情報を上
りリソース使用率管理手段10mから得る(702)。
その結果、識別子に対応するサービスの保証上りレート
の値が平均上りレート測定値以上であれば(703のT
rue)、受信した予約情報を上り帯域割り当て手段1
0iに出力する(704)。一方、保証上りレートの値
が平均上りレート測定値未満であった場合(703のF
alse)は、予約情報を予約情報遅延手段10lに出
力する(705)。
【0064】このように、予め申告した保証レート以内
で上りデータを送信する加入者局に対しては予約受付時
に即時に上り帯域を割り当て、申告した保証レートを超
過して上りデータを送信する加入者局に対しては上り帯
域の割り当てを遅らせることになる。従って、保証レー
トを超過して上りデータを送信する加入者局の影響によ
る保証レート以内の速度で上りデータを送信する他の加
入者局に対するサービス品質の劣化を防ぐことが出来
る。
【0065】図6に本発明の第1の実施の形態におい
て、上り帯域割り当て手段10iがおこなうリソース使
用率管理手段10mのサービス品質測定値更新手順を示
す。
【0066】まず、上り帯域割り当て手段10iは、リ
ソース使用率管理手段10mから識別子に対応するサー
ビスの前回測定値更新後割り当て帯域Ls[bits]
を入力する(711)。また、上り帯域割り当て手段1
0iは内部で測定値更新間隔Tiを管理する。上り帯域
割り当て手段はこれらの値から、前回測定値更新以後現
在までの平均上りレートm[bps]を m = Ls / Ti と計算して更新する(712)。
【0067】次に、前回測定値更新後割り当て帯域Ls
を0に(713)、前回測定値更新時刻Tsを現在の時
刻に更新し、平均上りレート測定値とともに上りリソー
ス使用率管理手段10mに出力する(714)。この動
作をサービス品質を保証する全サービスに対して定期的
におこなうことにより、提供するサービス毎に上りリソ
ース使用率を管理することができる。
【0068】(他の実施の形態)次に、本発明の第2の
実施の形態について、図面を参照して説明する。図7は
本発明の第2の実施の形態におけるセンター局11の構
成である。
【0069】センター局11の予約情報受信手段11f
は、加入者局より予約情報を受信すると、予約情報に付
加された識別子に対応するサービスの割り当て予定時刻
情報317を上りリソース使用率管理手段11mから入
力し、また現在の割り当て時刻情報318を上り帯域割
り当て手段11iから入力する。これらの入力に基き、
予約情報受信手段11fは受信した予約情報を上り帯域
割り当て手段11iまたは予約情報遅延手段10lに出
力する。また、予約情報受信手段11fは割り当て予定
時刻情報317を更新し、上りリソース使用率管理手段
11mに出力する。
【0070】上り帯域割り当て手段11iは、入力され
た予約情報312及び315に基いて加入者局に上り帯
域を割り当て、上り帯域割り当て情報306を下りフレ
ーム組み立て手段10dに出力する。また、上り帯域割
り当て手段11iは現在の割り当て時刻情報を318を
予約情報受信手段11fに出力する。上記以外のセンタ
ー局、加入者局の構成については、第1の実施の形態と
同様である。
【0071】図8に本発明の第2の実施の形態における
センター局11の上りリソース管理手段11mの構成を
示す。
【0072】上りリソース使用率管理手段11mは、サ
ービス品質申告値記憶手段41と、サービス品質測定値
記憶手段51から構成される。サービス品質申告値記憶
手段41は、サービス毎に識別子400、保証上りレー
ト410、及び割り当て時刻ゆらぎ許容量420を保存
する。割り当て時刻ゆらぎ許容量420は、加入者局が
予め申告した保証上りレートを上回る速度で上りデータ
を送信した場合に一時的に受け付ける予約量であり、時
間単位で指定する。これは、一時的に受付可能な上り予
約帯域をLb[bits]、保証上りレートをg[bp
s]としたとき、割り当て時刻ゆらぎ許容量Tb[se
c]を Tb = Lb / g となるよう設定する。また、サービス品質測定値記憶手
段51は、サービス毎に識別子400、割り当て予定時
刻520を保存する。この割り当て予定時刻520は、
上り帯域割り当て手段11iにおいて加入者に上り帯域
を割り当てたときに計算し、対応する項目を更新する。
【0073】図9に本発明の第2の実施の形態の予約情
報受信手段11fにおける予約情報受信処理のフローチ
ャートを示す。
【0074】予約情報受信手段11fは予約情報を受信
すると(710)、現在の上り帯域割り当て時刻情報を
上り帯域割り当て手段11iから入力し、また上りリソ
ース使用率管理手段11mから予約情報に付加された識
別子に対応するサービスの割り当て予定時刻情報を得る
(712)。次に、現在の割り当て時刻が割り当て予定
時刻よりも後の場合(713のTrue)、予約情報を
上り帯域割り当て手段11iに出力し(715)、即時
に上り帯域を割り当てる(718)。このとき、現在の
割り当て時刻をTc[sec]、割り当てる上り帯域を
B[bits]、保証上りレートをg[bps]として
割り当て予定時刻Tn[sec]を Tn = Tc + B / g に更新し、上りリソース使用率管理手段11mに出力す
る(720)。また、現在の割り当て時刻Tcは割り当
て予定時刻Tnよりも前である(713のFalse)
が、割り当て予定時刻Tnに割り当て時刻ゆらぎ許容量
Tbを加算した時刻よりは後である場合(714のTr
ue)も、予約情報を上り帯域割り当て手段11iに出
力し(716)、即時に上り帯域を割り当てる(71
9)。このとき、割り当て予定時刻Tn[sec]を Tn = Tn + B / g に更新し、上りリソース使用率管理手段11mに出力す
る(721)。さらに、現在の割り当て時刻Tcが割り
当て予定時刻Tnに割り当て時刻ゆらぎ許容量Tbを加
算した時刻よりも前である場合(714のfalse)
は、予約情報を予約情報遅延手段10lに出力し(71
7)、上り帯域の割り当てを遅らせる。このとき、割り
当て予定時刻の更新はおこなわない。以上のように、割
り当て予定時刻と現在の割り当て時刻の比較により予約
の受付方法を変更するため、加入者局が予め申告した保
証レートを超えて上りデータを送信しているかどうかを
簡易に調べることができる。また、保証レートを超えて
送信可能な割り当て時刻ゆらぎ許容量を設定することに
より、加入者局の一時的な送信レートの変動により保証
レートを超えた場合は即時に上り帯域を割り当て、継続
的に保証レートを超えた場合には上り帯域の割り当てを
遅らせて他の加入者局に対する上り帯域の割り当てを優
先させることができる。従って、本実施の形態によれ
ば、単に送信レートと保証レートを比較する方法に比べ
て、加入者局に対してより柔軟に上りリソースの使用率
に基く上り帯域の割り当て制御をおこなうことができ
る。
【0075】次に、本発明の第3の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。センター局10、加入者
局30の構成については第1の実施の形態と同様であ
る。図10に本発明の第3の実施の形態におけるリソー
ス使用率管理手段10mのサービス品質測定値更新手順
を示す。
【0076】まず、上り帯域割り当て手段10iは、リ
ソース使用率管理手段10mから識別子に対応するサー
ビスの平均上りレート測定値m[bps]、前回測定値
更新後割り当て帯域Ls[bits]を入力する。ま
た、上り帯域割り当て手段10iは内部で測定値更新間
隔Ti[sec]を管理する。上り帯域割り当て手段1
0iは、これらの値から前回測定値更新以後現在までの
一時的な上りレートr[bps]を r = Ls / Ti として計算する。次に、平均上りレート測定値m[bp
s]を以下のように更新する。
【0077】m = w*r + (1−w)*m 但し、wは重み付け平均指数であり、0から1までの値
を指定する。wの値が0に近いほど平均上りレート測定
値の更新時に以前の測定値の影響が残ることになり、逆
にwの値が1に近ずくと以前の測定値の影響が軽微にな
る。
【0078】次に、前回測定値更新後割り当て帯域Ls
を0に、前回測定値更新時刻Tsを現在の時刻に更新
し、平均上りレート測定値とともに上りリソース使用率
管理手段10mに出力する。
【0079】このように、平均上りレート測定値を一時
的な上りレート測定値との重み付け平均を取って更新す
ることにより、測定値更新以前の平均上りレートの影響
が残るようになる。従って、トラフィックの変動が急激
でしばしば上りサービス品質が保証値を超過するような
場合にも、すぐに予約の受付を遅らせることなく上りサ
ービス品質を保証することができる。
【0080】図11に本発明の第4の実施の形態におけ
るセンター局12の構成を示す。
【0081】センター局12の予約情報受信手段12f
は、加入者局より予約情報を受信すると、予約情報に付
加された識別子情報309に対応する優先度情報319
を上りリソース使用率管理手段12mから入力する。次
に、予約情報受信手段12fは、優先度情報319に基
き予約情報320を予約情報保持手段12nに挿入す
る。予約情報保持手段12nは入力された予約情報を優
先度毎のキューに保持する。
【0082】上り帯域割り当て手段12iは、優先度の
高い予約情報キューの先頭から予約情報を随時取り出
す。このとき、取り出した予約情報の識別子に対応する
サービスの平均上りレートの測定値が予め申告した保証
レート以内であれば即時に予約を受け付けて上り帯域を
割り当て、測定値が保証値を超過していれば取り出した
予約情報を優先度のより低いキューの末尾に予約情報を
挿入して予約の受付を遅らせる。
【0083】図12に本発明の第4の実施の形態におけ
る上りリソース使用率管理手段12mの構成を示す。
【0084】上りリソース使用率管理手段12mのサー
ビス品質申告値記憶手段42は、サービス毎に識別子4
00と保証上りレート410を管理するのに加え、優先
度430を保存する。サービス品質測定値記憶手段50
に関しては、第1の実施の形態と同様である。図13に
本発明の第4の実施の形態における予約情報保持手段1
2nの構成を示す。
【0085】予約情報保持手段12nはキュー挿入手段
60と、予約情報キュー70、71、72、73、7
4、75から構成される。キュー挿入手段60は入力予
約情報320または322の優先度に対応する予約情報
キューを選択し、予約情報を出力する。またキュー挿入
手段60は内部に予約帯域量管理手段80を持ち、受信
した予約情報を予約情報キューに挿入できるかどうかを
判定し、挿入できない場合には予約情報を廃棄する。
【0086】予約情報キュー70は優先度4の、予約情
報キュー71は優先度3の、予約情報キュー72は優先
度2の、予約情報キュー73は優先度1の、予約情報キ
ュー75は優先度0の予約情報を保持する。優先度の順
序としては、優先度4を最高、優先度0を最低とし、優
先度0はベストエフォト型のトラフィックに対応するも
のとする。また、予約情報キュー74は上り帯域割り当
て手段12iによって一度取り出された優先度4から優
先度1の予約情報の内、上りサービス品質の測定値が予
め申告した保証値を超過したために再度挿入された予約
情報を保持する。
【0087】このように、センター局が予約情報を一時
的に保持する優先度に対応したキューを持つことによ
り、サービス品質を超過して上りデータを送信する加入
者局に対し、簡易に予約の受付を遅らせて他の加入者局
の予約の受付を優先させることができる。
【0088】図14に本発明の第4の実施の形態におけ
る予約帯域量管理手段80の構成を示す。
【0089】予約帯域量管理手段80は、予約情報キュ
ー番号90毎に保持可能な保持中予約帯域総量91と保
持可能予約帯域上限92を管理する。これらは、キュー
に含まれる各々の予約情報が予約する上り帯域の総和
と、その上限値を示す。
【0090】キュー挿入手段60は、新たに予約情報が
入力されると、対応する優先度の保持中予約帯域総量9
1に予約する上り帯域を加算し、加算した結果が保持可
能予約帯域上限92以下であれば予約情報を予約情報キ
ューに挿入し、保持中予約帯域総量91を更新する。
【0091】保持中予約帯域総量91に予約する上り帯
域を加算した結果が保持可能予約帯域上限92を超過し
た場合には、入力された予約情報を廃棄し、保持中予約
帯域総量91は更新しない。
【0092】また、上り帯域割り当て手段12iによっ
て予約情報キューから予約情報が取り出された場合に
は、対応する予約情報キューの保持中予約帯域総量から
取り出した予約情報の予約上り帯域分を減算する。この
とき、各予約情報キューに対する保持可能予約帯域上限
をLu[bit]、上り物理回線速度をRu[bps]
とすると、予約情報のキューイング遅延の上限値Tq
[sec]は Tq = Lu / Ru として求まる。
【0093】従って、各優先度毎に予約情報のキューイ
ングに要する遅延時間の上限を保証することができる。
【0094】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、セン
ター局が加入者局に対して動的に上り回線の帯域を割り
当てるマルチアクセス通信システムにおいて、加入者局
に利用を許可したサービス毎に提供する上りサービス品
質を測定して保証することができる。特に、予め申告し
たサービス品質の保証値を超過して上りデータを送信す
る加入者局に対し、予約の受付を遅らせて他の加入者局
の予約を優先することにより、保証値以内での上りデー
タを送信中の他の加入者局に対するサービス劣化を防ぐ
ことができる。例えば、予め申告したサービス品質の保
証値としての送信レートやバースト長を超過して上りデ
ータを送信する加入者局の影響により生じる他の加入者
局のサービス品質の劣化を防ぐことができる。請求項2
以降記載の本発明の更なる効果は以下のとおりである。
【0095】センター局において各サービスに対する上
り帯域の割り当て予定時刻と現在の割り当て時刻を比較
するようにした第2の発明においては、センター局は、
加入者局が予め割り当てたサービス品質の保証値を超過
して上りデータを送信しているかどうかを容易に管理す
ることができる。
【0096】センター局において現在の割り当て時刻と
割り当て予定時刻を比較して割り当て予定時刻の更新と
予約の受付方法を決めるようにした第3の発明において
は、加入者局が予め申告した上りレート以内または上り
レートを一時的に超過して送信している間は即時に予約
情報の受け付けを行い、加入者局が予め申告した上りレ
ートを一定期間以上継続して超過した場合には受信した
予約情報の受付を遅らせて、他の加入者局の予約情報を
優先的に受け付けることができる。
【0097】センター局において測定した上りサービス
品質の統計をとるようにした第4の発明においては、ト
ラフィックの変動が急激でしばしば上りサービス品質が
保証値を超過するような場合にも、すぐに予約の受付を
遅らせることなく上りサービス品質を保証することがで
きる。
【0098】センター局において上りサービスに対する
平均上りレートを、重み付け平均により統計をとるよう
にした第5の発明においては、トラフィックの変動が急
激でしばしば上りサービス品質が保証値を超過するよう
な場合にも、すぐに予約の受付を遅らせることなく上り
サービス品質を保証することができる。
【0099】センター局において上り帯域をスロット単
位で分割するようにした第6の発明においては、以上の
事項に加えて上り帯域の割り当てや上りサービス品質の
測定を容易におこなうことができる。
【0100】センター局において予約情報を一時的に保
持する優先度に対応したキューを持つようにした第7の
発明においては、サービス品質の保証値を超過して上り
データを送信する加入者局に対し、簡易に予約の受付を
遅らせて他の加入者局の予約を優先的に受け付けること
ができ、他の他の加入者局のサービス品質の劣化を防ぐ
ことができる。
【0101】センター局において優先度毎のキューに含
まれる予約情報が予約する上り帯域の総和を保持し、予
め定められた上限と比較しながら予約情報のキューへの
追加を行うようにした第8の発明においては、優先度毎
にキューイングに要する遅延時間の上限を保証すること
ができる。
【0102】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態のマルチアクセス通
信方式におけるセンター局10、伝送路20、加入者局
30、31、32の接続図である。
【図2】第1の実施の形態におけるセンター局10の構
成を示す図である。
【図3】第1の実施の形態のセンター局における上りリ
ソース使用率管理手段10mの構成を示す図である。
【図4】第1の実施の形態における加入者局30の構成
を示す図である。
【図5】第1の実施の形態の予約情報受信手段10fに
おける予約情報受信処理のフローチャートを示す図であ
る。
【図6】第1の実施の形態においてリソース使用率管理
手段10mのサービス品質測定値の更新手順を示す図で
ある。
【図7】本発明の第2の実施の形態におけるセンター局
11の構成を示す図である。
【図8】第2の実施の形態におけるセンター局11の上
りリソース管理手段11mの構成を示す図である。
【図9】第2の実施の形態の予約情報受信手段11fに
おける予約情報受信処理のフローチャートを示す図であ
る。
【図10】本発明の第3の実施の形態におけるリソース
使用率管理手段10mのサービス品質測定値更新手順を
示す図である。
【図11】本発明の第4の実施の形態におけるセンター
局12の構成を示す図である。
【図12】第4の実施の形態における上りリソース使用
率管理手段12mの構成を示す図である。
【図13】第4の実施の形態における予約情報保持手段
12nの構成を示す図である。
【図14】第4の実施の形態における予約帯域量管理手
段80の構成を示す図である。
【符号の説明】
10、11、12 センター局 10a 上り信号受信手段 10b 下り信号送信手段 10c 上りフレーム分解手段 10d 下りフレーム組み立て手段 10e 上りデータ受信手段 10f、11f、12f 予約情報受信手段 10g サービス品質要求情報受信手段 10h 識別子割り当て手段 10i、11i、12i 上り帯域割り当て手段 10j 予約送信許可情報送信手段 10k 下りデータ送信手段 10l 予約情報遅延手段 10m、11m、12m 上りリソース使用率管理手段 12n 予約情報保持手段 20 伝送路 30、31、32 加入者局 30a 上り信号送信手段 30b 下り信号受信手段 30c 上りフレーム組み立て手段 30d 下りフレーム分解手段 30e サービス品質要求情報生成手段 30f 上りデータ送信手段 30g 予約情報送信手段 30h 予約送信許可情報受信手段 30i 上り帯域割り当て情報受信手段 30j 識別子割り当て情報受信手段 30k 上りデータ受信手段 40、41、42 サービス品質申告値記憶手段 50、51 サービス品質測定値記憶手段 60 キュー挿入手段 70、71、72、73、74、75 予約情報キュー 80 予約帯域量管理手段 90 予約情報キュー番号 91 保持中予約帯域総量 92 保持可能予約帯域上限 200 下り信号 201、202、203 上り信号 300 上りフレーム 301 下りフレーム 302 上りデータ 303 予約情報 304 サービス品質要求情報 305 識別子割り当て情報 306 上り帯域割り当て情報 307 予約送信許可情報 308 下りデータ 309 識別子情報 310 上りリソース使用率情報 311、312、315、319、320、321、3
22 予約情報 313 サービス品質申告値情報 314 識別子情報 316 上りリソース使用率測定情報 317 割り当て予定時刻情報 318 現在の割り当て時刻情報 319 優先度情報 400 識別子 410 保証上りレート 420 割り当て時刻ゆらぎ許容量 430 優先度 500 平均上りレート測定値 510 前回測定値更新後割り当て帯域 520 割り当て予定時刻 530 前回測定値更新時刻 g 保証上りレート[bps] r 一時的な上りレート[bps] m 平均上りレート測定値[bps] w 重み付け平均指数 B 割り当て上り帯域[bits] Lb 一時的受付可能上り予約帯域[bits] Tb 割り当て時刻ゆらぎ許容量[sec] Ls 前回測定値更新後割り当て帯域[bits] Tc 現在の割り当て時刻[sec] Tn 割り当て予定時刻[sec] Ti 測定値更新間隔[sec] Lu 保持可能予約帯域上限[bit] Ru 上り物理回線速度[bps] Tq 予約情報のキューイング遅延の上限値[sec]

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 センター局と、加入者局と、該センター
    局から該加入者局への放送型下り回線と、該加入者局か
    ら該センター局へのマルチアクセス型上り回線とから構
    成され、該センター局は予め該加入者局に対して保証す
    るサービス品質の異なる複数のサービスの利用を許可
    し、各サービスに応じた識別子を予め該加入者局に割り
    当て、送信すべき上りデータがある該加入者局は該セン
    ター局から許可された帯域で該識別子と予約する上り帯
    域とからなる予約情報を送信し、該センター局は該加入
    者局から受信した該予約情報に基き該加入者局に上り回
    線の帯域を割り当てるマルチアクセス通信方式におい
    て、 前記センター局は、前記加入者局から前記予約情報を受
    信すると、前記予約情報に付加された前記識別子に応じ
    たサービスに対し提供中のサービス品質を測定して、予
    め割り当てたサービス品質の保証値と比較し、測定値が
    保証値以下であれば前記予約情報を即時に受け付けて上
    り帯域を割り当て、また測定値が保証値を超過していれ
    ば前記予約情報よりも他の加入者局の予約情報を優先的
    に受け付けることにより、他の加入者局のサービス品質
    の劣化を防ぎ、全ての前記加入者に対するサービス毎の
    サービス品質を保証することを特徴とするマルチアクセ
    ス通信方式。
  2. 【請求項2】 前記センター局は、前記加入者局に対し
    て利用を許可したサービス毎に、保証するサービス品質
    と割り当てた上り帯域から求まる割り当て予定時刻情報
    と、割り当て予定時刻よりも現在の割り当て時刻が早い
    場合に許容する割り当て時刻のゆらぎの許容量情報とを
    保持し、前記センター局は、前記加入者局から前記予約
    情報を受信すると、現在の割り当て時刻と割り当て予定
    時刻とを比較し、現在の割り当て時刻が割り当て予定時
    刻よりも後である場合、または現在の割り当て時刻が割
    り当て予定時刻よりも前であるが割り当て予定時刻に割
    り当て時刻のゆらぎの許容量を加算した時刻よりは後で
    ある場合は、前記予約情報を即時に受け付けて上り帯域
    を割り当て、現在の割り当て時刻が割り当て予定時刻に
    割り当て時刻のゆらぎの許容量を加算した時刻よりも前
    である場合は、前記予約情報よりも他の加入者局の予約
    情報を優先して受け付けることにより、他の加入者局の
    サービス品質の劣化を防ぐことを特徴とする請求項1記
    載のマルチアクセス通信方式。
  3. 【請求項3】 前記センター局が前記加入者局に対して
    保証する上りレートがgビット/秒であり、割り当て時
    刻のゆらぎの許容量がTb秒であり、前記センター局が
    前記加入者局より受信した前記予約情報の予約量をBビ
    ットであるとして、現在の割り当て時刻が割り当て予定
    時刻よりも後である場合は、前記予約情報を即時に受け
    付けて割り当て予定時刻を現在の割り当て時刻に(B/
    g)秒を加算した値に更新し、また、現在の割り当て時
    刻が割り当て予定時刻よりも前であるが割り当て予定時
    刻にTbを加算した時刻よりは後である場合は、前記予
    約情報を即時に受け付けて割り当て予定時刻を割り当て
    予定時刻に(B/g)秒加算した値に更新し、さらに、
    現在の割り当て時刻が割り当て予定時刻にTbを加算し
    た時刻よりも前である場合は、割り当て予定時刻を更新
    せずに前記予約情報よりも他の加入者局の予約情報を優
    先して受け付けることにより、他の加入者局のサービス
    品質の劣化を防ぐことを特徴とする請求項2記載のマル
    チアクセス通信方式。
  4. 【請求項4】 前記センター局は、前記加入者局に対し
    て利用を許可したサービス毎に提供中のサービス品質を
    測定する際に、過去に測定したサービス品質の統計値
    と、前回統計値更新以後現在までの一時的なサービス品
    質の測定値からサービス品質の統計値を更新し、上り予
    約情報を受信したときに、サービス品質の統計値が予め
    割り当てたサービス品質の保証値以下である場合は、前
    記予約情報を即時に受け付けて上り帯域を割り当て、サ
    ービス品質の保証値を超過した場合は、前記予約情報よ
    りも他の加入者局の予約情報を優先して受け付けること
    により、他の加入者局のサービス品質の劣化を防ぐこと
    を特徴とする請求項1記載のマルチアクセス通信方式。
  5. 【請求項5】 前記センター局がサービス毎に提供中の
    サービス品質を測定する間隔がTi秒であり、前記加入
    者局に対して保証する上りレートがgビット/秒であ
    り、上りサービスに対する平均上りレートの統計値がm
    ビット/秒であり、前回統計値更新以後現在までの一時
    的な上りレートがrビット/秒であり、重み付け平均指
    数がwであり、wが0から1までの値をとるものとし
    て、前記センター局がサービス品質を測定する際に上り
    レートの統計値mの値をw*r+(1−w)*mに更新
    し、上り予約情報を受信したときに、mがg以下である
    場合は前記予約情報を即時に受け付けて上り帯域を割り
    当て、mがgを超過した場合は他の加入者局の予約情報
    を優先して受け付けることにより、他の加入者局のサー
    ビス品質の劣化を防ぐことを特徴とする請求項4記載の
    マルチアクセス通信方式。
  6. 【請求項6】 前記センター局及び前記加入者局は、上
    り帯域を十数バイトから数十バイト程度のスロットに分
    割し、前記スロットの単位で上り帯域の予約、予約の受
    け付け、および割り当てをおこなうことを特徴とする請
    求項1、請求項2、請求項3、請求項4、または請求項
    5記載のマルチアクセス通信方式。
  7. 【請求項7】 前記センター局は、前記加入者局に対し
    て利用を許可したサービス毎にサービスの優先度を割り
    当て、優先度毎に受信した予約情報を一時的に保持する
    キューを持ち、前記加入者局から前記予約情報を受信す
    ると、前記予約情報に付加された前記識別子に対応する
    優先度のキューの末尾に前記予約情報を追加し、上り帯
    域を割り当てるときには優先度の高いキューの先頭から
    前記予約情報を取り出し、取り出した前記予約情報の前
    記識別子に対応するサービス品質の測定値と予め割り当
    てたサービス品質の保証値とを比較し、測定値が保証値
    以下である場合は、予約を即時に受け付けて上り帯域を
    割り当て、測定値が保証値を超過した場合は、優先度の
    より低いキューの末尾に予約情報を挿入することによ
    り、他の加入者局のサービス品質の劣化を防ぐことを特
    徴とする請求項1、請求項2、請求項3、請求項4、請
    求項5、または請求項6記載のマルチアクセス通信方
    式。
  8. 【請求項8】 前記センター局は、優先度毎のキューに
    対してキュー内の各々の予約情報に含まれる上り予約帯
    域の総和を保持し、前記加入者局から予約情報を受信す
    ると、現在の上り予約帯域の総和に受信した予約情報に
    含まれる上り予約帯域を加算し、その結果予め定められ
    た各々のキューが保持できる上り予約帯域の総和の上限
    以下である場合は受信した予約情報を優先度に対応した
    キューに挿入し、上限を超過した場合は優先度の低いキ
    ューに挿入することを特徴とする請求項7記載のマルチ
    アクセス通信方式。
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